JP7305948B2 - Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device using the piezoelectric vibrating piece - Google Patents
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Description
本発明は、各種電子機器のタイミングデバイスとして用いられる圧電デバイスおよび当該圧電デバイスに使用される圧電振動片に関する。 The present invention relates to a piezoelectric device used as a timing device for various electronic devices and a piezoelectric vibrating piece used in the piezoelectric device.
近年、水晶振動子や水晶発振器等の圧電デバイスは超小型化が進んでいる。例えば、平面視略矩形の表面実装型の水晶振動子の外形寸法は、その長辺が1.6mm以下で、その短辺が1.2mm以下にまで小さくなってきている。 In recent years, piezoelectric devices such as crystal resonators and crystal oscillators have been miniaturized. For example, the external dimensions of surface-mounted crystal oscillators, which are substantially rectangular in plan view, are 1.6 mm or less in the long side and 1.2 mm or less in the short side.
前記水晶振動子の代表例を挙げると、水晶振動子は、上方に開口した凹部を有する絶縁材料からなるパッケージ(容器)と、前記凹部の内部に導電性接着剤を介してその一端側が片持ち接合される水晶振動片と、当該水晶振動片が収容されたパッケージの凹部を覆うようにパッケージの開口端部に接合される蓋によって構成されている。前記水晶振動片が超小型になってくると、フォトリソグラフィ技術やウエットエッチング(エッチング液への水晶ウエハの浸漬よる化学的溶解によるエッチング)を用いてその外形が成形されるようになってきている。このような水晶振動片の製造方法は、例えば特許文献1乃至2に開示されている。
To give a representative example of the crystal oscillator, the crystal oscillator includes a package (container) made of an insulating material having a recess opening upward, and a cantilever at one end of the package (container) inside the recess with a conductive adhesive interposed therebetween. It is composed of a bonded crystal vibrating piece and a lid bonded to the opening end of the package so as to cover the concave portion of the package in which the crystal vibrating piece is accommodated. As the crystal vibrating piece becomes ultra-miniature, its outer shape is formed using photolithography technology or wet etching (etching by chemical dissolution by immersing a crystal wafer in an etching solution). . A method for manufacturing such a crystal vibrating piece is disclosed in
圧電デバイスは、その環境性能試験において耐リフロー特性が測定される。この耐リフロー特性は、所定の温度条件に設定されたリフロー炉に、圧電デバイスを所定回数通過させた後の圧電デバイスの発振周波数の変化量が、所定の判定基準を満たしているか否かで合否判定する試験である。 A piezoelectric device is measured for reflow resistance in its environmental performance test. This reflow resistance characteristic is determined by whether or not the amount of change in the oscillation frequency of the piezoelectric device after passing the piezoelectric device through a reflow oven set to predetermined temperature conditions a predetermined number of times satisfies a predetermined criterion. It is a test to judge.
例えば従来の外形寸法の水晶振動片の場合、これまで耐リフロー特性は問題視される水準ではなかった。ところが、超小型の水晶振動片の場合、水晶振動子の発振周波数の変化量が判定基準を満たさず、不合格となることがあった。この発振周波数の変化は、水晶振動片の導電性接着剤で支持された部分に加わる応力の影響が大きい。そして、水晶振動片に加わる前記応力の変化量が大きくなると、発振周波数の変化量が大きくなってしまう。 For example, in the case of crystal vibrating pieces having conventional external dimensions, the reflow resistance has not been regarded as a problem until now. However, in the case of an ultra-compact crystal vibrating piece, the amount of change in the oscillation frequency of the crystal vibrator did not meet the criteria, and was rejected. This change in oscillation frequency is greatly affected by the stress applied to the portion of the crystal vibrating piece supported by the conductive adhesive. When the amount of change in the stress applied to the crystal vibrating piece increases, the amount of change in the oscillation frequency also increases.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、超小型の圧電振動片であっても良好な耐リフロー特性を有する圧電デバイスを提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a piezoelectric device having excellent reflow resistance even when the piezoelectric vibrating reed is extremely small.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、平面視略矩形の水晶振動片が、容器の内部に設けられた電極パッドと導電性接着剤を介して片持ち接合され、前記容器に蓋が接合されることで気密に封止された水晶振動デバイスであって、前記水晶振動デバイスは平面視略矩形で、その外形寸法は縦方向が1.6mmで横方向が1.2mmであり、前記導電性接着剤はシリコーン系の樹脂接着剤からなり、前記水晶振動片は、平面視で矩形状の平板で、その短辺の長さは0.45mmであり、前記水晶振動片の表裏主面における少なくとも一短辺の両端部には、外部と接合される一対の接続電極が互いに離間して設けられ、前記接続電極は下地層に上層が積層された膜構成からなり、前記上層は金であり、前記一対の接続電極の各々の領域内には、前記水晶振動片の素地が露出した露出部が設けられてなり、1つの前記接続電極において、前記露出部の開口面積が、当該接続電極の平面視における面積に対して1.9%以上7.7%以下であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
上記発明によれば、水晶振動デバイスの発振周波数の変化量を抑制することができる。これは接続電極の領域内に、導電性接着剤との密着性が、当該接続電極を構成する金属に比べて優る露出部が設けられていることによる。つまり、水晶振動片の素地が露出した露出部によって、水晶振動片と導電性接着剤との密着性が向上して強固に接合されるため、導電性接着剤によって支持された水晶振動片に働く応力を変化させ難くすることができるからである。 According to the above invention, it is possible to suppress the amount of change in the oscillation frequency of the crystal oscillation device. This is because an exposed portion is provided in the region of the connection electrode, which has better adhesion to the conductive adhesive than the metal forming the connection electrode. In other words , the exposed part where the base material of the crystal vibrating piece is exposed improves the adhesion between the crystal vibrating piece and the conductive adhesive, and the bonding is strong. This is because the stress can be made difficult to change.
また、上記発明によれば、1つの前記接続電極において、前記露出部の開口面積が、当該接続電極の平面視における面積に対して1.9%以上7.7%以下とすることによって、水晶振動片と導電性接着剤との密着性を向上させつつ、水晶振動デバイスの耐リフロー特性における周波数偏差のばらつきを抑制することができる。 Further, according to the above invention, in one of the connection electrodes, the open area of the exposed portion is 1.9% or more and 7.7% or less with respect to the area of the connection electrode in a plan view . While improving the adhesion between the vibrating piece and the conductive adhesive, it is possible to suppress variations in the frequency deviation in the reflow resistance characteristics of the crystal oscillation device.
