圧電デバイスおよびその製造方法
【課題】圧電振動素子の発振周波数の変動を低減することができ、時間の低減をし、生産性を向上させることができる圧電デバイス及びその製造方法の提供。
【解決手段】基板部１１０ａと、該基板部の一方の主面に設けられる第１の枠部１１０ｂと、基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部１１０ｃとからなる素子搭載部材１１０と、第１の凹部空間Ｋ１内に設けられた圧電振動素子搭載パッド１１１に搭載されている圧電振動素子１２０と、第１の凹部空間を気密封止する蓋部材１３０と、一方の主面に設けられているサーミスタ素子搭載パッド２１２と他方の主面の角に外部接続用電極端子Ｇが設けられている絶縁基板２１０と、サーミスタ素子搭載パッドに搭載されているとサーミスタ素子１４０と、を備え、サーミスタ素子が基板部と第２の枠部とで形成される第２の凹部空間Ｋ２内に収容される様に、素子搭載部材１１０と絶縁基板２１０とが接合されている。
【解決手段】基板部１１０ａと、該基板部の一方の主面に設けられる第１の枠部１１０ｂと、基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部１１０ｃとからなる素子搭載部材１１０と、第１の凹部空間Ｋ１内に設けられた圧電振動素子搭載パッド１１１に搭載されている圧電振動素子１２０と、第１の凹部空間を気密封止する蓋部材１３０と、一方の主面に設けられているサーミスタ素子搭載パッド２１２と他方の主面の角に外部接続用電極端子Ｇが設けられている絶縁基板２１０と、サーミスタ素子搭載パッドに搭載されているとサーミスタ素子１４０と、を備え、サーミスタ素子が基板部と第２の枠部とで形成される第２の凹部空間Ｋ２内に収容される様に、素子搭載部材１１０と絶縁基板２１０とが接合されている。
【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及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電デバイスは、その例として素子搭載部材、圧電振動素子、サーミスタ素子、蓋部材とから主に構成されている構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
素子搭載部材は、基板部と第１の枠部と第２の枠部で構成されている。
基板部の主面に第２の枠部が設けて、第２の凹部空間が形成され、第２の枠部に第１の枠部を設けて第１の凹部空間が形成されている。
第１の凹部空間内に露出する第２の枠部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。
第２の凹部空間内に露出する基板部の一方の主面には、サーミスタ素子搭載パッドが設けられている。
また、基板部の他方の主面の４隅には、外部接続用電極端子が設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド上には、導電性接着剤を介して電気的に接続される一対の励振用電極を表裏主面に有した圧電振動素子が搭載されている。この圧電振動素子を囲繞する素子搭載部材の第１の枠部の頂面には金属製の蓋部材が被せられ、接合されている。これにより第１の凹部空間と第２の凹部空間が気密封止されている。
また、サーミスタ素子搭載パッド上には、半田等の導電性接合材を介して接続されるサーミスタ素子が搭載されている。
サーミスタ素子は、その温度での抵抗値が、外部接続用電極端子を介して圧電デバイスの外へ出力される。
サーミスタ素子は、温度変化によって電気抵抗が顕著な変化を示すものであり、この抵抗値の変化から電圧が変化するため、抵抗値と電圧との関係及び電圧と温度との関係により、出力された抵抗値を電圧に換算することで、そのときの電圧から温度情報を得ることができる。例えば、電子機器等のメインＩＣ内で温度情報に換算することができる。
また、外部接続用電極端子は、２個一対の水晶振動素子用電極端子と、２個一対のサーミスタ素子用電極端子により構成されている。その水晶振動素子用電極端子は、対角に配置されている。また、サーミスタ素子用電極端子も同様に、対角に配置されている。
【０００３】
また、従来の圧電デバイスの製造方法は、素子搭載部材に形成された第１の凹部空間内に導電性接合材を塗布し、サーミスタ素子を搭載するサーミスタ素子搭載工程と、前記第１の凹部空間内に導電性接着剤を塗布し、圧電振動素子を搭載する圧電振動素子搭載工程と、前記第１の凹部空間内を蓋部材により気密封止する蓋部材接合工程とを含むことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０５９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の圧電デバイスにおいては、第１の凹部空間内に設けられた第２の凹部空間内に、サーミスタ素子が導電性接合材を介してサーミスタ搭載パッドに搭載され、第１の凹部空間が気密封止されていることにより、前記導電性接合材から発生したガスがサーミスタ素子に付着することでサーミスタ素子が劣化してしまうといった課題があった。また、サーミスタ素子が劣化してしまうことで、サーミスタ素子から出力された抵抗値を電圧に換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報との差異が大きくなってしまうといった課題があった。
【０００６】
また、従来の圧電デバイスの製造方法においては、圧電デバイスを小型化すると、サーミスタ素子搭載工程で素子搭載部材に導電性接合材を塗布する際に、時間がかかりすぎてしまうため、生産性が低下してしまうといった課題があった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、
圧電振動素子の発振周波数の変動を低減することができ、時間の低減をし、生産性を向上させることができる圧電デバイス及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧電デバイスは、基板部と、この基板部の一方の主面に設けられる第１の枠部と、基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部とからなる素子搭載部材と、基板部と第１の枠部とで形成される第１の凹部空間内に露出した基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、第１の凹部空間を気密封止する蓋部材と、一方の主面に設けられているサーミスタ素子搭載パッドと他方の主面の角に２個一対の圧電振動素子用電極端子と２個一対のサーミスタ素子用電極端子とから構成されている外部接続用電極端子が設けられている絶縁基板と、サーミスタ素子搭載パッドに搭載されているとサーミスタ素子と、を備え、サーミスタ素子が基板部と第２の枠部とで形成される第２の凹部空間内に収容されるように、素子搭載部材と絶縁基板とが接合されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の圧電デバイスの製造方法は、基板部と第１の枠部とで第１の凹部空間が形成され、基板部と第２の枠部とで第２の凹部空間が形成されている素子搭載部材の第１の凹部空間内に圧電振動素子が搭載され、第１の凹部空間を蓋体で気密封止されている圧電振動子と、サーミスタ素子が搭載された絶縁基板とが接続する圧電デバイスの製造方法であって、絶縁基板が複数個