説明

水晶デバイス及び水晶デバイスの検査方法

【課題】 本発明は、導電性接着剤の圧電基板への接着状態を確認することができる水晶デバイス及び水晶デバイスの検査方法を提供する
【解決手段】 水晶デバイス(100)は、水晶板(130)と、水晶板に形成された励振電極(131)と、励振電極から引き出された引出電極(133)と、引出電極に導通する電極パッド(132)と、実装面に形成された実装端子(125)と実装面の反対側の底面に形成され実装端子と導通する接続端子(124)とを有するパッケージ(120)と、接続端子と電極パッドとを接着し固定する導電性接着剤141と、を備える。水晶板には金属膜が形成されず電極パッドに囲まれ又は接する接着状態の検査領域(136)が形成され、接着状態の検査領域が電極パッドの面積の25%以下である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導電性接着剤の接着状態を検査できる水晶デバイス及び水晶デバイスの検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
水晶板に励振電極及び電極パッドが形成され、電極パッドが導電性接着剤を介してパッケージに接続されることにより形成される水晶デバイスが知られている。このような水晶デバイスでは、導電性接着剤と電極パッドとの接着状態が水晶デバイスの特性に影響を与える。例えば導電性接着剤と電極パッドとの接着面積が小さい場合は水晶板と導電性接着剤との接着強度が弱くなり、水晶デバイスの耐衝撃性が弱くなる。そのため、水晶板と導電性接着剤との接着状態が確認されることが望ましい。
【0003】
導電性接着剤の接着状態を確認することができる圧電基板としては、例えば特許文献1のマウント電極部を備えた圧電基板がある。特許文献1は、圧電基板のマウント電極部には圧電基板が露出した露出部が形成されており、露出部を通して圧電基板に接着される導電性接着剤の広がり具合の良否を判断することができる圧電基板を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−161528号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし特許文献1では露出部が広く形成されているためマウント電極と導電性接着剤との接着面積が小さくなり、マウント電極と導電性接着剤との間の電気抵抗が大きくなってCI(クリスタルインピーダンス)値が大きくなる懸念があった。
【0006】
本発明は、電極パッドと導電性接着剤との間の電気抵抗を小さく保つとともに、導電性接着剤の圧電基板への接着状態を確認することができる水晶デバイス及び水晶デバイスの検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1観点の水晶デバイスは、長辺と短辺とを有する矩形状の水晶板と、水晶板の表裏面にそれぞれ形成された一対の励振電極と、励振電極から引き出された一対の引出電極と、引出電極に導通し水晶板の短辺に沿って形成された一対の電極パッドと、実装面に形成された一対の実装端子と実装面の反対側の底面に形成され実装端子と導通する一対の接続端子とを有するパッケージと、接続端子と電極パッドとを接着し固定する導電性接着剤と、を備え、水晶板には金属膜が形成されず電極パッドに囲まれ又は接する接着状態の検査領域が形成され、接着状態の検査領域が電極パッドの面積の25%以下である。
【0008】
第2観点の水晶デバイスは、長辺と短辺とを有する矩形状の水晶板と、水晶板の表裏面にそれぞれ形成された一対の励振電極と、励振電極から引き出された一対の引出電極と、引出電極に導通し水晶板の短辺に沿って形成された一対の電極パッドと、実装面に形成された一対の実装端子と実装面の反対側の底面に形成され実装端子と導通する一対の接続端子とを有するパッケージと、接続端子と電極パッドとを接着し固定する導電性接着剤と、を備え、水晶板には金属膜が形成されず電極パッドに囲まれ又は接する接着状態の検査領域が形成され、接着状態の検査領域は少なくとも電極パッド側の励振電極の端部から水晶板の長辺方向の長さの10%から15%の範囲に形成されている。
【0009】
第3観点の水晶デバイスは、第1観点において、接着状態の検査領域が少なくとも電極パッド側の励振電極の端部から水晶板の長辺方向の長さの10%から15%の範囲に形成されている。
【0010】
第4観点の水晶デバイスは、第1観点から第3観点において、複数の接着状態の検査領域が長辺方向に並んで形成されている。
【0011】
第5観点の水晶デバイスの検査方法は、長辺と短辺とを有する矩形状の水晶板と、水晶板の表裏面にそれぞれ形成された一対の励振電極と、励振電極から引き出された一対の引出電極と、引出電極に導通する一対の電極パッドと、一対の電極パッドと導電性接着剤で接着される一対の接続端子を有するパッケージと、を備え、水晶板には金属膜が形成されず電極パッドに囲まれ又は接する接着状態の検査領域が形成され、接着状態の検査領域は電極パッドの面積の25%以下である水晶デバイスの検査方法であって、接着状態の検査領域を通して導電性接着剤の接着領域を確認する確認工程と、接着領域の範囲が適正であるか否かを判断する判断工程と、を備える。