また、上記目的を達成するために請求項2の発明は、前記水晶振動片の前記一対の接続電極が形成された一短辺の側面には、当該一対の接続電極の各々と連続した一対の第1側面電極が形成されるとともに当該水晶振動片の破断痕が露出してなり、前記導電性接着剤が、前記露出部を覆うように少なくとも前記一対の接続電極と前記一対の第1側面電極と前記破断痕に及んだ状態で、前記水晶振動片が前記電極パッドと接合されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明によれば、水晶振動片が、導電性接着剤が露出部を覆うように接続電極に接続されるだけでなく、第1側面電極と破断痕にも及んだ状態で電極パッド上に接合されるため、水晶振動片と導電性接着剤との密着性をより向上させることができる。これは導電性接着剤との密着性に優れる露出部だけでなく、当該露出部に比べてその表面が粗面である破断痕にも導電性接着剤が及ぶため、所謂「アンカー効果」により、水晶振動片と導電性接着剤との密着性がより向上するからである。 According to the above invention, the crystal vibrating piece is not only connected to the connection electrode so that the conductive adhesive covers the exposed portion, but also extends to the first side electrode and the fracture mark on the electrode pad. Since they are bonded, the adhesion between the crystal vibrating piece and the conductive adhesive can be further improved. This is because the conductive adhesive extends not only to the exposed portion, which has excellent adhesion to the conductive adhesive, but also to the rupture trace, which has a rougher surface than the exposed portion. This is because the adhesion between the crystal vibrating piece and the conductive adhesive is further improved.
なお、平面視矩形状の水晶振動片の一組の長辺の側面に、前記一対の接続電極の各々に連続した一対の第2側面電極を形成してもよい。そして、導電性接着剤が露出部を覆うように一対の接続電極と、一対の第1側面電極と、破断痕と、一対の第2側面電極のいずれにも及んだ状態で、水晶振動片が電極パッドと接合されるようにしてもよい。当該構成の場合、導電性接着剤が、露出部を含む接続電極と第1側面電極と破断痕に加え、第2側面電極にも及ぶため、水晶振動片の短辺と当該短辺に隣接する長辺とに跨るように導電性接着剤が配されることになる。これより、水晶振動片と導電性接着剤との密着性がより高まり、接合力を向上させることができる。 A pair of second side electrodes may be formed on a set of side surfaces of the long sides of the crystal vibrating piece having a rectangular shape in plan view, the pair being continuous with the pair of connection electrodes. Then, in a state where the conductive adhesive covers all of the pair of connection electrodes, the pair of first side electrodes, the fracture marks, and the pair of second side electrodes so as to cover the exposed portions, the crystal vibrating piece may be joined to the electrode pads. In this configuration, the conductive adhesive extends to the second side electrode in addition to the connection electrode including the exposed portion, the first side electrode, and the fracture trace, so that the short side of the crystal vibrating piece and the short side adjacent to the short side The conductive adhesive is arranged so as to straddle the long sides. As a result, the adhesion between the crystal vibrating piece and the conductive adhesive is enhanced, and the bonding strength can be improved.
以上のように、本発明によれば、超小型の圧電振動片であっても良好な耐リフロー特性を有する圧電デバイスを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a piezoelectric device having excellent reflow resistance even with an ultra-compact piezoelectric vibrating reed.
以下、本発明の実施形態に係る圧電デバイスとして、温度補償型の水晶発振器を例に挙げて図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施形態に係る水晶発振器の図2のA-A線における断面模式図である。まず水晶発振器を構成する各部材の概要について説明した後、水晶振動片について詳述する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A temperature-compensated crystal oscillator will be described below as an example of a piezoelectric device according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a crystal oscillator according to an embodiment of the present invention taken along line AA in FIG. First, the outline of each member constituting the crystal oscillator will be described, and then the crystal vibrating piece will be described in detail.
図1において水晶発振器1は、容器2と、水晶振動片3と、電子部品素子4と、蓋5が主な構成部材となっている。本実施形態では電子部品素子4として、発振回路や温度補償回路、温度センサ等を1チップ化した集積回路素子(IC)が用いられている。本実施形態における水晶発振器1の平面視の外形寸法は、縦方向が1.6mmで横方向が1.2mmとなっている。なお、前記水晶発振器の平面視の外形寸法は一例であり、当該外形寸法以外の寸法であってもよい。
In FIG. 1, a
図1において平面視で略矩形の容器2は、平板状の基板部20と、基板部20の上面である一主面201の外周縁から上方に伸びる上枠部21と、基板部20の下面である他主面202の外周縁から下方に伸びる下枠部22とを備えている。基板部20と上枠部21と下枠部22の各々はセラミックグリーンシート(アルミナ)となっている。そして、容器2は、これら3つのシートが積層された状態で焼成されることによって一体成形されている。なお、これら3つのシートの積層間には所定形状の内部配線が形成されている。
In FIG. 1, the
上枠部21と基板部20の一主面201とで形成される空間は上凹部E1となっており、平面視では略矩形となっている。そして図2に示すように、上凹部E1の内底面(一主面201)の一方の短辺側には、一対の電極パッド(水晶振動片搭載用パッド)6,6が互いに隙間を空けた状態で並列して形成されている。この一対の電極パッド6,6は、水晶振動片3の一端側3Aの接続電極(後述)が、導電性接着剤S,Sを介して片持ち接合されるパッドとなっている。本実施形態では一対の電極パッド6,6は、タングステンのメタライズ層の上に電解ニッケルめっき層が形成され、さらにその上に電解金めっき層が形成された積層構成となっている。なお、上枠部21の上面210には、図示しない金属膜が枠状に形成されている。
A space formed by the
下枠部22と基板部20の他主面202とで形成される空間は下凹部E2となっており、平面視では略矩形となっている。下凹部E2の内底面(他主面202)には、電子部品素子4と導電接合される図示しない6つの電子部品素子搭載用パッド(以下、IC搭載用パッドと略)が形成されている。これら6つのIC搭載用パッドの各々の上に、6つの金属製のバンプ(図示省略)を介して、ICの能動面側に設けられた6つの機能端子が一対一で導電接合される。6つのIC搭載用パッドが形成された下凹部E2の内底面と、電子部品素子4の能動面側との隙間には、絶縁性樹脂(アンダーフィル)8が配されている(図1参照)。
A space formed by the lower frame portion 22 and the other
