專(zhuān)利名稱(chēng)：層疊式電子零件及其制造方法以及二維陣列狀元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層疊式電子零件及其制造方法以及二維陣列狀的元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別是關(guān)于例如，有利于提高超聲波探測(cè)裝置的性能的、具有呈二維陣列配置的多個(gè)壓電陶瓷振蕩元件(層疊式電子零件)的探頭的技術(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)近年來(lái)，采用壓電陶瓷振蕩元件的超聲波發(fā)收裝置被用于各種用途中。其中，在醫(yī)療設(shè)備方面，與X射線相比，能夠不對(duì)人體造成不良影響地對(duì)人體內(nèi)部進(jìn)行觀察的超聲波診斷法得到廣泛普及。該超聲波診斷法所使用的超聲波診斷裝置以具有多個(gè)壓電陶瓷振蕩元件的探頭作為超聲波接收器使用，作為這種由壓電陶瓷振蕩元件構(gòu)成的探頭，為了能夠形成身體內(nèi)部的斷層圖象以進(jìn)行診斷，使用的是設(shè)置有多個(gè)超小型的壓電陶瓷振蕩元件而構(gòu)成的掃描型探頭。
在這種探頭結(jié)構(gòu)中，在將壓電陶瓷振蕩元件呈一維配置的探頭上，通過(guò)選擇在元件排列方向上所使用的元件的數(shù)量，能夠在從探頭附近到距之較遠(yuǎn)的范圍內(nèi)任意地設(shè)定焦點(diǎn)位置，但是，由于在與之相垂直的方向上焦點(diǎn)位置是固定的，因此，與焦點(diǎn)深度對(duì)應(yīng)范圍以外的部位，不能夠獲得清晰的斷層圖象。
因此，為解決上述缺點(diǎn)，已開(kāi)發(fā)出壓電陶瓷振蕩元件不僅在一個(gè)方向上而且在垂直的方向上也進(jìn)行排列的二維陣列探頭結(jié)構(gòu)，這種探頭結(jié)構(gòu)例如在1996，IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM pp1523-1526有所記載。在這種二維探頭結(jié)構(gòu)中，如何在有限的面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)壓電陶瓷振蕩元件的小型化以高密度地進(jìn)行排列，成為提高其性能的關(guān)鍵。此外，除了高密度地進(jìn)行排列之外，對(duì)于呈二維陣列排列的一個(gè)個(gè)壓電陶瓷振蕩元件，要保證元件本身合格且不存在電氣連接不良，即構(gòu)成探頭的一個(gè)個(gè)壓電陶瓷振蕩元件無(wú)不合格品這一點(diǎn)也很重要。
從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，以由多個(gè)元件構(gòu)成的模塊為一個(gè)單位而構(gòu)成二維陣列探頭的方法在1996，IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM pp1573-1576有所記載。該公知的文獻(xiàn)中，公開(kāi)了一種以2列×64個(gè)的元件作為一個(gè)模塊進(jìn)行組合，從而構(gòu)成配置有0.22mm×0.22mm的元件64×64(4096)個(gè)而成的探頭結(jié)構(gòu)的方法。
但是，在上述公知文獻(xiàn)所提供的現(xiàn)有的模塊結(jié)構(gòu)中，為了對(duì)各個(gè)壓電陶瓷振蕩元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，將柔性線路板和公共電極同元件面相連接，做成了元件本身不是獨(dú)立而是彼此相粘接的結(jié)構(gòu)。因此，存在著這樣的問(wèn)題，即，在模塊組裝完成之后，即使發(fā)現(xiàn)構(gòu)成模塊的元件之中存在有不合格元件或連接不良時(shí)，要以元件為單位進(jìn)行更換或?qū)B接不良進(jìn)行修復(fù)并不容易，以模塊為單位的材料利用率較低。
此外，現(xiàn)有的模塊結(jié)構(gòu)是以各個(gè)壓電陶瓷振蕩元件為單片(單層)結(jié)構(gòu)為前提的，對(duì)于提高探頭性能所必需的層疊型壓電陶瓷振蕩元件的應(yīng)用，尚未予以考慮。
再者，現(xiàn)有的層疊型壓電陶瓷振蕩元件這樣構(gòu)成，即，或者如

圖15所示，通過(guò)形成于元件的兩個(gè)相向的側(cè)面上的側(cè)面電極61，使得正面電極12、陶瓷11內(nèi)的內(nèi)部電極13’、背面電極15等各電極在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極實(shí)現(xiàn)彼此間的電氣連接，或者如圖16所示，通過(guò)填充于通孔內(nèi)的導(dǎo)電材料62，使得正面電極12、內(nèi)部電極13’、背面電極15等各電極在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極實(shí)現(xiàn)彼此的電氣連接。因此，不僅制造工序較為復(fù)雜，而且元件的小型化受到其自身的限制，并且，要實(shí)現(xiàn)元件的兩個(gè)電極組與外部的連接，不得不將元件的兩個(gè)面做成用來(lái)與外部進(jìn)行連接的連接面，因此，元件的更換和對(duì)連接不良的修復(fù)做起來(lái)很困難，不適于在前述探頭中應(yīng)用。
