説明

振動子の製造方法

【課題】圧電素子を所定の姿勢に確実に位置決めすることで信頼性の高い圧電振動子を提供することを目的とするものである。
【解決手段】基部とこの基部から突出した少なくとも2本の脚部を有し、前記基部と脚部との間に段差部を有する圧電素子を、ベースとカバーからなるパッケージに収容した圧電振動子の製造方法であって、少なくとも、前記基部の少なくとも一部、及び前記脚部の少なくとも一部を位置決めする一対の位置決め部材により前記圧電素子を挟み込み、前記圧電素子を所定の姿勢に位置決めする工程と、前記位置決め部材により位置決めされた前記圧電素子を前記所定の姿勢に保った状態で前記ベースに搭載する工程と、前記ベースにカバーを搭載し、前記圧電素子をパッケージに収容する工程と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧電振動子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
圧電振動子は多くの分野のクロック源として多用されているが、最近では携帯電話やPDA等のモバイル機器への用途が増加している。これらのモバイル機器は小型軽量化が急速に進んでおり、使用される圧電振動子等の電子部品にも小型軽量化が要求されている。同時に表面実装化も進んでおり、表面実装に対応した様々な形態の圧電振動子が開発されている。
【0003】
図2は圧電振動子の従来例として音叉型の水晶振動子を示す図であり、(a)は、カバーを外した音叉型水晶振動子の上面図、(b)は(a)のA−A断面図である。水晶振動子は、基部1aと、基部1aから突出した2本の脚部1bを有する水晶片1を凹状のベース2に搭載し、開口面をカバー7により封止してなる。水晶片1の外形形状は音叉型であるが、2本の脚部1bの幅と各脚部1b間の間隔の和より基部1aが幅広の構造となっており、基部1aと脚部1bとの間の水晶片1側面に段差部1cを有する構造となっている。ベース2は例えば積層セラミックからなり、凹部底面に水晶電極3が形成されている。水晶電極3は外表面の実装電極(不図示)と接続している。水晶片1の表裏面には励振電極4と、支持・接続電極5が形成されている。通常、水晶片1の電極4、5は電極形状の開口部を有するマスクで水晶片1を挟持し、蒸着またはスパッタリングにより前記開口部から水晶片1の表面に金属を積層することで形成される。カバーは例えばセラミックからなり、低融点ガラス等でベース2と接合される(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
水晶片1は導電性接着剤6を介してベース2に搭載されることによりベース2の水晶電極3に支持・接続される。水晶片1のベース2に対する搭載位置は搭載前の位置決めにより決定される。図3は水晶片1の位置決め方法を示す模式図である。水晶片1は位置決め部材8a、8b、9a、9bに挟まれ、位置決め面10a、10b、11a、11bに倣って位置決めされる。この方法で水晶片1の位置決めを行うと、位置決め時に過度の加重が水晶片1に加わり水晶片1を破損することがある。このため位置決め時に水晶片1に加重が加わらないように位置決め部材8a、8b、9a、9bと水晶片1の間に数十μm程度のクリアランスを設けたり、バネ等を使用して水晶片1に加わる加重を調節出来る様な工夫がなされている。
【0005】
このように水晶片1を所定の姿勢に位置決めしたら、吸着搬送装置により水晶片1を吸着、搬送し、同様の方法で所定の姿勢に位置決めされ水晶電極3に導電性接着剤6が塗布されたベース2上に載置される。その後、導電性接着剤6を硬化させ水晶片1をベース2に搭載し、ベース2にカバー7を搭載し、水晶振動子として完成される。
【0006】
【特許文献1】特開2007−311934号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、前述の従来技術による振動子の製造方法には以下のような問題点がある。水晶振動子の製造過程における水晶片1の位置決め時に、水晶片1に加重が加わらないように位置決め部材8a、8b、9a、9bと水晶片1の間に数十μm程度のクリアランスを設けると、ベース2に対する水晶片1の搭載位置のバラツキの原因となる。図4は、水晶片と位置決め部材の間にクリアランスを設けた位置決め方法を示す模式図である。図4に示すように水晶片1はθ方向に回転した状態でも位置決めされてしまい、ベース2に対する位置決め精度が低下する。水晶片1のθ方向の回転に対しては、位置決め面を大きく取ってあげることで改善できるが、水晶片1が前述の従来例のように段差部1cを有する構造であると、位置決め面10a、10bに位置決めされるのは基部1aの側面だけであり脚部1bの側面では位置決めがなされなず、θ方向の回転に対する位置決め精度が悪い。そして、ベース2に対する水晶片1の位置決めが確実にされないと、水晶片1をベース2に確実に搭載することができなかったり、水晶片1を発振させた際にベース2に水晶片1が接触し発振不良を起こすといった問題が生じる。