電子部品素子4の前記6つの機能端子のうち2つの水晶用端子は、内部配線(図示省略)とキャスタレーション(図示省略。基板部20の外側面に形成された導体)を介して、一対の電極パッド6,6とそれぞれ電気的に接続されている。水晶振動片3の温度情報は電子部品素子4に内蔵された温度センサによって検出され、水晶振動片の発振周波数が温度補償される。
Two of the six functional terminals of the electronic component element 4 are connected to a pair of crystal terminals via internal wiring (not shown) and castellations (not shown; conductors formed on the outer surface of the substrate portion 20). They are electrically connected to
容器2の外底面である下枠部22の下面(頂面)の四隅には、4つの外部接続端子7,7,7,7が形成されており、外部基板のランドと半田等を介して接合される。これらの外部接続端子7,7,7,7および、前述した上枠部21の上面210の金属膜も、タングステンのメタライズ層の上に、ニッケルめっき層、金めっき層の順で積層された構成となっている。前記メタライズ層には、タングステン以外に、モリブデン(Mo)やチタン(Ti)を用いてもよい。
Four
水晶振動片3は、ATカット水晶振動板に各種電極が形成された圧電素子である。本実施形態において水晶振動片3は平面視で矩形状の平板となっている。なお、水晶振動板の表裏主面の各々の中央部分が、その厚み方向に突出した所謂「メサ形状」であってもよい。また前記メサ形状以外にも、例えば、水晶振動板の中央側の振動部よりも厚肉に成形された外周部とからなる所謂「逆メサ形状」であってもよい。また、水晶振動板の一方の主面側のみが薄肉化された構造であってもよい。このような水晶振動板の外形は、ATカット水晶ウエハをフォトリソグラフィ技術およびウエットエッチングを用いることによって成形することができる。本実施形態の水晶振動片3に係る水晶振動板は、フォトリソグラフィ技術およびウエットエッチングによって、その外形が成形されている。
The
水晶振動片3の一主面(図1における表面)と、当該一主面に対向する他主面(図1における裏面)の各々の中央側には、水晶振動板を駆動させるための励振電極32a,32bが互いに対向するように一対で形成されている。なお、図面において、水晶振動板の一主面側における各種電極については符号の末尾にaを付し、水晶振動板の他主面側における各種電極については符号の末尾にbを付して水晶振動板の表裏の電極を区別している。
Excitation electrodes for driving the crystal diaphragm are provided on the central sides of each of one principal surface (front surface in FIG. 1) of the
図2に示すように、前記一対の励振電極32a,32bの各々からは、同一方向に引き出される引出電極33a,33bが形成されている。そして水晶振動片3の一端側3Aには、引出電極33a,33bの各終端と接続され、前述した容器2の一対の電極パッド6,6と各々導電接合される一対の接続電極341,342が形成されている。一対の励振電極32a,32bや引出電極33a,33b、一対の接続電極341,342は、スパッタリングによって一括で成膜されている。具体的には、これらの電極は、クロム(Cr)やチタン(Ti)を下地層として、その上層に金(Au)が成膜された膜構成となっている。
As shown in FIG. 2, the pair of
一対の接続電極341,342の各々の形成領域内には、露出部9が1つずつ設けられている。この一対からなる露出部9,9は、水晶振動片の素地が露出した部位であり、平面視で円形となっている。露出部9の詳細については後述する。
One exposed
上記構成によれば、水晶発振器1の発振周波数の変化量を抑制することができる。これは接続電極341,342の領域内に、導電性接着剤Sとの密着性が、接続電極341,342を構成する金属に比べて優る露出部9,9が設けられていることによる。つまり、水晶振動片3の素地が露出した露出部9によって、水晶振動片3と導電性接着剤Sとの密着性が向上して強固に接合されるため、導電性接着剤Sによって支持された水晶振動片3に働く応力を変化させ難くすることができるからである。
According to the above configuration, the amount of change in the oscillation frequency of the
一方の接続電極341は、その一部が水晶振動片3の他主面の接続電極341b(図1参照)から水晶振動片3の一端側3Aの短辺側面を経由して、一主面の接続電極341aに接続されている。同様に、他方の接続電極342は、その一部が水晶振動片3の一主面の接続電極342aから水晶振動片3の一端側3Aの前記短辺側面を経由して、他主面の接続電極342b(図2において符号の記載省略)に接続されている。一対の接続電極341,342は互いに異極となっている。
A part of one
図1に示す蓋5は、コバールを基材として、その外周面にニッケルめっき層、金めっき層の順でめっき層が積層された構成となっている。蓋5の容器2と接合される側の面の外周部には、金錫合金(AuSn)が枠状に被着されている。この金錫合金が封止材となっており、当該金錫合金と、容器2の上枠部21の上面210の金属膜とが接触した状態で所定温度に加熱されることによって容器2と蓋5とが溶着される。
The
容器2の一対の電極パッド6,6と、水晶振動片3の一対の接続電極341,342との電気機械的接続は導電性接着剤S,Sを介して行われる。本実施形態における導電性接着剤Sは、シリコーン樹脂に金属フィラーが含有された接着剤であり、塗布後に所定の温度プロファイルで管理された乾燥炉内で硬化処理が行われる。なお、本発明はシリコーン系の樹脂接着剤に限定されるものではなく、他の系統の樹脂接着剤を用いてもよい。導電性接着剤Sは、接続電極を構成する金属膜に対してよりも、水晶振動片の素地に対しての方が、その密着性が優れている。
The electromechanical connection between the pair of
次に、本発明の実施形態に係る水晶振動片の詳細について説明する。水晶振動片3は、1枚のATカット水晶のウエハ(以下、水晶ウエハと略)から、フォトリソグラフィ技術およびウエットエッチングを用いることによって一括で多数個が得られる。
Next, details of the crystal vibrating piece according to the embodiment of the present invention will be described. A large number of
図3は多数の水晶振動片が成形された水晶ウエハのうちの、一単位の水晶振動片30を含む領域を拡大した上面模式図である。図3乃至5には、ATカット水晶の結晶軸の方向を矢印で表示している。一単位の水晶振動片30の一短辺の両端部分からは、一対のブリッジ(連結部)35,35が、水晶ウエハ内の直線状の支持部39に向かって突出している。このように、一対のブリッジを水晶振動片30の一短辺の両端部分から突出形成することによって、ウエットエッチング後における水晶振動片の平面視形状を略矩形に近づけることができる。
FIG. 3 is an enlarged schematic top view of a region including one unit of
前記ブリッジを水晶振動片の一短辺であって当該一短辺の両端部分を含まない位置(例えば一短辺の中央部分)に形成した場合、ATカット水晶の結晶異方性によって、ウエットエッチング後の水晶振動片の形状が矩形にならないことがある。これは、ATカット水晶のX軸方向(長辺方向)において、ブリッジが形成されている側の端部に近づくにつれて水晶振動片の幅(短辺長)が漸次縮幅する現象(所謂、「サイドエッチング」)によるものである。これに対して、ブリッジを水晶振動片の一短辺の両端部分から突出するように形成することによって、水晶振動片の平面視形状を略矩形に近づけることができる。なお、本発明の実施形態においてはブリッジの形成数を2本としたが、1本だけ形成してもよい。 When the bridge is formed on one short side of the crystal vibrating piece at a position that does not include both end portions of the one short side (for example, the central portion of the one short side), the crystal anisotropy of the AT-cut crystal causes wet etching. The shape of the subsequent crystal vibrating piece may not be rectangular. This is due to the phenomenon that the width (short side length) of the crystal vibrating piece gradually shrinks as it approaches the end on the side where the bridge is formed in the X-axis direction (long side direction) of the AT-cut crystal (so-called " side etching”). On the other hand, by forming the bridges so as to protrude from both ends of one short side of the crystal vibrating piece, the plan view shape of the crystal vibrating piece can be approximated to a substantially rectangular shape. Although two bridges are formed in the embodiment of the present invention, only one bridge may be formed.
