ベース集合体およびベース集合体を用いた圧電デバイスの製造方法
【課題】 確実で安定した切断を行うことができるベース集合体と、ベース集合体を用いた圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 開口部８を囲繞する環状の堤部２００を備えたベース２が、多数個連なって形成されたベース集合体１００において、当該ベース集合体の隣接するベースの境界には、多数個のベースに分離するための切断ラインＬが設定されている。各ベースの長辺側の堤部の外周面には、堤部の幅方向に平面視２段状の孔が形成されており、当該孔は前記切断ラインＬを含む位置に形成されるとともに、前記孔の内壁であって、前記切断ラインと干渉しない領域に側面導体Ｍが被着されている。
【解決手段】 開口部８を囲繞する環状の堤部２００を備えたベース２が、多数個連なって形成されたベース集合体１００において、当該ベース集合体の隣接するベースの境界には、多数個のベースに分離するための切断ラインＬが設定されている。各ベースの長辺側の堤部の外周面には、堤部の幅方向に平面視２段状の孔が形成されており、当該孔は前記切断ラインＬを含む位置に形成されるとともに、前記孔の内壁であって、前記切断ラインと干渉しない領域に側面導体Ｍが被着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスの製造に用いられるベース集合体および、ベース集合体を用い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】
各種電子機器等に実装される圧電デバイスとして水晶振動子が広く使用されている。例えば、表面実装型水晶振動子はセラミック材料からなり、上部に開口部を有する断面視凹状のベース(容器体)の内部に水晶振動板を搭載し、前記開口部を平板状の蓋体で気密封止した構成となっている。そして、圧電デバイスの小型化に対応し、水晶振動子を効率的に製造する手段として、例えば多数個のベースがマトリクス状に整列して一体形成されたベース集合体を用いた製造方法がある（例えば特許文献１参照)。
【０００３】
特許文献１の製造方法によると、バッチ処理によって多数個の水晶振動子を一括同時に得ることができる。この方法では、多数個の水晶振動子に分割切断するために隣接するセラミックベースの間をブレードで切断している。このような製造方法において、ベースの４つの角部に上下方向に伸長する円弧状の切り欠き部（所謂、キャスタレーション）を形成する場合、例えば以下の方法がある。まず、焼成前のベース集合体において、隣接するベースの境界線の交点を中心とし，前記隣接するベースの角部に跨る半径の貫通孔を穿孔する。次に当該貫通孔の内壁面に金属導体を形成（メタライズ処理）する。そして隣接するベース間を縦横方向にブレードで切断することによって、前記金属導体が形成された貫通孔が平面視で略四分の一円状に分割されてキャスタレーションが４つ形成されることになる。
【０００４】
しかし、前記切断の際にブレードが前記貫通孔の内壁面の金属導体と接触するため、切断が進行するにつれてブレードへの切削物質の目詰まりが発生することがあり、切削効率悪化の原因となる。また、ベース集合体を用いて水晶発振器を製造する場合、角部のキャスタレーションに加え、辺部にベース内部の電子部品素子への情報書込み端子（金属）が内壁面に形成されたキャスタレーションが形成される。しかし、前記書込み端子は前記切断の際にブレードが干渉するため、ブレードの目詰まりを引き起こす要因となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２９４６１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、確実で安定した切断を行うことができるベース集合体と、ベース集合体を用いた圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明によると、上部に開口部と、当該開口部を囲繞する環状の堤部とを具備する平面視矩形状のベースが、多数個連なって形成されたベース集合体であって、前記ベース集合体の隣接するベースの境界には、多数個のベースに分離するための切断ラインあるいは切断予定ラインが設定されてなり、前記各ベースの堤部の角部と辺部の両方、あるいはいずれか一方には、当該堤部の幅方向に少なくとも１以上の段数を有する孔が形成されており、当該孔は前記切断ラインあるいは切断予定ラインを含む位置に形成されるとともに、前記孔の内壁であって、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと干渉しない領域に側面導体が形成されている。
【０００８】
上記構成によれば、例えばダイシングによって、前記ベース集合体から多数個の圧電振動デバイスに分割切断する際に、前記切断ラインあるいは切断予定ライン上にある孔の内壁面には金属導体は形成されていないため、ダイシングブレードが金属物質と接触することがなく、ブレードの目詰まりを防止することができる。したがって、切削効率を低下させることなく、確実で安定した切断を行うことができる。
【０００９】
また、ベース集合体を用いた圧電振動デバイスの製造過程において、各デバイスの周波数等を測定するためにベース集合体を厚み方向に部分的に切断して多数個のベースを電気的に独立した状態にする必要がある。このような場合においても、前記切断ラインあるいは切断予定ライン上には金属導体は形成されていないため、ダイシングブレードが金属物質と接触することがなく、ブレードの目詰まりを防止することができる。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、請求項２の発明によると、前記孔は貫通孔または有底孔からなるとともに、堤部幅方向に幅広の領域と、堤部幅方向に幅狭の領域とを有し、前記幅広領域と前記幅狭領域との間に段部を有しており、前記幅狭領域は前記切断ラインあるいは切断予定ラインを含む位置に形成され、前記幅広領域の内壁に側面導体が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のベース集合体であってもよい。
【００１１】
上記構成によれば、前記切断ラインあるいは切断予定ライン上にある孔、つまり幅狭領域の内壁面には金属導体が形成されていないため、ダイシング等の切断手段によって、前記ベース集合体から多数個の圧電振動デバイスに分割切断する際に、ダイシングブレードが金属物質と接触することがない。これにより、ブレードの目詰まりを防止することができる。
【００１２】
また、上記構成によると上記効果に加え、孔の内壁面の導体を安定して形成することができる。具体的に、金属導体が堤部の幅方向に幅広となる領域の内壁面だけに限定して形成されているので、穿孔による堤部の幅方向の薄肉化を抑制し、圧電振動デバイス全体の強度を維持することができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、請求項３の発明によると、請求項１に記載のベース集合体の製造方法であって、前記ベース集合体が複数のシートの積層体であり、ベース集合体の焼成前の状態において、前記ベース集合体の、隣接する各ベースの堤部に跨って、略矩形あるいは略楕円の形状を有する第１孔を、当該孔の長辺あるいは長軸が、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと交差するように貫通穿孔する第１穿孔工程と、前記第１孔の内壁面に金属導体を被着する導体被着工程と、前記隣接する各ベースの堤部に跨って、第１孔よりも幅広かつ、前記堤部幅方向に縮幅した形状の第２孔を、第１孔と部分的に重なるように貫通穿孔する第２穿孔工程と、を含むベース集合体の製造方法となっている。
【００１４】
このようなベース集合体の製造方法によれば、２種類の孔を、各長寸が交差するように穿孔することで、奥側（第１孔）の内壁面に金属導体が形成された切り欠き部を形成することができる。これにより、切断ラインあるいは切断予定ライン上に金属導体が存在しない切り欠き部を形成することができる。
【００１５】
