專利名稱：電子裝置的制造方法
技術領域：
本發明涉及便攜式通信儀器和電子計算機等電子、通信儀器用電子裝置的制造方法。
背景技術：
過去，使用在便攜式通信儀器和電子計算機等電子、通信儀器中內置了彈性表面波元件、石英振動元件等壓電振動元件的電子儀器(內置壓電振動元件電子裝置)。
以下作為這種電子裝置，將以內置有石英振動元件的電子裝置的“石英振動元件”為例加以說明。
已有的石英振動元件，例如如圖23所示，具有將板狀絕緣層21a、21b和框狀絕緣層21c層疊而成的絕緣基板21。在板狀絕緣層21b的上面，于框狀絕緣層21c包圍的區域內設有一對連接墊片22。借助于導電性粘接材料將具有電連接的一對振動電極的石英振動元件25粘接安裝在該連接墊片22上。利用石蠟將金屬蓋體27粘合，將石英振動元件25的搭載空間氣密密封在所述框狀絕緣層21c的上部(例如參照專利文獻[1])。
這種石英振動元件，一旦通過在絕緣基板21下面設置的輸出輸入端子23向石英振動元件25的振動電極之間施加外部的波動電壓，就會以石英振動元件25的特性的規定頻率產生厚度上的滑動振動。基于其共振頻率可以諧振輸出外部諧振電路中規定頻率的基準信號。這種基準信號，例如可以用作便攜式通信儀器等電子、通信儀器中的時鐘信號。
而且上述的石英振動元件的絕緣基板21，通常通過事先能將大型母基板分割得到單片的“多個單片制取”方法切割的方式形成，將石英振動元件25分別安裝在得到的單片(絕緣基體21)上，將蓋體27粘合在所述框狀絕緣層21c的上部，制成石英振動元件。
另外，上述的石英振動元件的蓋體27，與絕緣基體21同樣，也是通過將大型金屬板(主蓋板)分割的方法切成的。
這種蓋體27借助于絕緣基體21與接地端子電連接。使用石英元件時，通過事先使此蓋體27保持在接地電位上的方法，將外部噪聲屏蔽。
特開2001-274649號公報也可以采用將金屬密封環安裝得包圍該石英振動元件25，同時利用滾焊法等將金屬甘露糖醇27焊接在所述密封環26的上部，一次方式代替所述框狀絕緣層21c，對石英振動元件25的搭載空間進行密封。
然而，對于上述的已有石英振動元件而言，其組裝之前，需要采用分割大型母基體的方法得到單個絕緣基體，而且還需要通過分割大型主蓋板得到單個蓋體27，分別在單獨工序中得到這兩種材料。
因此，存在石英振動元件的組裝工序將變得復雜，不適于生產率提高的問題。
而且正如上述那樣，在事先準備單個絕緣基體21和單個蓋體27后組裝石英振動元件的情況下，為了進行該組裝操作，需要將多個絕緣基體21一個個地保持在輸送帶上。
進而，需要在被保持在輸送帶上的每個絕緣基體21上，將蓋體27逐個對位，因此存在使石英振動元件的組裝工序變得復雜的缺點。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠簡化組裝工序、使生產率提高的電子裝置的制造方法。
本發明的電子裝置的制造方法，是包括以下工序的方法準備具有以矩陣狀排列的多個基板區域的一個母基板，在該母基板的各基板區域上搭載壓電振動元件的工序(a)；將包含所述多個基板區域的一個主蓋板載置連接在所述母基板上，將所述壓電振動元件密封的工序(b)；和沿著各基板區域的外周，將連接的所述母基板和所述主蓋板一起剪切，從而同時得到多個電子裝置的工序(c)。
按照本發明的電子裝置的制造方法，首先準備在各基板區域搭載了壓電振動元件的母基板，和包括該母基板的基板區域的一片主蓋板，將此主蓋板載置連接在所述母基板上對壓電振動元件密封，然后沿著各基板區域的外周將所述母基板和所述主蓋板一起剪切，從而能夠同時得到多個電子裝置。因此，無需在電子裝置組裝前將基板和蓋板事先分割，能夠通過一次分割同時切割基板和蓋板。
但是在這種情況下，在電子裝置的組裝時，由于母基板本身起載體作用，所以無需將從母基板分割出來的單個基板逐個保持在輸送帶上，或者將蓋板逐片安裝的復雜操作。
這樣一來，電子裝置的組裝工序將得到大幅度簡化，能夠適應電子裝置生產率的提高的要求。
所述壓電振動元件例如也可以是石英振動元件。
若在所述母基板和所述主蓋板的、上述基板區域以外部分的規定位置上，設置定位銷能插通的孔，則在上述工序(b)的載置連接時，以及在上述工序(c)的剪切時，能夠簡單地將所述母基板和所述主蓋板準確定位。
即使用夾子將所述母基板和所述主蓋板臨時固定，也與上述定位銷同樣簡單地將所述母基板和所述主蓋板準確定位。
若事先在所述主蓋板上形成有作為沿著所述基板區域的外周將所述母基板和所述主蓋板切斷的引導溝，則能夠準確地沿著基板區域的外周將所述母基板15和所述主蓋板分割。
在將所述主蓋板載置·接合在所述母基板上的狀態下，若將所述溝部形狀設定得使在所述主蓋板上形成的所述溝部的下端面與所述母基板連接，則在從所述主蓋板側切割時，從所述主蓋板側朝著母基板切割時，母基板的上面將能支撐溝部下端面，這樣能夠防止主蓋板或母基板的彎曲。由于設有外部端子的母基板的下面維持得大體平坦，所以能夠得到在母板等外部電路基板上安裝時安裝性能優良的電子裝置。