設けられている絶縁基板ウェハの各絶縁基板の主面に設けられた圧電振動子用搭載パッドとサーミスタ素子搭載パッドに導電性接合材を印刷する導電性接合材印刷工程と、各絶縁基板の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッドにサーミスタ素子を搭載するサーミスタ素子搭載工程と、サーミスタ素子を圧電振動子の第２の凹部空間に収容するようにして、各絶縁基板の主面に設けられた圧電振動子搭載パッドに圧電振動子を搭載する圧電振動子搭載工程と、導電性接合材を熱処理により硬化させる熱処理硬化工程と、絶縁基板ウェハを外周縁部に沿って切断することで、絶縁基板を絶縁基板ウェハより切り離し、複数個の圧電デバイスを同時に得る切断分離工程と、を具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧電デバイスによれば、素子搭載部材の第１の凹部空間内に圧電振動素子が導電性接着剤を介して圧電振動素子搭載パッドに搭載され、絶縁基板の主面にサーミスタ素子が導電性接合材を介してサーミスタ搭載パッドに搭載されているように別々に搭載されているため、前記導電性接合材から発生したガスが圧電振動素子に付着することがなくなる。よって、圧電振動子の発振周波数が変動してしまうことを防ぐことができる。
また、導電性接合材から発生したガスが、第２の凹部空間が気密封止されていないため、サーミスタ素子に付着することを低減し、サーミスタ素子が劣化することを低減することができる。よって、サーミスタ素子から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報との差異を低減することができる。
【００１１】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、絶縁基板ウェハの各絶縁基板の主面に設けられた圧電振動子搭載パッドとサーミスタ素子搭載パッドに導電性接合材を印刷する導電性接合材印刷工程によって、個別に導電性接合材を塗布する必要がなく、絶縁基板ウェハに一括で導電性接合材を印刷することができるので、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の導電性接合材印刷工程を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法のサーミスタ素子搭載工程を示す断面図であり、（ｃ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の圧電振動子搭載工程を示す断面図であり、（ｄ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の切断分離工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた場合について説明する。
【００１４】
本発明の実施形態に係る圧電デバイス２００は、図１及び図２に示すように、素子搭載部材１１０と圧電振動素子１２０と蓋部材１３０とで構成されている水晶振動子１００と、絶縁基板２１０と、サーミスタ素子１４０で主に構成されている。
この圧電デバイス２００は、前記素子搭載部材１１０に形成されている第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が搭載され、絶縁基板２１０に搭載されているサーミスタ素子１４０を前記素子搭載部材１１０に形成されている第２の凹部空間Ｋ２内に収容するようにして、前記素子搭載部材１１０と絶縁基板２１０とが接合されている。その第１の凹部空間Ｋ１が蓋部材１３０により気密封止された構造となっている。
【００１５】
圧電振動子１００は、素子搭載部材１１０と、圧電振動素子１２０と、蓋部材１３０とによって構成されている。
【００１６】
圧電振動素子１２０は、図１及び図２に示すように、水晶素板１２１に励振用電極１２２を被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板１２１は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極１２２は、前記水晶素板１２１の表裏両主面に金属を所定のパターンで被着・形成したものである。
このような圧電振動素子１２０は、その両主面に被着されている励振用電極１２２から延出する引き出し電極１２３と第１の凹部空間Ｋ１内底面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１１１とを、導電性接着剤ＤＳを介して電気的且つ機械的に接続することによって第１の凹部空間Ｋ１に搭載される。このときの引き出し電極１２３が設けられた一辺とは反対側の自由端となる端辺を圧電振動素子１２０の先端部とする。
【００１７】
図１〜図２に示すように、素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａと、第１の枠部１１０ｂ、第２の枠部１１０ｃとで主に構成されている。
この素子搭載部材１１０は、前記基板部１１０ａの一方の主面に第１の枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間Ｋ１が形成されている。また、素子搭載部材１１０の他方の主面に第２の枠部１１０ｃが設けられて、第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
尚、この素子搭載部材１１０を構成する基板部１１０ａ及び第２の枠部１１０ｃは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミックス等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。
第１の枠部１１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。
また、第１の枠部１１０ｂは、基板部１１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜ＨＢ上にロウ付けなどにより接続される。
第１の凹部空間Ｋ１内で露出した基板部１１０ａの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている。
また、図１〜図３に示すように素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａの他方の主面と第２の枠部１１０ｃによって第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
【００１８】
前記素子搭載部材１１０の第２の枠部１１０ｃの圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている面とは反対側の主面の４隅には、絶縁基板接続端子Ｔが設けられている。
【００１９】
蓋部材１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。このような蓋部材１３０は、第１の凹部空間Ｋ１を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、蓋部材１３０は、所定雰囲気で、素子搭載部材１１０の第１の枠部１１０ｂ上に載置され、第１の枠部１１０ｂの表面の金属と蓋部材１３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、第１の枠部１１０ｂに接合される。
