説明

圧電デバイスの製造方法

【課題】水晶振動素子が容器体若しくは蓋体に接触することなく水平に搭載すると共に、安定した周波数を出力する圧電デバイスを得ることができる製造方法を提供することにある。
【解決手段】 本発明の圧電デバイスの製造方法は、凹部が形成されている容器体に導電性接着剤を塗布すると共に、該導電性接着剤に上斜形状になるように圧電振動素子を配置する工程Aと、前記容器体を反転させ、ジグに該圧電振動素子を接触させながら、前記導電性接着剤を硬化させる工程Bと、前記容器体に蓋体を搭載し、気密封止する工程Cとを含むものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる圧電デバイスに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の圧電デバイスとしては、例えば図に示すように、セラミック材料等から成る容器体の凹部に設けられている搭載パッドに導電性接着剤を塗布し、水晶振動素子を搭載する。該水晶振動素子を搭載後、熱を印加することにより、導電性接着剤を硬化させて固定する。更に前記容器体の上面に金属製の蓋体を載置・固定することにより水晶振動素子を気密封止した構造のものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開2002―111435号公報(第5−6頁、図2) なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上述した従来の圧電デバイスの製造方法においては、該導電性接着剤を硬化させる際に、樹脂の収縮によって、水晶振動素子が傾斜してしまうので容器体若しくは蓋体に接触してしまい、発振周波数が変動してしまうという欠点があった。
【0004】
本発明は上述の欠点に鑑みて案出されたもので、その目的は、水晶振動素子が容器体若しくは蓋体に接触することなく水平に搭載すると共に、安定した周波数を出力する圧電デバイスを得ることができる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】
【0005】
本発明の圧電デバイスの製造方法は、凹部が形成されている容器体に導電性接着剤を塗布すると共に、該導電性接着剤に上斜形状になるように圧電振動素子を配置する工程Aと、前記容器体を反転させ、ジグに該圧電振動素子を接触させながら、前記導電性接着剤を硬化させる工程Bと、前記容器体に蓋体を搭載し、気密封止する工程Cとを含むものである。
【0006】
また本発明の圧電デバイスの製造方法は、工程Aの際に、前記容器体が複数個配置されたシート基板を用いることを特徴とするものである。
【0007】
更に本発明の圧電デバイスの製造方法は、工程Bの際に、使用するジグに突起部が設けられていることを特徴とするものである。
【0008】
また更に本発明の圧電デバイスの製造方法は、前記ジグに設けられた突起部が弾性材料で形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、凹部が形成されている容器体に導電性接着剤を塗布すると共に、該導電性接着剤に上斜形状になるように圧電振動素子を配置し、前記容器体を反転させ、ジグに該圧電振動素子を接触させながら、前記導電性接着剤を硬化させることによって、該圧電振動素子を水平に保持することができるので、発振周波数を安定して出力することが可能となる。
【0010】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、前記容器体が複数個配置されたシート基板を用いることによって、シート基板自体が、圧電振動素子搭載用のキャリアとして機能させることができる。
従って、個々の容器体を固定するのに使用されるキャリア等の製造設備は不要になると共に、シート基板の分割によって得られた個片をキャリアに装着するといった煩雑な工程も不要となり、これによって圧電デバイスの生産性を向上させることが可能となる。
【0011】
更に本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、工程Bの際に、使用するジグに突起部が設けられていることによって、該圧電振動素子との接触面積を最小限にすることができるので、該圧電振動素子への影響を緩和することが可能となる。
【0012】
また更に本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、前記ジグに設けられた突起部が弾性材料で形成されていることによって、該圧電振動素子にかかる応力を吸収することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
図1は本発明の一実施形態に係る圧電デバイスの分解斜視図であり、同図に示す圧電デバイスは、容器体1に圧電振動素子2が搭載され、また、圧電振動素子2を封止するように蓋体3が取着された構造を有している。圧電振動素子の一例として水晶振動素子2が挙げられる。
【0014】
