圧電デバイスおよびその製造方法
【課題】スペーサの構成を簡単なものとするとともに、パッケージを実装基板に実装した後においても、パッケージの支持高さ（すなわち、スペーサの高さ）を調節することができることにより小型化を図ることのできる圧電デバイスおよび圧電デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】圧電デバイス１は、圧電体素子２を収容したパッケージ３と、スペーサ５１〜５３を介してパッケージ３を支持する実装基板４と、スペーサ５１〜５３により形成されたパッケージ３および実装基板４間の隙間に位置するように実装基板４に設けられ、圧電体素子２を駆動するための電子部品６とを有している。スペーサ５１は、アーチ状に湾曲させた金属ワイヤで構成されている。
【解決手段】圧電デバイス１は、圧電体素子２を収容したパッケージ３と、スペーサ５１〜５３を介してパッケージ３を支持する実装基板４と、スペーサ５１〜５３により形成されたパッケージ３および実装基板４間の隙間に位置するように実装基板４に設けられ、圧電体素子２を駆動するための電子部品６とを有している。スペーサ５１は、アーチ状に湾曲させた金属ワイヤで構成されている。
【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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスとしては、支持基板上に水晶発振器回路を構成する電子部品を設けるとともに、この電子部品の上方に水晶発振器を位置させるように、水晶発振器をスペーサを介して前記支持基板に固定した構成のものが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１の圧電デバイス（圧電発振器）は、内部に圧電振動片を収容するパッケージと、パッケージを接続部材（スペーサ）を介して固定する回路基板と、接続部材により形成された回路基板とパッケージの間の空間に位置するように回路基板に搭載された集積回路（ＩＣ）とを有している。
【０００３】
このような圧電デバイスでは、接続部材として、融点の高い球形部材である核の周囲に、融点の低い導電性部材（ハンダ）をコーティングしたハンダボールを用いており、これにより、核の周囲にコーティングされたハンダにて電気的接続を行いつつ、核によりパッケージの支持高さを定めている。
このように、特許文献１の圧電デバイスによれば、接続部材によりパッケージの支持高さを定めることができる。しかしながら、このような圧電デバイスには、次のような問題がある。
【０００４】
第１に、特許文献１の圧電デバイスでは、球形の接続部材は、コーティングされたハンダが溶融するまでは、回路基板およびパッケージに対して変位し易く、そのため、接続部材（およびパッケージ）が所定位置からずれ易いという問題がある。
第２に、特許文献１の圧電デバイスでは、圧電デバイスのサイズ等によって、核の大きさが異なる接続部材を使い分ける必要があり、大きさの異なる接続部材を予め複数種類用意しておかなければならない。そのため、特許文献１の圧電デバイスでは、圧電デバイスの製造コストが増加するという問題がある。
第３に、特許文献１の圧電デバイスでは、パッケージを接続部材に固定した後には、パッケージの支持高さを調節することが出来ない。そのため、特許文献１の圧電デバイスでは、圧電デバイスの小型化（薄型化）を図ることができない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０４１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、スペーサの構成を簡単なものとするとともに、パッケージを実装基板に実装した後においても、パッケージの支持高さ（すなわち、スペーサの高さ）を調節することができることにより小型化を図ることのできる圧電デバイスおよび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】
【０００７】
本発明は、上述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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の圧電デバイスは、圧電振動片を収容し、外底面を有するパッケージと、
部品実装面を有する実装基板と、
前記パッケージの前記外底面および前記実装基板の前記部品実装面間に配置され、前記外底面および前記部品実装面間に隙間を形成するスペーサと、
前記外底面および前記部品実装面間の前記隙間に配置され、前記圧電振動片を駆動する電子部品とを有し、
前記スペーサは、前記部品実装面または前記外底面に両端部が接合された金属ワイヤを有し、
前記金属ワイヤは、前記両端部の間にループ形状を有することを特徴とする。
これにより、スペーサの構成を簡単なものとすることができる。また、パッケージを実装基板に実装した後においても、パッケージの支持高さ（すなわち、スペーサの高さ）を調節することができるため、圧電デバイスの小型化（薄型化）を図ることができる。
【０００８】
［適用例２］
本発明の圧電デバイスでは、前記金属ワイヤの前記両端部は、それぞれ、前記実装基板の前記部品実装面に接合され、
前記パッケージの前記外底面に形成された外部端子が、導電性の接合材により、前記金属ワイヤの頂部に固着されていることが好ましい。
これにより、圧電デバイスの製造（金属ワイヤの形成）工程を簡素化することができる。また、パッケージを金属ワイヤを介して実装基板に固定することができる。
【０００９】
［適用例３］
本発明の圧電デバイスでは、前記金属ワイヤの前記両端部は、それぞれ、前記パッケージの前記外底面に接合され、
前記実装基板上に形成された接続端子が、前記金属ワイヤの頂部に導電性の接合材により固着されていることが好ましい。
これにより、圧電デバイスの製造（金属ワイヤの形成）工程を簡素化することができる。また、パッケージを金属ワイヤを介して実装基板に固定することができる。
【００１０】
［適用例４］
本発明の圧電デバイスでは、前記金属ワイヤは、ワイヤボンディングにより形成されていることが好ましい。
これにより、所定位置に、所定形状（大きさを含む）をなす金属ワイヤを高精度にかつ簡単に形成することができる。
【００１１】
［適用例５］
本発明の圧電デバイスでは、前記スペーサを複数有し、
複数の前記スペーサは、それぞれ、前記金属ワイヤを複数有していることが好ましい。
これにより、スペーサの機械的強度を高めることができる。また、スペーサとパッケージとの接触面積を大きくすることができ、スペーサとパッケージとの接合強度を高めることができる。
【００１２】
［適用例６］
本発明の圧電デバイスでは、複数の前記金属ワイヤは、少なくとも、前記実装基板の平面視にて、並設された一対の前記金属ワイヤを含んでいることが好ましい。
これにより、複数の金属ワイヤを、それぞれ、同じ方向にワイヤボンディングすればよいため、金属ワイヤの形成が容易となる。
【００１３】
［適用例７］
本発明の圧電デバイスでは、複数の前記金属ワイヤは、少なくとも、前記実装基板の平面視にて、互いに交わるように設けられた一対の前記金属ワイヤを含んでいることが好ましい。
これにより、比較的少ない本数の金属ワイヤで、所望の機械的強度を有するスペーサを形成することができる。
【００１４】
［適用例８］
本発明の圧電デバイスの製造方法は、圧電振動片を収容し外底面を有するパッケージと、部品実装面を有する実装基板と、前記パッケージの前記外底面および前記実装基板の前記部品実装面間に配置され前記外底面および前記部品実装面間に隙間を形成するスペーサと、前記外底面および前記部品実装面間の前記隙間に配置され前記圧電振動片を駆動する電子部品とを有する圧電デバイスの製造方法であって、
ループ形状を有する金属ワイヤの両端部を、前記部品実装面および前記外底面の少なくとも何れか一方に接合することにより前記スペーサを形成するスペーサ形成工程と、
前記パッケージの前記外底面と、前記実装基板の前記部品実装面とを前記スペーサを介して接続する接続工程とを有していることを特徴とする。
これにより、スペーサの構成が簡単で、小型化を図ることのできる圧電デバイスを容易に製造することができる。
【００１５】
［適用例９］
本発明の圧電デバイスの製造方法では、前記スペーサ形成工程において、前記金属ワイヤの前記接合は、ワイヤボンディングによりなされることが好ましい。
これにより、スペーサを所望位置に高精度かつ簡単に形成することができる。
【００１６】
［適用例１０］
本発明の圧電デバイスの製造方法では、前記実装基板の前記部品実装面には端子が形成されており、
前記スペーサ形成工程では、前記金属ワイヤの少なくとも一端部を前記端子に接合して前記スペーサを形成し、前記端子と前記電子部品とをワイヤボンディングにより接続することが好ましい。
これにより、電子部品と端子とをワイヤボンディングにより電気的に接続する際に、あわせて、スペーサを形成することができる。そのため、圧電デバイスの製造工程の簡易化を図ることができる。
【００１７】
［適用例１１］
本発明の圧電デバイスの製造方法では、前記接続工程の後に、前記隙間にモールド材を充填するモールド工程を有し、
前記モールド工程は、前記圧電デバイスに前記パッケージと前記実装基板とを接近させる方向の力を加え、前記金属ワイヤを弾性変形させることにより、前記パッケージと前記実装基板との離間距離を外力が作用していない状態と比較して小さくした状態で行われることが好ましい。
これにより、圧電デバイスの小型化（薄型化）を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の圧電デバイスの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す圧電デバイスが備えるパッケージの上面図および下面図である。
【図３】図１に示す圧電デバイスが備える実装基板の上面図である。
【図４】図１に示す圧電デバイスが備えるスペーサの斜視図である。
【図５】図１に示す圧電デバイスをモールドした状態を示す断面図である。
【図６】図５に示す圧電デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図７】図５に示す圧電デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図８】図５に示す圧電デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る圧電デバイスが備えるスペーサを示す平面図である。
【図１０】図９に示すスペーサの斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る圧電デバイスが備えるスペーサを示す平面図である。
【図１２】図１１に示すスペーサの斜視図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る圧電デバイスが備えるパッケージの下面図である。
【図１４】図１３に示す圧電デバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の圧電デバイスを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の圧電デバイスの第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の圧電デバイスの第１実施形態を示す断面図、図２は、図１に示す圧電デバイスが備えるパッケージの上面図および下面図、図３は、図１に示す圧電デバイスが備える実装基板の上面図、図４は、図１に示す圧電デバイスが備えるスペーサの斜視図、図５は、図１に示す圧電デバイスをモールドした状態を示す断面図、図６ないし図８は、それぞれ圧電デバイスの製造方法を説明する断面図である。なお、図３および図４については、後述する配線パターン４２の図示を省略している。また、図１、図４〜図８中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
図１に示す圧電デバイス１は、圧電振動片２を収容するパッケージ（収容部）３と、４つのスペーサ５１、５２、５３、５４を介してパッケージ３を実装（固定・支持）する実装基板４と、パッケージ３と実装基板４の間に位置するように実装基板４に設けられた電子部品６とを有している。以下、これらについて、順次、詳細に説明する。
【００２０】
まず、圧電振動片２について説明する。