當上述母基板是陶瓷基板，上述主蓋板是金屬蓋板，并將所述母基板和所述主蓋板沿著所述基板區域外周切割時，通過用第一刀沿著各基板區域外周將所述主蓋板切割，形成沿著厚度方向貫通主蓋板的貫通溝，并將比所述第一刀刀刃窄的第二刀插入貫通溝內，能夠切斷分割母基板。
這樣，由于能夠使用適于切割各自不同材質的兩種刀具將陶瓷母基板和金屬主蓋板切割，所以與僅用一種刀具切割的情況相比，能夠有效地抑制因切割而在復合材料中產生的應力。因此，能夠在基板與蓋板不產生剝離而保持壓電振動元件的氣密密封性，使電子裝置的動作特性穩定化。例如，當壓電振動元件是石英振動元件的情況下，能使共振頻率保持一定。
將成為各基板區域中的壓電振動元件密封空間的凹部，既可以在所述母基板的主表面上形成，也可以在所述主蓋板上形成。
在所述母基板上形成的情況下，在所述母基板的主面上形成有將成為所述凹部周圍部分的框體。
這種框體也可以是相鄰的基板區域間互相連接的框體。若能使被搭載在母基板的框體在互相連接狀態下整體形成，通過將其與母基板和主蓋板一起切割，則能分割成與各基板區域一一對應的單片。
這種連接部位中，優選在相鄰的基板區域之間對每個基板區域分離設置將所述主蓋板連接在所述框體上用的連接材料。由此，由于母基板與主蓋板的切割處不存在連接二者的接合材料，所以在切割母基板和主蓋板時，切片機與連接材料的接觸將會減少。這樣能有效地防止因與切片機接觸而使連接材料產生裂紋等不良情況的產生。
上述母基板和上述框體既可以是陶瓷材料的，所述框體也可以是金屬材料制成的密封環。
當各基板區域內的成為壓電振動元件密封空間的凹部，在所述主蓋板上形成的情況下，所述主蓋板具有與母基板的各基板區域一一對應的蓋板區域，在每個蓋板區域上形成成為在母基板的各基板區域搭載了壓電振動元件密封空間的凹部，在所述主蓋板的下部設置有與所述母基板主面的各基板區域外周對接的對接根部。
根據這種結構，在上述工序(b)中，連接主蓋板時對主蓋板和母基板施加熱能之后，即使將其冷卻至室溫，因主蓋板與母基板熱收縮量的差異而產生的應力，由凹部的變形而被很好地得到吸收和緩和。因此，經過一體化的母基板和主蓋板，不會因上述應力而產生顯著彎曲，設有外部端子的母基板的下面因被維持得大體平坦，所以能夠得到在母板等外部電路基板上安裝時安裝性能優良的電子裝置。
若將所述對接根部連接在所述母基板主面上用的連接材料，在相鄰基板區域之間對于每個基板區域分離設置，則由于所述對接根部的切割處不存在接合材料，所以將母基板和主蓋板切割時切片機與接合材料的接觸將會減小。這樣能夠有效地防止在接合材料上產生裂紋等不良情況。
在所述母基板主面上，優選設置鑲嵌所述對接根部用的凹槽。這樣在將主蓋板載置在母基板上時的主蓋板的對位變容易，具有電子裝置組裝上操作性良好的優點。
本發明中的上述或其他一些優點、特征和效果，通過參照附圖對以下實施方式的說明將會變得更加明顯。
圖1是表示用本發明的制造方法制造的石英振動元件內部結構的截面圖。
圖2是表示用本發明的制造方法制造的石英振動元件的分解立體圖。
圖3(a)～圖3(c)是用以說明本發明的一種實施方式涉及的電子裝置制造工序的截面圖。
圖4是用以說明將金屬主蓋板16在母基板15上載置的工序的立體圖。
圖5是用以說明對母基板15與主蓋板16對位用方法的立體圖。
圖6是用以說明對母基板15與主蓋板16對位用的其他方法的立體圖。
圖7是表示在凹部周圍部中的母基板15與主蓋板16之間接合狀態的截面圖。
圖8是表示在母基板15和主蓋板16的切割處，事先將導體層4和接合材料9分割設置狀態下的截面圖。
圖9是表示由本發明的電子裝置制造工序制作的石英振動元件(電子裝置)內部結構的截面圖。
圖10(a)～圖10(c)是用以說明本發明的一種實施方式涉及的電子裝置制造工序的截面圖。
圖11是用以說明本發明的一種實施方式中電子裝置制造工序的立體圖。
圖12是用以說明本發明的其他實施方式中電子裝置制造工序的截面圖。
圖13是用以說明本發明的其他實施方式中電子裝置制造工序的截面圖。
圖14(a)～圖14(c)是用以說明本發明的一種實施方式涉及的電子裝置制造工序的截面圖。
圖16是用以說明對母基板15與主蓋板16對位用方法的立體圖。
圖17是用以說明對母基板15與主蓋板16對位用其他方法的立體圖。
圖18是表示在覆蓋區域的外周部中的母基板15與主蓋板16接合狀態的截面圖。
圖19是表示在母基板15和主蓋板16的切割處事先將導體層4和接合材料9分割設置的狀態的截面圖。
圖20是表示將主蓋板16的對接根部81嵌入在母基板15的主面上設置的凹槽20中的狀態下的截面圖。
圖21是表示用本發明的制造方法制造的石英振動元件內部結構的截面圖。
圖22(a)～圖22(c)是用以說明本發明的一種實施方式涉及的電子裝置制造工序的截面圖。
圖23是現有的石英振動元件的截面圖。
具體實施例方式
圖1是表示用本發明的制造方法制造的石英振動元件內部結構的截面圖。圖2是其分解立體圖。石英振動元件大體上由絕緣基體10、作為壓電振動元件用的石英振動元件5和蓋板部件8構成。
