JP6311344B2 - Piezoelectric vibration device - Google Patents
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
本発明は、電子機器に用いられる水晶振動子等の圧電振動デバイスに関する。 The present invention relates to a piezoelectric vibration device such as a crystal resonator used in electronic equipment.
近年、各種電子機器の動作周波数の高周波化や、パッケージの小型化(特に低背化)が進んでいる。そのため、高周波化やパッケージの小型化にともなって、圧電振動デバイスも高周波化やパッケージの小型化への対応が求められている。 In recent years, the operating frequency of various electronic devices has been increased, and the size of packages has been reduced (especially low profile). For this reason, with the increase in the frequency and the size of the package, the piezoelectric vibration device is required to cope with the increase in the frequency and the size of the package.
この種の圧電振動デバイスでは、その筐体が直方体のパッケージで構成されている。このパッケージは、ガラスなどからなる第1封止部材および第2封止部材と、水晶からなり両主面に励振電極が形成された圧電振動板とから構成され、第1封止部材と第2封止部材とが圧電振動板を介して積層して金属ろう材により接合され、パッケージの内部に配された圧電振動板の励振電極が気密封止されている(例えば、下記する特許文献1ご参照)。以下、このような圧電振動デバイスの積層形態をサンドイッチ構造という。 In this type of piezoelectric vibration device, the casing is formed of a rectangular parallelepiped package. This package includes a first sealing member and a second sealing member made of glass or the like, and a piezoelectric vibration plate made of crystal and having excitation electrodes formed on both main surfaces. The first sealing member and the second sealing member The sealing member is laminated via a piezoelectric diaphragm and joined by a metal brazing material, and the excitation electrode of the piezoelectric diaphragm disposed inside the package is hermetically sealed (for example, see Patent Document 1 below) reference). Hereinafter, such a laminated form of piezoelectric vibration devices is referred to as a sandwich structure.
ところで、このようなサンドイッチ構造の圧電振動デバイスでは、封止部と励振電極の一部が同様の配線パターンで接続されているため、金属ろう材を加熱溶融して接合する際に、封止部から励振電極への金属ろう材が流入するのを防ぐ必要がある。封止部から励振電極へ金属ろう材が流れ出すと圧電振動デバイスの電気的な特性を阻害するだけでなく、封止部の金属ろう材が不足して接合強度が低下し、気密不良が生じる原因となる。 By the way, in such a sandwich structure piezoelectric vibration device, since the sealing portion and a part of the excitation electrode are connected with the same wiring pattern, when the metal brazing material is heated and melted, the sealing portion It is necessary to prevent the metal brazing material from flowing into the excitation electrode. If the brazing metal flows out from the sealing part to the excitation electrode, not only will the electrical characteristics of the piezoelectric vibration device be disturbed, but the metal brazing material in the sealing part will be insufficient, resulting in a decrease in bonding strength, resulting in poor airtightness. It becomes.
そこで、特許文献1に示す圧電振動デバイスでは、金属膜(本発明でいう封止パターン)と励振電極とを接続する導電路(本発明でいう引出電極)に酸化金属膜などからなる遮断膜(本発明でいう金属膜)を形成することで、金属ろう材の流入を抑えたものが開示されている。 Therefore, in the piezoelectric vibration device shown in Patent Document 1, a barrier film (such as a metal oxide film) is formed on a conductive path (extraction electrode according to the present invention) that connects a metal film (sealing pattern according to the present invention) and an excitation electrode. A material in which inflow of the metal brazing material is suppressed by forming a metal film in the present invention is disclosed.
しかしながら、特許文献1に示す圧電振動デバイスであっても、金属ろう材の流入を十分に抑えるには不十分であった。特に、金属ろう材として錫を含有したものを使用した場合、何らかの電極材料が存在する導電路上部に遮断膜を形成しても、励振電極へ錫が拡散することを抑えることは困難であった。このような錫の拡散現象により励振電極が浸食されると、いわゆるCI値と呼ばれる共振抵抗値などが劣化して、圧電振動デバイスとしての電気的特性の悪化を招いているのが現状である。特に、小型化された圧電振動デバイスでは、励振電極が小さく、このような錫の拡散による影響も甚大なものとなるため、致命的な欠陥に繋がることがあった。また、圧電振動デバイスに金属ろう材を形成する際、電解めっきによる手法では封止部と励振部電極が電気的に接続されるため、封止部だけに金属ろう材を形成することはできない。印刷・無電解めっきによる手法では小型のものや発振器等の接続端子が多く電極パターンが複雑なものに対しては、難易度が高くコスト高になるという問題があった。 However, even the piezoelectric vibration device disclosed in Patent Document 1 is insufficient to sufficiently suppress the inflow of the metal brazing material. In particular, when a metal brazing material containing tin is used, it is difficult to suppress the diffusion of tin to the excitation electrode even if a blocking film is formed on the upper part of the conductive path where some electrode material exists. . When the excitation electrode is eroded by such a tin diffusion phenomenon, the so-called CI resistance value is deteriorated, and the electrical characteristics of the piezoelectric vibration device are deteriorated. In particular, in a miniaturized piezoelectric vibration device, the excitation electrode is small, and the influence of such diffusion of tin is also great, which may lead to a fatal defect. Further, when forming the metal brazing material on the piezoelectric vibrating device, the electrolytic brazing method electrically connects the sealing portion and the excitation portion electrode, and therefore the metal brazing material cannot be formed only on the sealing portion. The printing / electroless plating technique has a problem in that it is difficult and costly for a small-sized one and a large number of connection terminals such as an oscillator and a complicated electrode pattern.
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、サンドイッチ構造の圧電振動デバイスにおいて、気密封止を保ちながら、励振電極への金属ろう材の流出を抑制するより信頼性の高い小型化に対応した安価な圧電振動デバイスを提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention supports a more reliable miniaturization of a piezoelectric vibration device having a sandwich structure, which suppresses the outflow of the metal brazing material to the excitation electrode while maintaining hermetic sealing. An object of the present invention is to provide an inexpensive piezoelectric vibration device.