前記容器体1は、例えば、ガラス−セラミック等のセラミック材料によって形成されており、その凹部4には、水晶振動素子2が配設され、上面には、封止用導体パターン5、下面にはグランド端子、電源電圧端子、発振出力端子等の外部端子8が設けられている。これらの外部端子8は、圧電デバイスをマザーボード等の外部電気回路に搭載する際、外部電気回路の回路配線と電気的に接続されるようになっている。
【0015】
前記蓋体3に金錫(Au−Sn)等の封止材7を被着形成し、前記蓋体3と容器体1の封止用導体パターン5とを接続することにより、気密封止する。
【0016】
また容器体1の上面には、その所定位置に、水晶振動素子2の励振電極に接続される一対の搭載パッド6が設けられており、対応するパッド(電極)同士を半田等の導電性接着剤9を介して電気的・機械的に接続することによって、所定位置に搭載されている。
搭載されている水晶振動素子2は、所定の結晶軸でカットした水晶片の両主面に一対の励振電極を被着・形成してなり、外部からの変動電圧が一対の励振電極を介して水晶片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こす。
【0017】
次に上述した圧電デバイスの製造方法について図2を用いて説明する。
ここで、図2(a)〜(c)は本発明の製造方法を説明するための断面図である。
(工程A)
最初に、図2(a)に示すように上述した容器体1の凹部4内に、水晶振動素子2を搭載する。
この容器体1は、例えば、ガラス−セラミック等のセラミック材料によって形成されており、容器体1がガラス−セラミックから成る場合、アルミナセラミックス等から成るセラミック材料粉末にガラス粉末、有機溶剤、有機バインダ等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートを複数枚積層してプレス成形することによってセラミックグリーンシートの積層体を形成し、これを高温で焼成することによって製作される。
尚、前記凹部4は、前記積層体の上部に配されるセラミックグリーンシートの所定位置、具体的には、各基板領域Aの中央域に空間領域を形成しておくことによって形成される。
【0018】
前記容器体1の凹部4に設けられた搭載パッド6に従来周知のディスペンス方法によって、導電性接着剤9を塗布する。前記導電性接着剤9は、シリコン樹脂やポリイミド樹脂等から成る樹脂材料中にAg等から成る導電性粒子を所定量、添加・混合してなるものである。
【0019】
前記搭載パッド6に塗布された導電性接着剤9の上面に該水晶振動素子2を搭載する。前記水晶振動素子2は、所定の結晶軸でカットした水晶片の両主面に一対の励振電極を被着・形成してなり、外部からの変動電圧が一対の励振電極を介して水晶片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こすようになっている。
【0020】
(工程B)
次に、図2(b)に示すように前記容器体1を反転させると共に、ジグ10に前記水晶振動素子2を接触させながら、前記導電性接着剤9を硬化させる。
ジグ10は、凸形状が形成されており、容器体1の凹部4に嵌め込むようにし、搭載されている前記水晶振動素子2に接触させることによって、前記水晶振動素子2を水平に保持することが可能となる。
【0021】
(工程C)
最後に、図2(c)に示すように前記容器体1に蓋体3を搭載し、気密封止する。
前記蓋体3は、例えば、42アロイやコバール,リン青銅等の金属から成る、厚み60μm〜100μmの金属板を従来周知の板金加工にて所定形状に加工することによって製作される。
このような前記蓋体3を、容器体1の封止用導体パターン5に金錫(Au−Sn)等からなる封止材7を介して載置させ、しかる後、これを例えば、300℃〜350℃の温度に保たれた加熱炉の中に入れ、前記封止材7を高温で加熱・溶融させることによって、蓋体3が容器体1に接合される。その後、一体化された容器体1と蓋体3は徐々に室温まで冷却される。
【0022】
また、レーザ光やハロゲンランプ等を用いて、封止材7を溶融することによって、前記蓋体3が前記容器体1に接合する方法もある。
前記ハロゲンランプは、バルブ内にタングステンフィラメントを備え、ハロゲンガスを封入したものである。このタングステンフィラメントが通電加熱されると、ハロゲンガスと反応し、タングステン−ハロゲン化合物が生成される。タングステン−ハロゲン化合物は、バルブ内の対流により、タングステン−ハロゲン化合物がフィラメント付近に運ばれ、高温によりタングステンとハロゲンガスに分解されて、タングステンは、フィラメントに沈殿するというハロゲンサイクルを繰り返し、光ビームを発生するものである。
【0023】
尚、本発明は上述の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、改良が可能である。また、図3(a)〜(c)は本発明をシート状態で製造した状態を示したもので、各状態については、図2と同様である。
【0024】
