JPH09307396A - 電子部品の封止構造および封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】封止用接着剤の硬化時におけるキャップのずれ
を抑制でき、生産性の向上を図ることができる電子部品
の封止構造および封止方法を提供する。 【解決手段】電極パターン２，３を形成した基板１上に
電子部品素子５を搭載し、この電子部品素子５を覆うキ
ャップ１１を基板１上に接着封止する。基板１のキャッ
プ接着部上に感圧性接着剤１２を塗布し、キャップ１１
の開口部には封止用接着剤１３を塗布する。キャップ１
１の開口部を基板１のキャップ接着部に押し付け、感圧
性接着剤１２によりキャップ１１を基板１上に仮固定す
る。その後、封止用接着剤１３を硬化させることによ
り、基板１とキャップ１１とを接着封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品の封止構造
および封止方法、特に表面実装型の電子部品に好適な封
止構造および封止方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電発振子や圧電フィルタ等の表
面実装型の電子部品として、上面に電極パターンが形成
された基板と、凹状のキャップと、基板とキャップとで
形成される内部空間に配置される圧電素子とを備えたも
のが知られている。圧電素子の電極は、基板上の電極パ
ターンに導電性接着剤によって接続固定される。キャッ
プは圧電素子を覆うように基板上に載置され、キャップ
の開口部に塗布された封止用接着剤によって基板上に接
着される。基板の電極パターンはキャップ接着部より外
側へ延長されており、この延長された電極部を外部電極
とすることにより、表面実装型電子部品が得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の表面実装型電
子部品の場合、プリント基板への実装時に洗浄処理を行
うため、封止性が必要となる。封止性は基板とキャップ
とを接着する接着剤によって確保されるが、封止用接着
剤としてはエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂が一般に
使用される。

【０００４】封止用接着剤を加熱処理によって硬化させ
る際、キャップ内の中空部に存在する空気が熱膨張して
内圧が高くなり、硬化途中の接着剤を破って外部に抜け
ようとする、所謂呼吸現象が発生する。このような呼吸
現象で生じる空気の流れにより、キャップが基板に対し
て動いたり、接着剤の硬化途中に一旦粘度が低下するた
め、少しの振動でキャップがずれることがある。そのた
め、従来の封止方法では、接着剤の加熱処理の間中、何
らかの手段でキャップを加圧し続けなければならず、加
圧のための作業や設備、治具などが必要となるため、生
産性の低下を招いていた。

【０００５】そこで、本発明の目的は、封止用接着剤の
硬化時におけるキャップのずれを抑制でき、生産性の向
上を図ることができる電子部品の封止構造および封止方
法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、電極パターンを形成した基板上に電
子部品素子を搭載し、この電子部品素子を覆うキャップ
を基板上に接着封止してなる電子部品において、上記キ
ャップと基板とを接着する接着剤が、封止用接着剤と感
圧性接着剤とを含むものである。

【０００７】第２の発明は、電極パターンを形成した基
板上に電子部品素子を搭載し、この電子部品素子を覆う
キャップを基板上に接着封止する電子部品の封止方法で
あって、基板のキャップ接着部上に感圧性接着剤を塗布
する工程と、キャップの開口部に封止用接着剤を塗布す
る工程と、キャップの開口部を基板のキャップ接着部に
載置し、感圧性接着剤によりキャップを基板上に仮固定
する工程と、電子部品を封止用接着剤の硬化温度に加熱
する工程と、を含むものである。

【０００８】キャップと基板とを接着した際に、感圧性
接着剤によりキャップと基板とは仮固定される。この状
態で、電子部品を封止用接着剤の硬化温度まで加熱すれ
ば、封止用接着剤が硬化してキャップと基板との隙間を
封止しかつ両者を接着することができる。この際、キャ
ップを加圧し続けなくても、感圧性接着剤によってキャ
ップのずれを確実に防止できる。

【０００９】感圧性接着剤を基板のキャップ接着部に部
分的に塗布し、封止用接着剤をキャップの開口部全周に
塗布した場合には、感圧性接着剤の厚みのために段差が
生じ、その上にキャップをマウントすると、キャップに
塗布した封止用接着剤が押しのけられ、感圧性接着剤に
よりキャップは確実に仮固定される。封止用接着剤は加
熱時、一旦粘度が下がり、キャップの内圧上昇に伴いキ
ャップ外側へ押し出され、感圧性接着剤を包み込むよう
にキャップ外側へフィレットを形成できる。そのため、
確実な封止性が得られる。