本発明では、上記目的を達成するために、振動部と当該振動部の周囲に封止部が一体形成した圧電振動板と、前記圧電振動板の両主面の封止部と金属ろう材を介して接合し気密封止する板状の一対の封止部材とからなる圧電振動デバイスであって、前記圧電振動板の各主面には、前記振動部に励振電極と、前記封止部に封止パターンと、前記励振電極を前記封止パターンに引き出す引出電極とが形成され、前記封止パターンのうち前記引出電極に近接する部分では、前記封止パターンの一部が当該封止パターンから離隔した浮島パターンを形成し、前記封止部の内側にて前記浮島パターンと前記引出電極の間には分断部が形成され、当該分断部の上部には、前記金属ろう材とのぬれ性が低い金属膜により、前記浮島パターンと前記引出電極とを接続しており、前記各封止部材には、前記圧電振動板の封止パターンと接合するための封止側封止パターンが形成され、前記各封止部材の封止側封止パターンと、前記圧電振動板の各主面の封止パターンおよび浮島パターンとを金属ろう材で接合し、前記各励振電極を前記各封止側封止パターンあるいは前記各封止パターンを介して外部へ各々導出する接続経路の一部を構成したことを特徴とする。 In the present invention, in order to achieve the above object, a vibration part, a piezoelectric vibration plate in which a sealing part is integrally formed around the vibration part, a sealing part on both main surfaces of the piezoelectric vibration plate, and a metal brazing material are provided. A piezoelectric vibration device comprising a pair of plate-shaped sealing members that are joined and hermetically sealed via each other, each main surface of the piezoelectric vibration plate being provided with an excitation electrode on the vibration portion and on the sealing portion. A sealing pattern and an extraction electrode that draws the excitation electrode into the sealing pattern are formed, and in a portion of the sealing pattern that is close to the extraction electrode, a part of the sealing pattern is separated from the sealing pattern. A separated floating island pattern is formed, and a dividing portion is formed between the floating island pattern and the extraction electrode inside the sealing portion, and the upper portion of the dividing portion has wettability with the metal brazing material. With a low metal film, the floating island pattern and the extraction electrode Each sealing member is formed with a sealing-side sealing pattern for joining with the sealing pattern of the piezoelectric diaphragm, and the sealing-side sealing pattern of each sealing member; The sealing pattern and floating island pattern of each main surface of the piezoelectric diaphragm are joined with a metal brazing material, and the excitation electrodes are led out to the outside through the sealing side sealing patterns or the sealing patterns, respectively. A part of the connection path is configured.
上記構成により、圧電振動板の両主面の各励振電極の引出電極から各封止パターンまでの接続経路には、電極が形成されない分断部の上部の金属ろう材とのぬれ性が低い金属膜と、封止パターンから離隔した浮島パターンとが各々介在している。このため、封止パターンと浮島パターンの間では、圧電振動板の封止パターンから直接溶融した金属ろう材が流れ出すことができず、対面する封止部の封止側封止パターンを介することでのみ溶融した金属ろう材が流れ出すことができる。従って、溶融した金属ろう材の流れ出しを遅延させながら抑制することができ、その流れ出し量も浮島パターンに直接接触した金属ろう材のみとすることができるので、全体としての流れ出し量を減らすことができる。つまり、金属ろう材の接合が完了するまでに、封止パターンから浮島パターンへ流れ出そうとする金属ろう材の流れ出しを抑制しながら、その流れ出しの絶対量を減らすことができる。 With the above configuration, the metal film having low wettability with the metal brazing material on the upper part of the dividing portion where no electrode is formed in the connection path from the extraction electrode of each excitation electrode to each sealing pattern on both main surfaces of the piezoelectric diaphragm And floating island patterns spaced apart from the sealing pattern are interposed. For this reason, between the sealing pattern and the floating island pattern, the molten metal brazing material cannot directly flow out from the sealing pattern of the piezoelectric diaphragm, and the sealing side sealing pattern of the facing sealing portion is interposed. Only molten metal brazing material can flow out. Accordingly, the flow of molten metal brazing material can be suppressed while being delayed, and the amount of flow can be limited to only the metal brazing material that is in direct contact with the floating island pattern, so that the overall flow amount can be reduced. . That is, it is possible to reduce the absolute amount of flowing out while suppressing the flowing out of the metallic brazing material from the sealing pattern to the floating island pattern before the joining of the metallic brazing material is completed.
また、前述のように、金属ろう材の流れ出しの絶対量が少ない状態で、浮島パターンから流れ出した金属ろう材は、さらに金属ろう材とのぬれ性が低い金属膜により確実にせき止めることができる。具体的には、分断部により電極が形成されず、その上部の金属ろう材とのぬれ性が低い金属膜以外には接続経路が存在しないため、励振電極の引出電極の方へ金属ろう材が流れ出すことがなくなるだけでなく、金属ろう材の成分が励振電極の引出電極の方へ拡散することも一切なくなる。 In addition, as described above, the metal brazing material that has flowed out of the floating island pattern in a state where the absolute amount of the metal brazing material flowing out can be reliably damped by the metal film having low wettability with the metal brazing material. Specifically, since no electrode is formed by the dividing portion and there is no connection path other than the metal film having low wettability with the metal brazing material on the upper part, the metal brazing material is directed toward the extraction electrode of the excitation electrode. Not only will it not flow out, but the components of the metal brazing material will not diffuse at all toward the extraction electrode of the excitation electrode.
以上のように、封止パターンと浮島パターン、および金属ろう材とのぬれ性の低い金属膜の各構成要素を組み合わせることで、従来に比較して飛躍的に金属ろう材の流れ出しとその成分の拡散を抑制するのに有効な構成とすることができる。 As described above, by combining the constituent elements of the sealing film, the floating island pattern, and the metal film having low wettability with the metal brazing material, the flow of the metal brazing material and its components It can be set as the structure effective in suppressing spreading | diffusion.
また、最終的に金属ろう材で接合された後は、各封止部材の封止側封止パターンもしくは圧電振動板の両主面の封止パターンを活用して、圧電振動板の各励振電極を各々の外部端子へ導出する接続経路の一部が、小型化に対応した省スペースな状態で有効的に形成することができる。 In addition, after finally joining with the metal brazing material, each excitation electrode of the piezoelectric diaphragm is utilized by utilizing the sealing side sealing pattern of each sealing member or the sealing pattern of both main surfaces of the piezoelectric diaphragm. Can be effectively formed in a space-saving state corresponding to downsizing.
また、金属ろう材が、錫を含有する合金であってもよい。この構成では、上述の作用効果に加えて、低融点の金属ろう材が構成できるため、圧電振動デバイスに対して熱的な悪影響を極力抑えることができるとともに、金属ろう材の錫成分が励振電極に拡散することがなくなる。 The metal brazing material may be an alloy containing tin. In this configuration, in addition to the above-described effects, a low-melting-point metal brazing material can be configured, so that thermal adverse effects on the piezoelectric vibration device can be suppressed as much as possible, and the tin component of the metal brazing material can be used as the excitation electrode. Will not spread.