本發(fā)明是針對(duì)以上問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的，其目的是提供一種作為壓電陶瓷振蕩元件能夠使用層疊型元件、且能夠以元件為單位進(jìn)行不合格元件的更換和對(duì)連接不良進(jìn)行修復(fù)的二維陣列探頭(元件實(shí)裝結(jié)構(gòu))，此外，提供一種適合于實(shí)現(xiàn)這種元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)的壓電陶瓷振蕩元件(層疊式電子零件)。
如上所述，作為壓電陶瓷振蕩元件所使用的是層疊型的(上述層疊式電子零件)，故能夠獲得體積小且性能好的探頭。此外，在各個(gè)層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)上，各自獨(dú)立地設(shè)置有兩個(gè)外部連接用電極部，因此，能夠針對(duì)一個(gè)個(gè)層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)進(jìn)行片狀元件是否良好以及與外部連接是否良好的檢查，對(duì)不合格層疊式電子零件的更換和連接不良的修復(fù)能夠以壓電陶瓷振蕩元件為單位(層疊式電子零件)很容易地進(jìn)行。其結(jié)果，不會(huì)產(chǎn)生不合格的模塊，能夠以高的材料利用率進(jìn)行模塊的制造。另外，是在片狀元件的一個(gè)側(cè)面上，進(jìn)行通過(guò)柔性線路板的電極圖案所進(jìn)行的旨在形成片狀元件的兩個(gè)電極組的連接、以及形成外部連接用電極部的，因此，制造工序變得簡(jiǎn)單，并且能夠?qū)崿F(xiàn)層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的極小化。
圖2是展現(xiàn)本發(fā)明第2實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的說(shuō)明圖。
圖3是展現(xiàn)本發(fā)明第3實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的說(shuō)明圖。
圖4是展現(xiàn)本發(fā)明第4實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的說(shuō)明圖。
圖5是展現(xiàn)本發(fā)明第5實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的說(shuō)明圖。
圖6是展現(xiàn)本發(fā)明第6實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的說(shuō)明圖。
圖7是展現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施形式的層疊式電子零件的制造方法，以及采用該層疊式電子零件的二維陣列狀元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)的制造方法的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
圖8是展現(xiàn)本發(fā)明第7實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的說(shuō)明圖。
圖9是展現(xiàn)本發(fā)明第8實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的說(shuō)明圖。
圖10是展現(xiàn)本發(fā)明第9實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的說(shuō)明圖。
圖11是展現(xiàn)本發(fā)明第10實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的說(shuō)明圖。
圖12是展現(xiàn)本發(fā)明第11實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的說(shuō)明圖。
圖13是展現(xiàn)本發(fā)明第12實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的說(shuō)明圖。
圖14是展現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施形式的層疊式電子零件的制造方法，以及，采用該層疊式電子零件的二維陣列狀元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)的制造方法的另一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
圖15是展現(xiàn)現(xiàn)有層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
圖16是展現(xiàn)現(xiàn)有層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的另一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
