JP3974790B2 - Quartz device manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶振動子を平板状または筐体状の基体にシリコーン系の導電性ペーストを硬化して得られるシリコーン導電性接着部材を介して接合した水晶デバイスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の水晶デバイスである水晶デバイス51は、図7に示すように、電極パッド525を有するセラミックパッケージに水晶振動子53を配置していた。
【0003】
セラミックパッケージ52はアルミナ等の平板状セラミック絶縁層と枠状セラミック層を積層して成り、その内部に水晶振動子53を収容するキャビティ520が形成されている。
【0004】
また、セラミックパッケージ52の下面には外部端子電極526が形成され、セラミックパッケージ52の内部には長手方向の両端部に幅方向に分離し、外部へ端子電極などと接続する電極パッド525が形成され、該電極パッド525の上部には幅方向に直線状に形成される帯状のバンプ525aなどが形成されていた。
【0005】
また、水晶振動子53は、矩形状の水晶基板の両面主面に互いに対向する励振電極531、533及び励振電極531、532から水晶基板の一方短辺側の両主面に延びる引き出し電極532、534が形成されている。この各電極パターン(不図示)は蒸着、スパッタ等の手段を用いて形成されている。尚、符号5321、5341は引き出し電極532、534のち水晶基板の一方主面に形成した電極パッドであり、5322、5324は、引き出し電極532、534のち水晶基板の他方主面に形成した電極パッドである。
【0006】
このような水晶振動子を用いた水晶デバイスは、以下の製造工程を経て製造される。
【0007】
まず、水晶基板530の両主面に蒸着やスパッタなどの手法により、例えば、励振電極533及び引き出し電極5322を形成する領域に一層目にCrやNiなどの下地金属層533a及び5322a、さらにその上面に二層目のAu層533b、5322bを形成し、励振電極531、533及び引き出し電極532、534を形成し、水晶振動子53とする(以下、下地金属層としてCrを用いて説明する。)尚、もう一方の引き出し電極534も同様、さらに、水晶基板530の上面側も同様である。
【0008】
その後、水晶振動子53に例えば200℃で1時間以上の加熱処理を行い、一層目の下地金属層533a、5332aを二層目のAu層533b、5322b内部に拡散させ、さらにAu層533b、5322bの表面に析出させて、表面析出層533c、5322cを形成する。
【0009】
次に、セラミックパッケージ52を用意する。
【0010】
次に、電極パッド525表面のバンプ525aにシリコーン系の導電性接着材57となる導電性樹脂ペーストを塗布し、この塗布した導電性樹脂ペースト上に、水晶振動子53の引き出し電極が位置するように搭載する。
【0011】
その後、導電性樹脂ペーストを硬化して、セラミックパッケージ52と圧電振動子53とを固定し、さらに、水晶振動子53を気密封止にすべく、セラミックパッケージ52上に蓋体56を被着していた(特開2000−151345号)。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上述の製造方法を用いて水晶デバイスを作製し、水晶振動子53全体を加熱すると、図6に示すように、引き出し電極だけでなく励振電極においても一層目のCr層やNi層は析出していた。即ち、符号5322aは例えはCr層であり、5322bはAu層であり、5322cはCrの表面析出層である。
【0013】
また、上述のように水晶振動子全体を加熱する方法では生産効率を高めるために、アニール炉などに投入し、バッチ処理するのが可能であった。しかし、このように多量の水晶振動子を一度に加熱する方法では加熱後に、セラミックパッケージ52の電極パッド525やバンプ525a上へ搭載する工程を水晶振動子夫々に対して順次行っていくことになり、水晶振動子によっては3〜4時間経過してから、導電性樹脂ペースト54上に載置されることになり、特に励振電極表面の表面析出層5322cが酸化してしまい、これによりAu層5322bと電極パッド525やバンプ525aとの間に付加容量を持たせたり、励振電極及び引き出し電極の硬さや厚みを変化してしまう。
【0014】
その結果、電気的特性、高温、例えば50℃程度において、付加容量の変化や励振電極及び引き出し電極の硬さや厚みが影響し、100Ω以上にCI値が変化してしまい発振停止の危険が起こってくるという問題があった。
【0015】
本発明は上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、温度を変えても電気的特性が良好で、安定している水晶デバイスの製造方法を提供するものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、矩形状の水晶基板の主面に励振電極及び引き出し電極となる領域にCr層又はNi層からなる下地金属層、Au層を順次被着形成する工程と、前記励振電極となる領域を覆い且つ引き出し電極となる領域を露出する開口部を有するマスクを、前記水晶基板上に配置する工程と、前記開口部より露出する領域に熱風を照射することにより、この領域のAu層の表面に前記下地金属層の金属を析出させてなる表面析出層を形成する工程と、電極パッドを形成した基体を準備する工程と、前記電極パッド上にシリコーン系導電性接着部材を塗布し、その上部に前記水晶基板に設けた引き出し電極を位置させて、前記水晶基板を搭載・固定する工程と、を含む水晶デバイスの製造方法。