絕緣基體10，例如用玻璃—陶瓷、氧化鋁陶瓷等陶瓷材料制成。絕緣基板10具有上部開口的凹穴(cavity)部S。在凹穴部S的底面S1上設有一對連接墊片2。在凹穴開口周圍部分形成有環狀導體層4。而且在絕緣基體10的下面設有輸入端子、輸出端子和接地端子等外部端子3。
所述一對連接墊片2，借助于導電性粘接材料與后述的石英振動元件5的振動電極6電連接。而且所述一對連接墊片2，通過絕緣基體10上的導體圖案和絕緣基體內側的連接導體等與絕緣基體下面的所述輸入端子、輸出端子電連接。
另一方面，所述導體層4，借助于導電性接合材料9與后述的蓋板部件8電連接。所述導體層4通過絕緣基體內部的連接導體等，與絕緣基體10下面的所述接地端子電連接。
而且，上述的外部端子3，當將此石英振動元件搭載在母板等外部電路上時，借助于外部電路的電路布線和焊料等導電性粘結材料實現電連接。
在凹穴部S的底面S1上搭載石英振動元件5。
石英振動元件5，由在沿著規定晶軸切割的石英片的兩個主面上附著形成一對振動電極6而構成。一旦使外部波動電壓通過一對振動電極6施加在石英片上，就能以規定頻率在厚度上產生滑動振動。
這種石英振動元件5，借助于導電性粘接材料7將其兩個主面上附著的振動電極6和與絕緣基體上面對應的連接墊片2被電上和機械上連接，以搭載在絕緣基體10的凹穴部S底面上。
此外，將由金屬制成的蓋板8安裝在絕緣基體10的凹穴部S的開口周圍。蓋板部件8的材料可以使用42合金或科瓦鐵鎳鈷合金(kovar)、磷青銅等。通過接合材料9將蓋板8的下端部蠟封在所述凹穴部S的開口周邊的所述導電層4上。接合材料9例如是從蓋板8一側依次層疊Ni層和Au-Sn層形成的，其厚度例如Ni層為2～8微米、Au-Sn層為10～30微米。
作為導體層4，例如使用依次層疊由鎢和鉬等構成的金屬化層、Ni層和Au層構成的三層結構的物質。厚度，例如金屬化層為10～20微米、Ni層為2～8微米和Au層為0.7～1.4微米。
蓋板部件8是在被蓋板部件8和絕緣基體10所包圍的區域內對石英振動元件進行容納和氣密密封用的部件。而且蓋板部件8借助于上述的導體層4與絕緣基體10下面的接地端子電連接。這樣使用石英振動元件時蓋板部件8能夠保持接地電位，在蓋板部件8的屏蔽作用下，使石英振動元件5免受外部無關的電信號影響，例如良好地保護其免受噪聲等干擾。
上述的這種石英振動元件，可以借助于設置在絕緣基體10下面的輸入輸出端子向石英振動元件施加外部規定電壓。石英振動元件5因與其特性相應的規定頻率而在厚度上產生滑動振動，能夠基于這種石英振動元件的共振頻率，外部諧振電路中使規定頻率的基準信號諧振和輸出。
而且將這種基準信號作為便攜式同心儀器等電子、通信儀器中的時鐘信號使用。
以下利用圖3(a)～圖3(c)說明上述石英振動元件的制造方法。
首先如圖3(a)所示，準備具有排列成矩陣狀，即m列×n行(m、n是1以上的整數，但是n＝m＝1除外)多個基板區域A的母基板15，將石英振動元件5搭載在母基板15的各基板區域上。
上述母基板15是將由玻璃—陶瓷、氧化鋁陶瓷等陶瓷材料構成的單一平板狀基板15a、15b兩層層疊起來，進而在其上層疊了一層由陶瓷材料構成的基板15c。基板15c具有形成與基板區域A對應的矩形形狀的凹穴部S的孔。
在每個基板區域A的上面一側，形成一對位置處于凹穴部S底面上的連接墊片2，附著形成包圍開口四周的導體層4。在基板區域A的下面側附著形成輸入輸出端子和接地端子等外部端子3。
母基板15可以采用以下方法制成在由氧化鋁陶瓷等組成的陶瓷材料粉末中添加混合·適當的有機溶劑，在得到的陶瓷生料片材的表面上以規定圖案印刷·涂布將成為連接墊片2、外部端子3或成導體圖案的導體糊料，同時將其多層層疊加壓成形后，經高溫煅燒而制成。
在得到的母基板15各基板區域A凹穴部S的底面上，各搭載一個石英振動元件5。石英振動元件5的振動電極6和母基板15上面搭載的墊片2，借助于導電性粘接劑7實現電·機械連接。在凹穴部S的開口四周的導體層4上形成上述粘合材料9。
另外，在本實施方式中，如圖3(a)所示，在以矩陣狀配置的基板區域A與基板區域A之間設置有剔除區域A’。而且在基板區域A全體的四周設置有剔除區域A”(圖5)。
以下如圖4和圖3(b)所示，使石英振動元件5密封的狀態，將金屬制的主蓋板16載置·接合在母基板15上。主蓋板16具有與母基板15的基板區域A一一對應的蓋板區域B。本實施方式中，這種主蓋板16與母基板15同樣，也設有與剔除區域A’對應的剔除區域B’，設有與剔除區域A”對應剔除區域B”(參照圖5)。
所述主蓋板16，可以采用過去公知的板金加工法將42合金或科瓦鐵鎳鈷合金、磷青銅等金屬組成的厚度60～100微米的金屬板，加工成規定形狀的方式制造。
將這種主蓋板16載置在母基板15上，然后將其放入保溫在300～350℃的加熱爐中，將上述接合材料9在高溫下加熱熔融的方式，使主蓋板16接合在母基板15上。然后，將成為一體的母基板15和主蓋板16緩緩冷卻至室溫。
其中在上述一系列工序，優選在氮氣氣體和氬氣氣體等惰性氣體氣氛中進行。這樣由于在容納石英振動元件5的空間內可以充滿惰性氣體，所以能夠有效地防止石英振動元件5因氧和大氣中水分腐蝕而劣化。