【0012】
第6観点の水晶デバイスの検査方法は、第5観点において、導電性接着剤の接着領域の適正な範囲は、導電性接着剤の励振電極側の端部と電極パッド側の励振電極の端部との距離が長辺方向に水晶板の長辺方向の長さの10%から15%となる範囲である。
【0013】
第7観点の水晶デバイスの検査方法は、第6観点において、接着状態の検査領域が少なくとも接着領域の適正な範囲内に形成され、判断工程では導電性接着剤の励振電極側の端部が適正な範囲内にあるか否かが判断される。
【0014】
第8観点の水晶デバイスの検査方法は、第5観点から第7観点において、確認工程が、撮像素子により接着状態の検査領域を含む領域を撮像することにより行われる。
【発明の効果】
【0015】
本発明の水晶デバイスによれば、電極パッドと導電性接着剤との間の電気抵抗を小さく保つとともに、導電性接着剤の圧電基板への接着状態を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】(a)は、水晶デバイス100の分解斜視図である。 (b)は、水晶デバイス100の断面図である。
【図2】(a)は、パッケージ120の平面図である。 (b)は、水晶板130が載置されたパッケージ120の平面図である。
【図3】(a)は、接着条件150aが示された図である。 (b)は、接着条件150bが示された図である。 (c)は、接着条件150cが示された図である。 (d)は、接着条件150dが示された図である。 (e)は、接着条件150eが示された図である。 (f)は、接着条件150fが示された図である。
【図4】(a)は、水晶デバイス100の導電性接着剤141と電極パッド132との接着領域の短辺方向(Z’軸方向)の長さS4とCI値との関係が示されたグラフである。 (b)は、水晶デバイス100の導電性接着剤141の端部と励振電極131の端部との長辺方向(X軸方向)の最短距離L4とCI値との関係が示されたグラフである。
【図5】(a)は、水晶板130aの電極パッド132及び導電性接着剤141が示された平面図である。 (b)は、水晶板130bの電極パッド132及び導電性接着剤141が示された平面図である。 (c)は、水晶板130cの電極パッド132及び導電性接着剤141が示された平面図である。 (d)は、水晶板130dの電極パッド132及び導電性接着剤141が示された平面図である。
【図6】水晶デバイス100の検査方法のフローチャートである。
【図7】(a)は、パッケージ120及び水晶板130の断面図である。 (b)は、水晶片130の電極パッド及びその周辺の平面図である。
【図8】(a)は、水晶板230の斜視図である。 (b)は、水晶片230が載置されたパッケージ220の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【0018】
(第1実施形態)
<水晶デバイス100の構成>
図1(a)は、水晶デバイス100の分解斜視図である。水晶デバイス100は、水晶板130と、リッド110と、パッケージ120とにより形成されている。水晶板130には例えばATカットの水晶板が用いられる。ATカットの水晶板は、主面(YZ面)が結晶軸(XYZ)のY軸に対して、X軸を中心としてZ軸からY軸方向に35度15分傾斜されている。以下の説明では、ATカットの水晶板の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をY’軸及びZ’軸として用いる。すなわち、水晶デバイス100においては水晶デバイス100の長辺方向をX軸方向、水晶デバイス100の高さ方向をY’軸方向、X及びY’軸方向に垂直な方向をZ’軸方向として説明する。
【0019】
水晶デバイス100は、パッケージ120の+Y’軸側に形成された凹部121に水晶板130が載置される。さらに水晶板130が載置された凹部121を密封するようにリッド110がパッケージ120の+Y’軸側の面に接合されて水晶デバイス100が形成される。
【0020】
水晶板130は、所定の振動数で振動する励振部134aの厚みが励振部134aの周辺部134bの厚みよりも厚いメサ型の水晶板である。励振部134aの+Y’軸側及び−Y’軸側の主面には励振電極131が形成されている。+Y’軸側の面に形成されている励振電極131は、−X軸側の+Z’軸側の端に形成されている電極パッド132に引出電極133を介して電気的に接続されている。また、−Y’軸側の面に形成されている励振電極131は、−X軸側の−Z’軸側の端に形成されている電極パッド132に引出電極133を介して電気的に接続されている。水晶板130に形成される励振電極131、電極パッド132及び引出電極133等の電極は金属膜により形成される。この金属膜は、例えば水晶板130にクロム(Cr)層が形成され、クロム層の上に金(Au)層が形成されることにより形成される。また電極パッド132に囲まれて、金属膜が形成されていない接着状態の検査領域136が形成されている。
【0021】