本実施形態では、圧電振動片２は、弾性表面波素子（ＳＡＷチップ）である。図２に示すように、弾性表面波素子２は、長手形状をなす圧電体基板２１と、圧電体基板２１上に設けられたＩＤＴ（櫛歯電極）２２と、ＩＤＴ２２の両側に配置された一対の反射器２３ａ、２３ｂとを有している。
【００２１】
圧電体基板２１は、水晶で構成されている。圧電体基板２１を水晶で構成することにより優れた温度特性を発揮することができる。なお、圧電体基板２１は、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム等の水晶以外の圧電材料で構成されていてもよい。
ＩＤＴ２２は、圧電体基板２１の中央部に設けられている。このＩＤＴ２２は、一対の電極２２ａ、２２ｂで構成されている。一対の電極２２ａ、２２ｂは、電極２２ａの電極指２２１ａと、電極２２ｂの電極指２２１ｂとが噛み合うように配置されている。一対の電極２２ａ、２２ｂ間に電圧を印加すると、圧電体基板２１の圧電効果によって、電極指２２１ａ、２２１ｂ間に周期的なひずみが生じ、弾性表面波が励起される。励起した弾性表面波は、電極指２２１ａ、２２１ｂの連続方向（すなわち、圧電体基板２１の長手方向）に沿って伝搬する。
【００２２】
一対の反射器２３ａ、２３ｂは、前述した弾性表面波の伝搬方向において、ＩＤＴ２２を挟んでその両側に配置されている。このような反射器２３ａ、２３ｂは、圧電体基板２１に伝搬する弾性表面波を反射して、反射器２３ａと反射器２３ｂとの間に封じ込める機能を有する。
このようなＩＤＴ２２および反射器２３ａ、２３ｂは、全体的に、圧電体基板２１の長手方向の一端側（図２中右側の端側）にずれて形成されている。そして、圧電体基板２１の他端側（図２中左側の端側）には、一対の引出電極２４ａ、２４ｂが形成されている。引出電極２４ａ、２４ｂは、それぞれ、圧電体基板２１の上面（ＩＤＴ２２が形成されている面）から側面を介して下面に回り込むように形成されている。また、引出電極２４ａは、電極２２ａと電気的に接続されており、引出電極２４ｂは、電極２２ｂと電気的に接続されている。
【００２３】
このようなＩＤＴ２２、反射器２３ａ、２３ｂおよび引出電極２４ａ、２４ｂは、それぞれ、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電性の優れた金属材料により形成することができる。
このような弾性表面波素子２を備えることにより、圧電デバイス１は、ＳＡＷ共振子やＳＡＷ発振器等のＳＡＷデバイスを構成することができる。
【００２４】
次いで、弾性表面波素子２を収容・固定するパッケージ３について説明する。パッケージ３は、その平面視にて、略長方形状をなしている。図１に示すように、このようなパッケージ３は、板状のベース基板３１と、枠状の枠部材３２と、板状の蓋部材３３とを有している。ベース基板３１と、枠部材３２と、蓋部材３３とは、実装基板４側からこの順で積層している。ベース基板３１と枠部材３２および枠部材３２と蓋部材３３は、それぞれ、例えば、接着剤やロウ材を介して接合されている。そして、パッケージ３は、ベース基板３１、枠部材３２および蓋部材３３で画成された内部空間Ｓに弾性表面波素子２を収容している。
このようなベース基板３１の構成材料としては、絶縁性（非導電性）を有しているものが好ましく、例えば、各種ガラス、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックス、ポリイミド等の各種樹脂材料などを用いることができる。
【００２５】
また、枠部材３２および蓋部材３３の構成材料としては、例えば、ベース基板３１と同様の構成材料、Ａｌ、Ｃｕ等の各種金属材料、各種ガラス材料などを用いることができる。特に、蓋部材３３の構成材料として、ガラス材料等の光透過性を有するものを用いた場合には次のような効果を発揮することができる。すなわち、まず、圧電体基板２１に、予め金属被覆部（図示せず）を形成しておく。これにより、弾性表面波素子２をパッケージ３内に収容した後であっても、蓋部材３３を介して前記金属被覆部にレーザを照射し、前記金属被覆部を除去して圧電体基板２１の質量を減少させることにより（質量削減方式により）、弾性表面波素子２の周波数調整を行うことができる。
【００２６】
図１および図２に示すように、ベース基板３１の上面には、一対の内部端子３４ａ、３４ｂが内部空間Ｓに露出するように形成されている。この内部端子３４ａ、３４ｂの上には、それぞれ、エポキシ系、ポリイミド系等の導電性接着剤３９ａ、３９ｂが塗布されて（盛られて）おり、さらに、この導電性接着剤３９ａ、３９ｂ上に、前述した弾性表面波素子２がＩＤＴ２２等が形成された面を上側（蓋部材３３側）にして載置されている。そして、導電性接着剤３９ａ、３９ｂを硬化することにより、弾性表面波素子２を内部端子３４ａ、３４ｂ（ベース基板３１）に固定する。
【００２７】
なお、この固定は、導電性接着剤３９ａが引出電極２４ａに接触するとともに、導電性接着剤３９ｂが引出電極２４ｂに接触するようにして行われる。これにより、導電性接着剤３９ａ、３９ｂを介して、弾性表面波素子２がベース基板３１に固定されるとともに、導電性接着剤３９ａを介して引出電極２４ａおよび内部端子３４ａが電気的に接続され、導電性接着剤３９ｂを介して引出電極２４ｂおよび内部端子３４ｂが電気的に接続される。
【００２８】
また、図１および図２に示すように、ベース基板３１の下面すなわちパッケージ３の外底面には、その四隅付近に位置するように４つの外部端子３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが設けられている。これら外部端子３５ａ〜３５ｄは、それぞれ、実装基板４の上面（部品実装面）に設けられた後述する４つの接続端子４１ａ〜４１ｄに対向するように位置する。
【００２９】
４つの外部端子３５ａ〜３５ｄのうち、外部端子３５ａ、３５ｂは、それぞれ、ベース基板３１に形成されたビアホールを介して内部端子３４ａ、３４ｂに電気的に接続されたホット端子である。他の２つの外部端子３５ｃ、３５ｄは、それぞれ、パッケージ３を実装基板４に実装するときの接合強度（スペーサ５１〜５４とパッケージ３の接合強度）を高めるためのダミー端子である。
このような内部端子３４ａ、３４ｂおよび外部端子３５ａ〜３５ｄは、それぞれ、例えば、タングステンおよびニッケルメッキの下地層に、金メッキを施すことで形成することができる。
【００３０】
次いで、上記のようなパッケージ３を実装（固定する）する実装基板４について説明する。図３に示すように、実装基板４は、その平面視にて、略長方形状をなしており、前述したパッケージ３のベース基板３１よりも若干大きく形成されている。
このような実装基板４は、リジッド基板、フレキシブル基板あるいはリジッドフレキシブル基板のいずれでもよい。また、実装基板４の構成材料としては、絶縁性（非導電性）を有しているものが好ましく、例えば、各種ガラス、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックス、ポリイミド等の各種樹脂材料などを用いることができる。
【００３１】
図２および図３に示すように、実装基板４の上面である部品実装面（パッケージ３側の面）には、４つの接続端子４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと、配線パターン４２とが形成されている。４つの接続端子４１ａ〜４１ｄは、それぞれ、パッケージ３の外部端子３５ａ〜３５ｄと対向するように、実装基板４の角部付近に形成されている。また、これら接続端子４１ａ〜４１ｄのうち、外部端子（ホット端子）３５ａ、３５ｂに対応する接続端子４１ａ、４１ｂは、それぞれ、配線パターン４２と電気的に接続されている。
【００３２】
一方、図１に示すように、実装基板４の下面には、例えば、圧電デバイス１を実装する回路基板（図示しない）と電気的、機械的に接続される実装端子４３が複数形成されている。各実装端子４３は、実装基板４に形成されたビアホールを介して配線パターン４２と電気的に接続されている。
なお、実装基板４の下面には、必要に応じて、後述するＩＣ６の特性検査や、ＩＣ６内部の各種情報（例えば、圧電デバイス１の温度補償情報）を書き換え（調整）を行うための書込端子を形成してもよい。
【００３３】
実装基板４の上面の中央部には、電子部品６が搭載（載置）されている。電子部品６は、弾性表面波素子２を駆動するための回路素子としての例えば集積回路素子（以下、単に「ＩＣ」とも言う）である。図１に示すように、ＩＣ６は、絶縁性（非導電性）の接着剤や、接着シート等の接着部材４４により実装基板４に固定されており、さらに、金属ワイヤ（ボンディングワイヤ）４５により、配線パターン４２と電気的に接続されている。これにより、各端子（接続端子４１ａ、４１ｂおよび実装端子４３）とＩＣ６とが配線パターン４２を介して電気的に接続される。なお、ＩＣ６を実装基板４に搭載する方法として、ＩＣ６の能動面を実装基板４に向け、ＩＣ６の能動面のパッドと配線パターン４２との間をバンプを介して電気的および機械的に接続するフェイスダウンボンディング方式を採用することもできる。
【００３４】
実装基板４は、その上面側にて、スペーサ５１〜５４を介してパッケージ３を固定している。スペーサ５１〜５４は、ＩＣ６の周囲に配置されており、実装基板４とパッケージ３の間に、ＩＣ６等を搭載するための隙間を形成する機能を有している。これにより、パッケージ３とＩＣ６とを圧電デバイス１の高さ方向に重ねる（積層する）ことができるため、圧電デバイス１の小型化を図ることができる。なお、スペーサ５１〜５４の実装基板４の上面を基準とした高さｈ１は、ＩＣ６の搭載高さｈ２よりも高くなるように設定されている。ここでいうＩＣ６の搭載高さｈ２とは、実装基板４に搭載されたＩＣ６に接続される金属ワイヤ等を含む実質的な高さのことであり、本実施形態の場合は金属ワイヤ４５を含む高さのことである。なお、ＩＣ６の実装基板４への搭載方法としてフェイスダウンボンディング方式を採用する場合、ＩＣ６の搭載高さｈ２は、実装基板４の上面からＩＣ６の上面（非能動面）までの高さのことである。
【００３５】
スペーサ５１は、実装基板４の接続端子４１ａ上に形成されている。これと同様に、スペーサ５２、５３、５４は、それぞれ、実装基板４の接続端子４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ上に形成されている。
以下、スペーサ５１〜５４の構成について具体的に説明するが、これらスペーサ５１〜５４は、それぞれに同様の構成であるため、スペーサ５１について代表して説明し、スペーサ５２〜５４については、その説明を省略する。
【００３６】
図３および４に示すように、スペーサ５１は、複数（３本）の弾性を有する金属ワイヤ５１１、５１２、５１３で構成されている。このように、スペーサ５１を複数の金属ワイヤ５１１〜５１３で構成することにより、スペーサ５１の機械的強度を高めることができる。また、スペーサ５１とパッケージ３との接触面積を大きくすることができ、スペーサ５１とパッケージとの接合強度を高めることができる。
【００３７】
３本の金属ワイヤ５１１〜５１３は、それぞれ、その両端部が接続端子４１ａに接合されており、両端部の間にアーチ状に湾曲したループ形状を備えている（パッケージ３側に向けて凸となるように撓んでいる）。なお、金属ワイヤ５１１〜５１３は、実装基板４の上面を基準とした高さｈ１が、ＩＣ６の搭載高さｈ２より高くなるようなループ形状を有している。金属ワイヤ５１１〜５１３の接続端子４１ａへの接合は、それぞれ、ワイヤボンディングによりなされる。すなわち、ワイヤボンディングによりスペーサ５１が形成されている。これにより、所定位置に、所定形状（大きさを含む）をなす金属ワイヤ５１１〜５１３をそれぞれ高精度にかつ簡単に形成することができる。
【００３８】
また、本実施形態のように、各金属ワイヤ５１１〜５１３の両端を接続端子４１ａ（すなわち、実装基板４側）に接合した構成とすれば、後述するように、ＩＣ６と配線パターン４２とをワイヤボンディングする際に、あわせて、金属ワイヤ５１１〜５１３をワイヤボンディングにより形成することができる。そのため、圧電デバイス１の製造工程の簡素化を図ることができる。
【００３９】
また、金属ワイヤ５１１〜５１３は、それぞれ、その頂部付近にて、パッケージ３の外部端子３５ａと半田を介して接合している。これにより、パッケージ３を金属ワイヤ５１１〜５１３を介して実装基板４に固定することができる。また、ＩＣ６と圧電振動片２（すなわち、実装基板４側とパッケージ３側）との電気的な接続をとることができる。これにより、これにより、圧電デバイス１の部品点数の削減を図ることができ（接続端子４１ａと外部端子３５ａとを電気的に接続する別部材を設けなくてもよいため）、製造の簡易化、低コスト化および小型化を図ることができる。