圖1是展現(xiàn)本發(fā)明第1實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的附圖。該圖中，1是層疊型片狀元件，11是陶瓷，12是正面電極，13是第1內(nèi)部電極，14是第2內(nèi)部電極，15是背面電極，16是絕緣圖案，17是導(dǎo)體圖案，18是保護(hù)用絕緣膜。
包括本實(shí)施形式在內(nèi)，本發(fā)明的各實(shí)施形式的層疊型片狀元件1，如圖1(a)所示，將內(nèi)部電極13、14夾在中間而層疊多層陶瓷11，正面和背面形成有正面電極12和背面電極15，并且，各電極的平面形狀與陶瓷11的平面形狀均相同。因此，在片狀元件1的四個(gè)側(cè)面，正面電極12、第1內(nèi)部電極13、第2內(nèi)部電極14、背面電極15的各自的端面顯露在同一個(gè)平面上。
在具有這種基本結(jié)構(gòu)的片狀元件1中，在本實(shí)施形式中是如下構(gòu)成的，即，在片狀元件1的一個(gè)側(cè)面，如圖1(b)所示地形成絕緣圖案16而使得第1內(nèi)部電極13和第2內(nèi)部電極14各自?xún)H露出一部分之后，如圖1(c)所示，使得各電極12～15的、在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間通過(guò)導(dǎo)體圖案17實(shí)現(xiàn)電氣連接(在這里，正面電極12和第2內(nèi)部電極14連接，第1內(nèi)部電極13與背面電極15連接)。之后，如圖1(d)所示，將各電極以既定關(guān)系相連接后的片狀元件1的側(cè)面以保護(hù)用絕緣膜18覆蓋，從而完成層疊式電子零件的制造。在本實(shí)施形式中，正面電極12和背面電極15起著外部連接用電極的作用。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式的層疊式電子零件，其片狀元件1的電極12～15的、在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間是以片狀元件1的一個(gè)側(cè)面分別相連接的，因此，能夠?qū)⒏麟姌O12～15的平面形狀均做得相同，與圖15和圖16所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比，內(nèi)部電極的形成以及層疊時(shí)的對(duì)位要容易(制造工序變得容易)，并且，能夠做到體積盡可能小。
圖2是展現(xiàn)本發(fā)明的第2實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件的附圖，在該圖中，凡與前面的實(shí)施形式相同的部分賦予相同的編號(hào)，并且，除非需要進(jìn)行說(shuō)明，否則將其說(shuō)明省略(這一點(diǎn)，對(duì)于下面的各實(shí)施形式也同樣)。圖2中，19是Ag涂膏，20是柔性線路板，21、22是形成于柔性線路板上的成對(duì)的電極圖案。
本實(shí)施形式中，如圖2(a)所示的、與前面的實(shí)施形式相同結(jié)構(gòu)的片狀元件1的一個(gè)側(cè)面上，如圖2(b)所示，在各電極12～15與柔性線路板20進(jìn)行連接的連接部位之外的部位，形成絕緣圖案16。之后，如圖2(c)所示，將柔性線路板20的電極圖案21、22與與之對(duì)應(yīng)的各電極12～15的露出部分之間通過(guò)Ag涂膏19進(jìn)行電氣連接，由此，使得各電極12～15的、在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間實(shí)現(xiàn)電氣連接(在這里，正面電極12與第2內(nèi)部電極14通過(guò)柔性線路板20的電極圖案21相連接，第1內(nèi)部電極13與背面電極15通過(guò)柔性線路板20的電極圖案22相連接)。圖2(c)是圖2(b)的側(cè)視圖，圖2(d)示出柔性線路板20的圖案形成面。
如上所述，在本實(shí)施形式中，由片狀元件1和柔性線路板20構(gòu)成了層疊式電子零件，正面電極12及背面電極15起著外部連接用電極的作用。將片狀元件1和柔性線路板20連接起來(lái)的上述Ag涂膏19既可以形成于片狀元件1一側(cè)，也可以形成于柔性線路板20一側(cè)。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式也能夠獲得與前述第1實(shí)施形式同等的效果，而且，片狀元件1的電極12～15在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間的連接是通過(guò)柔性線路板20實(shí)現(xiàn)的，從這一點(diǎn)也能夠使制造工序變得容易。
圖3是展現(xiàn)本發(fā)明的第3實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件的附圖，該圖中，23是形成于柔性線路板20上的絕緣圖案。
本實(shí)施形式與第2實(shí)施形式的不同之處在于，在第2實(shí)施形式中，是在片狀元件1一側(cè)形成用來(lái)實(shí)現(xiàn)有選擇地進(jìn)行連接的絕緣圖案16，而在本實(shí)施形式中，是在柔性線路板20的圖案形成面上形成用來(lái)實(shí)現(xiàn)有選擇地進(jìn)行連接的絕緣圖案23；其余與第2實(shí)施形式相同。圖3(b)是圖3(a)所示以片狀元件1的面作為連接面時(shí)的、圖3(a)的放大若干的側(cè)視圖，圖3(c)示出柔性線路板20的圖案形成面。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式也能夠獲得與前述第2實(shí)施形式同等的效果。