水晶デバイス100は表面実装型の水晶デバイスであり、実装端子125とプリント基板等とがハンダを介して固定され、電気的に接続されることにより実装される。パッケージ120の−Y’軸側の面は水晶デバイス100が実装される実装面126aであり、実装面126aには一対の実装端子125(図1(b)参照)が形成されている。また、パッケージ120は矩形形状に形成されており、パッケージ120の外壁の四隅にはキャスタレーション127aが形成され、短辺側の中央にはキャスタレーション127bが形成されている。キャスタレーション127bには、実装端子125の一部が形成されている。パッケージ120の+Y’軸側の面には凹部121が形成されている。凹部121に形成され実装面126aの反対側の面である底面126bには、水晶板130が載置される載置部123が形成されており、載置部123の+Y’軸側の面には接続端子124が形成されている。接続端子124と実装端子125とは接続電極124a(図1(b)参照)を介して互いに電気的に接続されている。また、パッケージ120の凹部121の周囲にはリッド110と接合される接合面122が形成されている。パッケージ120は、例えばセラミックスにより形成されており、パッケージ120は3つの層により形成されている。第1層120aは平面状に形成されパッケージ120の−Y’軸側に配置されている。また、第1層120aの−Y’軸側の面は実装面126aであり、実装端子125が形成されている。第1層120aの+Y’軸側には第2層120bが配置される。第2層120bの中央部には、凹部121の一部を形成する貫通孔が形成されている。また第2層120bは凹部121に載置部123を形成し、載置部123の+Y’軸側の面には接続端子124が形成される。第2層120bの+Y’軸側の面には第3層120cが配置される。第3層120cの中央部には凹部121の一部を形成する貫通孔が形成されている。また、第3層120cの+Y’軸側の面には接合面122が形成されている。パッケージ120に形成される接続端子124及び実装端子125等の電極は、例えばセラミックス上にタングステンの層が形成され、その上に下地めっきとしてニッケル層が形成され、さらにその上に仕上げメッキとして金層が形成されることにより形成される。
【0022】
リッド110は、平面状の板として形成されている。リッド110はパッケージ120の+Y’軸側の面に形成されている接合面122に封止材142(図1(b)参照)を介して接合されることによりパッケージ120の凹部121を密封する。
【0023】
図1(b)は、水晶デバイス100の断面図である。図1(b)には、後述する図2(b)のA―A断面を含む断面図が示されている。パッケージ120の凹部121の−X軸側には載置部123が形成されており、載置部123の+Y’軸側の面には接続端子124が形成されている。水晶板130は載置部123に載置され、電極パッド132と接続端子124とが導電性接着剤141を介して電気的に接続されている。パッケージ120の+Y’軸側に接合されるリッド110は、パッケージ120の接合面122に封止材142を介して接合されることによりパッケージ120の凹部121を密封している。また、パッケージ120の実装面126a及びキャスタレーション127bの一部には、一対の実装端子125が形成されている。接続端子124は、パッケージ120の底面126bに形成される接続電極124aを介してキャスタレーション127bに形成されている実装端子125に電気的に接続されている。
【0024】
図2(a)は、パッケージ120の平面図である。パッケージ120の+Y’軸側の面には凹部121が形成されている。また、パッケージ120の−Y’軸側の面は実装端子125(図1(b)参照)が形成される実装面126a(図1(b)参照)であり、凹部121には、実装面126aの反対側の面である底面126bが形成されている。底面126bの−X軸側の+Z’軸側及び−Z’軸側には載置部123(図1(b)参照)が形成され、載置部123の+Y’軸側の面には接続端子124が形成されている。+Z’軸側及び−Z’軸側に形成されている接続端子124は、底面126bに形成されている接続電極124aを介してそれぞれ+X軸側及び−X軸側の実装端子125に電気的に接続されている。パッケージ120には、外壁の四隅及びパッケージ120の短辺側の外壁の中央に、凹部121側に凹んだキャスタレーション127a及びキャスタレーション127bが形成されている。パッケージ120はセラミックスシートに複数のパッケージ120が形成された後に個々に切断されて形成されるが、切断時に各パッケージ120の角が欠けてしまうことがある。キャスタレーション127aは、このような欠け等によるパッケージ120の破損を防ぐために形成される。またキャスタレーション127bは、実装端子125の一部をパッケージ120の側面にも形成するために形成される。水晶デバイス100はハンダを介してプリント基板等に実装されるが、このハンダは水晶デバイス100の側面に形成される実装端子125にも付着する。そのため、水晶デバイス100の側面に形成される実装端子125に付着したハンダを介してハンダの接合状態を確認することができる。
【0025】
