(57)【要約】【課題】  圧電発振器の製造工程において、半導体回路素子のハンダバンプにハンダフラックスを付着させるハンダフラックス工程を変更することで、製造工程の簡略化が可能な圧電発振器の製造方法を提供することにある。【解決手段】  複数個の半導体回路素子７が形成され、個々の半導体回路素子７には実装用電極１９と、実装用電極１９にはハンダバンプ１２が施してあるウエハー状シリコン基板３１に、ハンダフラックス１４を塗布しハンダバンプ１２を被うハンダフラックス１４の膜層を形成する工程と、ハンダフラックス１４の膜層が処理されたウエハー状シリコン基板３１を分割し個々の半導体回路素子７を得る工程と、半導体回路素子７を第１の容器２０基板に実装し加熱し導通と固着する工程と、気密構造の第２の容器１で構成する圧電振動子５とから成る。【選択図】  図５
2007208566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の半導体回路素子が形成され、個々の半導体回路素子には実装用電極と、前記実装用電極にはハンダバンプが施してあるウエハー状シリコン基板に、ハンダフラックスを塗布し前記ハンダバンプを被うハンダフラックスの膜層を形成する工程と、
前記ハンダフラックスの膜層が処理されたウエハー状シリコン基板を分割し個々の半導体回路素子を得る工程と、
前記半導体回路素子を第１の容器基板に実装し加熱し導通と固着する工程と、
気密構造の第２の容器で構成する圧電振動子とから成る圧電発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる圧電発振器等に半導体回路素子をフリップチップ実装する圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯用通信機器等の電子機器に圧電発振器が用いられている。
【０００３】
かかる従来の圧電発振器としては、例えば図５に示す如く、内部に図中には示されていないが、圧電振動子が収容されている第２の容器２３を、キャビティ部２５内に前記の圧電振動子の振動に基づいて発振出力を制御する半導体回路素子２６やコンデンサ等の電子部品素子が収容されている第１の容器２１上に取着させた構造のものが知られており、かかる圧電発振器をマザーボード等の外部配線基板上に載置させた上、第１の容器２１の下面に設けられている外部端子を外部配線基板の配線にハンダ接合することにより外部配線基板上に実装される。
【０００４】
なお、第２の容器２３や第１の容器２１は、通常、セラミック材料によって形成されており、その内部や表面には配線導体が形成され、従来周知のセラミックグリーンシート積層法等を採用することにより製作される。
【０００５】
また、前記半導体回路素子２６の回路形成面（下面）には、圧電振動子の温度特性に応じて作成された温度補償データに基づいて圧電発振器の発振周波数を補正するための温度補償回路が設けられており、半導体回路素子２６と第１の容器２１はハンダバンプ２７により、電気的かつ機械的に接続されておりその間には半導体回路素子２６の回路形成面を保護する目的で樹脂２８が被着されていた。
【特許文献１】特開２０００−１３８３２１号公報
【特許文献２】特開２００２−３２９８３９号公報
【０００６】
なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の圧電発振器のキャビティ部２５に半導体回路素子２６を搭載する構造の圧電発振器においては、圧電発振器の製造工程において、半導体回路素子２６と第１の容器２１との電気的接続にハンダが必要であり、従来の製法においては半導体回路素子２６のハンダバンプをハンダフラックス槽に漬けハンダバンプにハンダフラックスを付着させた後、ハンダバンプと対応する第１の容器２１の上面にハンダを１点ずつ塗布しており、製造工程が複雑であり、製造工数の削減が不可能であった。
【０００８】
本発明は上記欠点に鑑み考え出されたものであり、従ってその目的は、圧電発振器の製造工程において、半導体回路素子２６のハンダバンプにハンダフラックスを付着させるハンダフラックス工程を変更することで、製造工程の簡略化が可能な圧電発振器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧電発振器の製造方法においては、複数個の半導体回路素子が形成され、個々の半導体回路素子には実装用電極と、前記実装用電極にはハンダバンプが施してあるウエハー状シリコン基板に、ハンダフラックスを塗布し前記ハンダバンプを被うハンダフラックスの膜層を形成する工程と、
前記ハンダフラックスの膜層が処理されたウエハー状シリコン基板を分割し個々の半導体回路素子を得る工程と、