作為上述絕緣圖案、導(dǎo)體圖案的形成方法，可以是通過(guò)絲網(wǎng)印刷涂膏而形成圖案的厚膜法，以及通過(guò)蒸鍍、噴鍍、蝕刻等而形成圖案的薄膜法之中的任意一種方法。
此外，與柔性線路板20的電極圖案進(jìn)行連接的、片狀元件1的電氣連接部既可以是片狀元件1的電極露出部本身，也可以是在片狀元件1的電極上以厚膜或薄膜形式式形成的導(dǎo)體圖案。而與片狀元件1的電極進(jìn)行連接的、柔性線路板20的電氣連接部既可以是柔性線路板20的電極圖案本身，也可以是在柔性線路板20的電極圖案上以諸如厚膜等形式形成的導(dǎo)體圖案。
圖4是展現(xiàn)本發(fā)明的第4實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件的附圖，該圖中，24是形成于片狀元件1的電極露出部上的鍍膜部，25是連接用焊料。
本實(shí)施形式與第3實(shí)施形式的不同之處有以下兩點(diǎn)，即，在圖4(a)所示的、與前面的實(shí)施形式相同結(jié)構(gòu)的片狀元件1的一個(gè)側(cè)面上，如圖4(b)所示，在各電極12～15上形成有鍍膜部24，以及，如圖4(c)所示，片狀元件1與柔性線路板20之間的電氣連接是通過(guò)形成于片狀元件1上或柔性線路板20上的焊料25實(shí)現(xiàn)的；其余與第3實(shí)施形式相同。圖4(c)是圖4(b)的放大若干后的側(cè)視圖，圖4(d)示出柔性線路板20的圖案形成面。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式，也能夠獲得與前述第2實(shí)施形式同等的效果。
圖5是展現(xiàn)本發(fā)明的第5實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件的附圖，該圖中，26是各向異性導(dǎo)電薄膜。
本實(shí)施形式與第4實(shí)施形式不同之處在于，如圖5(a)所示，片狀元件1與柔性線路板20之間的電氣連接是利用各向異性導(dǎo)電薄膜26實(shí)現(xiàn)的，其余與第4實(shí)施形式相同。圖5(b)示出柔性線路板20的圖案形成面。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式也能夠獲得與前述第2實(shí)施形式同等的效果。
片狀元件1與柔性線路板20之間的電氣連接除了上述手段之外，根據(jù)情況，也可以采用導(dǎo)線連接、金屬擴(kuò)散連接等連接方法。
圖6是展現(xiàn)本發(fā)明第6實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件的附圖，該圖中，27是貫穿柔性線路板20而形成的電極凸臺(tái)。
本實(shí)施形式與第4實(shí)施形式的不同之處在于，如圖6(c)、(d)所示，將從柔性線路板20的圖案形成面相反一側(cè)的面露出、且分別與柔性線路板20的電極圖案21、22相連接的電極凸臺(tái)27、27作為外部連接用電極，其余與第4實(shí)施形式相同。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式，也能夠獲得與第2實(shí)施形式同等的效果，而且，本實(shí)施形式中，外部連接用的成對(duì)的電極能夠集中在層疊式電子零件的一個(gè)側(cè)面，因此，還具有可使層疊式電子零件的外部連接變得容易的效果。
下面，對(duì)如上所述的層疊式電子零件的制造方法，以及采用該層疊式電子零件的二維陣列狀元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)的制造方法的一個(gè)例子結(jié)合圖7進(jìn)行說(shuō)明。圖7示出與圖4所示前述第4實(shí)施形式相當(dāng)?shù)膶盈B式電子零件的制造方法，以及采用該層疊式電子零件的二維陣列狀元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)的制造方法。
首先，從圖7(a)所示的平板狀片狀元件母材30，如圖7(b)所示地，以相當(dāng)于單片元件的寬度切制出條狀的子母材31。其次，如圖7(c)所示，在切制出的子母材31的既定的長(zhǎng)向側(cè)面所露出的各電極12～15的端面上形成鍍膜部24。
另一方面，如圖7(d)所示，在形成有多個(gè)成對(duì)的電極圖案21、22而構(gòu)成的柔性線路板母材32上形成旨在能夠有選擇地進(jìn)行連接的絕緣圖案23之后，在從絕緣圖案23露出的電極圖案21、22的各部位上形成連接用的焊料25。
然后，如圖7(e)所示，使得條狀的子母材31和柔性線路板母材32二者的連接面相互對(duì)齊位置后緊密接觸，通過(guò)加熱處理，實(shí)現(xiàn)子母材31與柔性線路板母材32的各連接部位之間的電氣連接。爾后，向子母材31與柔性線路板母材32之間的微小間隙內(nèi)(10～數(shù)10微米的間隙)填充絕緣性粘合劑(例如，低粘度的氨基甲酸乙酯樹(shù)脂類(lèi)粘合劑)，使得子母材31與柔性線路板母材32之間實(shí)現(xiàn)牢固的機(jī)械連接。