図2(b)は、水晶板130が載置されたパッケージ120の平面図である。水晶板130は電極パッド132においてパッケージ120の接続端子124に導電性接着剤141を介して接続されている。また周辺部134bには、電極パッド132に囲まれて電極が形成されていない領域である接着状態の検査領域136が形成されている。導電性接着剤141の接着状態は、この接着状態の検査領域136を介して観察することができる。水晶板130は、長辺と短辺とを有する矩形状に形成されている。長辺はX軸に平行に形成され、短辺はZ’軸に平行に形成されている。水晶板130は、例えば短辺の長さS1を0.7mm、長辺の長さL1を1.0mmとして形成される。また、励振電極131の短辺の長さS2は0.5mm、長辺の長さL2は0.7mmとして形成されている。さらに、電極パッド132のZ’軸方向の長さである短辺の長さS3は0.3mm、X軸方向の長さである長辺の長さL3は0.15mとして形成される。
【0026】
<水晶板130と導電性接着剤141との接着条件>
水晶板130と導電性接着剤141との接着では、導電性接着剤141の水晶板130への接着位置及び接着面の大きさ等の接着条件が水晶板130のCI値に大きく影響する。以下に、水晶板130の導電性接着剤141の接着条件とCI値との関係について説明する。
【0027】
図3(a)から図3(f)は、導電性接着剤141の水晶板130への接着条件が示された図である。図3(a)から図3(f)の各図には、水晶板130の電極パッド132及び導電性接着剤141を−Y’軸側から見た図が示されている。以下、図3(a)から図3(f)に示された接着条件をそれぞれ接着条件150aから接着条件150fとして説明する。
【0028】
図3(a)は、接着条件150aが示された図である。接着条件150aでは導電性接着剤141が大きく形成されており、導電性接着剤141は電極パッド132の−X軸側に寄って形成されている。導電性接着剤141は、導電性接着剤141の端部と励振電極131の端部との長辺方向(X軸方向)の最短距離を距離L4、導電性接着剤141と電極パッド132との接着領域の短辺方向(Z’軸方向)への長さをS4とすると、距離L4及び長さS4は後述の接着条件150dから接着条件150fに比べて大きくなるように形成されている。
【0029】
図3(b)は、接着条件150bが示された図である。接着条件150bでは導電性接着剤141が大きく形成されており、導電性接着剤141は電極パッド132の中央部付近に形成されている。そのため、距離L4は接着条件150aよりも短くなるが、長さS4は接着条件150aと同じく大きい。
【0030】
図3(c)は、接着条件150cが示された図である。接着条件150cでは導電性接着剤141が大きく形成されており、導電性接着剤141は電極パッド132の+X軸側に寄って形成されている。そのため、距離L4は接着条件150a及び接着条件150bよりも短くなるが、長さS4は接着条件150a及び接着条件150bと同じく大きい。
【0031】
図3(d)は、接着条件150dが示された図である。接着条件150dでは導電性接着剤141が小さく形成されており、導電性接着剤141は電極パッド132の−X軸側に寄って形成されている。そのため、長さS4は接着条件150aから接着条件150cに比べて小さく、距離L4は大きい。
【0032】
図3(e)は、接着条件150eが示された図である。接着条件150eでは導電性接着剤141が小さく形成されており、導電性接着剤141は電極パッド132の中央部付近に形成されている。そのため、距離L4は接着条件150dよりも短くなり、長さS4は接着条件150dと同じく小さい。
【0033】
図3(f)は、接着条件150fが示された図である。接着条件150fでは導電性接着剤141が大きく形成されており、導電性接着剤141は電極パッド132の+X軸側に寄って形成されている。そのため、距離L4は接着条件150d及び接着条件150eよりも短くなり、長さS4は接着条件150d及び接着条件150eと同じく小さい。
【0034】
図4(a)は、水晶デバイス100の導電性接着剤141と電極パッド132との接着領域の短辺方向(Z’軸方向)の長さS4とCI値との関係が示されたグラフである。図4(a)のグラフでは、接着条件150aが黒塗りの円、接着条件150bが黒塗りの三角形、接着条件150cが黒塗りの十字形、接着条件150dが白抜きの円、接着条件150eが白抜きの三角形、接着条件150fが白抜きの十字形、として示されている。各接着条件ではそれぞれ3つ又は4つの水晶デバイス100が形成され、CI値が調べられている。白抜きの記号は長さS4が小さい接着条件150d〜接着条件150fを示し、黒塗りの記号は長さS4が大きい接着条件150a〜接着条件150cを示している。図4(a)では、白抜きの記号の長さS4はおおよそ300から400μmに形成され、黒塗りの記号の長さS4は400から500μmの間に形成されていることがわかる。図4(a)では、白抜きの記号の長さS4及び黒塗りの記号の長さS4のそれぞれでCI値のばらつきが大きく、長さS4とCI値との間に相関は見られない。そのため長さS4とCI値との間に特定の関連性は無いと考えられる。
【0035】
