CN109804562A - 压电振动器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压电振动器件。作为压电振动器件的晶体振荡器(102)具有形成有第一激励电极(221)和第二激励电极(222)的晶体振动片(2)、将晶体振动片(2)的第一激励电极(221)覆盖的第一密封构件(3)、及将晶体振动片(2)的第二激励电极(222)覆盖的第二密封构件(4)，第一密封构件(3)与晶体振动片(2)相接合；第二密封构件(4)与晶体振动片(2)相接合，形成将晶体振动片(2)的振动部(22)气密密封的内部空间(13)。内部空间(13)内配置有未与第一激励电极(221)及第二激励电极(222)电连接而与固定电位，例如GND电位连接的第一屏蔽电极(35)及第二屏蔽电极(44)。基于该结构，能抑制由电容耦合引起的特性变动。

Description

压电振动器件
技术领域
本发明涉及一种压电振动器件。
背景技术
近年，各种电子设备朝着工作频率高频化、封装体小型化(特别是低矮化)方向发展。因此，随着高频化及封装体小型化，要求压电振动器件(例如，晶体谐振器、晶体振荡器等)也能应对高频化及封装体小型化。
这种压电振动器件中，其壳体由近似长方体的封装体构成。该封装体包括，例如由玻璃或石英晶体构成的第一密封构件及第二密封构件、和例如由石英晶体构成并在两个主面上形成有激励电极的压电振动片，第一密封构件与第二密封构件间通过晶体振动片而层叠接合。并且，配置在封装体内部(内部空间)的压电振动片的振动部(激励电极)被气密密封(例如，专利文献1)。以下，将这种压电振动器件的层叠形态称为三明治结构。
另外，压电振动器件中，若封装体内部的激励电极及内部布线与位于封装体外侧的基板安装端子等之间发生电容耦合，则受基板安装端子的电位变化影响，频率及其它特性会产生变动。现有技术结构的压电振动器件中，通过在封装体的叠层间配置屏蔽电极、在封装体内部配置IC芯片、或对封装体盖使用金属板而构成屏蔽结构，来抑制上述特性变动(例如，专利文献2、专利文献3)。在此，现有技术结构的压电振动器件是指，在陶瓷构成的封装体壳体内部封入晶体谐振元件的结构，即，陶瓷封装体器件。
三明治结构的压电振动器件中，由于封装体较薄，所以容易发生电容耦合。因此，三明治结构的压电振动器件与现有技术结构的压电振动器件一样，采取屏蔽对策较为重要。然而，若与现有技术结构的压电振动器件一样设置屏蔽电极，则会出现以下问题。
首先，与现有技术的陶瓷封装体器件不同，三明治结构的压电振动器件没有封装体盖，因而，不可能通过对封装体盖使用金属板来构成屏蔽结构。其次，若在封装体的叠层间配置屏蔽电极，则封装体的叠层数会增加，从而使三明治结构失去薄型化这一优点。
另外，屏蔽电极基本都与接地电位连接。若用这种接地的屏蔽电极等覆盖，屏蔽电极中电位不会发生变化，因而能防止上述电位变化所引起的压电振动器件的特性变动。然而，若因屏蔽电极与激励电极之间发生电容耦合而使激励电极的寄生电容增加，则压电振动器件的频率可变范围会减小，从而使频率调节难以进行。
【专利文献1】：日本特开2010－252051号公报
【专利文献2】：日本特开2000－134058号公报
【专利文献3】：日本特开2012－90202号公报
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种适合于三明治结构的压电振动器件的屏蔽结构。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种压电振动器件，该压电振动器件设有，在基板的一个主面上形成有第一激励电极、在所述基板的另一个主面上形成有与所述第一激励电极成对的第二激励电极的压电振动板；将所述压电振动板的所述第一激励电极覆盖的第一密封构件；及将所述压电振动板的所述第二激励电极覆盖的第二密封构件，所述第一密封构件与所述压电振动板相接合，所述第二密封构件与所述压电振动板相接合，形成将包含所述第一激励电极和所述第二激励电极的所述压电振动板的振动部气密密封的内部空间，该压电振动器件的特征在于：在所述内部空间，配置有未与所述第一激励电极及所述第二激励电极电连接而与固定电位连接的屏蔽电极。
基于上述结构，屏蔽电极被配置在压电振动器件的内部空间，该屏蔽电极未与第一激励电极及第二激励电极电连接，而与固定电位(较佳为GND电位)连接。三明治结构的压电振动器件中，由于封装体厚度较薄，激励电极及内部布线与封装体外侧的安装端子等之间的距离较近，因而容易发生电容耦合。对此，本发明的压电振动器件中，通过在内部空间配置屏蔽电极，能抑制上述电容耦合所引起的特性变动。
另外，上述压电振动器件中，较佳为，在所述第一密封构件及所述第二密封构件的内面侧，所述屏蔽电极相应于所述压电振动板上形成的所述第一激励电极及所述第二激励电极的形状被图案化后配置为，俯视时与所述第一激励电极及所述第二激励电极重叠。
基于上述结构，由于相应于需要屏蔽的激励电极(或布线)的配置形状将屏蔽电极图案化，所以能将屏蔽电极的形成面积抑制到最小限度，并能减小因屏蔽电极而产生的寄生电容。寄生电容减小还能抑制激励电极的可变量减小，因而有利于压电振动器件的频率调节。
另外，上述压电振动器件中，较佳为，所述压电振动板具有被形成为近似矩形的所述振动部、包围着所述振动部的外周的外框部、及将所述振动部与所述外框部连结的连结部，所述屏蔽电极上设有开口，该开口被设在与所述振动部中设有所述连结部的一边的对面侧的边中的所述第一激励电极及所述第二激励电极的边缘相向而对的部位。
