JP2014204304A - Surface-mounted crystal vibrator and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】カバーのガラス封止を行う場合に、低融点ガラスを印刷後に仮焼成を行っても、カバー搭載の位置を固定でき、位置決めを容易に行うことができる表面実装水晶振動子及びその製造方法を提供する。【解決手段】水晶片5を持ち上げて支持する水晶支持部3の形状について、基板1の辺に近接する水晶支持部3の辺が、セラミックカバーが基板1に搭載された場合にセラミックカバーの内側面にほぼ接触する位置まで拡張して形成され、水晶支持部3の下層の水晶保持端子も同じパターンで形成されるようにした表面実装水晶振動子及びその製造方法である。【選択図】図5A surface-mount crystal unit capable of fixing a cover mounting position and easily positioning the cover mounting glass even if it is pre-baked after printing the low-melting glass when sealing the glass of the cover, and its manufacture Provide a method. The shape of the crystal support part 3 that lifts and supports the crystal piece 5 is such that the side of the crystal support part 3 that is close to the side of the substrate 1 is located inside the ceramic cover when the ceramic cover is mounted on the substrate 1. This is a surface-mount crystal resonator that is formed so as to extend to a position that substantially contacts the side surface, and that the crystal holding terminals under the crystal support portion 3 are also formed in the same pattern, and a method for manufacturing the same. [Selection] Figure 5
Description
本発明は、表面実装用の水晶振動子に係り、特に、小型化でき、高気密性を実現でき、生産性と信頼性を向上させる表面実装水晶振動子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a surface-mount crystal resonator, and more particularly, to a surface-mount crystal resonator that can be miniaturized, can achieve high airtightness, and can improve productivity and reliability, and a manufacturing method thereof.
[従来の技術]
表面実装水晶振動子は、小型・軽量であることから、特に携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として内蔵される。
従来の表面実装水晶振動子は、セラミック基板上に水晶片を搭載し、凹状のカバーを逆さまにして被せて密閉封入したものがある。
[Conventional technology]
Since the surface-mounted crystal resonator is small and lightweight, it is built into a portable electronic device as a frequency and time reference source.
Some conventional surface-mount crystal units have a crystal piece mounted on a ceramic substrate, and are covered with a concave cover upside down and hermetically sealed.
[関連技術]
尚、関連する先行技術として、特開平07−115145号公報「半導体パッケージ」(日本電気株式会社)[特許文献1]、特開平09−130009号公報「混成集積回路装置とその製造方法」(三菱電機株式会社)[特許文献2]、特開2005−065056号公報「電子部品用パッケージ本体および圧電デバイス、圧電デバイスの製造方法ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器」(セイコーエプソン株式会社)[特許文献3]、特開2004−103629号公報「ガラス封止パッケージの構造」(東洋通信機株式会社)[特許文献4]がある。
[Related technologies]
As related prior art, Japanese Patent Laid-Open No. 07-115145, “Semiconductor Package” (NEC Corporation) [Patent Document 1], Japanese Patent Laid-Open No. 09-130009, “Hybrid Integrated Circuit Device and Manufacturing Method Thereof” (Mitsubishi) Denki Co., Ltd.] [Patent Document 2], Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2005-065056 “Electronic Component Package Body and Piezoelectric Device, Piezoelectric Device Manufacturing Method, Mobile Phone Device Using Piezoelectric Device, and Electronic Device Using Piezoelectric Device” (Seiko Epson Corporation) [Patent Document 3], Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-103629, “Structure of Glass Sealed Package” (Toyo Communication Equipment Co., Ltd.) [Patent Document 4].
特許文献1には、半導体パッケージにおいて、パッケージの上部の四隅に凸状ガイドを配設し、キャップの形状を凸状ガイドの内側に嵌合可能な形状としたものが示されている。
特許文献2には、混成集積回路装置において、厚膜電極上に半田で凸部を形成し、それにより枠体の位置が決定され、枠体の位置ずれを防止することが示されている。
特許文献3には、電子部品パッケージにおいて、パッケージ本体の開口周縁に位置する互いに対向する一辺に、突出する保護部を形成し、一対の保護部の間に蓋体を収納することが示されている。
特許文献4には、基台と蓋とをガラス溶融で気密封止するガラス封止パッケージにおいて、蓋に嵌合段差を設け、基台の内周の縁に接触させてガラス封止することが示されている。
In
しかしながら、従来の表面実装水晶振動子では、カバーを樹脂封止する場合に比べて、気密性を高め、信頼性を向上させるにはガラス封止が望ましいが、ガラス封止の場合、低融点ガラスを印刷後に仮焼成を行わないと、アウトガスにより振動子の特性を劣化させるおそれがあり、また、仮焼成を行うとタック(粘り)がなくなるため、セラミックシートのベースに個別にカバーを搭載する際に、カバー搭載の位置が固定できず、位置が決まらないという問題点があった。 However, in the conventional surface-mounted crystal resonator, glass sealing is desirable for improving airtightness and improving reliability as compared with the case where the cover is resin-sealed. If pre-baking is not performed after printing, there is a risk that the characteristics of the vibrator will deteriorate due to outgassing, and if pre-baking is performed, tack (stickiness) is eliminated, so when mounting a cover individually on the base of the ceramic sheet In addition, the cover mounting position cannot be fixed, and the position cannot be determined.
