(57)【要約】【課題】圧電振動素子及びベアチップＩＣを共に気密裡に封止し、加熱工程が少なく、ベアチップＩＣ保護用のポッティング剤を必要しない圧電デバイスの製造方法を得る。【解決手段】ベアチップＩＣ１２を収容した第２パッケージ本体１１の凹所に、水晶振動素子３を実装した第１パッケージ本体１の底部を嵌め込む。第１パッケージ本体１の底部と、第２パッケージ本体１１に塗布したガラス封止材２１とが接し、第１パッケージ本体１の電極７ａ〜７ｄと、第２パッケージ本体１１の電極２０ａ〜２０ｄとが導電性のポリイミド系樹脂を介して接する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の絶縁基板の凹所内に圧電振動素子を収容した第１パッケージ本体、又は第２の絶
縁基板の凹所内にベアチップを収容した第２パッケージ本体の何れか一方のパッケージ本
体の開口部に他方のパッケージ本体の底面を重ね合わせると共に、他方のパッケージ本体
の開口部に蓋体を重ね合わせる工程と、
前記一方のパッケージ本体の開口部と他方のパッケージ本体の底面との間のガラス部材
と、前記他方のパッケージ本体の開口部と前記蓋体との間のガラス部材、及び前記一方の
パッケージ本体の開口部と他方のパッケージ本体の底面との間のポリイミド系の導電性接
着剤を加熱する工程と、
を備えることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記蓋体の裏面、及び前記一方のパッケージ本体の上面に、前記ガラス部材が予め塗布
されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記一方のパッケージ本体の上面の一部には、前記導電性接着剤が予め塗布されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスの製造方法に関し、特に加熱工程を減らし、使用する接着剤、
ＩＣへの熱ストレスを低減した圧電デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイス、特に水晶デバイスは周波数安定度、小型軽量、低価格等により携帯電話
等の通信機器から水晶時計のような民生機器まで、多くの分野で用いられている。水晶振
動子の周波数温度特性を補償した温度補償型圧電発振器（ＴＣＸＯ）は、周波数安定度を
必要とする携帯電話等に広く用いられている。
特許文献１には、能動素子を実装したパッケージと、振動素子を実装したパッケージと
を積層して構成した発振器が開示されている。この発振器は、上面が開口し内部に能動素
子５２が実装された第１パッケージ本体５１と、振動素子６２が実装され第１パッケージ
本体５１よりも小さく上面が開口した第２パッケージ本体６１と、第２パッケージ本体６
１の上面開口部に装着された封止板６３と、を備え、第１パッケージ本体５１の上面に第
２パッケージ本体６１を接合し、第２パッケージ本体６１の接続電極と、第１パッケージ
本体５１の接続電極とを電気的に接続して構成される。
【０００３】
第１パッケージ本体５１はセラミックシートの積層体で形成され、その形状は図５（ｂ
）の断面図に示すように上面が開口した箱型に成形されている。この第１パッケージ本体
５１の内部には、ベアチップよりなる能動素子（ＩＣ）５２が接着剤により固定されて実
装されている。能動素子５２は、図に示すようにボンディングワイヤ５３により第１パッ
ケージ本体５１内に設けた電極端子と電気的に接続され、第１パッケージ本体５１の外周
壁の接続電極と接続されている。
振動ユニット６０は、図５（ａ）の断面図に示すようにセラミックシートの積層体で形
成され、上面が開口した第２パッケージ本体６１と、該第２パッケージ本体６１の内部に
実装された水晶振動素子６２と、第２パッケージ本体６１の開口部を気密封止する金属蓋
６３と、を備えている。第２パッケージ本体６１の外周壁の上に固定したシームリング６
４に金属蓋６３を溶接することによって振動素子６２を第２パッケージ本体６１の内部に
気密封止している。
図５（ｂ）に示すように、第１パッケージ本体５１の外周壁５４の上面内周部に凹状の
段差部５５を形成し、この段差部５５の上に第２パッケージ本体６１を支持させれば、第
１パッケージ本体５１における第２パッケージ本体６１の位置決めがなされ、第１、第２
の夫々の接続電極の相対位置も正しく設定され、両者の電気的接続が確実に行われると共
に、第１パッケージ本体５１の上面開口部は第２パッケージ本体６１で確実に封止される
。
【特許文献１】特許２９７４６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された積層型の発振器では、第２パッケージ本体６１