【００４０】
図３および図４に示すように、金属ワイヤ５１１〜５１３は、それぞれ、同形状となるように撓んでいる。また、金属ワイヤ５１１〜５１３は、実装基板４の平面視にて、それぞれ、平行となるように間隔を隔てて並設されている。これにより、金属ワイヤ５１１〜５１３を、それぞれ、同じ方向にワイヤボンディングすればよいため、金属ワイヤ５１１〜５１３の形成が容易となる。
【００４１】
各金属ワイヤ５１１〜５１３の径（直径）としては、特に限定されないが、２０μｍ程度であるのが好ましい。これにより、スペーサ５１の小型化を図ることができるとともに、パッケージ３を支持するのに十分な強度のスペーサ５１を得る（形成する）ことができる。
金属ワイヤ５１１〜５１２のうち、互いに隣り合う金属ワイヤ同士（金属ワイヤ５１１と金属ワイヤ５１２、および金属ワイヤ５１２と金属ワイヤ５１３）の頂部付近での離間距離ｄは、特に限定されないが、１０μｍ〜３０μｍ程度であるのが好ましい。後述するように、これら金属ワイヤ５１１〜５１３（スペーサ５１）とパッケージ３との接合は、金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部に塗布された導電性接合材であるペースト状の半田を介して行われる。離間距離ｄを上記の数値範囲とすることにより、例えば、隣り合う金属ワイヤ間の隙間からペースト状の半田が垂れ落ちることを防止することができ、ペースト状の半田を金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部に保持することが容易となる。
【００４２】
各金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部付近の平均曲率半径としては、特に限定されないが、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度であることが好ましく、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ程度であることがより好ましい。これにより、金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部に、金属ワイヤ５１１〜５１３とパッケージ３とを十分な接合強度で接合させるのに十分な量の半田を保持することができる。
【００４３】
各金属ワイヤ５１１〜５１３の高さ（ループ高さ）Ｔとしては、ＩＣ（ＩＣチップ）６の、搭載位置等によっても異なるが、実装基板４に実装された状態にて、ＩＣ６の厚さをＤ［ｍｍ］とした場合、ＩＣ６とパッケージ３との離間距離Ｌ［ｍｍ］が、０．５×Ｄ〜２×Ｄとなるような高さとすることが好ましい。これにより、ＩＣ６とパッケージ３との間に十分な空隙を形成することができ、ＩＣ６とパッケージ３との緩衝（接触）を的確に防止することができる。
【００４４】
なお、前述したように、各金属ワイヤ５１１〜５１３は、弾性を有している。そのため、金属ワイヤ５１１〜５１３に外力（実装基板４の厚さ方向の力）を加えることにより、金属ワイヤ５１１〜５１３を弾性変形させて、その高さを変化させることができる。そのため、金属ワイヤ５１１〜５１３を接続端子４１ａ上に形成した後でも、更には、パッケージ３を実装基板４に実装した後でも、スペーサ５１の高さを適宜変更（調整）することができる。言い換えれば、圧電デバイス１は、パッケージ３を実装基板４に実装した後にも、高さを変更（調整）することのできるスペーサ５１を有している。これにより、パッケージ３と、ＩＣ６あるいは金属ワイヤ４５との緩衝が生じない範囲において、スペーサ５１の高さを低くすることができ、圧電デバイス１の小型化（薄型化）を図るこができる。
【００４５】
例えば、パッケージ３とスペーサ５１とを接合する際に、パッケージ３とＩＣ６（金属ワイヤ４５）との接触を効果的に防止するために、各金属ワイヤ５１１〜５１３の高さを所定高さよりも若干高くしておく。そして、パッケージ３とスペーサ５１との接合が完了した後、後述するように、パッケージ３および実装基板４間の隙間に後述するモールド材８を充填する際に、圧電デバイス１に、パッケージ３と実装基板４とを接近させる方向の外力を加え、金属ワイヤ５１１〜５１３を弾性変形させて、金属ワイヤ５１１〜５１３の高さを低くした（所定高さとした）状態とすることにより、モールド後の圧電デバイス１を小型化（薄型化）することができる。
【００４６】
このような観点からすれば、金属ワイヤ５１１〜５１３は、それぞれ、パッケージ３の重みによっては、ほとんど変形しない（すなわち、高さが変わらない）が、圧電デバイス１に、パッケージ３と実装基板４とを接近させる方向の外力（圧電デバイス１の破損を確実に防止できる小さい外力）が加わったときには、容易に変形する程度の弾性力を有していることが好ましい。なお、金属ワイヤ５１１〜５１３の弾性力としては、これに限定されない。
【００４７】
このような金属ワイヤ５１１〜５１３の構成材料としては、特に限定されないが、優れた導電性を有するものがよく、例えば、金、銀、銅等の各種金属、またはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金等を用いることができる。これらの中でも、半田との相性から、銅、銅を含む合金が好ましい。
以上、本実施形態の圧電デバイス１について説明したが、図５に示すように、このような圧電デバイス１に流動性のある樹脂で構成されたモールド材８を流し込み、パッケージ３の蓋部材３３の上面および実装基板４の下面がそれぞれ外部に露出するように、圧電デバイス１全体をモールド材８で覆ってもよい。なお、モールド材８としては、熱可塑性樹脂材や熱硬化性樹脂材等の樹脂材を用いることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、スペーサ５１が３本の金属ワイヤで構成されているものについて説明したが、スペーサ５１を構成する金属ワイヤの数は、これに限定されず、例えば、１本でもよく、２本でもよく、４本以上であってもよい。
次いで、圧電デバイス１の製造方法（本発明の圧電デバイスの製造方法）について説明する。なお、以下では、各スペーサ５１〜５４の製造方法およびパッケージ３との接合方法が、それぞれ同様であるため、スペーサ５１について代表して説明し、スペーサ５２〜５３については、その説明を省略する。
【００４９】
圧電デバイス１の製造方法は、［１］接続端子４１ａ〜４１ｄ、配線パターン４２および実装端子４３が形成された実装基板４上にＩＣ６を搭載する第１の工程と、［２］ワイヤボンディングによりＩＣ６と配線パターン４２とを電気的に接続するとともに、ワイヤボンディングにより金属ワイヤ５１１〜５１３をアーチ状となるように接続端子４１ａに接合してスペーサ５１を形成する第２の工程と、［３］金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部付近にペースト状の半田を塗布し、外部端子３５ａを金属ワイヤ５１１〜５１３に接触させるように、パッケージ３を金属ワイヤ５１１〜５１３上に載置し、これらを固着する第３の工程と、［４］パッケージ３と実装基板４の間の隙間にモールド材８を充填する第４の工程とを有している。以下、詳細に説明する。
【００５０】
［１］第１の工程
まず、図６（ａ）に示すように、上面に接続端子４１ａ〜４１ｄおよび配線パターン４２が形成され、下面にビアホールを介して配線パターン４２と導通する実装端子４３が形成された実装基板４を用意する。接続端子４１ａ〜４１ｄおよび配線パターン４２は、例えば、実装基板４の上面に導電性膜（金属膜）を形成し、エッチングにより前記導電性膜の不要な部分（接続端子４１ａ〜４１ｄおよび配線パターン４２に対応しない部分）を除去することにより形成することができる。実装端子４３についても同様にして形成することができる。
次いで、図６（ｂ）に示すように、実装基板４の上面に、接着剤である接着部材４４を介してＩＣ６を載置し、接着部材４４を固化することにより、ＩＣ６を実装基板４に固着（固定）する。
【００５１】
［２］第２の工程
まず、図６（ｃ）に示すように、ワイヤボンディング（金属ワイヤ４５）により、ＩＣ６と配線パターン４２とを電気的に接続する。また、これとともに、スペーサ形成工程として、図６（ｄ）に示すように、ワイヤボンディングにより、アーチ状に湾曲させた金属ワイヤ５１１〜５１３の両端をそれぞれ接続端子４１ａ上に接合する。これにより、実装基板４（接続端子４１ａ）にスペーサ５１が形成される。
【００５２】
このように、ワイヤボンディングによりスペーサ５１を形成することにより、スペーサ５１を所望位置に高精度かつ簡単に形成することができる。また、金属ワイヤ５１１〜５１３の両端を接続端子４１ａに接合してスペーサ５１を形成することにより、ＩＣ６と配線パターン４２とをワイヤボンディングする際に、あわせて、スペーサ５１を形成することができる。そのため、圧電デバイス１の製造工程の簡易化を図ることができる。
なお、スペーサ５１を形成する際に用いるワイヤボンディングとしては、特に限定されず、例えば、ボールボンディング、ウェッジボンディング等の各種ボンディングを用いることができる。例えば、ボールボンディングを用いた場合には、次のようにして金属ワイヤ５１１〜５１３を形成することができる。
【００５３】
図７（ａ）に示すように、キャピラリー１０１の先端に確保された金属ワイヤ１０２の先端に高電圧をかけて火花を飛ばし、金属ワイヤ１０２の先端を溶かすと、溶けた部分が表面張力により球状に固まる。これにより、金属ワイヤ１０２の先端にボール（ＦＡＢ）が形成される。この状態で、ワイヤクランプ１０３を開けてキャピラリー１０１を降下する。
図７（ｂ）に示すように、金属ワイヤ１０２の先端に形成されたボールが実装基板４に接触すると、ボールに熱、加重、超音波を与えることにより第１ボンド１０４を形成する。
【００５４】
次いで、図７（ｃ）に示すように、キャピラリー１０１を一定の高さまで上昇させた後、第２ボンディングの位置まで移動する。この際、第１ボンド位置から第２ボンド位置までのキャピラリー１０１の軌道を適宜設定することにより、金属ワイヤ１０２を所望の形状とすることができる。
図７（ｄ）に示すように、再びキャピラリー１０１を下降し、金属ワイヤ１０２を実装基板４に押し付け、金属ワイヤ１０２に熱、加重、超音波を与える。これにより、第２ボンド１０５を形成する。
【００５５】
最後に、図７（ｅ）に示すように、金属ワイヤ１０２を残したままキャピラリー１０１を上昇させ、キャピラリー１０１の先端に一定の長さを金属ワイヤ１０２を確保した後、ワイヤクランプ１０３を閉じ、第２ボンド１０５の位置で金属ワイヤ１０２を切断する（引きちぎる）。
以上のようにして、金属ワイヤ５１１〜５１３を形成することができる。
【００５６】
［３］第３の工程（接続工程）
次いで、図８（ａ）に示すように、金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部にペースト状の半田９を塗布する。
次いで、図８（ｂ）に示すように、圧電振動片２を収容したパッケージ３を実装基板４の上方から金属ワイヤ５１１〜５１３上に載置する。この時、パッケージ３の外部端子３５ａ〜３５ｄが、それぞれ、スペーサ５１〜５４と接触するようにパッケージ３を載置する。これにより、半田９を介してスペーサ５１〜５４と外部端子３５ａ〜３５ｄとを接合することができる。また、スペーサ５１を介して接続端子４１ａと外部端子３５ａとが電気的に接続されるとともに、スペーサ５２を介して接続端子４１ｂと外部端子３５ｂとが電気的に接続される。このようにして、パッケージ３を、スペーサ５１〜５４を介して実装基板４に実装することができる。
【００５７】
［４］第４の工程（モールド工程）
次いで、図８（ｃ）に示すように、圧電デバイス１に、パッケージ３と実装基板４とが接近する方向の外力を加える。これにより、金属ワイヤ５１１〜５１３が弾性変形し、パッケージ３と実装基板４とが接近する。この状態にて、パッケージ３と実装基板４との間の隙間（空間）にモールド材８を充填し固化することにより、パッケージ３と実装基板４とが接近した状態が維持される。これにより、圧電デバイス１の小型化（薄型化）を図ることができる。また、モールド材により覆われた金属ワイヤ５１１〜５１３は、外気に触れないため耐食性が向上する。
以上のようにして圧電デバイス１を製造することができる。
【００５８】
