(57)【要約】【課題】実装パッドと実装端子との接合を容易に検査することができ、生産性を向上させた水晶発振器の製造方法を提供する。【解決手段】水晶発振器の製造方法は、集積回路素子用貫通孔１６３が形成されている枠部１６０の集積回路素子用貫通孔１６３内に水晶素子１２０および集積回路素子１５０が実装されている素子搭載部材１１０の、集積回路素子１５０を収納するように、基板部１１０ａに設けられている実装端子１１３と枠部１６０に設けられている実装パッド１６１とを接合し、基板部１１０ａの下面に枠部１６０を実装する枠部実装工程と、所定の二つの実装パッド１６１と電気的に接続されている検査端子１９０間の電流を測定し、基板部１１０ａと枠部１６０との接続状態を検査する検査工程と、を備えている。【選択図】図１
2017208640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直方体形状の基板部を備えた素子搭載部材に、水晶素子を実装する水晶素子実装工程と、
前記素子搭載部材と蓋体とを接合する蓋体接合工程と、
前記基板部の下面に集積回路素子を実装する集積回路素子実装工程と、
集積回路素子用貫通孔が形成されている枠部の前記集積回路素子用貫通孔内に前記集積回路素子を収納するように、前記基板部の下面に設けられている実装端子と前記枠部の上面に設けられている実装パッドとを接合し、前記基板部の下面に前記枠部を実装する枠部実装工程と、
所定の二つの前記実装パッドと電気的に接続されている検査端子間の電流を測定し、前記基板部と前記枠部との接続状態を検査する検査工程と、
を備えていることを特徴とする水晶発振器の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の水晶発振器の製造方法であって、
前記検査工程において、
前記枠部となる部分が複数形成されている枠部ウエハを用いており、
前記検査端子が前記枠部ウエハの上面に設けられている
ことを特徴とする水晶発振器の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の水晶発振器の製造方法であって、
前記検査端子が前記実装パッドと一体的に設けられ、平面視して、略矩形形状となっている
ことを特徴とする水晶発振器の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項４に記載の水晶発振器の製造方法であって、
前記実装パッドと前記外部端子とが、前記枠部となる部分の四隅に設けられている導体部によって電気的に接続されている
ことを特徴とする水晶発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶素子および集積回路素子を有している水晶発振器の製造方法に関するものであって、特に、水晶素子および集積回路素子が実装される基板部を有する素子搭載部材と、素子搭載部材の下面に枠部と、を備えている水晶発振器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶発振器は、水晶素子および集積回路素子を有している。このような水晶発振器は、例えば、略直方体形状の基板部を有した素子搭載部材、基板部の上面に実装される水晶素子、素子搭載部材の上面と接合される蓋体、基板部の下面に実装される集積回路素子、および、基板部の下面に実装されている枠部を少なくとも備えている。
【０００３】
このような水晶発振器は、次のように製造される。まず、水晶素子が素子搭載部材の基板部の上面に実装され、素子搭載部材の上面と蓋体とが接合される。次に、素子搭載部材の基板部の下面に集積回路素子が実装される。集積回路素子を、枠部となる部分が行列状に形成されている枠部シートのそれぞれの枠部となる部分の集積回路素子用貫通孔に挿入し、実装端子と実装パッドとを実装部材により接合し、基板部の下面に枠部となる部分を接合している。その後、集積回路素子用貫通孔内に液状の絶縁性樹脂を注入し、加熱硬化することで、集積回路素子の側面と集積回路素子用貫通孔の内壁面および
集積回路素子の上面と基板部の下面との間に絶縁性樹脂を設けている。最後に、枠部となる部分ごとに切断し、水晶発振器を製造している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−９１１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の水晶発振器の製造方法では、水晶発振器の小型化した場合、集積回路素子用貫通孔の開口部と集積回路素子との許容差が小さくなるため、水晶素子および集積回路素子が実装されている基板部を有した素子搭載部材の集積回路素子を集積回路素子用貫通孔に挿入した場合、集積回路素子の端部が集積回路素子用貫通孔の開口部と接触し、複数ある実装パッドと実装端子との距離を全て一定にすることができなくなる。このため、実装部材で実装パッドと実装端子とを接合する場合に、実装パッドと実装端子との接合が不完全となる場所が生じてしまう。従来の水晶発振器の製造方法では、
この状態での接合が不完全となっているかどうかの確認ができないため、このまま、接合が不完全となっているものも絶縁性樹脂を設ける工程および切断工程を行う必要が生じるため、生産性が低下する虞がある。
【０００６】
本発明では、実装パッドと実装端子との接合を容易に検査することができ、生産性を向上させた水晶発振器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題を解決するために、本発明に係る水晶発振器の製造方法は、略直方体形状の基板部を備えた素子搭載部材に、水晶素子を実装する水晶素子実装工程と、素子搭載部材と蓋体とを接合する蓋体接合工程と、基板部の下面に集積回路素子を実装する集積回路素子実装工程と、集積回路素子用貫通孔が形成されている枠部の集積回路素子用貫通孔内に集積回路素子を収納するように、基板部の下面に設けられている実装端子と枠部の上面に設けられている実装パッドとを接合し、基板部の下面に枠部を実装する枠部実装工程と、所定の二つの実装パッドと電気的に接続されている検査端子間の電流を測定し、