ブリッジ35および支持部39を含めた水晶振動片30の外形は、所定領域が金属膜でマスキングされた水晶ウエハをエッチング液中に浸漬(ウエットエッチング)することによって、水晶ウエハの前記マスキングされた領域以外の領域が貫通することで成形される。
The external shape of the
一対のブリッジ35,35の水晶振動片30との接続部分には、ブリッジからの水晶振動片の折り取りを容易にするためのスリット36、36が形成されている。一対のスリット36,36は、平面視においては一対のブリッジ35,35の内側面から外側面に向かって、水晶振動片30の短辺方向(図3におけるZ´軸方向)と平行に設けられている。スリット36は、ブリッジ35の幅方向(Z´軸方向)において、ブリッジの内側面から外側面まで至らない長さで形成されている。また、スリット36は、断面視においてはブリッジ35の厚みに対して約半分の深さまで薄肉化されている。なお、本発明の実施形態ではスリットはブリッジの片面のみに形成されていたが、スリットをブリッジの両面(両主面)に形成してもよい。
ブリッジ35の表裏主面には、一対の接続電極341,342の各々から引き出された一対の導出電極(符号省略)が形成されている。一対の導出電極の終端は、支持部39の表裏主面に形成された一対の測定パッド(図示省略)にそれぞれ接続されている。この一対の測定パッドは、水晶ウエハ内の各水晶振動片の周波数を測定するための電極となっている。
A pair of lead-out electrodes (reference numerals omitted) led out from each of the pair of
前記導出電極および一対の測定パッドは、前述した水晶振動片30の一対の励振電極32a,32bや引出電極33a,33b、一対の接続電極341,342とともに、スパッタリングによって一括で成膜される。具体的には、これらの電極は、クロム(Cr)やチタン(Ti)を下地層として、その上層に金(Au)が成膜された膜構成となっている。なお、これらの電極の下地層およびその上層の材料は、クロムや金に限定されるものではない。前記スパッタリングの際には、ターゲットからはじき出されたCrおよびAuが一対のスリット36,36の内部に進入するため、スリット内金属膜37(371,372)が一対の接続電極341,342に連続して形成される。
The lead-out electrodes and the pair of measurement pads are formed together with the pair of
図4は、図3に示す水晶振動片30が一対のブリッジ35,35から折り取られた後の状態を示す上面模式図となっている。一対のブリッジ35,35からの水晶振動片30の分割は、スリット36,36が形成された面が下面になるようにした状態で、水晶振動片30の自由端側(図3におけるX軸方向の上端付近)の下面の下方から上方に向かって機械的な応力を加えることで行われる。
FIG. 4 is a schematic top view showing a state after the
図5は図4のB部の拡大斜視図であり、ブリッジから折り取られた後の水晶振動片3の接続電極342を含む周辺領域のみを拡大した斜視図となっている。図5に示すように、接続電極342を構成する一対の接続電極342a,342bは水晶振動片の表裏で対向しており、互いに同じ大きさとなっている。なお、導電性接着剤Sの塗布状態の説明の便宜上、導電性接着剤Sの塗布位置を一点鎖線で表示している(容器の電極パッド6の図示は省略)。
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the B portion of FIG. 4, and is an enlarged perspective view of only the peripheral region including the
平面視矩形状の水晶振動片3の一端側3Aの短辺側面の両端寄りには、一対からなる第1側面電極343,344が形成されている。第1側面電極343,344は、水晶振動片3の一端側3Aの短辺側面の厚み方向全体に及んでいる。すなわち、第1側面電極344は、表裏の接続電極342(342a,342b)に連続して形成されている。同様に、第1側面電極343は、表裏の接続電極341(341a,341b)に連続して形成されている(図5では図示せず)。
A pair of
ブリッジ35,35から折り取られた跡の折り取り痕(破断痕)38,38は、水晶振動片の一端側3Aの短辺側面のブリッジが形成されていない領域に比べて粗面となっている。水晶振動片3の一端側3Aの短辺側面の破断痕38以外の部分は、ウエットエッチングによって現れたATカット水晶の結晶面であり、化学的な浸食によってその表面は平滑面となっている。一方、破断痕38は機械的な応力によってブリッジが破断した劈開面となっている。そのため、破断痕38の面の平滑度は、一端側3Aの短辺側面の破断痕38以外の部分に比べて相対的に粗くなっている。
Breaking traces (fracture traces) 38, 38 of traces broken off from the
以上のように、水晶振動片3の接続電極341,342が形成された短辺(一端側3Aの短辺)における側面には、接続電極341と連続した第1側面電極343と、接続電極342と連続した第1側面電極344が形成されているとともに、水晶振動片3の破断痕38,38が露出した状態となっている。
As described above, a
次に水晶振動片3の接続電極341,342に形成された一対の露出部9,9について詳述する。本実施形態において、1つの露出部9の直径は0.02mmとなっている。そして1つの露出部9の開口面積は、1つの接続電極(341または342)の平面視における面積に対して1.9%となっている。
Next, the pair of exposed
次に、前述した1つの露出部の平面視における開口面積の、当該露出部が形成された1つの接続電極の平面視の面積に対して占める割合(面積比)について表1および図6乃至8を参照しながら説明する。表1は、露出部に関する8つの条件での試作結果を表したものである。条件1から条件5は、接続電極に対して露出部の中心の位置を一定とし、露出部の直径のみを変化させたものである。一方、条件6から条件8は、露出部の直径を一定とし、露出部の位置のみを変化させたものである。各条件における試料数は5個となっている。
Next, Table 1 and FIGS. 6 to 8 show the ratio (area ratio) of the opening area of one exposed portion in plan view to the area of one connection electrode in which the exposed portion is formed in plan view. will be described with reference to. Table 1 shows the experimental results under eight conditions regarding the exposed portion.
条件1から条件5は、一対の接続電極341,342の水晶振動片3の短辺方向における各内縁から外側(当該短辺の両端の角部に向かう方向)に0.05mmずつ離間した位置を、露出部9,9の中心O,Oとした条件となっている(図4参照)。なお、一対の接続電極341,342の前記各内縁から露出部9,9の中心O,Oまでの距離は、図4では符号Cで表している。平面視円形の露出部9の直径は、条件1の0.06mmΦから条件5まで0.01mmずつ小径化しており、条件5では0.02mmΦとなっている。
図4に示すように、本実施形態において接続電極341(342も同様)は平面視で矩形となっている。そして、接続電極341(342)の長辺の長さLtは0.175mmであり、短辺の長さWtは0.0935mmとなっている。したがって、1つの接続電極341(342)の平面視における面積S2は、Lt×Wt=0.175mm×0.0935mm=16,363mm2となっている。これより条件1~8では、1つの露出部の開口面積S1が、1つの接続電極の平面視における面積S2に占める割合S1/S2(以降、露出部の面積比S1/S2と略)は、1.9%~17.3%となっている。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the connection electrodes 341 (the same applies to 342) are rectangular in plan view. The length Lt of the long side of the connection electrode 341 (342) is 0.175 mm, and the length Wt of the short side is 0.0935 mm. Therefore, the area S2 of one connection electrode 341 (342) in plan view is Lt×Wt=0.175 mm×0.0935 mm=16,363 mm 2 . From this, under
条件1~8における試作品の評価は、水晶発振器のリフロー特性によって行った。具体的には、+160℃~+180℃の温度を120秒間保持するとともに、ピーク温度+220℃以上を最低65秒保持する温度プロファイルにて管理されたリフロー炉に、水晶発振器を3回投入し、リフロー炉への投入1回ごとに水晶発振器の発振周波数を測定した。なお、当該発振周波数の測定は、リフロー炉から試作品を取り出した後、室温で2時間放置した後に行っている。
The evaluation of the prototypes under
各条件の評価指標には、リフロー1回目、2回目、3回目の各回における周波数偏差(ΔF/F)のばらつき「ΔF/F_3σ」(3σは標準偏差σの3倍の値)と、リフロー1回目、2回目、3回目の各回における周波数偏差(ΔF/F)の最小値「ΔF/F_Min」を用いた。なお、表1における「ΔF/F_3σ(最小)」は、リフロー1回目から3回目までの各回における「ΔF/F_3σ」のうちの最小値を表している。同様に、「ΔF/F_3σ(最大)」は、リフロー1回目から3回目までの各回における「ΔF/F_3σ」のうちの最大値を表している。また、表1における「ΔF/F_Min(最小)」は、リフロー1回目から3回目までの各回における「ΔF/F_Min」のうちの最小値を表している。同様に、「ΔF/F_Min(最大)」は、リフロー1回目から3回目までの各回における「ΔF/F_Min」のうちの最大値を表している。 The evaluation index for each condition includes the variation "ΔF/F_3σ" (3σ is three times the standard deviation σ) of the frequency deviation (ΔF/F) in each of the first, second, and third reflows, and The minimum value "ΔF/F_Min" of the frequency deviation (ΔF/F) in each of the first, second, and third times was used. Note that "ΔF/F_3σ (minimum)" in Table 1 represents the minimum value of "ΔF/F_3σ" in each of the first to third reflows. Similarly, "ΔF/F_3σ (maximum)" represents the maximum value of "ΔF/F_3σ" in each of the first to third reflows. Also, "ΔF/F_Min (minimum)" in Table 1 represents the minimum value of "ΔF/F_Min" in each of the first to third reflows. Similarly, "ΔF/F_Min (maximum)" represents the maximum value of "ΔF/F_Min" in each of the first to third reflows.