前記半導体回路素子を第１の容器基板に実装し加熱し導通と固着する工程と、気密構造の第２の容器で構成する圧電振動子とから成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧電発振器の製造方法によれば、従来の製法のように半導体回路素子のハンダバンプをハンダフラックス槽に漬けハンダバンプにハンダフラックスを付着させる作業を一新し、ハンダフラックスの塗布をウエハー状シリコン基板状態で行うことから作業工数を削減し、圧電発振器の製造工数削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
【００１２】
図１は本発明の圧電発振器の断面図であり、図２は図１の圧電発振器の半導体回路素子７搭載面の第１の容器２０の枠壁部１３上にハンダ１１を塗布した状態の上面図である。また、図３はウエハー状シリコン基板３１にハンダバンプ１２を搭載した状態を示す概略の上面図である。また、図４は図３のウエハー状シリコン基板３１にハンダフラックス１４を塗布した状態を示す概略の上面図であり、図５はウエハー状シリコン基板３１を個々の半導体回路素子７に切断後の製造方法を示す概略の断面図である。  
図１に示す圧電発振器は、下面に外部端子１０が設けられ、上面に複数個の枠壁部１３、半導体回路素子７が取着され搭載されている第１の容器２０上に、圧電振動子５が収容されている第２の容器１を載置して固定した構造を有している。また、図２に示す圧電発振器の半導体回路素子７搭載面の上面図では、絶縁性基体６の周縁部に枠壁部１３、枠壁部１３の上面にハンダ１１が形成されている。また、枠壁部１３は外部端子１０にビアホール等で接続されている。
【００１３】
図１において第２の容器１は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成る基板２と、４２アロイやコバール，リン青銅等の金属から成るシールリング３と、シールリング３と同様の金属から成る蓋体４とから成り、基板２の上面にシールリング３を取着させ、その上面に蓋体４を載置して固定させることによって第２の容器１が構成され、シールリング３の内側に位置する基板２の上面に圧電振動子５が実装される。
【００１４】
また第２の容器１は、その内部に、具体的には、基板２の上面とシールリング３の内面と蓋体４の下面とで囲まれる空間内に圧電振動子５を収容して気密封止するためのものであり、基板２の上面には圧電振動子５の振動電極に接続される一対の実装用電極１９が、基板２の下面には後述する絶縁性基体６上の枠壁部１３に接続される複数個の接合電極１８がそれぞれ設けられ、これらのパッドや電極は基板表面の配線パターンや基板内部に埋設されているビアホール等を介して、対応するもの同士、相互に電気的に接続されている。
【００１５】
一方、前記第２の容器１の内部に収容される圧電振動子５は、所定の結晶軸でカットした圧電片の両主面に一対の振動電極を被着・形成して成り、外部からの変動電圧が一対の振動電極を介して圧電片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こす。
【００１６】
ここで第２の容器１の蓋体４を第２の容器１の配線導体８や第１の容器２０の配線導体９を介してグランド端子に接続させておけば、その使用時に、金属から成る蓋体４が基準電位に接続されてシールド機能が付与されることと成るため、圧電振動子５や半導体回路素子７を外部からの不要な電気的作用から良好に保護することができる。従って、第２の容器１の蓋体４は第２の容器１の配線導体８や第１の容器２０の配線導体９を介してグランド端子に接続させておくことが好ましい。
【００１７】
そして、上述した第２の容器１が取着される第１の容器２０は概略矩形状を成しており、第２の容器１と同様の基板材料からなり、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成る絶縁性基体６と、絶縁性基板６と同様の材料からなる枠壁部１３が形成されている。
【００１８】
また、図１、図２に示すように絶縁性基体６には、絶縁性基体６の下面の四隅部に４つの外部端子１０が形成され、絶縁性基体６の上面の枠壁部１３の四隅部の接合電極１８の上面にはハンダ１１が設けられている。
【００１９】
絶縁性基体６の下面に設けられている４つの外部端子１０は、圧電発振器をマザーボード等の外部配線基板に接続するための端子として機能するものであり、圧電発振器を外部配線基板上に搭載する際、外部配線基板の回路配線とハンダ等の導電性接合材を介して電気的に接続されるように成っている。
【００２０】
また、絶縁性基体６の上面に設けられる複数個の枠壁部１３は、絶縁性基体６と第２の容器１との間に、半導体回路素子７を配置させるのに必要な所定の間隔を確保しつつ、第１の容器２０の配線導体９を第２の容器１の配線導体８に接続するためのものである。
【００２１】
更に、図示していないが枠壁部１３には、枠壁部１３の側面に設けられる複数個の書込制御端子が形成されており、書込制御端子は第１の容器２０の配線導体９を介して半導体回路素子７の実装用電極１９と電気的に接続されている。
【００２２】
更に、上述した絶縁性基体６の中央域には、複数個の電極パッド１７が設けられており、これら電極パッド１７に半導体回路素子７の実装用電極１９とハンダバンプ１２を介して電気的かつ機械的に接続させることによって半導体回路素子７が絶縁性基体６上の所定位置に取り付けられる。