基板部と枠部との接続状態を検査する検査工程と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る水晶発振器の製造方法は、略直方体形状の基板部を備えた素子搭載部材に、水晶素子を実装する水晶素子実装工程と、素子搭載部材と蓋体とを接合する蓋体接合工程と、基板部の下面に集積回路素子を実装する集積回路素子実装工程と、集積回路素子用貫通孔が形成されている枠部の集積回路素子用貫通孔内に集積回路素子を収納するように、基板部の下面に設けられている実装端子と枠部の上面に設けられている実装パッドとを接合し、基板部の下面に枠部を実装する枠部実装工程と、所定の二つの実装パッドと電気的に接続されている検査端子間の電流を測定し、基板部と枠部との接続状態を検査する検査工程と、を備えている。
このようにすることで、基板部の下面に設けられている実装端子と枠部の上面に設けられている実装パッドとの接合状態を容易に確認することができる。このため、接合が不完全となっている状態のものについては、絶縁性樹脂を設ける工程および切断する工程が不要となり、生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る水晶発振器の製造方法を示すフロー図である。
【図２】本実施形態に係る水晶発振器の製造方法で製造される水晶発振器の断面図である。
【図３】集積回路素子実装工程の概念を示す概念図である。
【図４】枠部実装工程の概念を示す概念図である。
【図５】（ａ）は、枠部実装工程で用いる枠部ウエハの平面図であり、（ｂ）は、図５（ａ）のＡ部の部分拡大図である。
【図６】検査工程の概念を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施形態に係る水晶発振器の製造方法のフローを示すフロー図であり、図２は、本実施形態に係る水晶発振器の製造方法で製造される水晶発振器の断面図ある。図３は、集積回路素子実装工程の概念を示す概念図であり、図４は、枠部実装工程の概念を示す概念図である。図５は、枠部実装工程で用いる枠部ウエハの平面図である。図６は、検査工程の概念を示す概念図である。
【００１１】
（本実施形態に係る水晶発振器の製造方法で製造された水晶発振器の説明）
本実施形態に係る水晶発振器の製造方法で製造された水晶発振器は、電子機器等で使用される基準信号を出力するのに用いられる。また、水晶発振器は、図２に示したように、基板部１１０ａを有した素子搭載部材１１０、水晶素子１２０、蓋体１３０、集積回路素子１５０、枠部１６０および絶縁性樹脂１８０から構成されている。
【００１２】
素子搭載部材１１０は、図２に示したように、基板部１１０ａと、基板部１１０ａの上面の外縁に沿って設けられている壁部１１０ｂと、から一体的に構成されている。また、素子搭載部材１１０は、壁部１１０ｂ内であって基板部１１０ａの上面に水晶素子１２０が実装されており、基板部１１０ａの下面に集積回路素子１５０が実装されている。また、素子搭載部材１１０の壁部１１０ｂの上面には蓋体１３０が接合されており、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの下面には枠部１６０が接合されている。
【００１３】
基板部１１０ａは、略直方体形状となっており、水晶素子１２０および集積回路素子１５０を実装するための実装用部材として機能するものである。基板部１１０ａは、上面に搭載パッド１１１が設けられており、下面に接続パッド１１２および実装端子１１３が設け荒れている。また、基板部１１０ａには、内部配線を含む配線部（図示せず）が設けられている。
【００１４】
ここで、図面に合わせて、水晶素子１２０が実装される基板部１１aの面を基板部１１０ａの上面とし、基板部１１０ａの上面と反対側を向く基板部１１０ａの面を基板部１１０ａの下面とする。また、基板部１１０ａの上面および基板部１１０ａの下面を基板部１１０ａの主面とする。
【００１５】
壁部１１０ｂは、基板部１１０ａの上面側に水晶素子１２０を収納する空間を形成するためのものである。また、壁部１１０ｂは、基板部１１０ａの上面の外縁に沿って枠状に設けられており、基板部１１０ａと一体的に形成されている。
【００１６】
ここで、図面に合わせて、基板部１１０ａに接している壁部１１０ｂの面を壁部１１０ｂの下面とし、壁部１１０ｂの下面と反対側を向く壁部１１０ｂの面を壁部１１０ｂの上面とする。また、壁部１１０ｂの上面および壁部１１０ｂの下面を壁部１１０ｂの主面とする。
【００１７】
基板部１１０ａおよび壁部１１０ｂは、一体的に形成されおり、アルミナセラミックス、または、ガラスーセラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなっている。基板部１１０ａと壁部１１０ｂは、絶縁層を一層で用いたものであってもよいし、絶縁層を複数積層させたものであってもよい。
【００１８】
搭載パッド１１１は、水晶素子１２０を基板部１１０ｂに実装するためのものである。搭載パッド１１１は、一対となっており、壁部１１０ｂ内の基板部１１０ａの上面に設けられており、例えば、基板部１１０ａの一方の短辺に沿って二つ並んで配置されている。一対の搭載パッド１１１は、基板部１１０ａの下面に設けられている搭載パッド１１２のうち二つと電気的に接続されている。
【００１９】
搭載パッド１１２は、集積回路素子１５０を基板部１１０ａに実装するためのものである。接続パッド１１２は、例えば、六つ設けられており、基板部１１０ａの下面の中央付近に、基板部１１０ａの長辺に平行となるように三つずつ並んで配置されている。接続パッド１１２は、例えば、所定の四つが配線部（図示せず）を介して実装端子１１３と電気的接続されており、所定の他の二つが配線部（図示せず）を介して接続パッド１１２と電気的に接続されている。
【００２０】