また、圧電振動板の封止部の最上層に錫を含有する合金膜を電解めっきにより形成してもよい。この構成では、上述の作用効果に加え、封止パターンから離隔した浮島パターンが存在しているので、錫を含有する合金膜を電解めっきにより安価で小型化され複雑化された電極パターンであっても容易に圧電振動板の封止パターンだけに金属ろう材を形成することができる。加えて、励振電極に上記合金膜が形成されて電気的特性に悪影響を与えることも一切ない。また、圧電振動板の両主面に形成された封止パターンだけに上記合金膜を電解めっき形成することで、一度のめっき加工だけで封止用の上記合金膜が一括で形成することができる。 Further, an alloy film containing tin may be formed on the uppermost layer of the sealing portion of the piezoelectric diaphragm by electrolytic plating. In this configuration, since there is a floating island pattern separated from the sealing pattern in addition to the above-described effects, the electrode pattern is an inexpensive and miniaturized and complicated electrode pattern by electrolytic plating of a tin-containing alloy film. In addition, the metal brazing material can be easily formed only on the sealing pattern of the piezoelectric diaphragm. In addition, the alloy film is formed on the excitation electrode, and the electrical characteristics are not adversely affected. Also, by forming the alloy film only on the sealing pattern formed on both main surfaces of the piezoelectric diaphragm, the alloy film for sealing can be formed at once by only one plating process. .
サンドイッチ構造の圧電振動デバイスにおいて、気密封止を保ちながら、励振電極への金属ろう材の流出を抑制するより信頼性の高い小型化に対応した安価な圧電振動デバイスを提供することができる。 In the piezoelectric vibration device having a sandwich structure, it is possible to provide an inexpensive piezoelectric vibration device corresponding to a more reliable miniaturization that suppresses the outflow of the metal brazing material to the excitation electrode while maintaining hermetic sealing.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態では、圧電振動を行う圧電振動デバイスとして表面実装型水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment described below, a case is shown in which the present invention is applied to a surface-mounted crystal resonator as a piezoelectric vibration device that performs piezoelectric vibration.
本実施の形態にかかる水晶振動子101では、図1に示すように、水晶振動板2(本発明でいう圧電振動板)と、水晶振動板2の第1励振電極221(図4参照)を覆い、水晶振動板2の一主面211に形成された第1励振電極221を気密封止する第1封止部材3と、この水晶振動板2の他主面212に、水晶振動板2の第2励振電極222(図5参照)を覆い、第1励振電極221と対になって形成された第2励振電極222を気密封止する第2封止部材4が設けられている。
In the
この水晶振動子101では、水晶振動板2と第1封止部材3とが接合され、水晶振動板2と第2封止部材4とが接合されてサンドイッチ構造のパッケージ12が構成される。そして、水晶振動板2を介して第1封止部材3と第2封止部材4とが接合されることで、パッケージ12の内部空間13が形成され、このパッケージ12の内部空間13に、水晶振動板2の両主面211,212に形成された第1励振電極221および第2励振電極222を含む振動部23が気密封止されている。なお、内部空間13は、図1に示すようにパッケージ12の平面視一端側(平面視左側)に偏って位置する。
In the
本実施の形態にかかる水晶振動子101は、1.0×0.8mmのパッケージサイズであり、小型化と低背化とを図ったものである。また、小型化に伴い、本パッケージ12では、キャスタレーションを形成せずに、貫通孔(第1貫通孔261,第2貫通孔441,第3貫通孔442参照)を用いて電極の導通を図っている。
The
次に、上記した水晶振動子101の各構成について図1〜8を用いて説明する。なお、ここでは、水晶振動板2と第1封止部材3と第2封止部材4が接合されていない夫々単体として構成されている各部材について説明を行う。
Next, each configuration of the above-described
水晶振動板2は、図4,5に示すように、圧電材料である水晶からなる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、水晶振動板2の両主面211,212(一主面211,他主面212)に一対の(対となる)励振電極(第1励振電極221,第2励振電極222)が形成されている。そして、両主面211,212には、一対の第1励振電極221,第2励振電極222を囲うように2つの切り欠き部24(貫通形状)が形成されて振動部23が構成されている。
In addition, a pair of (paired) excitation electrodes (a first excitation electrode 221 and a second excitation electrode 222) are formed on both main surfaces 211 and 212 (one main surface 211 and another main surface 212) of the
この水晶振動板2では、両主面211,212の振動部23に沿った外方に、振動部23を囲むように第1封止部材3と第2封止部材4とを接合するための振動側封止部25(枠部)が枠部26の上部にそれぞれ設けられている。振動側封止部25は、図4,5に示すように両主面211,212の平面視左側に偏って位置する。
In this
切り欠き部24は、平面視凹形状体241(1つの平面視長方形の両端から2つの長方形夫々が、長方形の長手方向に対して直角方向に延出して成形された3つの平面視長方形からなる平面視体)と、平面視長方形状体242とからなり、平面視凹形状体241と平面視長方形状体242との間が、前記振動部23と振動側封止部25が形成される枠部26とを連結するブリッジ部271,272となっている。
The cutout 24 includes a
水晶振動板2の一主面211の枠部26のうち振動側封止部25には、第1封止部材3に接合するための振動側第1接合パターン251(第1封止パターン)が形成され、水晶振動板2の他主面212の枠部26のうち振動側封止部25には、第2封止部材4に接合するための振動側第2接合パターン252(第2封止パターン)が形成される。
A vibration side first bonding pattern 251 (first sealing pattern) for bonding to the first sealing member 3 is provided in the vibration side sealing portion 25 of the
内部空間13は、振動側第1接合パターン251および振動側第2接合パターン252の内方(内側)に形成されることになる。
The internal space 13 is formed inside (inside) the vibration side