条件1~5における露出部の面積比S1/S2と、周波数偏差のばらつきΔF/F_3σの関係をグラフ化したものを図7に示す。また、条件1~5における露出部の面積比S1/S2と、周波数偏差の最小値ΔF/F_Minの関係をグラフ化したものを図8に示す。なお、本発明との比較参照用として、図6に従来の水晶発振器の耐リフロー特性を示す。この従来の水晶発振器では、水晶振動片の接続電極に露出部は形成されていない。図6に示すように、接続電極に露出部が形成されていない従来の水晶発振器では、周波数偏差のΔF/Fの良否判定基準(規格値)である±1ppmを全てのデータが超えてしまっている。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the area ratio S1/S2 of the exposed portion and the variation ΔF/F_3σ of the frequency deviation under
図7に示すように、露出部の直径のみを可変させた条件1~5では、露出部の直径が小さくなるにつれて周波数偏差のばらつきΔF/F_3σが減少する傾向が認められた。ただし、条件3(直径0.04mm)~条件5(直径0.02mm)では周波数偏差ΔF/Fの減少が鈍化して、変化量が小さくなる傾向が認められた。
As shown in FIG. 7, under
一方、図8では、露出部の直径が小さくなるにつれて周波数偏差の最小値ΔF/F_Minが増大する傾向が認められた。ただし、条件3(直径0.04mm)~条件5(直径0.02mm)では周波数偏差の最小値ΔF/F_Minの増大が鈍化して、変化量が小さくなる傾向が認められた。 On the other hand, in FIG. 8, it was observed that the minimum value ΔF/F_Min of the frequency deviation tends to increase as the diameter of the exposed portion decreases. However, in conditions 3 (diameter 0.04 mm) to condition 5 (diameter 0.02 mm), the increase in the minimum value ΔF/F_Min of the frequency deviation slowed down, and a tendency for the amount of change to decrease was observed.
このように、露出部の直径が条件1~5の中で比較的大きい条件1,2では、周波数偏差のばらつきΔF/F_3σが大きく、かつ周波数偏差の最小値ΔF/F_Minも小さい傾向が認められる。これは露出部の直径が大きい程、露出部による接合力が強くなり過ぎて接合に起因する応力の影響を受け易くなってしまうためであると考えられる。
Thus, under
本実施形態では周波数偏差のばらつきΔF/F_3σの良否判定基準は0.5ppm以内であり、周波数偏差の最小値ΔF/F_Minの良否判定基準は±1.0ppm以内となっている。したがって図7,8より、「条件3(直径0.04mm)~条件5(直径0.02mm)」が、周波数偏差のばらつきΔF/F_3σおよび周波数偏差の最小値ΔF/F_Minの、各良否判定基準並びにそれぞれの変化量の鈍化を考慮すると好ましい。これより露出部の面積比S1/S2の範囲は、条件3~条件5に対応する1.9%以上7.7%以下が好ましい。なお、周波数偏差のばらつきΔF/F_3σの最大値と最小値の幅が最小であり、かつ周波数偏差の最小値ΔF/F_Minが最も大きい値である「条件5」が好適である。本実施形態における露出部9は、この条件5にて形成されている。
In this embodiment, the acceptance/rejection criterion for the variation ΔF/F_3σ of the frequency deviation is within 0.5 ppm, and the acceptance/rejection criterion for the minimum value ΔF/F_Min of the frequency deviation is within ±1.0 ppm. Therefore, from FIGS. 7 and 8, "Condition 3 (diameter 0.04 mm) to Condition 5 (diameter 0.02 mm)" are the acceptance/rejection criteria for the variation ΔF/F_3σ of the frequency deviation and the minimum value ΔF/F_Min of the frequency deviation. and slowing down of each change amount. Therefore, the range of the area ratio S1/S2 of the exposed portion is preferably 1.9% or more and 7.7% or less corresponding to the
前述のように、1つの接続電極341(または342)において、1つの露出部9の開口面積が、接続電極341(または342)の平面視における面積に対して1.9%以上7.7%以下とすることによって、水晶振動片3と導電性接着剤Sとの密着性を向上させつつ、水晶発振器1の耐リフロー特性における周波数偏差のばらつきを抑制することができる。これは、次の理由による。すなわち、1つの露出部9の開口面積が、当該露出部が設けられた1つの接続電極341(または342)の平面視における面積に対して1.9%以下であると、露出部9による接合力向上の効果が乏しくなる。逆に、露出部9の開口面積が接続電極341(または342)の平面視における面積に対して7.7%以上であると、露出部9による接合力が強くなり過ぎて接合に起因する応力の影響を受け易くなってしまうからである。
As described above, in one connection electrode 341 (or 342), the opening area of one exposed
図2に示すように平面視円形の一対の露出部9,9は、その中心O,Oが水晶振動片3の一短辺に沿って整列して形成されている。また、一対の露出部9,9は、水晶振動片3の対向する2つの短辺の各中央を通る仮想直線VLに対して線対称に配置されている。
As shown in FIG. 2, the pair of exposed
一対の露出部9,9の中心O,O同士を結ぶ線分の長さ(中心O,O間の距離)Hは、水晶振動片3の短辺の長さWに対して42.2%となっている(図4参照)。この一対の露出部9,9の中心O,O同士を結ぶ線分の長さHと、水晶振動片の短辺寸法Wとの関係について次に説明する。
The length H of the line segment connecting the centers O of the pair of exposed
表1の条件3、6~8における接続電極の内縁から露出部の中心までの距離C(図4参照)と、周波数偏差のばらつきΔF/F_3σの関係をグラフ化したものを図9に示す。また、条件3、6~8における接続電極の内縁から露出部の中心までの距離Cと、周波数偏差の最小値ΔF/F_Minの関係をグラフ化したものを図10に示す。なお、本実施形態における水晶振動片3の短辺の長さWは0.45mmであり、一対の接続電極341,342の水晶振動片3の短辺方向における内縁間の距離G(図4参照)は0.09mmとなっている。また、表1の条件3、6~8では露出部の直径は0.04mmで一定となっている。
FIG. 9 shows a graph of the relationship between the distance C (see FIG. 4) from the inner edge of the connection electrode to the center of the exposed portion under
図9に示すように、露出部の直径を一定とし、露出部の位置のみ、すなわち接続電極の内縁から露出部の中心までの距離Cのみを可変させた条件3、6~8では、接続電極の内縁から露出部の中心までの距離Cが大きくなるにつれて周波数偏差のばらつきΔF/F_3σは概ね減少する傾向が認められた。ただし、条件3(C=0.05mm)、条件7(C=0.09mm)、条件8(C=0.13mm)では周波数偏差のばらつきΔF/F_3σの減少が鈍化して、変化量が小さくなる傾向が認められた。
As shown in FIG. 9, under
一方、図10では、接続電極の内縁から露出部の中心までの距離Cが大きくなるにつれて周波数偏差の最小値ΔF/F_Minは概ね増大する傾向が認められた。
確認できた。ただし、条件3(C=0.05mm)、条件7(C=0.09mm)、条件8(C=0.13mm)では周波数偏差の最小値ΔF/F_Minの増大が鈍化して、変化量が小さくなる傾向が認められた。
On the other hand, in FIG. 10, it was observed that the minimum value ΔF/F_Min of the frequency deviation generally increased as the distance C from the inner edge of the connection electrode to the center of the exposed portion increased.