実装端子１１３は、基板部１１０ａの下面に枠部１６０を接合するためのものである。実装端子１１３は、例えば、基板部１１０ａの下面の四隅に一つずつ設けられている。また、実装端子１１３は、配線部（図示せず）を介して、所定の四つの接続パッド１１２と電気的に接続されている。
【００２１】
内部配線を含む配線部（図示せず）は、実装端子１１３と所定の四つの接続パッド１１２とを電気的に接続しつつ、搭載パッド１１１と所定の他の二つの接続パッド１１２とを電気的に接続するためのものである。
【００２２】
ここで、基板部１１０ａおよび壁部１１０ｂからなる素子搭載部材１１０の大きさについて説明する。素子搭載部材１１０は、平面視して、略矩形形状となっており、例えば、長辺が０．８ｍｍ〜５．０ｍｍとなっており、短辺が０．６ｍｍ〜３．２ｍｍとなっている。また、素子搭載部材１１０の上下方向の厚み（基板部１１０ａの下面から壁部１１０ｂの上面までの距離）は。０．２ｍｍ〜１．５ｍｍとなっている。
【００２３】
次に、基板部１１０ａおよび壁部１１０ｂからなる素子搭載部材１１０の形成方法について説明する。素子搭載部材１１０がアルミナセラミックスからなる場合、まず、所定のセラミック材料粉末を適当な有機溶剤を添加し混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。セラミックグリーンシートの表面、または、セラミックグリーンシートに打ち抜き設けていた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷法を用いて導体パターン（具体的には、搭載パッド１１１、接続パッド１１２、実装端子１１３および配線部）となる位置に所定の導電ペーストを塗布する。基板部１１０ａとなる
セラミックグリーンシートと壁部１１０ｂとなるセラミックグリーンシートとを積層させ、プレス加工し、高温で焼成する。焼成後、導体パターンとなる部分に、ニッケルめっき、または、金めっきを施すことにより、基板部１１０ａおよび壁部１１０ｂが一体的に形成される。また、導電性ペーストには、例えば、タングステン、モリブデン、銅、銀、またはパラジウム等の金属粉末の焼結体等が用いられる。
【００２４】
水晶素子１２０は、安定した機械振動を得ることができ、電子機器等の基準信号を発信するためのものである。水晶素子１２０は、水晶片１２１と金属パターン１２２とからなり、導電性接着材１４０によって金属パターン１２２の一部と基板部１１０ａの上面に設けられている搭載パッド１１１とが電気的に接着され、基板部１１０ａの上面に実装されている。
【００２５】
ここで、図面に合わせて、基板部１１０ａに水晶素子１２０を実装したとき、基板部１１０ａの上面を向く水晶片１２１の面を水晶片１２１の下面とし、水晶片１２１の下面と反対側を向く水晶片１２１の面を水晶片１２１の上面とする。また、水晶片１２１の下面および水晶片１２１の上面を水晶片１２１の主面とする。なお、本実施形態では、水晶片１２１の下面を水晶素子１２０の下面ということもあり、同様に、水晶片１２１の上面を水晶素子１２０の上面ということもある。
【００２６】
水晶片１２１は、安定した機械振動をする圧電材料が用いられ、例えば、水晶部材が用いられる。水晶片１２１は、例えば、人工水晶体から所定のカットアングルとなるように切断された水晶ウエハを用いて、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて形成される。なお、ここで、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて水晶片を形成している場合について説明しているが、例えば、水晶ウエハを所定の大きさになるように切断し形成してもよい。
【００２７】
金属パターン１２２は、水晶片１２１に電圧を印加するためのものであり、励振電極部１２２ａおよび接続引出部１２２ｂからなる。金属パターン１２２は、蒸着技術、スパッタリング技術またはフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって、水晶片１２１の所定の位置に形成されている。励振電極部１２２ａは、一対となっており、水晶片１２１の主面に互いが対向するように設けられている。接続引出部１２２ｂは、水晶素子１２０の外部から励振電極部１２２ａに電圧を印加するためのものである。接続引出部１２２ｂは、一端が励振電極部１２２ａに接続され、
他端が水晶片１２１の主面の縁部に位置するように設けられている。接続引出部１２２ｂの他端は、水晶素子１２０の下面を平面視したとき、水晶片１２１の一方の短辺の縁部に沿って二つ並んで位置している。
【００２８】
ここで、水晶素子１２０の動作原理について説明する。水晶素子１２０は、外部から接続引出部１２２ｂに電圧が印加されると、接続引出部１２２ｂと電気的に接続されている励振電極部１２２ａに電圧が印加される。これにより、一対の励振電極部１２２ａには、極性が反対の電荷が蓄積されることとなり、逆圧電効果により励振電極部１２２ａに挟まれている水晶片１２１の一部に歪が生じ、変形する。その結果、水晶片１２１は、変形前の姿に戻ろうとするため、圧電効果により、励振電極部１２２ａには、最初に蓄積された極性とは反対の電荷が蓄積される。
従って、励振電極部１２２ａに交番電圧を印加することで、励振電極部１２２ａに反対の極性の電荷を交互に蓄積させ変形させることができる。その結果、励振電極部１２２ａに挟まれている水晶片１２１の一部を振動させることができる。
【００２９】
導電性接着材１４０は、水晶素子１２０を基板部１１０ａの上面に実装するためのものである。導電性接着材１４０は、水晶素子１２０の接続引出部１２２ｂと基板部１１０ａの搭載パッド１１１との間に設けられており、接続引出部１２２ｂと搭載パッド１１１とを電気的に接続している。導電性接着材１４０は、シリコーン系の樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、
