圧電デバイスおよびその製造方法

【課題】実装基板に対するパッケージの所定位置からのずれを防止または抑制し、信頼性の高い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。
【解決手段】圧電デバイス１は、圧電振動片２を収容したパッケージ３と、実装基板４と、パッケージ３と実装基板４との間に隙間を形成するスペーサ５１〜５４と、電子部品６とを有している。スペーサ５１〜５４のうちのスペーサ５１、５２は、金属ろう７によりパッケージ３に固定され、スペーサ５３、５４は、熱硬化性接着剤８によりパッケージ３に固定される。熱硬化性接着剤８によるスペーサ５３、５４とパッケージ３の固定は、金属ろう７によるスペーサ５１、５２とパッケージ３の固定に先立って行われる。

【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。
【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振動子を位置させるように、水晶振動子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実装された集積回路（ＩＣ）とを有している。
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を核の周囲に、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を支持することができるようになっている。
【０００３】
しかしながら、このような圧電デバイスでは、接続部材のハンダを溶融・固化し、接続部材と回路基板および接続部材とパッケージが、それぞれ接合されるまでは、パッケージが回路基板に対して変位し易い。特に、４つの接続部材の溶融は、必ずしも同時に起こるわけではなく、４つの接続部材の溶融開始時刻がずれると、最後に溶融する接続部材を軸として、パッケージがその面方向に変位する。
このように、特許文献１の圧電デバイスでは、パッケージの配設位置が所定位置に対してずれるという問題がある。パッケージの配設位置が所定位置に対してずれると、例えば、回路基板と圧電振動片とを電気的に接続できなかったり、圧電デバイスの大型化（異形化）を招いたりしてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
本発明の目的は、パッケージの所定位置からのずれを防止または抑制し、信頼性の高い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】
【０００６】
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、以下の形態又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たパッケージと、
前記パッケージを実装する実装基板と、
前記パッケージと前記実装基板との間に設けられ、前記パッケージと前記実装基板との間に隙間を形成する複数のスペーサと、
前記隙間に位置するように配置され、前記圧電振動片を駆動する電子部品と、
を有し、
前記複数のスペーサのうちの少なくとも１つは、第１の固定材料により前記パッケージに固定され、他の前記スペーサの少なくとも１つは、第２の固定材料により前記パッケージに固定されており、
前記第１の固定材料は、金属ろうであり、
前記第２の固定材料は、前記第１の固定材料に先立って前記スペーサと前記パッケージとを接着固定する接着剤であることを特徴とする。
これにより、パッケージの所定位置からのずれを防止または抑制でき、信頼性の高い圧電デバイスが得られる。
【０００７】
［適用例２］
本発明の圧電デバイスは、圧電振動片を収容したパッケージと、
前記パッケージを実装する実装基板と、
前記パッケージと前記実装基板との間に設けられ、前記パッケージと前記実装基板との間に隙間を形成する複数のスペーサと、
前記隙間に位置するように配置され、前記圧電振動片を駆動する電子部品と、
を有し、
前記複数のスペーサのうちの少なくとも１つは、第１の固定材料により前記パッケージに固定され、他の前記スペーサの少なくとも１つは、第２の固定材料により前記パッケージに固定されており、
前記第１の固定材料は、金属ろうであり、
前記第２の固定材料は、前記第１の固定材料に先立って前記スペーサと前記パッケージとを接着固定する接着剤であり、
前記接着剤は、前記金属ろうの融点よりも低い硬化温度を有する熱硬化性接着剤であることを特徴とする。
これにより、熱硬化性接着剤の硬化温度以上かつ金属ろうの融点以下の温度に加熱することにより、金属ろうを溶融させずに、熱硬化性接着剤を硬化させることができる。そのため、簡単に、熱硬化性接着剤によるスペーサとパッケージとの固定を、金属ろうによるスペーサとパッケージとの固定に先立って行うことができる。
【０００８】
［適用例３］
本発明の圧電デバイスでは、前記接着剤の前記硬化温度は、前記金属ろうの前記融点よりも１０度以上低いことが好ましい。
これにより、金属ろうは溶融しないが、熱硬化性接着剤は硬化する温度範囲を比較的広く確保することができる。
【０００９】
［適用例４］
本発明の圧電デバイスでは、前記複数のスペーサのうちの前記第２の固定材料を介して前記パッケージに固定される前記スペーサは、球状の核と、前記核の表面を覆うように形成された半田とを有していることが好ましい。
これにより、核にスペーサとしての機能（すなわち、パッケージと実装基板との間に電子部品を設けるための隙間を形成する機能）を発揮させつつ、半田を介してパッケージを実装基板に固着することができる。
【００１０】
［適用例５］
