CN113228505B - 压电振动器件 - Google Patents
压电振动器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113228505B CN113228505B CN201980069848.0A CN201980069848A CN113228505B CN 113228505 B CN113228505 B CN 113228505B CN 201980069848 A CN201980069848 A CN 201980069848A CN 113228505 B CN113228505 B CN 113228505B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pattern layer
- sealing
- sealing member
- bonding
- bonding pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 139
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 43
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 37
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 14
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 113
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 15
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 chlorine ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02086—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02133—Means for compensation or elimination of undesirable effects of stress
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
- H03B5/34—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being vacuum tube
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/0538—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
- H03H9/0547—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a vertical arrangement
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
- H03H9/1035—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by two sealing substrates sandwiching the piezoelectric layer of the BAW device
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
- H03H9/131—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials consisting of a multilayered structure
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
- H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/19—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/206—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using only longitudinal or thickness displacement, e.g. d33 or d31 type devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
在晶体振荡器(101)中,晶体振动片(2)、将晶体振动片(2)的第一激励电极覆盖的第一密封构件(3)、及将晶体振动片(2)的第二激励电极覆盖的第二密封构件(4)通过接合图案层相接合,形成有将包含第一激励电极和第二激励电极的晶体振动片(2)的振动部(22)气密密封的内部空间。接合图案层包括,形成为俯视时将振动部(22)包围的环形而将内部空间气密密封的密封用图案层(例如振动侧第一接合图案(251))、及用于实现布线及电极的导通的导电用图案层(例如连接用接合图案(253)),导电用图案层被配置在周围被所述密封用图案层包围的闭空间内。密封用图案层在晶体振荡器(101)动作时获得接地电位。