パラジウム、銀、チタン、ニッケルまたはニッケル鉄のいずれか、あるいはこれらを組み合わせたものが用いられる。また、バインダーとしては、例えば、シリコーン系の樹脂、エポキシ系の樹脂、ポリイミド系の樹脂またはビスマレイミド系の樹脂が用いられる。
【００３０】
導電性接着材１４０を用いて、水晶素子１２０の接続引出部１２２ｂと基板部１１０ａの搭載パッド１１１とを電気的に接着し、水晶素子１２０を基板部１１０ａの上面に実装する方法について説明する。まず、導電性接着材１４０が、例えば、ディスペンサによって、搭載パッド１１１上に塗布される。その後、水晶素子１２０が導電性接着材１４０上に搬送され、接続引出部１２２ｂと搭載パッド１１１とで導電性接着材１４０を挟むように、水晶素子１２０が載置され、その状態で加熱硬化される。これにより、接続引出部１２２ｂと搭載パッド１１１とが電気的に接着され、基板部１１０ａの上面に水晶素子１２０が実装される。
【００３１】
蓋体１３０は、壁部１１０ｂの上面と封止用接合部材（図示せず）により接合されており、基板部１１０ａの上面に実装されている水晶素子１２０を気密封止するためのものである。蓋体１３０は、例えば、鉄、ニッケルまたはコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。このような蓋体１３０は、真空状態、または。窒素ガスなどが充填している所定の雰囲気中で、壁部１１０ｂの上面と蓋体１３０の下面との間に設けられている封止用接合部材（図示せず）に熱が加えられることで、封止用接合部材が溶融され、蓋体１３０の下面と壁部１１０ｂの上面とが溶融接合される。
【００３２】
封止用接合部材（図示せず）は、蓋体１３０と壁部１１０ｂとを接合するためのものであり、蓋体１３０の下面と壁部１１０ｂの上面との間に設けられている。このとき、壁部１１０ｂの上面には、特に図示しないが、封止用導体パターンが設けられており、封止用接合部材は、この封止用導体パターンと相対する蓋体１３０の下面の位置、具体的には、蓋体１３０の下面の外縁に沿って環状に設けられている。封止用接合部材は、例えば、金錫または銀ロウが用いられる。封止用接合部材に金錫を用いた場合、例えば、その厚みは１０μｍ〜４０μｍであり、
成分比率は、金が７８％〜８２％、鉛が１８％〜２２％のものが使用されている。封止用接合部材に銀ロウを用いた場合、例えば、その厚みは、１０μｍ〜２０μｍであり、成分比率は、銀が７２％〜８５％、銅が１５％〜２８％のものが使用されている。
【００３３】
集積回路素子１５０は、例えば、複数の接続端子１５１を有した矩形形状のフリップチップ型集積回路素子が用いられている。集積回路素子１５０には、周囲の温度状態を検知するための温度センサー部、水晶素子１２０の温度特性を補償する温度補償データを格納するための記憶素子部、温度補償データに基づいて水晶素子１２０の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路部が設けられている。集積回路素子１５０は、集積回路素子１５０の上面に複数の接続端子１５１が設けられており、集積回路素子１５０で生成された出力信号が接続端子１５１の一つから出力される。
【００３４】
記憶素子部は、ＰＲＯＭやＥＥＲＯＭにより構成されている。温度補償関数である三次関数のものとなるパラーメータ、例えば、三次成分調整値α、一次成分調整値β、零次成分調整値γの各値の温度補償用制御データが接続端子１５１の一つから入力され保存される。なお、本実施形態では、枠部１６０の外部端子１６２の一つから温度補償用制御データが入力され、枠部１６０に設けられている導体部（図示せず）、枠部１６０の上面に設けられている実装パッド１６１、枠部１６０と基板部１１０ａとの間に設けられている実装部材１７２、
基板部１１０ａの下面に設けられている実装端子１１３および基板部１１０ａの配線部を介して、接続端子１５１の一つから温度補償用制御データが入力されている。記憶素子部には、レジストマップが記憶されている。レジスタマップは、各アドレスデータに制御データを入力した場合、制御部がそのデータを読み取り、信号を出力し、どのような動作を行うかを示したものである。
【００３５】
温度補償回路部は、三次関数発生回路や五次関数発生回路等によって構成されている。例えば、三次関数発生回路の場合は、その記憶素子部に入力された温度補償制御データを読出して、御補償用制御データから各温度に対して三次関数で導きだされた電圧を発生させる。なお、このとき、外部の周囲の温度は、温度センサー部により得られる。温度補償回路部は、可変容量ダイオードに温度補償回路部からの電圧を印加することによって、水晶素子１２０の周波数温度特性を補正することにより、周波数温度特性が平坦化される。
【００３６】
また、集積回路素子１５０は、接続端子１５１と基板部１１０ａの下面に設けられている接続パッド１１２とが、接続部材１７１によって接合されることで、基板部１１０ａの下面に実装されている。また、集積回路素子１５０は、例えば、略直方体形状となっている。
【００３７】
ここで、図面に合わせて、集積回路素子１５０が基板部１１０ａの下面に実装されているとき、基板部１１０ａの下面を向く集積回路素子１５０の面を集積回路素子１５０の上面とし、集積回路素子１５０の上面と反対側を向く集積回路素子１５０の面を集積回路素子１５０の下面とする。集積回路素子１５０の上面および集積回路素子１５０の下面を集積回路素子１５０の主面とする。
【００３８】
接続端子１５１は、基板部１１０ａの下面に設けられている接続パッド１１２と対向する位置に設けられており、接続部材１７１によって接続パッド１１２と電気的に接続された状態で接合されている。接続端子１５１は、例えば、六つ設けられており、集積回路素子１５０の上面を平面視して、集積回路素子１５０の長辺に沿って三つずつ並んで配置されている。接続端子１５１のうち四つは、接続部材１７１、接続パッド１１２および配線部（図示せず）を介して実装端子１１３と電気的に接続されている。この四つの接続端子１５１は、それぞれ、電源電圧が入力される端子、
