特許 6009304 水晶デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6009304

(24)【登録日】2016年9月23日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】水晶デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/10 20060101AFI20161006BHJP

   H03H 9/02 20060101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/10

   H03H9/02 A

   H03H9/02 L

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-215673(P2012-215673)

(22)【出願日】2012年9月28日

(65)【公開番号】特開2014-72607(P2014-72607A)

(43)【公開日】2014年4月21日

【審査請求日】2015年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000104722

【氏名又は名称】京セラクリスタルデバイス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】村岡 渉

【審査官】 石川 雄太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２０７０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０２８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１５７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１４９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６０００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２００１４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｈ ９／１０

Ｈ０３Ｈ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

矩形状の基板と、
前記基板の一辺に沿って設けられた一対の電極パッドと、
一対の前記電極パッドのうちの一方の前記電極パッドの上に、前記基板の一辺に沿って延びて設けられた第一支持部と、
一対の前記電極パッドのうちの他方の前記電極パッドの上に、前記基板の一辺に沿って延びて設けられた第二支持部と、
矩形状の水晶素板と、前記水晶素板の上面及び下面に設けられた一対の励振用電極と、前記一対の励振用電極と電気的に接続し且つ前記水晶素板の下面に前記水晶素板の短辺に沿って設けられた一対の引き出し電極とを有し、前記一対の引き出し電極が前記一対の電極パッドと導電性接着剤を介して接着され、少なくとも前記第一支持部及び前記第二支持部の高さ分の間隔をあけて前記一対の電極パッドに実装される水晶素子と、
を備え、
前記第一支持部及び前記第二支持部は、前記基板の一辺に沿った同一直線状に設けられており、
前記第一支持部及び前記第二支持部の一端は、それぞれ平面視して前記水晶素子と重なって位置し、
前記第一支持部及び前記第二支持部の他端は、それぞれ平面視して前記水晶素子の長辺側よりも外方に位置し、且つ前記第一支持部は、一対の前記電極パッドのうちの一方の前記電極パッドの上から前記第二支持部の位置する方向と反対の方向に延びて、前記基板の一方の主面にはみ出して形成され、前記第二支持部は、一対の前記電極パッドのうちの他方の前記電極パッドの上から前記第一支持部の位置する方向と反対の方向に延びて、前記基板の一方の主面にはみ出して形成されている
ことを特徴とする水晶デバイス。

【請求項2】

請求項１において、
前記第一支持部と前記第二支持部との上下方向の厚みの差は、０〜５μｍであることを特徴とする水晶デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器などに用いられる水晶デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

水晶デバイスは、水晶素子の圧電効果を利用して、水晶素子の両面が互いにずれるように厚み滑り振動を起こし、特定の周波数を発生させるものである。内部空間を有する直方体状のパッケージ内に収容された平板状の水晶素子に対して、その両面に被着させた励振用電極に駆動電圧を印加することで、所定周波数の振動を取り出すことができる。

【0003】

水晶デバイスは、その例として、長方形状の水晶素子、水晶素子を搭載する基板及び蓋部材から主に構成されている。水晶素子は、２個一対の励振用電極を表裏主面に有し、基板の一方の主面に設けられる２個一対の電極パッドと導電性接着剤を介して電気的に接続する。電極パッド上には、支持部が形成され、水晶素子は、支持部の形成位置を含む電極パッド上に、導電性接着剤により水晶素子の短辺側の一端が固定される片保持構成とされ、水晶素子の短辺側の他端は、基板の一方の主面と少なくとも支持部の高さ分の間隔をあけた自由端となる（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−１１１４３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、水晶素子の短辺が上下に傾いて搭載されると、水晶素子の長辺側端部が基板や蓋部材に接触する場合があり、そうすると水晶素子の振動が阻害され、水晶素子の発振周波数が変動してしまう。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、水晶素子の短辺の傾きが抑制されて水晶素子が電極パッド上に搭載される水晶デバイス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】