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、カバーのガラス封止を行う場合に、低融点ガラスを印刷後に仮焼成を行っても、カバー搭載の位置を固定でき、位置決めを容易に行うことができる表面実装水晶振動子及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when performing glass sealing of a cover, the position of the cover mounting can be fixed and positioning can be easily performed even if low-melting glass is pre-baked after printing. An object of the present invention is to provide a surface-mount crystal resonator and a method for manufacturing the same.
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、矩形のセラミック基板上に水晶片が搭載される表面実装水晶振動子であって、水晶片を保持する第1及び第2の水晶支持部と、基板の角部に形成された貫通孔の壁面に形成されたスルー端子と、基板の表面には第1及び第2の水晶支持部の下層に形成される第1及び第2の水晶保持端子と、第1の水晶保持端子の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第1の接続部と、第2の水晶保持端子の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第2の接続部と、水晶片を覆い、基板との接触面にガラス層を設けたセラミックのカバーとを備え、第1及び第2の水晶支持部が、基板の辺に近接する側の辺をカバーの内側面にほぼ接触する位置まで形成されていることを特徴とする。 The present invention for solving the above-described problems of the conventional example is a surface-mounted crystal resonator in which a crystal piece is mounted on a rectangular ceramic substrate, and includes first and second crystal support portions that hold the crystal piece. A through terminal formed in a wall surface of a through hole formed in a corner portion of the substrate, and first and second crystal holders formed on a lower surface of the first and second crystal support portions on the surface of the substrate A first connecting portion that connects the terminal, the end of the first crystal holding terminal and the through terminal at the shortest corner from the end, and the shortest from the end of the second crystal holding terminal and the end And a ceramic cover that covers the crystal piece and is provided with a glass layer on the contact surface with the substrate, wherein the first and second crystal support portions include: The side on the side close to the side of the substrate is formed to a position where it almost contacts the inner surface of the cover. To.
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、第1の水晶支持部における第1の接続部側の角部が、カバー角部の内面の湾曲形状に合わせて湾曲し、第2の水晶支持部における第2の接続部側の角部が、カバー角部の内面の湾曲形状に合わせて湾曲していることを特徴とする。 According to the present invention, in the surface-mounted crystal resonator, the corner on the first connection portion side of the first crystal support portion is curved in accordance with the curved shape of the inner surface of the cover corner portion, and the second crystal support portion The corner portion on the second connection portion side of the cover is curved in accordance with the curved shape of the inner surface of the cover corner portion.
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、第1及び第2の水晶保持端子のパターンを、第1及び第2の水晶支持部のパターンと同じ形状としたことを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the surface mount crystal resonator, the first and second crystal holding terminal patterns have the same shape as the patterns of the first and second crystal support portions.
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、ガラス層が、低融点ガラスであり、仮焼成されていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the above surface-mounted crystal resonator, the glass layer is a low-melting glass and is pre-fired.
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、第1及び第2の水晶保持部が、50〜70μm程度の膜厚で、銀の金属膜で形成されていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the surface-mounted crystal resonator, the first and second crystal holding portions are formed of a silver metal film with a film thickness of about 50 to 70 μm.
本発明は、矩形のセラミック基板上に水晶片が搭載される表面実装水晶振動子の製造方法であって、基板の角部に形成された貫通孔の壁面にスルー端子を形成すると共に、基板の表面には水晶片を保持する第1及び第2の水晶支持部の下層に第1及び第2の水晶保持端子と、第1の水晶保持端子の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第1の接続部と、第2の水晶保持端子の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第2の接続部とを形成し、第1及び第2の水晶保持端子上に、第1及び第2の水晶支持部を、カバーが基板に搭載された場合に、基板の辺に近接する側の辺をカバーの内側面にほぼ接触する位置まで形成し、基板に接触する部分に低融点ガラスを仮焼成したガラス層を形成したカバーを、第1及び第2の水晶支持部の上記辺に近接するよう設けたことを特徴とする。 The present invention relates to a method of manufacturing a surface-mounted crystal resonator in which a crystal piece is mounted on a rectangular ceramic substrate, wherein through terminals are formed on the wall surface of a through-hole formed in a corner portion of the substrate, and On the surface are first and second crystal holding terminals below the first and second crystal supporting parts that hold the crystal pieces, and ends of the first crystal holding terminals and the shortest corners from the ends. Forming a first connecting portion connecting the through terminal, an end portion of the second crystal holding terminal, and a second connecting portion connecting the through terminal at the shortest corner from the end portion; When the cover is mounted on the substrate and the first and second crystal support terminals are mounted on the second crystal holding terminals, the side that is close to the side of the substrate substantially contacts the inner surface of the cover. And a cover formed with a glass layer obtained by pre-firing low-melting-point glass on the portion in contact with the substrate. And characterized by providing as close to the sides of the second crystal supporting portion.