【００２３】
前記の半導体回路素子７は、その回路形成面（下面）に、周囲の温度状態を検知する感温素子、圧電振動子５の温度特性を補償する温度補償データを格納するメモリ、メモリ内の温度補償データに基づいて圧電振動子５の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、先の温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が設けられており、この発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
【００２４】
ここで、本発明の圧電発振器の特徴的な製造工程は図３〜図５に示すように、複数個の半導体回路素子７が形成され、個々の半導体回路素子７には実装用電極１９と、実装用電極１９にはハンダバンプ１２が施してあるウエハー状シリコン基板３１に、ハンダフラックス１４を塗布しハンダバンプ１２を被うハンダフラックス１４の膜層を形成する工程と、ハンダフラックス１４の膜層が処理されたウエハー状シリコン基板３１を分割し個々の半導体回路素子７を得る工程と、半導体回路素子７を第１の容器２０基板に実装し加熱し導通と固着する工程と、気密構造の第２の容器１で構成する圧電振動子５とから成ることから、ハンダフラックス１４の塗布をウエハー状シリコン基板３１状態で行うことが可能となり、圧電発振器の製造工数削減が可能となる。
【００２５】
また、本発明の圧電発振器の製造方法においては、図３に示すウエハー状シリコン基板３１上に、ハンダフラックス１４を塗布する方法はウエハー状シリコン基板３１をスピンコータの試料台上に載せウエハー状シリコン基板３１を高速回転させながら液状のハンダフラックス１４を塗布することにより図４に示すようにウエハー状シリコン基板３１の表面全面にハンダフラックス１４が形成される。その後、ウエハー状シリコン基板３１をダイシングにより個々の半導体回路素子７に切断し、図５に示すように、半導体回路素子７のハンダバンプ１２形成面にハンダフラックス１４が形成された状態で第１の容器２０上の電極パッド１７上に配置（図５の（１））され、圧電振動子５が気密封止されている第２の容器１を枠壁部１３上に配置されたハンダ１１と第２の容器１の接合電極１８とが上下重なるように配置（図５の（２）され、その後リフロー炉で加熱処理することで第２の容器１と第１の容器２０とが電気的に導通されるとともに機械的に固着される。
【００２６】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００２７】
例えば、上述の実施形態においては、半導体回路素子７と絶縁性基体６との間にはハンダバンプ１２が介在されているが半導体回路素子７の回路形成面を保護することを目的にハンダバンプ１２と半導体回路素子７間にエポキシ樹脂等を注入しても構わない。この場合も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態にかかる圧電発振器の概略の断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる圧電発振器を構成する第１の容器に半導体回路素子とハンダバンプを搭載した状態を示す概略の上面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるウエハー状シリコン基板にハンダバンプを搭載した状態を示す概略の上面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる図３のウエハー状シリコン基板にハンダフラックスを塗布した状態を示す概略の上面図である。
【図５】本発明の実施形態にかかるウエハー状シリコン基板を個々の半導体回路素子に切断後の製造方法を示す概略の断面図である。
【図６】従来の圧電発振器の概略の斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・第２の容器
２・・・基板
３・・・シールリング
４・・・蓋体
５・・・圧電振動子
６・・・絶縁性基体
７・・・半導体回路素子
８・・・第２の容器の配線導体
９・・・第１の容器の配線導体
１０・・・外部端子
１１・・・ハンダ
１２・・・ハンダバンプ
１３・・・枠壁部
１４・・・ハンダフラックス
１５・・・第１の空間部
１６・・・第２の空間部
１７・・・電極パッド
１８・・・接合電極
１９・・・実装用電極
２０・・・第１の容器
３１・・・ウエハー状シリコン基板
【図１】
2007208566.tif 000003
【図２】
2007208566.tif 000004
【図３】
2007208566.tif 000005
【図４】
2007208566.tif 000006
【図５】
2007208566.tif 000007
【図６】
2007208566.tif 000008