上記目的を達成するための本発明の水晶デバイスの態様は、矩形状の基板と、基板の一辺に沿って設けられた一対の電極パッドと、一対の電極パッドのうちの一方の電極パッドの上に、基板の一辺に沿って延びて設けられた第一支持部と、一対の電極パッドのうちの他方の電極パッドの上に、基板の一辺に沿って延びて設けられた第二支持部と、矩形状の水晶素板と、水晶素板の上面及び下面に設けられた一対の励振用電極と、一対の励振用電極と電気的に接続し且つ水晶素板の下面に水晶素板の短辺に沿って設けられた一対の引き出し電極とを有し、一対の引き出し電極が一対の電極パッドと導電性接着剤を介して接着され、少なくとも第一支持部及び第二支持部の高さ分の間隔をあけて一対の電極パッドに実装される水晶素子と、を備え、第一支持部及び第二支持部は、基板の一辺に沿った同一直線状に設けられており、第一支持部及び第二支持部の一端は、それぞれ平面視して前記水晶素子と重なって位置し、第一支持部及び第二支持部の他端は、それぞれ平面視して前記水晶素子の長辺側よりも外方に位置し、且つ第一支持部は、一対の電極パッドのうちの一方の電極パッドの上から第二支持部の位置する方向と反対の方向に延びて、基板の一方の主面にはみ出して形成され、第二支持部は、一対の電極パッドのうちの他方の電極パッドの上から第一支持部の位置する方向と反対の方向に延びて、前記基板の一方の主面にはみ出して形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一つの態様による水晶デバイスは、電極パッド上に基板の一辺に沿って延びて形成される所定高さの第一支持部及び第２支持部が、電極パッドから基板部の長辺側にはみ出るように形成され、一対の電極パッド上に水晶素子の短辺側端部が固着された状態において、第一支持部及び第二支持部は、その一端が電極パッド上に位置し、その他端が、水晶素子の長辺側端部よりも外側にはみ出した位置にあるように形成されるので、電極パッド上に水晶素子を搭載する工程において、水晶素子の搭載位置がずれて搭載角度が傾いた場合でも、第一支持部及び第二支持部が電極パッドより基板の長辺側にはみ出ていることで、水晶素子の長辺側端部が第一支持部及び第二支持部に当接して支持され、水晶素子の短辺が上下に傾いて搭載されてしまうことを抑制することができる。よって、水晶デバイスは、水晶素子の長辺側端部が基板や蓋部材に接触するのが防止され、水晶素子の発振周波数の変動が防止される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に水晶デバイスの分解斜視図である。

【図2】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図3】図１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4】本発明の実施形態に水晶デバイスにおける電極パッド１１１と第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの配置形態を示す上面図である。

【図5】図４のＹ−Ｙ線から第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂ方向を見た断面図である。

【図6】本発明の実施形態に係る水晶デバイスを製造するために用いられる水晶素子搭載装置を示す概略斜視図である。

【図7】（ａ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスを製造する際の第一支持部及び第２支持部位置認識工程を示す断面図と、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスを製造する際の導電性接着剤塗布工程を示す断面図と、（ｃ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスを製造する際の水晶素子搭載工程を示す断面図である。

【図8】（ａ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスを製造する際の水晶素子固着工程を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスを製造する際の蓋部材接合工程を示す断面図である。

【図9】本発明の実施形態に係る水晶デバイスを製造する際の導電性接着剤塗布工程を示すパッケージを示す平面図である。

【図10】本発明の実施形態に係る水晶デバイスを製造する際の導電性接着剤塗布工程を示すパッケージを示す部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0011】

（水晶デバイス）
本実施形態における水晶デバイスは、図１〜図３に示されているように、パッケージ１１０と、パッケージ１１０の基板１１０ａに接合された水晶素子１２０とを含んでいる。パッケージ１１０は、基板１１０ａの上面と枠体１１０ｂの内側面によって囲まれた凹部空間Ｋ１が形成されている。

【0012】

基板１１０ａは、矩形状であり、上面で実装された水晶素子１２０を支持するための支持部材として機能するものである。基板１１０ａは、基板１１０ａの上面に、水晶素子１２０を接合するための電極パッド１１１が設けられている。また、基板１１０ａの下面の四隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。