【００２０】
図１〜図２に示す絶縁基板２１０は、例えばシリコン、ガラスエポキシ樹脂、ガラス等により形成され、絶縁基板２１０の一方の主面の中心付近には、サーミスタ素子搭載パッド２１２が設けられており、４角には圧電振動子搭載パッド２１１が設けられている。
また、絶縁基板２１０の他方の主面には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
外部接続用電極端子Ｇは、２個一対の圧電振動素子用電極端子と２個一対のサーミスタ素子用電極端子により構成されている。
２個一対の圧電振動素子用電極端子は、前記絶縁基板２１０の他方の主面の対角に設けられている。
また、２個一対のサーミスタ素子用電極端子は、絶縁基板２１０の前記圧電振動素子用電極端子が設けられている位置と異なる２つの隅部に設けられている。つまり、前記サーミスタ素子用電極端子は、前記圧電振動素子用電極端子が設けられている対角とは異なる絶縁基板２１０の他方の主面の対角に設けられている。
【００２１】
図１〜図２に示すサーミスタ素子１４０は、温度変化によって電気抵抗が顕著な変化を示すものであり、この抵抗値の変化から電圧が変化するため、抵抗値と電圧との関係及び電圧と温度との関係により、出力された抵抗値を電圧に換算することで、換算して得られた電圧から温度情報を得ることができる。
サーミスタ素子１４０は、その温度での抵抗値が、外部接続用電極端子Ｇを介して圧電デバイス１００の外へ出力されることにより、例えば、電子機器等のメインＩＣ（図示せず）で出力された抵抗値を電圧に換算することで温度情報を得ることができる。
サーミスタ素子１４０は、図２に示すように、絶縁基板２１０に設けられたサーミスタ素子搭載パッド２１２に半田等の導電性接合材ＨＤを介して搭載されている。
【００２２】
圧電振動素子搭載パッド１１１といずれかの絶縁基板接続端子Ｔは、前記素子搭載部材１１０の第２の凹部空間Ｋ２内の基板部１１０ａに形成された部分を有する圧電振動素子用配線パターン１１３と、基板部１１０ａに設けられた第１のビア導体１１４と、基板部１１０ａ及び第２の枠部１１０ｃの内部に形成された第２のビア導体１１５により接続されている。
また、図２に示すように、絶縁基板２１０の主面に設けられている圧電振動子搭載パッド２１１と外部接続用電極端子Ｇは、第４のビア導体２１３を介して接続されている。
また、図２に示すように、絶縁基板接続端子Ｔと圧電振動子搭載パッド２１１が導電性接合材ＨＤを介して接合されている。
つまり、圧電振動素子搭載パッド１１１は、絶縁基板接続端子Ｔと圧電振動子搭載パッド２１１を介していずれか２つの外部接続用電極端子Ｇと電気的に接続されている。
【００２３】
また、図２に示すように、サーミスタ素子搭載パッド２１２といずれか２つの外部接続用電極端子Ｇは、前記絶縁基板２１０の第５のビア導体２１４とサーミスタ素子用内部配線パターン２１５と第６のビア導体２１６とを介して接続されている。
【００２４】
蓋部材１３０は、図２に示すように、第３のビア導体１１６を介して、絶縁基板接続端子Ｔのうちの１つと電気的に接続されている。
また、図２に示すように、絶縁基板２１０の主面に設けられている圧電振動子搭載パッド２１１と外部接続用電極端子Ｇは、第４のビア導体２１３を介して接続されている。
また、図２に示すように、絶縁基板接続端子Ｔと圧電振動子搭載パッド２１１が導電性接合材ＨＤを介して接合されている。
つまり、蓋部材１３０は、第３のビア導体１１６と、絶縁基板接続端子Ｔと、サーミスタ素子搭載パッド２１２と、第４のビア導体２１３とを介して、いずれか１つの外部接続用電極端子Ｇと電気的に接続され、グランドと接続されることになる。
【００２５】
前記導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。
【００２６】
尚、前記素子搭載部材１１０は、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に圧電振動素子搭載パッド１１１、サーミスタ素子搭載パッド１１２、封止用導体膜ＨＢ、外部接続用電極端子Ｇ等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に第１のビア導体１１４、第２のビア導体１１５、第３のビア導体１１７等となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
【００２７】
本発明の圧電デバイス１００によれば、素子搭載部材１１０の第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が導電性接着剤ＤＳを介して圧電振動素子搭載パッド１１１に搭載され、絶縁基板２１０の主面にサーミスタ素子１４０が導電性接合材ＨＤを介してサーミスタ搭載パッド１１２に搭載されているように別々に搭載されているため、前記導電性接合材ＨＤから発生したガスが圧電振動素子１２０に付着することがなくなる。よって、圧電デバイス１００の発振周波数が変動してしまうことを防ぐことができる。
また、導電性接合材ＨＤから発生したガスが、第２の凹部空間が気密封止されていないため、サーミスタ素子１４０に付着することを低減し、サーミスタ素子１４０が劣化することを低減することができる。よって、サーミスタ素子１４０から出力された抵抗値を換算することで得られた電圧から温度情報を得ることができる。このようにして得られた温度情報と、実際の圧電振動素子１２０の周囲の温度情報との差異を低減することが可能となる。
【００２８】
次に本発明の圧電デバイスの製造方法について図３を用いて説明する。
（導電性接合材印刷工程）
図３（ａ）及に示すように、導電性接合材印刷工程は、前記絶縁基板２１０が複数個設けられている絶縁基板ウェハＷの各絶縁基板２１０の主面に設けられた圧電振動子用搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２に導電性接合材ＨＤを印刷する工程である。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、絶縁基板ウェハＷは、絶縁基板２１０が複数個マトリクス状に配置することによって構成されている。
このような絶縁基板ウェハＷは、例えば、シリコンやガラス、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁材料で形成された一枚板である絶縁基板を従来周知の打ち抜き加工法やフォトエッチング加工法等により形成される。絶縁基板２１０の一方の主面には、圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２とが設けられ、他方の主面の４角には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２と外部接続用電極端子Ｇとは、Ｎｉメッキ、Ａｕメッキを施すことにより形成されている。
【００３０】
また、絶縁基板ウェハＷの各絶縁基板２１０の圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２に、半田等の導電性接合材ＨＤをスクリーン印刷等により、印刷する。これは、絶縁基板２１０の圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２に対応する箇所に孔が形成されているマスク治具（図示せず）を置き、印刷手段により複数の圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２に一括で形成することができる。