It could be confirmed. However, under condition 3 (C=0.05 mm), condition 7 (C=0.09 mm), and condition 8 (C=0.13 mm), the increase in the minimum value ΔF/F_Min of the frequency deviation slows down, and the amount of change is A tendency to decrease was observed.
図9では周波数偏差のばらつきΔF/F_3σの良否判定基準(0.5ppm以内)に照らすと、条件3、8が実用上問題無い水準であると判断できる。また、図10では周波数偏差の最小値ΔF/F_Minの良否判定基準(±1.0ppm以内)に照らすと、条件3、7が実用上問題無い水準であると判断できる。したがって、周波数偏差のばらつきΔF/F_3σおよび周波数偏差の最小値ΔF/F_Minの両方の判定基準を考慮すると、条件3、6~8では「条件3」が好ましい。
In FIG. 9, it can be judged that
この「条件3」における一対の露出部9,9の中心O,O間の距離Hと水晶振動片の短辺寸法Wとの比H/Wは42.2%となっている。前述した露出部の面積比S1/S2の好ましい範囲である「条件3~5」においてもH/Wは42.2%となっている。この条件3~5における「H」は0.19mmであり、これに水晶振動片の短辺寸法Wの製造誤差(±0.005mm)を考慮すると、前記比H/Wは、41.8%~42.7%が好ましい範囲となる。
The ratio H/W between the distance H between the centers O, O of the pair of exposed
水晶振動片の一短辺の両端部(両角部)が導電性接着剤によって強固に接合されると、接合に係る応力の影響によって水晶発振器の発振周波数が変化し易くなる傾向がある。これに対して、本発明のように一対の接続電極341,342の各々に1つずつ設けられた露出部9,9が、水晶振動片3の2つの短辺の各中央を通る仮想直線VLに対して線対称に設けられ、一対の露出部9,9の中心O,O同士を結ぶ線分の長さHが、水晶振動片3の短辺の長さWに対して、41.8%以上42.7%以下となっている。このような構成によって、水晶振動片3の一短辺の中央寄りの部分が強固に接合されることになる。これにより、露出部が水晶振動片の短辺の両端付近に設けられた構成に比べて、本発明では当該短辺の両端付近は強固には接合されないため、接合に係る応力の影響を軽減させることができる。
When both ends (both corners) of one short side of the crystal vibrating piece are firmly bonded with a conductive adhesive, the oscillation frequency of the crystal oscillator tends to change due to the stress associated with bonding. On the other hand, the exposed
図2に示すように、導電性接着剤S,Sの水晶振動片3の短辺の伸長方向(図2における上下方向)における各外縁は、平面視で水晶振動片3の一端側3Aの短辺の両角部C1,C1を超えて外側に及んでいる。しかし、本発明における水晶振動片に対する導電性接着剤の平面視の外縁は、水晶振動片の一短辺の両角部を超えて外側に及ぶものだけに限定されるものではない。すなわち、本発明における水晶振動片に対する導電性接着剤の平面視の外縁が、水晶振動片3の一短辺の両角部C1,C1よりも内側に位置していてもよい。この場合、外部基板に接合された容器2から伝わる応力が水晶振動片3に伝わる影響を抑制することができる。これにより、水晶発振器1の発振周波数の安定性を高めることができる。
As shown in FIG. 2, each outer edge of the conductive adhesives S, S in the extension direction of the short side of the crystal vibrating piece 3 (vertical direction in FIG. It extends outside beyond both corners C1, C1 of the side. However, in the present invention, the outer edge of the conductive adhesive on the crystal vibrating piece in a plan view is not limited to extending outward beyond both corners of one short side of the crystal vibrating piece. That is, the outer edge of the conductive adhesive applied to the crystal vibrating piece in the present invention in a plan view may be located inside both corners C1, C1 of one short side of the
本発明の実施形態において水晶振動片3は、図5に示すように導電性接着剤Sが破断痕38と、第1側面電極344のいずれにも及んだ状態で電極パッド(図示省略)上に導電接合されている。具体的には、本発明の実施形態では、水晶振動片3は、導電性接着剤S,Sが破断痕38,38と、第1側面電極343(図5では非表示),344と、スリット内金属膜371(図5では非表示),372にも及んだ状態で電極パッド6,6上に導電接合されている。さらに導電性接着剤S,Sは水晶振動片3の対向する2つの長辺の側面の素地にも及んだ状態となっている。
In the embodiment of the present invention, the
上記構成によれば、導電性接着剤S,Sが第1側面電極343,344だけでなく、破断痕38,38にも及んだ状態で、水晶振動片3が一対の電極パッド6,6の上に導電接合されるため、水晶振動片3と導電性接着剤Sとの密着力を向上させることができる。これは導電性接着剤Sとの密着力に優れた水晶振動片3の素地で接合力を補うことができるからである。さらに導電性接着剤Sがこれらに加えて、水晶振動片3の対向する2つの長辺の側面の水晶素地にも及んでいるため、接合強度を更に向上させることができる。
According to the above configuration, the
-本発明の他の実施形態-
次に、本発明の他の実施形態について図11を参照しながら説明する。図11は、ブリッジから折り取られた後の水晶振動片10の接続電極132を含む周辺領域のみを拡大した斜視図となっている。なお、前述した本発明の実施形態と同様の構成については同一の符号を用いて、その説明を割愛する。以下、前述した本発明の実施形態との相違点を中心に説明する。
-Other embodiments of the present invention-
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is an enlarged perspective view of only the peripheral region including the
本発明の他の実施形態では、水晶振動片の形状と導電性接着剤の塗布形態が前述した本発明の実施形態と異なっている。まず水晶振動片の形状については、図11に示すように水晶振動片10の一組の長辺側の側面の各々に傾斜面11(11a,11b)が現れている。また、水晶振動片10の一組の短辺側の側面の各々にも傾斜面12(12a,12b)が現れている。
In another embodiment of the present invention, the shape of the crystal vibrating piece and the form of application of the conductive adhesive are different from the above-described embodiments of the present invention. First, as for the shape of the crystal vibrating piece, as shown in FIG. 11, inclined surfaces 11 (11a, 11b) appear on each of a set of side surfaces on the long side of the
水晶振動片10の長辺側の側面の傾斜面11については、傾斜面11aは、水晶振動片10の一主面(図11における下側の主面)との間の成す角度αが鈍角となっている。また、傾斜面11aと傾斜面11bとの間の成す角度βも鈍角となっている。
Regarding the
一方、水晶振動片10の短辺側の側面の傾斜面12については、傾斜面12aが水晶振動片10の一主面(図11における下側の主面)との間の成す角度γと、傾斜面12aと傾斜面12bとの間の成す角度δと、傾斜面12bと水晶振動片10の他主面(図11における上側の主面)との間の成す角度εは全て鈍角となっている。なお、水晶振動片の長辺側の側面および短辺側の側面の各傾斜面に関し、水晶振動片の主面とこれに連続する傾斜面との間の成す角度や、複数の傾斜面間の成す角度はエッチング条件によって変化するため、これらの全ての角度が鈍角になるとは限らず、鈍角と鋭角とが混在することもある。
On the other hand, with regard to the inclined surface 12 on the side surface of the short side of the