【0013】

基板１１０ａは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板１１０ａは、絶縁層を１層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板１１０ａの表面及び内部には、上面に設けられた電極パッド１１１と下面の外部接続用電極端子Ｇとを電気的に接続するための配線パターン及びビア導体が設けられている。

【0014】

枠部１１０ｂは、例えば、シールリングを用いている。この場合、枠部１１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。また、枠部１１０ｂは、基板１１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜１１３の主面にロウ付けなどにより接合される。

【0015】

封止用導体膜１１３は、蓋体１３０と封止部材１３１を介して接合する際に、封止部材１３１の濡れ性をよくする役割を果たしている。また、封止用導体膜１１３は、基板１１０ａの内部に形成されたビア導体（図示せず）及び配線パターン（図示せず）により少なくとも１つの外部接続用電極端子Ｇに接続されている。少なくとも１つの外部接続用電極端子Ｇは、外部の実装基板上のグランドと接続されている実装パッドと接続されることにより、グランド端子の役割を果たす。そのため、封止用導体膜１１３に接合される枠部１１０ｂがグランドに接続されることとなり、枠部１１０ｂと接合される蓋部材１３０による凹部空間Ｋ１内のシールド性が向上する。封止用導体膜１１３は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体パターンの表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次、枠部１１０ｂの上面を環状に囲む形態で施すことによって、例えば１０〜２５μｍの厚みに形成されている。

【0016】

図１及び図２、さらに図３に示すように、凹部空間Ｋ１内で露出した基板１１０ａの一方の主面には、基板１１０ａの短辺に沿って、一対の電極パッド１１１が設けられている。各電極パッド１１１上には、基板１１０ａの短辺方向に沿って延びる細長状の第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂが設けられ、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂは、電極パッド１１１から基板１１０ａの長辺側にはみ出るように形成される。第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂは、基板１１０ａの短辺に沿った同一直線状に設けられている。第一支持部１１２ａは、一対の電極パッド１１１の一方の上から第二支持部１１２ｂが位置する方向と反対の方向に延びて、基板１１０ａの一方の主面にはみ出して形成されている。第二支持部１１２ｂは、一対の電極パッド１１１の他方の上から第一支持部が位置する方向と反対の方向に延びて、基板１１０ａの一方の主面にはみ出して形成される。つまり、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂは、それぞれ電極パッド１１１と基板１１０ａの一方の主面とに跨がるように設けられ、その一端は電極パッド１１１上に位置し、その他端は電極パッド１１１から外側の基板１１０ａの長辺側にはみ出した基板１１０ａの一方の主面上に位置する。

【0017】

さらに図４に示されるように、一対の電極パッド１１１上に水晶素子１２０の短辺側端部が固着された状態において、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂは、その他端が、平面視して水晶素子１２０の長辺側端部よりも外側にはみ出して位置する長さに形成される。これにより、電極パッド１１１上に水晶素子１２０を搭載する工程において、水晶素子１２０の搭載位置が基板１１０ａの短辺方向にずれた場合でも、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂが電極パッド１１１より外側の基板１１０ａの長辺側にはみ出るほどの長さを有することで、図５に示されるように、水晶素子１２０の長辺側端部が第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂに当接して支持され、水晶素子１２０の短辺の上下方向の傾きが抑制され、水晶素子１２０の長辺側端部が基板１１０ａや蓋部材１３０に接触するのを防ぐことができる。

【0018】

ここでパッケージ１１０を平面視したときの一辺の寸法が、１．０〜２．５ｍｍである場合を例にして、電極パッド１１１、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの大きさを説明する。基板１１０ａの一辺と平行となる電極パッド１１１の辺の長さは、０．２５〜０．４０ｍｍとなる。また、基板１１０ａの一辺と交わる辺と平行となる電極パッド１１１の辺の長さは、０．２５〜０．４０ｍｍとなる。電極パッド１１１の上下方向の厚みの長さは、１０〜５０μｍとなる。基板１１０ａの一辺と平行となる第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの辺の長さは、０．３０〜０．４５ｍｍとなる。また、基板１１０ａの一辺と交わる辺と平行となる第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの辺の長さは、５０〜１００μｍとなる。第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの上下方向の厚みの長さは、７〜２５μｍとなる。また、第一支持部１１２ａと第二支持部１１２ｂとの上下方向の厚みの差は、０〜５μｍである。このようにすることによって、水晶素子１２０の短辺が上下に傾いて搭載されてしまうことをさらに抑制することができる。