【００３１】
（サーミスタ素子搭載工程）
図３（ｂ）に示すように、サーミスタ素子搭載工程は、前記各絶縁基板２１０の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッド２１２にサーミスタ素子１４０を搭載する工程である。
このようにすることで、サーミスタ素子１４０をサーミスタ素子搭載パッド２１２に搭載されることになる。
【００３２】
（圧電振動子搭載工程）
図３（ｃ）に示すように、サーミスタ素子１４０を前記圧電振動子１００の第２の凹部空間Ｋ２に収容するようにして、前記各絶縁基板２１０の主面に設けられた圧電振動子搭載パッド２１１に圧電振動子１００を搭載する工程である。
【００３３】
圧電振動子１００は、図２に示すように、基板部１１０ａと第１の枠部１１０ｂとで第１の凹部空間Ｋ１が形成された素子搭載部材１１０の前記第１の凹部空間Ｋ１内に露出する前記基板部１１０ａの一方の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッド１１１に圧電振動素子１２０が搭載され、第１の凹部空間Ｋ１は、蓋体１３０で気密封止されている。
また、前記素子搭載部材の基板部１１０ａと第２の枠部１１０ｃとで第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
前記第２の枠部１１０ｃの他方の主面の４隅に設けられている絶縁基板接続端子と絶縁基板２１０の一方の主面に設けられた圧電振動子搭載パッド２１１に導電性接合材ＨＤを介して搭載する。この際に、圧電振動子１００は、絶縁基板２１０に搭載されているサーミスタ素子１４０を第２の凹部空間Ｋ２内に入るようにして搭載する。
【００３４】
（熱処理硬化工程）
熱処理硬化工程は、導電性接合材ＨＤを熱処理することにより硬化させる工程である。
前記導電性接合材ＨＤに約２８０〜３００℃の熱を印加することにより、導電性接合材ＨＤが溶融することで硬化させる。
導電性接合材ＨＤを硬化することにより、サーミスタ素子１４０は、サーミスタ素子搭載パッドに接合され、圧電振動子１００は、圧電振動子搭載パッド２１１に接合されることになる。これによりサーミスタ素子１４０は、サーミスタ素子搭載パッド２１２と導通固着され、圧電振動子１００は、圧電振動子搭載パッド２１１と導通固着されることになる。
【００３５】
（切断分離工程）
図３（ｄ）に示すように、切断分離工程は、前記絶縁基板ウェハＷを外周縁部に沿って切断することで、絶縁基板２１０を前記絶縁基板ウェハＷより切り離し、複数個の圧電デバイス２００を同時に得る工程である。
【００３６】
前記絶縁基板ウェハＷの切断は、ダイサーを用いたダイシングやレーザによる切断によって行なわれ、前記絶縁基板ウェハＷが個々の絶縁基板２１０に分割される。これにより、複数個の圧電デバイス２００が同時に得られる。
ダイサーとしては、例えば、ダイヤモンド砥粒等を電鋳により固定した円盤状の電鋳ブレードやダイヤモンド砥粒等を、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を結合材として使用したレジンブレードがある。
レーザとしては、ＹＡＧレーザの３倍波で、波長が例えば、３００〜４００ｎｍのものを用いる。
【００３７】
本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、絶縁基板ウェハＷの各絶縁基板２１０の主面に設けられた圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２に導電性接合材ＨＤを印刷する導電性接合材印刷工程によって、個別に導電性接合材ＨＤを塗布する必要がなく、絶縁基板ウェハＷに一括で導電性接合材ＨＤを印刷することができるので、生産性を向上することができる。
【００３８】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子１２０を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
【００３９】
また、前記した実施形態では、素子搭載部材１１０を構成する第１の枠部１１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている場合を説明したが、第１の枠部１１０ｂがセラミック材料からなり、中心が打ち抜かれた枠状になっていても構わない。また、その際には、第１の枠部１１０ｂの主面には、封止用導体パターンが設けられ、蓋部材１３０に設けられた封止部材１３１と接合されることで、第１の凹部空間Ｋ１内が気密封止される。
【符号の説明】
【００４０】
１１０・・・素子搭載部材
１１０ａ・・・基板部
１１０ｂ・・・第１の枠部
１１０ｃ・・・第２の枠部
１１１・・・圧電振動素子搭載パッド
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・引き出し電極
１３０・・・蓋部材
１４０・・・サーミスタ素子
２１０・・・絶縁基板
２１１・・・圧電振動子搭載パッド
２１２・・・サーミスタ素子搭載パッド
１００・・・圧電デバイス
Ｋ１・・・第１の凹部空間
Ｋ２・・・第２の凹部空間
ＤＳ・・・導電性接着剤
ＨＤ・・・導電性接合材
ＨＢ・・・封止用導体膜
Ｔ・・・絶縁基板接続用端子
Ｇ・・・外部接続用電極端子
Ｗ・・・絶縁基板ウェハ
【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及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電デバイスは、その例として素子搭載部材、圧電振動素子、サーミスタ素子、蓋部材とから主に構成されている構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
素子搭載部材は、基板部と第１の枠部と第２の枠部で構成されている。
基板部の主面に第２の枠部が設けて、第２の凹部空間が形成され、第２の枠部に第１の枠部を設けて第１の凹部空間が形成されている。
第１の凹部空間内に露出する第２の枠部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。
第２の凹部空間内に露出する基板部の一方の主面には、サーミスタ素子搭載パッドが設けられている。
また、基板部の他方の主面の４隅には、外部接続用電極端子が設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド上には、導電性接着剤を介して電気的に接続される一対の励振用電極を表裏主面に有した圧電振動素子が搭載されている。この圧電振動素子を囲繞する素子搭載部材の第１の枠部の頂面には金属製の蓋部材が被せられ、接合されている。これにより第１の凹部空間と第２の凹部空間が気密封止されている。
また、サーミスタ素子搭載パッド上には、半田等の導電性接合材を介して接続されるサーミスタ素子が搭載されている。
サーミスタ素子は、その温度での抵抗値が、外部接続用電極端子を介して圧電デバイスの外へ出力される。