其次，如圖7(f)所示，從將子母材31和柔性線路板母材32成為一體而成的母材，通過(guò)裁切機(jī)切制出一個(gè)個(gè)的層疊式電子零件33，從而完成層疊式電子零件33的制造。
之后，對(duì)經(jīng)過(guò)上述各工序而制造完成的層疊式電子零件33進(jìn)行檢查，如圖7(g)所示，僅將合格的層疊式電子零件33以既定個(gè)數(shù)呈縱橫進(jìn)行組合并以樹(shù)脂34使之成為一體，從而制造出用來(lái)制造二維陣列探頭的模塊35，將多個(gè)該模塊35進(jìn)行組合而完成二維陣列探頭的制造。
這種通過(guò)模塊35的組合而制成的二維陣列探頭，由于一個(gè)個(gè)層疊式電子零件能夠做到小型化，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)總體的小型化。但是，要實(shí)現(xiàn)各層疊式電子零件的外部連接則需要相當(dāng)?shù)墓r(shí)，而下面將敘述的、在粘貼在片狀元件的側(cè)面的柔性線路板的延長(zhǎng)部上設(shè)置一對(duì)外部連接用的電極而成的層疊式電子零件(或者單層型電子零件)則有利于使外部連接變得容易和可靠。
圖8是展現(xiàn)本發(fā)明的第7實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件的附圖，本實(shí)施形式是圖2所示前述第2實(shí)施形式的改進(jìn)例。
本實(shí)施形式與第2實(shí)施形式的不同之處在于，在與片狀元件1的一個(gè)側(cè)面相連接的柔性線路板20上設(shè)置有延長(zhǎng)部20a，將使得片狀元件1的各電極12～15在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間實(shí)現(xiàn)電氣連接的、柔性線路板20的電極圖案21、22的端部作為外部連接用的電極部21a、22a；其余與第2實(shí)施形式相同。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式的層疊式電子零件，其片狀元件1的電極12～15在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間是在片狀元件1的一個(gè)側(cè)面分別相連接的，因此，能夠使各電極12～15的平面形狀均相同，與圖15和圖16所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比，內(nèi)部電極的形成以及層疊時(shí)的對(duì)位變得容易(制造工序變得容易)，而且，能夠使體積盡可能地小。并且，片狀元件1的電極12～15的、在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間的連接是通過(guò)柔性線路板20實(shí)現(xiàn)的，這一點(diǎn)也能夠使得制造工序變得容易。再有，在柔性線路板20上設(shè)置了延長(zhǎng)部20a，將該延長(zhǎng)部20a上的電極圖案21、22的端部作為外部連接用電極部21a、22a而向同一方向引出，因此，使得層疊式電子零件的外部連接變得容易和可靠，在將多個(gè)層疊式電子零件組合成模塊的場(chǎng)合，其優(yōu)良的連接性能能夠得到充分的發(fā)揮。此外，對(duì)于層疊式電子零件的連接不良，可針對(duì)一個(gè)個(gè)層疊式電子零件很容易地進(jìn)行單獨(dú)處理，使得更換和修復(fù)能夠很容易地且可靠地進(jìn)行。
圖9是展現(xiàn)本發(fā)明的第8實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件的附圖，本實(shí)施形式是圖3所示前述第3實(shí)施形式的改進(jìn)例。本實(shí)施形式與第3實(shí)施形式的不同之處在于，在柔性線路板20上設(shè)置有延長(zhǎng)部20a，并且將延長(zhǎng)部20a上的電極圖案21、22的部位作為外部連接用電極部21a、22a，其余與第3實(shí)施形式相同。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式也具有與前述第7實(shí)施形式同等的效果。
圖10是展現(xiàn)本發(fā)明的第9實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件的附圖，本實(shí)施形式是圖4所示前述第4實(shí)施形式的改進(jìn)例。本實(shí)施形式與第4實(shí)施形式的不同之處在于，在柔性線路板20上設(shè)置有延長(zhǎng)部20a，并且將延長(zhǎng)部20a上的柔性線路板20的電極圖案21、22的部位作為外部連接用的電極部21a、22a，其余與第4實(shí)施形式相同。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式也具有與前述第7實(shí)施形式同等的效果。
圖11是展現(xiàn)本發(fā)明的第10實(shí)施形式所涉及的層疊式電子零件的附圖，本實(shí)施形式是圖5所示前述第5實(shí)施形式的改進(jìn)例。本實(shí)施形式與第5實(shí)施形式的不同之處在于，在柔性線路板20上設(shè)置有延長(zhǎng)部20a，并且將延長(zhǎng)部20a上的電極圖案21、22的部位作為外部連接用的電極部21a、22a，其余與第4實(shí)施形式相同。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式也具有與前述第7實(shí)施形式同等的效果。