【００１０】封止用接着剤としては、例えばエポキシ樹
脂のような公知の熱硬化性樹脂接着剤が用いられる。ま
た、感圧性接着剤とは僅かな圧力で物体どうしを瞬時に
接着する機能を持つ接着剤のことであり、いわゆる粘着
剤のことである。粘着剤としては、例えばシリコーン系
粘着剤，アクリル系エマルジョン型，アクリル系溶液
型、ゴム系粘着剤などが用いられる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明にかかる電子部品の
一例である圧電発振子Ａを示す。基板１はアルミナセラ
ミックスをシート成形した長方形状の薄板であり、その
厚みは例えば０．３〜０．７ｍｍである。勿論、基板材
質に制限はなく、誘電体セラミックス、ガラスエポキシ
など、如何なる材料でもよい。基板１の上面には電極
２，３が形成されている。これら電極２，３はスパッタ
リング，蒸着，印刷，溶射など公知の方法で形成される
が、ここでは固着強度と半田付け性を考慮して、Ａｇ／
Ｐｄの焼付けタイプの導電ペーストを５０μｍ以下に印
刷，焼成した。上記電極２，３の両端は、基板１の長辺
部側縁に形成された凹状のスルーホール１ａまで引き出
され、スルーホール１ａ内面に形成された電極を介して
基板１の下面側の電極と接続されている。

【００１２】上記基板１上には、導電性接着剤のような
導電性と接着性とを有する材料１０によって、発振子素
子５が接着固定されている。なお、接続材料１０として
は、同等な機能を有するものであれば、例えば半田や金
属端子などを用いてもよい。この実施例の発振子素子５
は、厚みすべり振動モードの発振子であり、圧電セラミ
ック基板６の表面の一端側から約２／３の領域に渡って
第１の電極７が形成され、裏面の他端側から約２／３の
領域に渡って第２電極８が形成されている。電極７，８
の一端部は圧電基板６を間にしてその中間部位で対向
し、振動部を構成している。上記電極７，８の他端部は
圧電基板６の両端部へ延びており、対向面に形成された
補助電極７ａ，８ａと端面電極７ｂ，８ｂを介して接続
されている。なお、端面電極７ｂ，８ｂは保護層９で覆
われている。

【００１３】発振子素子５の両端部を導電性材料１０に
よって基板１に接着固定することにより、基板１の電極
２，３と素子５の電極７，８とが電気的に接続される。
なお、接着の際、素子５の中央部と基板１との間に僅か
な振動空間を設けておく必要がある。

【００１４】基板１の上面には、後述するキャップ１１
と電極２，３との絶縁性を確保しかつ電極２，３による
段差を平坦化するため、絶縁層４が枠形に形成されてい
る。この実施例では、絶縁層４としてガラスペーストを
用い、焼き付けたが、絶縁材料の材質は何ら制約されな
い。また、キャップ１１として絶縁材料を用いた場合に
は、この絶縁層４は必ずしも必要ではない。

【００１５】キャップ１１は、上記素子５を覆うように
その開口部が基板１の絶縁層４の上に接着される。キャ
ップ１１の材料としては、アルミナ等のセラミックス、
樹脂、金属があるが、この実施例では製品の小型化と寸
法精度を確保するため、横断面Ｕ字形にプレス成形した
金属材料を用いた。製品強度・接着性が得られれば金属
材料の選定は任意であり、例えばアルミニウム合金，洋
白，４２Ｎｉ合金等を使用できる。

【００１６】上記基板１のキャップ接着部の一部、特に
絶縁層４の上には複数箇所に感圧性接着剤（いわゆる粘
着剤）１２が印刷，ピン転写，ディスペンスなどの方法
で塗布されている。粘着剤１２としては、例えばシリコ
ーン系，アクリル系，ゴム系など種々のものがある。こ
こで必要となる粘着力（粘着剤が被着体に接着した後、
被着体から引き剥がす力）については、キャップ１１の
形状，内容積，硬化時の温度プロファイル，粘着剤塗布
面積などで異なる。今回使用した粘着剤１２は、１８０
°引き剥がし法による粘着力が約７５０ｇｆ／１９ｍｍ
のものである。塗布面積，塗布部位については特に制約
はないが、キャップ１１を搭載した際に空気の出入り可
能な隙間を形成するよう、部分的に塗布するのがよい。
今回は、図２のようなパターンでスクリーン印刷により
形成した。粘着剤１２の塗布後、硬化（ここでは１００
℃×５分）を行った。なお、粘着剤１２の塗布は、マザ
ー基板状態で複数個同時に行えば、粘着剤１２の塗布の
ための工数増加は僅かで済む。

【００１７】キャップ１１の開口部全周には封止用接着
剤１３が塗布され、基板１の絶縁層４上に接着し、硬化
される。封止用接着剤１３は熱硬化性接着剤であり、こ
こではエポキシ系接着剤を用いた。キャップ１１を基板
１上に搭載する際、粘着剤１２との粘着性を確保するた
め、若干の加圧（例えば３００ｇｆ／１個×０．２ｓｅ
ｃ）を行った。

【００１８】その後、圧電発振子Ａは硬化炉に投入さ
れ、所定の温度プロファイルで加熱処理される。加熱に
よる呼吸作用によってキャップ１１の内部の空気が抜
け、キャップ１１がその反作用で微小量だけ動くことが
ある。ところが、本発明ではキャップ１１は粘着剤１２
によって仮固定されているので、呼吸作用によるキャッ
プ１１のずれが防止される。その結果、硬化処理中、キ
ャップ１１を加圧する必要はなく、加圧のための作業や
設備，治具などが不要となり、生産性が格段に向上す
る。