サーミスタ素子は、温度変化によって電気抵抗が顕著な変化を示すものであり、この抵抗値の変化から電圧が変化するため、抵抗値と電圧との関係及び電圧と温度との関係により、出力された抵抗値を電圧に換算することで、そのときの電圧から温度情報を得ることができる。例えば、電子機器等のメインＩＣ内で温度情報に換算することができる。
また、外部接続用電極端子は、２個一対の水晶振動素子用電極端子と、２個一対のサーミスタ素子用電極端子により構成されている。その水晶振動素子用電極端子は、対角に配置されている。また、サーミスタ素子用電極端子も同様に、対角に配置されている。
【０００３】
また、従来の圧電デバイスの製造方法は、素子搭載部材に形成された第１の凹部空間内に導電性接合材を塗布し、サーミスタ素子を搭載するサーミスタ素子搭載工程と、前記第１の凹部空間内に導電性接着剤を塗布し、圧電振動素子を搭載する圧電振動素子搭載工程と、前記第１の凹部空間内を蓋部材により気密封止する蓋部材接合工程とを含むことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０５９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の圧電デバイスにおいては、第１の凹部空間内に設けられた第２の凹部空間内に、サーミスタ素子が導電性接合材を介してサーミスタ搭載パッドに搭載され、第１の凹部空間が気密封止されていることにより、前記導電性接合材から発生したガスがサーミスタ素子に付着することでサーミスタ素子が劣化してしまうといった課題があった。また、サーミスタ素子が劣化してしまうことで、サーミスタ素子から出力された抵抗値を電圧に換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報との差異が大きくなってしまうといった課題があった。
【０００６】
また、従来の圧電デバイスの製造方法においては、圧電デバイスを小型化すると、サーミスタ素子搭載工程で素子搭載部材に導電性接合材を塗布する際に、時間がかかりすぎてしまうため、生産性が低下してしまうといった課題があった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、
圧電振動素子の発振周波数の変動を低減することができ、時間の低減をし、生産性を向上させることができる圧電デバイス及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧電デバイスは、基板部と、この基板部の一方の主面に設けられる第１の枠部と、基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部とからなる素子搭載部材と、基板部と第１の枠部とで形成される第１の凹部空間内に露出した基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、第１の凹部空間を気密封止する蓋部材と、一方の主面に設けられているサーミスタ素子搭載パッドと他方の主面の角に２個一対の圧電振動素子用電極端子と２個一対のサーミスタ素子用電極端子とから構成されている外部接続用電極端子が設けられている絶縁基板と、サーミスタ素子搭載パッドに搭載されているとサーミスタ素子と、を備え、サーミスタ素子が基板部と第２の枠部とで形成される第２の凹部空間内に収容されるように、素子搭載部材と絶縁基板とが接合されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の圧電デバイスの製造方法は、基板部と第１の枠部とで第１の凹部空間が形成され、基板部と第２の枠部とで第２の凹部空間が形成されている素子搭載部材の第１の凹部空間内に圧電振動素子が搭載され、第１の凹部空間を蓋体で気密封止されている圧電振動子と、サーミスタ素子が搭載された絶縁基板とが接続する圧電デバイスの製造方法であって、絶縁基板が複数個設けられている絶縁基板ウェハの各絶縁基板の主面に設けられた圧電振動子用搭載パッドとサーミスタ素子搭載パッドに導電性接合材を印刷する導電性接合材印刷工程と、各絶縁基板の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッドにサーミスタ素子を搭載するサーミスタ素子搭載工程と、サーミスタ素子を圧電振動子の第２の凹部空間に収容するようにして、各絶縁基板の主面に設けられた圧電振動子搭載パッドに圧電振動子を搭載する圧電振動子搭載工程と、導電性接合材を熱処理により硬化させる熱処理硬化工程と、絶縁基板ウェハを外周縁部に沿って切断することで、絶縁基板を絶縁基板ウェハより切り離し、複数個の圧電デバイスを同時に得る切断分離工程と、を具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧電デバイスによれば、素子搭載部材の第１の凹部空間内に圧電振動素子が導電性接着剤を介して圧電振動素子搭載パッドに搭載され、絶縁基板の主面にサーミスタ素子が導電性接合材を介してサーミスタ搭載パッドに搭載されているように別々に搭載されているため、前記導電性接合材から発生したガスが圧電振動素子に付着することがなくなる。よって、圧電振動子の発振周波数が変動してしまうことを防ぐことができる。
また、導電性接合材から発生したガスが、第２の凹部空間が気密封止されていないため、サーミスタ素子に付着することを低減し、サーミスタ素子が劣化することを低減することができる。よって、サーミスタ素子から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報との差異を低減することができる。
【００１１】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、絶縁基板ウェハの各絶縁基板の主面に設けられた圧電振動子搭載パッドとサーミスタ素子搭載パッドに導電性接合材を印刷する導電性接合材印刷工程によって、個別に導電性接合材を塗布する必要がなく、絶縁基板ウェハに一括で導電性接合材を印刷することができるので、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の導電性接合材印刷工程を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法のサーミスタ素子搭載工程を示す断面図であり、（ｃ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の圧電振動子搭載工程を示す断面図であり、（ｄ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の切断分離工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた場合について説明する。
【００１４】
本発明の実施形態に係る圧電デバイス２００は、図１及び図２に示すように、素子搭載部材１１０と圧電振動素子１２０と蓋部材１３０とで構成されている水晶振動子１００と、絶縁基板２１０と、サーミスタ素子１４０で主に構成されている。
この圧電デバイス２００は、前記素子搭載部材１１０に形成されている第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が搭載され、絶縁基板２１０に搭載されているサーミスタ素子１４０を前記素子搭載部材１１０に形成されている第２の凹部空間Ｋ２内に収容するようにして、前記素子搭載部材１１０と絶縁基板２１０とが接合されている。その第１の凹部空間Ｋ１が蓋部材１３０により気密封止された構造となっている。
【００１５】