在上述第1～第10實(shí)施形式中，示出的是陶瓷呈多層層疊的層疊式電子零件的例子。下面，就將陶瓷為單層的單板型零件應(yīng)用于壓電陶瓷振蕩元件的例子進(jìn)行敘述。
圖12是展現(xiàn)本發(fā)明第11實(shí)施形式所涉及的電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的附圖。該圖中，41是單層(單板)型片狀元件，在單板的陶瓷11上形成有正面電極12和背面電極15。在片狀元件41的一個(gè)側(cè)面，在正面電極12和背面電極15上有選擇地形成有絕緣圖案16和鍍膜部24，通過(guò)焊料25使鍍膜部24與柔性線路板20的相對(duì)應(yīng)的電極圖案21、22實(shí)現(xiàn)電氣連接。并且，在柔性線路板20上設(shè)置有延長(zhǎng)部20a，使得延長(zhǎng)部20a上的電極圖案21、22部位起到外部連接用的電極部21a、22a的作用。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式中，屬于單層(單板)型的壓電陶瓷振蕩元件，因此，與層疊型壓電陶瓷振蕩元件相比性能要差，但是，由于在柔性線路板20上設(shè)置了延長(zhǎng)部20a，并將延長(zhǎng)部20a上的柔性線路板20的電極圖案21、22的端部作為外部連接用的電極部21a、22a而向同一方向引出，因此，使得層疊式電子零件的外部連接變得容易并且可靠，在將多個(gè)層疊式電子零件進(jìn)行組合而制成模塊的場(chǎng)合，能夠充分發(fā)揮其優(yōu)良的連接性能。并且，對(duì)于層疊式電子零件的連接不良，也能夠針對(duì)一個(gè)個(gè)層疊式電子零件很容易地進(jìn)行單獨(dú)處理，使得更換和修復(fù)能夠很容易地且可靠地進(jìn)行。
圖13是展現(xiàn)本發(fā)明的第12實(shí)施形式所涉及的電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)的附圖，本實(shí)施形式與第11實(shí)施形式的不同之處在于，相對(duì)于第11實(shí)施形式在單層(單板)型片狀元件41一側(cè)設(shè)置絕緣圖案16，本實(shí)施形式是在柔性線路板20一側(cè)形成絕緣圖案23，其余與第11實(shí)施形式相同。
采用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式也能夠獲得與第11實(shí)施形式同等的效果。
在這里，前述第1～第10實(shí)施形式中所示的層疊式電子零件(壓電陶瓷振蕩元件)，列舉的是陶瓷的層疊數(shù)為3層的例子，但本發(fā)明的層疊式電子零件中的陶瓷的層疊數(shù)是任意的。
此外，在前述第2～第12實(shí)施形式中所示的、由片狀元件和柔性線路板構(gòu)成層疊式電子零件或電子零件的場(chǎng)合下，片狀元件與柔性線路板之間的電氣連接如前所述，可采用焊料、熱塑性涂膏、各向異性導(dǎo)電性薄片等任意的手段，但在片狀元件與柔性線路板之間的微小間隙內(nèi)最好預(yù)先填充絕緣性粘合劑(例如，低粘度的氨基甲酸乙酯樹(shù)脂系粘合劑)，以保證機(jī)械強(qiáng)度。
下面，就如上所述在柔性線路板20的延長(zhǎng)部20a設(shè)置外部連接用電極部21a、22a而構(gòu)成的層疊式電子零件的制造方法，以及采用該層疊式電子零件的二維陣列狀元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)的制造方法的一個(gè)例子結(jié)合圖14進(jìn)行說(shuō)明。
首先，如圖14(a)所示，在平板形片狀元件母材30的上下，粘貼平板形的音響匹配層45和平板形的音響衰減層46使之成為一體，從而作成片狀元件復(fù)合母材47備用。其次，如圖14(b)所示，從片狀元件復(fù)合母材47切制出寬度與單個(gè)片狀元件相當(dāng)?shù)臈l狀的子復(fù)合母材48。
然后，如圖14(c)所示，在切制出的條狀的子復(fù)合母材48的既定的長(zhǎng)向側(cè)面上所露出的各電極12～15的端面上，首先鍍Ni，再在該鍍Ni表面鍍Au，從而形成鍍膜部24。
另一方面，如圖14(d)所示，在形成有多個(gè)成對(duì)的電極圖案21、22而構(gòu)成的柔性線路板母材49上，形成旨在能夠有選擇地進(jìn)行連接的絕緣圖案之后，在從絕緣圖案露出的電極圖案21、22的各部位上形成連接用的焊料25，并且，在柔性線路板母材49的延長(zhǎng)部49a上形成與成對(duì)的電極圖案21、22分別相連的外部連接用電極部21a、22a。之后，將條狀的子復(fù)合母材48與柔性線路板母材49二者的連接面位置對(duì)齊并使之緊密接觸，經(jīng)加熱處理，使得子復(fù)合母材48與柔性線路板母材49的各連接部位之間實(shí)現(xiàn)電氣連接。然后，向子復(fù)合母材48與柔性線路板母材49之間的微小間隙內(nèi)(10～數(shù)10微米的間隙)填充絕緣性粘合劑(例如，低粘度的氨基甲酸乙酯樹(shù)脂類(lèi)粘合劑)，使得子復(fù)合母材48與柔性線路板母材49之間實(shí)現(xiàn)牢固的機(jī)械連接。