【0017】
また本発明は、矩形状の水晶基板の主面に励振電極及び引き出し電極となる領域にCr層又はNi層からなる下地金属層、Au層を順次被着形成する工程と、前記引き出し電極となる領域にブロック状に形成したヒーターを当接させることにより、この領域のAu層の表面に前記下地金属層の金属を析出させてなる表面析出層を形成する工程と、電極パッドを形成した基体を準備する工程と、前記電極パッド上にシリコーン系導電性接着部材を塗布し、その上部に前記水晶基板に設けた引き出し電極を位置させて、前記水晶基板を搭載・固定する工程と、を含む水晶デバイスの製造方法である。
【0018】
また、励振電極においては、その表面が実質的にAu層が維持できるため、表面析出層の形成を有効に抑えることができ、酸化しにくい状態を維持できる。このため、電気的特性、高温、例えば50℃程度において、付加容量の変化や励振電極及び引き出し電極の硬さや厚みが影響してCI値が変化してしまうことを有効に抑えることができる。
【0019】
また、前記下面側引き出し電極が、シリコーン樹脂を含む導電性樹脂ペーストが塗布された電極パッドやバンプの上面に位置するように載置し、導電性樹脂ペーストを加熱することにより硬化している。
【0020】
このように、水晶振動子をセラミックパッケージに接続・固定させることにより、引き出し電極での電極パッドまたはバンプとの導通抵抗面で良好な接合状態が得られる。
【0021】
上述のような方法を行うことにより、従来と同様にAu層との界面にシリコン膜が形成させずに、導電性接着部材の導電粒子とAu層を接続することが可能になると同時に、水晶振動子にて加熱するのは引き出し電極のみであるので、加熱に要する時間を短縮することが可能になり、前述の加熱工程と水晶振動子の搭載工程を連続して行うことが可能になる。結局、特性の安定した水晶デバイスを確実に、且つ簡単に製造することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳説する。
【0023】
図1水晶デバイスの蓋体を省略した上面図であり、図2は水晶デバイスの側断面図であり、図3は、本発明にかかる水晶振動子の上面図であり、図4は前記水晶振動子を収容・搭載した基体の保持部の要部拡大図である。
【0024】
水晶デバイス1は、基体であるセラミックパッケージ2、水晶振動子3、導電性接着材4、金属製蓋体6から構成される。
【0025】
セラミックパッケージ2は、セラミックからなる矩形状の平板状基板21と、その上面に積層されるセラミックからなる枠体状基板22と、該枠体状基板22の開口周囲に周設された封止用導体膜23と、この封止用動態膜23に接合されたシールリング24とから構成されている。そして、全体として、図2に示すように表面側に開口を有するとともに、水晶振動子3が収容される実質的に矩形状のキャビティ20が形成される。さらにキャビティ20の底面、即ち平板状基板21の上面の一方の短辺側(図1では左側の辺)に水晶振動子3と電気的な接続を行う一対の電極パッド25、25が形成されている。この電極パッド25、25は、短辺の幅方向(図1では上下方向)に分かれて夫々形成されている。その形状は概略矩形状となっている。
【0026】
上述のシールリング24は、Fe−Ni、Fe−Ni−Coなどの金属からなり、枠状セラミック基板22の開口周囲に形成された封止用導体膜23上にろう付けなどにより形成される。
【0027】
また、セラミックパッケージ2の底面には、この電極パッド25、25と電気的に接続し、外部プリント配線基板と接合するための外部端子電極26が形成されている。この電極パッド25、25と外部端子電極26とは、セラミックパッケージ2の一部を貫くビアホール導体によって接続されている。電極パッド25、25と外部端子電極26の形成位置とが対応しない場合には、キャビティ20の底面に所定形状の配線導体を形成すれば、ビアホール導体によって簡単に接続することができる。
【0028】
また、電極パッド25、25の表面、特に、キャビティ20の中央部寄りには、導電性金属ペーストの焼き付け、導電性樹脂ペースト、絶縁性樹脂ペーストの印刷、硬化により形成されるバンプ25aが形成してもよい。
【0029】
上述の電極パッド25、25や封止用導体膜23は、モリブデン、タングステンなどの金属から構成され、その表面にNi、Auメッキ処理されて形成される。
例えば、導電性金属ペーストの焼き付けによりバンプ25aを形成する場合、電極パッド25、25の下地導体となる導体を上述の金属のペーストにより印刷形成し、乾燥後に、その表面に上述の金属ペーストを用いてバンプ25aの形状に応じて印刷形成し、その後両者を焼成処理することにより形成される。
【0030】