Description
技术领域
本发明涉及压电振动器件。
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、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。
这种压电振动器件的壳体通常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和第二密封构件、及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板,第一密封构件与第二密封构件间通过压电振动板而层叠接合。并且,配置在封装体内部(内部空间)的压电振动板的振动部(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。
三明治结构的压电振动器件中,压电振动板与第一密封构件间的接合、及压电振动板与第二密封构件间的接合可使用扩散接合。扩散接合中,首先,被接合的各石英晶体板上形成与接合区域相对应的接合图案。该接合图案是通过在石英晶体板上形成基底膜(例如钛膜),再在基底膜上层叠接合膜(金膜)而形成的。并且,通过使形成有接合图案的石英晶体板彼此重叠,石英晶体板能彼此扩散接合。另外,各石英晶体板上形成的接合图案相互接合而在石英晶体板间形成接合图案层。
当然,压电振动器件通常是被安装在基板上使用。然而,本申请的发明人发现,安装在基板上的压电振动器件若在高温高湿环境中被使用,则作为基底膜的钛膜有时可能被腐蚀。另外,在高温高湿环境下仅保存安装前的压电振动器件,则未发生上述钛膜腐蚀的情况。并且,钛膜腐蚀并非发生在钛膜的整体,而多半是发生在与接合图案层内的狭窄间隙相邻接的区域。因此,可以认为钛膜腐蚀是在下述作用下发生的。
图9是表示确认到钛膜腐蚀的现有技术的压电振动器件中的接合前的压电振动板的一个主面的接合图案的例子的图。另外,图9中,用斜线阴影表示形成有接合图案(钛膜及金膜)的接合区域。该接合图案中的一部分存在狭窄间隙S1~S4。由于接合在压电振动板上的第一密封构件上也形成有同样的接合图案,所以在压电振动板与第一密封构件之间,形成有与图9所示的接合图案形状相同的接合图案层。
安装于电路基板的压电振动器件中,由于电路基板与石英晶体板间的热膨胀率差等,压电振动器件会发生翘曲变形。并且,由于该变形,压电振动器件的接合图案层上会产生剥离应力,从而如图10所示那样发生应力开裂。在此,图10中仅示出了钛(Ti)膜与金(Au)膜之间发生应力开裂的例子,但石英晶体板与钛膜之间有时也会发生应力开裂。由于这样的应力开裂而导致钛膜露出,则露出的钛膜的表面会氧化而成为氧化钛膜。通常,该表面的氧化钛膜会成为屏障而阻止钛膜腐蚀的进展。
然而,上述应力开裂发生在与隙间S1~S4相邻接的区域的情况下,由于隙间S1~S4内不容易发生含有水分的外气(环境空气)的对流和扩散,另外,钛膜氧化时水分中的氧气被消费,因而隙间S1~S4内的氧气浓度降低。其结果,由于隙间S1~S4内的水分与器件外部的水分氧气浓度不同,所以形成氧气浓淡电池。在此情况下,隙间S1~S4内部为阳极,器件外部为阴极。
由于形成了氧气浓淡电池,隙间S1~S4内的电位降低,从而钛开始水解。若水解发展,则H+增加而pH降低,从而达到去钝化pH。若在该状态下进一步发生应力开裂,则露出的钛膜的表面无法形成氧化钛膜,从而腐蚀的进展加速。另外,有时在高温高湿环境下含有水分的外气中可能存在氯离子(Cl-),为了保持隙间S1~S4内的电中性而氯离子被引入隙间S1~S4内的情况下,腐蚀会进一步进展。
【专利文献1】国际公开第2018/051800号公报
发明内容
鉴于上述情况,本发明的目的在于,提供一种能够防止安装于基板时钛膜腐蚀的三明治结构的压电振动器件。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种压电振动器件,该压电振动器件中设置有,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,从而形成将包括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,其特征在于:所述第一密封构件与所述压电振动板之间、及所述第二密封构件与所述压电振动板之间,分别通过层叠膜构成的接合图案层相接合,所述层叠膜至少包括由钛构成的基底膜和在该基底膜的上层形成的由金构成的接合膜,所述接合图案层包括,形成为俯视时包围着所述振动部的环形从而将所述内部空间气密密封的密封用图案层、及用于实现布线和电极的导通的导电用图案层,所述导电用图案层被配置在周围被所述密封用图案层包围的闭空间内,所述密封用图案层在该压电振动器件动作时获得接地电位(GND电位)。