由于激励电极被形成在振动部，振动部因受到撞击等而产生弯曲变形时，在弯曲幅度最大的部位，激励电极可能与封装体的内面接触，而若该接触部位存在屏蔽电极，则激励电极与屏蔽电极间的接触会引起短路等问题发生。然而，基于上述结构，屏蔽电极中，在撞击发生等时容易与激励电极接触的部位设置有开口，所以能避免激励电极与封装体内面的屏蔽电极接触，从而能防止上述问题发生。
另外，上述压电振动器件中，较佳为，所述第二密封构件的外表面上形成有用于将该压电振动器件安装于电路基板的外部电极端子，所述第二密封构件的内面上形成的屏蔽电极用于屏蔽所述第二激励电极与所述外部电极端子重叠的区域，其外的与所述第二激励电极相向而对的区域被形成为开口。
第二激励电极与外部电极端子间的电容耦合发生在第二激励电极与外部电极端子重叠的区域。基于上述结构，第二密封构件的内面上形成的屏蔽电极只对第二激励电极与外部电极端子重叠的区域进行屏蔽，因而，通过只对所需的部位进行屏蔽来抑制电容耦合所引起的特性变动的同时，还能防止由屏蔽电极产生的寄生电容引起的激励电极的可变量减小。
另外，上述压电振动器件中，较佳为，所述第一密封构件上安装有IC芯片，所述屏蔽电极也配置在所述IC芯片的安装端子面上。
压电振动器件的顶面(第一密封构件上)上安装有IC芯片的情况下，有时也希望屏蔽与IC芯片间的电容耦合。基于上述结构，在封装体内没有配置屏蔽电极的空间等的情况下，可以在封装体外配置IC芯片用的屏蔽电极。
发明效果：
本发明的压电振动器件被构成为，在压电振动器件的内部空间配置有屏蔽电极，该屏蔽电极未与第一激励电极及第二激励电极电连接，而与固定电位(较佳为GND电位)连接。三明治结构的压电振动器件由于封装体厚度较薄，激励电极及内部布线与封装体外侧的安装端子等之间的距离较近而容易发生电容耦合，然而，本发明的压电振动器件中，由于在内部空间中配置有屏蔽电极，所以能获得可抑制上述电容耦合所引起的特性变动这样的效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的晶体谐振器的各构成部分的概要结构示意图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的晶体振荡器的各构成部分的概要结构示意图。
图3是晶体谐振器的第一密封构件的概要俯视图。
图4是晶体谐振器的第一密封构件的概要仰视图。
图5是晶体谐振器的晶体振动片的概要俯视图。
图6是晶体谐振器的晶体振动片的概要仰视图。
图7是晶体谐振器的第二密封构件的概要俯视图。
图8是晶体谐振器的第二密封构件的概要仰视图。
图9是表示将本发明的屏蔽结构应用于晶体振荡器的例子的截面示意图。
图10是晶体谐振器的第一密封构件的概要仰视图，也是表示屏蔽电极的变形例的图。
图11是晶体谐振器的第一密封构件的概要仰视图，也是表示屏蔽电极的变形例的图。
图12是晶体谐振器的第二密封构件的概要俯视图，也是表示屏蔽电极的变形例的图。
＜附图标记说明＞
101 晶体谐振器(压电振动器件)
102 晶体振荡器(压电振动器件)
2 晶体振动片(压电振动板)
3 第一密封构件
4 第二密封构件
5 IC芯片
12 封装体
13 内部空间
111～125 第一～第十五通孔
22 振动部
23 外框部
24 连结部
221 第一激励电极
222 第二激励电极
34 第一屏蔽电极(屏蔽电极)
35 第二屏蔽电极(屏蔽电极)
37 电极图案
433～436 第一～第四外部电极端子
44 第三屏蔽电极(屏蔽电极)
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本发明的实施方式所涉及的压电振动器件的特征在于屏蔽结构，但首先对屏蔽结构以外的基本结构进行说明。
图1是表示晶体谐振器101的结构的概要结构示意图，图2是表示晶体振荡器102的结构的概要结构示意图。另外，图2所示的晶体振荡器102是在图1所示的晶体谐振器101的顶面上安装了IC芯片5后的结构。作为电子部件元件的IC芯片5是与晶体谐振器101一起构成振荡电路的单芯片集成电路元件。本发明的压电振动器件可以是晶体谐振器，也可以是晶体振荡器。
本发明的实施方式所涉及的晶体谐振器101中，如图1所示，设置有晶体振动片(压电振动板)2、第一密封构件3、及第二密封构件4。晶体谐振器101中，晶体振动片2与第一密封构件3相接合，晶体振动片2与第二密封构件4相接合，从而构成三明治结构的封装体12。第一密封构件3以覆盖晶体振动片2的一个主面211上形成的第一激励电极221(参照图5)的方式与晶体振动片2相接合。第二密封构件4以覆盖晶体振动片2的另一个主面212上形成的第二激励电极222(参照图6)的方式与晶体振动片2相接合。
晶体谐振器101中，第一密封构件3及第二密封构件4分别与晶体振动片2的两个主面(一个主面211、另一个主面212)接合，而形成封装体12的内部空间13，在内部空间13中，包括第一激励电极221和第二激励电极222的振动部22(参照图5、图6)被气密密封。本发明的实施方式所涉及的晶体谐振器101例如采用1.0×0.8mm的封装体尺寸，从而实现了小型化和低矮化。
下面，参照图1及图3～图8，对上述晶体谐振器101的各构成部分进行说明。在此，分别对晶体振动片2、第一密封构件3及第二密封构件4的构件个体的结构进行说明。
晶体振动片2是由石英晶体构成的压电基片，如图5、图6所示，其两个主面211、212被加工(镜面加工)成平坦平滑面。本实施方式中，作为晶体振动片2，采用实现厚度剪切振动的AT切石英晶体片。图5、图6所示的晶体振动片2中，晶体振动片2的两个主面211、212在XZ平面上。该XZ平面中，晶体振动片2的短边方向为X轴方向；晶体振动片2的长边方向为Z轴方向。另外，AT切是指，人工石英晶体的三个晶轴，即电轴(X轴)、机械轴(Y轴)、及光轴(Z轴)中，以相对Z轴绕X轴转动35°15′的倾斜角度进行切割的加工手法。AT切石英晶体片中，X轴与石英晶体的晶轴一致。Y轴及Z轴与相对石英晶体的晶轴的Y轴及Z轴分别倾斜了35°15′的轴一致。Y轴方向及Z轴方向相当于将AT切石英晶体片切割时的切割方向。
