(57)【要約】【課題】回路基板に正しい姿勢（方向）で実装できるとともに、外部衝撃による検出精度の影響を回避できる構造とした圧電デバイスと、その製造方法を提供すること。【解決手段】圧電素子をパッケージに収容した圧電デバイスであって、パッケージ端子の形成面に軟質ゴム台座を一体接合してなり、この軟質ゴム台座にはパッケージ端子と電気的に接続される外部接続電極パッドを形成し、この外部接続電極パッドを有する軟質ゴム台座を介して回路基板に実装可能とした。前記軟質ゴム台座はシリコーンゴムから形成され、このシリコーンゴムに外部接続電極パッドをスパッタ形成する。前記軟質ゴム台座は接合されるパッケージと同サイズとしてもよいが、よりも大きい面積を有するように構成してもよい。【選択図】図１
2009253716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子をパッケージに収容した圧電デバイスであって、パッケージ端子の形成面に軟
質ゴム台座を一体接合してなり、この軟質ゴム台座は前記パッケージ端子と電気的に接続
される外部接続電極パッドを有し、前記軟質ゴム台座を介して回路基板に実装可能とした
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記軟質ゴム台座はシリコーンゴムから形成され、このシリコーンゴムに外部接続電極
パッドをスパッタ形成してなることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記軟質ゴム台座は接合されるパッケージの接合面積よりも大きい面積を有しているこ
とを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
軟質ゴムプレートにスルーホールを形成した上で電極金属膜を形成し、この電極金属膜
をレーザパターニングにより部分的に除去することより前記スルーホールに接続された電
極パッドを形成し、前記スルーホール部位にてダイシングして軟質ゴム台座を作成し、こ
の軟質ゴム台座の前記電極パッドに圧電素子パッケージ端子を接合してパッケージと前記
軟質ゴム台座を一体化した圧電デバイスを製造することを特徴とする圧電デバイスの製造
方法。
【請求項５】
軟質ゴムプレートにスルーホールを形成した上で電極金属膜を形成し、この電極金属膜
をレーザパターニングにより部分的に除去することより前記スルーホールに接続された電
極パッドを形成し、前記電極パッドに圧電素子パッケージ端子を接合し、前記スルーホー
ル部位にてダイシングして前記軟質ゴム台座を作成してパッケージと軟質ゴム台座を一体
化した圧電デバイスを製造することを特徴とする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およびその製造方法、並びに圧電デバイス搭載の電子機器に係り
、特に加速度や角速度の検出をなすセンシング用圧電デバイスと、その製造方法、並びに
センシング用圧電デバイスを搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度検出や角速度検出に用いられる圧電デバイスは、圧電素子をパッケージに収容し
た矩形容器構造とされ、圧電素子の検出軸が直交３軸のいずれか向くように回路基板面に
パッケージ面を接合した状態にして複数実装される。例えばパッケージの平面をＸＹ平面
とし、パッケージ平面の法線方向をＺ軸とする直交３軸を定め、回路基板に対してＸＹ平
面を基板面に接合したり、ＹＺ平面を基板面に接合したりして実装している。
【０００３】
特許文献１に記載されている例では、圧電デバイスのパッケージ側面にも外部端子をつ
けることによって、側面を回路基板面に垂直にして実装できるようにしている。また、特
許文献２には、圧電デバイスを回路基板にソケット状のコネクタ部を設け、圧電デバイス
をコネクタ部に差し込んで実装するようにした例が示されている。
【０００４】
しかし、前者のように、回路基板にパッケージ側面を下にして立てた状態で実装させよ
うとすると、回路基板に接する実装面積が少なくなるため、回路基板に正しく直立させる