其中將主蓋板16接合在母基板15上時，如圖5所示，也可以在被設置在母基板15和主蓋板16外周部的剔除區域A”、B”的四角部事先形成規定的通孔H，將定位銷31嵌入這些通孔H中，使母基板15與主蓋板16對位。
此外如圖6所示，還可以采用夾子32，將母基板15與主蓋板16臨時固定的方式將二者接合，并在后述的工序中也安裝上述夾子32以作為固定用夾具使用。夾子32例如可以采用C型夾等。
最后如圖3(c)所示，沿著各基板區域A的外周，即剔除區域A’將母基板15及主蓋板16分割切斷。
母基板15及主蓋板16的切割，例如可以采用切片機從母基板15一側一起將母基板15及主蓋板16切割的方式進行。這樣可以同時得到多個石英振動元件。
作為切割方向雖然可以像上述那樣沿著母基板一側進行，但是也可以沿著主蓋板一側進行。無論沿著哪一側進行，都可以根據切割手段與母基板15、主蓋板16所用材料的關系適當選擇。
由于采用以上工序制作石英振動元件，所以在石英振動元件的組裝以前，無需事先將絕緣基體10和蓋板部件8分割成單片，就能將絕緣基體10和蓋板部件8一起切割。
而且，組裝這種石英振動元件時，母基板15本身將具有載體的功能。不需要將從母基板15上分割出來的單片逐一保持在載體上，或者逐個將蓋板部件8安裝在各片上的復雜操作。
由此，能夠大幅度簡化石英振動元件的組裝工序，適應振動元件生產率提高的要求。
上述的實施方式可以作以下變更。
圖7是表示凹穴部S的開口周邊部中母基板15及主蓋板16之間接合狀態的截面圖。
沿著主蓋板16的覆蓋區域B的外周，即剔除區域B’形成有溝部19。若能形成這種溝部19，則由于這種溝部19將成為切割母基板15和主蓋板16時用的導向槽，所以能夠沿著基板區域A的外周正確分割母基板15。這樣不但能夠提高適應振動元件的生產率，而且還能得到尺寸精度高的電子裝置。
此外，一旦使溝部19的下端面能與母基板15的上面對接，當從主蓋板16之上朝下方向切割時，母基板15的上面將成為對溝部19下端面的支撐，這樣能夠防止主蓋板16彎曲。
而且在上述的實施方式的切割工序中，如圖8所示，也可以事先在母基板15及主蓋板16的切割之處，把將母基板15和主蓋板16接合的導體層4及接合材料9截斷。這樣在切割母基板15和主蓋板16時，由于不存在導體層4和接合材料9，所以切片機與接合材料9的接觸將會減少。這樣能夠有效地防止因與切片機接觸而在接合材料9上產生裂紋等不利情況及由此而使密封性能劣化的問題出現。因此優選事先使母基板15及主蓋板16的切割之處不存在導體層4和接合材料9。
而且在上述實施方式中，雖然是在凹穴部S開口周邊部導體層4上形成接合材料9的，但是也可以在與主蓋板16的導體層4的接觸面或主蓋板16與母基板15的接合面上，與蓋板區域B對應的區域內形成接合材料9。
此外，上述的實施方式中，雖然是在母基板15的基板區域A間設置剔除區域A’的，但是也可以在不設置剔除區域A’的情況下使基板區域A之間以接近方式配置。這在主蓋板16中也是同樣的。
而且在上述的實施方式中，通過使用石英振動元件作為壓電振動元件制成石英振動元件的，但在采用其以外的壓電振動元件，例如彈性表面波元件、濾光元件諧振器等的電子裝置中也可以應用本發明。
此外，在上述的實施方式中，雖然制成在凹穴部S內僅容納壓電振動元件的，但是也可以制成在凹穴部S內容納壓電振動元件，同時容納有具有輸出與壓電振動元件的諧振頻率對應諧振信號的諧振電路的IC元件的。
以下說明本發明的另外的實施方式。
圖9是表示用本發明的電子裝置的制造方法制造的石英振動元件的截面圖。圖9所示的石英振動元件，與圖1所示的石英振動元件結構具有相同之處。以下僅就與圖1不同之處加以說明。
本實施方式中，絕緣基板10由陶瓷材料組成的大體平板狀基板10a、10b兩層層疊而成。進而在其上層疊一層金屬材料制成的密封環17。
密封環17在基板10a的基板區域A周邊，形成得將石英振動元件5包圍。密封環17借助于Au-Ni等接合材料9與在平板狀基板10b的上面形成的導體層4a連接。
另一方面，上述導體層4借助于絕緣體內部的連接導體等電連接在絕緣基體10下面的接地端子上。
上述密封環17，是確保將石英振動元件配置在絕緣基體10與蓋板部件8間規定空間用的起著墊片作用的部件，由42合金或科瓦鐵鎳鈷合金、磷青銅等金屬形成了環狀。其厚度應當形成得當將密封環17搭載在絕緣基體10上時，其上面的高度位于比石英振動元件5上面還上方。
在密封環17的上面，借助于Au-Ni等接合材料9安裝蓋板部件8，該蓋板部件8可以將被密封環17的內周面和絕緣基體10的上面所圍定的石英振動元件5的容納區域S氣密密封。
這種蓋板部件8，可以用與前面說明的密封環17同樣的金屬材料，例如42合金或科瓦鐵鎳鈷合金、磷青銅等形成得呈平板狀。
上述蓋板部件8，借助于上述的密封環17和絕緣基體上面的導體層4a與處于絕緣基體下面的接地端子電連接，這樣蓋板部件8在實用石英振動元件時能夠保持地電位，在蓋板部件8的屏蔽作用下能使石英振動元件5不受外部的電信號影響，例如很好地保護它免受噪聲干擾。