晶体振动片2的两个主面211、212上形成有一对激励电极(第一激励电极221、第二激励电极222)。晶体振动片2具有被形成为近似矩形的振动部22、包围着该振动部22的外周的外框部23、及将振动部22与外框部23连结的连结部24，振动部22、连结部24、及外框部23被构成为一体。本实施方式中，连结部24只被设置在振动部22与外框部23之间的一个部位，未设置连结部24的部位成为空隙22b。另外，振动部22和连结部24被构成为比外框部23更薄。如此，由于外框部23与连结部24厚度不同，所以外框部23的固有振动频率与连结部24的压电振动频率不同，从而外框部23不容易与连结部24的压电振动产生共振。
连结部24只从位于振动部22的+X方向及－Z方向的一个角部22a朝着－Z方向延伸(突出)到外框部23。如此，振动部22的外周端部中，由于在压电振动的位移较小的角部22a设置有连结部24，所以与将连结部24设置在角部22a以外的部分(边的中间部分)的情况相比，能防止压电振动经由连结部24而泄露到外框部23，从而能使振动部22更高效地进行压电振动。
第一激励电极221设置在振动部22的一个主面侧，第二激励电极222设置在振动部22的另一个主面侧。第一激励电极221、第二激励电极222分别与引出电极(第一引出电极223、第二引出电极224)连接。从第一激励电极221引出的第一引出电极223从连结部24经过而与外框部23上形成的连接用接合图案131相连。从第二激励电极222引出的第二引出电极224从连结部24经过而与外框部23上形成的连接用接合图案115c相连。第一激励电极221及第一引出电极223由在一个主面211上进行物理气相沉积而形成的基底PVD膜、和在该基底PVD膜上进行物理气相沉积而叠层形成的电极PVD膜构成。第二激励电极222及第二引出电极224由在另一个主面212上进行物理气相沉积而形成的基底PVD膜、和在该基底PVD膜上进行物理气相沉积而叠层形成的电极PVD膜构成。
在晶体振动片2的两个主面211、212上，分别设置有用于将晶体振动片2与第一密封构件3及第二密封构件4接合的振动侧密封部。振动侧密封部由晶体振动片2的一个主面211上形成的振动侧第一接合图案251、和另一个主面212上形成的振动侧第二接合图案252构成。振动侧第一接合图案251和振动侧第二接合图案252被设置在上述外框部23，俯视呈环形。第一激励电极221和第二激励电极222未与振动侧第一接合图案251和振动侧第二接合图案252电连接。
振动侧第一接合图案251由在一个主面211上进行物理气相沉积而形成的基底PVD膜、和在该基底PVD膜上进行物理气相沉积而叠层形成的电极PVD膜构成。振动侧第二接合图案252由在另一个主面212上进行物理气相沉积而形成的基底PVD膜、和在该基底PVD膜上进行物理气相沉积而叠层形成的电极PVD膜构成。即，振动侧第一接合图案251与振动侧第二接合图案252结构相同，均由多个层在两个主面211、212上叠层而构成，从其最下层侧起依次蒸镀形成有Ti(钛)层和Au(金)层。另外，晶体振动片2的一个主面211上形成的第一激励电极221与振动侧第一接合图案251厚度相同，第一激励电极221的表面和振动侧第一接合图案251的表面由同一金属构成。同样，晶体振动片2的另一个主面212上形成的第二激励电极222与振动侧第二接合图案252厚度相同，第二激励电极222的表面和振动侧第二接合图案252的表面由同一金属构成。另外，振动侧第一接合图案251和振动侧第二接合图案252为非Sn(锡)图案。
在此，通过对第一激励电极221、第一引出电极223、及振动侧第一接合图案251采用相同结构，可以通过同一工序将它们一并形成。同样，通过对第二激励电极222、第二引出电极224、及振动侧第二接合图案252采用相同结构，可以通过同一工序将它们一并形成。详细而言，可通过用真空蒸镀或溅射、离子镀、分子束外延(MBE)、激光烧蚀等的PVD法(例如，光刻等加工中的图案化用的膜形成法)形成基底PVD膜或电极PVD膜，而一并进行膜形成。如此，能减少制造工序，从而有利于降低成本。
另外，如图5、图6所示，在晶体振动片2上形成有将一个主面211与另一个主面212之间贯通的五个通孔(第一～第五通孔111～115)。第一～第四通孔111～114被设置在晶体振动片2的外框部23上，并位于晶体振动片2的四个角落(角部)的区域。第五通孔115被设置在晶体振动片2的外框部23上，并位于晶体振动片2的振动部22的Z’轴方向的一侧(图5、图6中是－Z’方向侧)。
第一通孔111与第一密封构件3的第六通孔116及第二密封构件4的第十二通孔122相连。第二通孔112与第一密封构件3的第七通孔117及第二密封构件4的第十三通孔123相连。第三通孔113与第一密封构件3的第八通孔118及第二密封构件4的第十四通孔124相连。第四通孔114与第一密封构件3的第九通孔119及第二密封构件4的第十五通孔125相连。第五通孔115与从第二激励电极222引出的第二引出电极224相连，并经由布线图案33与第一密封构件3的第十通孔120相连。