【0008】
また、位置決め部材位置決め部材8a、8b、9a、9bにバネ等を使用して水晶片1に加わる加重を調節することもできるが、この方法では完全に水晶片1の破損を防ぐことはできない。また、水晶片1の姿勢を画像認識した上で吸着、搬送し、前記認識した結果を反映しベース2に搭載する方法も考えられるが、この方法では画像認識装置が必要となり装置が高価である。また、水晶のような半透明な圧電素子では画像認識が確実に行うことができない場合がある等の課題もある。
【0009】
本発明は、上記問題点に鑑み、圧電素子を所定の姿勢に確実に位置決めすることで信頼性の高い圧電振動子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】
【0010】
前記目的を達成するため、本発明の圧電振動子の製造方法は、基部とこの基部から突出した少なくとも2本の脚部を有し、前記基部と脚部との間に段差部を有する圧電素子を、ベースとカバーからなるパッケージに収容した圧電振動子の製造方法であって、少なくとも、前記基部の少なくとも一部、及び前記脚部の少なくとも一部を位置決めする一対の位置決め部材により前記圧電素子を挟み込み、前記圧電素子を所定の姿勢に位置決めする工程と、前記位置決め部材により位置決めされた前記圧電素子を前記所定の姿勢に保った状態で前記ベースに搭載する工程と、前記ベースにカバーを搭載し、前記圧電素子をパッケージに収容する工程と、を有する。
【0011】
さらに、前記位置決め部材は、前記基部、脚部、及び段差部に倣った面を有する構成としても良い。
【0012】
さらに、前記位置決め部材は、前記基部の少なくとも一部と前記脚部の少なくとも一部を位置決めする部位がそれぞれ別体とすることができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、圧電素子を所定の姿勢に確実に位置決めすることで信頼性の高い圧電振動子を提供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】
【0014】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。図1は、本実施例の圧電振動子の製造方法を示す模式図である。また、本発明の圧電振動子の製造方法における圧電振動子の構造は従来例で示した構造と同一の構造を例とし説明を行う。したがって、圧電振動子については図2を参照して同一の符号を用い説明する。
【0015】
本実施例の圧電振動子の製造方法は、圧電素子として水晶を用いた音叉型の水晶片1を用意する。水晶片1は基部1aと、この基部1aから突出した2本の脚部1bを有しており、水晶片1の表裏面には励振電極4と、支持・接続電極5が形成されている。また、水晶片1の基部1aは2本の脚部1bの幅と各脚部1b間の間隔の和より幅広の構造となっており、基部1aと脚部1bとの間の水晶片1側面に段差部1cを有する構造である。水晶片1の電極4、5は電極形状の開口部を有するマスクで水晶片1を挟持し、蒸着またはスパッタリングにより前記開口部から水晶片1の表面に金属を積層することで形成される。
【0016】
次に、水晶片1をベース2に搭載するため所定の姿勢に位置決めする。水晶片1は水晶片1外形の4方向より位置決め部材21a、21b、22a、22bにより挟み込み位置決めされる。位置決め部材21a、21b、22a、22bにより水晶片1を位置決めした際、位置決め部材21a、21b、22a、22bと水晶片1の外形形状とは数十μm程度のクリアランスを設けるように設定されている。これは位置決め時に水晶片1に加重が加わらないようにするためである。また本発明の実施例では、位置決め部材21a、21bの位置決め面23a、23bは、水晶片1の脚部1bと基部1aの連続してなる側面に倣った形状であり、位置決め部材22a、22bはそれぞれ水晶1の基部1aの底面部と、脚部1bの先端部を位置決め面24a、24bにより位置決めする構成となっている。位置決め面23a、23b、24a、24bはそれぞれ水晶片1の略外形形状に倣った形状とすることで、段差部1cが形成された水晶片1に対しても位置決め面を大きくとることができ、図4に示すようなθ方向に関する水晶片1の位置ずれを最小に抑えることが可能となる。