以下利用圖10(a)～圖10(c)說明上述的石英振動元件的制造方法。
首先如圖10(a)所示，準備一種具有排列成矩陣狀，即縱m列×橫n行(m、n是1以上的整數，但是n＝m＝1除外)的多個基板區域A的母基板15，將石英振動元件5和圍繞該石英振動元件5的密封環17搭載在母基板15的各基板區域上。
上述母基板15例如是將由玻璃—陶瓷、氧化鋁陶瓷等陶瓷材料構成的多個絕緣層，其間借助于導體圖案層疊而成的。母基板15，在各基板區域A上，在其上面側附著形成與一對連接墊片2接合用的導體層4a，在下面側附著形成輸入輸出端子和接地端子等外部端子3。
另外，在母基板15上，在以矩陣狀排列的基板區域A之間設置有如圖10、圖11所示的規定剔除區域A’。
而且利用Au-Ni等接合材料將密封環17載置在母基板15的各基板區域A上后，通過在高溫下將該接合材料加熱熔融，使密封環17的下面接合在母基板上面的導體層4上。然后，在各密封環17的內側各搭載一個石英振動元件5。石英振動元件5借助于其振動電極和與母基板上面對應的搭載墊片2實現電·機械連接，可以將其搭載在母基板15上。
而且本實施方式中，不是在每個基板區域A上搭載多個密封環17，而是如圖11所示，將以矩陣狀排列的多個密封環17互相連接成一體的載置搭載在母基板15上。這樣，能夠將多個密封環17一起安裝在與母基板15對應的各基板區域A上。
這種連接型的密封環17，例如可以采用對由42合金或科瓦鐵鎳鈷合金、磷青銅等金屬組成的厚度150～250微米的金屬板實施過去公知的沖壓加工，穿設與母基板15的基板區域A一一對應的多個通孔的方式制作。
以下如圖10(b)所示，將具有與母基板15的基板區域A一一對應的多個覆蓋區域B的金屬制的主蓋板16，以使石英振動元件5密封的狀態，載置·接合在密封環17上。
作為所述主蓋板16，例如可以使用由42合金或科瓦鐵鎳鈷合金、磷青銅等金屬組成的，厚度60～100微米的金屬板。這種主蓋板16上也與前面介紹的母基板15同樣，可以在各覆蓋區域之間設置有規定的剔除區域B’。
在此工序中，將主蓋板16載置在母基板15上面的密封環17上，使石英振動元件配置在與各覆蓋區域B對應的基板區域A中，然后利用過去已知的滾焊(電阻焊接)等將二者接合，使主蓋板16安裝固定在密封環17上。
另外，在上述一系列工序中，優選在氮氣或氬氣等惰性氣體氣氛中進行，這樣由于在容納石英振動元件5的空間內可以充滿惰性氣體，所以能夠有效地防止石英振動元件5因氧和大氣中水分等腐蝕和劣化。
當將主蓋板16載置在母基板15上時，也可以在母基板15和主蓋板16外周部設置的剔除區域的四角部分事先形成規定的通孔，將定位銷嵌入這些通孔中，使母基板15與主蓋板16對位。此外還可以用夾子，以將母基板15與主蓋板16臨時固定的方式使二者接合，并在后述的切割工序中也安裝上述夾子以作固定用夾具使用。
最后如圖10(c)所示，沿著各基板區域A的外周，將一體化的母基板15、主蓋板16和密封環17一起分割切斷，可以同時制成多個石英振動元件。
母基板15、主蓋板16和密封環17的切割，例如可以采用切片機從母基板15側一起將這些部件分割切斷的方式進行，這樣可以同時得到多個石英振動元件。作為切割方向也可以從主蓋板16側進行，以此代替上述那樣從母基板15側進行。
采用以上的工序制作石英振動元件的情況下，在石英振動元件的組裝以前，無需事先將絕緣基體10和蓋板部件8、密封環17分割成單片，可以通過一次分割將絕緣基體10、蓋板部件8和密封環17同時切割。
而且這種情況下組裝這種石英振動元件時，由于母基板本身具有載體的功能，所以一概不需要將從母基板15上分割出來的單片逐一保持在載體上，或者將蓋板部件8逐個安裝在各片上的復雜操作。
由此能夠大幅度簡化石英振動元件的組裝工序，適應振動元件生產率提高的要求。
另外，在上述實施方式中，如圖12所示，若能在主蓋板16上沿著剔除區域B’形成溝部19，僅僅沿著此溝部19將主蓋板16和母基板15切斷，則能沿著基板區域A正確地分割母基板15。
此外，一旦事先使溝部19的下端面與母基板15的上面對接，在從主蓋板16之上朝著下方切斷時，母基板15的上面就能支持溝部19的下端面，因而能夠防止主蓋板16的彎曲。這樣不但能夠提高石英振動元件的生產率，而且還能得到一種尺寸精度高的電子裝置。
而且在上述的實施方式中，如圖11所示，雖然是將互相連接的密封環17載置搭載在母基板15上，但是也可以代之以將事先分割的多個密封環17分別搭載在母基板15的各基板區域A上。
此外在上述的實施方式中，雖然是在母基板15的各基板區域A之間設置了剔除區域A’，但是也可以采用不設置剔除區域A’而采用使基板區域A之間接近配置的方式。這種情況在主蓋板16中也同樣。
以下說明本發明的其他實施方式。
圖13是表示用本發明的電子裝置的制造方法制造的石英振動元件的截面圖。圖13所示的石英振動元件，大體由絕緣基板10、作為壓電振動元件的石英振動元件5和蓋板部件8構成。