ことが困難となって検出精度を低下させる原因となり、また、ジャイロセンサとして用い
る圧電デバイスの場合には外部振動の影響を受けやすく、この点でも検出精度を低下させ
る要因となる可能性があった。
【０００５】
後者のコネクタ部を設ける構造では、圧電デバイスを機械的に差し込んで実装する構成
となるため、嵌め合いの公差が必要となり、これが遊び代となって圧電デバイスの垂直度
を阻害する可能性を持っていた。また、コネクタ部は圧電デバイスの支え部材となるため
に硬い材料を用いる必要があり、これが外部からの衝撃により割れるなどの脆さが出やす
いものであった。したがって、マウント装置を用いてハンダ付けなどの処理を行うとコネ
クタ部を損壊する可能性があるなどの問題があった。
【特許文献１】特開２００６−７８２５０号公報
【特許文献２】特開２００６−２２９１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、回路基板に正しい姿勢（方向）で実装できると
ともに、外部衝撃による検出精度の影響を回避できる構造とした圧電デバイスと、その製
造方法を提供することを目的とする。更には、マウント装置による実装作業に際しての衝
撃緩和を図ることができる構造を持った圧電デバイスと、そ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】
上記目的は以下の適用例を採用することにより達成できる。
［適用例１］圧電素子をパッケージに収容した圧電デバイスであって、パッケージ端子
の形成面に軟質ゴム台座を一体接合してなり、この軟質ゴム台座は前記パッケージ端子と
電気的に接続される外部接続電極パッドを有し、前記軟質ゴム台座を介して回路基板に実
装可能としたことを特徴とする圧電デバイス。
【０００８】
このように構成することで、予め軟質ゴム台座をパッケージ面に接合し、軟質ゴム台座
を回路基板に接合実装することができるため、マウント時にパッケージが傾いても軟質ゴ
ム台座の弾性が形状復元をなすため、正しい姿勢保持を確保できる。また、軟質ゴム台座
が回路基板への実装面となるため、例えばカメラへの搭載した場合のシャッタによる衝撃
作用があってもこれを吸収でき、検出精度を確保できる上、マウント装置による衝撃荷重
に対する保護機能も発揮できる。また、予め軟質ゴム台座をパッケージの実装面に一体化
しておくことにより、実装面が特定され、誤って実装されることがなく、ＮＧ製品の検出
も容易となる。
【０００９】
［適用例２］前記軟質ゴム台座はシリコーンゴムから形成され、このシリコーンゴムに
外部接続電極パッドをスパッタ形成してなることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバ
イス。
シリコーンゴムは柔らかく温度変化に強い材料であることから、使用環境に影響されず
に衝撃吸収機能を実現できる。
【００１０】
［適用例３］前記軟質ゴム台座は接合されるパッケージの接合面積よりも大きい面積を
有し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。
パッケージの狭い面を実装面とする場合でも、軟質ゴム台座を大きくすることで接着強
度を確保でき、結果として正しい姿勢で回路基板に圧電デバイスを実装できるメリットが
得られる。
【００１１】
［適用例４］軟質ゴムプレートにスルーホールを形成した上で電極金属膜を形成し、こ
の電極金属膜をレーザパターニングにより部分的に除去することより前記スルーホールに
接続された電極パッドを形成し、前記スルーホール部位にてダイシングして軟質ゴム台座
を作成し、この軟質ゴム台座の前記電極パッドに圧電素子パッケージ端子を接合してパッ
ケージと前記軟質ゴム台座を一体化した圧電デバイスを製造することを特徴とする圧電デ
バイスの製造方法。
【００１２】
このような構成により、圧電素子を収容したパッケージの軟質ゴム台座にパッケージ端
子と接続される電極パッドを複数のパッケージ分を同時に作成し、各パッケージの実装面
に適合する軟質ゴム台座を同時に一括製造できる。
【００１３】
［適用例５］軟質ゴムプレートにスルーホールを形成した上で電極金属膜を形成し、こ