【0019】

ここで、パッケージ１１０の作製方法について説明する。基板１１０ａがアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面或いはセラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、一対の電極パッド１１１又は外部接続用電極端子Ｇとなる部位にニッケルメッキ又は金メッキ等を施すことにより作製される。また、導体ペーストは、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。

【0020】

なお、パッケージ１１０は、平板でも良い。つまり、枠部１１０ｂを除く基板１１０ａで構成しても良い。

【0021】

水晶素子１２０は、図２及び図３（ａ）に示されているように、導電性接着剤１４０を介して電極パッド１１１上に接合されている。水晶素子１２０は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。

【0022】

水晶素子１２０は、図２（ａ）に示されているように、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１２２、接続用電極１２３及び引き出し電極１２４を被着させた構造を有している。励振用電極１２２は、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。引き出し電極１２４は、励振用電極１２２から水晶素板１２１の短辺に向かって延出されている。接続用電極１２３は、引き出し電極１２４と接続されており、水晶素板１２１の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。

【0023】

本実施形態においては、電極パッド１１１と接続されている水晶素子１２０の一端を基板１１０ａの上面と接続した固定端とし、他端を基板１１０ａの上面と間を空けた自由端とした片保持構造にて水晶素子１２０が基板１１０ａ上に固定されている。

【0024】

水晶素子１２０の接続用電極１２３の一方は、第一支持部１１２ａと接触し、水晶素子１２０の接続用電極１２３の他方は、第二支持部１１２ｂと接触している。このように水晶素子１２０の接続用電極１２３を第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂに接触させることにより、水晶素子１２０が傾くことを低減することできるため、水晶素子１２０の先端部及び励振用電極１２２が基板１１０ａに接触することを低減することができる。

【0025】

水晶素板１２１の固定端側の外周縁は、平面視して、基板１１０ａの一辺と平行であり、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂよりも基板１１０ａの外周縁に近付くように設けられている。このようにすることにより、水晶素子１２０の実装位置を視覚的によりわかりやすくすることができるので、水晶デバイスの生産性を向上させることが可能となる。また、このようにすることによって、パッケージ１１０の枠部１１０ｂと、水晶素子１２０の外周縁とが接触することを低減することができ、水晶素子１２０の欠けを防ぐことが可能となる。

【0026】

ここで、水晶素子１２０の動作について説明する。水晶素子１２０は、外部からの交番電圧が接続用電極１２３から引き出し電極１２４及び励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、水晶素板１２１が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。

【0027】

ここで、水晶素子１２０の作製方法について説明する。まず、水晶素子１２０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１２１の外周部と比べて水晶素板１２１の中央部が厚くなるように設けるベベル加工を行う。そして、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の両主面にフォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極１２２、接続用電極１２３及び引き出し電極１２４を形成することにより作製される。

【0028】

水晶素子１２０の基板１１０ａへの接合方法について説明する。まず、導電性接着剤１４０は、例えばディスペンサによって、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂから電極パッド１１１上に拡がるようにして塗布される。水晶素子１２０は、導電性接着剤１４０上に搬送される。さらに、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の固定端側の外周縁が、平面視して、基板１１０ａの一辺と平行であり、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂよりも基板１１０ａの外周縁に近付くようにして導電性接着剤１４０上に載置される。そして導電性接着剤１４０は、加熱硬化させることによって、硬化収縮される。水晶素子１２０は、導電性接着剤１４０が硬化収縮する際に、水晶素子１２０の固定端側が下方向に引っ張られ、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂを支点とした梃子の原理が働くことになり、水晶素子１２０の先端部が浮くようにして、一対の電極パッド１１１に接合される。