上述絕緣基板10的材料，與圖1所示的相同，由陶瓷材料形成矩形形狀。在其上面設置有一對連接墊片2，和沿著絕緣基體10的外周配置成環狀的接合用導體層4。而且在絕緣基體10的下面分別設置有輸入端子、輸出端子等外部端子3。
所述一對連接墊片2借助于導電性粘接材料與后述的石英振動元件5的振動電極6電連接。而且所述一對連接墊片2，通過絕緣基體10上的導體圖案和絕緣基體內側的連接導體等與絕緣基體10下面的所述輸入端子、輸出端子電連接。
另一方面，所述導體層4借助于導電性接合材料9與后述的蓋板部件8電連接。所述導體層4通過絕緣基體內部的連接導體等與絕緣基體10下面的上述接地端子電連接。
將石英振動元件5搭載在上述的絕緣基體10的上面。
上述石英振動元件5的晶體結構、振動原理與參照圖1說明的相同。
這種石英振動元件5，借助于導電性粘接材料7將其兩個主面上附著的振動電極6和與絕緣基體上面對應的連接墊片2實現電·機械連接，搭載在絕緣基體10的上面。
此外，在所述絕緣基體10的上面安裝有用金屬制成的蓋板部件8。
所述蓋板部件8的材料，雖然與參照圖1說明的相同，但是在其中央部形成下方開口的凹穴部S，在其外周部以環狀設置有對接根部81。
這種蓋板部件8，通過用Au-Ni、Au-Sn等接合材料9將對接根部81的下端部焊接在導體層4上，以將其安裝接合在絕緣基體10的上面。
所述蓋板部件8，是將石英振動元件5容納在其凹穴部S內，具體講被容納在由凹穴部S的內面和絕緣基體10的上面所包圍的區域內，將石英振動元件5的搭區域氣密密封用的。
而且借助于前面說明的導體層4將蓋板部件8與絕緣基體下面的接地端子實現電連接。因此，石英振動元件使用時，蓋板部件8被保持在地電位上，在蓋板部件8的屏蔽作用下，使石英振動元件5免受外部無關的電信號影響，例如良好地保護其免受噪聲等干擾。
基于這種石英振動元件的共振，在外部諧振電路中可以使規定頻率的基準信號諧振輸出。而且這種基準信號可以用作便攜式通信儀器等電子、通信儀器中的時鐘信號。
以下利用圖14(a)～圖14(c)說明上述的石英振動元件的制造方法。
首先如圖14(a)所示，準備一種具有排列成矩陣狀，即m列×n行(m、n是1以上的整數，但是n＝m＝1除外)的多個基板區域A的母基板15，將石英振動元件5搭載在母基板15的各基板區域A上。
上述母基板15，例如由玻璃—陶瓷、氧化鋁陶瓷等陶瓷材料構成，在基板區域A的各區域上各基板區域A上，附著形成有連接墊片2和環狀導體層4，在下面側附著形成有輸入輸出端子和接地端子等外部端子3。
這樣的母基板15可以采用以下方法制成在由氧化鋁陶瓷等組成的陶瓷材料粉末中添加混合適當的有機溶劑，在得到的陶瓷生料片材的表面等上以規定圖案印刷涂布將成為連接墊片2、外部端子3和導體圖案等的導體糊料，同時將其數層層疊加壓成形后，經高溫煅燒而成。
而且在得到的母基板15的各基板區域A上，各搭載一個石英振動元件5，石英振動元件5的振動電極6和母基板15上面搭載的墊片2，借助于導電性粘接劑7實現電·機械連接。
另外，在本實施方式中，如圖15所示，在矩陣狀配置的基板區域A之間設置有規定的剔除區域A’。而且沿著基板區域A全體外周設置有剔除區域A”。
所述主蓋板16，例如可以采用過去公知的板金加工法，將由42合金或科瓦鐵鎳鈷合金、磷青銅等金屬組成的厚度60～100微米的金屬板加工成規定形狀的方式制造。
在得到的主蓋板16上，以矩陣狀配置多個個凹穴部S，使其與母基板15的基板區域A一一對應，而且將該對接根部81設置在相鄰的凹部之間。
主蓋板16具有與母基板15的基板區域A一一對應的蓋板區域B。在這種主蓋板16上與母基板15同樣，也可以設置有與剔除區域A’對應的剔除區域B’，設置有與剔除區域A”對應的剔除區域B”。
以下如圖14(b)所示，將具有與母基板15的基板區域A一一對應的凹穴部S的主蓋板16載置在母基板15上，使各基板區域A的石英振動元件5被配置在各凹穴部S內。此時，該對接根部81借助于Au-Ni、Au-Sn等組成的接合材料9與各基板區域A的導體層4對接。
然后例如將其放入保溫在300～350℃的加熱爐中，將上述接合材料9在高溫下加熱熔融。這樣使主蓋板16接合在母基板15上。然后，將成為一體的母基板15和主蓋板16緩緩冷卻至室溫。
在將高溫下加熱接合的主蓋板16和母基板15冷卻至室溫的情況下，由于在主蓋板16上設置有與母基板15的基板區域A一一對應的多個凹穴部S，所以因主蓋板16和母基板15在熱收縮量上的差異而產生的應力，將會因凹穴部S不變形而得到良好地吸收和緩和。
因此，經接合而一體化的母基板15和主蓋板16，不會因上述應力而產生顯著彎曲。
由于這樣設有外部端子3的母基板的下面被維持得大體平坦，所以在母板等外部電路基板上安裝石英振動元件時能夠得到安裝性能優良的石英振動元件。
另外，上述的一系列工序，優選在氮氣和氬氣等惰性氣體氣氛中進行，這樣由于在容納石英振動元件5的凹穴部S內部可以充滿惰性氣體，所以能夠有效地防止石英振動元件5被氧和大氣中水分腐蝕而劣化。
而且如圖16所示，將主蓋板16載置在母基板15上時，也可以在母基板15和主蓋板16外周部設置的剔除區域的四角部事先形成規定的通孔H，通過將定位銷31嵌入這些通孔H中，使母基板15與主蓋板16對位。