本発明の圧電デバイスでは、前記複数のスペーサのうちの前記第２の固定材料を介して前記パッケージに固定される前記スペーサおよび前記接着剤は、それぞれ、導電性を有していることが好ましい。
これにより、姿勢安定スペーサを介しても、電子部品と圧電振動片とを電気的に接続することができる。
【００１１】
［適用例６］
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たパッケージを複数のスペーサを介して実装基板に実装した圧電デバイスの製造方法であって、
前記複数のスペーサのうちの少なくとも１つの前記スペーサを、接着剤を介して前記パッケージに固定する第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記複数のスペーサのうちの、前記接着剤を介して前記パッケージに固定された前記スペーサ以外の前記スペーサの少なくとも１つを、金属ろうを介して前記パッケージに固定する第２の工程とを有することを特徴とする。
これにより、パッケージの所定位置からのずれを防止または抑制でき、信頼性の高い圧電デバイスを製造することができる。
【００１２】
［適用例７］
本発明の圧電デバイスの製造方法では、前記接着剤は、前記金属ろうの融点よりも低い硬化温度の熱硬化性接着剤であり、
前記第１の工程は、前記熱硬化性接着剤の前記硬化温度より高く、かつ、前記金属ろうの前記融点よりも低い温度に加熱することにより行われることが好ましい。
これにより、熱硬化性接着剤の硬化温度以上かつ金属ろうの融点以下の温度に加熱することにより、金属ろうを溶融させずに、熱硬化性接着剤を硬化させることができる。そのため、簡単に、熱硬化性接着剤によるスペーサとパッケージとの固定を、金属ろうによるスペーサとパッケージとの固定に先立って行うことができる。
【００１３】
［適用例８］
本発明の圧電デバイスの製造方法では、前記接着剤の硬化温度は、前記金属ろうの融点よりも１０度以上低いことが好ましい。
これにより、金属ろうは溶融しないが、熱硬化性接着剤は硬化する温度範囲を比較的広く確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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断面図である。
【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説明する断面図である。
【図７】図５に示す圧電デバイスの製造方法を説明する断面図である。
【図８】図５に示す圧電デバイスの製造方法を説明する断面図である。
【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パッケージの下面図である。
【図１０】図９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１１】本発明の第３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１２】図１１に示す圧電デバイスが備える実装基板の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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断面図、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、図５に示す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では、後述する配線パターン４２の図示を省略している。また、以下の説明では、図１〜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３と、スペーサ５１〜５４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上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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、四硼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。
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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発振器等のＳＡＷデバイスを構成することができる。
【００２０】
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。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とを有しており、ベース基板３１と、枠部材３２と、蓋部材３３とが、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、接着剤やろう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。
【００２１】
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。
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
また、図２に示すように、ベース基板３１の下面には、その四隅（角）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上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。
