專(zhuān)利名稱(chēng)：電子器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如像疊層型壓電諧振器件那樣的具有把構(gòu)成電子器件的基板通過(guò)介入粘接劑層疊層在封裝基板上的結(jié)構(gòu)的電子器件及其制造方法。
下面參照?qǐng)D8對(duì)這種以往的壓電諧振器件的結(jié)構(gòu)實(shí)例加以說(shuō)明。
在壓電諧振器件101中，元件基板102的上，下兩面，用粘接劑層103、104將封裝板105、106粘合在一起。在元件基板102上，組成第1，第2兩個(gè)能量封閉式的壓電諧振部107、108。壓電諧振部107、108分別在元件基板102的兩主面上形成振蕩電極107a、107b、108a、108b。
振蕩電極107a、108a分別與端子電極109、110相連接，此部分圖8中未表示出。另外，振蕩電極107a、108a還與電容電極111相連接。另一方面，在元件基板102的下面，振蕩電極107b、108b也接在電容電極112上。
由此構(gòu)成了具有兩個(gè)壓電諧振部和一個(gè)電容器的內(nèi)置電容的壓電諧振元件。
在用粘接劑層103、104粘合封裝板105、106時(shí)，為了不影響所述壓電諧振部107、108的振動(dòng)，要留有空隙。另外，在由元件基板102及封裝板105、106所形成的疊層體的端面上，形成有端面電極113、114。端面電極113、114分別與端子電極109、110構(gòu)成電連接。
在所述疊層體的上面和下面上，形成外部電極115～118，外部電極115、116與端面電極113構(gòu)成電連接，而外部電極117、118與端面電極114也構(gòu)成電連接。
另一方面，在疊層體的中央，形成從疊層體的上面卷繞至兩側(cè)面及下面的外部電極121。外部電極121與電容電極112構(gòu)成電連接。
在制造所述壓電諧振器件101時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率，要先做一個(gè)母本疊層體，通過(guò)在其厚度方向切斷該母本疊層體，而得到?jīng)]有所述端面電極113、114的單位壓電諧振器件101，然后，將疊層體的露出端子電極109、110的端面用噴砂或研磨的方法，使其表面粗糙。加工成粗糙面的目的是為了確保端子電極109、110的露出，同時(shí)，提高端面電極的附著強(qiáng)度。然后，用真空鍍膜或陰極真空濺射等成膜方法，形成端面電極113、114。
在制造壓電諧振器件101時(shí)，在所述的端面電極113、114形成之前，要進(jìn)行使端子電極109、110露出的粗糙化處理。在這種情況下，由于研磨，粘接劑層103、104也被削去了。這種粘接劑層103、104要用粘接強(qiáng)度優(yōu)良的環(huán)氧系粘接劑。環(huán)氧系粘接劑的粘接強(qiáng)度優(yōu)良，而且，在完全固化后，有很高的剛性。但是，在進(jìn)行噴砂或研磨時(shí)，如圖9所示，粘接劑層103、104被削去了，常常會(huì)從疊層體的端面處向里收縮，即，粘接劑層103、104的外側(cè)端103a、104a，從疊層體的端面向里收縮。這之后，如果收縮量過(guò)大的話，如圖9所示，在用真空鍍膜或陰極真空濺射形成端面電極113時(shí)，端面電極113會(huì)變得分段，也就是由真空鍍膜或陰極真空濺射法生成膜時(shí)，所形成的端面電極113的厚度比較薄。另一方面，為使粘接劑層113、114不影響壓電諧振部107、108的厚度，而形成的空間間隙必須要有一定的厚度。