第一～第五通孔111～115中，沿着该第一～第五通孔111～115各自的内壁面，分别形成有用于将一个主面211上形成的电极与另一个主面212上形成的电极导通的贯通电极111a～115a。并且，第一～第五通孔111～115各自的中央部分成为将一个主面211与另一个主面212之间贯通的中空状态的贯通部分111b～115b。第一～第五通孔111～115各自的外围上形成有连接用接合图案111c～115c。连接用接合图案111c～115c被设置在晶体振动片2的两个主面211、212上。
连接用接合图案111c～115c的结构与振动侧第一接合图案251、振动侧第二接合图案252的结构相同，可以通过与振动侧第一接合图案251、振动侧第二接合图案252相同的工序来形成连接用接合图案111c～115c。具体而言，连接用接合图案111c～115c由在晶体振动片2的两个主面211、212上进行物理气相沉积而形成的基底PVD膜、和在该基底PVD膜上进行物理气相沉积而叠层形成的电极PVD膜构成。
晶体振动片2的一个主面211及另一个主面212上形成的连接用接合图案111c～114c被设置在晶体振动片2的四个角落(角部)的区域，与振动侧第一接合图案251和振动侧第二接合图案252之间相隔规定间隔。晶体振动片2的另一个主面212上形成的连接用接合图案115c在晶体振动片2的外框部23中沿X轴方向延伸，并与从第二激励电极222引出的第二引出电极224形成为一体。
另外，晶体振动片2的一个主面211上设置有与从第一激励电极221引出的第一引出电极223形成为一体的连接用接合图案131。连接用接合图案131被设置在晶体振动片2的外框部23上，且位于晶体振动片2的振动部22的-Z’方向侧。另外，晶体振动片2的一个主面211上设置有连接用接合图案132，在Z’轴方向，该连接用接合图案132位于连接用接合图案131的相反侧，与连接用接合图案131之间夹着晶体振动片2的振动部22。即，在振动部22的Z’轴方向的两侧分别设置有连接用接合图案131、132。连接用接合图案132在晶体振动片2的外框部23中沿X轴方向延伸。
另外，晶体振动片2的一个主面211上，在晶体振动片2的外框部23上的、振动部22的X轴方向的两侧，分别设置有连接用接合图案133、134。连接用接合图案133、134被设置在沿靠着晶体振动片2的长边边缘的长边边缘近傍区域，并沿Z’轴方向延伸。连接用接合图案133被设置在晶体振动片2的一个主面211上形成的连接用接合图案111c与连接用接合图案113c之间。连接用接合图案134被设置在连接用接合图案112c与连接用接合图案114c之间。
晶体振动片2的另一个主面212上设置有连接用接合图案135，在Z’轴方向，该连接用接合图案135位于连接用接合图案115c的相反侧，与连接用接合图案115c之间夹着晶体振动片2的振动部22。即，在振动部22的Z’轴方向的两侧分别设置有连接用接合图案115c、135。另外，晶体振动片2的另一个主面212上，在晶体振动片2的外框部23上的、振动部22的X轴方向的两侧，分别设置有连接用接合图案136、137。连接用接合图案136、137被设置在沿靠晶体振动片2的长边边缘的长边边缘近傍区域，并沿Z’轴方向延伸。连接用接合图案136被设置在晶体振动片2的另一个主面212上形成的连接用接合图案111c与连接用接合图案113c之间。连接用接合图案137被设置在连接用接合图案112c与连接用接合图案114c之间。
晶体谐振器101中，第一～第四通孔111～114及连接用接合图案111c～114c、133、134、136、137被设置为，比振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252更位于外周侧。第五通孔115及连接用接合图案115c、131、132、135被设置为，比振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252更位于内周侧。连接用接合图案111c～115c、131～137未与振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252电连接。
第一密封构件3采用弯曲刚度(截面二阶矩×杨氏模数)在1000[N·mm2]以下的材料。具体而言，如图3、图4所示，第一密封构件3是由一枚玻璃晶片形成的长方体基板，该第一密封构件3的另一个主面312(与晶体振动片2接合的面)被加工(镜面加工)成平坦平滑面。
该第一密封构件3的另一个主面312上形成有密封侧第一接合图案321，作为与晶体振动片2接合用的密封侧第一密封部。密封侧第一接合图案321被形成为俯视呈环形。
该密封侧第一接合图案321由在第一密封构件3上进行物理气相沉积而形成的基底PVD膜、和在该基底PVD膜上进行物理气相沉积而叠层形成的电极PVD膜构成。另外，本实施方式中，基底PVD膜采用钛，电极PVD膜采用金。并且，密封侧第一接合图案321是非锡图案。
如图3、图4所示，在第一密封构件3的一个主面311(安装IC芯片5的面)上形成有六个电极图案37，该六个电极图案37中包含有用于安装作为振荡电路元件的IC芯片5的安装垫。另外，图3中用虚线虚拟地示出了IC芯片5的安装区域。六个电极图案37分别单独与第六～第十一通孔116～121连接。
第一密封构件3上形成有将一个主面311与另一个主面312之间贯通的六个通孔(第六～第十一通孔116～121)。第六～第九通孔116～119被设置在第一密封构件3的四个角落(角部)的区域。第十、第十一通孔120、121被设置在图4中的A2方向的两侧。
第六通孔116与晶体振动片2的第一通孔111相连。第七通孔117与晶体振动片2的第二通孔112相连。第八通孔118与晶体振动片2的第三通孔113相连。第九通孔119与晶体振动片2的第四通孔114相连。第十通孔120经由布线图案33而与晶体振动片2的第五通孔115相连。第十一通孔121与从第一激励电极221引出的第一引出电极223相连。