図4(b)は、水晶デバイス100の導電性接着剤141の端部と励振電極131の端部との長辺方向(X軸方向)の最短距離L4とCI値との関係が示されたグラフである。接着条件150aから接着条件150fは図4(a)と同様の記号で示されている。図4(b)では、接着条件150aから接着条件150fが二次曲線151に乗るように分布している。すなわち、距離L4とCI値との間には関連性があると考えられる。励振電極131と導電性接着剤141との距離が近くなると固定された導電性接着剤141が励振部134aでの振動を妨げるためにCI値が上昇すると考えられる。また、励振電極131と導電性接着剤141との距離が開くと励振部134aの固定が不安定になるためにCI値が上昇すると考えられる。図4(b)からは、距離L4が、CI値が100Ω以下となる100μmから150μmの間であることが好ましいことが分かる。
【0036】
水晶板130には、励振電極131により所定の振動が形成される。すなわち、励振電極131の大きさは水晶板130に形成される振動に影響を及ぼす。また、距離L4が水晶板130に形成される振動に影響を及ぼすのであれば、励振電極131の大きさと距離L4との間には相関があると考えられる。すなわち、励振電極131の長辺の長さL2が0.7mmであるとき距離L4が100μmから150μmの間であることが好ましいことから、長さL2に対して距離L4が約14%から約22%であることが好ましいといえる。また、励振電極131の大きさは水晶板130の外形の大きさに対して特定の割合となるように形成されるため、距離L4は水晶板130の長辺の長さL1と比較されてもよい。この場合、距離L4は長辺の長さL1に対して10%から15%であることが好ましいといえる。また距離L4と長さL1との関係は、メサ型の水晶板に限らず平面状に形成された水晶板にも適用できる。
【0037】
<接着状態の検査領域136の形成例>
接着状態の検査領域136は、前述の水晶板130と導電性接着剤141との接着条件により導き出された結果に基づいて形成されることが好ましい。以下の図5(a)から図5(d)に示される水晶板130aから水晶板130dを参照して接着状態の検査領域136の形成例を説明する。図5(a)から図5(d)に示される各水晶板では、それぞれ異なる位置又は形状の接着状態の検査領域136が形成されている。
【0038】
図5(a)は、水晶板130aの電極パッド132及び導電性接着剤141が示された平面図である。水晶板130aの+Z’軸側及び−Z’軸側に形成されている電極パッド132には、各電極パッド132に囲まれて接着状態の検査領域136aが形成されている。接着状態の検査領域136aは、電極パッド136aの+X軸側端部と励振電極131の−X軸側端部との長辺方向(X軸方向)の距離L5が長さL1の10%に形成され、電極パッド136aの−X軸側端部と励振電極131の−X軸側端部との長辺方向(X軸方向)の距離L6が長さL1の15%に形成されている。また、接着状態の検査領域136aは電極パッド132のZ’軸方向の中央部を含んで形成されている。
【0039】
図4(b)では、導電性接着剤141の端部と励振電極131の端部との長辺方向(X軸方向)の最短距離L4は長辺の長さL1に対して10%から15%であることが好ましいことが導かれた。そのため、導電性接着剤141と電極パッド132とが接着されたときに、距離L4を確認するために導電性接着剤141の+X軸側端部が観察されることが望ましい。図5(a)に示された水晶板130aでは、接着状態の検査領域136aが励振電極131の−X軸側端部から長さL1に対して10%から15%を含む領域に形成されているため、水晶板130aでは、導電性接着剤141が好ましい位置に形成されたときに導電性接着剤141の+X軸側端部を観察することができる。
【0040】
また導電性接着剤141は電極パッド132に対する接着面積が大きくなることが望ましい。これは、接着面積が大きいとき、導電性接着剤141と電極パッド132との間の電気抵抗が小さくなるためである。水晶板130aでは、接着状態の検査領域136aがX軸方向に0.05mm、Z’軸方向に0.15mm以下の幅で形成されている。すなわち、接着状態の検査領域136aは、少なくとも電極パッド132の面積の4分の1以下(又は電極パッド132の面積の25%以下)の面積に形成される。このため、水晶板130aでは、接着状態の検査領域136aが形成されることで導電性接着剤141の接着状態を検査できるとともに、接着状態の検査領域136aが必要な領域のみに形成されていることにより導電性接着剤141と電極パッド132との接着面積が確保され、電気抵抗が小さくなるように形成されている。
【0041】