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。
【００２５】
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いる。また、実装基板４は、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。
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。
【００２６】
図１ないし図３に示すように、実装基板４の上面（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。なお、図３では、配線パターン４２の図示を省略している。
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。
【００２７】
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、電子部品６の特性検査や、電子部品６内部の各種情報（例えば、圧電デバイス１の温度補償情報）の書き換え（調整）を行うための書込端子を形成してもよい。
【００２８】
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。
【００２９】
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。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。
【００３０】
図３に示すように、４つのスペーサ５１〜５４のうち、スペーサ５１は、実装基板４の接続端子４１ａ上に設けられており、スペーサ５２は、接続端子４１ｂ上に設けられており、スペーサ５３は、接続端子４１ｃ上に設けられており、スペーサ５４は、接続端子４１ｄ上に設けられている。
これら４つのスペーサは、前述したように、実装基板４とパッケージ３の間にＩＣ６を搭載するための隙間を形成するためのものであるが、さらに、スペーサ５１、５２は、ＩＣ６と圧電振動片２とを電気的に接続する電気接続スペーサとしての機能も有し、スペーサ５３、５４は、パッケージ３の姿勢を安定させる姿勢安定スペーサとしての機能も有している。
【００３１】
以下、これらスペーサ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、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。
図４に示すように、スペーサ５１は、略球状をなしている。このようなスペーサ５１は、球状の核５１１と、核５１１の表面にコーティングされた半田（導電性材料層）５１２とで構成されている。また、核５１１は、半田５１２の融点よりも高い融点を有している。核５１１の構成材料としては、半田５１２の融点より高い材料であれば、特に限定されず、例えば、金、銀、銅等の各種金属材料を用いることができる。
【００３２】
後述するように、このようなスペーサ５１を半田５１２の融点以上かつ核５１１の融点以下に加熱し、半田５１２を溶融・固化することにより、核５１１にスペーサとしての機能（すなわち、パッケージ３と実装基板４との間にＩＣ６を設けるための隙間を形成する機能）を発揮させつつ、半田５１２を介してパッケージ３を実装基板４に固着（固定）することができる。
【００３３】
このような構成をなすスペーサ５１〜５４のうち、パッケージ３のホット端子３５ａ、３５ｂに対応するスペーサ（電気接続スペーサ）５１、５２は、半田等の導電性を有する金属ろう（第１の固定部材）７によりホット端子３５ａ、３５ｂに固着（固定）されており、ダミー端子３５ｃ、３５ｄに対応するスペーサ（姿勢安定スペーサ）５３、５４は、それぞれ、熱硬化性接着剤（第２の固定部材）８によりダミー端子３５ｃ、３５ｄに固着（固定）されている。
【００３４】
ここで、熱硬化性接着剤８によるスペーサ５３、５４とダミー端子３５ｃ、３５ｄとの固着は、金属ろう７によるスペーサ５１、５２とホット端子３５ａ、３５ｂとの固着に先立って行われている。これにより、圧電デバイス１の製造時にて、パッケージ３の不本意な変位（所定位置からのずれ）を防止または抑制することができ、圧電デバイス１の信頼性が向上する。これについては、後に記載の圧電デバイスの製造方法の説明とともに詳述する。
【００３５】
特に、本実施形態では、スペーサ５１、５２とホット端子３５ａ、３５ｂとを、導電性を有する金属ろう７により固着している。そのため、圧電デバイス１の製造時にて、前述したパッケージ３の不本意な変位を防止することができるとともに、簡単に、ＩＣ６と圧電振動片２とを電気的に接続することができる。その結果、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。
【００３６】
熱硬化性接着剤８の硬化温度は、金属ろう７の融点よりも低く、例えば１５０度程度である。これにより、熱硬化性接着剤８の硬化温度以上かつ金属ろう７の融点以下の温度に加熱することにより、金属ろう７を溶融させずに、熱硬化性接着剤８を硬化し、スペーサ５３、５４のみをパッケージ３に固着することができる。すなわち、加熱温度を調節するだけで、簡単に、金属ろう７によるスペーサ５１、５２とパッケージ３との固着に先立って、熱硬化性接着剤８によるスペーサ５３、５４とパッケージ３との固着を行うことができる。
【００３７】
