JP2009212906A - 電子部品の実装構造及びその実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続電極との接続信頼性を向上させることができる電子部品の実装構造を提供すること。
【解決手段】接続電極３３，３４を有する基板３１に、接続電極に接続される電子部品１を実装する。電子部品は、所定の機能を有する機能片１１と、機能片の一方の面に形成され弾性を有する第１コア部２４と、第１コア部の表面に形成された導電膜２５，２６と、導電膜と接続電極との導電接触状態を保持する保持部１５とを有する。機能片の他方の面側に、弾性を有する第２コア部７４を配置する。第１コア部及び導電膜はバンプ電極を形成し、第１コア部の弾性変形により導電膜と接続電極とが導電接触する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば水晶振動子などの電子部品の実装構造及びその実装方法に関するものである。

例えば水晶振動子などの電歪素子（電子部品）を含むパッケージでは、水晶振動子に設けられた励振電極と水晶振動子を駆動する駆動回路に接続するための接続電極とがハンダなどの導電ペーストにより導電接触した状態で固定される（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２６１３６０号公報

しかしながら、上記従来の水晶振動子においても、以下の課題が残されている。すなわち、接続電極の表面に凹凸形状が付されている場合、励振電極と接続電極との接触面積が小さくなるという問題がある。そして、パッケージに落下衝撃などの衝撃が加わった際における水晶振動子と接続電極との接続信頼性の向上が望まれている。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、接続電極との接続信頼性を向上させることができる電子部品の実装構造及びその実装方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる電子部品の実装構造は、接続電極を有する基板に、前記接続電極に接続される電子部品を実装する構造であって、前記電子部品は、所定の機能を有する機能片と、前記機能片の一方の面に形成され弾性を有する第１コア部と、前記第１コア部の表面に形成された導電膜と、前記導電膜と前記接続電極との導電接触状態を保持する保持部とを有し、前記機能片の他方の面側に、弾性を有する第２コア部を配置し、前記第１コア部及び前記導電膜はバンプ電極を形成し、前記第１コア部の弾性変形により前記導電膜と前記接続電極とが導電接触することを特徴とするものである。

これにより、本発明では、第１コア部が弾性変形することで、接続電極に凸形状が付されていても導電膜と接続電極とが十分な接触面積で良好に導電接触する。また、保持部により導電膜と接続電極との導電接触が保持される。したがって、導電膜と接続電極との間における高い接続信頼性が得られる。
すなわち、電子部品の実装時においてバンプ電極を接続電極に対して押し付けた際、第１コア部が接続電極の表面形状に倣って弾性変形する。これに伴い、第１コア部の表面に形成された導電膜も、接続電極の表面形状に倣って変形する。このため、導電膜と接続電極との接触面積が増大する。そして、導電膜と接続電極との接触状態は、保持部によって保持される。このため、導電膜と接続電極との接続信頼性が向上する。ここで、バンプ電極と接続電極との接触位置に衝撃が加わっても、バンプ電極は、弾性変形することでこの衝撃が吸収される。これにより、バンプ電極と接続電極との接触位置における高い耐衝撃性が得られる。
また、保持部とバンプ電極とを別部材で形成することにより、それぞれに対して最適材料を選択することができる。これにより、バンプ電極と接続電極との高い接続信頼性が得られる。

また、本発明では、前記第２コア部が、前記機能片の前記他方の面に形成され、表面に第２導電膜が形成される構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、第２コア部が弾性変形することで、接続電極に凸形状が付されていても第２導電膜と接続電極とが十分な接触面積で良好に導電接触する。また、保持部により第２導電膜と接続電極との導電接触を保持することが可能になる。したがって、第２導電膜と接続電極との間における高い接続信頼性が得られる。
すなわち、本発明では、機能片を基板に実装する際に、第１コア部に形成された導電膜と、第２コア部に形成された第２導電膜のいずれであっても基板の接続電極に導電接触させることが可能になり、機能片の裏表を考慮することなく（裏表判定工程を設けることなく）実装作業を実施することができ、作業効率を向上させることができる。
また、一面において実装された機能片に対して他面において露出する導電膜または第２導電膜を用いて電気的な検査も実施することも可能になり、検査結果次第ではその時点でのリワークも可能になり、組み立て後の不良発生を著しく低下させることもできる。
さらに、本発明では、単位投影面積当たりの接点数を二倍とすることができ、高密度実装が可能になるとともに、同じ接続信号を接続する場合には接続抵抗を１／２とすることができ、接続信頼性も向上させることが可能になる。

また、本発明では、前記第２コア部及び前記第２導電膜は第２バンプ電極を形成し、前記第２コア部の弾性変形により前記第２導電膜と第２基板の第２接続電極とが導電接触し、前記機能片は、前記第１コア部において前記導電膜及び前記接続電極を介して実装された前記基板と、前記第２コア部において前記第２導電膜及び前記第２接続電極を介して実装された前記第２基板との間で挟持される構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、第２コア部が弾性変形することで、第２接続電極に凸形状が付されていても第２導電膜と第２接続電極とが十分な接触面積で良好に導電接触する。また、保持部により第２導電膜と第２接続電極との導電接触を保持することが可能になる。したがって、第２導電膜と第２接続電極との間における高い接続信頼性が得られる。
そして、本発明では、機能片が基板と第２基板との間で挟持されるため、機械的な安定度及び電気的な信頼性を大幅に向上させることができる。

また、上記構成においては、前記基板の前記接続電極が設けられる面とは逆側の面には、前記接続電極と電気的に接続された第３接続電極が設けられ、前記第２基板の前記第２接続電極が設けられる面とは逆側の面には、前記第２接続電極と電気的に接続された第４接続電極が設けられ、前記機能片には、前記導電膜と前記第２導電膜とを電気的に接続する接続部が設けられる構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、順次積層された基板、機能片、第２基板において、第３接続電極、接続電極、導電膜、接続部、第２導電膜、第２接続電極、第４接続電極が電気的に接続されることになり、基板及び第２基板間で導通する配線路を確保することが可能になる。