水晶振動子3は、例えば、所定結晶方位角に従ってカット(ATカット)された矩形状の水晶基板30と、水晶基板30の両主面に被着形成された励振電極31、33と、一対の励振電極31、33から夫々水晶基板30の短辺方向(図では左側)に延出された引き出し電極32(図中上面側の電極の符号を321で、図中下面側の符号を322で示す)、34(図中上面側の電極の符号を341で、図中下面側の符号を342で示す)とから構成されている。例えば、上面側励振電極31から延出する引き出し電極321では、上面の短辺近傍に延出され、その短辺近傍の一方の長辺端面(図面では下側の端面)を介して下面側に延出され引き出し電極322となっている。逆に、下面側の励振電極33から延出する引き出し電極342は、下面の短辺近傍に延出され、そして、短辺の近傍の他方の長辺端面(図面では上側の端面)を介して上面側に延出され引き出し電極341となっている。そして、この引き出し電極32、34は、水晶基板30の両主面に夫々対向しあう位置に形成され、その形状は、所定位置に配置した時に、電極パッド25、25に導通し得る形状である。
【0031】
このような励振電極31、33及び引き出し電極32、34は、水晶基板30の両主面に、所定形状のマスクを配置して、蒸着やスパッタ等の手段を用いて一層目のCrやNiの下地金属層35aを形成し、さらにその上面に二層目のAu層35bが形成されており、それにより水晶振動子3が形成されている。(尚、以降の説明においては、下地金属層の一例としてCrを用いて説明する。)
上述のセラミックパッケージ2と水晶振動子3との電気的な接続及び機械的な接続は、接着材としてシリコーン樹脂41と導電粒子42を含むシリコーン系の導電性接着材4によって達成される。
【0032】
具体的には、引き出し電極32、34のみ、特に、少なくとも下面側引き出し電極(導電性接着材4が被着される部分)に局所的に熱風を照射することにより加熱し、夫々の水晶振動子に対しては、250℃、5分〜10分といった短時間の加熱を行う。その後、キャビティ20の下面の電極パッド25、25上に塗布された導電性樹脂ペースト上に水晶振動子3の引き出し電極32、34を載置し、硬化させる。
【0033】
このように、引き出し電極32、34についてのみ二層目のAu層の上にさらに三層目のCr表面析出層を形成し、その後、時間は5〜10分以内というように短時間のうちに水晶振動子3を導電性樹脂ペースト4を用いてセラミックパッケージ2の電極パッド25やバンプ25aと接続することができるようになり、個々の水晶振動子3に対して短時間での接合が可能になるため、生産性が向上する。
【0034】
また、従来は水晶振動子を加熱する際に効率よく行うために、バッチ方式で水晶振動子を大量に同時に加熱する手法をとっており、通常は水晶振動子は加熱された後、個別にセラミックパッケージの電極パッドに塗布された導電性樹脂ペースト上に引き出し電極が位置するように載置されていた。この場合、水晶振動子によっては、3〜4時間といった長時間が経過した後に載置されることになり、このように放置された時間の間に励振電極の表面に析出したCrが酸化されてきてしまう。それにより、高温時にCI値の著しい悪化という異常を発生させていたが、本発明においては、Crなどの下地金属層35aの厚みを40Å〜80Å程度であればよく、例えば、後の工程でリフロー工程など加熱される工程においても、励振電極31、33の表面に析出してくるCrの量を有効に制限することができ、水晶デバイスとして発振周波数の大きな変化を発生させないようにすることが可能になる。
【0035】
ここで、Crである下地金属層35aは40Å〜80Åであればよい理由としては、下地金属層が40Å以下である場合、Au層35bが約2000Å以上必要であるため、下地金属層35aがAu層35bに対し薄すぎるため引き出し電極32、34のみ加熱した場合でも、Crを殆どAu層表面に析出させられなくなる。このため、導電性接着部材4と水晶振動子3の引き出し電極32、34との電気的接続をとることが困難になってしまう。
【0036】
逆に、Crである下地金属層35aの膜厚が80Å以上になると、水晶振動子3の引き出し電極32、34のみ局所的に加熱し、導電性接着部材4を用いて電極パッド25、25と接続すると電気的に安定した接続は得られるが、後の工程でリフロー工程など加熱される工程において、励振電極31、33においてもCrのAu層への拡散、Au層表面への析出が進んでしまい、その結果、発振周波数が低下し、最終的に不良品となってしまう危険がある。
【0037】
上述の理由により、Crである下地金属層35aの膜厚は40Å〜80Åであればよいが、50Å〜60Åにすれば、より安定した水晶振動子や水晶デバイスを得ることができる。
また、その後、リフロー工程など加熱される工程においても発振周波数は大きな変化を起こさないため、水晶デバイスとして、電気的特性、例えば高温においてCI値などで異常を起こす危険、即ち発振回路として組み込んだ場合発振停止の危険をなくすことができる。
【0038】