所以，所述粘接劑層103、104的外側(cè)端面103a，104a收縮時(shí)，在粘接劑層103、104的外側(cè)端103a，104a處端面電極被分?jǐn)嗔耍俗与姌O109和外部電極115、116的導(dǎo)通成為不可能，另外，就是導(dǎo)通了，元件基板102上所形成的端面電極部分與上，下封裝板103、104(應(yīng)為105、106)上形成的端面電極部分之間的電連接的可靠性變差了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，克服所述以往的技術(shù)缺點(diǎn)，提供一個(gè)電連接可靠性良好的電子器件。具有通過(guò)介入粘接劑層疊層元件基板和封裝板的疊層體，通過(guò)端面電極使設(shè)置在元件基板上的端子電極與設(shè)置在封裝板上的外部電極而形成可靠的電連接。
根據(jù)本發(fā)明之1的上位概念，提供了如下電子器件，其具備構(gòu)成電子器件的元件基板，所述元件基板至少在一面上有粘接劑層，用所述粘接劑層與元件基板粘合成一體的封裝板，進(jìn)而具備，在由所述元件基板，所述粘接劑層及所述封裝板構(gòu)成的疊層體及疊層體端面上露出的在所述元件基板與所述粘接劑層相鄰的面上設(shè)置的端子電極，所述封裝板的外表面上形成的外部電極，在所述疊層體的端面上所形成的端面電極，所述端面電極的厚度要在所述粘接劑層的1/2以上、5倍以下。
在第1發(fā)明的特定情況下，所述元件基板的兩面都形成了粘接劑層，本元件基板的兩面通過(guò)粘接劑層與封裝板粘合在一起。因此，是一個(gè)在一對(duì)封裝板中間夾著元件基板而形成的疊層型的電子器件。根據(jù)本發(fā)明，借助端面電極、端子電極與封裝板上形成的外部電極有非?？煽康碾姷倪B接。
本發(fā)明之1的其他特定情況下，所述元件基板上，有能量封閉式的壓電諧振部，因此，構(gòu)成疊層型的壓電諧振器件。
根據(jù)本發(fā)明之2的上位概念，是一種具有疊層體的電子器件的制造方法。該疊層體的基板至少有一面借助粘接劑層與封裝板形成疊層狀。所提出的器件的制造方法要具備，在所述疊層體的一端主面上有引出的端子電極的所述元件基板、制備所述封裝板的工序、從形成所述有端子電極的所述一端主面上借助粘接劑與所述封裝板粘合的工藝、在所述疊層體的端面上的所述粘接劑層的厚度的1/2以上、5倍以下的厚度的端面電極與所述端子電極形成電連接的工藝。
在本發(fā)明之2的特定條件下，所述元件基板的兩面上形成粘接劑層，且，元件基板的兩面借助這層粘接劑層與封裝板粘合在一起，因此，本發(fā)明提供了一對(duì)封裝板間借助粘合劑層與元件基板粘合成疊層型的電子器件。
在本發(fā)明之2的另一特定條件下，在形成所述端面電極之前，先進(jìn)行所述疊層體端面的磨粗。由于端面的粗加工，使所述端子電極在端面上完全露出，所以提高了端子電極與端面電極的電連接的可靠性，同時(shí)也提高端面電極的附著強(qiáng)度。
在本發(fā)明之2的又一特定條件下，在所述粘接劑層完全固化之前，所述端面先進(jìn)行粗打磨，在粘接劑尚未完全固化期間，粗加工端面的過(guò)程中，很難削去粘接劑層的外露端，因此，可以抑制粘接劑外露端向里收縮，提高了端子電極與端面電極之間的電連接的可靠性。
圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的壓電諧振器件的外觀立體圖。
圖3的(a)及(b)是第1實(shí)施例的壓電諧振器件所用的元件基板的俯視圖及仰視圖。
圖4的(a)及(b)是元件基板的母本俯視圖及仰視圖。
圖5是表示在元件基板母體上疊層母體第1、第2封裝板的疊層工藝的分解立體圖。
圖6是表示疊層體母本的立體圖。
圖7用于說(shuō)明從疊層體母本上得到的單個(gè)疊層體經(jīng)研磨后的的狀態(tài)的一例局部的正剖面圖。