一方、本発明では、前記第２コア部が、前記機能片の前記他方の面に形成され、弾性変形により第２基板の非導電部と接触し、前記機能片は、前記第１コア部において前記導電膜及び前記接続電極を介して実装された前記基板と、前記第２コア部において実装された前記第２基板との間で挟持される構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、一方の面側で機能片の導電膜と基板の接続電極とが電気的に接続し、他方の面側で機能片と第２基板とが電気的に接続されない場合でも、機能片を挟持して支持することが可能となる。

さらに、本発明では、前記第２コア部が、前記機能片の前記他方の面と対向配置された第２基板に形成され、弾性変形により前記機能片の前記他方の面と接触し、前記機能片は、前記第１コア部において前記導電膜及び前記接続電極を介して実装された前記基板と、前記第２コア部において実装された前記第２基板との間で挟持される構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、機能片の導電膜と基板の接続電極とにおいて電気的に接続する場合でも、機能片を挟持して支持することが可能となる。また、本発明では、機能片の一方の面のみに第１コア部を形成すればよいため、機能片の製造コストを低減することができる。

また、上記の構成においては、前記第２コア部の表面には、第３導電膜が形成され、前記機能片の前記他方の面には、前記第３導電膜と電気的に接続される第４導電膜が形成される構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、機能片の導電膜と基板の接続電極とにおいて電気的に接続させるとともに、機能片の第４導電膜と、第２基板の第３導電膜とにおいて電気的に接続させつつ、機能片を挟持して支持することが可能となる。

そして、上記機能片の導電膜と基板の接続電極、及び機能片の第４導電膜と第２基板の第３導電膜を電気的に接続させる場合においては、前記基板の前記接続電極が設けられる面とは逆側の面には、前記接続電極と電気的に接続された第３接続電極が設けられ、前記第２基板の前記第３導電膜が設けられる面とは逆側の面には、前記第３導電膜と電気的に接続された第５接続電極が設けられ、前記機能片には、前記導電膜と前記第４導電膜とを電気的に接続する接続部が設けられる構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、順次積層された基板、機能片、第２基板において、第３接続電極、接続電極、導電膜、接続部、第４導電膜、第３導電膜、第５接続電極が電気的に接続されることになり、基板及び第２基板間で導通する配線路を確保することが可能になる。

また、本発明では、前記機能片が片持ちで支持される構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、拘束される箇所が片側のみなので、機能片の機械的な自由度が大きくなり、エネルギーロス（振動の逃げ、漏れ等）を最小限に抑えることが可能になる。

さらに、前記機能片としては、前記導電膜と前接続電極との導電接触部近傍で片持ち支持される構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、片側のみの接続なので、面接続や両端接続構造と比較して、接続電極を有する基板等と機能片との間に熱膨張係数に差がある場合でも、熱応力が接続部や機能片に伝わらないので、接続寿命が長くなり電子部品としての安定性を向上させることができるとともに、基板等に対しても余計な熱応力を生じさせない。さらに、接続部を介して機能片に伝わる機械変形や熱変形による応力の影響も抑制することができる。

また、上記の構成においては、前記機能片が、当該機能片の振動の節となる位置で片持ち支持される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、支持部において機能片の振動を減衰させず、電気・機械振動のＱ値（変換効率）も向上させることが可能になる。

また、本発明の電子部品の実装構造としては、前記機能片が前記導電膜への通電により変位を生じる電歪素子を構成してもよい。
また、本発明の電子部品は、前記機能片が、水晶片であることとしてもよい。
この発明では、機能片として水晶片を用いることで、水晶振動子を構成する。

また、本発明の電子部品の実装構造は、前記保持部が、接着層であることとしてもよい。
この発明では、接着層により導電膜と接続電極とを接着させることにより、導電膜と接続電極との間の導電接触を保持する。

また、本発明の電子部品の実装構造は、前記接着層が、前記導電膜を被覆していることとしてもよい。
この発明では、電子部品の実装時においてバンプ電極を接続電極に対して押し付けた際、接着層が押し出されることによって導電膜と接続電極とが導電接触する。

また、本発明の電子部品の実装構造は、前記導電膜の一部が、前記接着層から露出していることが好ましい。
この発明では、電子部品の実装時においてバンプ電極を接続電極に対して押し付けた際、導電膜が接着層から露出しているため、接着層を押し出すことなく導電膜と接続電極とを容易に導電接触させることができる。したがって、導電膜と接続電極との接続信頼性がさらに向上する。

また、本発明の電子部品の実装構造は、前記接着層が、前記導電膜から離間して設けられていることが好ましい。
この発明では、電子部品の実装時においてバンプ電極を接続電極に対して押し付けた際、接着層が導電膜から離間して設けられているため、上述と同様に、導電膜と接続電極とを容易に導電接触させることができる。したがって、導電膜と接続電極との接続信頼性がさらに向上する。

そして、本発明の電子部品の実装方法は、接続電極を有する基板に、前記接続電極に接続される電子部品を実装する方法であって、前記電子部品は、所定の機能を有する機能片と、前記機能片の一方の面に形成され弾性を有する第１コア部と、前記第１コア部の表面に形成された導電膜と、前記導電膜と前記接続電極との導電接触状態を保持する保持部とを有し、前記機能片の他方の面側に、弾性を有する第２コア部を配置し、前記第１コア部の弾性変形により前記導電膜と前記接続電極とを導電接触させる工程を有することを特徴とするものである。
これにより、本発明では、第１コア部が弾性変形することで、接続電極に凸形状が付されていても導電膜と接続電極とが十分な接触面積で良好に導電接触する。また、保持部により導電膜と接続電極との導電接触が保持される。したがって、導電膜と接続電極との間における高い接続信頼性が得られる。
すなわち、電子部品の実装時においてバンプ電極を接続電極に対して押し付けた際、第１コア部が接続電極の表面形状に倣って弾性変形する。これに伴い、第１コア部の表面に形成された導電膜も、接続電極の表面形状に倣って変形する。このため、導電膜と接続電極との接触面積が増大する。そして、導電膜と接続電極との接触状態は、保持部によって保持される。このため、導電膜と接続電極との接続信頼性が向上する。ここで、バンプ電極と接続電極との接触位置に衝撃が加わっても、バンプ電極は、弾性変形することでこの衝撃が吸収される。これにより、バンプ電極と接続電極との接触位置における高い耐衝撃性が得られる。
また、保持部とバンプ電極とを別部材で形成することにより、それぞれに対して最適材料を選択することができる。これにより、バンプ電極と接続電極との高い接続信頼性が得られる。