【0029】

蓋部材１３０は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。このような蓋部材１３０は、真空状態にある凹部空間Ｋ１又は窒素ガスなどが充填された凹部空間Ｋ１を気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋部材１３０は、所定雰囲気で、パッケージ１１０の枠部１１０ｂ上に載置され、枠部１１０ｂの表面の金属と蓋部材１３０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ことにより、枠部１１０ｂに接合される。なお、蓋部材１３０の一方の主面に、凹部を形成したものを用いても良い。

【0030】

導電性接着剤１４０は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又はニッケル鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。

【0031】

（水晶素子搭載装置）
水晶素子搭載装置は、図６に示すように、塗布ノズル２３１を有する塗布手段２３０と、吸着ノズル２４１を有する吸着手段２４０と、電極パッド１１１に設けられた第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂを認識するためのカメラ等を有する認識手段２５０と、認識手段２５０から得た画像データによって、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの位置ずれ幅を求め、この位置ずれに対して導電性接着剤ＤＳの塗布位置を補正するために塗布手段２３０を制御する制御手段２７０と、を備えている。

【0032】

塗布手段２３０は、図６に示すように、第１のガイドレールＲ１に備えられている。塗布手段２３０は、塗布ノズル２３１（図６参照）と、塗布ノズル配置部２３２と、可動部２３３とで構成されている。また、可動部２３３は、Ｘ方向可動部２３３ａと、Ｙ方向可動部２３３ｂと、Ｚ方向可動部２３３ｃとで構成されている。可動部２３３を構成するＸ方向可動部２３３ａと、Ｙ方向可動部２３３ｂと、Ｚ方向可動部２３３ｃとは、例えば、モータを備えて構成されている。

【0033】

図６に示すように、塗布ノズル２３１は、塗布ノズル配置部２３２の先端部に配置されている。また、塗布ノズル２３１は、Ｘ方向可動部２３３ａと、Ｙ方向可動部２３３ｂと、Ｚ方向可動部２３３ｃとによって、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に動作することができるようになっている。

【0034】

これら塗布手段２３０は、Ｚ方向に往復して移動可能であり、パッケージ１１０の電極パッド１１１に導電性接着剤ＤＳを塗布するときにＺ方向に移動する。また、塗布手段２３０は、隣に配置されているパッケージ１１０の電極パッド１１１に導電性接着剤ＤＳを塗布するときにＸ方向に移動する。

【0035】

吸着手段２４０は、第１のガイドレールＲ１に備えられている。吸着手段２４０は、吸着ノズル２４１と、吸着ノズル配置部２４２と、可動部２３３とで構成されている。

【0036】

図６に示すように、吸着ノズル２４１は、吸着ノズル配置部２４２の先端部に配置されている。また、吸着ノズル２４１は、Ｘ方向可動部２３３ａと、Ｙ方向可動部２３３ｂと、Ｚ方向可動部２３３ｃとによって、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に動作することができるようになっている。

【0037】

また、吸着手段２４０は、水晶素子配列治具ＸＪに配列されている水晶素子１２０を吸着し、パッケージ配列治具ＴＪに配列されているパッケージ１１０の凹部空間Ｋ１内に設けられた電極パッド１１１に搭載するための吸着ノズル２４１を有する。

【0038】

吸着ノズル２４１は、吸着手段２４０のノズル配置部２４２に並列に配置されている。また、吸着ノズル２４１は、真空ポンプ（図示せず）と連結しており、真空ポンプ（図示せず）が動作することで、吸着ノズル２４１に設けられている吸着孔（図示せず）から空気が吸い込まれる。よって、水晶素子配列治具ＸＪに配列されている水晶素子１２０は、吸着ノズル２４１に吸着される。

【0039】

これら吸着手段２４０は、Ｚ方向に往復して移動可能であり、水晶素子配列治具ＸＪから水晶素子１２０を吸着するとき、及びパッケージ１１０に搭載するときにＺ方向に移動する。また、パッケージ１１０に移動するとき、及び新たに水晶素子１２０を吸着するときにＸ方向に移動する。

【0040】

吸着ノズル２４１は、水晶素子配列治具ＸＪに配列されている水晶素子１２０と向かい合うようにして、吸着ノズル配置部２４２の先端部に配置されている。また、吸着ノズル２４１は、Ｘ方向可動部２３３ａと、Ｙ方向可動部２３３ｂと、Ｚ方向可動部２３３ｃと、回動部（図示せず）とによって、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θ方向に動作することができるようになっている。