本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、第1及び第2の水晶保持部を、50〜70μm程度の膜厚で、銀の金属膜により形成することを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the method for manufacturing a surface-mounted crystal resonator, the first and second crystal holding portions are formed of a silver metal film with a film thickness of about 50 to 70 μm.
本発明によれば、水晶片を保持する第1及び第2の水晶支持部と、基板の角部に形成された貫通孔の壁面に形成されたスルー端子と、基板の表面には第1及び第2の水晶支持部の下層に形成される第1及び第2の水晶保持端子と、第1の水晶保持端子の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第1の接続部と、第2の水晶保持端子の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第2の接続部と、水晶片を覆い、基板との接触面にガラス層を設けたセラミックのカバーとを備え、第1及び第2の水晶支持部が、基板の辺に近接する側の辺をカバーの内側面にほぼ接触する位置まで形成されている表面実装水晶振動子としているので、カバーのガラス封止を行う場合に、低融点ガラスを印刷後に仮焼成を行っても、カバー搭載の位置を固定でき、位置決めを容易に行うことができる効果がある。 According to the present invention, the first and second crystal supporting portions for holding the crystal pieces, the through terminals formed on the wall surfaces of the through holes formed in the corners of the substrate, and the first and The first and second crystal holding terminals formed in the lower layer of the second crystal supporting part, and the first crystal terminal connecting the end of the first crystal holding terminal and the through terminal at the shortest corner from the end. A glass layer on the contact surface with the substrate, covering the crystal piece, the second connection portion connecting the end portion of the second crystal holding terminal and the through terminal at the shortest corner from the end portion, and the crystal piece A surface mount crystal resonator in which the first and second crystal support portions are formed to a position where the side close to the side of the substrate substantially contacts the inner side surface of the cover. So, when performing glass sealing of the cover, even if pre-baking after printing the low melting glass, Position of the bar mounting can be fixed, there is an effect that it is possible to easily perform positioning.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子は、水晶片を持ち上げて支持する水晶支持部の形状について、基板の辺に近接する水晶支持部の辺が、カバーが基板に搭載された場合にカバーの内側面にほぼ接触する位置まで形成されているものであり、これにより、水晶支持部の当該辺によってカバーを位置決めできるので、カバーの基板への接触面にガラス層を形成してガラス封止する場合でも、カバー搭載の位置を固定でき、位置決めを容易に行うことができ、気密性の高いガラス封止を実現できる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of the embodiment]
In the surface-mounted crystal resonator according to the embodiment of the present invention, the side of the crystal support unit that is close to the side of the substrate is mounted on the substrate with respect to the shape of the crystal support unit that lifts and supports the crystal piece. Since the cover can be positioned by the corresponding side of the crystal support portion, a glass layer is formed on the contact surface to the substrate of the glass. Even when sealing, the cover mounting position can be fixed, positioning can be performed easily, and highly airtight glass sealing can be realized.