熱硬化性接着剤８の硬化温度としては、金属ろう７の融点よりも低ければ、特に限定されないが、金属ろう７の融点よりも１０度以上低いことが好ましく、２０度以上低いことがより好ましい。これにより、金属ろう７は溶融しないが、熱硬化性接着剤８は硬化する温度範囲を比較的広く確保することができ、より簡単に、金属ろう７によるスペーサ５１、５２とパッケージ３との固着に先立って、熱硬化性接着剤８によるスペーサ５３、５４とパッケージ３との固着を行うことができる。
このような熱硬化性接着剤８としては、特に限定されず、例えば、エポキシ系の接着剤等を用いることができる。
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９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９で覆ってもよい。
【００３８】
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。
圧電デバイス１の製造方法は、［１］実装基板４上にＩＣ６を搭載し、ＩＣ６と配線パターン４２とを電気的に接続するＡ工程と、［２］接続端子４１ａ〜４１ｄに、それぞれ、スペーサ５１〜５４を載置し、スペーサ５１、５２の頂部に金属ろう７を塗布するとともに、スペーサ５３、５４の頂部に熱硬化性接着剤８を塗布するＢ工程と、［３］スペーサ５１〜５４上にパッケージを載置した状態にて、スペーサ５３、５４とパッケージ３とを固着（固定）するＣ工程（第１の工程）と、［４］スペーサ５１、５２とパッケージ３とを固着（固定）するＤ工程（第２の工程）と、［５］パッケージ３と実装基板４の間の隙間にモールド材９を充填するＥ工程とを有している。以下、これら工程を詳細に説明する。
【００３９】
［１］Ａ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）をスパッタリング等により形成し、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。
【００４０】
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。その後、ワイヤボンディング（ボンディングワイヤ４５）により、ＩＣ６と配線パターン４２とを電気的に接続する。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。なお、ＩＣ６と配線パターン４２との電気的接続は、例えば、半田ボールを介して（すなわち、ＢＧＡにより）行ってもよい。
【００４１】
［２］Ｂ工程
図６（ｃ）に示すように、スペーサ５１〜５４を、それぞれ、実装基板４の接続端子４１ａ〜４１ｄ上に載置する。次いで、図６（ｄ）に示すように、スペーサ５１、５２の頂部にペースト状の金属ろう７を塗布するとともに、スペーサ５３、５４の頂部に熱硬化性接着剤８を塗布する。次いで、図７（ａ）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の上方からスペーサ５１〜５４上に載置する。この時、パッケージ３のホット端子３５ａ、３５ｂがスペーサ５１、５２と合わさるように、かつ、ダミー端子３５ｃ、３５ｄがスペーサ５３、５４と合わさるようにパッケージ３を載置する。
【００４２】
［３］Ｃ工程
熱硬化性接着剤８の硬化温度以上かつ金属ろう７の融点以下の温度に加熱し、熱硬化性接着剤８を硬化することにより、図７（ｂ）に示すように、スペーサ５３、５４とパッケージ３とを熱硬化性接着剤８により固着する。これにより、パッケージ３の面方向への不本意な変位が防止（抑制）される。
【００４３】
［４］Ｄ工程
金属ろう７の融点以上の温度に加熱し、金属ろう７を溶融・固化することにより、図７（ｃ）に示すように、スペーサ５１、５２とパッケージ３とを金属ろう７を介して固着する。また、このＤ工程では、金属ろう７を溶融するとともに、各スペーサ５１〜５４の半田（例えばスペーサ５１の半田５１２）も溶融することにより、スぺーサ５１〜５４と接続端子４１ａ〜４１ｃとを固着する。特に、スペーサ５１においては、金属ろう７と半田５１２とが相溶し、スペーサ５１とパッケージ３とが金属ろう７を介して強固に固着される（スペーサ５２についても同様）。
【００４４】
このような観点からすれば、金属ろう７と各スペーサ５１〜５４の半田（例えば半田５１２）とは、同一の材料（例えば、銀などの金属材料）を主材料として構成されているのが好ましい。これにより、金属ろう７と各スペーサ５１〜５４の半田の溶融点をほぼ等しでき、金属ろう７と半田５１２とをほぼ同時に溶融することができるため、より簡単に、上記固着を行うことができる。また、金属ろう７と半田の相溶性が良好となり、これらの接合強度も向上する。
このようにして、スペーサ５１〜５４を介してパッケージ３が実装基板４に固定され、パッケージ３の実装基板４への実装が完了し、図１に示す圧電デバイスが得られる。
【００４５】
［５］Ｅ工程
最後に、図８（ａ）に示すように、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９を充填し固化する。これにより、図５に示す圧電デバイス１が得られる。
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。なお、このＤ工程は、省略してもよい。
以上、圧電デバイス１の製造方法について説明した。
【００４６】
ここで、従来のように、全スペーサとパッケージとを金属ろうを介して接合する場合（すなわち、スペーサとパッケージとの接合を１段階で行う場合）には、金属ろうが溶融することによりその粘性が低下し、当該粘性の低下により、パッケージがスペーサに対して変位し易くなる。特に、各スペーサに設けられた金属ろう間で、溶融開始時刻が異なる場合には、パッケージの変位（位置ずれ）が顕著となる。そのため、従来のような方法では、パッケージを所望位置に配置することが困難であり、信頼性の高い圧電デバイスを得ることが困難であった。