図5(b)は、水晶板130bの電極パッド132及び導電性接着剤141が示された平面図である。水晶板130bの1つの電極パッド132には、複数の接着状態の検査領域136bが形成されている。複数の接着状態の検査領域136bの各領域は、X軸方向にならんで形跡されている。そのため、導電性接着剤141の+X軸側端部が複数の接着状態の検査領域136bのどの領域に形成されているかを確認することにより、容易に距離L4の値を想定することができる。例えば、図5(b)では、1つの電極パッド132に、X軸方向に並んだ4つの接着状態の検査領域136bが形成されている。また、最も+X軸側に形成されている接着状態の検査領域136bの+X軸側及び−X軸側端部が励振電極131の−X軸側の端部から長辺の長さL1に対して10%から11%、+X軸側から2番目に形成されている接着状態の検査領域136bの+X軸側及び−X軸側端部が励振電極131の−X軸側の端部から長辺の長さL1に対して11%から12%、+X軸側から3番目に形成されている接着状態の検査領域136bの+X軸側及び−X軸側端部が励振電極131の−X軸側の端部から長辺の長さL1に対して12%から13%、+X軸側から4番目に形成されている接着状態の検査領域136bが励振電極131の−X軸側の端部から長辺の長さL1に対して13%から15%に形成されているとする。このとき、図5(b)では+X軸側から3番目に形成されている接着状態の検査領域136bに導電性接着剤141の+X軸側の端部があるため、距離L4は長辺の長さL1に対して12%から13%の範囲内にあることが分かる。
【0042】
図5(c)は、水晶板130cの電極パッド132及び導電性接着剤141が示された平面図である。水晶板130cでは、電極パッド132の+X軸側の辺に接して接着状態の検査領域136cが形成されている。また、電極パッド132の+X軸側端部と励振電極131の−X軸側端部との距離L6が長さL1の10%に形成されている。図5(c)では、−Z’軸側に形成されている導電性接着剤141が電極パッド132の+X軸側端部よりはみ出して形成されている(矢印141c)。この場合、距離L4は長さL1の10%以下になり好ましくない。一方、図5(c)の+Z’軸側に示されている導電性接着剤141は電極パッド132の+X軸側端部よりはみ出していない。このことから、+Z’軸側の導電性接着剤141は、少なくとも距離L4が長さL1の10%以上となるように形成されていることが判断できる。
【0043】
図5(d)は、水晶板130dの電極パッド132及び導電性接着剤141が示された平面図である。水晶板130dでは、接着状態の検査領域136dの+X軸側端部と励振電極131の−X軸側端部との距離L5が長さL1の10%、接着状態の検査領域136dの−X軸側端部と励振電極131の−X軸側端部との距離L6が長さL1の15%として形成されている。また、電極パッド132の+X軸側端部と励振電極131の−X軸側端部との距離も距離L5として形成されている。すなわち、接着状態の検査領域136dの+X軸側端部は電極パッド132により塞がれていない。図5(d)に示された水晶板130dでは、図5(a)に示された水晶板130aと同様に導電性接着剤141の+X軸側端部を観察することにより導電性接着剤141の接着状態を判断することができる。
【0044】
<水晶デバイス100の検査方法>
図6は、水晶デバイス100の検査方法のフローチャートである。図6を参照して、水晶デバイス100の作製中の導電性接着剤141の接着状態の検査方法について説明する。
【0045】
ステップS101では、パッケージ120に水晶板130が載置される。水晶板130は、導電性接着剤141を介して接続端子124と電極パッド132とが電気的に接続される。
【0046】
ステップS102では、導電性接着剤141の接着領域が確認される。接着領域の確認方法について図7(a)を参照して説明する。
【0047】
図7(a)は、パッケージ120及び水晶板130の断面図である。また、図7(a)は後述の図7(b)のB−B断面を含んだ断面図である。パッケージ120の接続端子124と水晶板130の電極パッド132とは導電性接着剤141を介して接着されている。導電性接着剤141の接着領域の確認は、+Y’軸側より接着状態の検査領域136を目視又は撮像素子160により観察することにより行われる。
【0048】
ステップS103では、接着領域の範囲が適正であるか否かが判断される。接着領域の範囲が適正であるか否かの判断方法については図7(b)を参照して説明する。
【0049】
図7(b)は、水晶片130の電極パッド132及びその周辺の平面図である。図7(b)に示された電極パッド132の−Y’軸側には導電性接着剤141が接着されている。図7(b)では、接着状態の検査領域136に導電性接着剤141の+X軸側の端部が観察される様子が示されている。接着領域の範囲が適正であるか否かの判断基準としては、例えば接着状態の検査領域136に導電性接着剤141の+X軸側の端部が観察されるか否かにより判断することができる。接着状態の検査領域136に導電性接着剤141の+X軸側の端部が観察された場合は、励振電極131の−X軸側端部と導電性接着剤141の+X軸側端部との距離L4が長さL1の10%から15%の範囲内にあることを確認することができる。そのため、この場合を接着領域の範囲が適正であると判断することができる。また、接着状態の検査領域136に導電性接着剤141の+X軸側の端部が観察されず一面に導電性接着剤141が形成されている場合、まったく導電性接着剤141が確認できない場合、及び導電性接着剤141の+X軸側の端部以外の部分が観察される場合等は、接着領域の範囲が適正ではないとすることができる。