[本振動子:図1]
本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子(本振動子)について図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子の概略断面説明図である。
本振動子は、図1に示すように、矩形のセラミックの基板(セラミックベース)1において、その角部に形成された貫通孔の壁面に基板1の表裏を接続するスルー端子6が形成され、基板1の表面で、水晶片5の電極に接続する引出端子2がスルー端子6に接続し、基板1の裏面で、実装端子7がスルー端子6に接続している。
[This oscillator: Fig. 1]
A surface-mounted crystal resonator (main resonator) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional explanatory diagram of a surface-mounted crystal resonator according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, in this vibrator, a rectangular ceramic substrate (ceramic base) 1 is formed with through
本振動子は、基板1上に、スルー端子6に接続する引出端子2と、引き出し端子2の上に形成される水晶支持部3と、水晶片5と、水晶支持部3と水晶片5を接着する導電性接着剤4と、セラミックカバー9と、セラミックカバー9の基板1への接触面に形成される低融点ガラス層(ガラス層又はシールガラス)8とを基本的に有している。
This vibrator includes a
ここで、本実施の形態の特徴として、水晶支持部3が基板1の辺に近接する辺をセラミックカバー9の内側面に接触するぐらいに近くまで形成されている。具体的な水晶支持部3の形状については後述するが、この水晶支持部3の形状によってセラミックカバー9を位置決めするようになっている。
Here, as a feature of the present embodiment, the
[セラミックカバーとガラス層:図2]
セラミックカバー9とガラス層8について図2を参照しながら説明する。図2は、(a)がガラス層(シールガラス)の平面説明図であり、(b)がセラミックカバー等の断面説明図である。
セラミックカバー9は、図2(b)に示すように、凹形状で、基板1に接触する部分(縁部分)にはガラス層8が形成されている。セラミックカバー9は、この凹形状を逆さまにして基板1に搭載される。
[Ceramic cover and glass layer: Fig. 2]
The
As shown in FIG. 2B, the
ガラス層8は、縁部分に印刷されて仮焼成されて形成される。
また、セラミックカバー9は、図2(a)に示すように、四辺の角部分が、外側面も内側面も湾曲(アール)している。
The
Further, as shown in FIG. 2A, the
[引出端子:図3]
次に、引出端子について図3を参照しながら説明する。図3は、基板上の引出端子の平面説明図である。
本振動子は、図3に示すように、基板1上に金属膜で引出端子2が形成される。
引出端子2は、水晶支持部3の下層に形成される水晶保持端子2bと、水晶保持端子2bの端部から最短の基板1の角部に向けて引き出される接続部2aとで構成される。
[Drawer terminal: Fig. 3]
Next, the lead terminal will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory plan view of the lead terminal on the substrate.
As shown in FIG. 3, this vibrator has a
The
接続部2aは、角部のスルー端子6に接続されている。
図3に示すように、2つの引出端子2は、逆方向(対角方向)の角部のスルー端子6に接続している。ここで、2つの引出端子2における水晶保持端子2bの一方が第1の水晶保持端子であり、他方が第2の水晶保持端子である。
The
As shown in FIG. 3, the two
また、水晶保持端子2bの形状は、水晶片5の搭載位置より更に外側に、つまり、基板1の近接する短辺側に引き出されて形成され、また、基板1の近接する長辺側にも引き出されて形成されている。この引き出された位置は、セラミックカバー9が基板1に搭載された場合に、ほぼ接触する程度の位置となる。
Further, the shape of the crystal holding terminal 2b is formed to be further outward from the mounting position of the
そして、水晶保持端子2bは、接続部2aが接続する部分で、セラミックカバー9の内側面の湾曲に応じた湾曲形状となっている。
水晶保持端子2bは、水晶片5の電極に接続する構成であって、Ag(銀)Pd(パラジウム)合金で形成される。
The crystal holding terminal 2b is a portion to which the connecting
The crystal holding terminal 2b is configured to be connected to the electrode of the
[水晶支持部:図4,図5]
次に、水晶支持部について図4,図5を参照しながら説明する。図4は、引出端子上の水晶支持部が形成された平面説明図であり、図5は、セラミックカバーが搭載される位置を示した平面説明図である。
水晶支持部3は、図4に示すように、水晶保持端子2bの上に積層されて凸形状で形成され、水晶片5を持ち上げて保持する構成であって、Agで形成される。
水晶支持部3は、Agを用いているため、粘度が高く、メタルマスクを用いて一度の塗布で厚みのある金属膜を形成できる。一度の塗布で形成される水晶支持部3の厚さは、従来のAgPdを用いた金属膜(粘度が低い)の三層分に相当する。
[Crystal support: FIGS. 4 and 5]
Next, the crystal support portion will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an explanatory plan view in which a crystal support portion on the lead terminal is formed, and FIG. 5 is an explanatory plan view showing a position where a ceramic cover is mounted.