【0041】

認識手段２５０は、例えばカメラによって構成され、図６に示すように、第１のガイドレールＲ１に備えられている。認識手段２５０は、パッケージ配列治具ＴＪに配列されているパッケージ１１０の凹部空間Ｋ１側から撮影できるように設けられている。

【0042】

認識手段２５０は、図６に示すように、パッケージ１１０の電極パッド１１１に設けられている第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの状態（特に、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂのはみ出し部分の長さｄ３（図１０参照）の状態）を示す画像データを撮影する役割を果たす。また、認識手段２５０は、画像データを撮影後、吸着手段２４０と衝突しないように移動することができる。認識手段２５０によって撮影された画像データは、記憶手段２６０に記憶される。

【0043】

記憶部２６０は、認識手段２５０のカメラ２５１から得たパッケージ１１０の電極パッド１１１に設けられている第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの位置を示す画像データを記憶する役割を果たす。

【0044】

また、台座２８０の上面には、第２のガイドレールＲ２が設けられており、支柱ＰＬを介して第１のガイドレールＲ１が備えられている。台座２８０は、水晶素子配列治具ＸＪ、パッケージ配列治具ＴＪ及び第２のガイドレールＲ２を支持する役割を果たす。

【0045】

また、水晶素子配列治具ＸＪは、励振用電極１２２が形成されている水晶素子１２０を整列させるための治具である。また、パッケージ配列治具ＴＪは、パッケージ１１０を整列させるための治具である。

【0046】

このようにすることで、吸着手段２４０は、水晶素子配列治具ＸＪにＸ方向に整列された複数の水晶素子１２０を２つ同時に吸着し、パッケージ１１０の凹部空間Ｋ１に設けられた電極パッド１１１に搭載する。この電極パッド１１１には、導電性接着剤ＤＳが付着されている。したがって、吸着手段２４０は、電極パッド１１１上の導電性接着剤ＤＳに水晶素子１２０を載せることになる。これにより、パッケージ１１０に水晶素子１２０を搭載することができる。

【0047】

また、制御手段２７０は、コンピュータにより構成されており、塗布手段２３０と、吸着手段２４０と、認識手段２５０と、記憶部２６０に接続されている。制御手段２７０は、水晶素子搭載装置全体の制御を行うものである。つまり、制御手段２７０は、認識手段２５０から得た画像データによって、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂのはみ出し部分の長辺方向の長さｄ３の数値データを求め、数値データを基にして、吸着手段２４０の吸着ノズル２４１の位置を補正するように制御する役割を果たす。

【0048】

次に本発明の実施形態に係る水晶デバイスの製造方法について図７〜図１０を用いて説明する。

【0049】

（第一支持部及び第二支持部位置認識工程）
図７（ａ）に示すように、第一支持部及び第二支持部位置認識工程は、パッケージ１１０の一方の主面に設けられている２個一対の電極パッド１１１から枠部１１０ｂ側の外側にはみ出てパッケージ１１０の一方の主面上にまで延びて形成されている第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの位置を水晶素子搭載装置の認識手段２５０により認識する工程である。

【0050】

水晶素子搭載装置の認識手段２５０によって、パッケージ配列治具ＴＪに配列されているパッケージ１１０の凹部空間Ｋ１側から撮影することで、パッケージ１１０の電極パッド１１１と、電極パッド１１１から基板部１１０ａの長辺側にはみ出て形成されている第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの位置を撮影する。

【0051】

第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂは、電極パッド１１１の中心より水晶素子１２０の自由端側に、パッケージ１１０の基板部１１０ａの短辺方向に平行になるように設けられている。また、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂは、電極パッド１１１と同様に、タングステン（Ｗ）等に金（Ａｕ）メッキ等を施すことにより設けられている。

【0052】

図１０に示す第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの厚み方向の長さ（高さ）は、例えば５〜３０μｍであり、長辺方向の長さｄ２は、例えば３００〜４００μｍであり、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの短辺方向の長さｄ１は、例えば８０〜１２０μｍである。また、図１０に示すパッケージ１１０の主面に設けられているはみ出し部分の第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの長辺方向の長さｄ３は、例えば８０〜１５０μｍである。