また、このような製造方法によると前記孔の切断によって得られる切り欠き部の内壁面の導体を安定して形成することができる。具体的に、金属導体は堤部の幅方向に幅広となる領域である第１孔（第１切り欠き部）の内壁面だけに限定して形成されているので、穿孔による堤部の幅方向の薄肉化を抑制し、圧電振動デバイス全体の強度を維持することができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、請求項４の発明によると、請求項１乃至２に記載のベース集合体を用いて、当該ベース集合体の各ベースの内部に圧電振動片または、圧電振動片と電子部品素子を搭載し、各ベースの前記開口部を平板状の蓋体を用いて一対一で気密封止した後に、前記切断ラインあるいは切断予定ラインに沿って前記ベース集合体を切断し、前記孔の前記切断によって形成される切り欠き部を備えた圧電デバイスを多数個一括形成する圧電デバイスの製造方法となっている。
【００１７】
このような製造方法によると、ベースを集合基板状態のままで取扱いながら、各ベース内部に圧電振動片または、圧電振動片と電子部品素子を搭載した後、蓋体で一対一で気密封止してから、前記切断ラインあるいは切断予定ラインに沿って切断するため、一括同時に前記孔の前記切断によって形成される切り欠き部を備えた圧電デバイスを多数個得ることができる。また、前記孔の内壁面には、切断ラインあるいは切断予定ラインと干渉しない領域に側面導体が形成されているため、安定した切断が可能となり、高効率かつ信頼性の高い圧電デバイスの製造を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、確実で安定した切断を行うことができるベース集合体と、これを用いた圧電デバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
−第１の実施形態−
以下、本発明による第１の実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。なお、本実施形態では圧電デバイスに表面実装型の水晶発振器を用いた例を示している。図１は本発明の第１の実施形態を示すベースの斜視図を、図２は図１におけるＡ部拡大図を、図３は図２における第２の層の平面図、図４は本発明の第１の実施形態を示すベース集合体の上面図を表している。また、図５乃至図９は切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図を、図１０は本発明における水晶発振器の長辺方向の断面図を表している。なお、図１乃至図２ではベースの底面（裏面）側に形成される外部接続端子の記載を、図１および図４乃至図９ではベース内底面に形成される金属パターンを省略している。また、図１０では水晶振動板の表裏面に形成される励振電極等の各種電極の記載を省略している。さらに図６乃至図９においてベース内部の記載は省略している。
【００２０】
本発明の水晶発振器１は、図１０に示すように上部に開口部８と、当該開口部８を囲繞する環状の堤部２００を備えた平面視矩形状のベース２と、当該ベースの段部２４の上面に形成された一対の搭載パッド２１，２１上に、導電性接着材６を介して片持ち支持接合される水晶振動板３と、当該ベースの内底面に搭載されるＩＣ（集積回路）４と、開口部８を気密封止する蓋体５が主要部材となっている。
【００２１】
まず、単体のベース２について図１を基に説明する。ベース２はセラミック材料からなる絶縁性の箱状体であり、上部に開口部８を有した構造となっている。ベース２は３枚のセラミックグリーンシート（第１の層２０１、第２の層２０２、第３の層２０３）を積層した後、焼成によって一体成形されている。
【００２２】
ベース２の内底面２１１（第１の層２０１の上面）には、ＩＣの接続端子と接続される所定形状の金属パターン（図示せず）が複数配設されている。また、第１の層２０１の下面（裏面）の４角付近には、電子機器等の内部基板上に半田等によって接合される外部接続端子（図示せず）が各々形成されている。なお、前記外部接続端子は、ベース内部に形成される内部配線導体（ビア）を介して、前述の複数の金属パターンの一部と電気的に繋がった状態となっている。
【００２３】
ベース２は内部に段部２４を備えており、ベース一端側にある段部２４の上面には、水晶振動板３（詳細は後述）の一端側と接合される一対の搭載パッド２１，２１が形成されている。本実施形態において前記搭載パッド２１は、タングステンメタライズ、ニッケルメッキ、金メッキの順で金属膜が積層された構成となっている。そして、第２の層２０２の開口領域にＩＣが収容されるようになっている。また、前記一対の搭載パッド２１，２１は、段部２４を厚み方向に貫く貫通導体（ビアホール）を介して、ＩＣと接続される複数の金属パターンの一部と電気的に繋がった状態となっている。
【００２４】
図１乃至図２に示すように、平面視矩形状のベース２の対向する長辺側の堤部外壁２２，２２には、切り欠き部（以下、側面キャスタレーションと記す）２５，２５が対向して形成されている。具体的に、対向する長辺側の堤部中央部分の外側面には、堤部の幅方向に２段状に切り欠かれた，側面キャスタレーション２５が各々形成されている。側面キャスタレーション２５は、図２乃至図３に示すように堤部の幅方向に幅広となる領域（第１切り欠き部２５１）と、堤部の幅方向に幅狭となる領域（第２切り欠き部２５２）とを有しており、前記幅広領域と前記幅狭領域との間に段部を有している。そして前記幅狭領域は切断ライン（後述）を含む位置に形成されている。なお、図３はベース１を構成する３枚のセラミックグリーンシートの内、中間層である第２の層２０２についてのみ図示したものである。
【００２５】
第１切り欠き部の内壁面の内、第２の層２０２の部分にのみ、辺部側面導体Ｍが形成されている。なお、２つの辺部側面導体Ｍ，Ｍは一対の搭載パッド２１，２１とそれぞれ電気的に接続された状態となっている。つまり、辺部側面導体Ｍはベース内部の水晶振動板と電気的に繋がった状態となっているため、辺部側面導体Ｍにベース外部から測定プローブを当接させて水晶振動板の周波数等を測定することができる。また、前記測定結果の情報を辺部側面導体Ｍを介してベース内底面に接合されたＩＣに書き込むことができるようになっている。
【００２６】
本実施形態では、切り欠き部はベース２の堤部の内、長辺部分に形成された構造となっているが、本形態に限定されるものではなく、例えば、ベース２の堤部の外周４角の上下方向に切り欠き部（角部キャスタレーションと略記）を形成してもよい。また、堤部の辺部と角部の両方に切り欠き部を形成してもよい。この場合、例えば角部キャスタレーションの内壁面の内、第１の層２０１の内壁面あるいは第１の層２０１と第２の層２０２の内壁面に側面導体を形成してもよい。前記側面導体を形成することで、前記外部接続端子を基板のランドパターンに半田溶融によって固着させる際に、前記側面導体からランドパターンにかけて半田のフィレットが形成されるため、基板に圧電デバイスをより強固に接合させることができる。
【００２７】
次に、ベース集合体の成形方法について図４乃至図９を参照しながら説明する。ベース集合体１００を構成する３つの層（２０１、２０２、２０３）は、各々が１枚のセラミックグリーンシートとなっている。
【００２８】
まず、図５乃至図６に示すように中間層となる第２の層２０２の所定位置に平面視で角部に一定曲率を有する略長方形の第１孔２５０を複数個穿孔する（第１穿孔工程）。このとき第１孔２５０は、隣接する２つのベースの堤部の一部が残るように穿孔される。前述の所定位置は、図５乃至図６に示すように長辺側が隣接した２つのベースの境界線（仮想線である切断予定ラインと略一致）と交差（本実施形態では略直交）し、前記隣接した２つのベースの堤部領域に跨る位置のことである。具体的に、平面視略長方形の第１孔２５０は、図６のように当該孔の長辺が前記切断予定ラインＬと略直交方向に交差するように貫通穿孔されている。なお、前記交差は直交状態に限定されるものではなく、切断予定ラインに対して９０度以外の角度で交差していてもよい。
【００２９】
一方、第１の層２０１と第３の層２０３の各々に対しても、所定位置に前述と同じ形状の第１孔２５０をパンチングによって穿孔する。ここで前記所定位置とは、３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）の外周縁が一致するように重ねたとき、前記第２の層２０２に複数貫通穿孔された前記第１孔２５０と平面視で略一致する位置のことである。
【００３０】
次に、図７に示すように、第２の層２０２の所定位置に複数個形成された全ての第１孔２５０の内壁面に側面導体Ｍを被着する（導体被着工程）。本実施形態では前記金属導体としてタングステンが用いられている。
【００３１】