集積回路素子１５０で生成された出力信号が出力される端子、基準電位となるグランドに接続される端子、温度補償用制御データが入力される端子となっている。接続端子１５１のうち残りの二つは、接続部材１７１、接続パッド１１２および配線部（図示せず）を介して搭載パッド１１１と電気的に接続されている。
【００３９】
ここで、集積回路素子１５０の大きさについて説明する。集積回路素子１５０は、主面を平面視して、略矩形形状となっており、長辺が０．５ｍｍ〜１．２ｍｍとなっており、短辺が０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとなっている。また、集積回路素子１５０の上下方向の厚みは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとなっている。
【００４０】
接続部材１７１は、例えば、銀ペーストまたは鉛フリー半田により構成されている。また、接続部材１７１に銀ペーストを用いた場合には、塗布しやすい粘度に調整するために添加した溶剤が含有されている。接続部材１７１に鉛フリー半田を用いた場合には、鉛フリー半田の成分比率が、錫が９５％〜９７．５％、銀が２％〜４％、銅が０．５％〜１．０％となっている。
【００４１】
接続部材１７１を用いて、基板部１１０ａの下面に集積回路素子１５０を実装する方法について説明する。まず、接続部材１７１は、例えば、ディスペンサによって接続パッド１１２と接続端子１５１とで、塗布された接続部材１７１を挟むように、接続部材１７１上に載置される。そして、その状態で識別し接続部材１７１を溶融し、接続パッド１１２と接続端子１５１とを溶融接合する。このようにすることで、接続パッド１１２と接続端子１５１とを接続部材１７１により溶融接合され、基板部１１０ａの下面に集積回路素子１５０が実装される。
【００４２】
枠部１６０は、図２に示したように、実装部材１７２により基板部１１０ａの下面に設けられており、基板部１１０ａの下面に集積回路素子１５０を収納する空間を形成するためのものである。枠部１６０は、平面視して、略矩形形状となっており、その中央部に集積回路素子用貫通孔１６３が形成されている。また、枠部１６０は、上面の四隅に実装パッド１６１が設けられており、下面の四隅に外部端子１６２が設けられている。また、枠部１６０は、図５に示すように、実装パッド１６１と外部端子１６２とを電気的に接続している導体部１６４が設けられている。
【００４３】
ここで、図面に合わせて、基板部１１０ａの下面に枠部１６０が設けられているとき、基板部１１０ａの下面を向く枠部１６０の面を枠部１６０の上面とし、枠部１６０の上面と反対側を向く１６０の面を枠部１６０の下面とする。また、枠部１６０の上面および枠部１６０の下面を枠部１６０の主面とする。
【００４４】
集積回路素子用貫通孔１６３は、枠部１６０の主面の中央部に形成されており、基板部１１０ａの下面に実装されている集積回路素子１５０を収納することができる大きさとなっている。このように中央部に形成されている集積回路素子用貫通孔１６３により、枠部１６０に力が加わり枠部１６０に歪みが生じ変形した場合、集積回路素子用貫通孔１６３の開口部の縁部に向かう向きに内部応力を生じさせることができる。従って、枠部１６０に力が加わり、その力の別の一部が枠部１６０に作用することを当該枠部１６０が歪むこととなるため、
枠部１６０と基板部１１０ａとを接合している実装部材１７２に加わる応力を集積回路素子用貫通孔１６３が形成されていない場合と比較して小さくすることができ、実装部材１７２が枠部１６０や実装パッド１６１から剥がれることを抑制することが可能となる。
【００４５】
実装パッド１６１は、基板部１１０ａの下面に設けられている実装端子１１３と実装部材１７２により接合され、基板部１１０ａの下面に枠部１６０を設けるためのものである。実装パッド１６１は、基板部１１０ａの下面に設けられている実装端子１１３と対向する枠部１６０の上面に設けられており、例えば、枠部１６０の上面の四隅に一つずつ設けられている。
【００４６】
外部端子１６２は、水晶発振器を電子機器に内蔵するとき、電子機器のマザーボードの所定の搭載用端子（図示せず）に接合するためのものである。外部端子１６２は、枠部１６０の下面の四隅に一つずつ設けられており、導体部１６４により、枠部１６０の上面に設けられている実装パッド１６１と電気的に接続されている。従って、外部端子１６２は、導体部１６４、実装パッド１６１、実装部材１７２、実装端子１１３、配線部（図示せず）、接続パッド１１２および接続部材１７１を介して、集積回路素子１５０の上面に設けられている接続端子１５１と電気的に接続されている。
【００４７】
導体部１６４は、実装パッド１６１と外部端子１６２とを電気的に接続するためのものである。導体部１６４は、例えば、枠部１６０の上面、枠部１６０の四隅に設けられているスルーホールおよび枠部１６０の下面に設けられている。なお、本実施形態では、導体部１６４が枠部１６０の表面に沿って設けられている場合について説明しているが、実装端子１６１から外部端子１６２にかけて貫通しているスルーホールであってもよい。
【００４８】
枠部１６０は、例えば、ガラスエポキシ樹脂が用いられる。ここで、枠部１６０の形成方法について説明する。枠部１６０は、ガラス繊維からなる基材にエポキシ樹脂の前駆体に含漬させ、このエポキシ樹脂の前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって形成される。また、導体パターンの所定の部位、具体的には、実装パッド１６１、外部端子１６２および導体部１６４は、例えば、銅箔が転写された樹脂シートを積層して積層して接着材で接着することによって形成する。また、導体部１６４は、導体ペーストの印刷またはめっき法によって、
樹脂シートに形成した貫通孔内の内面に被着形成するか、貫通孔を充填して形成する。このような導体部は、例えば、金属箔または金属柱を樹脂形成によって一体化させる方法やスパッタリング法または蒸着法を用いて被着させる方法で形成する。