【００１９】図３は本発明における封止方法の一例を示
す。図３（ａ）はキャップ１１の搭載前の状態を示し、
基板１のキャップ接着部上には絶縁層４が形成され、こ
の絶縁層４の上に粘着剤１２が塗布されている。また、
キャップ１１の開口部には封止用接着剤１３が塗布され
ている。図３（ｂ）はキャップ１１を基板１に搭載した
状態を示し、段差状に盛り上がった粘着剤１２によって
キャップ１１の開口部に塗布された封止用接着剤１３が
両側へ押しのけられ、キャップ１１の開口部が粘着剤１
２に接触する。そのため、キャップ１１は粘着剤１２に
よって仮固定される。図３（ｃ）は電子部品Ａを加熱処
理した状態を示す。加熱時、封止用接着剤１３の粘度が
一旦低下し、キャップ１１の内圧上昇に伴い接着剤１３
はキャップ１１の外側へ押し出される。そして、粘着剤
１２を包み込むようにキャップ１１の外側に一様なフィ
レット１３ａが形成される。そのため、確実な封止性が
得られる。上記加熱処理時に封止用接着剤１３の粘度が
低下するため、呼吸現象や振動等によりキャップ１１が
基板１に対して横ズレしやすくなるが、粘着剤１２がキ
ャップ１１を仮固定しているので、キャップ１１を加圧
し続けなくても横ずれを未然に防止できる。

【００２０】上記実施例では、基板１とキャップ１１と
を接着した後に加熱処理するため、接着剤１３のフィレ
ット１３ａがキャップ１１の外側に大きく形成される可
能性がある。電子部品を小型化するためには、キャップ
１１の外側のフィレット１３ａを小さくすることが望ま
れている。その対策として、基板１およびキャップ１１
を接着剤１３の硬化温度付近（例えば１５０℃）まで予
熱しておくことが考えられる。この場合、予熱したキャ
ップ１１をマウントしても、接着剤１３の粘度が低下す
るため、キャップ１１が基板１に対して横ずれしやす
い。しかし、本発明ではキャップ１１が粘着剤１２によ
って仮固定されているので、接着剤１３の粘度が低下し
てもキャップ１１の横ずれを防止できる。この状態で、
接着剤１３を硬化させればよい。

【００２１】上記予熱方式の場合には、キャップ１１の
内部の空気は基板１へのマウント時に既に加熱してある
ので、接着剤１３の硬化時にキャップ１１内の空気が膨
張して接着剤１３を押し出すことがなく、キャップ１１
の外側のフィレット１３ａを小さくできる。そのため、
基板１の外形寸法を小さくでき、電子部品の小型化が可
能となる。

【００２２】本発明は上記実施例のような発振子素子を
内蔵した圧電発振子に限らず、発振子素子とコンデンサ
素子とを有する容量内蔵型発振子のほか、容量部を基板
上に形成した容量内蔵型発振子にも適用できる。さら
に、本発明はフィルタ、回路モジュールなどの他の電子
部品にも適用できる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、基板とキャップとを接着する接着剤として封止
用接着剤と感圧性接着剤とを用いたので、キャップを感
圧性接着剤により仮固定でき、加圧しなくても加熱硬化
時のキャップの横ずれを防止できる。そのため、加圧に
要する作業や設備、治具が不要となり、生産性が格段に
向上するとともに、キャップの横ずれによる不良率を低
減できる。また、キャップのマウントと同時にキャップ
が仮固定されることから、機械精度そのままの組立が可
能となる。また、接着剤の硬化までのハンドリングを無
くすことができるとともに、搬送時の振動等によるズレ
を防止できるので、不良率が一層減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電子部品の一例の分解斜視図で
ある。

【図２】図１の基板の平面図である。

【図３】本発明にかかる電子部品の封止工程を示す図２
のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２，３ 電極 ４ 絶縁層 ５ 発振子素子 ７，８ 電極 １１ キャップ １２ 感圧性接着剤（粘着剤） １３ 封止用接着剤

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｈ 9/17 Ｈ０３Ｈ 9/17 Ａ (72)発明者 戸田 崇 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極パターンを形成した基板上に電子部品
   素子を搭載し、この電子部品素子を覆うキャップを基板
   上に接着封止してなる電子部品において、 上記キャップと基板とを接着する接着剤は、封止用接着
   剤と感圧性接着剤とを含むことを特徴とする電子部品の
   封止構造。
2. 【請求項２】電極パターンを形成した基板上に電子部品
   素子を搭載し、この電子部品素子を覆うキャップを基板
   上に接着封止する電子部品の封止方法であって、 基板のキャップ接着部上に感圧性接着剤を塗布する工程
   と、 キャップの開口部に封止用接着剤を塗布する工程と、 キャップの開口部を基板のキャップ接着部に載置し、感
   圧性接着剤によりキャップを基板上に仮固定する工程
   と、 電子部品を封止用接着剤の硬化温度に加熱する工程と、
   を含む電子部品の封止方法。