また、本発明では、前記第１コア部において実装する前記基板と、前記第２コア部において実装する第２基板とにより、前記機能片を挟持させる工程を有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、機能片の機械的な安定度及び電気的な信頼性を大幅に向上させることができる。

この場合、前記機能片を片持ちで支持することが好ましい。
これにより、本発明では、片側のみの接続なので、面接続や両端接続構造と比較して、接続電極を有する基板等と機能片との間に熱膨張係数に差がある場合でも、熱応力が接続部や機能片に伝わらないので、接続寿命が長くなり電子部品としての安定性を向上させることができるとともに、基板等に対しても余計な熱応力を生じさせない。さらに、接続部を介して機能片に伝わる機械変形や熱変形による応力の影響も抑制することができる。

さらに、この場合、前記機能片を、当該機能片の振動の節となる位置で片持ち支持することが好ましい。
これにより、本発明では、支持部において機能片の振動を減衰させず、電気・機械振動のＱ値（変換効率）も向上させることが可能になる。

なお、本発明における電子部品とは、電磁気作用により所定の機能を発現するものであり、電力が作用することにより振動等の変位が生じる電歪素子や磁力が作用することにより振動等の変位が生じる磁歪素子を含む。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明における電子部品の第１の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。ここで、図１は水晶振動子を備える水晶振動子パッケージを示す断面図、図２は図１の平面図、図３は水晶振動子を示す斜視図である。

まず、本発明における電子部品としての水晶振動子（電歪素子）１を備える水晶振動子パッケージ２について説明する。水晶振動子パッケージ２は、図１及び図２に示すように、水晶振動子１と、水晶振動子１を封止する容器３とを備えている。
水晶振動子１は、図１から図３に示すように、水晶片（機能片）１１と、水晶片１１の下面（一方の面）１１ａに設けられた水晶片１１を励振する一対の励振電極１２、１３と、バンプ電極１４と、接着層（保持部）１５と、水晶片１１の上面（他方の面）１１ｂに設けられた水晶片１１を励振可能な一対の励振電極６２、６３と、バンプ電極（第２バンプ電極）６４とを備えている。

水晶片１１は、平面視でほぼＵ字状であって、基部２１から２つの腕部２２、２３が同一方向に並列して延びる音叉型の平面形状を有する板状部材である。
一対の励振電極１２、１３のそれぞれは、例えばＡｌ（アルミニウム）などの導電材料で形成されており、水晶片１１の下面１１ａに形成されている。そして、励振電極１２は、水晶片１１の下面１１ａにおいて基部２１から腕部２２にわたって形成されている。また、励振電極１３は、水晶片１１の下面１１ａにおいて基部２１から腕部２３にわたって形成されている。同様に、一対の励振電極６２、６３のそれぞれは、例えばＡｌ（アルミニウム）などの導電材料で形成されており、水晶片１１の上面１１ｂに形成されている。そして、励振電極６２は、水晶片１１の上面１１ｂにおいて基部２１から腕部２２にわたって形成されている。また、励振電極６３は、水晶片１１の上面１１ｂにおいて基部２１から腕部２３にわたって形成されている。

一対の励振電極１２、１３と一対の励振電極６２、６３とは、いずれか一方の対に通電することにより、水晶片１１を励振可能となっている。

バンプ電極１４は、基部２１の下面１１ａに形成されている。そして、バンプ電極１４は、図１及び図３に示すように、樹脂コア（第１コア部）２４と、樹脂コア２４の表面に形成された一対の導電膜２５、２６とを備えている。

樹脂コア２４は、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂で形成されている。
また、樹脂コア２４は、図３に示すように、水晶振動子１を容器本体３１に実装する前において、ほぼ蒲鉾状に形成されており、基部２１の一面において一対の腕部２２、２３それぞれの延在方向とほぼ直交する方向に沿って延在している。ここで、ほぼ蒲鉾状とは、水晶片１１に接する内面（底面）が平面であると共に、非接触である外面側が湾曲面となっている柱状形状をいう。具体的に、ほぼ蒲鉾状とは、横断面がほぼ半円状やほぼ半楕円状、ほぼ台形状であるものが挙げられる。

そして、樹脂コア２４は、図１に示すように、水晶振動子１を容器本体３１に実装した後において、水晶振動子１が容器本体３１に対して相対的に押圧されることで、後述する接続電極３３、３４それぞれの表面形状に倣って弾性変形している。
なお、樹脂コア２４は、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術によって形成されている。なお、樹脂コア２４の材質（硬度）や形状については、接続電極３３、３４それぞれの形状などによって適宜選択、設計される。

一対の導電膜２５、２６それぞれは、図３に示すように、樹脂コア２４の表面に間隔をあけて形成されている。また、一対の導電膜２５、２６それぞれは、例えばＡｕ（金）、ＴｉＷ（チタン／タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＶ（ニッケル／バナジウム）、Ａｌ、Ｐｄ（パラジウム）、鉛フリーハンダなどの金属や合金で形成されており、これらの単層であっても、複数種を積層したものであってもよい。