なお、圧電デバイス１の製造方法としては、これに限定されず、例えば、第４の工程にて、パッケージ３と実装基板４との間の隙間（空間）にモールド材８を充填した後であって、モールド材８が固化する前に、パッケージ３と実装基板４とが接近する方向の外力を圧電デバイス１に加えるようにしてもよい。また、圧電デバイス１に、パッケージ３と実装基板４とが接近する方向の外力を加えなくてもよい。また、第４の工程は、省略してもよい。
【００５９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の圧電デバイスの第２実施形態について説明する。
図９は、本発明の第２実施形態に係る圧電デバイスが備えるスペーサを示す平面図、図１０は、図９に示すスペーサの斜視図である。なお、図９および図１０については、配線パターン４２の図示を省略している。
以下、第２実施形態の圧電デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６０】
本発明の第２実施形態にかかる圧電デバイスは、各スペーサ（４つのスペーサ）の形状が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図９に示すように、４つのスペーサ５１Ａ〜５４Ａは、それぞれ、接続端子４１ａ〜４１ｄ上に形成されている。以下、スペーサ５１Ａ〜５４Ａについて説明するが、これらは、互いに同様の構成であるため、スペーサ５１Ａについて代表して説明し、他のスペーサ５２Ａ〜５４Ａについては、その説明を省略する。
【００６１】
図９および図１０に示すように、スペーサ５１Ａは、実装基板４の平面視にて、互いに交わる２本の金属ワイヤ５１１Ａ、５１２Ａで構成されている。スペーサ５１Ａをこのような構成とすることにより、少ない本数の金属ワイヤで、所望の機械的強度を有するスペーサ５１Ａを形成することができる。なお、実装基板４の平面視にて、金属ワイヤ５１１Ａ、５１２Ａの交わる角度としては、特に限定されないが、略９０度であることが好ましい。これにより、上記効果がより顕著となる。
また、金属ワイヤ５１１Ａ、５１２Ａは、それぞれ、アーチ状に湾曲しており、その頂部にて互いに接触している。このように、金属ワイヤ５１１Ａ、５１２Ａを互いに接触させることによりスペーサ５１Ａの機械的強度をより高めることができる。なお、２本の金属ワイヤ５１１Ａ、５１２Ａは、互いに接触していなくてもよい。
【００６２】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の圧電デバイスの第３実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第３実施形態に係る圧電デバイスが備えるスペーサを示す平面図、図１２は、図１１に示すスペーサの斜視図である。なお、図１１および図１２については、配線パターン４２の図示を省略している。
以下、第３実施形態の圧電デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６３】
本発明の第３実施形態にかかる圧電デバイスは、各スペーサ（４つのスペーサ）の形状が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図１１に示すように、４つのスペーサ５１Ｂ〜５４Ｂは、それぞれ、接続端子４１ａ〜４１ｄ上に形成されている。以下、スペーサ５１Ｂ〜５４Ｂについて説明するが、これらは、互いに同様の構成であるため、スペーサ５１Ｂについて代表して説明し、他のスペーサ５２Ｂ〜５４Ｂについては、その説明を省略する。
【００６４】
図１１および図１２に示すように、スペーサ５１Ｂは、実装基板４の平面視にて、互いに並設（平行となるように近設）された一対の金属ワイヤ５１１Ｂ、５１２Ｂと、これらと直交するように並設された一対の金属ワイヤ５１３Ｂ、５１４Ｂとで構成されている。言い換えれば、スペーサ５１Ｂは、互いに直交する一対の金属ワイヤを２組（金属ワイヤ５１１Ｂ、５１３Ｂの組と、金属ワイヤ５１２Ｂ、５１４Ｂの組）有している。また、各金属ワイヤ５１１Ｂ〜５１４Ｂは、それぞれ、それと直交するように設けられた２本の金属ワイヤとそれぞれ頂部付近にて接触している。具体的には、例えば、金属ワイヤ５１１Ｂは、金属ワイヤ５１３Ｂ、５１４Ｂとそれぞれ頂部付近にて接触している。
スペーサ５１Ｂを、このような構成とすることにより、スペーサ５１Ｂの機械的強度を高めることができる。さらに、スペーサ５１Ｂの頂部に、４本の金属ワイヤ５１１Ｂ〜５１４Ｂで囲まれた領域Ｓ１を形成することができ、この領域Ｓ１によってペースト状の半田を的確に保持することができる。
【００６５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の圧電デバイスの第４実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第４実施形態に係る圧電デバイスが備えるパッケージの下面図、図１４は、図１３に示す圧電デバイスの断面図である。
以下、第４実施形態の圧電デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６６】
本発明の第４実施形態にかかる圧電デバイスは、各スペーサ（４つのスペーサ）の形成位置が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図１３に示すように、４つのスペーサ５１Ｃ〜５４Ｃは、それぞれ、パッケージ３が有する外部端子３５ａ〜３５ｄ上に形成されている。すなわち、スペーサ５１Ｃを構成する３本の金属ワイヤ５１１Ｃ〜５１３Ｃは、それぞれ、その両端が外部端子３５ａに接合されている。スペーサ５２Ｃ〜５４Ｃについても、これと同様である。また、図１４に示すように、スペーサ５１Ｃ〜５４Ｃは、それぞれ、その頂部に塗布された半田を介して、接続端子４１ａ〜４１ｄと接合している。
【００６７】
このような構成の第４実施形態においても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上、本発明の圧電デバイスおよび圧電デバイスの製造方法を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。また、本発明の圧電デバイスは、前記各実施形態のうち、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００６８】
また、前述した実施形態では、４つのスペーサの全てが、実装基板側またはパッケージ側に形成されている構成（すなわち、全ての金属ワイヤの両端が実装基板側またはパッケージ側に接合された構成）について説明したが、これに限定されず、例えば、４つのスペーサのうちの少なくとも１つをパッケージ側に形成し、他のスペーサを実装基板上に形成してもよい。
【００６９】
また、前述した実施形態では、４つのスペーサを実装基板（またはパッケージ）の各角部付近に形成する構成について説明したが、これに限定されず、例えば、４つのスペーサを実装基板（またはパッケージ）の各辺付近に形成してもよい。また、スペーサの数も、パッケージを支持固定することができれば、特に限定されず、１つであってもよいし、２つ、３つ、５つ以上の複数であってもよい。
【００７０】
また、前述した実施形態では、ＩＣと実装基板上の配線パターンとをワイヤボンディングにより電気的に接続した構成について説明したが、ＩＣと配線パターンとの電気的接続は、これに限定されず、例えば、ＩＣと配線パターンとを半田ボールを介して電気的に接続する構成（いわゆるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ））であってもよい。
また、前述した実施形態では、圧電振動片として弾性表面波素子を用いた構成について説明したが、圧電振動片としては、これに限定されず、例えば、厚みすべり型振動片または音叉型振動片等の振動片や水晶等の圧電体を用いたジャイロセンサであってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１……圧電デバイス ２……圧電振動片（弾性表面波素子） ２１……圧電体基板 ２２……ＩＤＴ ２２ａ、２２ｂ……電極 ２２１ａ、２２１ｂ……電極指 ２３ａ、２３ｂ……反射器 ２４ａ、２４ｂ……引出電極 ３……パッケージ ３１……ベース基板 ３２……枠部材 ３３……蓋部材 ３４ａ、３４ｂ……内部端子 ３５ａ〜３５ｄ……外部端子 ３９ａ、３９ｂ……導電性接着剤 ４……実装基板 ４１ａ〜４１ｄ……接続端子 ４２……配線パターン ４３……実装端子 ４４……接着部材 ４５……金属ワイヤ ５１〜５４、５１Ａ〜５４Ａ、５１Ｂ〜５４Ｂ、５１Ｃ〜５４Ｃ……スペーサ ５１１〜５１３、５１１Ａ、５１２Ａ、５１１Ｂ〜５１４Ｂ、５１１Ｃ〜５１３Ｃ……金属ワイヤ ６……電子部品（ＩＣ） ８……モールド材 ９……半田 １０１……キャピラリー １０２……金属ワイヤ １０３……ワイヤクランプ １０４……第１ボンド １０５……第２ボンド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスとしては、支持基板上に水晶発振器回路を構成する電子部品を設けるとともに、この電子部品の上方に水晶発振器を位置させるように、水晶発振器をスペーサを介して前記支持基板に固定した構成のものが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１の圧電デバイス（圧電発振器）は、内部に圧電振動片を収容するパッケージと、パッケージを接続部材（スペーサ）を介して固定する回路基板と、接続部材により形成された回路基板とパッケージの間の空間に位置するように回路基板に搭載された集積回路（ＩＣ）とを有している。
【０００３】
このような圧電デバイスでは、接続部材として、融点の高い球形部材である核の周囲に、融点の低い導電性部材（ハンダ）をコーティングしたハンダボールを用いており、これにより、核の周囲にコーティングされたハンダにて電気的接続を行いつつ、核によりパッケージの支持高さを定めている。
このように、特許文献１の圧電デバイスによれば、接続部材によりパッケージの支持高さを定めることができる。しかしながら、このような圧電デバイスには、次のような問題がある。
【０００４】
第１に、特許文献１の圧電デバイスでは、球形の接続部材は、コーティングされたハンダが溶融するまでは、回路基板およびパッケージに対して変位し易く、そのため、接続部材（およびパッケージ）が所定位置からずれ易いという問題がある。
第２に、特許文献１の圧電デバイスでは、圧電デバイスのサイズ等によって、核の大きさが異なる接続部材を使い分ける必要があり、大きさの異なる接続部材を予め複数種類用意しておかなければならない。そのため、特許文献１の圧電デバイスでは、圧電デバイスの製造コストが増加するという問題がある。
第３に、特許文献１の圧電デバイスでは、パッケージを接続部材に固定した後には、パッケージの支持高さを調節することが出来ない。そのため、特許文献１の圧電デバイスでは、圧電デバイスの小型化（薄型化）を図ることができない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０４１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、スペーサの構成を簡単なものとするとともに、パッケージを実装基板に実装した後においても、パッケージの支持高さ（すなわち、スペーサの高さ）を調節することができることにより小型化を図ることのできる圧電デバイスおよび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】
【０００７】
本発明は、上述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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の圧電デバイスは、圧電振動片を収容し、外底面を有するパッケージと、
部品実装面を有する実装基板と、
前記パッケージの前記外底面および前記実装基板の前記部品実装面間に配置され、前記外底面および前記部品実装面間に隙間を形成するスペーサと、
前記外底面および前記部品実装面間の前記隙間に配置され、前記圧電振動片を駆動する電子部品とを有し、
前記スペーサは、前記部品実装面または前記外底面に両端部が接合された金属ワイヤを有し、
前記金属ワイヤは、前記両端部の間にループ形状を有することを特徴とする。
これにより、スペーサの構成を簡単なものとすることができる。また、パッケージを実装基板に実装した後においても、パッケージの支持高さ（すなわち、スペーサの高さ）を調節することができるため、圧電デバイスの小型化（薄型化）を図ることができる。