内に水晶振動素子６２を実装し、第２パッケージ本体６１のシームリング６４に金属蓋６
３を溶接して振動ユニット６０を構成する工程と、第１パッケージ本体５１の底面に導電
性接着剤を用いて能動素子５２を接着し、ボンディングワイヤで接続する実装工程と、第
１パッケージ本体５１の上面に第２パッケージ本体６１を接合して樹脂で封止すると共に
第１及び第２の接続電極を接続する工程と、が必要であり、工程が複雑であると共に加熱
工程の回数が多く、ＩＣ（能動素子）、接着剤への熱ストレスの回数が多いという問題が
あった。また、第１パッケージ本体５１が樹脂封止では気密性が保たれない虞があり、Ｉ
Ｃ（能動素子）を樹脂（ポッティング剤）で保護しなければならず、該樹脂によりＩＣ（
能動素子）の接着に用いる導電性接着剤、つまりＡｇペースト樹脂の剥離が生じるという
問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、加熱工程が少なく、ＩＣ保護用の
ポッティング剤を必要しない圧電デバイス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】
【０００５】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本発明に係る圧電デバイスの製造方法は、第１の絶縁基板の凹所内に圧電
振動素子を収容した第１パッケージ本体、又は第２の絶縁基板の凹所内にベアチップを収
容した第２パッケージ本体の何れか一方のパッケージ本体の開口部に他方のパッケージ本
体の底面を重ね合わせると共に、他方のパッケージ本体の開口部に蓋体を重ね合わせる工
程と、前記一方のパッケージ本体の開口部と他方のパッケージ本体の底面との間のガラス
部材と、前記他方のパッケージ本体の開口部と前記蓋体との間のガラス部材、及び前記一
方のパッケージ本体の開口部と他方のパッケージ本体の底面との間のポリイミド系の導電
性接着剤を加熱する工程と、備えることを特徴とする。
【０００７】
以上のような圧電デバイスの製造方法を用いて圧電デバイスを製造すると、第１及び第
２パッケージ本体ともガラス封止により気密性は完全であり、ベアチップＩＣに樹脂でコ
ーティング（ポッティング剤）する必要もなく、第２パッケージ本体の内部底面にベアチ
ップＩＣの接着のために用いた導電性接着剤が、ポッティング剤により剥離（デラミネー
ション）するという虞も無くなる利点がある。
また、加熱工程は、圧電振動素子を第１パッケージ本体に導通固定する接着剤の加熱工
程と、ベアチップＩＣを第２パッケージ本体に導通固定する接着剤の加熱工程と、第１及
び第２パッケージ本体をガラス封止するための加熱工程と、の３回であり、加熱工程によ
る圧電振動素子、導電性接着剤、ベアチップＩＣ等への悪影響も減少させることができる
という効果がある。
【０００８】
［適用例２］また、圧電デバイスの製造方法は、前記蓋体の裏面、及び前記一方のパッ
ケージ本体の上面に、前記ガラス部材が予め塗布されていることを特徴とする適用例１に
記載の圧電デバイスの製造方法である。
【０００９】
以上のように、蓋体の一方の面と、一方のパッケージ本体の開口部の上面に予めガラス
部材を塗布しておくことにより、作業効率が改善されるという効果がある。
【００１０】
［適用例３］また、圧電デバイスの製造方法は、前記一方のパッケージ本体の上面の一
部には、前記導電性接着剤が予め塗布されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
の圧電デバイスの製造方法である。
【００１１】
以上のように、一方のパッケージ本体の端子電極に予め導電性のポリイミド樹脂を塗布
しておくことにより、作業効率が良くなると共に３５０℃という高温の工程を経ても、ポ
リイミド樹脂の特性により一方のパッケージ本体の端子電極と他方のパッケージ本体の端
子電極との導通が確実に行えるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態では
、圧電デバイスとして水晶発振器を例に挙げて説明する。
図１は、本発明に係る圧電デバイスの製造方法を用いて製造する圧電発振器の概略斜視
図である。圧電発振器は、圧電振動素子（水晶振動素子）３を実装した第１パッケージ本
体１と、ベアチップＩＣ１２を実装した第２パッケージ本体１１と、第１パッケージ本体
１の開口部を気密封止する蓋体９と、を備えている。
第１パッケージ本体１は、例えば複数のセラミックシートの積層体で形成され、その形
状は図１の斜視図に示すように上面が開口した箱型となっている。図１に示した例では、
第１パッケージ本体１はセラミックシート１ａ、１ｂ（図示せず）、１ｃ、１ｄより構成