第六～第十一通孔116～121中，沿着该第六～第十一通孔116～121各自的内壁面，分别形成有用于将一个主面311上形成的电极与另一个主面312上形成的电极导通的贯通电极116a～121a。并且，第六～第十一通孔116～121各自的中央部分成为将一个主面311与另一个主面312之间贯通的中空状态的贯通部分116b～121b。在第六～第十一通孔116～121各自的外围形成有连接用接合图案116c～121c。连接用接合图案116c～121c被设置在第一密封构件3的另一个主面312上。
连接用接合图案116c～121c的结构与密封侧第一接合图案321的结构相同，可通过与密封侧第一接合图案321相同的工序来形成连接用接合图案116c～121c。具体而言，连接用接合图案116c～121c由在第一密封构件3的另一个主面312上进行物理气相沉积而形成的基底PVD膜、和在该基底PVD膜上进行物理气相沉积而叠层形成的电极PVD膜构成。
第六～第九通孔116～119的连接用接合图案116c～119c被设置在第一密封构件3的另一个主面312的四个角落(角部)的区域，与密封侧第一接合图案321相隔规定间隔。第十通孔120的连接用接合图案120c沿着图4的箭头A1的方向延伸，与布线图案33形成为一体。另外，第一密封构件3的另一个主面312上设置有连接用接合图案138，该连接用接合图案138位于箭头A2方向的相反侧，与连接用接合图案120c之间夹着布线图案33。即，布线图案33的箭头A2方向的一端与连接用接合图案120c连接，另一端与连接用接合图案138连接。另外，图4中的A1方向及A2方向分别与图5中的X轴方向及Z’轴方向一致。
另外，第一密封构件3的另一个主面312上，在沿靠着第一密封构件3的长边边缘的长边边缘近傍区域设置有连接用接合图案139、140。连接用接合图案139、140沿着图4中的箭头A2的方向延伸。连接用接合图案139被设置在第一密封构件3的另一个主面312上形成的连接用接合图案116c与连接用接合图案118c之间。连接用接合图案140被设置在连接用接合图案117c与连接用接合图案119c之间。
晶体谐振器101中，第六～第九通孔116～119及连接用接合图案116c～119c、139、140被设置为，比密封侧第一接合图案321更位于外周侧。第十、第十一通孔120、121及连接用接合图案120c、121c、138被设置为，比密封侧第一接合图案321更位于内周侧。连接用接合图案116c～121c、138～140中，除连接用接合图案117c以外，均未与密封侧第一接合图案321电连接。另外，布线图案33也未与密封侧第一接合图案321电连接。
第二密封构件4采用弯曲刚度(截面二阶矩×杨氏模数)在1000[N·mm2]以下的材料。具体而言，如图7、图8所示，第二密封构件4是由一枚玻璃晶片形成的长方体基板，该第二密封构件4的一个主面411(与晶体振动片2接合的面)被加工(镜面加工)成平坦平滑面。
该第二密封构件4的一个主面411上形成有密封侧第二接合图案421，作为与晶体振动片2接合用的密封侧第二密封部。密封侧第二接合图案421被形成为俯视呈环形。
该密封侧第二接合图案421由在第二密封构件4上进行物理气相沉积而形成的基底PVD膜、和在该基底PVD膜上进行物理气相沉积而叠层形成的电极PVD膜构成。另外，本实施方式中，基底PVD膜采用钛，电极PVD膜采用金。并且，密封侧第二接合图案421是非锡图案。
第二密封构件4的另一个主面412(不与晶体振动片2相向而对的外侧的主面)上设置有与外部电连接的四个外部电极端子(第一～第四外部电极端子433～436)。第一～第四外部电极端子433～436分别位于第二密封构件4的四个角落(角部)。这些外部电极端子(第一～第四外部电极端子433～436)由在另一个主面412上进行物理气相沉积而形成的基底PVD膜、和在该基底PVD膜上进行物理气相沉积而叠层形成的电极PVD膜构成。
如图7、图8所示，第二密封构件4上形成有将一个主面411与另一个主面412之间贯通的四个通孔(第十二～第十五通孔122～125)。第十二～第十五通孔122～125被设置在第二密封构件4的四个角落(角部)的区域。第十二通孔122与第一外部电极端子433及晶体振动片2的第一通孔111相连。第十三通孔123与第二外部电极端子434及晶体振动片2的第二通孔112相连。第十四通孔124与第三外部电极端子435及晶体振动片2的第三通孔113相连。第十五通孔125与第四外部电极端子436及晶体振动片2的第四通孔114相连。
第十二～第十五通孔122～125中，沿着该第十二～第十五通孔122～125各自的内壁面，分别形成有用于将一个主面411上形成的电极与另一个主面412上形成的电极导通的贯通电极122a～125a。并且，第十二～第十五通孔122～125各自的中央部分成为将一个主面411与另一个主面412之间贯通的中空状态的贯通部分122b～125b。在第十二～第十五通孔122～125各自的外围，形成有连接用接合图案122c～125c。连接用接合图案122c～125c被设置在第二密封构件4的一个主面411上。
连接用接合图案122c～125c的结构与密封侧第二接合图案421的结构相同，可通过与密封侧第二接合图案421相同的工序来形成连接用接合图案122c～125c。具体而言，连接用接合图案122c～125c由在第二密封构件4的一个主面411上进行物理气相沉积而形成的基底PVD膜、和在该基底PVD膜上进行物理气相沉积而叠层形成的电极PVD膜构成。