圧電振動子１００は、素子搭載部材１１０と、圧電振動素子１２０と、蓋部材１３０とによって構成されている。
【００１６】
圧電振動素子１２０は、図１及び図２に示すように、水晶素板１２１に励振用電極１２２を被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板１２１は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極１２２は、前記水晶素板１２１の表裏両主面に金属を所定のパターンで被着・形成したものである。
このような圧電振動素子１２０は、その両主面に被着されている励振用電極１２２から延出する引き出し電極１２３と第１の凹部空間Ｋ１内底面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１１１とを、導電性接着剤ＤＳを介して電気的且つ機械的に接続することによって第１の凹部空間Ｋ１に搭載される。このときの引き出し電極１２３が設けられた一辺とは反対側の自由端となる端辺を圧電振動素子１２０の先端部とする。
【００１７】
図１〜図２に示すように、素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａと、第１の枠部１１０ｂ、第２の枠部１１０ｃとで主に構成されている。
この素子搭載部材１１０は、前記基板部１１０ａの一方の主面に第１の枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間Ｋ１が形成されている。また、素子搭載部材１１０の他方の主面に第２の枠部１１０ｃが設けられて、第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
尚、この素子搭載部材１１０を構成する基板部１１０ａ及び第２の枠部１１０ｃは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミックス等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。
第１の枠部１１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。
また、第１の枠部１１０ｂは、基板部１１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜ＨＢ上にロウ付けなどにより接続される。
第１の凹部空間Ｋ１内で露出した基板部１１０ａの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている。
また、図１〜図３に示すように素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａの他方の主面と第２の枠部１１０ｃによって第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
【００１８】
前記素子搭載部材１１０の第２の枠部１１０ｃの圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている面とは反対側の主面の４隅には、絶縁基板接続端子Ｔが設けられている。
【００１９】
蓋部材１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。このような蓋部材１３０は、第１の凹部空間Ｋ１を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、蓋部材１３０は、所定雰囲気で、素子搭載部材１１０の第１の枠部１１０ｂ上に載置され、第１の枠部１１０ｂの表面の金属と蓋部材１３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、第１の枠部１１０ｂに接合される。
【００２０】
図１〜図２に示す絶縁基板２１０は、例えばシリコン、ガラスエポキシ樹脂、ガラス等により形成され、絶縁基板２１０の一方の主面の中心付近には、サーミスタ素子搭載パッド２１２が設けられており、４角には圧電振動子搭載パッド２１１が設けられている。
また、絶縁基板２１０の他方の主面には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
外部接続用電極端子Ｇは、２個一対の圧電振動素子用電極端子と２個一対のサーミスタ素子用電極端子により構成されている。
２個一対の圧電振動素子用電極端子は、前記絶縁基板２１０の他方の主面の対角に設けられている。
また、２個一対のサーミスタ素子用電極端子は、絶縁基板２１０の前記圧電振動素子用電極端子が設けられている位置と異なる２つの隅部に設けられている。つまり、前記サーミスタ素子用電極端子は、前記圧電振動素子用電極端子が設けられている対角とは異なる絶縁基板２１０の他方の主面の対角に設けられている。
【００２１】
図１〜図２に示すサーミスタ素子１４０は、温度変化によって電気抵抗が顕著な変化を示すものであり、この抵抗値の変化から電圧が変化するため、抵抗値と電圧との関係及び電圧と温度との関係により、出力された抵抗値を電圧に換算することで、換算して得られた電圧から温度情報を得ることができる。
サーミスタ素子１４０は、その温度での抵抗値が、外部接続用電極端子Ｇを介して圧電デバイス１００の外へ出力されることにより、例えば、電子機器等のメインＩＣ（図示せず）で出力された抵抗値を電圧に換算することで温度情報を得ることができる。
サーミスタ素子１４０は、図２に示すように、絶縁基板２１０に設けられたサーミスタ素子搭載パッド２１２に半田等の導電性接合材ＨＤを介して搭載されている。
【００２２】
圧電振動素子搭載パッド１１１といずれかの絶縁基板接続端子Ｔは、前記素子搭載部材１１０の第２の凹部空間Ｋ２内の基板部１１０ａに形成された部分を有する圧電振動素子用配線パターン１１３と、基板部１１０ａに設けられた第１のビア導体１１４と、基板部１１０ａ及び第２の枠部１１０ｃの内部に形成された第２のビア導体１１５により接続されている。
また、図２に示すように、絶縁基板２１０の主面に設けられている圧電振動子搭載パッド２１１と外部接続用電極端子Ｇは、第４のビア導体２１３を介して接続されている。
また、図２に示すように、絶縁基板接続端子Ｔと圧電振動子搭載パッド２１１が導電性接合材ＨＤを介して接合されている。
つまり、圧電振動素子搭載パッド１１１は、絶縁基板接続端子Ｔと圧電振動子搭載パッド２１１を介していずれか２つの外部接続用電極端子Ｇと電気的に接続されている。
【００２３】
また、図２に示すように、サーミスタ素子搭載パッド２１２といずれか２つの外部接続用電極端子Ｇは、前記絶縁基板２１０の第５のビア導体２１４とサーミスタ素子用内部配線パターン２１５と第６のビア導体２１６とを介して接続されている。
【００２４】
蓋部材１３０は、図２に示すように、第３のビア導体１１６を介して、絶縁基板接続端子Ｔのうちの１つと電気的に接続されている。
また、図２に示すように、絶縁基板２１０の主面に設けられている圧電振動子搭載パッド２１１と外部接続用電極端子Ｇは、第４のビア導体２１３を介して接続されている。
また、図２に示すように、絶縁基板接続端子Ｔと圧電振動子搭載パッド２１１が導電性接合材ＨＤを介して接合されている。
つまり、蓋部材１３０は、第３のビア導体１１６と、絶縁基板接続端子Ｔと、サーミスタ素子搭載パッド２１２と、第４のビア導体２１３とを介して、いずれか１つの外部接続用電極端子Ｇと電気的に接続され、グランドと接続されることになる。