金属製蓋体6は、実質的に平板状の金属、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。このような金属製蓋体6は、水晶振動子3の収容領域(キャビティ)20を、窒素ガスや真空などで気密的に封止する。具体的には、所定雰囲気で、金属製蓋体6をセラミックパッケージ2のシールリング24上に載置して、シールリング24の表面の金属と金属製蓋体6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。尚、この溶接を確実に行うために、金属製蓋体6の接合面側に、Agろう層などを予め形成しておくとよく、また溶接によって溶融したろう材が、金属製蓋体6の表面側に回り込み、接合に寄与するろう材が減少しないように、金属製蓋体6の表面側に、Niメッキ層を形成しておいてもよい。
【0039】
以上のように、水晶振動子3の引き出し電極32、34とセラミックパッケージ2の電極パッド25及びバンプ25aとを接続することにより、シリコーン系の導電性接着材4との接合部での導通抵抗を良好にできると同時に、従来、励振電極が酸化し表面に酸化膜を形成することにより、Au層と電極パッド25やバンプ25aとの間に付加容量の発生や励振電極の硬さや厚みの変化により、温度によって発振周波数の異常な変化を起こすことがあったが、そのような異常の発生を防ぐことができるようになる。
【0040】
結果として、水晶振動子3を収容し気密的に封止した水晶デバイス1としては導通抵抗が良好で、且つ温度を変化させた場合でも電気的特性が良好な水晶デバイス1を供給することができるようになった。
【0041】
尚、実際には、水晶振動子3を収容したセラミックパッケージ2を金属製蓋体6を用いて気密的に封止する前に、外部端子電極26などを用いて水晶振動子3の発振周波数を測定し、必要に応じて水晶振動子3の上面側励振電極31の表面に、Agなどを蒸着したり、或はArガスを照射し、励振電極表面のAuを削除することにより周波数の調整を行う工程などが行われる。
【0042】
上述の水晶デバイス1は以下のようにして製造される。
【0043】
まず、基体であるセラミックパッケージ2の底面、即ち、平板状基板21の表面に一対の電極パッド25、25が形成され、また、キャビティ20の開口周囲の表面に封止用導体膜23、シールリング24が形成されたセラミックパッケージ2、水晶基板30及び金属製蓋体6を用意する。
【0044】
水晶基板30の両主面の励振電極31、33、一方の短辺側の両主面に延出された引き出し電極32、34となる領域にスパッタや蒸着により一層目であるCrの下地金属層35aを形成し、さらにその上面に二層目のAu層35bを被着形成し、水晶振動子3とする。
【0045】
その後、該水晶振動子3の引き出し電極32、34のみについて(少なくとも下面側の引き出し電極について)局所的に加熱する工程を行う。
【0046】
第1の加熱方法としては、図5(a)に示すようにマスク36などに嵌合された水晶振動子のマスク36の開口部から露出した引き出し電極32、34に熱風を照射し、加熱を、例えば250℃の熱風で5分〜10分行う。
【0047】
また、第2の方法としては、図5(b)に示すように引き出し電極32、34にブロック状に形成したヒーター7を例えば250℃、5分〜10分当接させる。
【0048】
このように第1の方法または第2の方法を用いて水晶振動子3の少なくとも下面側の引き出し電極32、34について加熱を行い、下地金属層35aのCrをAu層35b内に拡散させ、Au層35bの表面に析出させる。ここで、表面には表面析出層35cが形成される。また、必要に応じてもう一方主面も同様に局部加熱処理を行なっても構わない。
【0049】
次に、電極パッド25、25にシリコーン系であり、硬化されて導電性接着部材4となる導電性樹脂ペーストをディスペンサーなどで供給・塗布する。
【0050】
次に、水晶振動子3を前述のように供給された導電性樹脂ペースト上に載置する。具体的には、導電性樹脂ペーストの供給した部分に、下面側引き出し電極32、34が当接するように水晶振動子3を載置する。
【0051】
次に、導電性樹脂ペーストを硬化して、セラミックパッケージ2と水晶振動子3を接合固定する。具体的には、熱の印加により硬化する。
その後、シールリング24に金属製蓋体6を載置し、両者にシーム溶接を行う。
【0052】
尚、上述の実施例では、下地金属層35aとして、Crを用いたが、Crに代えてNiを用いても構わない。また、基体として上述の実施例では、筺体状のセラミックパッケージで説明したが、基体として平板状のセラミック基板を用いても構わない。この場合、蓋体6の形状を、水晶振動子3を被覆できる筺体状とすればよい。
【0053】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、水晶振動子の両主面の引き出し電極及び励振電極となる領域に、CrやNiによる下地金属層及びその上面にAu層を被着形成し、引き出し電極を局所的に加熱し、この引き出し電極部分を下地金属層をAu層内部に拡散させ、Au層表面に析出させたので、通電性を良好になり、また、特性の変動を少なくすることができる。
【0054】
さらに、引き出し電極のみを熱風照射またはヒーター加熱により局所的に加熱しているため、従来のように水晶振動子全体をバッチ処理にて加熱する必要がなくなり、引き出し電極の加熱工程とその後の基体とのシリコーン系導電性接着部材を用いての接合工程を個々の水晶振動子に対して連続して行うことが容易になる。
【0055】
このように生産の効率を飛躍的に向上させた水晶デバイス及び該水晶デバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水晶デバイスの蓋体を省略した状態の上面図である。