導電膜２５は、励振電極１２と連続して形成されており、励振電極１２と導通している。また、導電膜２５は、図１に示すように、水晶振動子１を容器本体３１に実装した後において、樹脂コア２４が弾性変形することで接続電極３３の表面形状に倣って変形しており、接続電極３３と導電接触している。
そして、導電膜２６は、励振電極１３と連続して形成されており、励振電極１３と導通している。また、導電膜２６は、水晶振動子１を容器本体３１に実装した後において、樹脂コア２４が弾性変形することで接続電極３４の表面形状に倣って変形しており、接続電極３４と導電接触している。

ここで、導電膜２５、２６それぞれは、例えばスパッタ法などによる成膜後にパターニングすることによって形成されている。また、導電膜２５、２６それぞれは、スパッタ法や無電解メッキによって下地膜を形成した後に電解メッキにより上層膜を積層することによって形成されてもよい。なお、導電膜２５、２６それぞれは、樹脂コア２４と同様に、接続電極３３、３４それぞれの形状などによって適宜選択、設計される。ただし、後述するように、樹脂コア２４が接続電極３３、３４の形状に倣って弾性変形することから、導電膜２５、２６それぞれは、特に展延性に優れたＡｕで形成されていることが望ましい。
ここで、導電膜２５、２６が積層構造を有する場合には、その最外層がＡｕで形成されていることが望ましい。

接着層１５は、図１から図３に示すように、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの接着剤で形成されている。そして、接着層１５は導電膜２５及び接続電極３３の接触部分と導電膜２６及び接続電極３４の接触部分とをそれぞれ囲んでいる。また、接着層１５は、図３に示すように、水晶振動子１を容器本体３１に実装する前において、導電膜２５、２６の表面を覆うように塗布されている。

バンプ電極６４は、基部２１の上面１１ｂに形成されている。そして、バンプ電極６４は、図１乃至図３に示すように、樹脂コア（第２コア部）７４と、樹脂コア７４の表面に形成された一対の導電膜（第２導電膜）７５、７６とを備えている。
樹脂コア７４は、樹脂コア２４と同様に、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂で形成されている。

また、樹脂コア７４は、ほぼ蒲鉾状に形成されており、基部２１の上面において一対の腕部２２、２３それぞれの延在方向とほぼ直交する方向に沿って延在している。
なお、樹脂コア７４も、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術によって形成されている。

一対の導電膜７５、７６のそれぞれは、樹脂コア７４の表面に間隔をあけて形成されている。また、一対の導電膜７５、７６それぞれは、導電膜２５、２６と同様の材料、成膜方法で形成される。
導電膜７５は、励振電極６２と連続して形成されており、励振電極６２と導通している。そして、導電膜７６は、励振電極６３と連続して形成されており、励振電極６３と導通している。

上記の励振電極１２、１３と励振電極６２、６３、樹脂コア２４と樹脂コア７４、及び導電膜２５、２６と導電膜７５、７６（すなわち、バンプ電極１４とバンプ電極６４）とは、水晶片１１を挟んで対向して（対称に）配置されている。

そして、このような構成の水晶振動子１（水晶片１１）は、図１及び図２に示すように、導電膜２５、２６と接続電極３３、３４との導電接触部近傍（図１及び図２中、左側端部）において、基部２１のみが容器３に支持された片持ち支持構造となっている。
より詳細には、水晶振動子１は、水晶片１１の振動特性に基づき、当該水晶片１１が振動した際の振幅が最小となる振動の節となる位置に、上記導電接触部が片持ち支持部として設けられた構成となっている。
なお、本実施形態では、バンプ電極６４については非実装状態（非接続状態）となっている。

容器３は、容器本体３１と、容器本体３１を覆う蓋体３２とを備えている。
容器本体３１は、ほぼ箱状に形成されており、例えばセラミックスなどの絶縁材料で形成されている。そして、基板としての容器本体３１の底部の上面には、接続電極３３、３４が形成されている。また、容器本体３１の底部の下面には、回路基板（図示略）などに実装する際の端子電極（第３接続電極）３５、３６が形成されている。
接続電極３３、３４それぞれは、例えばＷ膜上に形成されたＮｉめっき層上にＡｕ膜を積層した構成ように金属などの導電材料で形成されており、容器本体３１に形成された配線（図示略）を介して端子電極３５、３６それぞれに接続されている。
蓋体３２は、容器本体３１と同様に、例えばセラミックスなどの絶縁材料で形成されている。そして、蓋体３２は、容器本体３１の開口部にロウ付けなどにより接合されており、容器本体３１との間に形成される空間内に水晶振動子１を封止する。

次に、水晶振動子１の実装方法について、図４を参照しながら説明する。ここで、図４は、水晶振動子の容器本体への実装時におけるバンプ電極を示す断面図である。
本実施形態では、便宜上、バンプ電極１４において水晶振動子１を容器本体３１の接続電極３３、３４に実装する構成とするが、上述したように、水晶片１１の下面１１ａに設けられたバンプ電極１４、励振電極１２、１３と、水晶片１１の上面１１ｂに設けられたバンプ電極６４、励振電極６２、６３は、水晶片１１を挟んで対向して（対称に）配置されていることから、バンプ電極６４において水晶振動子１を容器本体３１の接続電極３３、３４に実装する構成としてもよい。
すなわち、水晶振動子１を容器本体３１に実装する際には、水晶片１１の裏表を判別することなく、いずれの側であっても容器本体３１に実装することが可能である。