【００２５】
前記導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。
【００２６】
尚、前記素子搭載部材１１０は、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に圧電振動素子搭載パッド１１１、サーミスタ素子搭載パッド１１２、封止用導体膜ＨＢ、外部接続用電極端子Ｇ等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に第１のビア導体１１４、第２のビア導体１１５、第３のビア導体１１７等となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
【００２７】
本発明の圧電デバイス１００によれば、素子搭載部材１１０の第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が導電性接着剤ＤＳを介して圧電振動素子搭載パッド１１１に搭載され、絶縁基板２１０の主面にサーミスタ素子１４０が導電性接合材ＨＤを介してサーミスタ搭載パッド１１２に搭載されているように別々に搭載されているため、前記導電性接合材ＨＤから発生したガスが圧電振動素子１２０に付着することがなくなる。よって、圧電デバイス１００の発振周波数が変動してしまうことを防ぐことができる。
また、導電性接合材ＨＤから発生したガスが、第２の凹部空間が気密封止されていないため、サーミスタ素子１４０に付着することを低減し、サーミスタ素子１４０が劣化することを低減することができる。よって、サーミスタ素子１４０から出力された抵抗値を換算することで得られた電圧から温度情報を得ることができる。このようにして得られた温度情報と、実際の圧電振動素子１２０の周囲の温度情報との差異を低減することが可能となる。
【００２８】
次に本発明の圧電デバイスの製造方法について図３を用いて説明する。
（導電性接合材印刷工程）
図３（ａ）及に示すように、導電性接合材印刷工程は、前記絶縁基板２１０が複数個設けられている絶縁基板ウェハＷの各絶縁基板２１０の主面に設けられた圧電振動子用搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２に導電性接合材ＨＤを印刷する工程である。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、絶縁基板ウェハＷは、絶縁基板２１０が複数個マトリクス状に配置することによって構成されている。
このような絶縁基板ウェハＷは、例えば、シリコンやガラス、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁材料で形成された一枚板である絶縁基板を従来周知の打ち抜き加工法やフォトエッチング加工法等により形成される。絶縁基板２１０の一方の主面には、圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２とが設けられ、他方の主面の４角には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２と外部接続用電極端子Ｇとは、Ｎｉメッキ、Ａｕメッキを施すことにより形成されている。
【００３０】
また、絶縁基板ウェハＷの各絶縁基板２１０の圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２に、半田等の導電性接合材ＨＤをスクリーン印刷等により、印刷する。これは、絶縁基板２１０の圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２に対応する箇所に孔が形成されているマスク治具（図示せず）を置き、印刷手段により複数の圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２に一括で形成することができる。
【００３１】
（サーミスタ素子搭載工程）
図３（ｂ）に示すように、サーミスタ素子搭載工程は、前記各絶縁基板２１０の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッド２１２にサーミスタ素子１４０を搭載する工程である。
このようにすることで、サーミスタ素子１４０をサーミスタ素子搭載パッド２１２に搭載されることになる。
【００３２】
（圧電振動子搭載工程）
図３（ｃ）に示すように、サーミスタ素子１４０を前記圧電振動子１００の第２の凹部空間Ｋ２に収容するようにして、前記各絶縁基板２１０の主面に設けられた圧電振動子搭載パッド２１１に圧電振動子１００を搭載する工程である。
【００３３】
圧電振動子１００は、図２に示すように、基板部１１０ａと第１の枠部１１０ｂとで第１の凹部空間Ｋ１が形成された素子搭載部材１１０の前記第１の凹部空間Ｋ１内に露出する前記基板部１１０ａの一方の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッド１１１に圧電振動素子１２０が搭載され、第１の凹部空間Ｋ１は、蓋体１３０で気密封止されている。
また、前記素子搭載部材の基板部１１０ａと第２の枠部１１０ｃとで第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
前記第２の枠部１１０ｃの他方の主面の４隅に設けられている絶縁基板接続端子と絶縁基板２１０の一方の主面に設けられた圧電振動子搭載パッド２１１に導電性接合材ＨＤを介して搭載する。この際に、圧電振動子１００は、絶縁基板２１０に搭載されているサーミスタ素子１４０を第２の凹部空間Ｋ２内に入るようにして搭載する。
【００３４】
（熱処理硬化工程）
熱処理硬化工程は、導電性接合材ＨＤを熱処理することにより硬化させる工程である。
前記導電性接合材ＨＤに約２８０〜３００℃の熱を印加することにより、導電性接合材ＨＤが溶融することで硬化させる。
導電性接合材ＨＤを硬化することにより、サーミスタ素子１４０は、サーミスタ素子搭載パッドに接合され、圧電振動子１００は、圧電振動子搭載パッド２１１に接合されることになる。これによりサーミスタ素子１４０は、サーミスタ素子搭載パッド２１２と導通固着され、圧電振動子１００は、圧電振動子搭載パッド２１１と導通固着されることになる。
【００３５】
（切断分離工程）
図３（ｄ）に示すように、切断分離工程は、前記絶縁基板ウェハＷを外周縁部に沿って切断することで、絶縁基板２１０を前記絶縁基板ウェハＷより切り離し、複数個の圧電デバイス２００を同時に得る工程である。
【００３６】
前記絶縁基板ウェハＷの切断は、ダイサーを用いたダイシングやレーザによる切断によって行なわれ、前記絶縁基板ウェハＷが個々の絶縁基板２１０に分割される。これにより、複数個の圧電デバイス２００が同時に得られる。
ダイサーとしては、例えば、ダイヤモンド砥粒等を電鋳により固定した円盤状の電鋳ブレードやダイヤモンド砥粒等を、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を結合材として使用したレジンブレードがある。
レーザとしては、ＹＡＧレーザの３倍波で、波長が例えば、３００〜４００ｎｍのものを用いる。
【００３７】