As shown in FIG. 4, the
Since the
つまり、同じ厚みの水晶支持部3を形成するのに、本実施の形態ではAg膜を一度塗布すればよいが、従来のAgPd膜では三度塗布する必要があり、多くのPdを使用してコスト高であり、作業工程も複雑になっている。
また、水晶支持部3は、粘度の高いAgを用いているため、だれて水晶保持端子2bからはみ出すことがない。
In other words, in order to form the
Moreover, since the
また、水晶支持部3は、図4及び図5に示すように、水晶保持端子2b上に、水晶保持端子2bと同じパターンで形成されるものである。ここで、第1の水晶保持端子の上に形成されるのが第1の水晶支持部であり、第2の水晶保持端子の上に形成されるのが第2の水晶支持部ということになる。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the
従って、水晶支持部3は、基板1の近接する短辺側に引き出されて形成され、また、基板1の近接する長辺側にも引き出されて形成されている。この引き出された位置は、図5に示すように、セラミックカバー9が基板1に搭載された場合に、ほぼ接触する程度の位置となる。
Therefore, the
そして、水晶支持部3は、接続部2aが水晶保持端子2bに接続する部分でも、セラミックカバー9の内側面の湾曲に応じた湾曲形状となっている。
尚、図5において、点線部分は、セラミックカバー9における基板1の接触面に形成されるガラス層8が接触する部分を8´で表している。
The
In FIG. 5, the dotted line portion represents a
この水晶支持部3の特殊な形状によって、セラミックカバー9が基板1に搭載された場合に、位置決めの効果を有する。
水晶支持部3は、水晶片5の電極に接続する導電性の材料で形成されるが、カバーがセラミックであるため、接触してもショート等の問題はない。
When the
The
[水晶片:図1]
そして、水晶片5と水晶支持部3とは、引出端子2が引き出される水晶保持端子2bの端部側で導電性接着剤4により接続されている。
水晶片5の両端部で水晶保持端子2b及び水晶支持部3が水晶片5を保持する構造であるため「両持ち」タイプと称される。
[Crystal piece: Fig. 1]
The
Since the
水晶片5は、ATカットとし、対向した励振電極5aが両主面に形成されている。
また、水晶片5は、励振電極5aからは互いに反対方向の両端部に延出して幅方向の全幅にわたって折り返された引出電極5bが形成されている。
そして、引出電極5bの延出した一組の対角部(端部)が導電材としての導電性接着剤4によって水晶支持部3に固着して、引出電極5bと水晶支持部3及び水晶保持端子2bとを電気的・機械的に接続している。
The
Further, the
Then, a pair of diagonal portions (end portions) extended from the
[スルー端子:図1]
スルー端子6は、基板1の四隅に形成されたスルーホール(貫通孔)の側壁に形成されるもので、引出端子2と同様のAgPd合金で形成される。
また、引出端子2は、基板1の四隅部分(角部)でスルー端子6に接続している。
但し、引出端子2は、基板1の対角線上に形成されているため、その対角線上の角部でスルー端子6に接続するが、他の対角線上の角部では、スルー端子6は引出端子2には接続していない。
[Through terminal: Fig. 1]
The through
The
However, since the
[実装端子とスルー端子:図1]
基板1の裏面の四隅には実装端子7が形成され、基板1の角部でスルー端子6に接続している。
上述したように、スルー端子6には引出端子2に接続しているものと、接続していないものがあり、基板1の裏面において、引出端子2に接続するスルー端子6に接続している実装端子7同士を測定装置でコンタクトさせて励起させるテストを行い、後述する振動周波数の調整を行う。
[Mounting terminals and through terminals: Fig. 1]
Mounting
As described above, the through
スルーホール(貫通孔)は、基板1が分割される前のセラミックシートの状態で、ブレイクラインと同時に形成されるもので、分割される基板1の四隅部分(角部)で表面と裏面とを貫通するよう形成される。
The through holes (through holes) are formed at the same time as the break lines in the state of the ceramic sheet before the
[水晶保持端子のパターン]
水晶保持端子2bのパターンは、図3に示すように、基板1の中央に対向して形成され、接続部2aに接続していない端部が、従来の水晶保持端子に比べて特定の長さだけ短くなっている。
[Pattern of crystal holding terminal]
As shown in FIG. 3, the pattern of the crystal holding terminal 2b is formed so as to face the center of the
つまり、本振動子において、一方の水晶保持端子2bにおける導電性接着剤4が形成されない側の端部は、他方の水晶保持端子2bにおける接続部2aが接続される端部より内側に短く形成され、他方の水晶保持端子2bにおける導電性接着剤4が形成されない側の端部は、一方の水晶保持端子2bにおける接続部2aが接続される端部より内側に短く形成されている。
That is, in this vibrator, the end portion of the one crystal holding terminal 2b on the side where the
また、水晶保持端子2bの上に形成される水晶支持部3も同様に導電性接着剤4が形成されない側の端部を内側に短く形成している。
これにより、水晶保持端子2b及び水晶支持部3を従来に比べて特定の長さだけ短くし、水晶片5の引出電極における長尺方向の端部より水晶保持端子2b及び水晶支持部3の端部を内側に短くしている。
Similarly, the
As a result, the crystal holding terminal 2b and the
[本振動子の製造方法:図3〜5]
次に、本振動子の製造方法について図3〜5を参照しながら説明する。
尚、本振動子の製造方法では、第1工程(シート状セラミック生地焼成)、第2工程(回路パターン形成)、第3工程(水晶支持部形成)、第4工程(水晶片搭載)、第5工程(周波数調整)、第6工程(セラミックカバー接合)、第7工程(分割)がある。
[Manufacturing method of the vibrator: FIGS. 3 to 5]
Next, a method for manufacturing the present vibrator will be described with reference to FIGS.