【００４９】
次に、枠部１６０の大きさについて説明する。枠部１６０は、枠部１６０の上面を平面視して、略矩形となっており、例えば、長辺が０．８ｍｍ〜５．０ｍｍとなっており、短辺が０．６ｍｍ〜３．２ｍｍとなっている。枠部１６０の上下方向の厚みは、０．１５ｍｍ〜０．４ｍｍとなっている。
【００５０】
実装部材１７２は、基板部１１０ａの下面に設けられている実装端子１１３と枠部１６０の上面に設けられている実装パッド１６１とを電気的に接続させつつ、基板部１１０ａの下面と枠部１６０の上面とを接合するためのものである。実装部材１７２は、例えば、銀ペーストまたは鉛フリー半田により構成されている。実装部材１７２に銀ペーストを用いた場合には、塗布しやすい粘度に調整するために添加した溶剤が含有されている。実装部材１７２に鉛フリー半田を用いた場合には、鉛フリー半田の成分比率が、錫９５％〜９７．５％、銀が２％〜４％、銅が０．５％〜１．０％となっている。
【００５１】
絶縁性樹脂１８０は、基板部１１０ａの下面に実装された状態で集積回路素子用貫通孔１６３内に収納されている集積回路素子１５０と基板部１１０ａの下面とを接着強度上げるためのものである。絶縁性樹脂１８０は、集積回路素子１５０の上面と基板部１１０ａの下面とのの間、および、集積回路素子１５０の側面と集積回路素子用貫通孔１６３の内壁面との間に設けられている。このように絶縁性樹脂１８０を設けることで、集積回路素子１５０と基板部１１０ａとの接着強度を上げることができるので、基板部１１０ａが変形し、
接続パッド１１２と接続端子１５１とを接合している接続部材１７１に応力が加わった場合であっても、接続部材１７１の亀裂または接続部材１７１の剥がれ等による接続パッド１１２との接続端子１５１との導通不良による電気的特性の悪化を低減させることが可能となる。別の観点では、絶縁性樹脂１８０は、基板部１１０ａの下面に露出している配線部（図示せず）を覆っている。このようにすることで、露出している配線部に異物が付着し、接続端子１５１から、接続パッド１１２および配線部、実装端子１１３、実装部材１７２および導体部１６４を介して外部端子１６２に出力される信号が不安定となることを低減させることができる。
【００５２】
（本実施形態に係る水晶発振器の製造方法）
このような水晶発振器は、次のような製造方法で製造される。図１は、本実施形態に係る水晶発振器の製造方法のフローを示すフロー図である。図３は、集積回路素子実装工程の概念を示す概念図であり、図４は、枠部実装工程の概念を示す概念図である。また、図５は、枠部実装工程で用いる枠部ウエハの平面図である。図６は、検査工程の概念を示す概念図である。
【００５３】
本実施形態に係る水晶発振器の製造方法は、水晶素子実装工程、蓋体接合工程、集積回路素子実装工程、枠部実装工程および検査工程を備えており、例えば、水晶素子実装工程、蓋体接合工程、集積回路素子実装工程、枠部実装工程、検査工程、絶縁性樹脂配置工程および切断工程から構成されている。
【００５４】
水晶素子実装工程は、略直方体形状の基板部１１０ａを備えた素子搭載部材１１０に、水晶素子１２０を実装する工程である。水晶素子実装工程では、導電性接着材１４０が用いられ、水晶素子１２０の金属パターン１２２の一部（接続引出部１２２ｂ）と基板部１１０ａの搭載パッド１１１とが電気的に接着されることで、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの上面に水晶素子１２０が実装される。水晶素子実装工程では、まず、導電性接着材１４０が基板部１１０ａの上面に設けられている搭載パッド１１１にディスペンサによって塗布される。その後、水晶素子１２０が導電性接着材１４０上に搬送され、
接続引出部１２２ｂと搭載パッド１１１とで導電性接着材１４０を挟むように、水晶素子１２０が載置され、その状態で加熱硬化される。これにより、接続引出部１２２ｂと搭載パッド１１１とが電気的に接着され、基板部１１０ａの上面に水晶素子１２０が実装される。
【００５５】
蓋体接合工程は、素子搭載部材１１０と蓋体１３０とを接合する工程である。蓋体接合工程では、素子搭載部材１１０の上面と蓋体１３０とが接合され、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａ上に実装されている水晶素子１２０が素子搭載部材１１０と蓋体１３０とで形成される空間内に気密封止される。
【００５６】
集積回路素子実装工程は、図３に示したように、基板部１１０ａの下面に集積回路素子１５０を実装する工程である。集積回路素子実装工程では、基板部１１０ａの下面に設けられている接続パッド１１２と集積回路素子１５０の上面に設けられている接続端子１５１とを、接続部材１７１によって接合している。
【００５７】
枠部実装工程は、集積回路素子用貫通孔１６３が形成されている枠部１６０の集積回路素子用貫通孔１６３内に集積回路素子１５０を収納するように、基板部１１０ａの下面に設けられている実装端子１１３と枠部１６０の上面に設けられている実装パッド１６１とを接合し、基板部１１０ａの下面に枠部１６０を実装する工程である。枠部実装工程では、図４に示したような枠部１６０となる部分が複数形成されている枠部ウエハＷ１６０が用いられ、水晶素子１２０および集積回路素子１５０が実装されている素子搭載部材１１０がこの枠部ウエハＷ１６０に実装される。
【００５８】
枠部ウエハＷ１６０は、図５（ａ）に示したように、複数の枠部１６０となる部分が行列状に形成されている。図５（ｂ）に示したように、枠部ウエハＷ１６０の上面を平面視したとき、枠部１６０となる部分には、集積回路素子用貫通孔１６３が形成されており、枠部１６０の四隅となる部分には、実装パッド１６１が形成されている。枠部ウエハＷ１６０の上面を平面視したとき、実装パッド１６１の所定の二つから電気的に接続されている検査端子１９０が、枠部１６０となる部分に隣接して設けられている。このとき、検査端子１９０は、実装パッド１６１と一体的に設けられており、