基于上述结构,接合图案层中包含的导电用图案层被配置在,其周围被密封用图案层包围的闭空间内,即便是导电用图案层与密封用图案层之间产生狭窄间隙,该隙间也不会与外部连通。该闭空间内被气密密封,所以在被置于高温高湿下的情况下也不会有水分渗入,因而导电用图案与密封用图案之间不会发生电导通,能够防止在导电用图案层与密封用图案层之间的隙间形成氧气浓淡电池的情况发生。即,即便是压电振动器件被安装于基板之后,密封用图案层或导电用图案层发生应力开裂,也不会形成氧气浓淡电池,因而,能够防止安装在基板上的压电振动器件中发生接合图案层的钛膜腐蚀的情况,从而能够确保压电振动器件的可靠性。
进一步,安装在基板上的压电振动器件中,由于密封用图案层获得接地电位,所以密封用图案层能够实现阴极防蚀,从而能更有效地防止钛膜腐蚀。
另外,上述压电振动器件中,可采用所述密封用图案层与在该压电振动器件动作时获得接地电位的导电用图案层相连接的结构。
另外,上述压电振动器件中,可采用所述密封用图案层兼用作在该压电振动器件动作时获得接地电位的导电用图案层的结构。
发明效果:
本发明的压电振动器件通过使导电用图案层与密封用图案层之间不生产与外部连通的狭窄间隙,能够防止氧气浓淡电池的形成,进一步,通过使密封用图案层获得接地电位而实现阴极防蚀,能够获得防止接合图案层的钛膜腐蚀这一效果。
附图说明
图1是示意性地表示本实施方式所涉及的晶体振荡器的各构成部分的概要结构图。
图2是晶体振荡器的第一密封构件的第一主面侧的概要俯视图。
图3是晶体振荡器的第一密封构件的第二主面侧的概要俯视图。
图4是晶体振荡器的晶体振动片的第一主面侧的概要俯视图。
图5是晶体振荡器的晶体振动片的第二主面侧的概要俯视图。
图6是晶体振荡器的第二密封构件的第一主面侧的概要俯视图。
图7是晶体振荡器的第二密封构件的第二主面侧的概要俯视图。
图8是表示本实施方式的晶体振荡器的变形例,即,晶体振动片的第一主面侧的概要俯视图。
图9是表示现有技术的压电振动器件中的压电振动板的一个主面的概要俯视图。
图10是表示现有技术的压电振动器件中石英晶体板间的接合图案层中发生应力开裂的情形的示意截面图。
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。另外,在下述实施方式中,对于采用了本发明的压电振动器件是晶体振荡器的情况进行说明。但是,本发明的压电振动器件不仅仅是这样的晶体振荡器,还包括在下述的晶体振荡器中省略了IC芯片的(安装IC芯片之前的)晶体谐振器、及不以安装IC芯片为前提的晶体谐振器的概念。
本实施方式所涉及的晶体振荡器101如图1所示那样,具备晶体振动片(压电振动板)2、第一密封构件3、第二密封构件4、及IC芯片5。该晶体振荡器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,从而构成近似长方体的三明治结构的封装体12。具体而言,晶体振动片2上形成的接合图案与第一密封构件3上形成的接合图案扩散接合,而在晶体振动片2与第一密封构件3之间形成接合图案层,从而晶体振动片2与第一密封构件3相接合。同样,晶体振动片2上形成的接合图案与第二密封构件4上形成的接合图案扩散接合,而在晶体振动片2与第二密封构件4之间形成接合图案层,从而晶体振动片2与第二密封构件4相接合。
另外,第一密封构件3中,在与晶体振动片2接合的接合面的相反侧的主面上安装有IC芯片5。作为电子部件元件的IC芯片5是与晶体振动片2一起构成振荡电路的单芯片集成电路元件。
晶体振动片2中,作为一方的主面的第一主面211上形成有第一激励电极221,作为另一方的主面的第二主面212上形成有第二激励电极222。并且,晶体振荡器101中,由于在晶体振动片2的第一主面211及第二主面212上分别接合有第一密封构件3及第二密封构件4,所以形成了封装体12的内部空间,包括第一激励电极221及第二激励电极222的振动部22(图4、5参照)被气密密封在内部空间中。
本实施方式所涉及的晶体振荡器101的封装体尺寸例如为1.0×0.8mm,从而实现了小型化和低矮化。另外,伴随小型化,封装体12中未形成雉堞墙,通过后述的通孔而实现电极的导通。
下面,参照图1~7,对上述晶体振荡器101中的晶体振动片2、第一密封构件3、及第二密封构件4的各构件进行说明。另外,在此是对尚未接合的分别被构成为单体的各构件进行说明。
如图4、5所示,晶体振动片2是由石英水晶构成的压电基板,其两个主面(第一主面211、第二主面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,使用进行厚度剪切振动的A T切石英晶体片。图4、5所示的晶体振动片2中,晶体振动片2的两个主面(第一主面211、第二主面212)在XZ′平面上。该XZ′平面中,与晶体振动片2的短边方向平行的方向为X轴方向;与晶体振动片2的长边方向平行的方向为Z′轴方向。另外,AT切是指,作为人工石英晶体的三个晶轴的电轴(X轴)、机械轴(Y轴)、及光学轴(Z轴)中,在相对Z轴绕X轴旋转35°15′后的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′轴为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′轴方向与将AT切石英晶体片切割出来时的切割方向相当。