されている。第１パッケージ本体１の開口部２に形成された段差部８に導電性接着剤、例
えばポリイミド系の接着剤を塗布し、この導電性接着剤の上に水晶振動素子３を載置し、
加熱硬化させて、固定及び導通を図る。水晶振動素子３は、例えば所定の厚さに仕上げた
ＡＴカット水晶基板４の両面に、励振電極５ａ、５ｂ（図示せず）と、励振電極５ａ、５
ｂから水晶基板４の端部に延在する引き出し電極６ａ、６ｂと、を真空蒸着法等を用いて
形成する。水晶振動素子３の引き出し電極６ａ、６ｂは、段差部８に形成した端子電極を
介してセラミックシート１ｃの裏面に設けた端子電極７ｂ、７ｃと導通している。
【００１３】
第２パッケージ本体１１は、第１パッケージ本体１と同様に複数のセラミックシートを
積層して形成され、その形状は図１の斜視図に示すように上面が開口した箱型となってい
る。第２パッケージ本体１１の開口部１３の底面には階段状に段差１４、１５ａ、１５ｂ
、１６が形成されており、一番下の段差部１４の上面に導電性接着剤、例えばポリイミド
系の接着剤を塗布し、該導電性接着剤の上にベアチップＩＣ１２を載置し、加熱乾燥させ
て固定する。ベアチップＩＣ１２の端子電極と、段差部１５ａ、１５ｂ上に設けられた端
子電極と、をボンディングワイヤ１７で接続する。段差部１５ａ、１５ｂ上の端子電極は
、第２パッケージ本体１１の外周壁の接続電極（キャスタレーション）１８ａ、１８ｂ、
１８ｃ、１８ｄ及び１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄと導通している。また、第２パッケ
ージ本体１１の外周壁の上面には端子電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが形成されて
おり、これらは段差１５ａ、１５ｂ上の端子電極と導通している。
さらに、段差部１６上にはベアチップＩＣ１２の周囲を囲むように、ガラス封止材２１
が塗布されている。
なお、ベアチップＩＣ１２には、水晶振動素子３を駆動する発振回路、水晶振動素子３
の周波数補償に用いられる可変容量素子、該可変容量素子に電圧を供給する補償電圧発生
回路、データと記憶するメモリ回路等が構成されている。
【００１４】
図１に示すように蓋体９の裏面には、該蓋体９の周縁に沿ってガラス封止材２２が塗布
されている。蓋体９の材質はセラミック材、ガラス材、金属材のいずれであってもよい。
第２パッケージ本体１１の開口部１３に第１パッケージ本体１の底部１ａを嵌め込み、第
１パッケージ本体１の開口部２の周縁１ｃに蓋体９を載置する。嵌合した第１及び第２パ
ッケージ本体１、１１と、第１パッケージ本体の上部に載置した蓋体９とを所定の温度の
加熱炉で所定の時間保持すことにより、ガラス封止材２１、２２は溶融し、水晶振動素子
３は第１パッケージ本体１と蓋体９により気密封止される。また、ベアチップＩＣ１２は
第１パッケージ本体１の底部１ａと、第２パッケージ本体１１の段差部１６とにより、気
密封止される。加熱炉を例えば窒素Ｎ2ガスで満たすことにより、第１及び第２パッケー
ジ本体１、１１内に窒素Ｎ2ガスを封入することが可能である。
【００１５】
図２は、水晶振動素子３を実装した第１パッケージ本体１、ＩＣ１２を実装した第２パ
ッケージ本体１１及び蓋体９が、ガラス封止材２１、２２にて気密封止され、一体化した
圧電発振器の斜視図である。
以上説明したように、本発明の製造方法を用いて水晶発振器を製造すると、第１及び第
２パッケージ本体１、１１ともガラス封止により気密性は完全であり、ベアチップＩＣ１
２に樹脂でコーティング（ポッティング剤）する必要もなく、第２パッケージ本体の内部
底面にベアチップＩＣの接着のために用いた導電性接着剤が、ポッティング剤により剥離
（デラミネーション）するという虞も無くなる利点がある。
また、加熱工程は、圧電振動素子３を第１パッケージ本体１に導通固定する接着剤の加
熱工程と、ベアチップＩＣ１２を第２パッケージ本体に導通固定する接着剤の加熱工程と
、第１及び第２パッケージ本体１、１１をガラス封止するための加熱工程と、の３回であ
り、加熱工程による圧電振動素子３、導電性接着剤、ベアチップＩＣ１２等への悪影響も
減少させることができるという効果がある。
また、蓋体９の一方の面と、一方のパッケージ本体の開口部の上面にガラス部材を予め
塗布しておくことにより、作業効率が改善されるという効果がある。
また、一方のパッケージ本体の端子電極に予め導電性のポリイミド樹脂を塗布しておく
ことにより、作業効率が良くなると共に３５０℃という高温下でもポリイミド樹脂特性に
より一方のパッケージ本体端子電極と他方のパッケージ本体の端子電極との導通が確実に
行えるという利点がある。
【００１６】