まず、水晶振動子１に設けられたバンプ電極１４を容器本体３１に形成された接続電極３３、３４に対して接触、押圧させる（図４（ａ）、図４（ｂ））。
このとき、樹脂コア２４は、弾性変形して接続電極３３、３４それぞれの形状に倣う。
そして、導電膜２５が樹脂コア２４の弾性変形に伴って接続電極３３の表面形状に倣うと共に、導電膜２６が接続電極３４の表面形状に倣う。また、導電膜２５、２６を被覆する接着層１５が樹脂コア２４の外周面に沿って押し出されていく。このため、接着層１５により被覆されている導電膜２５、２６それぞれの少なくとも一部は、接着層１５から露出して接続電極３３、３４それぞれと接触する。これにより、導電膜２５及び接続電極３３と導電膜２６及び接続電極３４とが、それぞれ十分な接触面積で導電接触する。
そして、接着層１５は、バンプ電極１４と接続電極３３、３４とを接着し、導電膜２５及び接続電極３３と導電膜２６及び接続電極３４とのそれぞれの接触状態を保持する。

以上のようにして、水晶振動子１を容器本体３１内に実装する。
その後、容器本体３１と蓋体３２とを接合して水晶振動子１を封止する。このようにして、水晶振動子パッケージ２が形成される。
ここで、水晶振動子１と容器本体３１との接続部分に例えば落下衝撃などの衝撃が加わった際、樹脂コア２４が弾性変形してこの衝撃を吸収する。

なお、水晶振動子１を封止する前に、図１に示すように、水晶片１１の上面１１ｂ側に露出するバンプ電極６４を用いて電気的な検査工程を行ってもよい。この場合、検査結果が不良であれば、その時点での水晶振動子１のリワークも可能になり、組み立て後の不良発生を著しく低下させることができる。

また、上記の水晶振動子１は、水晶片１１が導電膜２５、２６と接続電極３３、３４との導電接触部近傍の一箇所で片持ち支持されているため、水晶片１１の先端側の機械的な自由度が大きくなり、エネルギーロス（振動の逃げ、漏れ等）を最小限に抑えることが可能になる。また、水晶振動子１が片側のみで容器本体３１と接続されているので、面接続や両端接続構造と比較して、接続電極３３、３４を有する部材等と水晶振動子１（水晶片１１）との間に熱膨張係数に差がある場合でも、熱応力が接続部や水晶片１１に伝わらないので、接続寿命が長くなり電子部品としての安定性を向上させることができるとともに、基板等の部材に対しても余計な熱応力を生じさせない。さらに、接続部を介して水晶片１１に伝わる機械変形や熱変形による応力の影響も抑制することができる。

さらに、上記の水晶振動子１は、水晶片１１の振動の節とる位置で片持ち支持されることから、支持部において水晶片１１の振動の減衰を抑制して、電気・機械振動のＱ値（変換効率）も向上させることが可能になる。

以上のように、本実施形態における水晶振動子１によれば、樹脂コア２４が弾性変形することで、導電膜２５、２６それぞれと接続電極３３、３４とが十分な接触面積で良好に導電接触する。そして、接着層１５により導電膜２５、２６と接続電極３３、３４との導電接触が保持される。したがって、導電膜２５、２６と接続電極３３、３４との高い接続信頼性が得られる。

また、本実施形態では、水晶片１１の両面にバンプ電極が設けられているため、水晶振動子１を容器本体３１に実装する際には、水晶片１１の裏表判定工程を別途設けることなく、いずれの側であっても容器本体３１に実装することが可能となり、実装時の作業効率を大幅に向上させることが可能になる。さらに、水晶片１１の上面１１ｂ側に露出するバンプ電極６４を用いて電気的な検査工程を行うことにより、検査結果が不良であれば、その時点での水晶振動子１のリワークも可能になり、組み立て後の不良発生を著しく低下させることができる。さらに、例えば水晶片１１の側面に導電膜を成膜し、励振電極１２と励振電極６２、励振電極１３と励振電極６３とをそれぞれ電気的に接続することにより、同じ接続信号を接続する場合には接続抵抗を１／２とすることができ、接続信頼性も向上させることが可能になる。

また、本実施形態における水晶振動子１によれば、水晶片１１が片持ちで支持されているため、水晶片１１の先端側の機械的な自由度が大きくなり、エネルギーロス（振動の逃げ、漏れ等）を最小限に抑えることが可能になるとともに、接続電極３３、３４を有する部材等と水晶振動子１（水晶片１１）との間に熱膨張係数に差がある場合でも、熱応力が接続部や水晶片１１に伝わらないので、接続寿命が長くなり電子部品としての安定性を向上させることができる。さらに、本実施形態では、基板等の部材に対しても余計な熱応力を生じさせず、接続部を介して水晶片１１に伝わる機械変形や熱変形による応力の影響も抑制することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明における水晶振動子の第２の実施形態を、図５に基づいて説明する。
この図において、図１乃至図４に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
上記第１実施形態では、容器本体３１で水晶片１１（水晶振動子１）を片持ちで支持したが、本実施形態では、上下で挟み込んで支持する構成としている。

図５に示すように、蓋体としての第２基板８２は、蓋体３２と同様に、例えばセラミックスなどの絶縁材料で形成されており、水晶振動子１と対向する面に接続電極（第２接続電極）８３、８４が形成されている。
接続電極８３、８４のそれぞれは、例えばＷ膜上に形成されたＮｉめっき層上にＡｕ膜を積層した構成ように金属などの導電材料で形成されており、第２基板８２に形成された配線（図示略）を介して端子電極（第４接続電極）８５、８６にそれぞれ接続されている。

そして、バンプ電極６４においては、樹脂コア７４が弾性変形することで導電膜７５、７６がそれぞれ接続電極８３、８４の表面形状に倣って変形し、接続電極８３、８４と導電接触している。これら導電膜７５、７６と接続電極８３、８４との導電接触部は、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの接着剤で形成された接着層６５にそれぞれ囲まれて保持されている。
従って、水晶片１１（水晶振動子１）は、バンプ電極１４を介して実装された容器本体３１と、バンプ電極６４を介して実装された第２基板８２との間で挟持されて片持ちで支持されている。
他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