の電極金属膜をレーザパターニングにより部分的に除去することより前記スルーホールに
接続された電極パッドを形成し、前記電極パッドに圧電素子パッケージ端子を接合し、前
記スルーホール部位にてダイシングして前記軟質ゴム台座を作成してパッケージと軟質ゴ
ム台座を一体化した圧電デバイスを製造することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【００１４】
この構成によれば、ダイシングするのはパッケージを取り付けた後であるので、ダイシ
ングに際して圧電デバイスが個片化した状態で生産できるので、後工程が簡便になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る圧電デバイスと、その製造方法の具体的実施の形態を、図面を参
照して、詳細に説明する。
図１は実施形態に係る圧電デバイスの外観斜視図を示している。図示のように、この実
施形態に係る圧電デバイス１０は、矩形容器からなるセラミックパッケージ１２を有して
おり、パッケージ１２の稜線部分に直交２面に跨るパッケージ端子１４が形成されている
。このパッケージ１２の内部には圧電素子として例えば圧電振動片やＩＣチップ（図示せ
ず）が収容されており、加速度センサや角速度センサとして利用できるセンサ型圧電デバ
イスとして構成されている。前記パッケージ端子１２は、励振のための給電端子や検出信
号の出力端子などであり、実装領域の両側縁部に沿って複数配置されている。このパッケ
ージ１２では、実装面が正面平面部である場合と、側面部分である場合の両者に対応でき
るように端子の共用化を行っている。すなわち、正面平面１６の両サイドの端子列１４Ａ
と、１４Ｂとが一組で圧電デバイスとしての入出力端子を形成していると同時に、この正
面平面１６に直交する側面１８では前記一方の端子列１４Ａを共用し、側面１８の反対縁
部に設けた端子列は電気的に前記端子列１４Ｂと接続されて、同一の端子列１４Ｂを形成
している。したがって、このセラミックパッケージ１２は実装面を任意に選択できるよう
にして、センシングデバイスとしての検出軸を変えて回路基板に実装できるようになって
いる。
【００１６】
このようなパッケージ１２で、この実施形態では、図１の下面側に位置する側面１８を
実装領域としており、この実装領域に軟質ゴム台座２０が対面されるとともに、前記パッ
ケージ端子１４（１４Ａ、１４Ｂ）と電気的に接続される外部接続電極パッド２２を備え
、両者が一体に構成されている。軟質ゴム台座２０は実施形態では耐熱性があり、適度の
柔らかさをもっている材料としてシリコーンゴムを用いている。もちろん、シリコーンゴ
ム以外に耐熱性と軟質性があるゴムや樹脂材料を台座として用いることができる。
【００１７】
上記軟質ゴム台座２０には、パッケージ１２の実装領域に形成された端子列１４Ａ、１
４Ｂに対面する部位と、台座側面２４に形成されたキャスタ２６に接続するように延長さ
れている電極パッド２２が形成されている。軟質ゴム台座２０の平面部分における電極パ
ッド２２に銀ペースト２８からなる導電性接合材料を塗布し、パッケージ１２の実装面を
接合することによって、パッケージ端子１４と外部接続電極パッド２２が電気的に接続さ
れ、側面キャスタ２６を介して回路基板への接続ができるようにしている。
【００１８】
ここで、上記軟質ゴム台座２０の製造工程を図２〜図５に示す。これはシリコーンゴム
プレート３０に上記外部接続電極パッド２２に対応して複数のスルーホール３２を穿設す
る。これによってプレート３０には厚み方向に貫通した穴が開口される（図２（１）、（
２））。次いで、スルーホール３２部分も含めてシリコーンプレート３０の少なくとも一
方の平面部に、ＣｒとＡｕを順にスパッタして、下層をＣｒ、上層をＡｕとしたＣｒ／Ａ
ｕ電極膜３４をスパッタにより形成する。この結果、図３に示すように、シリコーンゴム
プレート３０の表面ならびにスルーホール３２の内面部に一定厚みのＣｒ／Ａｕ電極膜３
４が出来上がる。その後、図４に示しているように、レーザパターニング装置３６により
、レーザにより不要部分を除去して、シリコーンゴムプレート３０の表面にスルーホール