圖8為說(shuō)明以往壓電諧振器件之例的正剖面圖。
圖9為說(shuō)明圖8所示的以往壓電諧振器件存在的問(wèn)題的局部正剖面圖。
圖中1—壓電諧振器件，2—元件基板，3—粘接劑層，4—粘接劑層，5—第1封裝板，6—第2封裝板，7a、7b、9a、9b—振動(dòng)電極，7c、9c—共用振動(dòng)電極，8a、8b—電容電極、10、11—端子電極、12、14、15、17—外部電極，21、22—端面電極，21a、22a—基底電極，21b、22b—電鍍膜。
具體實(shí)施例方式
以下，通過(guò)本發(fā)明的具體實(shí)施例的說(shuō)明，將進(jìn)一步明了本發(fā)明。


圖1(a)及(b)是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的有關(guān)壓電振蕩器件的正剖面圖及所示主要部分的局部放大的正面剖面圖，壓電振蕩器件1、元件基板2、由該板上、下兩面的粘接劑層3、4與第1、第2封裝板5、6粘合。
圖3(a)和(b)表示元件基板2的上面和下面的電極結(jié)構(gòu)，元件基板2由壓電陶瓷或壓電單晶構(gòu)成。由壓電陶瓷構(gòu)成的時(shí)侯，在厚的方向進(jìn)行極化處理。元件基板2的上面2a第1振蕩電極7a、7b按規(guī)定的間隙來(lái)配置，另外，隔著元件基板2，兩面相對(duì)地在元件基板2的下面2b上，形成共用電極7c，由振蕩電極7a、7b及共用電極7a組成一個(gè)利用厚度的縱向振蕩能量的封閉式壓電諧振部。
另一方面，在元件基板2的中間，電容電極8a、8b也是隔著元件基板2兩面相對(duì)地形成，由電容電極8a、8b構(gòu)成電容器。
另外，對(duì)電容器8，在所述壓電諧振部7的相對(duì)一側(cè)形成第2壓電諧振部9。壓電諧振部7與9有同樣的結(jié)構(gòu)，與第1，第2振蕩電極9a、9b相對(duì)的是共用電極9c。
第2振蕩電極7b、9b分別與沿著元件基板2的兩端邊2c、2d形成的端子電極10、11構(gòu)成電的連接。另外，振蕩電極7a、9a與電容電極8a構(gòu)成電連接。
元件基板2的下面2a上，共用振蕩電極7c、9c與電容電極8b構(gòu)成電連接，電容電極8b在元件基板2的邊緣2e、2f間形成。
因此，元件基板上構(gòu)成第1，第2壓電諧振部7，9和電容部8，端子電極10、11和電容電極8間構(gòu)成一個(gè)有中繼電容的三端型壓電濾波器。
再回到圖1中，為了留有不影響所述元件基板2上的壓電諧振部7，9的振動(dòng)的空隙，封裝板5、6的上，下兩面，分別做出5a、6a的凹槽。
封裝板5、6由鋁等有絕緣性能的陶瓷或合成樹(shù)脂等適合的材料制成。
所述元件基板與封裝板5、6間由粘接劑層3、4粘合而形成一個(gè)疊層體。這樣在封裝板5的上面要制成外部電極12～14。另外，在封裝板6的下面也制成外部電極15～17。外部電極12、15要一直做到疊層體的一頭端面與上面，下面形成的交線上，外部電極14、17則要一直做到疊層體另一頭的端面與上，下面形成的交線上，也即外部電極12、15和端子電極10一起從疊層體的同一端子引出。另外，外部電極13、16，如把所述疊層體圖1(a)的橫向當(dāng)做長(zhǎng)軸方向的話，那么，外部電極13、16要一直做到寬方向的兩頭。
本實(shí)施例中的壓電諧振器件1，為了所述端子電極10、11與外部電極12、15或外部電極14、17之間的電連接，在疊層體的端面上做成端面電極21，22，包括，由真空鍍膜或陰極真空濺射法制成的基底電極21a、22a和在基底電極21a、22a上，由電鍍法制成的電鍍膜21b、22b。