【0017】
次に、ベース2を所定の姿勢に位置決めする。ベース2は例えば積層セラミックからなり、凹部底面に水晶電極3が形成されている。水晶電極3は外表面の実装電極と接続している。そして、所定の姿勢に位置決めされたベース2の水晶電極3に導電性接着剤6を塗布する。
【0018】
続いて、所定の姿勢に位置決めされた水晶片1をその姿勢を保った状態で吸着搬送装置により、吸着、搬送し導電性接着剤6が塗布されたベース2上に載置する。そして、導電性接着剤6を硬化させ水晶片1をベース2に搭載する。最後に、真空中でベース2にカバー7を搭載し接合させる。
【0019】
以上、本発明を音叉型の水晶振動子を例にとり説明してきたが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば圧電素子も水晶ではなくセラミック等でも良く、またその形状も音叉型に限定されるものではない。また、本実施例では位置決め部材21a、21bをそれぞれ水晶片1の略外形形状に倣った位置決め部材として説明しているが、θ方向の回転に対する位置決め精度向上のためには、基部1aと共に脚部1bを位置決めできれば良い。さらに位置決め部材21a、21bをそれぞれ基部1aを位置決めする部位と、脚部1bを位置決めする部位とをそれぞれ別体構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本実施例の圧電振動子の製造方法を示す模式図。
【図2】圧電振動子の従来例として音叉型の水晶振動子を示す図。
【図3】水晶片の位置決め方法を示す模式図。
【図4】水晶片と位置決め部材の間にクリアランスを設けた位置決め方法を示す模式図。
【符号の説明】
【0021】
1 水晶片
1a 基部
1b 脚部
1c 段差部
2 ベース
3 水晶電極
4 励振電極
5 支持・接続電極
6 導電性接着剤
7 カバー
8a、8b、9a、9b 位置決め部材
10a、10b、11a、11b 位置決め面
21a、21b、22a、22b 位置決め部材
23a、23b、24a、24b 位置決め面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基部とこの基部から突出した少なくとも2本の脚部を有し、前記基部と脚部との間に段差部を有する圧電素子を、ベースとカバーからなるパッケージに収容した圧電振動子の製造方法であって、
少なくとも、
前記圧電素子の前記基部の少なくとも一部、及び前記脚部の少なくとも一部を位置決めする一対の位置決め部材により前記圧電素子を挟み込み、前記圧電素子を所定の姿勢に位置決めする工程と、
前記位置決め部材により位置決めされた前記圧電素子を前記所定の姿勢に保った状態で前記ベースに搭載する工程と、
前記ベースにカバーを搭載し、前記圧電素子をパッケージに収容する工程と、
を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項2】
前記位置決め部材は、前記基部、脚部、及び段差部に倣った面を有することを特徴とする請求項1に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項3】
前記位置決め部材は、前記基部の少なくとも一部と前記脚部の少なくとも一部を位置決めする部位がそれぞれ別体であることを特徴とする請求項1に記載の圧電振動子の製造方法。

【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2009−246760(P2009−246760A)
【公開日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−92118(P2008−92118)
【出願日】平成20年3月31日(2008.3.31)
【出願人】(000166948)シチズンファインテックミヨタ株式会社 (438)
【Fターム(参考)】