そして、図８に示すように、第２の層２０２に形成された第１孔２５０の上から、第１孔２５０の略中心を基準として、前記第１孔の長辺と交差（略直交）するように平面視略長方形の第２孔２５４（図６の点線で示す）をパンチングによって貫通穿孔する（第２穿孔工程）。具体的に第２孔２５４は切断予定ラインを通り、隣接する各ベースの堤部に跨っているとともに、第１孔２５０よりも幅広で、かつ、前記堤部幅方向に縮幅した形状となっており、第１孔と部分的に重なるように貫通穿孔されている。
【００３２】
本実施形態では第１孔２５０と第２孔２５４はともに平面視で略長方形であるが、第２孔２５４の方が第１孔２５０よりも横に細長い形状となっている。このように形状の異なる２つの孔を重ねて穿孔することによって、第１孔２５０の内壁面の金属導体が部分的に除去され、平面視２段形状の貫通孔が形成される（図９）。なお、前記第１孔と第２孔は、同一形状の長方形であってもよい。これは同一形状であっても、互いに交差するように重ねて穿孔することで第１孔の長辺両端周辺以外の領域を除去することができるからである。また、本実施形態では第１孔２５０と第２孔２５４はともに平面視で略長方形であるが、第１孔２５０と第２孔２５４ともに平面視略楕円状であってもよい。この場合、前述の長辺部分を長軸に置換して穿孔すればよい。
【００３３】
上記のように、第２孔２５４を穿孔することによって切断ラインを横断し，隣接する２つの堤部に跨って形成されていた側面導体Ｍは部分的に除去される。つまり、切断ラインから各ベース内側方向に離間した部分（第１孔の長辺両端周辺領域）にだけ金属導体が残存するため、前記切断ラインと干渉しなくなる。なお、本発明において側面導体Ｍは、切断ラインを通るダイシングブレードの刃幅以上、ベース内側方向に離間した位置に形成されている。
【００３４】
一方、第１の層２０１と第３の層２０３の各々に対しても、前述のように穿孔された第１孔２５０の上から、第２の層２０２で穿孔された孔と同形状の第２孔２５４をパンチングによって穿孔する。ここで第２孔２５４の穿孔位置は、３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）の外周縁が一致するように重ねたとき、第２の層２０２に複数貫通穿孔された前記第２孔２５４と平面視で略一致する位置となっている。
【００３５】
焼成前の状態（生シート状態）において、前記３枚のセラミックグリーンシート各々にはスクリーン印刷によって所定パターンのメタライズ処理が行われている。本実施形態において前記メタライズには、タングステン（Ｗ）が使用されている。なお、タングステン以外にモリブデン（Ｍｏ）を使用してもよい。
【００３６】
次に、前述の３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）を下から２０１、２０２、２０３の順で各シートの外周縁が略一致するように位置決め積層する。ここで、金属導体は中間層である第２の層２０２にのみ被着された形態となっている。そして、隣接するベース間（堤部間）に多数個のベース２，２，２・・・に分離するための切断ラインＬ，Ｌ，Ｌ・・・を第１の層２０１の下面側と、第３の層２０３の上面側にそれぞれ縦横に形成する（図４参照）。具体的に前記切断ラインＬは一繋がりとなったベースの堤部上面２０４において、隣接する堤部間の略中心線上に浅溝の状態で形成される。なお、本実施形態では切断ラインが浅溝状態で形成された状態となっているが、必ずしも浅溝状態である必要は無く、切断予定ラインが設定されていてもよい。つまり、切断ラインが可視状態でない場合であっても本発明は適用可能である。
【００３７】
以上の工程は全て焼成前の状態で行われ、前記３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）が積層された状態で焼成することによってベース集合体１００を一体成形する。
【００３８】
次に、図４に示すベース集合体１００の周縁部分に周状に形成された金属配線Ｎ（各ベースと電気的に繋がった状態となっている）を介して電解メッキを行う。前記電解メッキによって、ベース集合体表面に露出している金属導体部分、例えば各ベース２，２，２・・・の堤部上面２０４（第３の層２０３の上面）のタングステンメタライズ層等の上層に、ニッケル（Ｎｉ）膜を成膜する。さらに、ニッケル膜の上層に、電解メッキ法によって金（Ａｕ）膜を一括成膜する。以上の工程を経て、多数個のベース２，２，２・・・が連なったベース集合体１００の完成となる。
【００３９】
本実施形態では、第２孔を３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）の各々に穿孔してから、当該３つのシートを積層して焼成する方法となっているが、３枚の各シートに第１孔を穿孔した後、当該３枚のシートを積層し、一括で第２孔を貫通穿孔する方法であってもよい。
【００４０】
以上がベース集合体１００の成形方法であるが、以下、ベース集合体１００を用いた水晶発振器の製造方法について説明する。
【００４１】
まず、以上のように形成されたベース集合体１００の各ベース２，２，２・・・の内底面２１１にＩＣ（図４では図示せず）を各々、金バンプを用いたＦＣＢ法（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、ＩＣの接続端子とベース内底面に形成された複数の金属パターンとを接合する。
【００４２】
次に、各ベース２，２，２・・・の内部の段部２４に形成された一対の搭載パッド２１，２１上に導電性接着材を介して水晶振動板を片持ち支持接合する。前記接合によって、ＩＣの上方に水晶振動板が位置する配置となる。なお、前記水晶振動板は、所定の周波数となるように厚みが調整された平面視矩形状のＡＴカット水晶片である。前記水晶振動板の表裏面の中心部には一対の励振電極が対向配置されている。さらに、前記励振電極から一対の引出電極が水晶振動板の一端側（短辺側）方向に引き出されており、前記一端側に形成されたパッド電極と各々繋がっている。
【００４３】
次に、各ベース２，２，２・・・の堤部上面２０４の金属膜上に、平板状の多数個の蓋体を一対一で載置していく。なお、前記蓋体のベースとの接合面側には金属からなる封止材が形成されている。ここで、前記蓋体の外形寸法はベースの外形寸法よりも僅かに小さくなっている。
【００４４】
前述のように、多数個の蓋体をベース集合体の各ベースの堤部上面２０４に載置した後、雰囲気加熱によって前記封止材およびベースの堤部上面の金属膜を溶融させて一体化し、蓋体とベースとを気密接合する。以上により、多数個の水晶発振器が連なった状態で形成される。
【００４５】
蓋体とベースとの気密封止を行った後、縦横に形成された切断ラインＬ，Ｌ，Ｌ・・・に沿ってダイシングブレードでベース集合体１００を切断する。本切断により、多数個の水晶発振器を一括同時に得ることができる。このとき、切断ラインＬに沿って切断された堤部の切断面が、そのまま各ベースの外壁面（堤部外壁２２）となる。なお、第２の層２０２と第３の層２０３とが積層された直立体の部分が堤部２００となる。本実施形態では前記蓋体は個片の状態で取り扱われているが、本形態に限定されるものではなく、多数個の蓋体が一体形成された蓋体集合体を用いてもよい。
【００４６】
前記切断によって第１孔２５０も分断される。具体的に、第１孔２５０はダイシングブレードが、第１孔２５０の長手方向に平行で、図４で横方向に伸びる切断ラインＬに沿って通過することにより、２分割される。これより、１つの第１孔２５０から２つの側面キャスタレーションが形成される。
【００４７】
上記構成によれば、前記切断ライン上にある貫通孔、つまり第２切り欠き部２５２を構成する第２孔２５４の内壁面には金属導体が形成されていないため、切断手段によって、前記ベース集合体から多数個の圧電振動デバイスに分割切断する際に、ダイシングブレードが金属物質と接触することがない。これにより、ブレードの目詰まりを防止することができる。
【００４８】
また、上記構成によると上記効果に加え、孔の内壁面の導体を安定して形成することができる。具体的に、金属導体が堤部の幅方向に幅広となる第１切り欠き部２５１の内壁面だけに限定して形成されているので、穿孔による堤部の幅方向の薄肉化を抑制し、圧電振動デバイス全体の強度を維持することができる。
【００４９】
また、本発明の製造方法によると、ベースを集合基板状態のままで取扱いながら、各ベース内部に、圧電振動片および電子部品素子を搭載した後、蓋体を用いて一対一で気密封止してから、前記切断ラインに沿って切断するため、一括同時に多数個の圧電デバイスを得ることができる。また、前記切り欠きの内壁面には、切断ラインと干渉しない領域に側面導体が形成されているため、ダイシングブレードの目詰まりを防止し，安定した切断を行うことができる。したがって、高効率かつ信頼性の高い圧電デバイスの製造を行うことができる。