【0050】
また、接着状態の検査領域136の観察に加えて、電極パッド132の外周部を検査領域に加えても良い。例えば、電極パッド132の+X軸側、−X軸側、+Z’軸側及び−Z’軸側の各辺から導電性接着剤141が出ているかどうかも判断材料とすることができる。図7(b)では、電極パッド132の−X軸側では導電性接着剤141が観察されるが、+X軸側、+Z’軸側及び−Z’軸側の各辺では導電性接着剤141が観測されない。どのような観察状態が好ましいかは、どのように接着条件を決めるかによって異なる。
【0051】
図6に戻って、ステップS103では、例えば図7(b)に示されたような判断基準により接着領域の範囲が適正であるか否か判断された結果、接着領域の範囲が適正でなければ「NO」の方向に進み、水晶デバイスが破棄される。一方、接着領域の範囲が適正であれば「YES」の方向のステップS104に進む。
【0052】
ステップS104では、パッケージ120にリッド110が接合され、水晶デバイス100が形成される。
【0053】
図6に示された水晶デバイスの検査方法では、製造途中で水晶板130の接着状態を非破壊検査することができるため、水晶板130の接着に不良があった場合には再び作りなおすことができる。
【0054】
(第2実施形態)
接着状態の検査領域は、+X軸側及び−X軸側の両端に電極パッドが形成されている水晶板に形成されていてもよい。以下、+X軸側及び−X軸側の両端に電極パッドが形成された水晶板230、パッケージ220及びリッド110を有する水晶デバイス200について説明する。また以下の説明では、第1実施形態と同じ部分には同じ記号を用い、その説明を省略する。
【0055】
<水晶デバイス200の構成>
図8(a)は、水晶板230の斜視図である。水晶板230の+Y’軸側及び−Y’軸側の主面には、励振電極231が形成されている。また、水晶板230の+X軸側及び−X軸側の辺の−Y’軸側の面には電極パッド232が形成されている。+Y’軸側の面の励振電極231は−X軸側の電極パッド232に引出電極233を介して電気的に接続され、−Y’軸側の面の励振電極231は+X軸側の電極パッド232に引出電極233を介して電気的に接続されている。各電極パッド232の+Z’軸側及び−Z’軸側の端部付近には電極パッド232に囲まれた接着状態の検査領域236が形成されている。
【0056】
図8(b)は、水晶片230が載置されたパッケージ220の平面図である。パッケージ220には、凹部121の底面126bの四隅に載置部(不図示)が形成され、各載置部の+Y’軸側の面に接続端子224が形成されている。−X軸側に形成された接続端子224と実装端子125とが互いに接続電極224aを介して電気的に接続され、+X軸側に形成された接続端子224と実装端子125とが互いに接続電極224aを介して電気的に接続されている。パッケージ220のその他の構成はパッケージ120と同様である。各接続端子224の+Y’軸側には、導電性接着剤141を介して水晶板230が載置される。水晶板230は、水晶板230の四隅の電極パッド232において導電性接着剤141と接着される。また、水晶板230に導電性接着剤141が接着される領域である接着領域の一部には、接着状態の検査領域236が形成されている。導電性接着剤141の水晶板230への接着状態は、この接着状態の検査領域236を介して確認することができる。
【0057】
水晶デバイス200の検査方法は、図6に示された水晶デバイス100の検査方法と同様の方法で行うことができる。まず、ステップS101でパッケージ220に水晶板230が載置される。その後、ステップS102で導電性接着剤141の接着領域が確認される。水晶デバイス200では、図8(b)に示される4箇所の各接着状態の検査領域236を+Y’軸側より目視又は撮像素子160により観察することにより行われる。ステップS103では、接着領域の範囲が適正であるか判断される。ステップS103では、図7(b)で説明されたのと同様に、各接着状態の検査領域236の中に見える導電性接着剤141の+X軸側の端部を観察することにより行われる。接着状態の検査領域236の中に導電性接着剤141の+X軸側の端部が観察されない場合は水晶デバイス200が破棄される。観察された場合はステップS104に進んでパッケージにリッドが接合される。
【0058】
以上、本発明の最適な実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【0059】
例えば、上記の実施形態では圧電振動片がATカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するBTカットなどであっても同様に適用できる。さらに圧電振動片は水晶材料のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材料に基本的に適用できる。
【符号の説明】
【0060】
100 … 水晶デバイス
110 … リッド
120、220 … パッケージ
121 … 凹部
122 … 接合面
123 … 載置部
124、224 … 接続端子
124a … 接続電極