【００４７】
これに対して、本発明では、前述したように、まず、金属ろうが溶融していない状態で、熱硬化性接着剤を硬化し、スペーサ（姿勢安定スペーサ）とパッケージとの固着を完了させた後、金属ろうを溶融・固化し、スペーサ（電気接続スペーサ）とパッケージとの固着を完了させる。このように、金属ろうを溶融する前に、スペーサ（姿勢安定スペーサ）とパッケージとを固着し、パッケージの変位が起きない（起き難い）状態としておくことにより、金属ろう７が溶融した際のパッケージの変位が効果的に防止される。したがって、本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、パッケージを所定位置に配置することができ、信頼性の高い圧電デバイスを製造することができる。
特に、本実施形態では、熱硬化性接着剤８の硬化温度が、金属ろう７の融点よりも低いため、Ｃ工程で述べたように、加熱温度を調節するだけで、簡単に、金属ろう７によるスペーサ５１、５２とパッケージ３との固着に先立って、熱硬化性接着剤８によるスペーサ５３、５４とパッケージ３との固着を行うことができる。
【００４８】
また、本実施形態では、スペーサ（電気接続スペーサ）５１、５２とパッケージ３との固着を金属ろう７で行っているため、スペーサ５１、５２を介して、ＩＣ６と圧電振動片２とを電気的に接続することができる。このように、ＩＣ６と圧電振動片２の電気的接続に用いられるスペーサ５１、５２には金属ろう７を用い、それ以外のスペーサ５３、５４には熱硬化性接着剤８を用いることにより、圧電デバイス１の製造時にて、前述したパッケージ３の不本意な変位を防止または抑制することができるとともに、簡単に、ＩＣ６と圧電振動片２とを電気的に接続することができる。
【００４９】
＜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パッケージの下面図、図１０は、図９に示す圧電デバイスが備える実装基板の上面図である。なお、図１０では、配線パターン４２の図示を省略している。また、以下の説明では、図９、図１０中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００５０】
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。
本発明の第２実施形態にかかる圧電デバイスは、パッケージ３に形成された外部端子３５ａ〜３５ｄの配置および実装基板４に形成された接続端子４１ａ〜４１ｄの配置が異なる以外は、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。
【００５１】
図９に示すように、パッケージ３の下面（ベース基板３１の下面）には、４つの外部端子３５ａ〜３５ｄが形成されている。このうち、外部端子（ホット端子）３５ａ、３５ｂは、パッケージ３の対角（図９左下の角と、右上の角）に対応するように形成されており、外部端子（ダミー端子）３５ｃ、３５ｄは、外部端子３５ａ、３５ｂが形成された対角とは別の対角（図９左上の角と、右下の角）に対応するように設けられている。
【００５２】
また、図１０に示すように、実装基板４には、接続端子４１ａ〜４１ｄが、それぞれ、パッケージ３を実装基板と対向させた時に、外部端子３５ａ〜３５ｄと対向するように形成されている。さらに、接続端子４１ａ〜４１ｄ上には、それぞれ、スペーサ５１〜５４が設けられている。
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５３】
＜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パッケージの下面図、図１２は、図１１に示す圧電デバイスが備える実装基板の上面図である。なお、図１２では、配線パターン４２の図示を省略している。なお、図１２では、配線パターン４２の図示を省略している。また、以下の説明では、図１１、図１２中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００５４】
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。
本発明の第３実施形態にかかる圧電デバイスは、パッケージ３に形成された外部端子の数および配置と、実装基板４に形成された接続端子の数および配置が異なる以外は、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。
【００５５】
図１１に示すように、パッケージ３の下面（ベース基板３１の下面）には、２つの外部端子３５ａ、３５ｂが形成されている。これら外部端子３５ａ、３５ｂは、圧電振動片２と電気的に接続するホット端子である。すなわち、本実施形態では、前述した実施形態に形成されていたダミー端子３５ｃ、３５ｄを省略している。外部端子３５ａは、パッケージ３の下面の図１１中左側に形成され、外部端子３５ｂは、図１１中右側に形成されている。
【００５６】
また、図１２に示すように、実装基板４には、２つの接続端子４１ａ、４１ｂが、それぞれ、パッケージ３を実装基板と対向させた時に、外部端子３５ａ、３５ｂと対向するように形成されている。さらに、接続端子４１ａ上には、スペーサ５１、５３が設けられており、接続端子４１ｂ上にはスペーサ５２、５４が設けられている。ここで、金属ろう７によりパッケージ３に固定されるスペーサ５１、５２は、実装基板４の対角に対応するように設けられており、熱硬化性接着剤８によりパッケージ３に固定されるスペーサ５３、５４は、スペーサ５１、５２が設けられた対角とは別の対角に対応するように設けられている。