In the method for manufacturing the vibrator, the first step (sheet-shaped ceramic fabric firing), the second step (circuit pattern formation), the third step (crystal support portion formation), the fourth step (crystal piece mounting), the first step There are 5 steps (frequency adjustment), 6th step (ceramic cover joining), and 7th step (division).
[第1工程/シート状セラミック生地焼成]
先ず、シート状セラミックベースの元となるシート状セラミック生地を形成する。
シート状セラミック生地には、個々のセラミックベース1に対応して隣接する領域同士区切るブレイクラインを形成すると共にその四隅部(角部)に貫通孔を形成する。
そして、貫通孔が形成されたシート状セラミック生地を焼成し、シート状セラミックベース(セラミックベースシート)を得る。
[First step / Sintered ceramic fabric]
First, a sheet-shaped ceramic cloth that is the basis of the sheet-shaped ceramic base is formed.
In the sheet-like ceramic fabric, break lines that divide adjacent regions corresponding to the individual
And the sheet-like ceramic material | fabric in which the through-hole was formed is baked, and a sheet-like ceramic base (ceramic base sheet) is obtained.
[第2工程/回路パターン形成:図3]
次に、シート状セラミックベースの回路パターンに対応した領域に、AgPd合金の金属ペーストを厚み約10μm程度で、スクリーンマスクを用いた印刷によって形成する。
回路パターンは、一主面(表面)では、図3に示すように、接続部2a、水晶保持端子2bを含む引出端子2の金属パターンが形成され、他主面(裏面)では、実装端子7のパターンが形成され、更に、貫通孔の壁面にはスルー端子6が形成される。
[Second Step / Circuit Pattern Formation: FIG. 3]
Next, an AgPd alloy metal paste having a thickness of about 10 μm is formed in a region corresponding to the circuit pattern of the sheet-like ceramic base by printing using a screen mask.
As shown in FIG. 3, the circuit pattern has a metal pattern of the
そして、AgPd合金とした金属ペーストを約850℃で焼成し、金属ペースト中のバインダを蒸発させると共にAgPd合金を溶融して固体化し、金属パターンの形成されたシート状セラミックベースを得る。 And the metal paste made into AgPd alloy is baked at about 850 degreeC, the binder in a metal paste is evaporated, and AgPd alloy is fuse | melted and solidified, and the sheet-like ceramic base in which the metal pattern was formed is obtained.
尚、セラミックの焼成温度は約1500〜1600℃、AgPd合金はこれ以下の850℃となることから、セラミックの焼成後にAgPd合金ペーストを塗布して、セラミックとともにAgPd合金ペーストを焼成する。
これは、セラミック生地にAgPd合金ペーストを塗布してセラミックの焼成温度で焼成すると、AgPd合金ペーストは高温過ぎて塊粒になって回路パターンを形成できないことに起因する。
Since the firing temperature of the ceramic is about 1500 to 1600 ° C. and the AgPd alloy is 850 ° C. below this, the AgPd alloy paste is applied after firing the ceramic, and the AgPd alloy paste is fired together with the ceramic.
This is due to the fact that when an AgPd alloy paste is applied to a ceramic fabric and fired at the firing temperature of the ceramic, the AgPd alloy paste becomes too hot and cannot form a circuit pattern.
[第3工程/水晶支持部3形成:図4]
次に、水晶支持部3の形成について説明する。
水晶支持部3が、図4に示すように、具体的には、ニッケル(Ni)のメタルマスクを用いて印刷により、50〜70μm程度のAgの金属膜が、水晶支持部3として形成される。
水晶支持部3は、AgPdの水晶保持端子2bの上に形成される。
水晶支持部3は、Agの金属膜であるため、粘度が高く、一度の成膜で厚みのある膜を形成することができる。従って、水晶支持部3は、だれて水晶保持端子2bからはみ出すことがない。
[Third Step /
Next, formation of the
As shown in FIG. 4, specifically, the
The
Since the
[第4工程/水晶片搭載]
次に、金属パターン等の形成されたシート状セラミックベースの各水晶支持部3に、水晶片5を導電性接着剤4によって固着して搭載し、電気的・機械的に接続する。
具体的には、水晶片5の励振電極から引出電極を延出させ、当該引出電極が導電性接着剤7を介して水晶支持部3に接続している。
[Fourth process / Crystal piece mounting]
Next, the
Specifically, the extraction electrode is extended from the excitation electrode of the
[第5工程/周波数調整]
次に、シート状セラミックベースに搭載(固着)された水晶振動子としての各水晶片5の振動周波数を質量負荷効果によって調整する。
具体的には、シート状セラミックベースの裏面において、各水晶片5と電気的に接続した実装端子7に測定器からの測定端子(プローブ)を接触させる。そして、板面が露出した水晶片5の表面側の励振電極にガスイオンを照射して表面を削り取り、励振電極の質量を減じて振動周波数を低い方から高い方に調整する。
但し、例えば、蒸着やスパッタによって励振電極上に金属膜を付加して、振動周波数を高い方から低い方に調整することもできる。
[Fifth step / frequency adjustment]
Next, the vibration frequency of each
Specifically, the measurement terminal (probe) from the measuring instrument is brought into contact with the mounting
However, it is also possible to adjust the vibration frequency from higher to lower by adding a metal film on the excitation electrode by vapor deposition or sputtering, for example.