125 … 実装端子
126a … 実装面
126b … 底面
127a、127b … キャスタレーション
130、230 … 水晶板
131、231 … 励振電極
132、232 … 電極パッド
133、233 … 引出電極
134a … 励振部
134b … 周辺部
136、236 … 接着状態の検査領域
141 … 導電性接着剤
142 … 封止材
150a〜150f … 接着条件
160 … 撮像素子
L1 … 水晶板130の長辺方向の長さ
L2 … 励振電極131の長辺方向の長さ
L3 … 電極パッド132の長辺方向の長さ
L4 … 導電性接着剤141の端部と励振電極131の端部との長辺方向(X軸方向)の最短距離
S1 … 水晶板130の短辺方向の長さ
S2 … 励振電極131の短辺方向の長さ
S3 … 電極パッド132の短辺方向の長さ
S4 … 導電性接着剤141と電極パッド132との接着領域の短辺方向(Z’軸方向)への長さ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
長辺と短辺とを有する矩形状の水晶板と、
前記水晶板の表裏面にそれぞれ形成された一対の励振電極と、
前記励振電極から引き出された一対の引出電極と、
前記引出電極に導通し前記水晶板の前記短辺に沿って形成された一対の電極パッドと、
実装面に形成された一対の実装端子と前記実装面の反対側の底面に形成され前記実装端子と導通する一対の接続端子とを有するパッケージと、
前記接続端子と前記電極パッドとを接着し固定する導電性接着剤と、を備え、
前記水晶板には、金属膜が形成されず前記電極パッドに囲まれ又は接する接着状態の検査領域が形成され、前記接着状態の検査領域は前記電極パッドの面積の25%以下である水晶デバイス。
【請求項2】
長辺と短辺とを有する矩形状の水晶板と、
前記水晶板の表裏面にそれぞれ形成された一対の励振電極と、
前記励振電極から引き出された一対の引出電極と、
前記引出電極に導通し前記水晶板の前記短辺に沿って形成された一対の電極パッドと、
実装面に形成された一対の実装端子と前記実装面の反対側の底面に形成され前記実装端子と導通する一対の接続端子とを有するパッケージと、
前記接続端子と前記電極パッドとを接着し固定する導電性接着剤と、を備え、
前記水晶板には、金属膜が形成されず前記電極パッドに囲まれ又は接する接着状態の検査領域が形成され、前記接着状態の検査領域は少なくとも前記電極パッド側の前記励振電極の端部から前記水晶板の長辺方向の長さの10%から15%の範囲に形成されている水晶デバイス。
【請求項3】
前記接着状態の検査領域は、少なくとも前記電極パッド側の前記励振電極の端部から前記水晶板の長辺方向の長さの10%から15%の範囲に形成されている請求項1に記載の水晶デバイス。
【請求項4】
複数の前記接着状態の検査領域が前記長辺方向に並んで形成されている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の水晶デバイス。
【請求項5】
長辺と短辺とを有する矩形状の水晶板と、前記水晶板の表裏面にそれぞれ形成された一対の励振電極と、前記励振電極から引き出された一対の引出電極と、前記引出電極に導通する一対の電極パッドと、前記一対の電極パッドと導電性接着剤で接着される一対の接続端子を有するパッケージと、を備え、前記水晶板には金属膜が形成されず前記電極パッドに囲まれ又は接する接着状態の検査領域が形成され、前記接着状態の検査領域は前記電極パッドの面積の25%以下である水晶デバイスの検査方法であって、
前記接着状態の検査領域を通して前記導電性接着剤の接着領域を確認する確認工程と、
前記接着領域の範囲が適正であるか否かを判断する判断工程と、
を備える水晶デバイスの検査方法。
【請求項6】
前記導電性接着剤の前記接着領域の適正な範囲は、前記導電性接着剤の前記励振電極側の端部と前記電極パッド側の前記励振電極の端部との距離が前記長辺方向に前記水晶板の長辺方向の長さの10%から15%となる範囲である請求項5に記載の水晶デバイスの検査方法。
【請求項7】
前記接着状態の検査領域は、少なくとも前記接着領域の適正な範囲内に形成され、
前記判断工程は、前記導電性接着剤の前記励振電極側の端部が前記適正な範囲内にあるか否かを判断する請求項6に記載の水晶デバイスの検査方法。
【請求項8】
前記確認工程は、撮像素子により前記接着状態の検査領域を含む領域を撮像することにより行われる請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の水晶デバイスの検査方法。



【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2012−199861(P2012−199861A)
【公開日】平成24年10月18日(2012.10.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−63861(P2011−63861)
【出願日】平成23年3月23日(2011.3.23)
【出願人】(000232483)日本電波工業株式会社 (1,148)
【Fターム(参考)】