【００５０】
−第２の実施形態−
以下、本発明による第２の実施形態を図１１に基づいて説明する。なお、本実施形態においても圧電デバイスとして表面実装型の水晶発振器を用いた例を示している。図１１は本発明の第２の実施形態を示すベース集合体を構成する３つの層の内、第２の層２０２に穿孔された孔の平面図を表している。以下、第１の実施形態との相違点を主として説明し、第１の実施形態と同様の構成は説明を割愛するとともに、第１の実施形態と同一の効果を有する。
【００５１】
本実施形態では、図１１に示すように隣接するベースの長辺側の堤部に形成された孔（切断後に２つの側面キャスタレーションとなる）は平面視で３段形状となっている。具体的に堤部外壁側より、第３切り欠き部２５３が、その奥側に第２切り欠き部２５２が、さらに奥側に第１切り欠き部２５１が漸次小さくなるように切り欠かれている。
【００５２】
このような３段形状の側面キャスタレーション２５は、ベース集合体の焼成前に、第１，第２，第３の層の各々に対して、第１孔（ダイシングによる切断後に第１切り欠き部２５１となる孔）を所定位置に穿孔する。前記所定位置は第１の実施形態と同様に、隣接するベースの長辺側の堤部の略中央かつ、両堤部に跨り、切断予定ラインあるいは切断予定ラインと交差する位置である。
【００５３】
次に、第２の層２０２に穿孔された前記第１孔の内壁面に側面導体Ｍを被着させる。そして第１孔よりも平面視で横長かつ、堤部幅方向に縮幅した略長方形状の第２孔（ダイシングによる切断後に第２切り欠き部２５２となる孔）を第１孔に重ねて穿孔する。具体的に、第２孔はその長辺が切断予定ラインを通り、第１孔の長辺と略直交するように穿孔される。
【００５４】
同様に、第１および第３の層の各々に対しても、第２孔（前記第２孔と同一）を前述のように、第２孔の長辺が切断ラインを通り、第１孔の長辺と略直交するように穿孔する。
【００５５】
そして、第２の層２０２に穿孔された前記第２孔の内壁面（第１孔の内壁面を除く）にも側面導体Ｍを被着させ、側面導体Ｍが被着された，第２の層２０２の第２孔の上から、第２孔よりも平面視で横長かつ、堤部幅方向に縮幅した略長方形状の第３孔（ダイシングによる切断後に第３切り欠き部２５３となる孔）を第２孔に重ねて穿孔する。
【００５６】
同様に、第１および第３の層の各々に対しても、第３孔（前記第２孔と同一）を第２の層２０２で穿孔した要領で穿孔する。
【００５７】
そして、前記３つの層を各層の外周縁が略一致するように積層した後、一括焼成によってベース集合体を成形する。
【００５８】
前述のように、側面導体Ｍは鉛直方向（深さ方向）については側面キャスタレーションの内壁面の内、第２の層２０２の部分のみに形成されている。一方、水平方向については、第２の切り欠き部２５２と第１の切り欠き部２５１の部分に金属導体が被着された状態となっている。
【００５９】
側面導体Ｍはベース集合体の切断時に、切断ラインＬ上にダイシングブレードを当接させたとき、ダイシングブレードに触れないような位置、つまり、ダイシングブレード幅（刃幅）よりもベース内側方向に離間した位置に形成されている。これにより、ダイシングブレードの金属物質との干渉を防止することができ、ダイシングブレードの目詰まりを防止することができる。なお、前記側面導体Ｍの形成位置は一例であり、切断ラインＬからベース内側方向に離間し、ダイシングブレードと干渉しない領域であれば側面キャスタレーションの内壁面の任意の位置に形成してもよい。
【００６０】
このような構造により、ベース集合体１００をダイシングブレードを用いて多数個の圧電デバイスに分割切断する際に、ダイシングブレードの金属導体（辺部側面導体）との接触を防止でき、ダイシングブレードの目詰まりを防止することができる。
【００６１】
なお、その他の変形例として図１２に示すように、第３の層２０３だけは切り欠かれていない構造の側面キャスタレーションであってもよい。このような構造の側面キャスタレーションであれば、蓋体と接合される堤部上面は切除される領域が無いため、安定した封止接合を行うことができる。
【００６２】
本発明の実施形態では、圧電デバイスとして水晶発振器を例に挙げているが、発振器以外にも水晶振動子の製造においても本発明は適用可能である。さらに本発明の実施形態では、水晶発振器の内部構造として、ベース内底部上にＩＣが、その上方に水晶振動板が各々搭載された構造となっているが、前記ＩＣと前記水晶振動板の位置関係が、上下逆構造の発振器の製造においても本発明は適用可能である。
【００６３】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
圧電振動デバイスの量産に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すベースの斜視図。
【図２】図１におけるＡ部拡大図。
【図３】図２の第２の層における平面図。
【図４】本発明の第１の実施形態を示すベース集合体の上面図。
【図５】切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図。
【図６】切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図。
【図７】切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図。
【図８】切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図。
【図９】切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図。
【図１０】本発明における水晶発振器の長辺方向断面図。
【図１１】本発明の第２の実施形態を示すベース集合体の切り欠き部の平面図。
【図１２】本発明の変形例を示すベースの斜視図。
【符号の説明】
【００６６】
１ 水晶発振器
１００ ベース集合体
２ ベース
２００ 堤部
２０１ 第１の層
２０２ 第２の層
２０３ 第３の層
２０４ 堤部上面
２５ 側面キャスタレーション
２５０ 第１孔
２５１ 第１切り欠き部
２５２ 第２切り欠き部
２５３ 第３切り欠き部
２５４ 第２孔
３ 水晶振動板
８ 開口部
Ｌ 切断ライン
Ｍ 側面導体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスの製造に用いられるベース集合体および、ベース集合体を用い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】
各種電子機器等に実装される圧電デバイスとして水晶振動子が広く使用されている。例えば、表面実装型水晶振動子はセラミック材料からなり、上部に開口部を有する断面視凹状のベース(容器体)の内部に水晶振動板を搭載し、前記開口部を平板状の蓋体で気密封止した構成となっている。そして、圧電デバイスの小型化に対応し、水晶振動子を効率的に製造する手段として、例えば多数個のベースがマトリクス状に整列して一体形成されたベース集合体を用いた製造方法がある（例えば特許文献１参照)。
【０００３】
特許文献１の製造方法によると、バッチ処理によって多数個の水晶振動子を一括同時に得ることができる。この方法では、多数個の水晶振動子に分割切断するために隣接するセラミックベースの間をブレードで切断している。このような製造方法において、ベースの４つの角部に上下方向に伸長する円弧状の切り欠き部（所謂、キャスタレーション）を形成する場合、例えば以下の方法がある。まず、焼成前のベース集合体において、隣接するベースの境界線の交点を中心とし，前記隣接するベースの角部に跨る半径の貫通孔を穿孔する。次に当該貫通孔の内壁面に金属導体を形成（メタライズ処理）する。そして隣接するベース間を縦横方向にブレードで切断することによって、前記金属導体が形成された貫通孔が平面視で略四分の一円状に分割されてキャスタレーションが４つ形成されることになる。
【０００４】