これらの電極パターンに関して、第1励振電極221からブリッジ部271に近接する位置に引き出された第1引出電極223と、振動側第1接合パターン251のうち前記ブリッジ部271に近接する部分(振動子側接合パターン251のうち第1引出電極223と近接する部分)では、振動側第1接合パターン251の一部の幅が狭い第1幅狭部2513が形成され、第1幅狭部2513に隣接して振動側第1接合パターン251の一部が当該振動側第1接合パターン251から離隔しブリッジ部271の方へ突出した第1浮島パターン253とが形成される。ブリッジ部271の位置では、第1引出電極223と第1浮島パターン253の間に第1分断部255が形成されており、当該第1分断部255の上部には、第1浮島パターン253の上端部の一部と第1引出電極223の上端部の一部とを接続するとともに、後述する金属ろう材からなる封止材11とのぬれ性が低い第1金属膜257が形成されている。なお、金属ろう材の最終的な流れ防止部分である第1浮島パターン253と第1分断部255と第1金属膜257については、ブリッジ部271のうち枠部26寄りの位置か、枠部26の位置のみに形成することが望ましい。この様に構成することで、流れ出した金属ろう材による振動部23への悪影響がより一層軽減される。
With respect to these electrode patterns, the
また、第2励振電極222から前記ブリッジ部272に近接する位置に引き出された第2引出電極224と、振動側第2接合パターン252のうちブリッジ部272に近接する部分(振動子側接合パターン252のうち第2引出電極224と近接する部分)では、振動側第2接合パターン252の一部の幅が狭い第2幅狭部2523が形成され、第2幅狭部2523に隣接して振動側第2接合パターン252の一部が当該振動側第2接合パターン252から離隔しブリッジ部272の方へ突出した第2浮島パターン254とが形成される。ブリッジ部272の位置では、第2引出電極224と第2浮島パターン254の間に第2分断部256が形成されており、当該第2分断部256の上部には、第2浮島パターン254の上端部の一部と第2引出電極224の上端部の一部とを接続するとともに、後述する金属ろう材からなる封止材11とのぬれ性が低い第2金属膜258が形成されている。なお、金属ろう材の最終的な流れ防止部分である第2浮島パターン254と第2分断部256と第2金属膜258については、ブリッジ部272のうち枠部26寄りの位置か、枠部26の位置のみに形成することが望ましい。この様に構成することで、流れ出した金属ろう材による振動部23への悪影響がより一層軽減される。
In addition, the
以上の電極パターン構成により、水晶振動板2の一主面211の振動側第1接合パターン251と第1励振電極221とは、第1幅狭部2513と第1浮島パターン253との間の第1ギャップ部分2514以外の箇所で、第1浮島パターン253と第1金属膜257と引出電極223からなる導通経路が形成され、水晶振動板2の他主面212の振動側第2接合パターン252と第2励振電極222とは、第2幅狭部2523と第2浮島パターン254との間の第2ギャップ部分2524以外の箇所で、第2浮島パターン254と第2金属膜258と引出電極224からなる導通経路が形成される。
With the electrode pattern configuration described above, the vibration-side
なお、第1ギャップ部分2514における導通遮断部分は、水晶振動板2の振動側第1接合パターン251と第1浮島パターン253と後述する第1封止部材3の封止側第1接合パターン321とを後述する金属ろう材からなる接合材11を介して接合し、水晶振動板2と第1封止部材3とを貼り合わせて封止することで、振動子側第1接合パターン251と封止側第1接合パターン321を介して導通される。第2ギャップ部分2524における導通遮断部分は、水晶振動板2の振動側第2接合パターン252と第2浮島パターン254と後述する第2封止部材4の封止側第2接合パターン421とを後述する接合材11を介して接合し、水晶振動板2と第2封止部材4とを貼り合わせて封止することで、振動子側第2接合パターン252と封止側第2接合パターン421を介して導通される。以上により、第1励振電極221から振動側第1接合パターン251までの導通経路および第2励振電極222から振動側第2接合パターン252までの導通経路が確保される。最終的には、振動側第1接合パターン251および振動側第2接合パターン252は、第2封止部材4の圧電振動板とは面しない他主面側412に形成された外部回路基板と接合される外部電極端子(一外部電極端子431,他外部電極端子432)に電気的に接続されている。
In addition, the conduction | electrical_connection interruption | blocking part in the 1st gap part 2514 is the vibration side
振動側第1接合パターン251は、一主面211上に物理的気相成長させて形成された下地PVD膜2511と、下地PVD膜2511上に物理的気相成長させて積層形成された電極PVD膜2512とからなり、同様に、振動側第2接合パターン252は、他主面212上に物理的気相成長させて形成された下地PVD膜2521と、下地PVD膜2521上に物理的気相成長させて積層形成された電極PVD膜2522とからなる。つまり、振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252とは、同一構成からなり、複数の層が両主面211,212の振動側封止部25上に積層して構成され、その最下層側からCr層とAu層とが蒸着形成されている。このように、振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252とでは、下地PVD膜2511,2521が単一の材料(Cr)からなり、電極PVD膜2512,2522が単一の材料(Au)からなり、下地PVD膜2511,2521よりも電極PVD膜2512,2522の方が厚い。
The vibration-side
また、水晶振動板2の一主面211に形成された第1励振電極221、第1引出電極223、第1浮島パターン253、振動側第1接合パターン251は同一厚みを有し、第1励振電極221、第1引出電極223、第1浮島パターン253、振動側第1接合パターン251との表面(主面)が同一金属の振動子用第1PVD膜群からなる。水晶振動板2の他主面212に形成された第2励振電極222、第2引出電極224、第2浮島パターン254、振動側第2接合パターン252とは同一厚みを有し、第2励振電極222、第2引出電極224、第2浮島パターン254、振動側第2接合パターン252との表面(主面)が同一金属の振動子用第2PVD膜群からなる。
In addition, the first excitation electrode 221, the
また、水晶振動板2の一主面211に形成された第1金属膜257と他主面212に形成された第2金属膜258とは、後述する金錫ろう材からなる封止材11とのぬれ性が低い単一の材料(Cr単層)のみからなるPVD膜で構成されており、上記振動子用第1PVD膜群と振動子用第2PVD膜群の形成後、その一部のパターンや電極の上部に重畳させて形成している。
In addition, the first metal film 257 formed on one main surface 211 of the
また、振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252は、非Snパターンである。
The vibration side
また、水晶振動板2には、図4,5に示すように、第1貫通孔261が形成され、第1貫通孔261を介して、第1励振電極221に繋がった振動側第1接合パターン251が他主面212側に引き出されている。第1貫通孔261は、内部空間13の外方に配され、図4に示すように両主面211,212の平面視他端側(平面視右側)に偏って位置し、第1貫通孔261は内部空間13の内方に形成されない。ここでいう内部空間13の内方とは、接合材11上を含まずに厳密に接合材11の内周面の内側のことをいう。
In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, a first through
第1封止部材3には、曲げ剛性(断面二次モーメント×ヤング率)が1000[N・mm2]以下の材料が用いられている。具体的には、第1封止部材3は、図2,3に示すように、1枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第1封止部材3の他主面312(水晶振動板2に接合する面)は平坦平滑面として成形されている。
The first sealing member 3 is made of a material having a bending rigidity (secondary moment of section × Young's modulus) of 1000 [N · mm 2 ] or less. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the first sealing member 3 is a rectangular parallelepiped substrate formed from a single glass wafer, and the other main surface 312 ( The surface to be bonded to the
この第1封止部材3の他主面312には、水晶振動板2に接合するための封止側第1封止部32が設けられている。封止側第1封止部32は、図3に示すように第1封止部材3の他主面312の平面視左側に偏って位置する。
The other