本實(shí)施例的特點(diǎn)是，所述端面電極21、22的厚度要大于粘接劑層3、4厚度的1/2，而小于其5倍。因此，端子電極10、11和外部電極12、15或外部電極14、17間的電連接的可靠性提高了。由以上的對(duì)本發(fā)明的制造方法的說(shuō)明，以下內(nèi)容便清楚了。
在得到合適的所述壓電諧振器件1之后，為了提高生產(chǎn)效率，通常制備如圖4(a)、(b)所示的母本元件基板31，元件基板31的母本就是元件基板2的矩陣式集合，因此，有一體化的結(jié)構(gòu)，也就是元件基板31的母本的上面和下面制成了一個(gè)個(gè)元件基板上的電極。
下面，如圖5所示，在所述母本式元體基板上，第一母本封裝板32和第2母本封裝板33，用粘接劑(圖中未示出)貼合在一起，做為粘接劑采用粘接強(qiáng)度優(yōu)良的熱固型環(huán)氧系粘接劑為適宜。
如上所述，得到了圖6示出的母本疊層體34，然后把母本疊層體34，沿著圖4(a)、(b)所示的X、Y方向的點(diǎn)劃線，按厚度方向切開(kāi)，便得到了一個(gè)個(gè)壓電諧振器件1的部疊層體。
可是切得的每個(gè)疊層件的兩頭都有一對(duì)端面，如圖1所示的端子電極10、11，必須確實(shí)地露出。因此，和前面提到的方法一樣，用噴砂或研磨的方法對(duì)疊層體的一對(duì)端面進(jìn)行磨粗加工。本實(shí)施例中要在所述粘接劑完全固之前進(jìn)行研磨加工。
由于沒(méi)有完全固化，粘接劑層3、4的外鍘端3a、4a，用研磨而削去很難，即粘接劑層3、4完全固化后，用以往的方法由于研磨被削去的不僅僅是粘接劑的固化物，有時(shí)由于斷裂等原因會(huì)使多于研磨量的粘接劑部分被去掉。而對(duì)沒(méi)有完全固化的粘接劑層來(lái)說(shuō)粘接劑層3、4的外側(cè)端3a、4a通過(guò)研磨就不至于后退。
然后，使粘接劑層3、4完全固化。
然后粘接劑層3、4完全固化之后，在疊層體的兩個(gè)端面用真空濺射或真空鍍膜等膜形成方法，制成了圖1(a)示出的基底電極21a、22a。基底電極21a、22a由于是用薄膜生成法而形成的，因此，厚度通常在0.05微米～5微米左右。
然后，在基底電極21a、22a上，做成電鍍膜21b、22b。電鍍膜21a、22a一般是鍍Cu(銅)、Ni(鎳)、Sn(錫)、Au(金)、Cr(鉻)。
本實(shí)施例的特點(diǎn)是如所述做成的端面電極的厚度，即基底電極21a、22a的厚度加上電鍍膜21b、22b的厚度，為所述粘接劑層3、4的厚度的1/2到5倍。
因此，在圖1(b)所示局部凹陷表面的剖面圖中，盡管粘接劑層3的外側(cè)端3a，在研磨中從疊層體的端面收縮進(jìn)去，還是生成了足夠厚的端面電極21。構(gòu)成端面電極的電極材料，確實(shí)嵌入圖1(b)的間隙A中。
即使由于基底電極21a比較薄，而從疊層體的端面進(jìn)入了內(nèi)側(cè)，確實(shí)與所述粘接劑層3的外側(cè)端面3a的表面相接觸，所以在用電鍍法形成電鍍膜21b時(shí)，電鍍膜確實(shí)與基底電極21a的外表面接觸上了。這時(shí)，端面電極的總厚度，是在粘接劑層厚度的1/2以上，間隙A內(nèi)確實(shí)被電極材料充填滿(mǎn)了，因此，例圖7所示，粘接劑層的外側(cè)端子3a即使有一點(diǎn)收縮的話，端子電極10和端面電極21的電連接確實(shí)完成了。
另外，在本實(shí)施例中，如上所述，在粘接劑層3完全固化之前，進(jìn)行所述的研磨工序，便抑制了粘接劑層3外測(cè)端3a的向里收縮。這樣，在粘接劑層完全固化前進(jìn)行研磨工序雖好，但是，本發(fā)明中，當(dāng)粘接劑層3完全固化以后再進(jìn)行研磨工序也可以，就是在完全固化后進(jìn)行研磨的話，如圖7所示那樣，與以往的方法相同，粘接劑3的外側(cè)端3a產(chǎn)生向里收縮時(shí)，如果端面電極21的厚度是粘接劑3的厚度的1/2以上，間隙A內(nèi)就完全由構(gòu)成端面電極21的材料填充滿(mǎn)了。這樣，端子電極10和端面電極21的電連接確實(shí)完成的很好。