【図2】本発明の水晶デバイスの側断面図である。
【図3】本発明の水晶デバイスに用いられる水晶振動子の上面図である。
【図4】本発明の水晶デバイスに用いられる水晶振動子の要部拡大断面図である。
【図5】(a)は本発明の水晶振動子の引き出し電極を熱風照射により加熱している状態の断面図であり、(b)はヒーター加熱により加熱している状態の断面図である。
【図6】従来の水晶デバイスに用いられる水晶振動子の引き出し電極及び励振電極について下地金属層が析出された状態の要部拡大断面図である。
【図7】従来の水晶デバイスの側断面図である。
【符号の説明】
1・・・水晶デバイス
2・・・セラミックパッケージ
3・・・水晶振動子
31、33 励振電極
32、34 引き出し電極
35a 下地金属層
35b Au層
35c 表面析出層
4・・・シリコーン系導電性接着部材
41・・・シリコーン樹脂
42・・・導電粒子
6・・・金属製蓋体
7・・・ブロック状ヒーター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a quartz crystal device in which a quartz crystal resonator is bonded to a flat plate or casing-shaped substrate via a silicone conductive adhesive member obtained by curing a silicone-based conductive paste.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 7, a
[0003]
The
[0004]
Further,
[0005]
In addition, the
[0006]
A crystal device using such a crystal resonator is manufactured through the following manufacturing process.
[0007]
First,
[0008]
Thereafter, the
[0009]
Next, a
[0010]
Next, a conductive resin paste to be a silicone-based conductive adhesive 57 is applied to the bumps 525a on the surface of the electrode pad 525, and the lead electrode of the
[0011]
Thereafter, the conductive resin paste is cured, the
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
When a quartz crystal device is manufactured using the above-described manufacturing method and the
[0013]
In addition, as described above, the method of heating the entire crystal unit can be put into an annealing furnace or the like and batch-processed in order to increase production efficiency. However, in this method of heating a large number of crystal resonators at once, the step of mounting the electrode pads 525 and bumps 525a of the
[0014]
As a result, the electrical capacity and the high temperature, for example, about 50 ° C., are affected by the change in additional capacitance and the hardness and thickness of the excitation electrode and the extraction electrode. There was a problem of coming.
[0015]
The present invention has been devised in view of the above problems, its object is also has good electrical properties at different temperatures, there is provided a method for manufacturing a quartz device that are stable .
[0016]
[Means for Solving the Problems]