第1封止部材3の封止側第1封止部32に、水晶振動板2に接合するための封止側第1接合パターン321が形成されている。封止側第1接合パターン321は、第1封止部材3の封止側第1封止部32上の全ての位置において同一幅とされる。
A sealing-side first bonding pattern 321 for bonding to the
この封止側第1接合パターン321は、第1封止部材3上に物理的気相成長させて形成された下地PVD膜3211と、下地PVD膜3211上に物理的気相成長させて積層形成された電極PVD膜3212とからなる。なお、本実施の形態では、下地PVD膜3211には、Cr用いられ、電極PVD膜3212にはAuが用いられている。また、封止側第1接合パターン321は、非Snパターンである。具体的には、封止側第1接合パターン321は、複数の層が他主面312の封止側第1封止部32上に積層して構成され、その最下層側からCr層とAu層とが蒸着形成されている。
The sealing-side first bonding pattern 321 is formed by stacking a base PVD film 3211 formed by physical vapor deposition on the first sealing member 3 and a physical vapor deposition on the base PVD film 3211. Electrode PVD film 3212 formed. In this embodiment mode, Cr is used for the base PVD film 3211 and Au is used for the electrode PVD film 3212. Moreover, the sealing side 1st joining pattern 321 is a non-Sn pattern. Specifically, the sealing-side first bonding pattern 321 is configured by laminating a plurality of layers on the sealing-side first sealing
第2封止部材4には、曲げ剛性(断面二次モーメント×ヤング率)が1000[N・mm2]以下の材料が用いられている。具体的には、第2封止部材4は、図6に示すように、1枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第2封止部材4の一主面411(水晶振動板2に接合する面)は平坦平滑面として成形されている。
この第2封止部材4の一主面411には、水晶振動板2に接合するための封止側第2封止部42が設けられている。封止側第2封止部42は、図6に示すように第2封止部材4の一主面411の平面視左側に偏って位置する。
For the
The main surface 411 of the
また、第2封止部材4の他主面412(水晶振動板2に面しない外方の主面)には、外部に電気的に接続する一対の外部電極端子(一外部電極端子431,他外部電極端子432)が設けられている。一外部電極端子431は、振動側第1接合パターン251を介して第1励振電極221に電気的に直接接続され、他外部電極端子432は、振動側第2接合パターン252を介して第2励振電極222に電気的に直接接続される。一外部電極端子431,他外部電極端子432は、図7に示すように第2封止部材4の他主面412の平面視長手方向両端にそれぞれ位置する。これら一対の外部電極端子(一外部電極端子431,他外部電極端子432)は、他主面412上に物理的気相成長させて形成された下地PVD膜4311,4321と、下地PVD膜4311,4321上に物理的気相成長させて積層形成された電極PVD膜4312,4322とからなる。また、上記の振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252と封止側第1接合パターン321と封止側第2接合パターン421との各下地PVD膜2511,2521,3211,4211の厚みに対して、外部電極端子(一外部電極端子431,他外部電極端子432)の下地PVD膜4311,4321の厚みが厚い。また、一外部電極端子431および他外部電極端子432は、第2封止部材4の他主面412のうち1/3以上の領域をそれぞれ占めている。
In addition, a pair of external electrode terminals (one
また、第2封止部材4の封止側第2封止部42に、水晶振動板2に接合するための封止側第2接合パターン421が形成されている。封止側第2接合パターン421は、第2封止部材4の封止側第2封止部42上の全ての位置において同一幅とされる。
In addition, a sealing-side second bonding pattern 421 for bonding to the
この封止側第2接合パターン421は、第2封止部材4上に物理的気相成長させて形成された下地PVD膜4211と、下地PVD膜4211上に物理的気相成長させて積層形成された電極PVD膜4212とからなる。なお、本実施の形態では、下地PVD膜4211には、Crが用いられ、電極PVD膜4212にはAuが用いられている。また、封止側第2接合パターン421は、非Snパターンである。具体的には、封止側第2接合パターン421は、複数の層が他主面412の封止側第2封止部42上に積層して構成され、その最下層側からCr層とAu層とが物理的気相成長法(蒸着やスパッタリング等)により形成されている。
The sealing-side second bonding pattern 421 is formed by stacking a base PVD film 4211 formed by physical vapor deposition on the
また、第2封止部材4には、図1,6,7に示すように、2つの貫通孔(第2貫通孔441と第3貫通孔442)が形成されている。第2貫通孔441および第3貫通孔442は、内部空間13の外方に配され、図6,7に示すように第2貫通孔441は両主面(一主面411,他主面412)の平面視右側に偏って位置し、第3貫通孔442は、平面視左上側に位置し、第2貫通孔441および第3貫通孔442は、内部空間13の内方に形成されない。ここでいう内部空間13の内方とは、接合材11上を含まずに厳密に接合材11の内周面の内側のことをいう。そして、水晶振動板2の第1貫通孔261と第2貫通孔441を介して、水晶振動板2の第1励振電極221に繋がった振動側第1接合パターン251と他外部電極端子432とが導通される。第2貫通孔441および封止側第2接合パターン421を介して、水晶振動板2の第2励振電極222に繋がった振動側第2接合パターン252が、他外部電極端子432に導通される。
The
上記構成からなる水晶振動子101では、金錫などの金属ろう材からなる接合材11を用い、水晶振動板2と第1封止部材3とが振動側第1接合パターン251および封止側第1接合パターン321を重ね合わせた状態で接合され、水晶振動板2と第2封止部材4とが振動側第2接合パターン252および封止側第2接合パターン421を重ね合わせた状態で接合されて、図1に示すサンドイッチ構造のパッケージ12が製造される。
In the
なお、上述の金錫などの金属ろう材からなる接合材11については、図4,図5に示すように、水晶振動板2の振動子側封止パターン251,252(封止部)の最上層に対して、金錫合金膜Mを電解めっきすることにより予め形成している。この構成では、振動側第1接合パターン251から離隔した第1浮島パターン253、振動側第2接合パターン252から離隔した第2浮島パターン254が両主面でそれぞれ存在しているので、電解めっきによる手法で金錫合金膜を形成しても、振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252だけに金錫合金膜(金属ろう材)を形成することができ、第1励振電極221と第2励振電極222に金錫合金膜が形成されて電気的特性に悪影響を与えることも一切ない。また、水晶振動板2の両主面の振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252だけに金錫合金膜を電解めっき形成することで、一度のめっき加工だけで封止用の上記金錫合金膜が一括で形成することができる。但し、本実施形態に限らず、第1封止部材3の封止側第1接合パターン321と第2封止部材4の封止側第2接合パターン421のみ、あるいは水晶振動板2の振動子側封止パターン251,252(封止部)と組み合わせて、それらの最上層に対して、金錫合金膜を電解めっきしてもよい。
For the bonding material 11 made of the above-mentioned metal brazing material such as gold tin, as shown in FIGS. 4 and 5, the most of the vibrator
本実施の形態により、水晶振動板2の両主面(一主面211,他主面212)の各励振電極の引出電極(第1引出電極223と第2引出電極224)から各封止パターン(振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252)までの接続経路には、電極が形成されない各分断部(第1分断部255と第2分断部256)の上部の金錫ろう材(封止材11)とのぬれ性が低いCr単層の金属膜(第1金属膜257と第2金属膜258)と、浮島パターン(第1浮島パターン253と第2浮島パターン254)とが各々介在している。