本実施形態では、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、樹脂コア７４が弾性変形することで接続電極８３、８４に凸形状が付されていても導電膜７５、７６と８３、８４接続電極とを十分な接触面積で良好に導電接触させることが可能で高い接続信頼性が得られるとともに、水晶片１１が容器本体３１と第２基板８２との間で挟持されるため、機械的な安定度及び電気的な信頼性を大幅に向上させることができる。

また、上記実施形態では、説明していないが、例えば水晶片１１の側面に導電膜を接続部として成膜し、励振電極１２と励振電極６２、励振電極１３と励振電極６３とをそれぞれ電気的に接続することにより（導電膜２５と導電膜７５、導電膜２６と導電膜７６とをそれぞれ接続してもよい）、水晶振動子１を介して第２基板８２の端子電極８５、８６と、容器本体３１の端子電極３５、３６とが導通する配線路を形成することも可能になり、容器本体３１と第２基板８２への配線パターン形成が不要になる分、高密度実装を実現することができる。この表裏を導通する配線構造は本願の他の実施の形態にも適用可能であり、例えば、第１の実施形態に適用すれば、表裏の樹脂コアのどちらを使用しても問題なく実装できるため、水晶片の実装時に表裏選択の必要がなくなり、水晶片の実装工程が非常に簡略化できるという効果を得ることができる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明における水晶振動子の第３の実施形態を、図６に基づいて説明する。
この図において、図５に示す第２実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
上記第２実施形態では、上記第１実施形態に対して、水晶振動子１をバンプ電極６４にて導電接触させつつ、容器本体３１と第２基板８２との間で挟持する構成としたが、本実施形態では、導電接触させることなく水晶振動子１（水晶片１１）を挟持する構成としている。

図６に示すように、本実施形態の水晶片１１は、上面１１ｂにおいては励振電極及び導電膜は形成されていないが、樹脂コア２４と対向する位置に樹脂コア７４が設けられている。そして、樹脂コア７４は、上述した蓋体３２と同様の構成を有し、接続電極及び端子電極が設けられていない蓋体としての第２基板８２Ａの非導電部の表面形状に倣って変形して当接している。そして、樹脂コア７４と第２基板８２Ａとの接触部は、接着層６５にそれぞれ囲まれて保持されている。
なお、樹脂コア７４と第２基板８２Ａとの接触部は導電接触がないため、接着層６５は必ずしも必要ということではない。
他の構成は、上記第２実施形態と同様である。

本実施形態では、導電膜２５、２６と接続電極３３、３４との高い接続信頼性が得られ、また水晶片１１が容器本体３１と第２基板８２Ａとの間で挟持されるため、機械的な安定度及び電気的な信頼性を大幅に向上させるという効果を奏しつつ、水晶片１１の上面１１ｂに励振電極及び導電膜を形成する必要がなくなり、製造コストを低減できるという効果を得ることができる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明における水晶振動子の第４の実施形態を、図７に基づいて説明する。
この図において、図５に示す第２実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
上記第２実施形態では、バンプ電極６４を水晶片１１に設ける構成としたが、本実施形態では第２基板８２に設ける構成としている。

図７に示すように、第２基板８２の水晶振動子１と対向する面（下面）には、水晶片１１を挟んでバンプ電極１４と対向する位置に、樹脂コア７４と、樹脂コア７４の表面に形成され、励振電極６２、６３と導電接触する導電膜７５、７６とから形成されるバンプ電極６４が形成されている。
そして、このバンプ電極６４は、樹脂コア７４が弾性変形することで導電膜７５、７６がそれぞれ励振電極６２、６３の表面形状に倣って変形し、励振電極６２、６３と導電接触している。
他の構成は、上記第２実施形態と同様である。

本実施形態では、上記第２実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、水晶振動子１（水晶片１１の上面１１ｂ）にバンプ電極６４を形成する必要がなくなり、水晶振動子１のコスト低減に寄与できる。

〔第５の実施形態〕
次に、本発明における水晶振動子の第５の実施形態を、図８に基づいて説明する。
この図において、図６に示す第３実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
上記第３実施形態では、樹脂コア７４を水晶片１１に設ける構成としたが、本実施形態では第２基板８２Ａに設ける構成としている。
他の構成は、上記第３実施形態と同様である。

本実施形態では、上記第３実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、水晶片１１の上面１１ｂに対する製造工程がなくなり、製造効率の向上及び水晶片１１の製造コスト低減に寄与できる。

〔第６の実施形態〕
続いて、本発明における水晶振動子の第６の実施形態を、図９及び図１０に基づいて説明する。
ここで、図９は容器本体への実装前の水晶振動子を示す斜視図、図１０は水晶振動子の容器本体への実装時におけるバンプ電極を示す断面図である。なお、本実施形態では、上述した第１の実施形態と接着層の形状が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態における水晶振動子１１０では、図９に示すように、水晶振動子１１０を容器本体３１に実装する前において、導電膜２５、２６それぞれの頂部が接着層１１１から露出している。
このような構成の水晶振動子１１０においても、水晶振動子１１０に設けられたバンプ電極１４を容器本体３１に設けられた接続電極３３、３４に対して接触、押圧する（図１０（ａ）、図１０（ｂ））。

このとき、樹脂コア２４は、弾性変形して接続電極３３、３４それぞれの形状に倣う。
そして、導電膜２５が樹脂コア２４の弾性変形に伴って接続電極３３の形状に倣うと共に、導電膜２６が接続電極３４の形状に倣う。ここで、導電膜２５、２６それぞれの一部が接着層１１１から露出しているため、バンプ電極１４を接続電極３３、３４に接触させたときに導電膜２５、２６それぞれと接続電極３３、３４それぞれとが接触する。
そして、接着層１１１は、バンプ電極１４と接続電極３３、３４とを接着し、導電膜２５及び接続電極３３と導電膜２６及び接続電極３４とのそれぞれの接触状態を保持する。
以上のようにして、水晶振動子１１０を容器本体３１内に実装する。