其次，如圖7(e-1)、(e-2)所示，從將子復(fù)合母材48和柔性線路板母材49一體化而成的母材，通過(guò)裁切機(jī)切制出一個(gè)個(gè)的層疊式電子零件50，從而完成帶音響匹配層45和音響衰減層46的層疊式電子零件(陶瓷振蕩元件)50的制造。
之后，對(duì)經(jīng)過(guò)上述各工序制作完成的層疊式電子零件50進(jìn)行檢查，并如圖14(f)所示，僅將合格的層疊式電子零件50以既定數(shù)量縱橫進(jìn)行組合并以樹(shù)脂51使其成為一體，從而制造出用于二維陣列探頭的模塊52。繼而，對(duì)這些模塊52的各層疊式電子零件50進(jìn)行檢查。如上所述，由于一個(gè)個(gè)的層疊式電子零件50以一個(gè)側(cè)面實(shí)現(xiàn)電極的連接，而且，連接部上使用的是焊料、熱塑性涂膏、各向異性導(dǎo)電性薄片等，因此，與一般的LSI等半導(dǎo)體元件一樣，易于以元件為單位進(jìn)行不合格元件的更換和對(duì)連接不良進(jìn)行修復(fù)。
最后，只將上述模塊52的合格品多個(gè)進(jìn)行組合，從而完成二維陣列探頭的制造。本例中，所制造出的是，將由64個(gè)元件構(gòu)成的模塊52排列64片而成的、以15mm×15mm的大小排列有64×64個(gè)層疊式電子零件50的二維陣列探頭。
圖14所示的例子中，就層疊式壓電陶瓷元件(層疊式電子零件)進(jìn)行了說(shuō)明，但是毋庸置疑，作為圖12、圖13所示的、單層的壓電陶瓷元件(單層的電子零件)，也能夠以同樣的方法制造出二維陣列探頭。
此外，就音響匹配層和音響衰減層的粘貼而言，也并不特別為圖14的制造工序所限定，例如，也可以是，在將層疊式壓電陶瓷元件(層疊式電子零件)呈矩陣狀整齊排列后，在層疊式壓電陶瓷元件上粘貼固定音響匹配層和音響衰減層。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可以使用層疊型元件作為壓電陶瓷振蕩元件，并且能夠以元件為單位進(jìn)行不合格元件的更換和對(duì)連接不良進(jìn)行修復(fù)的二維陣列探頭(元件實(shí)裝結(jié)構(gòu))，而且，能夠提供一種適于實(shí)現(xiàn)這種元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)的壓電陶瓷振蕩元件(層疊式電子零件)。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如以上所說(shuō)明的，根據(jù)本發(fā)明，層疊式電子零件由具有正面電極、內(nèi)部電極和背面電極的層疊型片狀元件，以及粘貼在該片狀元件1的一個(gè)側(cè)面上的柔性線路板構(gòu)成，片狀元件的在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間通過(guò)柔性線路板的電極圖案進(jìn)行電氣連接并形成兩個(gè)電極組，作為與該兩個(gè)電極組電氣連接的兩個(gè)外部連接用電極部，使用的是柔性線路板的電極圖案的端部，因此，能夠提供一種可以使用層疊型元件作為壓電陶瓷振蕩元件，并且能夠以元件為單位進(jìn)行不合格元件的更換和對(duì)連接不良進(jìn)行修復(fù)的二維陣列探頭(元件實(shí)裝結(jié)構(gòu))，而且，能夠提供一種適于實(shí)現(xiàn)這種元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)的壓電陶瓷振蕩元件(層疊式電子零件)。
權(quán)利要求
1.一種層疊式電子零件，具有正面電極、內(nèi)部電極和背面電極，這些電極在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間彼此實(shí)現(xiàn)電氣連接而構(gòu)成兩個(gè)電極組，設(shè)有與該兩個(gè)電極組電氣連接的兩個(gè)外部連接用電極部，其特征是，在上述層疊式電子零件的一個(gè)側(cè)面，采用上述兩個(gè)電極組為電氣連接的結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的層疊式電子零件，其特征是，上述層疊式電子零件由片狀元件和粘貼在該片狀元件的一個(gè)側(cè)面上的柔性線路板構(gòu)成，通過(guò)上述柔性線路板的電極圖案，將上述片狀元件的在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間分別進(jìn)行連接，從而構(gòu)成前述兩個(gè)電極組。
3.如權(quán)利要求2所說(shuō)的層疊式電子零件，其特征是，在前述片狀元件與前述柔性線路板之間的微小間隙內(nèi)填充有絕緣性粘合劑。
4.如權(quán)利要求2所說(shuō)的層疊式電子零件，其特征是，在前述片狀元件的一個(gè)側(cè)面或該側(cè)面的延長(zhǎng)部上形成有前述兩個(gè)外部連接用電極部。
5.如權(quán)利要求4所說(shuō)的層疊式電子零件，其特征是，前述兩個(gè)外部連接用電極部是由前述柔性線路板的一對(duì)前述電極圖案的端部所形成。
6.如權(quán)利要求2所說(shuō)的層疊式電子零件，其特征是，前述片狀元件的前述各電極與前述柔性線路板的前述電極圖案之間的連接是通過(guò)厚膜導(dǎo)電涂膏或焊料或各向異性導(dǎo)電性薄片實(shí)現(xiàn)的。
7.如權(quán)利要求2所說(shuō)的層疊式電子零件，其特征是，用來(lái)阻斷前述片狀元件的在層疊方向上相鄰的電極之間連通的絕緣圖案形成于前述片狀元件或前述柔性線路板上。