另外，在另一側(cè)的端面上的端子電極11與端面電極22的電連接也如同所述一樣，確實(shí)完成了。
另外，端面電極21、22，要一直形成到疊層體的上、下面與端面相交的棱上，因此，由于端面電極21、22，端子電極10、11與外部電極12、15或外部電極14、17間，確實(shí)做到了電的連接。
在形成所述端面電極21、22的同時(shí)，如圖2所示，在疊層體長(zhǎng)軸方向的中間，用相同的工藝形成端面電極23。端面電極23與外部電極13、16為電連接，因而，也與所述的電容電極8構(gòu)成電連接。
如所述，圖1及圖2表示出所得到的壓電諧振器件1，這個(gè)壓電諧振器件1，如上所述，在元件基板上構(gòu)成的端子電極10、11，與外部電極12、14、15、17都有非常好的電連接。
所述實(shí)施例中，端面電極21、22的厚度要大于粘接劑層3、4的厚度的1/2，而端面電極21、22的厚度上限沒(méi)有特別的限止，只要能確保電連接的可靠性即可。
不過(guò)，端面電極21、22的厚度過(guò)厚，在形成電鍍膜時(shí)，由于膜應(yīng)力會(huì)使端面21、22從疊層體的端面上脫落。因此，理想的是，希望端面電極21、22的厚度在粘接劑層3、4的厚度的5倍以下。
所述實(shí)施例中，雖然用的是構(gòu)成2個(gè)壓電濾波器部的元件基板2，但本發(fā)明并不限于構(gòu)成這種2個(gè)壓電濾波器部和中繼電容部的壓電諧振器件。用粘合劑貼合各種結(jié)構(gòu)的疊層型電子器件，一般都可以適用。例如只構(gòu)成單一壓電諧振元件的元件基板與上、下封裝板間用粘接劑粘合而構(gòu)成的壓電諧振器件。本發(fā)明也能夠適宜。
另外，不限于元件基板的下、下兩面都與封裝板貼合的構(gòu)造。在元件基板的一面上用粘接劑與封裝板貼合的疊層型電子器件，本發(fā)明也能夠適宜。
另外，不限于構(gòu)成壓電諧振元件或壓電濾波器的元件基板，構(gòu)成電容等其他電子器件的元件基板也很好。
特別是，所述實(shí)施例中，做為構(gòu)成粘接劑層3、4的材料，介紹了使用環(huán)氧系粘接劑的情況，但構(gòu)成所述粘接劑層的粘接劑也沒(méi)有特別的限止。
在本發(fā)明之1的電子器件中，元件基板與封裝板由粘接劑層貼合在一起，端面電極的厚度，由于要在粘接劑層厚度的1/2以上，所以元件基板與封裝板間的間隙，完全由構(gòu)成端面電極的電極材料填充滿(mǎn)。因此，元件基板上面的端子電極與封裝板外表面上的外部電極等由端面電極做很好的電連接，所以可以提供電連接可靠性很高的電子器件。
在本發(fā)明中，對(duì)于使用構(gòu)成能量封閉式的壓電諧振部的所述元件基板的情況，用本發(fā)明可以提供出電連接可靠性很高的疊層型壓電諧振器件。
根據(jù)本發(fā)明之2的制造方法，為了獲得疊層體，用粘接劑把元件基板和封裝板貼合起來(lái)，一個(gè)厚度為該粘接劑層厚度1/2至5倍的端面電極，附著在疊層體的端面上，因此，與第1發(fā)明同樣，元件基板與封裝板間的間隙，即使粘接劑層收縮，該間隙里也由端面電極的電極材料完全填充滿(mǎn)。所以可以提供電連接可靠性很好的與第1發(fā)明有關(guān)的電子器件。