【0053】

電極パッド１１１から外側の基板部１１０ａの長辺側にはみ出して形成される第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂは、水晶素子搭載装置の認識手段２５０によって撮影すると、パッケージ１１０と第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂとは、同一の素材により設けられておらず、互いの色が異なるため、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの位置を判別することができる。このように撮影することで、画像より、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの中心線Ｘとパッケージ１１０の枠部１１０ｂの内周側縁部との間隔ｄ４を測定する。

【0054】

また、図１０に示す第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの中心線Ｘとパッケージ１１０の枠部１１０ｂの内周側縁部との間隔ｄ４は、例えば３００〜４００μｍとなっている。

【0055】

（導電性接着剤塗布工程）
図７（ｂ）に示すように、導電性接着剤塗布工程は、認識した第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂに基づいて第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂから一定の間隔を設けて導電性接着剤ＤＳを塗布する工程である。
導電性接着剤ＤＳは、塗布ノズル２３１で電極パッド１１１の主面に塗布される。塗布ノズル２３１は、圧力をかけることによって導電性接着剤ＤＳを噴出させ、導電性接着剤ＤＳを塗布することができる。この際、図９及び図１０に示すように、導電性接着剤ＤＳは、電極パッド１１１上に、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの電極パッド１１１の中心に向いた側面の一部にかかるように塗布されている。

【0056】

また、図９及び図１０に示すように、導電性接着剤ＤＳは、水晶素子１２０を搭載したときに第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの上面の幅方向の半分まで形成されている。つまり、導電性接着剤ＤＳは、水晶素子１２０を搭載したときに、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂを２等分する２等分線Ｘよりも、パッケージ１１０の中心側を越えないように形成されている。導電性接着剤ＤＳの塗布径は、例えば、２５０〜３５０μｍとなっている。

【0057】

（水晶素子搭載工程）
図７（ｃ）に示すように、水晶素子搭載工程は、導電性接着剤ＤＳによって、パッケージ１１０に水晶素子１２０を搭載する工程である。

【0058】

パッケージ１１０の凹部空間Ｋ１内の基板部１１０ａには２個一対の電極パッド１１１が設けられており、電極パッド１１１上に導電性接着剤ＤＳを塗布し、この電極パッド１１１に塗布された導電性接着剤ＤＳに水晶素子１２０の表面に形成した励振用電極１２２から延出した引き出し電極１２４を付着させて水晶素子１２０を搭載する。水晶素子１２０は、導電性接着剤ＤＳを介して第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの上に載置される形態となり、少なくとも第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの高さ分の間隔が、基板部１１０ａと水晶素子１２０との間に形成される。

【0059】

水晶素子１２０の搭載後、電極パッド１１１に搭載された水晶素子１２０を認識手段２５０で撮影することで、水晶素子１２０の平面内において、電極パッド１１１に対して傾いて搭載されているかの確認を行うことができる。すなわち、撮影した画像データから、水晶素子１２０と、水晶素子１２０の長辺側端部から外側にはみ出している両側の第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの位置を認識し、水晶素子１２０両側の第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの他端の互いに対応する座標位置同士を結ぶ直線（例えば、図４に示すＹ−Ｙ線）を設定し、その直線に対する水晶素子１２０の短辺の傾き（角度）を求める。そして、角度がゼロ（すなわち平行）又は設定された許容角度以内であれば、水晶素子１２０は正しく搭載されたと確認することができる。許容角度を超えている場合は、水晶素子１２０が正しく搭載されていないと判断される。

【0060】

（水晶素子固着工程）
図８（ａ）に示すように、水晶素子固着工程は、導電性接着剤ＤＳを加熱硬化させ、電極パッド１１１と水晶素子１２０とを導通固着する水晶素子固着工程である。硬化炉（図示せず）にパッケージ１１０を収容し、約２５０℃まで昇温することで、導電性接着剤ＤＳを加熱硬化させる。