第十二～第十五通孔122～125的连接用接合图案122c～125c被设置在第二密封构件4的一个主面411的四个角落(角部)的区域，并与密封侧第二接合图案421相隔规定间隔。另外，第二密封构件4的一个主面411上，在沿靠着第二密封构件4的长边边缘的长边边缘近傍区域设置有连接用接合图案141、142。连接用接合图案141、142沿着图7中的箭头B2的方向延伸。连接用接合图案141被设置在第二密封构件4的一个主面411上形成的连接用接合图案122c与连接用接合图案124c之间。连接用接合图案142被设置在连接用接合图案123c与连接用接合图案125c之间。
另外，第二密封构件4的一个主面411上设置有沿图7中的箭头B1的方向延伸的连接用接合图案143、144。连接用接合图案143、144被设置在图7中的箭头B2的方向的两端区域。连接用接合图案143被设置在第二密封构件4的一个主面411上形成的连接用接合图案122c与连接用接合图案123c之间。连接用接合图案144被设置在连接用接合图案124c与连接用接合图案125c之间。另外，图7中的B1方向及B2方向分别与图5中的X轴方向及Z’轴方向一致。
晶体谐振器101中，第十二～第十五通孔122～125及连接用接合图案122c～125c、141、142被设置为，比密封侧第二接合图案421更位于外周侧。连接用接合图案143、144被设置为，比密封侧第二接合图案421更位于内周侧。连接用接合图案122c～125c、141～144中，除连接用接合图案123c以外，均未与密封侧第二接合图案421电连接。
包括晶体振动片2、第一密封构件3、及第二密封构件4的晶体谐振器101中，晶体振动片2与第一密封构件3在使振动侧第一接合图案251和密封侧第一接合图案321相叠合的状态下扩散接合，晶体振动片2与第二密封构件4在使振动侧第二接合图案252和密封侧第二接合图案421相叠合的状态下扩散接合，从而制成三明治结构的封装体12。由此，能不另外使用粘合剂等接合专用材料而将封装体12的内部空间13，即，振动部22的容置空间气密密封。
并且，如图1所示，振动侧第一接合图案251和密封侧第一接合图案321本身成为扩散接合后生成的接合构件15a，振动侧第二接合图案252和密封侧第二接合图案421本身成为扩散接合后生成的接合构件15b。
此时，上述连接用接合图案彼此也在相叠合的状态下扩散接合。具体而言，位于晶体振动片2的四个角落的连接用接合图案111c～114c和位于第一密封构件3的四个角落的连接用接合图案116c～119c扩散接合。位于晶体振动片2的长边边缘近傍区域的连接用接合图案133、134和位于第一密封构件3的长边边缘近傍区域的连接用接合图案139、140扩散接合。晶体振动片2的连接用接合图案115c和第一密封构件3的连接用接合图案138扩散接合。晶体振动片2的连接用接合图案131和第一密封构件3的连接用接合图案121c扩散接合。晶体振动片2的连接用接合图案132和第一密封构件3的连接用接合图案120c扩散接合。这些连接用接合图案本身成为扩散接合后生成的接合构件，其具有将通孔的贯通电极导通的作用，并具有将接合部位气密密封的作用。
同样，位于晶体振动片2的四个角落的连接用接合图案111c～114c和位于第二密封构件4的四个角落的连接用接合图案122c～125c扩散接合。位于晶体振动片2的长边近傍边缘区域的连接用接合图案136、137和位于第二密封构件4的长边近傍边缘区域的连接用接合图案141、142扩散接合。晶体振动片2的连接用接合图案115c和第二密封构件4的连接用接合图案144扩散接合。晶体振动片2的连接用接合图案135和第二密封构件4的连接用接合图案143扩散接合。
＜压电振动器件的屏蔽结构＞
下面，对本发明的特征部分的屏蔽结构进行说明。本发明中的屏蔽结构由多种屏蔽电极构成。图9是表示将本发明的屏蔽结构应用于晶体振荡器102的例子的截面示意图。
如图9所示，本实施方式所涉及的屏蔽结构主要包括第一～第三屏蔽电极34、35、44。以下，参照图3、图4、图7对各屏蔽电极的形状进行说明。
首先，如图3所示，第一密封构件3的一个主面311上形成有第一屏蔽电极34。第一屏蔽电极34用于防止IC芯片5引起的电位变动，被配置为覆盖着IC芯片5的安装区域中不存在电极图案37的区域。
另外，对于消除端子或布线等的电位变动产生的影响用的屏蔽电极，需要施加在晶体振荡器102工作期间不会变动的固定电位。作为这样的固定电位，较佳为采用GND(接地)电位。因此，第一屏蔽电极34与第一密封构件3的一个主面311上形成的电极图案37中的一个电连接。即，本实施方式中，第二外部电极端子434成为GND连接用的外部电极端子，与第一屏蔽电极34连接的电极图案37是为了给IC芯片5施加GND电位而与第二外部电极端子434连接的布线。因此，第一屏蔽电极34上一直施加有GND电位。
其次，如图4所示，第一密封构件3的另一个主面312上形成有第二屏蔽电极35。第二屏蔽电极35是用于从顶面侧(与电路安装面相反的一侧)屏蔽晶体振动片2上形成的第一激励电极221、第二激励电极222、第一引出电极223、及第二引出电极224的屏蔽电极。第二屏蔽电极35被图案化并被形成为，俯视时与上述激励电极及引出电极重叠，并与连接用接合图案120c、121c、138及布线图案33没有电连接。另外，第二屏蔽电极35经由连接布线351与密封侧第一接合图案321电连接，密封侧第一接合图案321与连接用接合图案117c电连接。通过该连接，从连接用接合图案117c将GND电位施加于第二屏蔽电极35。