在本發(fā)明之2中，在所述疊層體端面電極形成前，疊層體的端面在用研磨或噴砂的方法使其變粗糙時(shí)，端子電極確實(shí)從疊層體的端面露出，隨著提高電連接的可靠性，端面電極的附著強(qiáng)度也提高了。特別是，當(dāng)所述粘接劑完全固化之前，對(duì)疊層體的端面進(jìn)行粗加工時(shí)，粗加工的端面上，削去粘接劑層的外側(cè)端很困難，但是這樣做卻能夠減少粘接劑層外端的收縮量，因此，電連接的可靠性可進(jìn)一步提高。
權(quán)利要求
1.一種電子器件，具有構(gòu)成電子器件元件的元件基板、至少設(shè)置在所述元件基板的一面上的粘接劑層、和通過(guò)所述粘接劑與所述元件基板粘合在一起的封裝板，其特征在于還包括在由所述元件基板，所述粘接劑層及所述封裝板所構(gòu)成的疊層體的端面上露出的設(shè)置在所述元件基板的與所述粘接劑層相鄰的面上的端子電極、形成在所述封裝基板的外表面上的外部電極、和形成在疊層體端面上的端面電極，使所述端面電極的厚度為所述粘接劑層厚度的1/2以上，5倍以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子器件，其特征在于在所述元件基板的兩面上設(shè)置粘接劑層，且，所述元件基板的兩面都與所述封裝板粘合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子器件，其特征在于所述元件基板上具有能量封閉式的壓電諧振部。
4.一種電子器件的制造方法，是一種具有至少在元件基板的一面上借助粘接劑層疊層封裝基板的疊層體的電子器件的制造方法，其特征在于包括預(yù)先制作好在一方的主面上具有被引出到所述疊層體的端面上的電子電極的所述元件基板和所述封裝基板的工序；由形成有所述電子電極的所述一方主面通過(guò)介入粘接劑層把所述元件基板與所述封裝基板粘合的工序；在所述疊層體的端面上，形成厚度為所述粘接劑層厚度的1/2以上，5倍以下的端面電極、并使其與端子電極構(gòu)成電連接的形成工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子器件的制造方法，其特征在于在所述元件基板的兩面上通過(guò)粘接劑層與所述封裝板相粘合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電子器件的制造方法，其特征在于在所述端面電極形成之前，對(duì)所述疊層體的端面進(jìn)行粗糙化加工。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子器件的制造方法，其特征在于在所述粘接劑層完全固化之前，對(duì)所述端面進(jìn)行粗糙化加工。
全文摘要
本發(fā)明提供一種疊層型電子器件，具有通過(guò)介入粘接劑層(3)把元件基板(2)與封裝基板(5)貼合在一起的結(jié)構(gòu)，在元件基板2上形成露出在疊層體的端面上的端子電極(10)，在封裝基板(5)的外表面上形成外部電極(12)，端子電極(10)與外部電極(12)通過(guò)形成在疊層體的端面上的端面電極(21)構(gòu)成電連接，該端面的電極(21)的厚度為粘接劑層(3)的厚度的1/2以上、5倍以下。由于通過(guò)端面電極使設(shè)置在元件基板上的端子電極與設(shè)置在疊層體外表面上的外部電極構(gòu)成可靠的電連接，所以可實(shí)現(xiàn)電連接可靠性高的疊層型電子器件。
文檔編號(hào)H01L23/12GK1441550SQ0310371
公開(kāi)日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2003年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月25日
發(fā)明者小谷謙一, 輪島正哉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所