此外如圖17所示，還可以用夾子32以將母基板15與主蓋板16臨時固定之后使二者接合，在后述的切割工序中也通過安裝上述夾子以作為固定用夾具使用。
最后如圖14(c)所示，沿著各基板區域A的外周，將上述工序中一體化的母基板15和主蓋板16，即在剔除區域A’中分割·切斷。
母基板15和主蓋板16的切割，例如可以采用切片機一起將母基板15和主蓋板16分割切斷的方式進行，這樣可以同時得到多個石英振動元件。
采用這種工序制作石英振動元件的情況下，在石英振動元件的組裝以前，無需事先將絕緣基體10和蓋板部件8分割成單片，能夠一次分割將絕緣基體10和蓋板部件8同時切割。
而且這種情況下石英振動元件組裝時，由于母基板15本身具有載體的功能，所以一概不需要將從母基板15上分割出來的單片逐一保持在載體上，或者將蓋板部件8逐個安裝在各片上的這種復雜操作。
因而能大幅度簡化石英振動元件的組裝工序，可以適應振動元件生產率提高的要求。
對上述的實施方式可以作以下變更。
圖18是表示基板區域A的外周部中母基板15及主蓋板16之間接合狀態的截面圖。
如圖18所示，若在主蓋板16上沿著基板區域A的外周，即剔除區域B’形成溝部19，則這種溝部19將成為切割母基板15和主蓋板16時用的導向槽。因而能沿著基板區域A的外周正確分割母基板15。
此外，一旦使溝部19的下端面與母基板15的上面對接，當從主蓋板16側朝下方向切割時，母基板15的上面對溝部19的下端面形成支撐，這樣能夠防止主蓋板16彎曲。
這樣不但能夠提高適應振動元件的生產率，而且還能得到尺寸精度高的電子裝置。
而且在上述的實施方式的切割工序中，如圖19所示，也可以事先在母基板15及主蓋板16的切割處，把將母基板15和主蓋板16接合的導體層4及接合材料9截斷。這樣在切割母基板15和主蓋板16時，由于不存在導體層4和接合材料9，所以切片機與接合材料9的接觸將會減少。這樣能夠有效地防止因與切片機接觸而在接合材料9上產生裂紋等不利情況，從而使密封性能劣化的問題出現。
此外也可以如圖20所示，在母基板的主面上設置能夠將主蓋板16的對接根部81嵌入的凹槽20。通過設置這種凹槽20，在上述的圖14(c)所示的切割工序中，將主蓋板16載置在母基板15上時，容易對主蓋板16進行對位。在石英振動元件組裝時具有操作性能良好的優點。
因此優選事先分別在母基板15的主面上設置凹槽20，設置在主蓋板16下部被嵌入凹槽20內與凹槽底面對接的對接根部81。
此外在上述的實施方式中，雖然是在母基板15的基板區域A間設置剔除區域A’的，但是也可以在不設置剔除區域A’的情況下使基板區域A之間以接近方式配置。這對于主蓋板16而言也是同樣的。
而且在上述的實施方式中，雖然是用切片機將一體化的母基板15和主蓋板16一起切割的，但是也可以代之以采用能將一體化的母基板15和主蓋板16從其上下兩側分別切割的手段進行切割。
對上述的實施方式還可以作以下變更。
圖21是表示采用本發明的電子裝置的制造方法制造的石英振動元件的截面圖。
本實施方式中，與圖1同樣，絕緣基體10由陶瓷材料組成的單一平板狀絕緣層10a、10b層疊而成，進而在其上形成由陶瓷材料構成的單一的框狀絕緣層10c。
上述的框狀絕緣層10c，是確保在絕緣基體10與后述的蓋板部件8之間配置的石英振動元件的規定空間S用的起著墊片作用的部件，其上面安裝蓋板部件8，用該蓋板部件8將由框狀絕緣層10c的內周面和絕緣基體10的上面圍定的石英振動元件容納用的區域氣密密封。
圖21的石英振動元件與圖1的石英振動元件之間的不同處在于，圖21中框狀絕緣層10c上存在切截面T這一點。這種切截面T是在切割蓋板部件8時為使刀刃抵達框狀絕緣層10c而形成的。
以下用圖22(a)～(d)說明這種石英振動元件的制造方法。
首先如圖22(a)所示，準備具有排列成矩陣狀，即縱m列x橫n行(m、n是1以上的整數，但是n＝m＝1除外)多個基板區域A的母基板15，將石英振動元件5搭載在母基板15的各基板區域A上。
母基板15是將由玻璃—陶瓷、氧化鋁陶瓷等陶瓷材料構成的板狀絕緣基板15a、15b及框狀絕緣基體15c期間借助于導體圖案層疊形成，在各基板區域A在其上面側附著形成一對連接墊片2，在下面側附著形成輸入輸出端子和接地端子等外部端子3。
而且在各框狀絕緣層10c的內側各搭載一個石英振動元件5。
以下如圖22(b)所示，將具有與母基板15的基板區域A一一對應的多個蓋板區域B金屬制的主蓋板16載置·接合在框狀絕緣層15c上，使石英振動元件5密封。
作為上述的主蓋板16，例如可以采用過去公知的板金加工法將42合金或科瓦鐵鎳鈷合金、磷青銅等金屬組成的厚度60～100微米的金屬板。
將這種主蓋板16載置在母基板15上，然后將其放入保溫在300～350℃的加熱爐中，將上述接合材料9在高溫下加熱熔融，以此方式使主蓋板16接合在母基板15上。然后，將成為一體的母基板15和主蓋板16緩緩冷卻至室溫。