傾斜面11a,11bおよび傾斜面12a,12bはウエットエッチングによって現れたATカット水晶の結晶面であり、エッチング条件に応じてその出現数や複数の傾斜面間の成す角度が変化するため水晶振動片の形状が変化し得る。したがって、図11に示す水晶振動片の傾斜面の現れ方は一例に過ぎず、本発明の適用は、図11に示す水晶振動片の傾斜面の出現数や側面形状に限定されるものではない。
The
また、ATカット水晶はその異方性により、平面視矩形状の水晶振動片の長辺方向の両端部および短辺方向の両端部の各々において、その断面形状に差異が生じる。特に、図3乃至5のように平面視矩形状の水晶振動片の長辺にATカット水晶のX軸が設定され、短辺にATカット水晶のZ´軸が設定された場合、長辺方向の両端部における断面形状はエッチング条件の如何によっては差異が大きくなる。ATカット水晶はこのような性質を有するが、本発明の適用は図3乃至5に示す結晶軸方向に限定されるものではなく、平面視矩形状の水晶振動片の長辺にZ´軸が、短辺にX軸が設定されていてもよい。 In addition, due to its anisotropy, the AT-cut crystal has a different cross-sectional shape at both ends in the long-side direction and both ends in the short-side direction of the crystal vibrating piece, which is rectangular in plan view. In particular, as shown in FIGS. 3 to 5, when the X-axis of the AT-cut crystal is set on the long side of the crystal vibrating piece and the Z′-axis of the AT-cut crystal is set on the short side, the long side direction The difference in cross-sectional shape at both ends of is large depending on the etching conditions. AT-cut crystal has such properties, but the application of the present invention is not limited to the crystal axis direction shown in FIGS. , the X-axis may be set on the short side.
水晶振動片10の一組の長辺側の側面の傾斜面11,11には、第2側面電極141(図11では図示せず),142が形成されている。具体的には、第2側面電極141は、破断痕16(一対の破断痕16,16の一方)に隣接しており、接続電極131(131a,131b。図11では図示せず)に連続して形成されている。同様に、第2側面電極142は、破断痕16(一対の破断痕16,16の他方)に隣接しており、接続電極132(132a,132b)に連続して形成されている。また、水晶振動片10の一方の短辺側の側面の傾斜面12(12a,12b)には、第1側面電極133(図11では図示せず),134が形成されている。
Second side-surface electrodes 141 (not shown in FIG. 11) and 142 are formed on the
本発明の他の実施形態では、前述した本発明の実施形態と同様に、ブリッジの折り取り前の状態において、一対のブリッジの各々にスリットが形成されている。そのため、前記一対のスリットの各々の内部にスリット内金属膜15(151(図11では図示せず),152)が被着している。このスリット内金属膜15(151,152)は、一対の接続電極131a,132aに各々連続して形成されているとともに、隣接する第1側面電極133(図11では図示せず),134にも各々連続して形成されている。
In another embodiment of the invention, a slit is formed in each of the pair of bridges before the bridges are broken off, similar to the embodiment of the invention described above. Therefore, the in-slit metal films 15 (151 (not shown in FIG. 11) and 152) are coated inside each of the pair of slits. The in-slit metal films 15 (151, 152) are formed continuously on the pair of
次に導電性接着剤の塗布形態については、図11に示すように導電性接着剤Sは、接続電極131b(132bも同様)と、第1側面電極134(133も同様)と、破断痕16と、スリット内金属膜152(151も同様)と、第2側面電極142(141も同様)とに及ぶように塗布されている。なお、本発明の他の実施形態では第2側面電極141,142が形成されていたが、当該第2側面電極が形成されていなくてもよい。つまり第1側面電極133(134)によって、水晶振動片10の表裏の接続電極131a(132a)と131b(132b)との間の電気的接続を確保するようにしてもよい。
Next, regarding the form of application of the conductive adhesive, as shown in FIG. , the in-slit metal film 152 (same for 151) and the second side electrode 142 (same for 141). Although the
本発明の他の実施形態に係る構成によれば、水晶振動片10が、導電性接着剤S,Sが露出部9,9を覆うように接続電極131,132に接続されるだけでなく、第1側面電極133,134と破断痕16,16にも及んだ状態で電極パッド上に接合されるため、水晶振動片10と導電性接着剤Sとの密着性をより向上させることができる。これは導電性接着剤Sとの密着性に優れる露出部9だけでなく、露出部9に比べてその表面が粗面である破断痕16にも導電性接着剤Sが及ぶため、所謂「アンカー効果」により、水晶振動片10と導電性接着剤Sとの密着性がより向上するからである。
According to the configuration according to another embodiment of the present invention, the
また本発明の他の実施形態に係る構成によれば、水晶振動片10が、導電性接着剤Sが接続電極131,132と第1側面電極133,134と破断痕16だけでなく、接続電極131,132と連続した第2側面電極141,142にも及んだ状態で、電極パッドと接合される。つまり、導電性接着剤S,Sが露出部9,9を含む接続電極131,132と破断痕16,16に加え、第2側面電極141,142にも及んでいるため、水晶振動片10の短辺と当該短辺に隣接する長辺とに跨るように導電性接着剤Sが配されることになる。これにより、水晶振動片10と導電性接着剤Sとの密着性がより高まり、接合力を向上させることができる。
Further, according to the configuration according to another embodiment of the present invention, the
さらに本発明の他の実施形態に係る構成によれば、水晶振動片10の表裏主面間の接続信頼性を向上させることができる。これについて次に説明する。水晶振動片10の一組の長辺側の側面には傾斜面11,11が含まれている。そして、第2側面電極141は接続電極131(131a,131b)から傾斜面11(11a,11b)に及ぶように形成されている(図11では図示せず)。同様に、第2側面電極142は接続電極132(132a,132b)から傾斜面11(11a,11b)に及ぶように形成されている。このような構成により、水晶振動片の側面が水晶振動片の主面に対して垂直になっている構成に比べて、複数の面の成す角度を緩やかにできる。これにより、側面電極の断線を防止することができる。当該効果は、水晶振動片10の一短辺側の側面の傾斜面12,12に形成される第1側面電極133,134についても同様ことが言える。
Furthermore, according to the configuration according to another embodiment of the present invention, it is possible to improve the connection reliability between the front and back main surfaces of the
前述した本発明の実施形態および他の実施形態では、水晶振動片は片持ち状態で突起部上面の電極パッド上に導電接合されていたが、水晶振動片の自由端側にも突起部や段部を形成して両持ち状態で導電接合するようにしてもよい。 In the above-described embodiments and other embodiments of the present invention, the crystal vibrating piece is conductively joined to the electrode pads on the upper surface of the projection in a cantilevered state. A portion may be formed so as to be electrically conductively joined in a state of being supported on both sides.