【０００８】
［適用例２］
本発明の圧電デバイスでは、前記金属ワイヤの前記両端部は、それぞれ、前記実装基板の前記部品実装面に接合され、
前記パッケージの前記外底面に形成された外部端子が、導電性の接合材により、前記金属ワイヤの頂部に固着されていることが好ましい。
これにより、圧電デバイスの製造（金属ワイヤの形成）工程を簡素化することができる。また、パッケージを金属ワイヤを介して実装基板に固定することができる。
【０００９】
［適用例３］
本発明の圧電デバイスでは、前記金属ワイヤの前記両端部は、それぞれ、前記パッケージの前記外底面に接合され、
前記実装基板上に形成された接続端子が、前記金属ワイヤの頂部に導電性の接合材により固着されていることが好ましい。
これにより、圧電デバイスの製造（金属ワイヤの形成）工程を簡素化することができる。また、パッケージを金属ワイヤを介して実装基板に固定することができる。
【００１０】
［適用例４］
本発明の圧電デバイスでは、前記金属ワイヤは、ワイヤボンディングにより形成されていることが好ましい。
これにより、所定位置に、所定形状（大きさを含む）をなす金属ワイヤを高精度にかつ簡単に形成することができる。
【００１１】
［適用例５］
本発明の圧電デバイスでは、前記スペーサを複数有し、
複数の前記スペーサは、それぞれ、前記金属ワイヤを複数有していることが好ましい。
これにより、スペーサの機械的強度を高めることができる。また、スペーサとパッケージとの接触面積を大きくすることができ、スペーサとパッケージとの接合強度を高めることができる。
【００１２】
［適用例６］
本発明の圧電デバイスでは、複数の前記金属ワイヤは、少なくとも、前記実装基板の平面視にて、並設された一対の前記金属ワイヤを含んでいることが好ましい。
これにより、複数の金属ワイヤを、それぞれ、同じ方向にワイヤボンディングすればよいため、金属ワイヤの形成が容易となる。
【００１３】
［適用例７］
本発明の圧電デバイスでは、複数の前記金属ワイヤは、少なくとも、前記実装基板の平面視にて、互いに交わるように設けられた一対の前記金属ワイヤを含んでいることが好ましい。
これにより、比較的少ない本数の金属ワイヤで、所望の機械的強度を有するスペーサを形成することができる。
【００１４】
［適用例８］
本発明の圧電デバイスの製造方法は、圧電振動片を収容し外底面を有するパッケージと、部品実装面を有する実装基板と、前記パッケージの前記外底面および前記実装基板の前記部品実装面間に配置され前記外底面および前記部品実装面間に隙間を形成するスペーサと、前記外底面および前記部品実装面間の前記隙間に配置され前記圧電振動片を駆動する電子部品とを有する圧電デバイスの製造方法であって、
ループ形状を有する金属ワイヤの両端部を、前記部品実装面および前記外底面の少なくとも何れか一方に接合することにより前記スペーサを形成するスペーサ形成工程と、
前記パッケージの前記外底面と、前記実装基板の前記部品実装面とを前記スペーサを介して接続する接続工程とを有していることを特徴とする。
これにより、スペーサの構成が簡単で、小型化を図ることのできる圧電デバイスを容易に製造することができる。
【００１５】
［適用例９］
本発明の圧電デバイスの製造方法では、前記スペーサ形成工程において、前記金属ワイヤの前記接合は、ワイヤボンディングによりなされることが好ましい。
これにより、スペーサを所望位置に高精度かつ簡単に形成することができる。
【００１６】
［適用例１０］
本発明の圧電デバイスの製造方法では、前記実装基板の前記部品実装面には端子が形成されており、
前記スペーサ形成工程では、前記金属ワイヤの少なくとも一端部を前記端子に接合して前記スペーサを形成し、前記端子と前記電子部品とをワイヤボンディングにより接続することが好ましい。
これにより、電子部品と端子とをワイヤボンディングにより電気的に接続する際に、あわせて、スペーサを形成することができる。そのため、圧電デバイスの製造工程の簡易化を図ることができる。
【００１７】
［適用例１１］
本発明の圧電デバイスの製造方法では、前記接続工程の後に、前記隙間にモールド材を充填するモールド工程を有し、
前記モールド工程は、前記圧電デバイスに前記パッケージと前記実装基板とを接近させる方向の力を加え、前記金属ワイヤを弾性変形させることにより、前記パッケージと前記実装基板との離間距離を外力が作用していない状態と比較して小さくした状態で行われることが好ましい。
これにより、圧電デバイスの小型化（薄型化）を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の圧電デバイスの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す圧電デバイスが備えるパッケージの上面図および下面図である。
【図３】図１に示す圧電デバイスが備える実装基板の上面図である。
【図４】図１に示す圧電デバイスが備えるスペーサの斜視図である。
【図５】図１に示す圧電デバイスをモールドした状態を示す断面図である。
【図６】図５に示す圧電デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図７】図５に示す圧電デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図８】図５に示す圧電デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る圧電デバイスが備えるスペーサを示す平面図である。
【図１０】図９に示すスペーサの斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る圧電デバイスが備えるスペーサを示す平面図である。
【図１２】図１１に示すスペーサの斜視図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る圧電デバイスが備えるパッケージの下面図である。
【図１４】図１３に示す圧電デバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の圧電デバイスを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の圧電デバイスの第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の圧電デバイスの第１実施形態を示す断面図、図２は、図１に示す圧電デバイスが備えるパッケージの上面図および下面図、図３は、図１に示す圧電デバイスが備える実装基板の上面図、図４は、図１に示す圧電デバイスが備えるスペーサの斜視図、図５は、図１に示す圧電デバイスをモールドした状態を示す断面図、図６ないし図８は、それぞれ圧電デバイスの製造方法を説明する断面図である。なお、図３および図４については、後述する配線パターン４２の図示を省略している。また、図１、図４〜図８中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
図１に示す圧電デバイス１は、圧電振動片２を収容するパッケージ（収容部）３と、４つのスペーサ５１、５２、５３、５４を介してパッケージ３を実装（固定・支持）する実装基板４と、パッケージ３と実装基板４の間に位置するように実装基板４に設けられた電子部品６とを有している。以下、これらについて、順次、詳細に説明する。
【００２０】
まず、圧電振動片２について説明する。
本実施形態では、圧電振動片２は、弾性表面波素子（ＳＡＷチップ）である。図２に示すように、弾性表面波素子２は、長手形状をなす圧電体基板２１と、圧電体基板２１上に設けられたＩＤＴ（櫛歯電極）２２と、ＩＤＴ２２の両側に配置された一対の反射器２３ａ、２３ｂとを有している。
【００２１】
圧電体基板２１は、水晶で構成されている。圧電体基板２１を水晶で構成することにより優れた温度特性を発揮することができる。なお、圧電体基板２１は、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム等の水晶以外の圧電材料で構成されていてもよい。
ＩＤＴ２２は、圧電体基板２１の中央部に設けられている。このＩＤＴ２２は、一対の電極２２ａ、２２ｂで構成されている。一対の電極２２ａ、２２ｂは、電極２２ａの電極指２２１ａと、電極２２ｂの電極指２２１ｂとが噛み合うように配置されている。一対の電極２２ａ、２２ｂ間に電圧を印加すると、圧電体基板２１の圧電効果によって、電極指２２１ａ、２２１ｂ間に周期的なひずみが生じ、弾性表面波が励起される。励起した弾性表面波は、電極指２２１ａ、２２１ｂの連続方向（すなわち、圧電体基板２１の長手方向）に沿って伝搬する。
【００２２】
一対の反射器２３ａ、２３ｂは、前述した弾性表面波の伝搬方向において、ＩＤＴ２２を挟んでその両側に配置されている。このような反射器２３ａ、２３ｂは、圧電体基板２１に伝搬する弾性表面波を反射して、反射器２３ａと反射器２３ｂとの間に封じ込める機能を有する。
このようなＩＤＴ２２および反射器２３ａ、２３ｂは、全体的に、圧電体基板２１の長手方向の一端側（図２中右側の端側）にずれて形成されている。そして、圧電体基板２１の他端側（図２中左側の端側）には、一対の引出電極２４ａ、２４ｂが形成されている。引出電極２４ａ、２４ｂは、それぞれ、圧電体基板２１の上面（ＩＤＴ２２が形成されている面）から側面を介して下面に回り込むように形成されている。また、引出電極２４ａは、電極２２ａと電気的に接続されており、引出電極２４ｂは、電極２２ｂと電気的に接続されている。
【００２３】
このようなＩＤＴ２２、反射器２３ａ、２３ｂおよび引出電極２４ａ、２４ｂは、それぞれ、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電性の優れた金属材料により形成することができる。
このような弾性表面波素子２を備えることにより、圧電デバイス１は、ＳＡＷ共振子やＳＡＷ発振器等のＳＡＷデバイスを構成することができる。
【００２４】
次いで、弾性表面波素子２を収容・固定するパッケージ３について説明する。パッケージ３は、その平面視にて、略長方形状をなしている。図１に示すように、このようなパッケージ３は、板状のベース基板３１と、枠状の枠部材３２と、板状の蓋部材３３とを有している。ベース基板３１と、枠部材３２と、蓋部材３３とは、実装基板４側からこの順で積層している。ベース基板３１と枠部材３２および枠部材３２と蓋部材３３は、それぞれ、例えば、接着剤やロウ材を介して接合されている。そして、パッケージ３は、ベース基板３１、枠部材３２および蓋部材３３で画成された内部空間Ｓに弾性表面波素子２を収容している。
このようなベース基板３１の構成材料としては、絶縁性（非導電性）を有しているものが好ましく、例えば、各種ガラス、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックス、ポリイミド等の各種樹脂材料などを用いることができる。
【００２５】
また、枠部材３２および蓋部材３３の構成材料としては、例えば、ベース基板３１と同様の構成材料、Ａｌ、Ｃｕ等の各種金属材料、各種ガラス材料などを用いることができる。特に、蓋部材３３の構成材料として、ガラス材料等の光透過性を有するものを用いた場合には次のような効果を発揮することができる。すなわち、まず、圧電体基板２１に、予め金属被覆部（図示せず）を形成しておく。これにより、弾性表面波素子２をパッケージ３内に収容した後であっても、蓋部材３３を介して前記金属被覆部にレーザを照射し、前記金属被覆部を除去して圧電体基板２１の質量を減少させることにより（質量削減方式により）、弾性表面波素子２の周波数調整を行うことができる。
【００２６】
図１および図２に示すように、ベース基板３１の上面には、一対の内部端子３４ａ、３４ｂが内部空間Ｓに露出するように形成されている。この内部端子３４ａ、３４ｂの上には、それぞれ、エポキシ系、ポリイミド系等の導電性接着剤３９ａ、３９ｂが塗布されて（盛られて）おり、さらに、この導電性接着剤３９ａ、３９ｂ上に、前述した弾性表面波素子２がＩＤＴ２２等が形成された面を上側（蓋部材３３側）にして載置されている。そして、導電性接着剤３９ａ、３９ｂを硬化することにより、弾性表面波素子２を内部端子３４ａ、３４ｂ（ベース基板３１）に固定する。
【００２７】
なお、この固定は、導電性接着剤３９ａが引出電極２４ａに接触するとともに、導電性接着剤３９ｂが引出電極２４ｂに接触するようにして行われる。これにより、導電性接着剤３９ａ、３９ｂを介して、弾性表面波素子２がベース基板３１に固定されるとともに、導電性接着剤３９ａを介して引出電極２４ａおよび内部端子３４ａが電気的に接続され、導電性接着剤３９ｂを介して引出電極２４ｂおよび内部端子３４ｂが電気的に接続される。