另外，上述一系列工序中，優選在氮氣和氬氣等惰性氣體氣氛中進行。這樣由于在容納石英振動元件5的空間內可以充滿惰性氣體，所以能夠有效地防止石英振動元件5被氧和大氣中水分腐蝕和劣化。
而且用第一刀具12，將上述接合工序中一體化的母基板15及主蓋板16沿著各基板區域A的外周切割。
這樣切割主蓋板16，可以使母基板15的一部分露出，形成在厚度方向上貫通主蓋板16的貫通溝13。
作為第一刀具12，例如可以使用利用電鑄法將金剛石磨料等固定的園板狀電鑄刀具。可以使用Ni等作為接合劑。
進而如圖22(c)所示，將刀刃比第一刀具12更窄的第二刀具14插入貫通溝13內，將母基板15分割切斷。這樣可以同時制作多個石英振動元件。
作為第二刀具14，例如可以使用以環氧樹脂等樹脂作為接合劑將金剛石磨料等接合而成的園板狀樹脂刀具。其中也可以采用各種金屬作為添加劑。這種第二刀具14由于硬度降低，所以也可以在與陶瓷母基板15一起磨損的情況下切割。
通過以上工序制成石英振動元件。
在石英振動元件組裝之前，無需事先將絕緣基體10和蓋板部件8分割成單片，通過一次性分割就能將絕緣基體10和蓋板部件8同時切割。
而且這種情況下對石英振動元件組裝時，由于母基板本身能起載體作用，所以一概不需要將從母基板15上分割出來的單片逐一保持在載體上，或者將蓋板部件8逐個安裝在各片上的復雜操作。
這樣能大幅度簡化石英振動元件的組裝工序，適應振動元件生產率提高的要求。
而且對于由陶瓷基板和金屬蓋板這兩種材料接合而成的符合材料來說，由于能夠用適于切割各自材質的兩種刀具進行切割，所以與使用一種刀具切割相比，能夠有效地抑制因切割而使復合材料產生應力，使基板與蓋板不剝離的情況下能夠保持石英振動元件5的氣密密封性，使共振頻率保持一定。
權利要求
1.一種電子裝置的制造方法，包括以下工序準備具有以矩陣狀排列的多個基板區域的一個母基板，在該母基板的各基板區域上搭載壓電振動元件的工序(a)；將包含所述多個基板區域的一個主蓋板載置·連接在所述母基板上，將所述壓電振動元件密封的工序(b)；和沿著各基板區域的外周，將連接的所述母基板和所述主蓋板一起剪切，同時得到多個電子裝置的工序(c)。
2.根據權利要求1所述的電子裝置的制造方法，其中所述壓電振動元件是石英振動元件。
3.根據權利要求1所述的電子裝置的制造方法，其中在所述母基板和所述主蓋板的、所述基板區域以外部分的規定位置上，設置有定位銷能插通的孔。
4.根據權利要求1所述的電子裝置的制造方法，其中在所述工序(b)和/或所述工序(c)中，用夾子將所述母基板和所述主蓋板臨時固定。
5.根據權利要求1所述的電子裝置的制造方法，其中在所述主蓋板上形成有沿著所述基板區域外周將所述母基板和所述主蓋板切割的引導溝部。
6.根據權利要求5所述的電子裝置的制造方法，其中在將所述主蓋板載置·接合在所述母基板上的狀態下，在所述主蓋板上形成的所述溝部下端面連接在所述母基板上。
7.根據權利要求1所述的電子裝置的制造方法，其中所述母基板是陶瓷基板，所述主蓋板是金屬蓋板，所述工序(c)中用第一刀沿著各基板區域的外周將所述主蓋板切割，形成沿著厚度方向貫通主蓋板的貫通溝，用比所述第一刀刀刃窄的第二刀插入貫通溝，將母基板切斷分割，得到多個電子裝置。
8.根據權利要求1所述的電子裝置的制造方法，其中在所述母基板的主面上，在各基板區域形成作為各基板區域搭載壓電振動元件密封空間的凹部，而且形成了作為所述凹部周邊部的框體。
9.根據權利要求8所述的電子裝置的制造方法，其中所述框體在相鄰的基板區域間互相連接。
10.根據權利要求9所述的電子裝置的制造方法，其中在相鄰的基板區域之間對每個基板區域分離設置了將所述主蓋板接合在所述框體上用的接合材料。
11.根據權利要求8所述的電子裝置的制造方法，其中所述母基板和所述框體是用陶瓷制成的。
12.根據權利要求8所述的電子裝置的制造方法，其中所述框體是金屬材料制成的密封環。
13.根據權利要求1所述的電子裝置的制造方法，其中所述主蓋板具有與所述基板區域一一對應的蓋板區域，在每個蓋板區域上形成將成為在母基板的各基板區域搭載了壓電振動元件的密封空間的凹部，在所述主蓋板的下部設置與所述母基板主面的各基板區域外周對接的對接根部。
14.根據權利要求13所述的電子裝置的制造方法，其中在相鄰基板區域之間對每個基板區域分離設置了將所述對接根部接合在所述母基板主面上用的接合材料。
15.根據權利要求13所述的電子裝置的制造方法，其中所述所述母基板的主面上設置了嵌入所述對接根部的凹槽。
全文摘要
準備具有以矩陣狀排列的多個基板區域A的母基板(15)，將壓電振動元件(5)搭載在各基板區域A上。將具有與所述基板區域A一一對應的多個蓋板區域B的金屬主蓋板(16)載置·接合在所述母基板(15)上。沿著各蓋板區域B的外周B’將所述主蓋板(16)一起切割，同時得到多個電子裝置。能夠使組裝工序簡化，提高生產率。
文檔編號H02N2/00GK1670978SQ20051000958
公開日2005年9月21日 申請日期2005年2月24日 優先權日2004年2月26日
發明者中澤利夫 申請人:京瓷株式會社