しかし、前記切断の際にブレードが前記貫通孔の内壁面の金属導体と接触するため、切断が進行するにつれてブレードへの切削物質の目詰まりが発生することがあり、切削効率悪化の原因となる。また、ベース集合体を用いて水晶発振器を製造する場合、角部のキャスタレーションに加え、辺部にベース内部の電子部品素子への情報書込み端子（金属）が内壁面に形成されたキャスタレーションが形成される。しかし、前記書込み端子は前記切断の際にブレードが干渉するため、ブレードの目詰まりを引き起こす要因となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２９４６１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、確実で安定した切断を行うことができるベース集合体と、ベース集合体を用いた圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明によると、上部に開口部と、当該開口部を囲繞する環状の堤部とを具備する平面視矩形状のベースが、多数個連なって形成されたベース集合体であって、前記ベース集合体の隣接するベースの境界には、多数個のベースに分離するための切断ラインあるいは切断予定ラインが設定されてなり、前記各ベースの堤部の角部と辺部の両方、あるいはいずれか一方には、当該堤部の幅方向に少なくとも１以上の段数を有する孔が形成されており、当該孔は前記切断ラインあるいは切断予定ラインを含む位置に形成されるとともに、前記孔の内壁であって、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと干渉しない領域に側面導体が形成されている。
【０００８】
上記構成によれば、例えばダイシングによって、前記ベース集合体から多数個の圧電振動デバイスに分割切断する際に、前記切断ラインあるいは切断予定ライン上にある孔の内壁面には金属導体は形成されていないため、ダイシングブレードが金属物質と接触することがなく、ブレードの目詰まりを防止することができる。したがって、切削効率を低下させることなく、確実で安定した切断を行うことができる。
【０００９】
また、ベース集合体を用いた圧電振動デバイスの製造過程において、各デバイスの周波数等を測定するためにベース集合体を厚み方向に部分的に切断して多数個のベースを電気的に独立した状態にする必要がある。このような場合においても、前記切断ラインあるいは切断予定ライン上には金属導体は形成されていないため、ダイシングブレードが金属物質と接触することがなく、ブレードの目詰まりを防止することができる。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、請求項２の発明によると、前記孔は貫通孔または有底孔からなるとともに、堤部幅方向に幅広の領域と、堤部幅方向に幅狭の領域とを有し、前記幅広領域と前記幅狭領域との間に段部を有しており、前記幅狭領域は前記切断ラインあるいは切断予定ラインを含む位置に形成され、前記幅広領域の内壁に側面導体が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のベース集合体であってもよい。
【００１１】
上記構成によれば、前記切断ラインあるいは切断予定ライン上にある孔、つまり幅狭領域の内壁面には金属導体が形成されていないため、ダイシング等の切断手段によって、前記ベース集合体から多数個の圧電振動デバイスに分割切断する際に、ダイシングブレードが金属物質と接触することがない。これにより、ブレードの目詰まりを防止することができる。
【００１２】
また、上記構成によると上記効果に加え、孔の内壁面の導体を安定して形成することができる。具体的に、金属導体が堤部の幅方向に幅広となる領域の内壁面だけに限定して形成されているので、穿孔による堤部の幅方向の薄肉化を抑制し、圧電振動デバイス全体の強度を維持することができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、請求項３の発明によると、請求項１に記載のベース集合体の製造方法であって、前記ベース集合体が複数のシートの積層体であり、ベース集合体の焼成前の状態において、前記ベース集合体の、隣接する各ベースの堤部に跨って、略矩形あるいは略楕円の形状を有する第１孔を、当該孔の長辺あるいは長軸が、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと交差するように貫通穿孔する第１穿孔工程と、前記第１孔の内壁面に金属導体を被着する導体被着工程と、前記隣接する各ベースの堤部に跨って、第１孔よりも幅広かつ、前記堤部幅方向に縮幅した形状の第２孔を、第１孔と部分的に重なるように貫通穿孔する第２穿孔工程と、を含むベース集合体の製造方法となっている。
【００１４】
このようなベース集合体の製造方法によれば、２種類の孔を、各長寸が交差するように穿孔することで、奥側（第１孔）の内壁面に金属導体が形成された切り欠き部を形成することができる。これにより、切断ラインあるいは切断予定ライン上に金属導体が存在しない切り欠き部を形成することができる。
【００１５】
また、このような製造方法によると前記孔の切断によって得られる切り欠き部の内壁面の導体を安定して形成することができる。具体的に、金属導体は堤部の幅方向に幅広となる領域である第１孔（第１切り欠き部）の内壁面だけに限定して形成されているので、穿孔による堤部の幅方向の薄肉化を抑制し、圧電振動デバイス全体の強度を維持することができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、請求項４の発明によると、請求項１乃至２に記載のベース集合体を用いて、当該ベース集合体の各ベースの内部に圧電振動片または、圧電振動片と電子部品素子を搭載し、各ベースの前記開口部を平板状の蓋体を用いて一対一で気密封止した後に、前記切断ラインあるいは切断予定ラインに沿って前記ベース集合体を切断し、前記孔の前記切断によって形成される切り欠き部を備えた圧電デバイスを多数個一括形成する圧電デバイスの製造方法となっている。
【００１７】
このような製造方法によると、ベースを集合基板状態のままで取扱いながら、各ベース内部に圧電振動片または、圧電振動片と電子部品素子を搭載した後、蓋体で一対一で気密封止してから、前記切断ラインあるいは切断予定ラインに沿って切断するため、一括同時に前記孔の前記切断によって形成される切り欠き部を備えた圧電デバイスを多数個得ることができる。また、前記孔の内壁面には、切断ラインあるいは切断予定ラインと干渉しない領域に側面導体が形成されているため、安定した切断が可能となり、高効率かつ信頼性の高い圧電デバイスの製造を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、確実で安定した切断を行うことができるベース集合体と、これを用いた圧電デバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
−第１の実施形態−
以下、本発明による第１の実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。なお、本実施形態では圧電デバイスに表面実装型の水晶発振器を用いた例を示している。図１は本発明の第１の実施形態を示すベースの斜視図を、図２は図１におけるＡ部拡大図を、図３は図２における第２の層の平面図、図４は本発明の第１の実施形態を示すベース集合体の上面図を表している。また、図５乃至図９は切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図を、図１０は本発明における水晶発振器の長辺方向の断面図を表している。なお、図１乃至図２ではベースの底面（裏面）側に形成される外部接続端子の記載を、図１および図４乃至図９ではベース内底面に形成される金属パターンを省略している。また、図１０では水晶振動板の表裏面に形成される励振電極等の各種電極の記載を省略している。さらに図６乃至図９においてベース内部の記載は省略している。
【００２０】
本発明の水晶発振器１は、図１０に示すように上部に開口部８と、当該開口部８を囲繞する環状の堤部２００を備えた平面視矩形状のベース２と、当該ベースの段部２４の上面に形成された一対の搭載パッド２１，２１上に、導電性接着材６を介して片持ち支持接合される水晶振動板３と、当該ベースの内底面に搭載されるＩＣ（集積回路）４と、開口部８を気密封止する蓋体５が主要部材となっている。
【００２１】
まず、単体のベース２について図１を基に説明する。ベース２はセラミック材料からなる絶縁性の箱状体であり、上部に開口部８を有した構造となっている。ベース２は３枚のセラミックグリーンシート（第１の層２０１、第２の層２０２、第３の層２０３）を積層した後、焼成によって一体成形されている。
【００２２】