【００２８】
また、図１および図２に示すように、ベース基板３１の下面すなわちパッケージ３の外底面には、その四隅付近に位置するように４つの外部端子３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが設けられている。これら外部端子３５ａ〜３５ｄは、それぞれ、実装基板４の上面（部品実装面）に設けられた後述する４つの接続端子４１ａ〜４１ｄに対向するように位置する。
【００２９】
４つの外部端子３５ａ〜３５ｄのうち、外部端子３５ａ、３５ｂは、それぞれ、ベース基板３１に形成されたビアホールを介して内部端子３４ａ、３４ｂに電気的に接続されたホット端子である。他の２つの外部端子３５ｃ、３５ｄは、それぞれ、パッケージ３を実装基板４に実装するときの接合強度（スペーサ５１〜５４とパッケージ３の接合強度）を高めるためのダミー端子である。
このような内部端子３４ａ、３４ｂおよび外部端子３５ａ〜３５ｄは、それぞれ、例えば、タングステンおよびニッケルメッキの下地層に、金メッキを施すことで形成することができる。
【００３０】
次いで、上記のようなパッケージ３を実装（固定する）する実装基板４について説明する。図３に示すように、実装基板４は、その平面視にて、略長方形状をなしており、前述したパッケージ３のベース基板３１よりも若干大きく形成されている。
このような実装基板４は、リジッド基板、フレキシブル基板あるいはリジッドフレキシブル基板のいずれでもよい。また、実装基板４の構成材料としては、絶縁性（非導電性）を有しているものが好ましく、例えば、各種ガラス、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックス、ポリイミド等の各種樹脂材料などを用いることができる。
【００３１】
図２および図３に示すように、実装基板４の上面である部品実装面（パッケージ３側の面）には、４つの接続端子４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと、配線パターン４２とが形成されている。４つの接続端子４１ａ〜４１ｄは、それぞれ、パッケージ３の外部端子３５ａ〜３５ｄと対向するように、実装基板４の角部付近に形成されている。また、これら接続端子４１ａ〜４１ｄのうち、外部端子（ホット端子）３５ａ、３５ｂに対応する接続端子４１ａ、４１ｂは、それぞれ、配線パターン４２と電気的に接続されている。
【００３２】
一方、図１に示すように、実装基板４の下面には、例えば、圧電デバイス１を実装する回路基板（図示しない）と電気的、機械的に接続される実装端子４３が複数形成されている。各実装端子４３は、実装基板４に形成されたビアホールを介して配線パターン４２と電気的に接続されている。
なお、実装基板４の下面には、必要に応じて、後述するＩＣ６の特性検査や、ＩＣ６内部の各種情報（例えば、圧電デバイス１の温度補償情報）を書き換え（調整）を行うための書込端子を形成してもよい。
【００３３】
実装基板４の上面の中央部には、電子部品６が搭載（載置）されている。電子部品６は、弾性表面波素子２を駆動するための回路素子としての例えば集積回路素子（以下、単に「ＩＣ」とも言う）である。図１に示すように、ＩＣ６は、絶縁性（非導電性）の接着剤や、接着シート等の接着部材４４により実装基板４に固定されており、さらに、金属ワイヤ（ボンディングワイヤ）４５により、配線パターン４２と電気的に接続されている。これにより、各端子（接続端子４１ａ、４１ｂおよび実装端子４３）とＩＣ６とが配線パターン４２を介して電気的に接続される。なお、ＩＣ６を実装基板４に搭載する方法として、ＩＣ６の能動面を実装基板４に向け、ＩＣ６の能動面のパッドと配線パターン４２との間をバンプを介して電気的および機械的に接続するフェイスダウンボンディング方式を採用することもできる。
【００３４】
実装基板４は、その上面側にて、スペーサ５１〜５４を介してパッケージ３を固定している。スペーサ５１〜５４は、ＩＣ６の周囲に配置されており、実装基板４とパッケージ３の間に、ＩＣ６等を搭載するための隙間を形成する機能を有している。これにより、パッケージ３とＩＣ６とを圧電デバイス１の高さ方向に重ねる（積層する）ことができるため、圧電デバイス１の小型化を図ることができる。なお、スペーサ５１〜５４の実装基板４の上面を基準とした高さｈ１は、ＩＣ６の搭載高さｈ２よりも高くなるように設定されている。ここでいうＩＣ６の搭載高さｈ２とは、実装基板４に搭載されたＩＣ６に接続される金属ワイヤ等を含む実質的な高さのことであり、本実施形態の場合は金属ワイヤ４５を含む高さのことである。なお、ＩＣ６の実装基板４への搭載方法としてフェイスダウンボンディング方式を採用する場合、ＩＣ６の搭載高さｈ２は、実装基板４の上面からＩＣ６の上面（非能動面）までの高さのことである。
【００３５】
スペーサ５１は、実装基板４の接続端子４１ａ上に形成されている。これと同様に、スペーサ５２、５３、５４は、それぞれ、実装基板４の接続端子４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ上に形成されている。
以下、スペーサ５１〜５４の構成について具体的に説明するが、これらスペーサ５１〜５４は、それぞれに同様の構成であるため、スペーサ５１について代表して説明し、スペーサ５２〜５４については、その説明を省略する。
【００３６】
図３および４に示すように、スペーサ５１は、複数（３本）の弾性を有する金属ワイヤ５１１、５１２、５１３で構成されている。このように、スペーサ５１を複数の金属ワイヤ５１１〜５１３で構成することにより、スペーサ５１の機械的強度を高めることができる。また、スペーサ５１とパッケージ３との接触面積を大きくすることができ、スペーサ５１とパッケージとの接合強度を高めることができる。
【００３７】
３本の金属ワイヤ５１１〜５１３は、それぞれ、その両端部が接続端子４１ａに接合されており、両端部の間にアーチ状に湾曲したループ形状を備えている（パッケージ３側に向けて凸となるように撓んでいる）。なお、金属ワイヤ５１１〜５１３は、実装基板４の上面を基準とした高さｈ１が、ＩＣ６の搭載高さｈ２より高くなるようなループ形状を有している。金属ワイヤ５１１〜５１３の接続端子４１ａへの接合は、それぞれ、ワイヤボンディングによりなされる。すなわち、ワイヤボンディングによりスペーサ５１が形成されている。これにより、所定位置に、所定形状（大きさを含む）をなす金属ワイヤ５１１〜５１３をそれぞれ高精度にかつ簡単に形成することができる。
【００３８】
また、本実施形態のように、各金属ワイヤ５１１〜５１３の両端を接続端子４１ａ（すなわち、実装基板４側）に接合した構成とすれば、後述するように、ＩＣ６と配線パターン４２とをワイヤボンディングする際に、あわせて、金属ワイヤ５１１〜５１３をワイヤボンディングにより形成することができる。そのため、圧電デバイス１の製造工程の簡素化を図ることができる。
【００３９】
また、金属ワイヤ５１１〜５１３は、それぞれ、その頂部付近にて、パッケージ３の外部端子３５ａと半田を介して接合している。これにより、パッケージ３を金属ワイヤ５１１〜５１３を介して実装基板４に固定することができる。また、ＩＣ６と圧電振動片２（すなわち、実装基板４側とパッケージ３側）との電気的な接続をとることができる。これにより、これにより、圧電デバイス１の部品点数の削減を図ることができ（接続端子４１ａと外部端子３５ａとを電気的に接続する別部材を設けなくてもよいため）、製造の簡易化、低コスト化および小型化を図ることができる。
【００４０】
図３および図４に示すように、金属ワイヤ５１１〜５１３は、それぞれ、同形状となるように撓んでいる。また、金属ワイヤ５１１〜５１３は、実装基板４の平面視にて、それぞれ、平行となるように間隔を隔てて並設されている。これにより、金属ワイヤ５１１〜５１３を、それぞれ、同じ方向にワイヤボンディングすればよいため、金属ワイヤ５１１〜５１３の形成が容易となる。
【００４１】
各金属ワイヤ５１１〜５１３の径（直径）としては、特に限定されないが、２０μｍ程度であるのが好ましい。これにより、スペーサ５１の小型化を図ることができるとともに、パッケージ３を支持するのに十分な強度のスペーサ５１を得る（形成する）ことができる。
金属ワイヤ５１１〜５１２のうち、互いに隣り合う金属ワイヤ同士（金属ワイヤ５１１と金属ワイヤ５１２、および金属ワイヤ５１２と金属ワイヤ５１３）の頂部付近での離間距離ｄは、特に限定されないが、１０μｍ〜３０μｍ程度であるのが好ましい。後述するように、これら金属ワイヤ５１１〜５１３（スペーサ５１）とパッケージ３との接合は、金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部に塗布された導電性接合材であるペースト状の半田を介して行われる。離間距離ｄを上記の数値範囲とすることにより、例えば、隣り合う金属ワイヤ間の隙間からペースト状の半田が垂れ落ちることを防止することができ、ペースト状の半田を金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部に保持することが容易となる。
【００４２】
各金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部付近の平均曲率半径としては、特に限定されないが、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度であることが好ましく、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ程度であることがより好ましい。これにより、金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部に、金属ワイヤ５１１〜５１３とパッケージ３とを十分な接合強度で接合させるのに十分な量の半田を保持することができる。
【００４３】
各金属ワイヤ５１１〜５１３の高さ（ループ高さ）Ｔとしては、ＩＣ（ＩＣチップ）６の、搭載位置等によっても異なるが、実装基板４に実装された状態にて、ＩＣ６の厚さをＤ［ｍｍ］とした場合、ＩＣ６とパッケージ３との離間距離Ｌ［ｍｍ］が、０．５×Ｄ〜２×Ｄとなるような高さとすることが好ましい。これにより、ＩＣ６とパッケージ３との間に十分な空隙を形成することができ、ＩＣ６とパッケージ３との緩衝（接触）を的確に防止することができる。
【００４４】
なお、前述したように、各金属ワイヤ５１１〜５１３は、弾性を有している。そのため、金属ワイヤ５１１〜５１３に外力（実装基板４の厚さ方向の力）を加えることにより、金属ワイヤ５１１〜５１３を弾性変形させて、その高さを変化させることができる。そのため、金属ワイヤ５１１〜５１３を接続端子４１ａ上に形成した後でも、更には、パッケージ３を実装基板４に実装した後でも、スペーサ５１の高さを適宜変更（調整）することができる。言い換えれば、圧電デバイス１は、パッケージ３を実装基板４に実装した後にも、高さを変更（調整）することのできるスペーサ５１を有している。これにより、パッケージ３と、ＩＣ６あるいは金属ワイヤ４５との緩衝が生じない範囲において、スペーサ５１の高さを低くすることができ、圧電デバイス１の小型化（薄型化）を図るこができる。
【００４５】
例えば、パッケージ３とスペーサ５１とを接合する際に、パッケージ３とＩＣ６（金属ワイヤ４５）との接触を効果的に防止するために、各金属ワイヤ５１１〜５１３の高さを所定高さよりも若干高くしておく。そして、パッケージ３とスペーサ５１との接合が完了した後、後述するように、パッケージ３および実装基板４間の隙間に後述するモールド材８を充填する際に、圧電デバイス１に、パッケージ３と実装基板４とを接近させる方向の外力を加え、金属ワイヤ５１１〜５１３を弾性変形させて、金属ワイヤ５１１〜５１３の高さを低くした（所定高さとした）状態とすることにより、モールド後の圧電デバイス１を小型化（薄型化）することができる。
【００４６】
このような観点からすれば、金属ワイヤ５１１〜５１３は、それぞれ、パッケージ３の重みによっては、ほとんど変形しない（すなわち、高さが変わらない）が、圧電デバイス１に、パッケージ３と実装基板４とを接近させる方向の外力（圧電デバイス１の破損を確実に防止できる小さい外力）が加わったときには、容易に変形する程度の弾性力を有していることが好ましい。なお、金属ワイヤ５１１〜５１３の弾性力としては、これに限定されない。
【００４７】