３２を中心に両側に電極面を残した電極パッド２２を形成する。そして、図５に示すよう
に、今度はスルーホール３２を左右に分割するようスルーホール３２を含む面でダイシン
グを行い、台座２０を個片化する。これにより、個片化した台座２０の側面２４にはスル
ーホール３２に付いたＣｒ／Ａｕ電極膜３４が側面キャスタ２６として残留する。図６は
このように個片化したシリコーンゴムからなる軟質ゴム台座２０の平面図を示している。
側面キャスタ２６はシリコーンゴムプレート３０の両表面に形成された電極パッド２２を
接続する。図６において、ハッチング部分が電極パッド２２の平面部である。
【００１９】
このようにして電極パッド２２を有する軟質ゴム台座２０は、図７のような外観となり
。次に、図８に示すように、この電極パッド２２の上に導電性接着剤として銀ペースト２
８を塗布し、パッケージ１２の実装面を接合することにより、図１に示したような台座２
０を一体に設けた圧電デバイス１０が完成する。
【００２０】
このような圧電デバイス１０によれば、シリコーンゴムからなる軟質ゴム台座２０に金
メッキを行ったものを、レーザ加工した台座を用い、予め軟質ゴム台座２０をパッケージ
１２の実装領域面に接合し、軟質ゴム台座２０を回路基板（図示せず）に接合実装するこ
とができる。これによりマウント時にパッケージが傾いても軟質ゴム台座２０の弾性作用
が形状復元をなすため、正しい姿勢保持を確保できる。また、軟質ゴム台座２０が回路基
板への実装面となるため、例えばカメラへの搭載した場合のシャッタによる衝撃作用があ
ってもこれを吸収でき、検出精度を確保できる上、マウント装置による衝撃荷重に対する
保護機能も発揮できる。更に、予め軟質ゴム台座２０をパッケージ１２の実装面に一体化
しておくことにより、実装面が特定され、誤って実装されることがなく、ＮＧ製品の検出
も容易となる。
【００２１】
また、予めシリコーンゴムからなる台座２０を銀ペースト２８で取り付けておき、これ
をハンダで回路基板に接着することで、ユーザに防振効果の高いセンサ部品を提供できる
。
【００２２】
上記実施形態では、パッケージ１２の実装領域と同じ大きさの軟質ゴム台座２０を利用
したが、パッケージ実装面よりも一回り大きな台座を用いることができる。このようにす
ると、パッケージ１２の実装領域面積が小さい場合であっても台座２０の実装面積を大き
く確保することができ、これによって回路基板に対しての精度垂直を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る圧電デバイスの外観斜視図である。
【図２】シリコーンプレートへのスルーホール形成状態の説明図であり、（１）は断面図、（２）は斜視図である。
【図３】シリコーンプレートへの電極膜形成状態の説明図である、（１）は断面図、（２）は斜視図である。
【図４】レーザパターニング装置による電極膜形成状態の説明図である。
【図５】シリコーンプレートのダイシングによる軟質ゴム台座の個片化状態の説明図である。
【図６】軟質ゴム台座の平面図である。
【図７】軟質ゴム台座の斜視図である。
【図８】軟質ゴム台座への銀ペースト塗布状態の斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０………圧電デバイス、１２………セラミックパッケージ、１４………パッケージ端子
、１４Ａ、１４Ｂ………端子列、１６………正面平面、１８………側面、２０………軟質
ゴム台座、２２………外部接続電極パッド、２４………台座側面、２６………キャスタ、
２８………銀ペースト、３０………シリコーンゴムプレート、３２………スルーホール、
３４………Ｃｒ／Ａｕ電極膜、３６………レーザパターニング装置。
【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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【図７】
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【図８】
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