ベース２の内底面２１１（第１の層２０１の上面）には、ＩＣの接続端子と接続される所定形状の金属パターン（図示せず）が複数配設されている。また、第１の層２０１の下面（裏面）の４角付近には、電子機器等の内部基板上に半田等によって接合される外部接続端子（図示せず）が各々形成されている。なお、前記外部接続端子は、ベース内部に形成される内部配線導体（ビア）を介して、前述の複数の金属パターンの一部と電気的に繋がった状態となっている。
【００２３】
ベース２は内部に段部２４を備えており、ベース一端側にある段部２４の上面には、水晶振動板３（詳細は後述）の一端側と接合される一対の搭載パッド２１，２１が形成されている。本実施形態において前記搭載パッド２１は、タングステンメタライズ、ニッケルメッキ、金メッキの順で金属膜が積層された構成となっている。そして、第２の層２０２の開口領域にＩＣが収容されるようになっている。また、前記一対の搭載パッド２１，２１は、段部２４を厚み方向に貫く貫通導体（ビアホール）を介して、ＩＣと接続される複数の金属パターンの一部と電気的に繋がった状態となっている。
【００２４】
図１乃至図２に示すように、平面視矩形状のベース２の対向する長辺側の堤部外壁２２，２２には、切り欠き部（以下、側面キャスタレーションと記す）２５，２５が対向して形成されている。具体的に、対向する長辺側の堤部中央部分の外側面には、堤部の幅方向に２段状に切り欠かれた，側面キャスタレーション２５が各々形成されている。側面キャスタレーション２５は、図２乃至図３に示すように堤部の幅方向に幅広となる領域（第１切り欠き部２５１）と、堤部の幅方向に幅狭となる領域（第２切り欠き部２５２）とを有しており、前記幅広領域と前記幅狭領域との間に段部を有している。そして前記幅狭領域は切断ライン（後述）を含む位置に形成されている。なお、図３はベース１を構成する３枚のセラミックグリーンシートの内、中間層である第２の層２０２についてのみ図示したものである。
【００２５】
第１切り欠き部の内壁面の内、第２の層２０２の部分にのみ、辺部側面導体Ｍが形成されている。なお、２つの辺部側面導体Ｍ，Ｍは一対の搭載パッド２１，２１とそれぞれ電気的に接続された状態となっている。つまり、辺部側面導体Ｍはベース内部の水晶振動板と電気的に繋がった状態となっているため、辺部側面導体Ｍにベース外部から測定プローブを当接させて水晶振動板の周波数等を測定することができる。また、前記測定結果の情報を辺部側面導体Ｍを介してベース内底面に接合されたＩＣに書き込むことができるようになっている。
【００２６】
本実施形態では、切り欠き部はベース２の堤部の内、長辺部分に形成された構造となっているが、本形態に限定されるものではなく、例えば、ベース２の堤部の外周４角の上下方向に切り欠き部（角部キャスタレーションと略記）を形成してもよい。また、堤部の辺部と角部の両方に切り欠き部を形成してもよい。この場合、例えば角部キャスタレーションの内壁面の内、第１の層２０１の内壁面あるいは第１の層２０１と第２の層２０２の内壁面に側面導体を形成してもよい。前記側面導体を形成することで、前記外部接続端子を基板のランドパターンに半田溶融によって固着させる際に、前記側面導体からランドパターンにかけて半田のフィレットが形成されるため、基板に圧電デバイスをより強固に接合させることができる。
【００２７】
次に、ベース集合体の成形方法について図４乃至図９を参照しながら説明する。ベース集合体１００を構成する３つの層（２０１、２０２、２０３）は、各々が１枚のセラミックグリーンシートとなっている。
【００２８】
まず、図５乃至図６に示すように中間層となる第２の層２０２の所定位置に平面視で角部に一定曲率を有する略長方形の第１孔２５０を複数個穿孔する（第１穿孔工程）。このとき第１孔２５０は、隣接する２つのベースの堤部の一部が残るように穿孔される。前述の所定位置は、図５乃至図６に示すように長辺側が隣接した２つのベースの境界線（仮想線である切断予定ラインと略一致）と交差（本実施形態では略直交）し、前記隣接した２つのベースの堤部領域に跨る位置のことである。具体的に、平面視略長方形の第１孔２５０は、図６のように当該孔の長辺が前記切断予定ラインＬと略直交方向に交差するように貫通穿孔されている。なお、前記交差は直交状態に限定されるものではなく、切断予定ラインに対して９０度以外の角度で交差していてもよい。
【００２９】
一方、第１の層２０１と第３の層２０３の各々に対しても、所定位置に前述と同じ形状の第１孔２５０をパンチングによって穿孔する。ここで前記所定位置とは、３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）の外周縁が一致するように重ねたとき、前記第２の層２０２に複数貫通穿孔された前記第１孔２５０と平面視で略一致する位置のことである。
【００３０】
次に、図７に示すように、第２の層２０２の所定位置に複数個形成された全ての第１孔２５０の内壁面に側面導体Ｍを被着する（導体被着工程）。本実施形態では前記金属導体としてタングステンが用いられている。
【００３１】
そして、図８に示すように、第２の層２０２に形成された第１孔２５０の上から、第１孔２５０の略中心を基準として、前記第１孔の長辺と交差（略直交）するように平面視略長方形の第２孔２５４（図６の点線で示す）をパンチングによって貫通穿孔する（第２穿孔工程）。具体的に第２孔２５４は切断予定ラインを通り、隣接する各ベースの堤部に跨っているとともに、第１孔２５０よりも幅広で、かつ、前記堤部幅方向に縮幅した形状となっており、第１孔と部分的に重なるように貫通穿孔されている。
【００３２】
本実施形態では第１孔２５０と第２孔２５４はともに平面視で略長方形であるが、第２孔２５４の方が第１孔２５０よりも横に細長い形状となっている。このように形状の異なる２つの孔を重ねて穿孔することによって、第１孔２５０の内壁面の金属導体が部分的に除去され、平面視２段形状の貫通孔が形成される（図９）。なお、前記第１孔と第２孔は、同一形状の長方形であってもよい。これは同一形状であっても、互いに交差するように重ねて穿孔することで第１孔の長辺両端周辺以外の領域を除去することができるからである。また、本実施形態では第１孔２５０と第２孔２５４はともに平面視で略長方形であるが、第１孔２５０と第２孔２５４ともに平面視略楕円状であってもよい。この場合、前述の長辺部分を長軸に置換して穿孔すればよい。
【００３３】
上記のように、第２孔２５４を穿孔することによって切断ラインを横断し，隣接する２つの堤部に跨って形成されていた側面導体Ｍは部分的に除去される。つまり、切断ラインから各ベース内側方向に離間した部分（第１孔の長辺両端周辺領域）にだけ金属導体が残存するため、前記切断ラインと干渉しなくなる。なお、本発明において側面導体Ｍは、切断ラインを通るダイシングブレードの刃幅以上、ベース内側方向に離間した位置に形成されている。
【００３４】
一方、第１の層２０１と第３の層２０３の各々に対しても、前述のように穿孔された第１孔２５０の上から、第２の層２０２で穿孔された孔と同形状の第２孔２５４をパンチングによって穿孔する。ここで第２孔２５４の穿孔位置は、３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）の外周縁が一致するように重ねたとき、第２の層２０２に複数貫通穿孔された前記第２孔２５４と平面視で略一致する位置となっている。
【００３５】
焼成前の状態（生シート状態）において、前記３枚のセラミックグリーンシート各々にはスクリーン印刷によって所定パターンのメタライズ処理が行われている。本実施形態において前記メタライズには、タングステン（Ｗ）が使用されている。なお、タングステン以外にモリブデン（Ｍｏ）を使用してもよい。
【００３６】
次に、前述の３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）を下から２０１、２０２、２０３の順で各シートの外周縁が略一致するように位置決め積層する。ここで、金属導体は中間層である第２の層２０２にのみ被着された形態となっている。そして、隣接するベース間（堤部間）に多数個のベース２，２，２・・・に分離するための切断ラインＬ，Ｌ，Ｌ・・・を第１の層２０１の下面側と、第３の層２０３の上面側にそれぞれ縦横に形成する（図４参照）。具体的に前記切断ラインＬは一繋がりとなったベースの堤部上面２０４において、隣接する堤部間の略中心線上に浅溝の状態で形成される。なお、本実施形態では切断ラインが浅溝状態で形成された状態となっているが、必ずしも浅溝状態である必要は無く、切断予定ラインが設定されていてもよい。つまり、切断ラインが可視状態でない場合であっても本発明は適用可能である。