略矩形となっている。また、枠部ウエハＷ１６０の下面を平面視したとき、枠部１６０となる部分の四隅に外部端子１６２が形成されている。また、枠部１６０となる部分の四隅には、導体部１６４となるスルーホールが形成されており、実装パッド１６１と外部端子１６２とが電気的に接続される状態となっている。
【００５９】
枠部実装工程では、実装部材１７２を用いて、基板部１１０ａの下面に設けられている実装端子１１３と枠部ウエハＷ１６０の枠部１６０となる部分に設けられている実装パッド１６１とを電気的に接合している。具体的には、まず、実装部材１７２は、例えば、ディスペンサによって実装パッド１６１上に塗布される。次に、実装端子１１３と実装パッド１６１とで、塗布された実装部材１７２を挟みつつ、集積回路素子用貫通孔１６３内に集積回路素子１５０を収納するように、水晶素子１２０および集積回路素子１５０が実装されている素子搭載部材１１０を、枠部１６０となる部分上に載置する。
そして、その状態で加熱し、実装部材１７２を溶融し、実装端子１１３と実装パッド１６１とを溶融接合する。このようにすることで、実装端子１１３と実装パッド１６１とが溶融接合され、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの下面に枠部１６０となる部分が設けられる。別の観点では、枠部ウエハＷ１６０の枠部１６０となる部分の上面に、水晶素子１２０および集積回路素子１５０が実装されている素子搭載部材１１０が実装される。
【００６０】
検査工程は、図６に示すように、所定の二つの実装パッド１６１と電気的に接続されている検査端子１９０間の電流を測定し、基板部１１０ａと枠部１６０となる部分との接続状態を検査する工程である。枠部実装工程後、実装パッド１６１は、基板部１１０ａに設けられている配線部（図示せず）、基板部１１０ａの下面に設けられている接続パッド１１２、接続部材１７１および集積回路素子１５０の上面に設けられている接続端子１５１と電気的に接続されるはずである。このため、枠部１６０となる部分の上面に設けられている実装パッド１６１のうち所定の二つの実装パッド１６１の間においては、
電気的特性、本実施形態では電流がほぼ所定の値となる。つまり、本実施形態では、所定の二つの実装パッド１６１と電気的に接続される検査端子１９０間の電流を測定することで、基板部１１０ａの下面に設けられている実装端子１１３と枠部１６０となる部分の上面に設けられている実装パッド１６１との接合状態を容易に確認することができる。具体的には、測定した電流値が所定の値から離れている場合には、接合が不完全となっており、測定した電流値が所定の値と近似している場合には、接合できていると判断できる。従って、このようにすることで、枠部１６０となる部分と素子搭載部材１１０との接合状態を容易に確認することができ、
接合が不完全となっている状態のものについては、絶縁性樹脂１８０を設ける工程や切断する工程が不要となり、生産性を向上させることが可能となる。
【００６１】
検査工程では、枠部実装工程後の枠部ウエハＷ１６０を用いて行う、枠部実装工程後の枠部ウエハＷ１６０の上面を平面視すると、検査端子１９０は、枠部ウエハＷ１６０の上面に設けられている。このようにすることで、枠部実装工程後に、そのままの状態で、例えば、検査端子１９０にプローブを接触させることが可能となり、容易に検査端子１９０間の電流を測定することができ、生産性を向上させることができる。
【００６２】
また、検査端子１９０は、前述したように、枠部１６０となる部分の上面に設けられている実装パッド１６１と一体的に設けられ、平面視して、略矩形形状となっている。このようにすることで、実装パッド１６１と検査端子１９０とを電気的に接続させるための電気配線を不要とすることができ、電気配線を形成することにより外部からうけるノイズを低減させることが可能となる。この結果、検査工程において、検査端子１９０間を測定する際に、精度よく電流を測定することができるため、精度よく接合状態を検査することが可能となり、生産性を向上させることができる。
【００６３】
また、検査端子１９０は、所定の二つの実装端子１６１と電気的に接続されている。このとき、所定の二つの実装端子１６１は、枠部１６０となる部分の四隅にあるスルーホールが設けられており、この部分が導体部１６４となる。従って、本実施形態では、枠部１６０となる部分の四隅に導体部１６４が設けられる。このように導体部１６４となる部分を枠部１６０となる部分の四隅に形成することで、後述する切断工程後において、外観検査においても、枠部１６０と素子搭載部材１１０との接合状態を確認することが可能となる。実装部材１７２によって実装パッド１６１と実装端子１１３とを接合させているので、
実装部材１７２が導体部１６４にまで付着しているかどうかで、接合されているかどうかを容易に判定することが可能となる。よって、生産性を向上させることができる。
【００６４】
ここで、集積回路素子１５０の接続端子１５１の電源電圧が入力される端子と接続されている端子と電気的に接続されている外部端子１６２を電源電圧端子１１３とする。また、集積回路素子１５０の接続端子１５１の集積回路素子１５０で生成された出力信号が出力される端子と電気的に接続されている外部端子１６２を出力端子とする。また、集積回路素子１５０の接続端子１５１の基準電位となるグランドに接続される端子と電気的に接続される端子をグランド端子とする。また、集積回路素子１５０の接続端子１５１の温度補償制御用データが入力される端子を出力調整端子とする。検査工程では、
例えば、一方の検査端子１９０が外部端子１６２の出力端子と電気的に接続されており、他方の検査端子１９０が外部端子１６２の出力調整端子と電気的に接続されている。
【００６５】