以上のように、本実施形態における水晶振動子１１０においても、上述した第１の実施形態と同様の作用、効果を奏するが、あらかじめ導電膜２５、２６それぞれの一部が接着層１１１から露出しているため、実装時において導電膜２５及び接続電極３３と導電膜２６及び接続電極３４とのそれぞれにおける接続信頼性をさらに向上させることができる。
なお、本実施形態で説明した接着層の構成は、上記第１実施形態に限られず、第２〜第５実施形態についても適用可能であることは言うまでもない。

〔第７の実施形態〕
次に、本発明における水晶振動子の第７の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図１１は容器本体への実装前の水晶振動子を示す斜視図、図１２は水晶振動子の容器本体への実装時におけるバンプ電極を示す断面図である。なお、本実施形態では、上述した第１の実施形態と接着層の形状が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態における水晶振動子１２０では、図１１に示すように、水晶振動子１２０を容器本体３１に実装する前において、導電膜２５、２６それぞれから離間して接着層１２１が設けられている。
接着層１２１は、樹脂コア２４の延在方向に対して直交する方向において樹脂コア２４を介して腕部２２、２３に近接する側と離間する側とに一対形成されている。そして、接着層１２１は、四角柱状に形成されており、導電膜２５、２６それぞれの外周から離間した位置において樹脂コア２４に沿って延在している。

このような構成の水晶振動子１２０においても、水晶振動子１２０に設けられたバンプ電極１４を容器本体３１に設けられた接続電極３３、３４に対して接触、押圧する（図１２（ａ）、図１２（ｂ））。
このとき、樹脂コア２４は、弾性変形して接続電極３３、３４それぞれの形状に倣う。
そして、導電膜２５が樹脂コア２４の弾性変形に伴って接続電極３３の形状に倣うと共に、導電膜２６が接続電極３４の形状に倣う。ここで、接着層１２１が導電膜２５、２６それぞれから離間して形成されているため、バンプ電極１４を接続電極３３、３４に接触させたときに導電膜２５、２６それぞれと接続電極３３、３４それぞれとが接触する。
そして、接着層１２１は、バンプ電極１４と接続電極３３、３４とを接着し、導電膜２５及び接続電極３３と導電膜２６及び接続電極３４とのそれぞれの接触状態を保持する。
以上のようにして、水晶振動子１２０を容器本体３１内に実装する。

以上のように、本実施形態における水晶振動子１２０においても、上述した第６の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
なお、本実施形態において、接着層１２１それぞれは、導電膜２５、２６から離間した位置に設けられていればよく、例えば環状など他の形状であってもよい。
また、本実施形態で説明した接着層の構成は、上記第１実施形態に限られず、第２〜第５実施形態についても適用可能であることは言うまでもない。

〔電子機器〕
そして、上述した水晶振動子１は、例えば図１３に示すような携帯電話機１００に用いられる。ここで、図１３は、携帯電話機を示す斜視図である。
この携帯電話機１００は、表示部１０１、複数の操作ボタン１０２、受話口１０３、送話口１０４及び上記表示部１０１を有する本体部を備えている。
このような電子機器にあっては、上述した水晶振動子１を備えているため、高い接続信頼性が得られるとともに、製造コストを低減できるという効果が得られる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、樹脂コアの形状は、蒲鉾状に限らず、台形状であってもよい。また、１つの樹脂コアに２つの導電膜が形成されているが、２つの導電膜それぞれに対応して２つの樹脂コアを形成してもよい。このとき、樹脂コアは、半球状など、他の形状であってもよい。
また、コア部は、弾性を有していれば、樹脂材料以外の他の材料で形成されてもよい。
そして、本実施例では、水晶振動子としては音さ型のものを使用して説明してきたがこれに限ることはなく、ＡＴカット振動子やＳＡＷ振動子等どの水晶振動子を使用しても構わない。また、水晶片を機能片として用いることで水晶振動子を構成しているが、他の圧電材料を用いて水晶振動子以外の他の電歪素子を構成してもよい。
また、上記実施形態では、電子部品として電力が供給されたときに機能片に変位が生じる電歪素子を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば磁力により機能片に変位が生じる磁歪素子も適用可能である。
さらに、水晶振動子や電歪素子は、本実施例で説明してきたような、片持ち型の構造に限らず、面接続型、両持ち構造など他の構造であってもよい。

また、本実施例では容器に水晶振動子が実装される例で説明してきたが。容器ではなく、配線パターンが形成された基板に実装されていても良い。また、水晶振動子の実装方法は、水晶振動子に接着層を設けた状態で水晶振動子を容器本体に実装しているが、水晶振動子には本実施例で説明してきたバンプ電極を形成し接着層を設けずに、容器本体や基板に接着層を設けた状態で水晶振動子を容器本体に実装してもよい。

また、上記実施形態で説明した電子部品とその実装構造及び実装方法は、機械要素部品、センサー、アクチュエータ、電子回路を一つのシリコン基板上に集積化したデバイス（インクジェットプリンタのヘッド、圧力センサ、加速度センサー、ジャイロスコープ）等のMEMS (Micro Electro Mechanical Systems) に広く適用可能である。

第１の実施形態における水晶振動子パッケージを示す断面図である。 図１の平面図である。 水晶振動子を示す斜視図である。 水晶振動子の実装方法を示す工程図である。 第２の実施形態における水晶振動子パッケージを示す断面図である。 第３の実施形態における水晶振動子パッケージを示す断面図である。 第４の実施形態における水晶振動子パッケージを示す断面図である。 第５の実施形態における水晶振動子パッケージを示す断面図である。 第２の実施形態における水晶振動子を示す斜視図である。 水晶振動子の実装方法を示す工程図である。 第３の実施形態における水晶振動子を示す斜視図である。 水晶振動子の実装方法を示す工程図である。 水晶振動子を備える携帯電話機を示す斜視図である。