【００５７】
このような構成では、外部端子３５ａと接続端子４１ａとが、スペーサ５１および金属ろう７を介して電気的に接続され、外部端子３５ｂと接続端子４１ｂとが、スペーサ５２および金属ろう７を介して電気的に接続される。ここで、外部端子３５ａと接続端子４１ａとの電気的接続をさらに良好とするために、熱硬化性接着剤８は、導電性を有することが好ましい。これにより、外部端子３５ａと接続端子４１ａとを、スペーサ５１および金属ろう７により電気的に接続することができるとともに、スペーサ５３および熱硬化性接着剤８によっても電気的に接続することができる。外部端子３５ｂと接続端子４１ｂとの電気的な接続についても同様である。
導電性を有する熱硬化性接着剤８としては、例えば、銀フィラー等の導電性粒子を含む熱硬化性の接着剤を用いることができる。
このような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５８】
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。
また、前述した実施形態では、圧電振動片として表面弾性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、水晶等の圧電体を用いたジャイロセンサ、音叉型圧電振動片、または矩形状の厚みすべり振動片であってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
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……ＩＤＴ２２ａ、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……ボンディングワイヤ５１〜５４……スペーサ５１１……核５１２……半田６……電子部品（ＩＣ）７……金属ろう８……熱硬化性接着剤９……モールド材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片を収容したパッケージと、
前記パッケージを実装する実装基板と、
前記パッケージと前記実装基板との間に設けられ、前記パッケージと前記実装基板との間に隙間を形成する複数のスペーサと、
前記隙間に位置するように配置され、前記圧電振動片を駆動する電子部品と、
を有し、
前記複数のスペーサのうちの少なくとも１つは、第１の固定材料により前記パッケージに固定され、他の前記スペーサの少なくとも１つは、第２の固定材料により前記パッケージに固定されており、
前記第１の固定材料は、金属ろうであり、
前記第２の固定材料は、前記第１の固定材料に先立って前記スペーサと前記パッケージとを接着固定する接着剤であることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
圧電振動片を収容したパッケージと、
前記パッケージを実装する実装基板と、
前記パッケージと前記実装基板との間に設けられ、前記パッケージと前記実装基板との間に隙間を形成する複数のスペーサと、
前記隙間に位置するように配置され、前記圧電振動片を駆動する電子部品と、
を有し、
前記複数のスペーサのうちの少なくとも１つは、第１の固定材料により前記パッケージに固定され、他の前記スペーサの少なくとも１つは、第２の固定材料により前記パッケージに固定されており、
前記第１の固定材料は、金属ろうであり、
前記第２の固定材料は、前記第１の固定材料に先立って前記スペーサと前記パッケージとを接着固定する接着剤であり、
前記接着剤は、前記金属ろうの融点よりも低い硬化温度を有する熱硬化性接着剤であることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項３】
前記接着剤の前記硬化温度は、前記金属ろうの前記融点よりも１０度以上低い請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記複数のスペーサのうちの前記第２の固定材料を介して前記パッケージに固定される前記スペーサは、球状の核と、前記核の表面を覆うように形成された半田とを有している請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記複数のスペーサのうちの前記第２の固定材料を介して前記パッケージに固定される前記スペーサおよび前記接着剤は、それぞれ、導電性を有している請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項６】
圧電振動片を収容したパッケージを複数のスペーサを介して実装基板に実装した圧電デバイスの製造方法であって、
前記複数のスペーサのうちの少なくとも１つの前記スペーサを、接着剤を介して前記パッケージに固定する第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記複数のスペーサのうちの、前記接着剤を介して前記パッケージに固定された前記スペーサ以外の前記スペーサの少なくとも１つを、金属ろうを介して前記パッケージに固定する第２の工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記接着剤は、前記金属ろうの融点よりも低い硬化温度の熱硬化性接着剤であり、
前記第１の工程は、前記熱硬化性接着剤の前記硬化温度より高く、かつ、前記金属ろうの前記融点よりも低い温度に加熱することにより行われる請求項６に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記接着剤の硬化温度は、前記金属ろうの融点よりも１０度以上低い請求項７に記載の圧電デバイスの製造方法。

【図１】