絶縁性樹脂配置工程は、検査工程後の枠部ウエハＷ１６０であって、集積回路素子用貫通孔１６３内に絶縁性樹脂１８０を配置する工程である。絶縁性樹脂配置工程では、検査工程において、枠部１６０となる部分と素子搭載部材１１０との接合状態が不完全となっていない箇所にのみ施される。絶縁性樹脂配置工程では、まず、例えば、液状の絶縁性樹脂がディスペンサに充填され、この液状の絶縁性樹脂が集積回路素子１５０の上面と基板部１１０ａの下面との間および集積回路素子１５０の側面と集積回路素子用貫通孔１６３の内壁面との間に塗布される。その後、その状態で加熱硬化される。
このようにすることで、絶縁性樹脂１８０を、集積回路素子１５０の上面と基板部１１０ａの下面との間および集積回路素子１５０の側面と集積回路素子用貫通孔１６３の内壁面との間に設けられる。
【００６６】
切断工程では、枠部ウエハＷ１６０の枠部１６０となる部分ごとに切断し、個片化する工程である。切断工程では、例えば、ワイヤソーまたはダイシングソー等の切断装置が用いられる。切断工程後には、枠部１６０の四隅には、導体部１６４が形成されている状態となっている。このとき、導体部１６４に付着している実装部材１７２を目視することにより、枠部１６０と素子搭載部材１１０との接合状態を容易に確認することができる。このため、接合状態を再度確認することができるため、生産性を向上させることができる。
【００６７】
従って、本実施形態に係る水晶発振器の製造方法は、略直方体形状の基板部１１０ａを備えた素子搭載部材１１０に、水晶素子１２０を実装する水晶素子実装工程と、素子搭載部材１１０と蓋体１３０とを接合する蓋体接合工程と、基板部１１０ａの下面に集積回路素子１５０を実装する集積回路素子実装工程と、集積回路素子用貫通孔１６３が形成されている枠部１６０の集積回路素子用貫通孔１６３内に集積回路素子１５０を収納するように、基板部１１０ａの下面に設けられている実装端子１１３と枠部１６０の上面に設けられている実装パッド１６１とを接合し、
基板部１１０ａの下面に枠部１６０を実装する枠部実装工程と、所定の二つの実装パッド１６１と電気的に接続されている検査端子１９０間の電流を測定し、基板部１１０ａと枠部１６０との接続状態を検査する検査工程と、を備えている。
【００６８】
枠部実装工程後、実装パッド１６１は、基板部１１０ａに設けられている配線部（図示せず）、基板部１１０ａの下面に設けられている接続パッド１１２、接続部材１７１および集積回路素子１５０の上面に設けられている接続端子１５１と電気的に接続されるはずであるため、枠部１６０となる部分の上面に設けられている実装パッド１６１のうち所定の二つの実装パッド１６１の間においては、電気的特性、本実施形態では電流がほぼ所定の値となる。従って、本実施形態では、このようにすることで、基板部１１０ａの下面に設けられている実装端子１１３と枠部１６０
となる部分の上面に設けられている実装パッド１６１との接合状態を容易に確認することができる。具体的には、測定した電流値が所定の値から離れている場合には、接合が不完全となっており、測定した電流値が所定の値と近似している場合には、接合できていると判断できる。従って、このようにすることで、枠部１６０となる部分と素子搭載部材１１０との接合状態を容易に確認することができ、接合が不完全となっている状態のものについては、絶縁性樹脂１８０を設ける工程や切断する工程が不要となり、生産性を向上させることが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態に係る水晶発振器の製造方法では、枠部１６０となる部分が形成されている枠部ウエハＷ１６０を用いており、検査端子１９０が枠部ウエハＷ１６０の上面に設けられている。このようにすることで、枠部実装工程後に、そのままの状態で、例えば、検査端子１９０にプローブを接触させることが可能となり、容易に検査端子１９０間の電流を測定することができ、生産性を向上させることができる。
【００７０】
また、本実施形態に係る水晶発振器の製造方法では、検査端子１９０が実装パッド１６１と一体的に設けられ、平面視して、略矩形形状となっている。このようにすることで、実装パッド１６１と検査端子１９０とを電気的に接続させるための電気配線を不要とすることができ、電気配線を形成することにより外部からうけるノイズを低減させることが可能となる。この結果、検査工程において、検査端子１９０間を測定する際に、精度よく電流を測定することができるため、精度よく接合状態を検査することが可能となり、生産性を向上させることができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る水晶発振器の製造方法は、実装パッド１６１と外部端子１６２とが、枠部１６０となる部分の四隅に設けられている導体部１６４によって電気的に接続されている。このように導体部１６４となる部分を枠部１６０となる部分の四隅に形成することで、切断工程後の外観検査においても、枠部１６０と素子搭載部材１１０との接合状態を確認することが可能となる。実装部材１７２によって実装パッド１６１と実装端子１１３とを接合させているので、実装部材１７２が導体部１６４にまで付着しているかどうかで、接合されているかどうかを容易に判定することが可能となる。よって、生産性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１１０・・・素子搭載部材
１１０ａ・・・基板部
１１０ｂ・・・壁部
１１１・・・搭載パッド
１１２・・・接続パッド
１１３・・・実装端子
１２０・・・水晶素子
１２１・・・水晶片
１２２・・・金属パターン
１２２ａ・・・励振電極部
１２２ｂ・・・接続引出部
１３０・・・蓋体
１４０・・・導電性接着材
１５０・・・集積回路素子
１５１・・・接続端子
１６０・・・枠部
１６１・・・実装パッド
１６２・・・外部端子
１６３・・・集積回路素子用貫通孔
１６４・・・導体部
１７１・・・接続部材
１７２・・・実装部材
１８０・・・絶縁性樹脂
１９０・・・検査端子
１６０Ｗ・・・枠部ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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