符号の説明

１，１１０，１２０ 水晶振動子（電歪素子、電子部品）、１１ 水晶片（機能片）、１１ａ 下面（一方の面）、１４ バンプ電極、１５，１１１，１２１ 接着層（保持部）、２４ 樹脂コア（第１コア部）、２５，２６ 導電膜、３１ 容器本体（基板）、３３，３４ 接続電極、 ３５，３６ 端子電極（第３接続電極）、 ６４ バンプ電極（第２バンプ電極）、 ７４ 樹脂コア（第２コア部）、７５，７６ 導電膜（第２導電膜）、８２、８２Ａ 第２基板、 ８３，８４ 接続電極（第２接続電極）、 ８５，８６ 端子電極（第４接続電極）

Claims (21)

1. 接続電極を有する基板に、前記接続電極に接続される電子部品を実装する構造であって、
   前記電子部品は、所定の機能を有する機能片と、
   前記機能片の一方の面に形成され弾性を有する第１コア部と、
   前記第１コア部の表面に形成された導電膜と、
   前記導電膜と前記接続電極との導電接触状態を保持する保持部とを有し、
   前記機能片の他方の面側には、弾性を有する第２コア部が配置され、
   前記第１コア部及び前記導電膜はバンプ電極を形成し、前記第１コア部の弾性変形により前記導電膜と前記接続電極とが導電接触することを特徴とする電子部品の実装構造。
2. 前記第２コア部は、前記機能片の前記他方の面に形成され、表面に第２導電膜が形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造。
3. 前記第２コア部及び前記第２導電膜は第２バンプ電極を形成し、前記第２コア部の弾性変形により前記第２導電膜と第２基板の第２接続電極とが導電接触し、
   前記機能片は、前記第１コア部において前記導電膜及び前記接続電極を介して実装された前記基板と、前記第２コア部において前記第２導電膜及び前記第２接続電極を介して実装された前記第２基板との間で挟持されることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の実装構造。
4. 前記基板の前記接続電極が設けられる面とは逆側の面には、前記接続電極と電気的に接続された第３接続電極が設けられ、
   前記第２基板の前記第２接続電極が設けられる面とは逆側の面には、前記第２接続電極と電気的に接続された第４接続電極が設けられ、
   前記機能片には、前記導電膜と前記第２導電膜とを電気的に接続する接続部が設けられることを特徴とする請求項３に記載の電子部品の実装構造。
5. 前記第２コア部は、前記機能片の前記他方の面に形成され、弾性変形により第２基板の非導電部と接触し、
   前記機能片は、前記第１コア部において前記導電膜及び前記接続電極を介して実装された前記基板と、前記第２コア部において実装された前記第２基板との間で挟持されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造。
6. 前記第２コア部は、前記機能片の前記他方の面と対向配置された第２基板に形成され、弾性変形により前記機能片の前記他方の面と接触し、
   前記機能片は、前記第１コア部において前記導電膜及び前記接続電極を介して実装された前記基板と、前記第２コア部において実装された前記第２基板との間で挟持されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造。
7. 前記第２コア部の表面には、第３導電膜が形成され、
   前記機能片の前記他方の面には、前記第３導電膜と電気的に接続される第４導電膜が形成されることを特徴とする請求項６に記載の電子部品の実装構造。
8. 前記基板の前記接続電極が設けられる面とは逆側の面には、前記接続電極と電気的に接続された第３接続電極が設けられ、
   前記第２基板の前記第３導電膜が設けられる面とは逆側の面には、前記第３導電膜と電気的に接続された第５接続電極が設けられ、
   前記機能片には、前記導電膜と前記第４導電膜とを電気的に接続する接続部が設けられることを特徴とする請求項７に記載の電子部品の実装構造。
9. 前記機能片は、片持ちで支持されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項にに記載の電子部品の実装構造。
10. 前記機能片は、前記導電膜と前接続電極との導電接触部近傍で片持ち支持されることを特徴とする請求項９に記載の電子部品の実装構造。
11. 前記機能片は、当該機能片の振動の節となる位置で片持ち支持されることを特徴とする請求項９または１０に記載の電子部品の実装構造。
12. 前記機能片は、前記導電膜への通電により変位を生じる電歪素子を構成することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電子部品の実装構造。
13. 前記機能片が、水晶片であることを特徴とする請求項１２に記載の電子部品の実装構造。
14. 前記保持部が、接着層であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の電子部品の実装構造。
15. 前記接着層が、前記導電膜を被覆していることを特徴とする請求項１４に記載の電子部品の実装構造。
16. 前記導電膜の一部が、前記接着層から露出していることを特徴とする請求項１５に記載の電子部品の実装構造。
17. 前記接着層が、前記導電膜から離間して設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の電子部品の実装構造。
18. 接続電極を有する基板に、前記接続電極に接続される電子部品を実装する方法であって、
    前記電子部品は、所定の機能を有する機能片と、
    前記機能片の一方の面に形成され弾性を有する第１コア部と、
    前記第１コア部の表面に形成された導電膜と、
    前記導電膜と前記接続電極との導電接触状態を保持する保持部とを有し、
    前記機能片の他方の面側に、弾性を有する第２コア部を配置し、
    前記第１コア部の弾性変形により前記導電膜と前記接続電極とを導電接触させる工程を有することを特徴とする電子部品の実装方法。
19. 前記第１コア部において実装する前記基板と、前記第２コア部において実装する第２基板とにより、前記機能片を挟持させる工程を有することを特徴とする請求項１８記載の電子部品の実装方法。
20. 前記第１コア部と前記第２コア部とを、前記機能片を挟んで対向して配置し、
    前記機能片を片持ちで支持することを特徴とする請求項１８または１９に記載の電子部品の実装方法。
21. 前記機能片を、当該機能片の振動の節となる位置で片持ち支持することを特徴とする請求項２０に記載の電子部品の実装方法。

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