また、本発明の実施形態および他の実施形態では、水晶振動片と容器とを導電接合する接続数は2つとなっていたが、当該接続数は2つに限定されるものではなく、2つ以上であってもよい。また、1つの水晶振動片に形成されるブリッジの個数は2つに限定されるものではなく、1つあるいは2つ以上形成してもよい。 In addition, in the embodiment of the present invention and other embodiments, the number of connections for electrically connecting the crystal vibrating piece and the container is two, but the number of connections is not limited to two. or more. Also, the number of bridges formed in one crystal vibrating piece is not limited to two, and may be one or two or more.
また、本発明に係る水晶振動片の、電極パッドへの導電性接着剤を介した接合に関し、図5および図11に示す形態の水晶振動片を表裏反転した状態で電極パッドに接合してもよい。 Further, regarding bonding of the crystal vibrating piece according to the present invention to the electrode pads via the conductive adhesive, even if the crystal vibrating piece having the configuration shown in FIGS. good.
また、前述した本発明の実施形態および他の実施形態では、導電性接着剤は一対の電極パッドの上面に1回だけ塗布されていたが(いわゆる「下塗り」)、このように下塗りされた導電性接着剤の上に、更に導電性接着剤を重ね塗りしてもよい(いわゆる「上塗り」)。 Also, in the above-described embodiments and other embodiments of the present invention, the conductive adhesive was applied only once to the upper surfaces of the pair of electrode pads (so-called "priming"), but such a primed conductive adhesive A conductive adhesive may be overcoated on top of the conductive adhesive (so-called “topcoat”).
前述した本発明の実施形態および他の実施形態では、容器の断面視形状がアルファベットの「H」状となる構造の水晶発振器を例に挙げたが、本発明の適用は当該構造の水晶発振器に限らず、上方のみが開口した凹部の内部に、電子部品素子と水晶振動片とが収容され、前記凹部の開口端に蓋が接合された水晶発振器にも適用可能である。 In the above-described embodiments and other embodiments of the present invention, examples were given of crystal oscillators having a structure in which the cross-sectional shape of the container is the letter "H", but the present invention is applicable to crystal oscillators having such a structure. However, the present invention can also be applied to a crystal oscillator in which an electronic component element and a crystal vibrating piece are accommodated inside a concave portion that is open only at the top, and a lid is bonded to the open end of the concave portion.
また、前述した本発明の実施形態および他の実施形態では、圧電デバイスとして水晶発振器を例に挙げたが、本発明は水晶発振器に限らず、容器に水晶振動片のみが収容された水晶振動子や、容器に水晶振動片と温度センサとが内蔵された温度センサ内蔵型水晶振動子にも適用可能である。 In addition, in the above-described embodiments and other embodiments of the present invention, a crystal oscillator was taken as an example of a piezoelectric device, but the present invention is not limited to a crystal oscillator, and a crystal oscillator in which only a crystal vibrating piece is accommodated in a container. Alternatively, the present invention can be applied to a temperature sensor built-in type crystal resonator in which a crystal resonator element and a temperature sensor are built in a container.
本発明は、その精神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。 The invention can be embodied in many other forms without departing from its spirit or essential characteristics. Therefore, the above-described embodiments are merely examples in every respect and should not be construed in a restrictive manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Furthermore, all modifications and changes within the equivalent scope of claims are within the scope of the present invention.
圧電デバイスの量産に適用できる。 It can be applied to mass production of piezoelectric devices.
1 水晶発振器
2 容器
3、10 水晶振動片
4 IC
5 蓋
6 電極パッド
9 露出部
16、38 破断痕
131、132、341、342 接続電極
133,134、343,344 第1側面電極
141,142 第2側面電極
S 導電性接着剤
1
5
Claims (2)
前記水晶振動デバイスは平面視略矩形で、その外形寸法は縦方向が1.6mmで横方向が1.2mmであり、前記導電性接着剤はシリコーン系の樹脂接着剤からなり、
前記水晶振動片は、平面視で矩形状の平板で、その短辺の長さは0.45mmであり、
前記水晶振動片の表裏主面における少なくとも一短辺の両端部には、外部と接合される一対の接続電極が互いに離間して設けられ、
前記接続電極は下地層に上層が積層された膜構成からなり、前記上層は金であり、
前記一対の接続電極の各々の領域内には、前記水晶振動片の素地が露出した露出部が設けられてなり、
1つの前記接続電極において、前記露出部の開口面積が、当該接続電極の平面視における面積に対して1.9%以上7.7%以下であることを特徴とする水晶振動デバイス。 A crystal vibrating piece that is approximately rectangular in plan view is cantilever bonded to an electrode pad provided inside a container via a conductive adhesive, and is airtightly sealed by bonding a lid to the container. a device,
The crystal vibration device has a substantially rectangular shape in a plan view, and has outer dimensions of 1.6 mm in the vertical direction and 1.2 mm in the horizontal direction, and the conductive adhesive is made of a silicone-based resin adhesive,
The crystal vibrating piece is a flat plate having a rectangular shape in plan view, and the length of the short side is 0.45 mm,
A pair of connection electrodes to be connected to the outside are provided separately from each other on both ends of at least one short side of the front and back main surfaces of the crystal vibrating piece,
The connection electrode has a film structure in which an upper layer is laminated on a base layer, the upper layer is gold,
In each region of the pair of connection electrodes, an exposed portion where the base of the crystal vibrating piece is exposed is provided,
A crystal oscillation device, wherein, in one of the connection electrodes, an opening area of the exposed portion is 1.9% or more and 7.7% or less of an area of the connection electrode in a plan view.
前記導電性接着剤が、前記露出部を覆うように少なくとも前記一対の接続電極と前記一対の第1側面電極と前記破断痕に及んだ状態で、前記水晶振動片が前記電極パッドと接合されていることを特徴とする請求項1に記載の水晶振動デバイス。 A pair of first side electrodes continuous with each of the pair of connection electrodes are formed on the side surface of one short side of the crystal vibrating piece on which the pair of connection electrodes are formed, and a fracture trace of the crystal vibrating piece. is exposed and
The crystal vibrating piece is joined to the electrode pads in a state in which the conductive adhesive reaches at least the pair of connection electrodes, the pair of first side electrodes, and the fracture marks so as to cover the exposed portions. 2. The crystal oscillation device according to claim 1, wherein:
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