This onset Ming, the underlying metal layer made of Cr layer or the Ni layer in a region to be a rectangular main surface excitation electrode and the extraction electrode of the quartz substrate, a step of sequentially depositing an Au layer, and the excitation electrode A mask having an opening that covers the region and exposes the region that becomes the extraction electrode is disposed on the quartz substrate, and the region exposed from the opening is irradiated with hot air, thereby forming the Au layer in this region. A step of forming a surface deposition layer formed by depositing the metal of the base metal layer on the surface, a step of preparing a substrate on which an electrode pad is formed, and applying a silicone-based conductive adhesive member on the electrode pad, And a step of mounting and fixing the quartz substrate by positioning an extraction electrode provided on the quartz substrate on an upper portion thereof.
[0017]
According to the present invention , a step of sequentially depositing a base metal layer made of a Cr layer or a Ni layer and an Au layer on a main surface of a rectangular crystal substrate and forming an extraction electrode and an extraction electrode; by abutting the heater formed in a block shape in the region, forming a surface deposition layer formed by depositing a metal of the underlying metal layer on the surface of the Au layer in this region, a substrate to form an electrode pad comprising the steps of preparing a silicone-based conductive adhesive member applied on the electrode pad, wherein by positioning an extraction electrode provided on the quartz substrate thereon, a step of mounting and fixing the quartz substrate, a It is a manufacturing method of a crystal device.
[0018]
In addition, since the surface of the excitation electrode can be substantially maintained by the Au layer, the formation of the surface precipitation layer can be effectively suppressed, and the state in which the surface is hardly oxidized can be maintained. For this reason, it is possible to effectively suppress the change in the CI value due to the change in the additional capacitance and the hardness and thickness of the excitation electrode and the extraction electrode at an electrical characteristic and high temperature, for example, about 50 ° C.