【0061】

（蓋部材接合工程）
図８（ｂ）に示すように、蓋部材接合工程は、水晶素子１２０を気密封止するようにパッケージ１１０に蓋部材１３０を接合する工程である。蓋部材１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）が用いられ、水晶素子１２０を窒素ガス雰囲気中や真空雰囲気中などで気密封止する際に用いられる。

【0062】

具体的には、蓋部材１３０は、窒素ガス雰囲気中や真空雰囲気中で、パッケージ１１０の枠部１１０ｂ上に載置され、枠部１１０ｂの表面の金属と蓋部材１３０の金属の一部とが溶接されるように、シーム溶接機（図示せず）のローラ電極（図示せず）を蓋部材１３０に接触させ、ローラ電極に電源を供給しながら、蓋部材１３０の外側縁部に沿って動かすことで、枠部１１０ｂに接合される。

【0063】

本発明の水晶デバイスは、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂが、電極パッド１１１から基板部１１０ａの長辺側にはみ出るように形成され、一対の電極パッド１１１上に水晶素子１２０の短辺側端部が固着された状態において、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂは、その他端が、平面視して水晶素子１２０の長辺側端部よりも外側にはみ出して位置する長さに形成される。これにより、電極パッド１１１上に水晶素子１２０を搭載する工程において、水晶素子１２０の搭載位置がずれて搭載角度が傾いた場合でも、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂが電極パッド１１１より基板部１１０ａの長辺側にはみ出ていることで、水晶素子１２０の長辺側端部が第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂに当接して支持され、水晶素子１２０の短辺の傾きが抑制され、水晶素子の長辺側端部が基板や蓋部材に接触するのを防ぐことができる。よって、水晶素子の発振周波数の変動が防止され、生産性を向上させることができる。

【0064】

また、電極パッド１１１とパッケージ１１０の一方の主面とに跨るように設けられている第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂを水晶素子搭載装置２００の認識手段２５０によって撮影すると、パッケージ１１０と第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂとは、同一の素材により設けられておらず色が異なるため、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの位置を判別することができる。認識手段２５０により、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂの位置を判別することができるので、第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂが位置ずれを起こした場合、導電性接着剤ＤＳを第一支持部１１２ａ及び第二支持部１１２ｂから一定に間隔を設けるようにして塗布することになり、その状態で水晶素子１２０を搭載し、固着すると、水晶素子１２０の先端部１２３が蓋部材１３０に接触しない。よって、水晶デバイス１００の発振周波数が変動してしまうことを低減することができるので生産性を向上させることができる。

【0065】

なお、本発明は上記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、改良等が可能である。

【0066】

本発明の水晶デバイスは、水晶振動子で説明していたが、水晶発振器でも構わない。水晶発振器は、パッケージと、水晶素子と、蓋部材と、集積回路素子とで主に構成されている。この水晶発振器は、パッケージの一方の主面に形成されている第１の凹部空間内に、水晶素子が搭載され、パッケージの他方の主面に形成される第２の凹部空間内に集積回路素子が搭載された構造となっている。また、第１の凹部空間は、蓋部材により接合することで気密封止されている。

【符号の説明】

【0067】

１００ 水晶デバイス
１１０ パッケージ
１１０ａ 基板部
１１０ｂ 枠部
１１１ 電極パッド
１１２ａ 第一支持部
１１２ｂ 第二支持部
１２０ 水晶素子
１３０ 蓋部材
２３０ 塗布手段
２３１ 塗布ノズル
２３２ 塗布ノズル配置部
２４０ 吸着手段
２４１ 吸着ノズル
２４２ 吸着ノズル配置部
２３３ 可動部
２３３ａ Ｘ方向可動部
２３３ｂ Ｙ方向可動部
２３３ｃ Ｚ方向可動部
２５０ 認識手段
２６０ 記憶部
２７０ 制御手段
２８０ 台座
２００ 水晶素子搭載装置
Ｒ１ 第１のガイドライン
Ｒ２ 第２のガイドライン
ＰＬ 支柱
ＸＪ 水晶素子配列治具
ＴＪ パッケージ配列治具
Ｋ１ 凹部空間
Ｇ 外部接続用電極端子
ＤＳ 導電性接着剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】