ここで、図4に示す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デバイス内部を示す断面図からわかるように、図2(b)の工程では前記容器体1を反転させると共に、ジグ10に前記水晶振動素子2を接触させながら、前記導電性接着剤9を硬化させる場合に、ジグ10に半球状の突起部11が設けられていることによって、該水晶振動素子2との接触面積を最小限にすることができるので、該水晶振動素子2への影響を緩和することが可能となる。
更にジグ10に設けられた突起部11が、エポキシ樹脂等の弾性材料で形成されていることによって、該水晶振動素子2にかかる応力を吸収することが可能となる。なお、上述する内容は図3についても当てはまるものである。
【0025】
上述した実施形態においては、圧電振動素子として水晶振動素子を用いた表面実装型の水晶発振器を例にとって説明したが、これに代えて、圧電振動素子として弾性表面波(SAW)フィルタ等の他の圧電振動素子を用いる場合にも本発明は適用可能である。
【0026】
また上述の実施形態においては、凹部5を有する容器体1を複数個隣接させて、これらをマトリックス状に配置したシート基板12を用いても構わない。
ここで、シート基板12は、水晶振動素子2を搭載する際は水晶振動素子用のキャリアとして、蓋体3を封止材7上に取り付ける際は蓋体取り付け用のキャリアとして機能するようになっている。従って、従来例のように、個々の容器体1を固定するのに使用されるキャリア等の製造設備は不要であり、シート基板12の分割によって得られた個片をキャリアに装着するといった煩雑な工程も不要となる。これにより、圧電デバイスの生産性を向上させることが可能となる
【0027】
更に上述の実施形態においては、導電性接着剤を硬化させる際に、硬化炉を用いていたが、水平に保持する為のジグ内に熱源を形成することによって、導電性接着剤を硬化させても構わない。また、部分的に加熱するようにしても構わない。
【0028】
また更に上述の実施形態においては、水平に保持する為のジグ10にガス抜き用の開口を形成しても構わない。このように前記ガス抜き用の開口を設けることにより、硬化時に導電性接着剤から発生するガスを排出することができるので、水晶振動素子2に付着することがないので安定した発振周波数を出力することができる。
【0029】
更にまた上述の実施形態においては、水平に保持する為のジグ10と真空吸引装置を接続することによって、水晶振動素子2を引き付けるようにしても構わない。このように真空吸引装置で水晶振動素子2を引き付けることによって、導電性接着剤9の硬化時に、該水晶振動素子2が容器体1側に傾斜することを防止し、水平に保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の一実施形態に係る圧電デバイスの外観斜視図である。
【図2】(a)乃至(c)は、本発明の一実施形態に係る圧電デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図3】(a)乃至(c)は、本発明を他の実施状態で表現する圧電デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図4】本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法得られる圧電デバイスの内部を示す断面図である。
【符号の説明】
【0031】
1・・・容器体
2・・・水晶振動素子(圧電振動素子)
3・・・蓋体
4・・・凹部
5・・・封止用導体パターン
6・・・搭載パッド
7・・・封止材
8・・・外部端子
9・・・導電性接着剤
10・・・ジグ
11・・・突起部
12・・・シート基板

【特許請求の範囲】
【請求項1】
凹部が形成されている容器体に導電性接着剤を塗布すると共に、該導電性接着剤に上斜形状になるように圧電振動素子を配置する工程Aと、
前記容器体を反転させ、ジグに該圧電振動素子を接触させながら、前記導電性接着剤を硬化させる工程Bと、
前記容器体に蓋体を搭載し、気密封止する工程Cとを含む圧電デバイスの製造方法。
【請求項2】
工程Aの際に、前記容器体が複数個配置されたシート基板を用いることを特徴とする請求項1記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項3】
工程Bの際に、使用するジグに突起部が設けられていることを特徴とする請求項1記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項4】
前記ジグに設けられた突起部が弾性材料で形成されていることを特徴とする請求項3記載の圧電デバイスの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2007−158456(P2007−158456A)
【公開日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−347085(P2005−347085)
【出願日】平成17年11月30日(2005.11.30)
【出願人】(000104722)京セラキンセキ株式会社 (870)
【Fターム(参考)】