另外，较佳为，将连接第二屏蔽电极35与密封侧第一接合图案321的连接布线351设置在尽可能离GND连接用的连接用接合图案117c近的位置。在此情况下，能使第二屏蔽电极35与连接用接合图案117c之间的导通路径变短，从而避免生成多余的电感成分。由此，能使GND电位稳定，使压电振动器件的电特性稳定。
另外，如图7所示，第二密封构件4的一个主面411上形成有第三屏蔽电极44。第三屏蔽电极44是用于从底面侧(电路安装侧)屏蔽晶体振动片2上形成的第一激励电极221、第二激励电极222、第一引出电极223和第二引出电极224、及第一密封构件3上形成的布线图案33的屏蔽电极。第三屏蔽电极44被图案化并被形成为，俯视时与上述电极及布线重叠，并且未与连接用接合图案143、144电连接。另外，第三屏蔽电极44经由连接布线441与密封侧第二接合图案421电连接，密封侧第二接合图案421与连接用接合图案123c电连接。通过该连接，从连接用接合图案123c将GND电位施加于第三屏蔽电极44。
另外，较佳为，将连接第三屏蔽电极44与密封侧第二接合图案421的连接布线441设置在尽可能离GND连接用的连接用接合图案123c近的位置。在此情况下，能使第三屏蔽电极44与连接用接合图案123c之间的导通路径变短，从而能避免产生多余的电感成分。由此，能使GND电位稳定，使压电振动器件的电特性稳定。
本实施方式所涉及的晶体谐振器101或晶体振荡器102中，作为适合于三明治结构的屏蔽结构，设置了第一～第三屏蔽电极34、35、44。可以通过与第一密封构件3、第二密封构件4上形成的电极、布线及连接用接合图案等相同的工序来形成上述屏蔽电极。具体而言，第一～第三屏蔽电极34、35、44由通过物理气相沉积而形成的基底PVD膜、和在该基底PVD膜上进行物理气相沉积而叠层形成的电极PVD膜构成。
另外，上述说明中，列举了第一～第三屏蔽电极34、35、44全部具备的晶体振荡器102，但本发明不局限于此，只要具备其中至少一部分屏蔽电极即可。例如，有关用于防止IC芯片5引起电位变动的第一屏蔽电极34，由于通常IC芯片5本身会采取屏蔽对策，所以在这样的情况下可以省略第一屏蔽电极34。
另外，如图5、图6所示，第一激励电极221及第二激励电极222分别被振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252包围。并且，振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252分别与第二屏蔽电极35、第三屏蔽电极44连接，因而，振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252也被施加了GND电位。因此，振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252能从横向屏蔽第一激励电极221及第二激励电极222，从而能提高屏蔽效果。即，本实施方式所涉及的晶体谐振器101或晶体振荡器102中，不仅有从上下方向屏蔽激励电极的第一～第三屏蔽电极34、35、44，振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252还能产生屏蔽效果。通过这样用屏蔽构件将激励区域(激励电极的形成区域)完全包围，能提高屏蔽效果，使压电振动器件的电特性更加稳定。
第二～第三屏蔽电极35、44是配置在封装体12的内部空间13内的屏蔽电极，未与第一激励电极221及第二激励电极222电连接，但与固定电位(较佳为GND电位)连接。三明治结构的压电振动器件由于封装体厚度较薄，激励电极及内部布线与封装体外侧的安装端子等之间的距离较近，所以容易发生电容耦合。对此，晶体谐振器101中，通过在封装体12的内部空间13配置第二～第三屏蔽电极35、44，能抑制上述电容耦合所引起的特性变动。
另外，以使第一密封构件3及第二密封构件4的内面侧中，俯视时第二～第三屏蔽电极35、44与晶体振动片2上形成的第一激励电极221、第二激励电极222、第一引出电极223、及第二引出电极224重叠的方式，相应于这些电极的配置形状对第二～第三屏蔽电极35、44进行了图案化。如此，通过相应于需要屏蔽的电极和布线的配置形状对第二～第三屏蔽电极35、44进行图案化，能将第二～第三屏蔽电极35、44的形成面积抑制在最小限度，从而能减小第二～第三屏蔽电极35、44所引起的寄生电容。另外，寄生电容减小，还能获得能防止激励电极的频率可变量降低，从而使压电振动器件的频率调节容易进行这样的效果。
另外，上述说明中的屏蔽电极的形状仅是一例而已，本发明不局限于此。以下，对屏蔽电极的几个变形例进行说明。
图10示出第二屏蔽电极35的变形例。图10所示的第二屏蔽电极35具有开口352。开口352被设置在，当晶体振动片2中的振动部22因受到撞击而弯曲的情况下，与其弯曲幅度最大的第一激励电极221的边缘相向而对的部位。具体而言，上述弯曲幅度最大的第一激励电极221的边缘是指，振动部22中设置有连结部24的一边的对面侧的边的边缘。即，第二屏蔽电极35中的开口352是为了在发生撞击等时，避免第一激励电极221与第二屏蔽电极35接触而设置的。
在第一激励电极221与第二屏蔽电极35接触的情况下，这些电极间发生瞬间短路，有可能使晶体振荡器102的振动频率发生变化。另外，在第一激励电极221及第二屏蔽电极35的表面是金层的情况下，因接触而发生金－金接合，一方的金层有可能剥落而粘到另一方的金层上。在此情况下，晶体振动片2中的振动部22的质量发生变化，有可能使晶体振荡器102的振动频率也发生变化。对此，通过在第二屏蔽电极35设置开口352来避免第一激励电极221与第二屏蔽电极35间的接触，能防止上述问题发生。另外，虽然图10示出了在第二屏蔽电极35设置开口352的例子，但也可以在第三屏蔽电极44设置同样的开口。