本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、絶縁基板ウェハＷの各絶縁基板２１０の主面に設けられた圧電振動子搭載パッド２１１とサーミスタ素子搭載パッド２１２に導電性接合材ＨＤを印刷する導電性接合材印刷工程によって、個別に導電性接合材ＨＤを塗布する必要がなく、絶縁基板ウェハＷに一括で導電性接合材ＨＤを印刷することができるので、生産性を向上することができる。
【００３８】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子１２０を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
【００３９】
また、前記した実施形態では、素子搭載部材１１０を構成する第１の枠部１１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている場合を説明したが、第１の枠部１１０ｂがセラミック材料からなり、中心が打ち抜かれた枠状になっていても構わない。また、その際には、第１の枠部１１０ｂの主面には、封止用導体パターンが設けられ、蓋部材１３０に設けられた封止部材１３１と接合されることで、第１の凹部空間Ｋ１内が気密封止される。
【符号の説明】
【００４０】
１１０・・・素子搭載部材
１１０ａ・・・基板部
１１０ｂ・・・第１の枠部
１１０ｃ・・・第２の枠部
１１１・・・圧電振動素子搭載パッド
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・引き出し電極
１３０・・・蓋部材
１４０・・・サーミスタ素子
２１０・・・絶縁基板
２１１・・・圧電振動子搭載パッド
２１２・・・サーミスタ素子搭載パッド
１００・・・圧電デバイス
Ｋ１・・・第１の凹部空間
Ｋ２・・・第２の凹部空間
ＤＳ・・・導電性接着剤
ＨＤ・・・導電性接合材
ＨＢ・・・封止用導体膜
Ｔ・・・絶縁基板接続用端子
Ｇ・・・外部接続用電極端子
Ｗ・・・絶縁基板ウェハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板部と、この基板部の一方の主面に設けられる第１の枠部と、前記基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部とからなる素子搭載部材と、
前記基板部と前記第１の枠部とで形成される第１の凹部空間内に露出した前記基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、
前記第１の凹部空間を気密封止する蓋部材と、
一方の主面に設けられているサーミスタ素子搭載パッドと他方の主面の角に２個一対の圧電振動素子用電極端子と２個一対のサーミスタ素子用電極端子とから構成されている外部接続用電極端子が設けられている絶縁基板と、
前記サーミスタ素子搭載パッドに搭載されているとサーミスタ素子と、を備え、
前記サーミスタ素子が前記基板部と前記第２の枠部とで形成される第２の凹部空間内に収容されるように、前記素子搭載部材と前記絶縁基板とが接合されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
基板部と第１の枠部とで第１の凹部空間が形成され、基板部と第２の枠部とで第２の凹部空間が形成されている素子搭載部材の前記第１の凹部空間内に圧電振動素子が搭載され、前記第１の凹部空間を蓋体で気密封止されている圧電振動子と、サーミスタ素子が搭載された絶縁基板とが接続する圧電デバイスの製造方法であって、
前記絶縁基板が複数個設けられている絶縁基板ウェハの各絶縁基板の主面に設けられた圧電振動子用搭載パッドとサーミスタ素子搭載パッドに導電性接合材を印刷する導電性接合材印刷工程と、
前記各絶縁基板の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッドにサーミスタ素子を搭載するサーミスタ素子搭載工程と、
前記サーミスタ素子を前記圧電振動子の第２の凹部空間に収容するようにして、前記各絶縁基板の主面に設けられた圧電振動子搭載パッドに圧電振動子を搭載する圧電振動子搭載工程と、
前記導電性接合材を熱処理により硬化させる熱処理硬化工程と、
前記絶縁基板ウェハを外周縁部に沿って切断することで、絶縁基板を前記絶縁基板ウェハより切り離し、複数個の圧電デバイスを同時に得る切断分離工程と、を具備することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項１】
基板部と、この基板部の一方の主面に設けられる第１の枠部と、前記基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部とからなる素子搭載部材と、
前記基板部と前記第１の枠部とで形成される第１の凹部空間内に露出した前記基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、
前記第１の凹部空間を気密封止する蓋部材と、
一方の主面に設けられているサーミスタ素子搭載パッドと他方の主面の角に２個一対の圧電振動素子用電極端子と２個一対のサーミスタ素子用電極端子とから構成されている外部接続用電極端子が設けられている絶縁基板と、
前記サーミスタ素子搭載パッドに搭載されているとサーミスタ素子と、を備え、
前記サーミスタ素子が前記基板部と前記第２の枠部とで形成される第２の凹部空間内に収容されるように、前記素子搭載部材と前記絶縁基板とが接合されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
基板部と第１の枠部とで第１の凹部空間が形成され、基板部と第２の枠部とで第２の凹部空間が形成されている素子搭載部材の前記第１の凹部空間内に圧電振動素子が搭載され、前記第１の凹部空間を蓋体で気密封止されている圧電振動子と、サーミスタ素子が搭載された絶縁基板とが接続する圧電デバイスの製造方法であって、
前記絶縁基板が複数個設けられている絶縁基板ウェハの各絶縁基板の主面に設けられた圧電振動子用搭載パッドとサーミスタ素子搭載パッドに導電性接合材を印刷する導電性接合材印刷工程と、
前記各絶縁基板の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッドにサーミスタ素子を搭載するサーミスタ素子搭載工程と、
前記サーミスタ素子を前記圧電振動子の第２の凹部空間に収容するようにして、前記各絶縁基板の主面に設けられた圧電振動子搭載パッドに圧電振動子を搭載する圧電振動子搭載工程と、
前記導電性接合材を熱処理により硬化させる熱処理硬化工程と、
前記絶縁基板ウェハを外周縁部に沿って切断することで、絶縁基板を前記絶縁基板ウェハより切り離し、複数個の圧電デバイスを同時に得る切断分離工程と、を具備することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１４２６８８（Ｐ２０１２−１４２６８８Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９２４４３（Ｐ２０１０−２９２４４３）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラクリスタルデバイス株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラクリスタルデバイス株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
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