【００３７】
以上の工程は全て焼成前の状態で行われ、前記３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）が積層された状態で焼成することによってベース集合体１００を一体成形する。
【００３８】
次に、図４に示すベース集合体１００の周縁部分に周状に形成された金属配線Ｎ（各ベースと電気的に繋がった状態となっている）を介して電解メッキを行う。前記電解メッキによって、ベース集合体表面に露出している金属導体部分、例えば各ベース２，２，２・・・の堤部上面２０４（第３の層２０３の上面）のタングステンメタライズ層等の上層に、ニッケル（Ｎｉ）膜を成膜する。さらに、ニッケル膜の上層に、電解メッキ法によって金（Ａｕ）膜を一括成膜する。以上の工程を経て、多数個のベース２，２，２・・・が連なったベース集合体１００の完成となる。
【００３９】
本実施形態では、第２孔を３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）の各々に穿孔してから、当該３つのシートを積層して焼成する方法となっているが、３枚の各シートに第１孔を穿孔した後、当該３枚のシートを積層し、一括で第２孔を貫通穿孔する方法であってもよい。
【００４０】
以上がベース集合体１００の成形方法であるが、以下、ベース集合体１００を用いた水晶発振器の製造方法について説明する。
【００４１】
まず、以上のように形成されたベース集合体１００の各ベース２，２，２・・・の内底面２１１にＩＣ（図４では図示せず）を各々、金バンプを用いたＦＣＢ法（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、ＩＣの接続端子とベース内底面に形成された複数の金属パターンとを接合する。
【００４２】
次に、各ベース２，２，２・・・の内部の段部２４に形成された一対の搭載パッド２１，２１上に導電性接着材を介して水晶振動板を片持ち支持接合する。前記接合によって、ＩＣの上方に水晶振動板が位置する配置となる。なお、前記水晶振動板は、所定の周波数となるように厚みが調整された平面視矩形状のＡＴカット水晶片である。前記水晶振動板の表裏面の中心部には一対の励振電極が対向配置されている。さらに、前記励振電極から一対の引出電極が水晶振動板の一端側（短辺側）方向に引き出されており、前記一端側に形成されたパッド電極と各々繋がっている。
【００４３】
次に、各ベース２，２，２・・・の堤部上面２０４の金属膜上に、平板状の多数個の蓋体を一対一で載置していく。なお、前記蓋体のベースとの接合面側には金属からなる封止材が形成されている。ここで、前記蓋体の外形寸法はベースの外形寸法よりも僅かに小さくなっている。
【００４４】
前述のように、多数個の蓋体をベース集合体の各ベースの堤部上面２０４に載置した後、雰囲気加熱によって前記封止材およびベースの堤部上面の金属膜を溶融させて一体化し、蓋体とベースとを気密接合する。以上により、多数個の水晶発振器が連なった状態で形成される。
【００４５】
蓋体とベースとの気密封止を行った後、縦横に形成された切断ラインＬ，Ｌ，Ｌ・・・に沿ってダイシングブレードでベース集合体１００を切断する。本切断により、多数個の水晶発振器を一括同時に得ることができる。このとき、切断ラインＬに沿って切断された堤部の切断面が、そのまま各ベースの外壁面（堤部外壁２２）となる。なお、第２の層２０２と第３の層２０３とが積層された直立体の部分が堤部２００となる。本実施形態では前記蓋体は個片の状態で取り扱われているが、本形態に限定されるものではなく、多数個の蓋体が一体形成された蓋体集合体を用いてもよい。
【００４６】
前記切断によって第１孔２５０も分断される。具体的に、第１孔２５０はダイシングブレードが、第１孔２５０の長手方向に平行で、図４で横方向に伸びる切断ラインＬに沿って通過することにより、２分割される。これより、１つの第１孔２５０から２つの側面キャスタレーションが形成される。
【００４７】
上記構成によれば、前記切断ライン上にある貫通孔、つまり第２切り欠き部２５２を構成する第２孔２５４の内壁面には金属導体が形成されていないため、切断手段によって、前記ベース集合体から多数個の圧電振動デバイスに分割切断する際に、ダイシングブレードが金属物質と接触することがない。これにより、ブレードの目詰まりを防止することができる。
【００４８】
また、上記構成によると上記効果に加え、孔の内壁面の導体を安定して形成することができる。具体的に、金属導体が堤部の幅方向に幅広となる第１切り欠き部２５１の内壁面だけに限定して形成されているので、穿孔による堤部の幅方向の薄肉化を抑制し、圧電振動デバイス全体の強度を維持することができる。
【００４９】
また、本発明の製造方法によると、ベースを集合基板状態のままで取扱いながら、各ベース内部に、圧電振動片および電子部品素子を搭載した後、蓋体を用いて一対一で気密封止してから、前記切断ラインに沿って切断するため、一括同時に多数個の圧電デバイスを得ることができる。また、前記切り欠きの内壁面には、切断ラインと干渉しない領域に側面導体が形成されているため、ダイシングブレードの目詰まりを防止し，安定した切断を行うことができる。したがって、高効率かつ信頼性の高い圧電デバイスの製造を行うことができる。
【００５０】
−第２の実施形態−
以下、本発明による第２の実施形態を図１１に基づいて説明する。なお、本実施形態においても圧電デバイスとして表面実装型の水晶発振器を用いた例を示している。図１１は本発明の第２の実施形態を示すベース集合体を構成する３つの層の内、第２の層２０２に穿孔された孔の平面図を表している。以下、第１の実施形態との相違点を主として説明し、第１の実施形態と同様の構成は説明を割愛するとともに、第１の実施形態と同一の効果を有する。
【００５１】
本実施形態では、図１１に示すように隣接するベースの長辺側の堤部に形成された孔（切断後に２つの側面キャスタレーションとなる）は平面視で３段形状となっている。具体的に堤部外壁側より、第３切り欠き部２５３が、その奥側に第２切り欠き部２５２が、さらに奥側に第１切り欠き部２５１が漸次小さくなるように切り欠かれている。
【００５２】
このような３段形状の側面キャスタレーション２５は、ベース集合体の焼成前に、第１，第２，第３の層の各々に対して、第１孔（ダイシングによる切断後に第１切り欠き部２５１となる孔）を所定位置に穿孔する。前記所定位置は第１の実施形態と同様に、隣接するベースの長辺側の堤部の略中央かつ、両堤部に跨り、切断予定ラインあるいは切断予定ラインと交差する位置である。
【００５３】
次に、第２の層２０２に穿孔された前記第１孔の内壁面に側面導体Ｍを被着させる。そして第１孔よりも平面視で横長かつ、堤部幅方向に縮幅した略長方形状の第２孔（ダイシングによる切断後に第２切り欠き部２５２となる孔）を第１孔に重ねて穿孔する。具体的に、第２孔はその長辺が切断予定ラインを通り、第１孔の長辺と略直交するように穿孔される。
【００５４】
同様に、第１および第３の層の各々に対しても、第２孔（前記第２孔と同一）を前述のように、第２孔の長辺が切断ラインを通り、第１孔の長辺と略直交するように穿孔する。
【００５５】
そして、第２の層２０２に穿孔された前記第２孔の内壁面（第１孔の内壁面を除く）にも側面導体Ｍを被着させ、側面導体Ｍが被着された，第２の層２０２の第２孔の上から、第２孔よりも平面視で横長かつ、堤部幅方向に縮幅した略長方形状の第３孔（ダイシングによる切断後に第３切り欠き部２５３となる孔）を第２孔に重ねて穿孔する。
【００５６】
同様に、第１および第３の層の各々に対しても、第３孔（前記第２孔と同一）を第２の層２０２で穿孔した要領で穿孔する。
【００５７】
そして、前記３つの層を各層の外周縁が略一致するように積層した後、一括焼成によってベース集合体を成形する。
【００５８】
前述のように、側面導体Ｍは鉛直方向（深さ方向）については側面キャスタレーションの内壁面の内、第２の層２０２の部分のみに形成されている。一方、水平方向については、第２の切り欠き部２５２と第１の切り欠き部２５１の部分に金属導体が被着された状態となっている。
【００５９】
側面導体Ｍはベース集合体の切断時に、切断ラインＬ上にダイシングブレードを当接させたとき、ダイシングブレードに触れないような位置、つまり、ダイシングブレード幅（刃幅）よりもベース内側方向に離間した位置に形成されている。これにより、ダイシングブレードの金属物質との干渉を防止することができ、ダイシングブレードの目詰まりを防止することができる。なお、前記側面導体Ｍの形成位置は一例であり、切断ラインＬからベース内側方向に離間し、ダイシングブレードと干渉しない領域であれば側面キャスタレーションの内壁面の任意の位置に形成してもよい。