図３は、本発明に係る圧電デバイスの製造方法を用いて製造する他の圧電発振器の概略
断面図である。第１パッケージ本体１は複数のセラミックシート１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ
より構成されており、セラミックシート１ａは導体薄膜２５を内蔵し、該導体薄膜２５は
セラミックシート１ｃの裏面に形成した電極７ａと導通している。水晶振動素子３は第１
パッケージ本体１の段差部上に形成された端子電極１０に導電性接着剤Ｓ１、例えばポリ
イミド系の接着剤で接着、固定され、該端子電極１０はセラミックシート１ｃの裏面に形
成した電極７ｂ、７ｃ（図示せず）と導通している。セラミックシート１ｄの上部周縁に
はガラス封止材が塗布されている。
第２パッケージ本体１１は、複数のセラミックシート１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ
より構成されており、セラミックシート１１ａは導体薄膜２６を内蔵し、該導体薄膜２６
は第２パッケージ本体１１の外周壁の接続電極（キャスタレーション）１８ａ〜１８ｄ及
び１９ａ〜１９ｄの何れかと導通し、接地される。第２パッケージ本体１１の内底部（セ
ラミックシート１１ａの上面）に導電性接着剤Ｓ２、例えばポリイミド系の接着剤を塗布
し、該導電性接着剤Ｓ２上にベアチップＩＣ１２を載置する。ベアチップＩＣ１２の端子
電極と、セラミックシート１１ｂの上面に形成した端子電極（図示せず）と、をボンディ
ングワイヤ１７で接続すし、導電性接着剤Ｓ２を加熱炉内で硬化させて固定する。セラミ
ックシート１１ｃの上面にはベアチップＩＣ１２を囲むようにガラス封止材２２が塗布さ
れている。第２パッケージ本体１１の上部（セラミックシート１１ｄの上部）には端子電
極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ（図示せず）、２０ｄ（図示せず）が形成されおり、これらの
電極は外周壁の接続電極（キャスタレーション）１８ａ〜１８ｄ及び１９ａ〜１９ｄの何
れかと導通している。
【００１７】
第２パッケージ本体１１の端子電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ（図示せず）、２０ｄ（図
示せず）に導電性接着剤（ポリイミド系樹脂）を塗布し、開口部１３に第１パッケージ本
体１の底部１ａ、１ｂを嵌め込む。嵌合した第１及び第２パッケージ本体１、１１と、第
１パッケージ本体の上部に載置した蓋体９とを所定の温度の加熱炉で所定の時間保持すこ
とにより、ガラス封止材２１、２２は溶融し、水晶振動素子３は第１パッケージ本体１と
蓋体９により気密封止される。
図１及び３ではベアチップＩＣ１２の端子電極と、第２パッケージ本体１１の端子電極
とをボンディングワイヤにより接続する例を示したが、ベアチップＩＣをフリップチップ
ボンディングで接続してもよい。
【００１８】
図４は、本発明に係る圧電発振器の製造フローを示す図である。なお、理解を容易にす
る為に、図１及び図３に付した符号を用いて説明する。始めに絶縁基板からなる第１及び
第２パッケージ本体１、１１と、励振電極５ａ、５ｂ及び引き出し電極６ａ、６ｂを形成
した水晶振動素子３と、ベアチップＩＣ１２と、裏面にガラス封止材を塗布した蓋体９と
、を用意する。
第１パッケージ本体１の凹所内（開口部２）の段差部８上に導電性接着剤を塗布し、そ
の上に水晶振動素子（圧電振動素子）３を載置（マウント）する。水晶振動素子３を載置
した第１パッケージ本体１を所定の温度の加熱炉内で所定の時間保持し、前記導電性接着
剤を乾燥し、その後、所定の温度のアニール装置内で所定の時間、アニール処理を行う。
アニール処理は水晶基板４（圧電基板）、電極薄膜５ａ、５ｂ、接着剤等に残留する歪を
緩和するためである。さらに、所定の周波数に仕上げるため、励振電極５ａ、５ｂ上に微
調整用の金属膜等を蒸着し、共振周波数を調整する。あるいは、励振電極から僅かに薄膜
を除去して周波数を調整してもよい。
【００１９】
並行して、第２パッケージ本体１１の凹所内（開口部１３）の底部に導電性接着剤を塗
布し、該導電性接着剤上にベアチップＩＣ１２を載置する。ベアチップＩＣ１２の端子電
極と、第２パッケージ本体１１の内底部に設けた端子電極と、をボンディングワイヤにて
接続する（ＩＣマウント）。
ベアチップＩＣ１２を搭載した第２パッケージ本体１１を、所定の温度の加熱炉内で所
定の時間保持し、前記導電性接着剤を乾燥する。乾燥処理が終了した第２パッケージ本体
１１を取り出し、その後、第２パッケージ本体１１の凹所内（開口部１３）の底部であっ
て、ベアチップＩＣ１２の周縁にガラス封止材２１を塗布する。あるいは、予めガラス封