8.一種層疊式電子零件的制造方法，該層疊式電子零件由具有正面電極、內(nèi)部電極和背面電極的片狀元件和粘貼在該片狀元件的一個(gè)側(cè)面上的柔性線路板構(gòu)成，上述片狀元件的在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間通過(guò)上述柔性線路板的電極圖案實(shí)現(xiàn)彼此的電氣連接而構(gòu)成兩個(gè)電極組，與該兩個(gè)電極組電氣連接的兩個(gè)外部連接用電極部由上述柔性線路板的電極圖案或者與該電極圖案相連接的導(dǎo)電部所形成，其特征是，具有從上述片狀元件的母材切制出寬度與單片片狀元件相當(dāng)?shù)臈l狀子母材的工序；在上述條狀子母材的長(zhǎng)向側(cè)面上連接固定形成有多個(gè)成對(duì)的電極圖案而成的柔性線路板母材，將上述條狀子母材的在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間通過(guò)上述柔性線路板母材的各電極圖案進(jìn)行電氣連接的工序；以及從將上述條狀子母材與上述柔性線路板母材二者做成一體的部件切制出一個(gè)個(gè)的層疊式電子零件的工序。
9.如權(quán)利要求8所說(shuō)的層疊式電子零件的制造方法，其特征是，在前述片狀元件的母材的上下粘貼有其它材料的狀態(tài)下進(jìn)行前述制造工序。
10.如權(quán)利要求8所說(shuō)的層疊式電子零件的制造方法，其特征是，以將前述條狀子母材與前述柔性線路板二者做成一體的部件狀態(tài)下，在前述條狀的子母材與前述柔性線路板之間的微小間隙內(nèi)填充絕緣性粘合劑。
11.如權(quán)利要求8所說(shuō)的層疊式電子零件的制造方法，其特征是，在自前述條狀子母材的長(zhǎng)向側(cè)面露出的前述各電極上實(shí)施輔助連接用的電鍍。
12.如權(quán)利要求8所說(shuō)的層疊式電子零件的制造方法，其特征是，在前述柔性線路板上形成有用來(lái)阻斷前述條狀子母材在層疊方向上相鄰的電極之間連通的絕緣圖案。
13.一種二維陣列狀元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)，其特征是，將如下所述的電子零件多個(gè)縱橫排列并制成一體化為二維陣列狀的模塊，所說(shuō)電子零件由至少具有正面電極和背面電極的片狀元件，以及粘貼在該片狀元件的一個(gè)側(cè)面的柔性線路板構(gòu)成，上述片狀元件的正面電極及背面電極與上述柔性線路板的相對(duì)應(yīng)的電極圖案電氣連接，與上述正面電極、背面電極電氣連接的兩個(gè)外部連接用電極部由上述柔性線路板的電極圖案或者與該電極圖案相連接的導(dǎo)電部所形成。
14.如權(quán)利要求13所說(shuō)的二維陣列狀的元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)，其特征是，前述片狀元件的前述各電極與前述柔性線路板的前述電極圖案之間的連接是通過(guò)厚膜導(dǎo)電涂膏或者焊料或者各向異性導(dǎo)電性薄片實(shí)現(xiàn)的。
15.如權(quán)利要求13的二維陣列狀的元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)，其特征是，前述片狀元件是僅設(shè)有正面電極及背面電極的單層結(jié)構(gòu)的元件，或者是設(shè)有正面電極、內(nèi)部電極和背面電極的層疊結(jié)構(gòu)的元件。
16.一種二維陣列狀的元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是，僅將權(quán)利要求1至7之一所說(shuō)的層疊式電子零件、或者以權(quán)利要求8至12之一所說(shuō)的制造方法所制造的層疊式電子零件的合格品多個(gè)縱橫排列并使之一體化，從而獲得二維陣列模塊。
全文摘要
提供一種可以使用層疊型元件作為壓電陶瓷振蕩元件,并且能夠以元件為單位進(jìn)行不合格元件的更換和對(duì)連接不良進(jìn)行修復(fù)的二維陣列探頭(元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)),此外,提供一種適于實(shí)現(xiàn)這種元件實(shí)裝結(jié)構(gòu)的壓電陶瓷振蕩元件(層疊式電子零件);為此,層疊式電子零件由具有正面電極、內(nèi)部電極和背面電極的層疊型片狀元件,以及粘貼在該片狀元件的一個(gè)側(cè)面上的柔性線路板所構(gòu)成,使得片狀元件的、在層疊方向上中間隔著一個(gè)電極的電極之間通過(guò)柔性線路板的電極圖案彼此實(shí)現(xiàn)電氣連接并形成兩個(gè)電極組,作為與該兩個(gè)電極組實(shí)現(xiàn)電氣連接的兩個(gè)外部連接用電極部,利用的是柔性線路板的電極圖案的端部。
文檔編號(hào)B06B1/06GK1331842SQ99814756
公開(kāi)日2002年1月16日 申請(qǐng)日期1999年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月29日
發(fā)明者石原昌作, 中村真人, 黑木喬, 佐野秀造, 泉美喜雄, 大澤孝也, 押木光博 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所, 株式會(huì)社日立醫(yī)療器械