このような金属ワイヤ５１１〜５１３の構成材料としては、特に限定されないが、優れた導電性を有するものがよく、例えば、金、銀、銅等の各種金属、またはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金等を用いることができる。これらの中でも、半田との相性から、銅、銅を含む合金が好ましい。
以上、本実施形態の圧電デバイス１について説明したが、図５に示すように、このような圧電デバイス１に流動性のある樹脂で構成されたモールド材８を流し込み、パッケージ３の蓋部材３３の上面および実装基板４の下面がそれぞれ外部に露出するように、圧電デバイス１全体をモールド材８で覆ってもよい。なお、モールド材８としては、熱可塑性樹脂材や熱硬化性樹脂材等の樹脂材を用いることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、スペーサ５１が３本の金属ワイヤで構成されているものについて説明したが、スペーサ５１を構成する金属ワイヤの数は、これに限定されず、例えば、１本でもよく、２本でもよく、４本以上であってもよい。
次いで、圧電デバイス１の製造方法（本発明の圧電デバイスの製造方法）について説明する。なお、以下では、各スペーサ５１〜５４の製造方法およびパッケージ３との接合方法が、それぞれ同様であるため、スペーサ５１について代表して説明し、スペーサ５２〜５３については、その説明を省略する。
【００４９】
圧電デバイス１の製造方法は、［１］接続端子４１ａ〜４１ｄ、配線パターン４２および実装端子４３が形成された実装基板４上にＩＣ６を搭載する第１の工程と、［２］ワイヤボンディングによりＩＣ６と配線パターン４２とを電気的に接続するとともに、ワイヤボンディングにより金属ワイヤ５１１〜５１３をアーチ状となるように接続端子４１ａに接合してスペーサ５１を形成する第２の工程と、［３］金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部付近にペースト状の半田を塗布し、外部端子３５ａを金属ワイヤ５１１〜５１３に接触させるように、パッケージ３を金属ワイヤ５１１〜５１３上に載置し、これらを固着する第３の工程と、［４］パッケージ３と実装基板４の間の隙間にモールド材８を充填する第４の工程とを有している。以下、詳細に説明する。
【００５０】
［１］第１の工程
まず、図６（ａ）に示すように、上面に接続端子４１ａ〜４１ｄおよび配線パターン４２が形成され、下面にビアホールを介して配線パターン４２と導通する実装端子４３が形成された実装基板４を用意する。接続端子４１ａ〜４１ｄおよび配線パターン４２は、例えば、実装基板４の上面に導電性膜（金属膜）を形成し、エッチングにより前記導電性膜の不要な部分（接続端子４１ａ〜４１ｄおよび配線パターン４２に対応しない部分）を除去することにより形成することができる。実装端子４３についても同様にして形成することができる。
次いで、図６（ｂ）に示すように、実装基板４の上面に、接着剤である接着部材４４を介してＩＣ６を載置し、接着部材４４を固化することにより、ＩＣ６を実装基板４に固着（固定）する。
【００５１】
［２］第２の工程
まず、図６（ｃ）に示すように、ワイヤボンディング（金属ワイヤ４５）により、ＩＣ６と配線パターン４２とを電気的に接続する。また、これとともに、スペーサ形成工程として、図６（ｄ）に示すように、ワイヤボンディングにより、アーチ状に湾曲させた金属ワイヤ５１１〜５１３の両端をそれぞれ接続端子４１ａ上に接合する。これにより、実装基板４（接続端子４１ａ）にスペーサ５１が形成される。
【００５２】
このように、ワイヤボンディングによりスペーサ５１を形成することにより、スペーサ５１を所望位置に高精度かつ簡単に形成することができる。また、金属ワイヤ５１１〜５１３の両端を接続端子４１ａに接合してスペーサ５１を形成することにより、ＩＣ６と配線パターン４２とをワイヤボンディングする際に、あわせて、スペーサ５１を形成することができる。そのため、圧電デバイス１の製造工程の簡易化を図ることができる。
なお、スペーサ５１を形成する際に用いるワイヤボンディングとしては、特に限定されず、例えば、ボールボンディング、ウェッジボンディング等の各種ボンディングを用いることができる。例えば、ボールボンディングを用いた場合には、次のようにして金属ワイヤ５１１〜５１３を形成することができる。
【００５３】
図７（ａ）に示すように、キャピラリー１０１の先端に確保された金属ワイヤ１０２の先端に高電圧をかけて火花を飛ばし、金属ワイヤ１０２の先端を溶かすと、溶けた部分が表面張力により球状に固まる。これにより、金属ワイヤ１０２の先端にボール（ＦＡＢ）が形成される。この状態で、ワイヤクランプ１０３を開けてキャピラリー１０１を降下する。
図７（ｂ）に示すように、金属ワイヤ１０２の先端に形成されたボールが実装基板４に接触すると、ボールに熱、加重、超音波を与えることにより第１ボンド１０４を形成する。
【００５４】
次いで、図７（ｃ）に示すように、キャピラリー１０１を一定の高さまで上昇させた後、第２ボンディングの位置まで移動する。この際、第１ボンド位置から第２ボンド位置までのキャピラリー１０１の軌道を適宜設定することにより、金属ワイヤ１０２を所望の形状とすることができる。
図７（ｄ）に示すように、再びキャピラリー１０１を下降し、金属ワイヤ１０２を実装基板４に押し付け、金属ワイヤ１０２に熱、加重、超音波を与える。これにより、第２ボンド１０５を形成する。
【００５５】
最後に、図７（ｅ）に示すように、金属ワイヤ１０２を残したままキャピラリー１０１を上昇させ、キャピラリー１０１の先端に一定の長さを金属ワイヤ１０２を確保した後、ワイヤクランプ１０３を閉じ、第２ボンド１０５の位置で金属ワイヤ１０２を切断する（引きちぎる）。
以上のようにして、金属ワイヤ５１１〜５１３を形成することができる。
【００５６】
［３］第３の工程（接続工程）
次いで、図８（ａ）に示すように、金属ワイヤ５１１〜５１３の頂部にペースト状の半田９を塗布する。
次いで、図８（ｂ）に示すように、圧電振動片２を収容したパッケージ３を実装基板４の上方から金属ワイヤ５１１〜５１３上に載置する。この時、パッケージ３の外部端子３５ａ〜３５ｄが、それぞれ、スペーサ５１〜５４と接触するようにパッケージ３を載置する。これにより、半田９を介してスペーサ５１〜５４と外部端子３５ａ〜３５ｄとを接合することができる。また、スペーサ５１を介して接続端子４１ａと外部端子３５ａとが電気的に接続されるとともに、スペーサ５２を介して接続端子４１ｂと外部端子３５ｂとが電気的に接続される。このようにして、パッケージ３を、スペーサ５１〜５４を介して実装基板４に実装することができる。
【００５７】
［４］第４の工程（モールド工程）
次いで、図８（ｃ）に示すように、圧電デバイス１に、パッケージ３と実装基板４とが接近する方向の外力を加える。これにより、金属ワイヤ５１１〜５１３が弾性変形し、パッケージ３と実装基板４とが接近する。この状態にて、パッケージ３と実装基板４との間の隙間（空間）にモールド材８を充填し固化することにより、パッケージ３と実装基板４とが接近した状態が維持される。これにより、圧電デバイス１の小型化（薄型化）を図ることができる。また、モールド材により覆われた金属ワイヤ５１１〜５１３は、外気に触れないため耐食性が向上する。
以上のようにして圧電デバイス１を製造することができる。
【００５８】
なお、圧電デバイス１の製造方法としては、これに限定されず、例えば、第４の工程にて、パッケージ３と実装基板４との間の隙間（空間）にモールド材８を充填した後であって、モールド材８が固化する前に、パッケージ３と実装基板４とが接近する方向の外力を圧電デバイス１に加えるようにしてもよい。また、圧電デバイス１に、パッケージ３と実装基板４とが接近する方向の外力を加えなくてもよい。また、第４の工程は、省略してもよい。
【００５９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の圧電デバイスの第２実施形態について説明する。
図９は、本発明の第２実施形態に係る圧電デバイスが備えるスペーサを示す平面図、図１０は、図９に示すスペーサの斜視図である。なお、図９および図１０については、配線パターン４２の図示を省略している。
以下、第２実施形態の圧電デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６０】
本発明の第２実施形態にかかる圧電デバイスは、各スペーサ（４つのスペーサ）の形状が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図９に示すように、４つのスペーサ５１Ａ〜５４Ａは、それぞれ、接続端子４１ａ〜４１ｄ上に形成されている。以下、スペーサ５１Ａ〜５４Ａについて説明するが、これらは、互いに同様の構成であるため、スペーサ５１Ａについて代表して説明し、他のスペーサ５２Ａ〜５４Ａについては、その説明を省略する。
【００６１】
図９および図１０に示すように、スペーサ５１Ａは、実装基板４の平面視にて、互いに交わる２本の金属ワイヤ５１１Ａ、５１２Ａで構成されている。スペーサ５１Ａをこのような構成とすることにより、少ない本数の金属ワイヤで、所望の機械的強度を有するスペーサ５１Ａを形成することができる。なお、実装基板４の平面視にて、金属ワイヤ５１１Ａ、５１２Ａの交わる角度としては、特に限定されないが、略９０度であることが好ましい。これにより、上記効果がより顕著となる。
また、金属ワイヤ５１１Ａ、５１２Ａは、それぞれ、アーチ状に湾曲しており、その頂部にて互いに接触している。このように、金属ワイヤ５１１Ａ、５１２Ａを互いに接触させることによりスペーサ５１Ａの機械的強度をより高めることができる。なお、２本の金属ワイヤ５１１Ａ、５１２Ａは、互いに接触していなくてもよい。
【００６２】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の圧電デバイスの第３実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第３実施形態に係る圧電デバイスが備えるスペーサを示す平面図、図１２は、図１１に示すスペーサの斜視図である。なお、図１１および図１２については、配線パターン４２の図示を省略している。
以下、第３実施形態の圧電デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６３】
本発明の第３実施形態にかかる圧電デバイスは、各スペーサ（４つのスペーサ）の形状が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図１１に示すように、４つのスペーサ５１Ｂ〜５４Ｂは、それぞれ、接続端子４１ａ〜４１ｄ上に形成されている。以下、スペーサ５１Ｂ〜５４Ｂについて説明するが、これらは、互いに同様の構成であるため、スペーサ５１Ｂについて代表して説明し、他のスペーサ５２Ｂ〜５４Ｂについては、その説明を省略する。
【００６４】
図１１および図１２に示すように、スペーサ５１Ｂは、実装基板４の平面視にて、互いに並設（平行となるように近設）された一対の金属ワイヤ５１１Ｂ、５１２Ｂと、これらと直交するように並設された一対の金属ワイヤ５１３Ｂ、５１４Ｂとで構成されている。言い換えれば、スペーサ５１Ｂは、互いに直交する一対の金属ワイヤを２組（金属ワイヤ５１１Ｂ、５１３Ｂの組と、金属ワイヤ５１２Ｂ、５１４Ｂの組）有している。また、各金属ワイヤ５１１Ｂ〜５１４Ｂは、それぞれ、それと直交するように設けられた２本の金属ワイヤとそれぞれ頂部付近にて接触している。具体的には、例えば、金属ワイヤ５１１Ｂは、金属ワイヤ５１３Ｂ、５１４Ｂとそれぞれ頂部付近にて接触している。
スペーサ５１Ｂを、このような構成とすることにより、スペーサ５１Ｂの機械的強度を高めることができる。さらに、スペーサ５１Ｂの頂部に、４本の金属ワイヤ５１１Ｂ〜５１４Ｂで囲まれた領域Ｓ１を形成することができ、この領域Ｓ１によってペースト状の半田を的確に保持することができる。
【００６５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の圧電デバイスの第４実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第４実施形態に係る圧電デバイスが備えるパッケージの下面図、図１４は、図１３に示す圧電デバイスの断面図である。
以下、第４実施形態の圧電デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６６】