止材２１を塗布した第２パッケージ本体１１を用意してもよい。その後、第２パッケージ
本体１１の外周壁の上に形成した電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ上に導電性のポリ
イミド系樹脂を塗布する。
【００２０】
ベアチップＩＣ１２を収容（実装）した第２パッケージ本体１１の凹所（開口部１３）
に、水晶振動素子３を実装した第１パッケージ本体１の底部を嵌め込む。第１パッケージ
本体１の底部と、第２パッケージ本体に塗布したガラス封止材２１と、が接し、第１パッ
ケージ本体１のつば（図３の１ｃ）の裏面に形成した電極７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと、第
２パッケージ本体１１の外周壁の上に形成した電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと、
が導電性のポリイミド系樹脂を介して接する。更に、ガラス封止材を塗布した蓋体９を第
１パッケージ本体１の開口部２に重ねる。嵌合した第１及び第２パッケージ本体１、１１
を所定の温度、例えば３５０℃の加熱炉で所定の時間保持すると、蓋体９と、第２パッケ
ージ本体１１の凹部底面と、に塗布したガラス封止材２１、２２が溶融して第１及び第２
パッケージ本体１、１１が気密封止されると共に、前記導電性のポリイミド系樹脂が硬化
して第１パッケージ本体１の電極７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと、第２パッケージ本体の２０
ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄとが夫々導通する。ポリイミド系の導電性接着剤は３５０℃
の高温に耐用するように作られている。
その後、圧電発振器の特性検査、例えば電気的特性を従来の手法で検査する。
【００２１】
図１、図３の例では圧電振動素子を収容する第１パッケージ本体１で、セラミックシー
ト１ｃが他のセラミックシートより大きくした例を示したが、第２パッケージ本体１１の
ように外周壁は一様の幅寸法であってもよい。この場合は、第２の外周壁の上端と、第１
パッケージ本体の底部周縁とを接合するようにすればよい。また、第１の外周壁の上端と
、第２パッケージ本体の底部周縁とを接合するようにしてもよい。
ガラス封止材は、第１パッケージ本体１の上部周縁（セラミックシート１ｄ上）と、第
２パッケージ本体の段差部１６上と、に塗布してもよい。要は第１及び第２パッケージ本
体が共に気密封止できればよい。また、ガラス封止材は予め塗布しておいた方が作業の効
率がよくなる。
また、ガラス封止剤の代わりに樹脂封止剤を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る圧電デバイスの製造方法を用いた圧電発振器の斜視図。
【図２】圧電発振器の外観斜視図。
【図３】第２の実施例の製造方法を用いた圧電発振器の断面図。
【図４】本発明に係る圧電デバイスの製造方法のフロー図。
【図５】従来の圧電発振器の断面図であり、（ａ）は振動ユニットの断面図、（ｂ）は能動素子を実装した第１パッケージ本体の断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１…第１パッケージ本体、２、１３…開口部、３…圧電振動素子、４…圧電基板、５ａ
…励振電極、６ａ…引出電極、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ…端子電極、８…段差部、９…蓋
体、１１…第２パッケージ本体、１２…ベアチップＩＣ、１４、１５ａ、１５ｂ、１６…
段差部、１７…ボンディングワイヤ、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ…外周壁電極（キ
ャスタレーション）、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ…外周壁電極（キャスタレーショ
ン）、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ…端子電極、２１、２２…ガラス封止材、Ｓ１、
Ｓ２…導電性接着剤、２５、２６…導体薄膜
【図１】
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【図２】
2009302995.tif 000004
【図３】
2009302995.tif 000005
【図４】
2009302995.tif 000006
【図５】
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