【００６０】
このような構造により、ベース集合体１００をダイシングブレードを用いて多数個の圧電デバイスに分割切断する際に、ダイシングブレードの金属導体（辺部側面導体）との接触を防止でき、ダイシングブレードの目詰まりを防止することができる。
【００６１】
なお、その他の変形例として図１２に示すように、第３の層２０３だけは切り欠かれていない構造の側面キャスタレーションであってもよい。このような構造の側面キャスタレーションであれば、蓋体と接合される堤部上面は切除される領域が無いため、安定した封止接合を行うことができる。
【００６２】
本発明の実施形態では、圧電デバイスとして水晶発振器を例に挙げているが、発振器以外にも水晶振動子の製造においても本発明は適用可能である。さらに本発明の実施形態では、水晶発振器の内部構造として、ベース内底部上にＩＣが、その上方に水晶振動板が各々搭載された構造となっているが、前記ＩＣと前記水晶振動板の位置関係が、上下逆構造の発振器の製造においても本発明は適用可能である。
【００６３】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
圧電振動デバイスの量産に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すベースの斜視図。
【図２】図１におけるＡ部拡大図。
【図３】図２の第２の層における平面図。
【図４】本発明の第１の実施形態を示すベース集合体の上面図。
【図５】切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図。
【図６】切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図。
【図７】切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図。
【図８】切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図。
【図９】切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図。
【図１０】本発明における水晶発振器の長辺方向断面図。
【図１１】本発明の第２の実施形態を示すベース集合体の切り欠き部の平面図。
【図１２】本発明の変形例を示すベースの斜視図。
【符号の説明】
【００６６】
１ 水晶発振器
１００ ベース集合体
２ ベース
２００ 堤部
２０１ 第１の層
２０２ 第２の層
２０３ 第３の層
２０４ 堤部上面
２５ 側面キャスタレーション
２５０ 第１孔
２５１ 第１切り欠き部
２５２ 第２切り欠き部
２５３ 第３切り欠き部
２５４ 第２孔
３ 水晶振動板
８ 開口部
Ｌ 切断ライン
Ｍ 側面導体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口部と、当該開口部を囲繞する環状の堤部とを具備する平面視矩形状のベースが、多数個連なって形成されたベース集合体であって、
前記ベース集合体の隣接するベースの境界には、多数個のベースに分離するための切断ラインあるいは切断予定ラインが設定されてなり、
前記各ベースの堤部の角部と辺部の両方、あるいはいずれか一方には、当該堤部の幅方向に少なくとも１以上の段数を有する孔が形成されており、当該孔は前記切断ラインあるいは切断予定ラインを含む位置に形成されるとともに、
前記孔の内壁であって、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと干渉しない領域に側面導体が形成されていることを特徴とするベース集合体。
【請求項２】
前記孔は貫通孔または有底孔からなるとともに、堤部幅方向に幅広の領域と、堤部幅方向に幅狭の領域とを有し、前記幅広領域と前記幅狭領域との間に段部を有しており、
前記幅狭領域は前記切断ラインあるいは切断予定ラインを含む位置に形成され、前記幅広領域の内壁に側面導体が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のベース集合体。
【請求項３】
請求項１に記載のベース集合体の製造方法であって、
前記ベース集合体が複数のシートの積層体であり、ベース集合体の焼成前の状態において、
前記ベース集合体の、隣接する各ベースの堤部に跨って略矩形あるいは略楕円の形状を有する第１孔を、当該孔の長辺あるいは長軸が前記切断ラインあるいは切断予定ラインと交差するように貫通穿孔する第１穿孔工程と、
前記第１孔の内壁面に金属導体を被着する導体被着工程と、
前記隣接する各ベースの堤部に跨って、第１孔よりも幅広かつ、前記堤部幅方向に縮幅した形状の第２孔を、第１孔と部分的に重なるように貫通穿孔する第２穿孔工程と、
を含むベース集合体の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至２に記載のベース集合体を用いて、当該ベース集合体の各ベースの内部に圧電振動片または、圧電振動片と電子部品素子を搭載し、
各ベースの前記開口部を平板状の蓋体を用いて一対一で気密封止した後に、
前記切断ラインあるいは切断予定ラインに沿って前記ベース集合体を切断し、
前記孔の前記切断によって形成される切り欠き部を備えた圧電デバイスを多数個一括形成する圧電デバイスの製造方法。
【請求項１】
上部に開口部と、当該開口部を囲繞する環状の堤部とを具備する平面視矩形状のベースが、多数個連なって形成されたベース集合体であって、
前記ベース集合体の隣接するベースの境界には、多数個のベースに分離するための切断ラインあるいは切断予定ラインが設定されてなり、
前記各ベースの堤部の角部と辺部の両方、あるいはいずれか一方には、当該堤部の幅方向に少なくとも１以上の段数を有する孔が形成されており、当該孔は前記切断ラインあるいは切断予定ラインを含む位置に形成されるとともに、
前記孔の内壁であって、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと干渉しない領域に側面導体が形成されていることを特徴とするベース集合体。
【請求項２】
前記孔は貫通孔または有底孔からなるとともに、堤部幅方向に幅広の領域と、堤部幅方向に幅狭の領域とを有し、前記幅広領域と前記幅狭領域との間に段部を有しており、
前記幅狭領域は前記切断ラインあるいは切断予定ラインを含む位置に形成され、前記幅広領域の内壁に側面導体が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のベース集合体。
【請求項３】
請求項１に記載のベース集合体の製造方法であって、
前記ベース集合体が複数のシートの積層体であり、ベース集合体の焼成前の状態において、
前記ベース集合体の、隣接する各ベースの堤部に跨って略矩形あるいは略楕円の形状を有する第１孔を、当該孔の長辺あるいは長軸が前記切断ラインあるいは切断予定ラインと交差するように貫通穿孔する第１穿孔工程と、
前記第１孔の内壁面に金属導体を被着する導体被着工程と、
前記隣接する各ベースの堤部に跨って、第１孔よりも幅広かつ、前記堤部幅方向に縮幅した形状の第２孔を、第１孔と部分的に重なるように貫通穿孔する第２穿孔工程と、
を含むベース集合体の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至２に記載のベース集合体を用いて、当該ベース集合体の各ベースの内部に圧電振動片または、圧電振動片と電子部品素子を搭載し、
各ベースの前記開口部を平板状の蓋体を用いて一対一で気密封止した後に、
前記切断ラインあるいは切断予定ラインに沿って前記ベース集合体を切断し、
前記孔の前記切断によって形成される切り欠き部を備えた圧電デバイスを多数個一括形成する圧電デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１１１７２（Ｐ２０１０−１１１７２Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６９０２１（Ｐ２００８−１６９０２１）
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
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