[第6工程/セラミックカバー接合(密閉封入):図5]
次に、水晶片5が搭載されたシート状セラミックベースの個々の基板1に対応した矩形状領域内に、凹状としたセラミックカバー9の開口端面を接合する。
ここでは、セラミックカバー9の開口端面に予め印刷によりガラス層8を形成して仮焼成しておき、ガラス層8を封止材とし、加熱溶融して接合する。
尚、図5にセラミックカバー9の開口端面に形成されたガラス層8の接触部分8´を帯状の破線で示している。ここで、当該接触部分8´に対して、励振電極5aと引出電極5bを備えた水晶片5を導電性接着剤4で水晶支持部3に搭載した状態を示している。
これにより、個々の水晶片5を密閉封入して集合化されたシート状の水晶振動子を形成する。
[Sixth step / Ceramic cover bonding (sealing enclosed): FIG. 5]
Next, the opening end face of the concave
Here, the
In FIG. 5, a
As a result,
[第7工程/分割]
最後に、水晶振動子が集合化されたシート状セラミックベースをブレイクラインに従って縦横に分割して、個々の表面実装水晶振動子を得る。
[Seventh step / division]
Finally, the sheet-like ceramic base on which the crystal resonators are assembled is divided vertically and horizontally according to the break line to obtain individual surface mount crystal resonators.
また、ここでは、金属パターン等の形成されたシート状セラミックベースの状態で、水晶片5の搭載(第4工程)、周波数調整(第5工程)及びセラミックカバー9の接合(第6工程)の工程を連続的に行えるので、生産性を向上させることができる効果がある。
Here, in the state of the sheet-like ceramic base on which the metal pattern or the like is formed, the
更に、本実施形態では、セラミックベース1の裏面の実装端子7は、それぞれが電気的に独立した4端子とする。一方、シート状セラミックベースの状態では、隣接する矩形状領域の4つの角部における各実装端子7(4個)はスルー端子6を経て電気的に共通接続する。
従って、4つの角部の各実装端子7が共通接続された状態でも、各セラミックベース1の水晶支持部3に接続する一組の対角部の実装端子7に測定端子を接触させて、水晶片5毎に振動周波数を調整できる効果がある。
Furthermore, in this embodiment, the mounting
Therefore, even when the mounting
そして、金属パターンは、AgPd合金としたが、セラミックに対する付着力が比較的良好なAgを主とした例えばAgPt(銀・白金)合金でもよく、Ag系厚膜材料であれば適用できる。 The metal pattern is an AgPd alloy, but may be, for example, an AgPt (silver / platinum) alloy mainly composed of Ag having relatively good adhesion to the ceramic, and any Ag-based thick film material can be applied.
[実施の形態の効果]
本振動子によれば、水晶片5を持ち上げて支持する水晶支持部3の形状について、基板1の辺に近接する水晶支持部3の辺が、セラミックカバー9が基板1に搭載された場合にセラミックカバー9の内側面にほぼ接触する位置まで拡張して形成されるようにしているので、水晶支持部3の当該拡張した辺によってセラミックカバー9を位置決めできるので、セラミックカバー9の基板1への接触面にガラス層8を形成してガラス封止する場合でも、セラミックカバー9の搭載の位置を固定でき、位置決めを容易に行うことができ、気密性の高いガラス封止を実現できる効果がある。
[Effect of the embodiment]
According to the present vibrator, when the
本発明は、カバーのガラス封止を行う場合に、低融点ガラスを印刷後に仮焼成を行っても、カバー搭載の位置を固定でき、位置決めを容易に行うことができる表面実装水晶振動子及びその製造方法に好適である。 The present invention provides a surface-mount crystal resonator that can fix the position of the cover mounting and can easily perform positioning even when the cover is sealed with glass even if the low-melting glass is pre-baked after printing. Suitable for manufacturing method.