本発明の第４実施形態にかかる圧電デバイスは、各スペーサ（４つのスペーサ）の形成位置が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図１３に示すように、４つのスペーサ５１Ｃ〜５４Ｃは、それぞれ、パッケージ３が有する外部端子３５ａ〜３５ｄ上に形成されている。すなわち、スペーサ５１Ｃを構成する３本の金属ワイヤ５１１Ｃ〜５１３Ｃは、それぞれ、その両端が外部端子３５ａに接合されている。スペーサ５２Ｃ〜５４Ｃについても、これと同様である。また、図１４に示すように、スペーサ５１Ｃ〜５４Ｃは、それぞれ、その頂部に塗布された半田を介して、接続端子４１ａ〜４１ｄと接合している。
【００６７】
このような構成の第４実施形態においても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上、本発明の圧電デバイスおよび圧電デバイスの製造方法を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。また、本発明の圧電デバイスは、前記各実施形態のうち、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００６８】
また、前述した実施形態では、４つのスペーサの全てが、実装基板側またはパッケージ側に形成されている構成（すなわち、全ての金属ワイヤの両端が実装基板側またはパッケージ側に接合された構成）について説明したが、これに限定されず、例えば、４つのスペーサのうちの少なくとも１つをパッケージ側に形成し、他のスペーサを実装基板上に形成してもよい。
【００６９】
また、前述した実施形態では、４つのスペーサを実装基板（またはパッケージ）の各角部付近に形成する構成について説明したが、これに限定されず、例えば、４つのスペーサを実装基板（またはパッケージ）の各辺付近に形成してもよい。また、スペーサの数も、パッケージを支持固定することができれば、特に限定されず、１つであってもよいし、２つ、３つ、５つ以上の複数であってもよい。
【００７０】
また、前述した実施形態では、ＩＣと実装基板上の配線パターンとをワイヤボンディングにより電気的に接続した構成について説明したが、ＩＣと配線パターンとの電気的接続は、これに限定されず、例えば、ＩＣと配線パターンとを半田ボールを介して電気的に接続する構成（いわゆるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ））であってもよい。
また、前述した実施形態では、圧電振動片として弾性表面波素子を用いた構成について説明したが、圧電振動片としては、これに限定されず、例えば、厚みすべり型振動片または音叉型振動片等の振動片や水晶等の圧電体を用いたジャイロセンサであってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１……圧電デバイス ２……圧電振動片（弾性表面波素子） ２１……圧電体基板 ２２……ＩＤＴ ２２ａ、２２ｂ……電極 ２２１ａ、２２１ｂ……電極指 ２３ａ、２３ｂ……反射器 ２４ａ、２４ｂ……引出電極 ３……パッケージ ３１……ベース基板 ３２……枠部材 ３３……蓋部材 ３４ａ、３４ｂ……内部端子 ３５ａ〜３５ｄ……外部端子 ３９ａ、３９ｂ……導電性接着剤 ４……実装基板 ４１ａ〜４１ｄ……接続端子 ４２……配線パターン ４３……実装端子 ４４……接着部材 ４５……金属ワイヤ ５１〜５４、５１Ａ〜５４Ａ、５１Ｂ〜５４Ｂ、５１Ｃ〜５４Ｃ……スペーサ ５１１〜５１３、５１１Ａ、５１２Ａ、５１１Ｂ〜５１４Ｂ、５１１Ｃ〜５１３Ｃ……金属ワイヤ ６……電子部品（ＩＣ） ８……モールド材 ９……半田 １０１……キャピラリー １０２……金属ワイヤ １０３……ワイヤクランプ １０４……第１ボンド １０５……第２ボンド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片を収容し、外底面を有するパッケージと、
部品実装面を有する実装基板と、
前記パッケージの前記外底面および前記実装基板の前記部品実装面間に配置され、前記外底面および前記部品実装面間に隙間を形成するスペーサと、
前記外底面および前記部品実装面間の前記隙間に配置され、前記圧電振動片を駆動する電子部品とを有し、
前記スペーサは、前記部品実装面または前記外底面に両端部が接合された金属ワイヤを有し、
前記金属ワイヤは、前記両端部の間にループ形状を有することを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記金属ワイヤの前記両端部は、それぞれ、前記実装基板の前記部品実装面に接合され、
前記パッケージの前記外底面に形成された外部端子が、導電性の接合材により、前記金属ワイヤの頂部に固着されている請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記金属ワイヤの前記両端部は、それぞれ、前記パッケージの前記外底面に接合され、
前記実装基板上に形成された接続端子が、前記金属ワイヤの頂部に導電性の接合材により固着されている請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記金属ワイヤは、ワイヤボンディングにより形成されている請求項２または３に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記スペーサを複数有し、
複数の前記スペーサは、それぞれ、前記金属ワイヤを複数有している請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項６】
複数の前記金属ワイヤは、少なくとも、前記実装基板の平面視にて、並設された一対の前記金属ワイヤを含んでいる請求項５に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
複数の前記金属ワイヤは、少なくとも、前記実装基板の平面視にて、互いに交わるように設けられた一対の前記金属ワイヤを含んでいる請求項５に記載の圧電デバイス。
【請求項８】
圧電振動片を収容し外底面を有するパッケージと、部品実装面を有する実装基板と、前記パッケージの前記外底面および前記実装基板の前記部品実装面間に配置され前記外底面および前記部品実装面間に隙間を形成するスペーサと、前記外底面および前記部品実装面間の前記隙間に配置され前記圧電振動片を駆動する電子部品とを有する圧電デバイスの製造方法であって、
ループ形状を有する金属ワイヤの両端部を、前記部品実装面および前記外底面の少なくとも何れか一方に接合することにより前記スペーサを形成するスペーサ形成工程と、
前記パッケージの前記外底面と、前記実装基板の前記部品実装面とを前記スペーサを介して接続する接続工程とを有していることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記スペーサ形成工程において、前記金属ワイヤの前記接合は、ワイヤボンディングによりなされる請求項８に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記実装基板の前記部品実装面には端子が形成されており、
前記スペーサ形成工程では、前記金属ワイヤの少なくとも一端部を前記端子に接合して前記スペーサを形成し、前記端子と前記電子部品とをワイヤボンディングにより接続する請求項９に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記接続工程の後に、前記隙間にモールド材を充填するモールド工程を有し、
前記モールド工程は、前記圧電デバイスに前記パッケージと前記実装基板とを接近させる方向の力を加え、前記金属ワイヤを弾性変形させることにより、前記パッケージと前記実装基板との離間距離を外力が作用していない状態と比較して小さくした状態で行われる請求項８ないし１０のいずれかに記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１】
圧電振動片を収容し、外底面を有するパッケージと、
部品実装面を有する実装基板と、
前記パッケージの前記外底面および前記実装基板の前記部品実装面間に配置され、前記外底面および前記部品実装面間に隙間を形成するスペーサと、
前記外底面および前記部品実装面間の前記隙間に配置され、前記圧電振動片を駆動する電子部品とを有し、
前記スペーサは、前記部品実装面または前記外底面に両端部が接合された金属ワイヤを有し、
前記金属ワイヤは、前記両端部の間にループ形状を有することを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記金属ワイヤの前記両端部は、それぞれ、前記実装基板の前記部品実装面に接合され、
前記パッケージの前記外底面に形成された外部端子が、導電性の接合材により、前記金属ワイヤの頂部に固着されている請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記金属ワイヤの前記両端部は、それぞれ、前記パッケージの前記外底面に接合され、
前記実装基板上に形成された接続端子が、前記金属ワイヤの頂部に導電性の接合材により固着されている請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記金属ワイヤは、ワイヤボンディングにより形成されている請求項２または３に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記スペーサを複数有し、
複数の前記スペーサは、それぞれ、前記金属ワイヤを複数有している請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項６】
複数の前記金属ワイヤは、少なくとも、前記実装基板の平面視にて、並設された一対の前記金属ワイヤを含んでいる請求項５に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
複数の前記金属ワイヤは、少なくとも、前記実装基板の平面視にて、互いに交わるように設けられた一対の前記金属ワイヤを含んでいる請求項５に記載の圧電デバイス。
【請求項８】
圧電振動片を収容し外底面を有するパッケージと、部品実装面を有する実装基板と、前記パッケージの前記外底面および前記実装基板の前記部品実装面間に配置され前記外底面および前記部品実装面間に隙間を形成するスペーサと、前記外底面および前記部品実装面間の前記隙間に配置され前記圧電振動片を駆動する電子部品とを有する圧電デバイスの製造方法であって、
ループ形状を有する金属ワイヤの両端部を、前記部品実装面および前記外底面の少なくとも何れか一方に接合することにより前記スペーサを形成するスペーサ形成工程と、
前記パッケージの前記外底面と、前記実装基板の前記部品実装面とを前記スペーサを介して接続する接続工程とを有していることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記スペーサ形成工程において、前記金属ワイヤの前記接合は、ワイヤボンディングによりなされる請求項８に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記実装基板の前記部品実装面には端子が形成されており、
前記スペーサ形成工程では、前記金属ワイヤの少なくとも一端部を前記端子に接合して前記スペーサを形成し、前記端子と前記電子部品とをワイヤボンディングにより接続する請求項９に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記接続工程の後に、前記隙間にモールド材を充填するモールド工程を有し、
前記モールド工程は、前記圧電デバイスに前記パッケージと前記実装基板とを接近させる方向の力を加え、前記金属ワイヤを弾性変形させることにより、前記パッケージと前記実装基板との離間距離を外力が作用していない状態と比較して小さくした状態で行われる請求項８ないし１０のいずれかに記載の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１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−２０６５０５（Ｐ２０１０−２０６５０５Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４９５６０（Ｐ２００９−４９５６０）
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
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