According to the present embodiment, each sealing pattern is formed from the extraction electrodes (the
このため、前記各封止パターンと前記各浮島パターンの間では、水晶振動板の前記各封止パターンから直接溶融した金錫ろう材(封止材11)が流れ出すことができず、対面する封止部材(第1封止部材3と第2封止部材4)の封止側封止パターン(封止側第1接合パターン321と封止側第2接合パターン421)を介することでのみ溶融した金錫ろう材(封止材11)が流れ出すことができる。 For this reason, between the sealing patterns and the floating island patterns, the gold-tin brazing material (sealing material 11) that has directly melted from the sealing patterns of the quartz crystal diaphragm cannot flow out, and the sealing facing each other. It melted only through the sealing-side sealing patterns (sealing-side first bonding pattern 321 and sealing-side second bonding pattern 421) of the stopper members (first sealing member 3 and second sealing member 4). A gold-tin brazing material (sealing material 11) can flow out.
従って、溶融した金錫ろう材(封止材11)の流れ出しを遅延させながらその流れ出し抑制することができ、その流れ出し量も浮島パターン(第1浮島パターン253と第2浮島パターン254)に直接接触した金錫ろう材(封止材11)のみとすることができるので、全体としての流れ出し量を減らすことができる。つまり、金錫ろう材(封止材11)の接合が完了するまでに、各封止パターン(振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252)から浮島パターン(第1浮島パターン253と第2浮島パターン254)へ流れ出そうとする金錫ろう材(封止材11)の流れ出しを抑制しながら、その流れ出しの絶対量を減らすことができる。
Accordingly, the flow of molten gold-tin brazing material (encapsulant 11) can be suppressed while being delayed, and the amount of flow is also in direct contact with the floating island patterns (first floating
また、前述のように、金錫ろう材(封止材11)の流れ出しの絶対量が少ない状態で、浮島パターン(第1浮島パターン253と第2浮島パターン254)から流れ出した金錫ろう材(封止材11)は、さらに金錫ろう材(封止材11)とのぬれ性が低いCr単層の金属膜(第1金属膜257と第2金属膜258)により確実にせき止めることができる。具体的には、各分断部(第1分断部255と第2分断部256)により電極が形成されず、その上部の金錫ろう材(封止材11)とのぬれ性が低いCr単層の金属膜(第1金属膜257と第2金属膜258)以外には接続経路が存在しないため、励振電極の引出電極(第1引出電極223と第2引出電極224)の方へ金錫ろう材(封止材11)が流れ出すことがなくなるだけでなく、金錫ろう材(封止材11)の錫成分が励振電極の引出電極(第1引出電極223と第2引出電極224)の方へ拡散することも一切なくなる。
Further, as described above, the gold-tin brazing material (the first floating
以上のように、各封止パターン(振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252)と浮島パターン(第1浮島パターン253と第2浮島パターン254)、および金錫ろう材(封止材11)とのぬれ性が低いCr単層の金属膜(第1金属膜257と第2金属膜258)の各構成要素を組み合わせることで、従来に比較して飛躍的に金錫ろう材(封止材11)の流れ出しとその錫成分の拡散を抑制するのに有効な構成とすることができる。
As described above, each sealing pattern (vibration side first joining
また、最終的に金錫ろう材(封止材11)で接合された後は、各封止部材(第1封止部材3と第2封止部材4)の封止側封止パターン(封止側第1接合パターン321と封止側第2接合パターン421)もしくは水晶振動板2の両主面の各封止パターン(振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252)を活用して、水晶振動板2の各励振電極(第1励振電極221と第2励振電極222)を各々の外部電極端子(一外部電極端子431,他外部電極端子432)へ導出する接続経路の一部が、小型化に対応した省スペースな状態で有効的に形成することができる。
Moreover, after finally joining with the gold tin brazing material (sealing material 11), the sealing side sealing pattern (sealing) of each sealing member (the first sealing member 3 and the second sealing member 4). Stop side first bonding pattern 321 and sealing side second bonding pattern 421) or sealing patterns (vibration side
また、製造工程において、金錫ろう材(封止材11)の加熱溶融接合を行う前までは、第1引出電極223,第2引出電極224と、振動側第1接合パターン251,振動側第2接合パターン252とが電気接続されないことになる。その結果、振動検査を行う検査工程において励振電極(第1励振電極221、第2励振電極222)のみを対象とした様々な検査を行うことができ、振動検査の自由度が増す。
Further, in the manufacturing process, the
また、ここで製造されたパッケージ12では、図1〜7に示すように、内部空間13が平面視左側に偏って位置する。また、第1封止部材3に形成された封止側第1接合パターン321と、第2封止部材4に形成された封止側第2接合パターン421とは、平面視において重畳しない。具体的には、封止側第1接合パターン321内における平面視領域が、封止側第2接合パターン421内における平面視領域より広い。なお、本実施の形態では、封止側第1接合パターン321内における平面視領域が、封止側第2接合パターン421内における平面視領域より広いが、これに限定されるものでなく、封止側第2接合パターン421内における平面視領域が、封止側第1接合パターン321内における平面視領域より広くてもよい。しかしながら、第2封止部材に、一外部電極端子431,他外部電極端子432を形成しているため、封止側第1接合パターン321内における平面視領域が、封止側第2接合パターン421内における平面視領域より広く、配線パターンの引き回し(導通経路の確保)が容易になり、さらに配線パターンの引き回し領域(導通確保領域)を多くとることが可能となる。
Moreover, in the
また、水晶振動板2に形成された振動側第1接合パターン251および振動側第2接合パターン252に比べて、第1封止部材3に形成された封止側第1接合パターン321、および第2封止部材4に形成された封止側第2接合パターン421は、幅が広い。
In addition, compared with the vibration-side
また、第2封止部材4において内部空間13の外方に配された貫通孔(第2貫通孔441,第3貫通孔442)が形成されるので、第2貫通孔441,第3貫通孔442の影響が内部空間13に及ぶことなく、第2貫通孔441,第3貫通孔442が内部空間13の内方に配された構成に比べて、第2貫通孔441,第3貫通孔442が原因となる気密不良を避けることができる。
Moreover, since the through-hole (2nd through-
また、本実施の形態と異なり、貫通孔を内部空間内に配置した場合、内部空間の気密を確保する必要があり、内部空間内の貫通孔を金属等により埋める工程が必要となる。これに対して、本実施の形態によれば、貫通孔(第2貫通孔441,第3貫通孔442)が内部空間13の外方に形成されるので、振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252と封止側第1接合パターン321と封止側第2接合パターン421とのパターン形成と同じ工程で配線パターンの引き回しができ、製造コストを抑えることができる。