1...基板(セラミックベース)、 2...引出端子、 2a...接続部、 2b...水晶保持端子、 3...水晶支持部、 4...導電性接着剤、 5...水晶片、 5a...励振電極、 5b...引出電極、 6...スルー端子、 7...実装端子、 8...ガラス層、 9...セラミックカバー
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記水晶片を保持する第1及び第2の水晶支持部と、
前記基板の角部に形成された貫通孔の壁面に形成されたスルー端子と、
前記基板の表面には前記第1及び第2の水晶支持部の下層に形成される第1及び第2の水晶保持端子と、
前記第1の水晶保持端子の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第1の接続部と、
前記第2の水晶保持端子の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第2の接続部と、
前記水晶片を覆い、前記基板との接触面にガラス層を設けたセラミックのカバーとを備え、
前記第1及び第2の水晶支持部が、前記基板の辺に近接する側の辺を前記カバーの内側面にほぼ接触する位置まで形成されていることを特徴とする表面実装水晶振動子。 A surface-mount crystal resonator in which a crystal piece is mounted on a rectangular ceramic substrate,
First and second crystal support parts for holding the crystal pieces;
A through terminal formed on a wall surface of a through hole formed in a corner of the substrate;
First and second crystal holding terminals formed on a lower layer of the first and second crystal support portions on the surface of the substrate;
A first connecting portion for connecting an end portion of the first crystal holding terminal and a through terminal at a shortest corner portion from the end portion;
A second connecting portion for connecting the end of the second crystal holding terminal and the through terminal at the shortest corner from the end;
A ceramic cover that covers the crystal piece and is provided with a glass layer on the contact surface with the substrate;
The surface-mounted crystal resonator, wherein the first and second crystal support portions are formed to a position where a side close to the side of the substrate is substantially in contact with an inner surface of the cover.
第2の水晶支持部における第2の接続部側の角部が、前記カバー角部の内面の湾曲形状に合わせて湾曲していることを特徴とする請求項1記載の表面実装水晶振動子。 The corner portion on the first connecting portion side in the first crystal support portion is curved in accordance with the curved shape of the inner surface of the cover corner portion,
The surface-mounted crystal resonator according to claim 1, wherein a corner portion on the second connection portion side of the second crystal support portion is curved in accordance with a curved shape of an inner surface of the cover corner portion.
前記基板の角部に形成された貫通孔の壁面にスルー端子を形成すると共に、
前記基板の表面には水晶片を保持する第1及び第2の水晶支持部の下層に第1及び第2の水晶保持端子と、前記第1の水晶保持端子の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第1の接続部と、前記第2の水晶保持端子の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第2の接続部とを形成し、
前記第1及び第2の水晶保持端子上に、前記第1及び第2の水晶支持部を、カバーが前記基板に搭載された場合に、前記基板の辺に近接する側の辺を前記カバーの内側面にほぼ接触する位置まで形成し、
前記基板に接触する部分に低融点ガラスを仮焼成したガラス層を形成したカバーを、前記第1及び第2の水晶支持部の前記辺に近接するよう設けたことを特徴とする表面実装水晶振動子の製造方法。 A method of manufacturing a surface-mounted crystal resonator in which a crystal piece is mounted on a rectangular ceramic substrate,
While forming a through terminal on the wall surface of the through hole formed in the corner of the substrate,
First and second crystal holding terminals below the first and second crystal supporting parts for holding a crystal piece on the surface of the substrate, the end of the first crystal holding terminal, and the shortest from the end A first connecting portion that connects the through terminal at the corner of the second crystal, and an end portion of the second crystal holding terminal and a second connecting portion that connects the through terminal at the shortest corner from the end portion. Forming,
When the cover is mounted on the substrate on the first and second crystal holding terminals, the side close to the side of the substrate is placed on the side of the cover. Form up to a position almost touching the inner surface,
A surface-mounted crystal vibration characterized in that a cover in which a glass layer obtained by pre-baking a low-melting glass is formed in a portion in contact with the substrate so as to be close to the side of the first and second crystal support portions Child manufacturing method.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013079245A JP2014204304A (en) | 2013-04-05 | 2013-04-05 | Surface-mounted crystal vibrator and manufacturing method thereof |
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Publications (1)
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| Country | Link |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016132767A1 (en) * | 2015-02-18 | 2016-08-25 | 株式会社村田製作所 | Piezoelectric vibration device and production method therefor |
| US9859567B2 (en) | 2015-01-22 | 2018-01-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and device for producing a catalyst |
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2013
- 2013-04-05 JP JP2013079245A patent/JP2014204304A/en active Pending
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