图11示出第二屏蔽电极35的变形例。图11所示的第二屏蔽电极35不仅仅相应于激励电极及引出电极的形状被图案化，而且还被形成为网格状电极。第二屏蔽电极35中的网格细到一定程度的情况下，能获得与图4所示的第二屏蔽电极35相同的屏蔽效果。进一步，通过将第二屏蔽电极35形成为网格状电极，能使第一激励电极221与第二屏蔽电极35间的相向面积变小，从而能使第二屏蔽电极35所引起的寄生电容进一步减小。另外，虽然图11示出了将第二屏蔽电极35形成为网格状的例子，但也可以将第三屏蔽电极44同样形成为网格状电极。
图12示出第三屏蔽电极44的变形例。图12所示的第二密封构件4的一个主面411上设置有四个第三屏蔽电极44。第三屏蔽电极44被图案化并被形成为，不是屏蔽第一及第二激励电极221、222的整体，而是只屏蔽第一及第二激励电极221、222与第一～第四外部电极端子433～436重叠的部位。换言之，第三屏蔽电极44用于屏蔽第二激励电极222与外部电极端子433～436重叠的区域，其外的与第二激励电极222相向而对的区域被形成为开口。
若第一及第二激励电极221、222与第一～第四外部电极端子433～436之间发生电容耦合，则晶体谐振器101会受第一～第四外部电极端子433～436的电位变化的影响而发生频率及其它特性的变动。为了防止这样的特性变动，只要防止第一及第二激励电极221、222与第一～第四外部电极端子433～436之间的电容耦合即可。该电容耦合是由于第一及第二激励电极221、222与第一～第四外部电极端子433～436重叠而产生的，因而只对该重叠区域用第三屏蔽电极44进行屏蔽即可。图12的结构中，可将第三屏蔽电极44的面积抑制到最小限度，使第二激励电极222与第三屏蔽电极44间的相向面积减小，从而能进一步减小第三屏蔽电极44所引起的寄生电容。
另外，图12的结构中，对各个第三屏蔽电极44设置有连接布线441，但也可以使用共用的连接布线441将多个第三屏蔽电极44与密封侧第二接合图案421电连接。
另外，如图12所示的第三屏蔽电极44的变形例那样，对于第一屏蔽电极34及第二屏蔽电极35，也可以采用只对第一及第二激励电极221、222与其它的电极及布线重叠的区域进行屏蔽，而将其外的相向而对的区域形成为开口来进一步减小寄生电容的结构。
上述实施方式中，第一密封构件3及第二密封构件4采用了玻璃，但不局限于此，也可以采用石英晶体。另外，压电振动板采用了AT切石英晶体片，但不局限于此，也可以使用AT切石英晶体以外的石英晶体。压电振动板也可以是其它材料，只要是压电材料即可，例如可以是铌酸锂、钽酸锂等。
另外，通过用石英晶体构成第一密封构件3和第二密封构件4，晶体振动片2、第一密封构件3及第二密封构件4的热膨胀系数相同，能抑制由晶体振动片2、第一密封构件3、及第二密封构件4间的热膨胀差引起的封装体12的变形，因而能提高将晶体振动片2的振动部22气密密封的内部空间13的气密性。另外，因封装体12的变形而产生的扭曲有可能经由连结部24传递到第一激励电极221及第二激励电极222，而成为频率变动的主要原因，但通过对晶体振动片2、第一密封构件3、及第二密封构件4均采用石英晶体，能抑制这样的频率变动。
另外，上述实施方式中，第一密封构件3与晶体振动片2间的接合及晶体振动片2与第二密封构件4间的接合均是通过金－金的扩散接合而实现的，但不局限于此，也可以采用钎焊材料进行接合。
上述实施方式只不过是对各方面的示例，不能将其作为进行限定性解释的根据。即，本发明的技术范围由权利要求书的记载来界定而非仅通过上述实施方式来解释。另外，与权利要求书同等范围的变形或变更均包含在本发明的范围之内。

Claims (5)

1.一种压电振动器件，具有
在基板的一个主面上形成有第一激励电极、在所述基板的另一个主面上形成有与所述第一激励电极成对的第二激励电极的压电振动板；
将所述压电振动板的所述第一激励电极覆盖的第一密封构件；及
将所述压电振动板的所述第二激励电极覆盖的第二密封构件，
所述第一密封构件与所述压电振动板相接合，所述第二密封构件与所述压电振动板相接合，形成将包含所述第一激励电极和所述第二激励电极的所述压电振动板的振动部气密密封的内部空间，
该压电振动器件的特征在于：
在所述内部空间，配置有未与所述第一激励电极及所述第二激励电极电连接而与固定电位连接的屏蔽电极。
2.如权利要求1所述的压电振动器件，其特征在于：
在所述第一密封构件及所述第二密封构件的内面侧，所述屏蔽电极相应于所述压电振动板上形成的所述第一激励电极及所述第二激励电极的形状被图案化后配置为，俯视时与所述第一激励电极及所述第二激励电极重叠。
3.如权利要求1或2所述的压电振动器件，其特征在于：
所述压电振动板具有被形成为近似矩形的所述振动部、包围着所述振动部的外周的外框部、及将所述振动部与所述外框部连结的连结部，
所述屏蔽电极上设有开口，该开口被设在与所述振动部中设有所述连结部的一边的对面侧的边中的所述第一激励电极及所述第二激励电极的边缘相向而对的部位。
4.如权利要求1或2所述的压电振动器件，其特征在于：
所述第二密封构件的外表面上形成有用于将该压电振动器件安装于电路基板的外部电极端子，
所述第二密封构件的内面上形成的屏蔽电极用于屏蔽所述第二激励电极与所述外部电极端子重叠的区域，其外的与所述第二激励电极相向而对的区域被形成为开口。
5.如权利要求1至4中任一项所述的压电振动器件，其特征在于：
所述第一密封构件上安装有IC芯片，
所述屏蔽电极也配置在所述IC芯片的安装端子面上。
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