[0019]
Further, the lower surface side extraction electrode is placed so as to be positioned on the upper surface of an electrode pad or a bump coated with a conductive resin paste containing a silicone resin, and is cured by heating the conductive resin paste.
[0020]
As described above, by connecting and fixing the crystal resonator to the ceramic package, a good bonding state can be obtained in terms of the conductive resistance surface with the electrode pad or the bump in the extraction electrode.
[0021]
By performing the above-described method, it becomes possible to connect the conductive particles of the conductive adhesive member and the Au layer without forming a silicon film at the interface with the Au layer as in the prior art, and at the same time, the crystal vibration Since only the extraction electrode is heated by the child, the time required for heating can be shortened, and the above heating process and the crystal oscillator mounting process can be performed continuously. As a result, a crystal device with stable characteristics can be reliably and easily manufactured.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Will now be described in detail on the basis of a book onset Akira to the accompanying drawings.
[0023]
1 is a top view of the quartz device with the lid removed, FIG. 2 is a side sectional view of the quartz device, FIG. 3 is a top view of the quartz crystal resonator according to the present invention, and FIG. It is a principal part enlarged view of the holding | maintenance part of the base | substrate which accommodated and mounted the child.
[0024]
The crystal device 1 includes a ceramic package 2 as a base, a
[0025]
The ceramic package 2 includes a rectangular flat plate-
[0026]
The above-described
[0027]
Further, external
[0028]
Further, bumps 25a formed by baking of conductive metal paste, printing of conductive resin paste, insulating resin paste, and curing are formed on the surfaces of the
[0029]
The
For example, when the bump 25a is formed by baking a conductive metal paste, a conductor to be a base conductor of the
[0030]
The
[0031]
The
Electrical connection and mechanical connection between the ceramic package 2 and the
[0032]
Specifically, only the
[0033]
In this manner, only the
[0034]
Conventionally, in order to efficiently perform the heating of the crystal unit, a batch method is used to simultaneously heat a large amount of crystal units. Normally, after the crystal unit is heated, the ceramic unit is individually ceramicized. The lead electrode was placed so as to be positioned on the conductive resin paste applied to the electrode pad of the package. In this case, depending on the crystal resonator, it is placed after a long time of 3 to 4 hours, and Cr deposited on the surface of the excitation electrode during the time of being left in this way has been oxidized. End up. As a result, an abnormality that the CI value is remarkably deteriorated at a high temperature is generated. However, in the present invention, the thickness of the
[0035]
Here, the reason why the
[0036]
On the contrary, when the film thickness of the
[0037]
For the reasons described above, the film thickness of the
In addition, since the oscillation frequency does not change greatly even in a heating process such as a reflow process thereafter, there is a risk of causing abnormalities in electrical characteristics, for example, a CI value at a high temperature as a crystal device, that is, as an oscillation circuit. The risk of oscillation stop can be eliminated.
[0038]
The metal lid 6 is made of a substantially flat metal, for example, an Fe—Ni alloy (42 alloy), an Fe—Ni—Co alloy (Kovar), or the like. Such a metal lid 6 hermetically seals the accommodation region (cavity) 20 of the
[0039]
As described above, by connecting the
[0040]
As a result, the quartz crystal device 1 that contains the
[0041]
In practice, before the ceramic package 2 containing the
[0042]
The above-described crystal device 1 is manufactured as follows.
[0043]
First, a pair of
[0044]
A base metal layer of Cr, which is the first layer by sputtering or vapor deposition, in the regions to be the
[0045]
Thereafter, a process of locally heating only the
[0046]
As a first heating method, as shown in FIG. 5A, hot air is irradiated to the
[0047]
As a second method, as shown in FIG. 5B, the
[0048]
In this way, the
[0049]
Next, a conductive resin paste that is silicone-based and hardened to become the conductive
[0050]
Next, the
[0051]
Next, the conductive resin paste is cured, and the ceramic package 2 and the
Thereafter, the metal lid 6 is placed on the
[0052]
In the above-described embodiment, Cr is used as the
[0053]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the base metal layer made of Cr or Ni and the Au layer are deposited on the upper surface of the region to be the lead electrode and the excitation electrode on both main surfaces of the crystal resonator, and the lead electrode is locally formed. Since the lead electrode portion was diffused into the Au layer and deposited on the surface of the Au layer, the electrical conductivity was improved, and fluctuations in characteristics could be reduced.