Further, unlike the present embodiment, when the through hole is arranged in the internal space, it is necessary to ensure the airtightness of the internal space, and a process of filling the through hole in the internal space with a metal or the like is required. On the other hand, according to the present embodiment, since the through holes (second through
また、内部空間13は、平面視一端側(本実施の形態では平面視左側)に偏って位置するので、平面視他端側(本実施の形態では平面視右側)に貫通孔(第2貫通孔441)や電極パターンを形成し易くなり、内部空間13に配された第1励振電極221および第2励振電極222に影響が及ぶ電極パターンの形成を容易にすることができる。さらに、内部空間13の気密封止に影響が及ぶ貫通孔(第2貫通孔441,第3貫通孔442)の配置を容易にすることもできる。
Moreover, since the internal space 13 is located biased to one end side in plan view (left side in plan view), a through hole (second through hole) is formed on the other end side in plan view (right side in plan view). The hole 441) and the electrode pattern can be easily formed, and the electrode pattern that affects the first excitation electrode 221 and the second excitation electrode 222 disposed in the internal space 13 can be easily formed. Furthermore, the arrangement of through holes (second through
また、第1封止部材3に、全ての位置において同一幅とされた封止側第1接合パターン321が形成され、第2封止部材4に、全ての位置において同一幅とされた封止側第2接合パターン421が形成され、第2封止部材4に、内部空間13の外方に配された貫通孔(第2貫通孔441,第3貫通孔442)が形成されるので、パターンの幅が異なることによってパターンの幅の広い方に接合材11が流れるのを抑制することができ、その結果、水晶振動板2への第1封止部材3および第2封止部材4の接合状態を安定させることができる。さらに、第2封止部材4において内部空間13の外方に配された貫通孔(第2貫通孔441,第3貫通孔442)が形成されるので、貫通孔(第2貫通孔441,第3貫通孔442)の影響が内部空間13に及ぶことなく、貫通孔(第2貫通孔441,第3貫通孔442)が内部空間13の内方に配された構成に比べて、貫通孔(第2貫通孔441,第3貫通孔442)が原因となる気密不良を避けることができる。
Further, the first sealing member 3 is formed with a sealing-side first bonding pattern 321 having the same width at all positions, and the
なお、本実施の形態では、第1封止部材3および第2封止部材4にガラスを用いているが、これに限定されるものではなく、水晶など他の脆性材料であってもよい。
In the present embodiment, glass is used for the first sealing member 3 and the
また、本実施の形態では、圧電振動板に水晶を用いているが、これに限定されるものではなく、圧電材料であれば他の材料であってもよく、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等であってもよい。 In this embodiment, quartz is used for the piezoelectric diaphragm, but the present invention is not limited to this, and other materials may be used as long as they are piezoelectric materials, such as lithium niobate, lithium tantalate, etc. It may be.
また、本実施の形態では、接合材11として、金錫の金属ろう材を用いているが、これに限定されるものではなく、他の材料も含有された錫系合金の金属ろう材から構成してもよい。このような金属ろう材では、低融点とすることができるため、圧電振動デバイスに対して熱的な悪影響を極力抑えることができる。 Further, in the present embodiment, a gold-tin metal brazing material is used as the bonding material 11, but the present invention is not limited to this, and is composed of a tin-based metal brazing material containing other materials. May be. Since such a metal brazing material can have a low melting point, it is possible to suppress thermal adverse effects on the piezoelectric vibration device as much as possible.
また、本実施の形態では、引出電極(223,224)と浮島パターン(253,254)の間に分断部(255,256)を形成し、当該分断部の上部には、浮島パターンの上端部の一部と引出電極の上端部の一部とを接続する金属ろう材からなる封止材11とのぬれ性が低い金属膜(257,258)を形成することで、金属ろう材からなる封止材11の流れ防止部分としている。この構成に限らず、引出電極(223,224)の一部の領域だけをぬれ性が低いCr単層の下地電極のみとして構成することで、その下地電極の露出部分を封止材11の流れ防止部分としてもよい。また、金錫などの金属ろう材とのぬれ性が低い金属膜(257,258)としては、Crに限らずTiなどでもよく、特に錫の拡散を防止するのに好ましい材料であれば、他の材料であってもよい。 In the present embodiment, a dividing portion (255, 256) is formed between the extraction electrode (223, 224) and the floating island pattern (253, 254), and an upper end portion of the floating island pattern is formed above the dividing portion. By forming a metal film (257, 258) having low wettability with a sealing material 11 made of a metal brazing material that connects a part of the lead electrode and a part of the upper end of the extraction electrode, a sealing made of a metal brazing material is formed. This is a flow prevention portion of the stopper 11. Not only this configuration, but only a partial region of the lead electrode (223, 224) is configured as only a Cr single layer base electrode with low wettability, and the exposed portion of the base electrode flows in the sealing material 11 It is good also as a prevention part. Further, the metal film (257, 258) having low wettability with a metal brazing material such as gold tin is not limited to Cr but may be Ti or the like, as long as it is a preferable material particularly for preventing the diffusion of tin. It may be a material.