[0054]
Furthermore, since only the extraction electrode is locally heated by hot air irradiation or heater heating, there is no need to heat the entire crystal unit by batch processing as in the past, and the extraction electrode heating process and the subsequent substrate It becomes easy to continuously perform the bonding process using the silicone-based conductive adhesive member for each crystal resonator.
[0055]
As described above, it is possible to provide a crystal device and a method for manufacturing the crystal device, in which production efficiency is dramatically improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of a crystal device according to the present invention in a state where a lid is omitted.
FIG. 2 is a side sectional view of the quartz crystal device of the present invention.
FIG. 3 is a top view of a crystal resonator used in the crystal device of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a crystal resonator used in the crystal device of the present invention.
FIG. 5A is a cross-sectional view showing a state where the extraction electrode of the crystal resonator of the present invention is heated by hot air irradiation, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing a state where the extraction electrode is heated by heater heating.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part in a state in which a base metal layer is deposited on an extraction electrode and an excitation electrode of a crystal resonator used in a conventional crystal device.
FIG. 7 is a side sectional view of a conventional crystal device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Quartz device 2 ...
Claims (2)
前記励振電極となる領域を覆い且つ引き出し電極となる領域を露出する開口部を有するマスクを、前記水晶基板上に配置する工程と、
前記開口部より露出する領域に熱風を照射することにより、この領域のAu層の表面に前記下地金属層の金属を析出させてなる表面析出層を形成する工程と、
電極パッドを形成した基体を準備する工程と、
前記電極パッド上にシリコーン系導電性接着部材を塗布し、その上部に前記水晶基板に設けた引き出し電極を位置させて、前記水晶基板を搭載・固定する工程と、を含む水晶デバイスの製造方法。 A step of sequentially depositing a base metal layer made of a Cr layer or a Ni layer and an Au layer on a main surface of a rectangular crystal substrate in a region to be an excitation electrode and an extraction electrode ;
Placing a mask on the quartz substrate having an opening that covers the region to be the excitation electrode and exposes the region to be the extraction electrode;
Irradiating the region exposed from the opening with hot air to form a surface deposition layer by depositing the metal of the base metal layer on the surface of the Au layer in this region;
Preparing a substrate on which an electrode pad is formed;
A method of manufacturing a quartz crystal device, comprising: applying a silicone-based conductive adhesive member on the electrode pad; positioning a lead electrode provided on the quartz crystal substrate; and mounting and fixing the quartz crystal substrate.
前記引き出し電極となる領域にブロック状に形成したヒーターを当接させることにより、この領域のAu層の表面に前記下地金属層の金属を析出させてなる表面析出層を形成する工程と、
電極パッドを形成した基体を準備する工程と、
前記電極パッド上にシリコーン系導電性接着部材を塗布し、その上部に前記水晶基板に設けた引き出し電極を位置させて、前記水晶基板を搭載・固定する工程と、を含む水晶デバイスの製造方法。A step of sequentially depositing a base metal layer made of a Cr layer or a Ni layer and an Au layer on a main surface of a rectangular crystal substrate in a region to be an excitation electrode and an extraction electrode;
By abutting the heater formed in a block shape in a region to be the lead-out electrode, and forming a Au layer surface deposition layer formed by the metal of the underlying metal layer is deposited on the surface of this region,
Preparing a substrate on which an electrode pad is formed;
The silicone-based conductive adhesive member applied on the electrode pads, by positioning the lead electrodes provided on the quartz substrate thereon, a manufacturing method of the quartz crystal device including the steps of mounting and fixing the quartz substrate .
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