また、本実施の形態では、振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252と封止側第1接合パターン321と封止側第2接合パターン421に、CrとAuが含まれているが、これに限定されるものではなく、Cu(Cu単体かCu合金)が含まれてもよい。この場合、Cu(Cu単体かCu合金)が含まれた場合、製造時(接合時、加圧などの外力が発生することによる衝撃時など)や使用時(落下などの外力が発生することによる衝撃時、はんだ実装時など)の応力緩和に寄与することができる。つまり、振動側第1接合パターン251と振動側第2接合パターン252と封止側第1接合パターン321と封止側第2接合パターン421にCuが含まれることにより機械的強度が向上する。
In the present embodiment, the vibration side
また、下地PVD膜2511,2521,3211,4211にCrを用いた場合、Crが電極PVD膜2512,2522,3212,4212に拡散するのを、Cuを下地PVD膜2511,2521,3211,4211に含むことで抑制することができる。その結果、Crを用いた層を厚くしても、Crが電極PVD膜2512,2522,3212,4212に拡散するのを抑制することができ、Crを用いた層を厚くすることができて製造ばらつきを抑えることができる。実際に、Crの層を0.2μmとしてもCrが電極PVD膜2512,2522,3212,4212に拡散するのを抑制することができる。この構成では、Crが電極表面に拡散することで金錫などの金属ろう材からなる接合材11のぬれ性が悪くなることがない。封止部(振動子側封止パターンと封止部側封止パターン等)を構成する電極表面にCrが拡散すると、当該封止部における接合材のぬれ性が悪くなり接合材の塗布状態にむらができるため、結果として封止部を接合材で接合して気密封止した後に、その気密封止性に悪影響を及ぼすことがある。本構成ではこのような不具合が生じことがない。
Further, when Cr is used for the underlying PVD films 2511, 2521, 3211, and 4211, Cr diffuses into the
また、本実施の形態では、第2封止部材4が1枚のガラスウエハから成形された直方体の基板であるが、これに限定されるものではなく、ガラスウエハから成形された2つの直方体であってもよい。この場合、1つの直方体の基板に、封止側第2接合パターン421と第3貫通孔442と他外部電極端子432とを形成し、この基板により気密封止を行い、もう一方の直方体の基板に、第2貫通孔441と一外部電極端子431を形成する構成となる。本構成によれば、一対の外部電極端子(一外部電極端子431,他外部電極端子432)を完全に分離させることができ、短絡を防ぐことができる。また、ガラスウエハではなく、金属材料により2つの直方体の第2封止部材4を成形した場合、さらに第3貫通孔442を形成する必要もなく、貫通孔の数を少なくして小型化に寄与できる。
In the present embodiment, the
上記実施形態では、圧電振動デバイスとして、表面実装型水晶振動子を例にしているが、水晶フィルタ、水晶発振器など他の圧電振動デバイスにも適用でき、表面実装型のものの限るものでもない。 In the above embodiment, a surface-mount type crystal resonator is taken as an example of the piezoelectric vibration device, but the present invention can be applied to other piezoelectric vibration devices such as a crystal filter and a crystal oscillator, and is not limited to the surface-mount type.
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 It should be noted that the present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit, gist, or main features. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
本発明は、圧電振動板の基板の材料に水晶を用いた水晶振動デバイスに好適である。 The present invention is suitable for a crystal vibration device using quartz as a material for a substrate of a piezoelectric vibration plate.
101 水晶振動子
11 接合材
12 パッケージ
13 内部空間
2 水晶振動板
211 一主面
212 他主面
213 導通路
221 第1励振電極
222 第2励振電極
223 第1引出電極
224 第2引出電極
23 振動部
24 切り欠き部
241 平面視凹形状体
242 平面視長方形状体
25 振動側封止部
251 振動側第1接合パターン
2511 下地PVD膜
2512 電極PVD膜
252 振動側第2接合パターン
2521 下地PVD膜
2522 電極PVD膜
261 第1貫通孔
3 第1封止部材
311 一主面
312 他主面
32 封止側第1封止部
321 封止側第1接合パターン
3211 下地PVD膜
3212 電極PVD膜
4 第2封止部材
411 一主面
412 他主面
42 封止側第2封止部
421 封止側第2接合パターン
4211 下地PVD膜
4212 電極PVD膜
431 一外部電極端子
4311 下地PVD膜
4312 電極PVD膜
432 他外部電極端子
4321 下地PVD膜
4322 電極PVD膜
441 第2貫通孔
442 第3貫通孔
101 Quartz Crystal 11
Claims (2)
前記圧電振動板の両主面の封止部と金属ろう材を介して接合し気密封止する板状の一対の封止部材とからなる圧電振動デバイスであって、
前記圧電振動板の各主面には、前記振動部に励振電極と、前記封止部に封止パターンと、前記励振電極を前記封止パターンに引き出す引出電極とが形成され、
前記封止パターンのうち前記引出電極に近接する部分では、前記封止パターンの一部が当該封止パターンから離隔した浮島パターンを形成し、
前記封止部の内側にて前記浮島パターンと前記引出電極の間には分断部が形成され、
当該分断部の上部には、前記金属ろう材とのぬれ性が低い金属膜により、前記浮島パターンと前記引出電極とを接続しており、
前記各封止部材には、前記圧電振動板の封止パターンと接合するための封止側封止パターンが形成され、
前記各封止部材の封止側封止パターンと、前記圧電振動板の各主面の封止パターンおよび浮島パターンとを金属ろう材で接合し、前記各励振電極を前記各封止側封止パターンあるいは前記各封止パターンを介して外部へ各々導出する接続経路の一部を構成したことを特徴とする圧電振動デバイス。 A piezoelectric diaphragm in which a sealing portion is integrally formed around the vibrating portion and the vibrating portion;
A piezoelectric vibration device comprising a sealing portion on both main surfaces of the piezoelectric vibration plate and a pair of plate-shaped sealing members that are joined and hermetically sealed via a metal brazing material,
On each main surface of the piezoelectric diaphragm, an excitation electrode is formed on the vibration portion, a sealing pattern is formed on the sealing portion, and an extraction electrode that pulls the excitation electrode into the sealing pattern is formed.
In the portion of the sealing pattern close to the extraction electrode, a part of the sealing pattern forms a floating island pattern separated from the sealing pattern,
A dividing portion is formed between the floating island pattern and the extraction electrode inside the sealing portion,
The floating part pattern and the extraction electrode are connected to the upper part of the divided part by a metal film having low wettability with the metal brazing material,
Each sealing member is formed with a sealing-side sealing pattern for joining with the sealing pattern of the piezoelectric diaphragm,
The sealing side sealing pattern of each sealing member and the sealing pattern and floating island pattern of each main surface of the piezoelectric diaphragm are joined with a metal brazing material, and each excitation electrode is sealed with each sealing side A piezoelectric vibration device comprising a pattern or a part of a connection path led out to the outside through each sealing pattern.
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