在晶体振动片2的第一主面211及第二主面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具有被构成为大致矩形的振动部22、将该振动部22的外周包围的外框部23、及通过将振动部22与外框部23连接而保持着振动部22的保持部24。即,晶体振动片2采用将振动部22、外框部23、及保持部24构成为一体的结构。
本实施方式中,保持部24只设置在振动部22与外框部23之间的一个部位。另外,振动部22及保持部24被形成为比外框部23更薄。通过这样使外框部23与保持部24厚度不同,能使外框部23与保持部24的压电振动的固有振动频率不同,从而外框部23不容易与保持部24的压电振动产生共振。另外,保持部24的形成部位不局限于一个部位,保持部24也可以形成在振动部22与外框部23之间的两个部位。
第一激励电极221设置在振动部22的第一主面211侧,第二激励电极222设置在振动部22的第二主面212侧。在第一激励电极221、第二激励电极222上,连接有用于将这些激励电极连接到外部电极端子上的引出布线(第一引出布线223、第二引出布线224)。第一引出布线223从第一激励电极221被引出,并经由保持部24与外框部23上形成的连接用接合图案27相连。第二引出布线224从第二激励电极222被引出,并经由保持部24与外框部23上形成的连接用接合图案28相连。如此,在保持部24的第一主面211侧形成有第一引出布线223,在保持部24的第二主面212侧形成有第二引出布线224。
在晶体振动片2的第一主面211及第二主面212上,形成有用于使晶体振动片2与第一密封构件3及第二密封构件4接合的接合图案。该接合图案是包括与石英水晶间的附着力较高的基底膜及在该基底膜的上层形成的接合膜的层叠膜。在此,基底膜由钛(Ti)构成,接合膜由金(A u)构成。另外,形成接合图案的层叠膜的结构不局限于钛膜和金膜的两层结构,也可以采用还包括其它的膜(例如在钛膜与金膜之间形成的屏障膜)的三层以上的结构。
该接合图案中包括,用于将封装体12的内部空间气密密封的密封用图案、及用于使布线或电极导通的导电用图案。另外,在图3~图6中,用斜线阴影表示形成有接合图案的接合区域。
晶体振动片2上的密封用图案相当于设置在第一主面211上的振动侧第一接合图案251、及设置在第二主面212上的振动侧第二接合图案252。振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252设置在外框部23,并被形成为俯视呈环形。振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252的内侧的区域成为密封区域(接合后成为封装体12的内部空间的区域)。第一激励电极221、第二激励电极222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。
晶体振动片2上的导电用图案相当于,在第一主面211及第二主面212的两侧设置在外框部23的四个角落(角部)付近的区域中的连接用接合图案253、设置在第一主面211上的连接用接合图案254和连接用接合图案27、及设置在第二主面212上的连接用接合图案28。连接用接合图案254、连接用接合图案27、及连接用接合图案28配置在振动侧第一接合图案251或振动侧第二接合图案252的密封区域内。另外,连接用接合图案253配置在比密封区域更靠外侧的区域,但其周围被振动侧第一接合图案251或振动侧第二接合图案252完全包围。
进一步,振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252与连接用接合图案253中的一个电连接。与振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252连接的连接用接合图案253成为在晶体振荡器101动作时获得接地电位(GND电位)的电极。
在各个连接用接合图案253的内部区域,形成有第1通孔261;在连接用接合图案254及连接用接合图案28的内部区域,形成有第二通孔262。第二通孔262设置在外框部23中靠振动部22的Z′轴方向的一侧(图4、5中的+Z′方向侧)。
在第1通孔261及第二通孔262中,沿着该第1通孔261及第二通孔262的内壁面,形成有用于使分别形成在第一主面211和第二主面212上的电极导通的贯通电极。另外,第1通孔261及第二通孔262各自的中间部分成为将第一主面211与第二主面212之间贯通的中空状态的贯通部分。
晶体振动片2中,第一激励电极221、第二激励电极222、第一引出布线223、第二引出布线224、振动侧第一接合图案251、振动侧第二接合图案252、及连接用接合图案253、254、27、28可通过相同的工序形成。具体而言,它们可由通过在晶体振动片2的两个主面211、212上进行物理气相沉积而形成的基底膜(钛膜)、及在该基底膜上进行物理气相沉积而层叠形成的接合膜(金膜)形成。
如图2、3所示,第一密封构件3是由一枚玻璃晶片(或石英水晶片)构成的长方体基板,该第一密封构件3的第二主面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。
如图2所示,第一密封构件3的第一主面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包含用于安装作为振荡电路元件的IC芯片5的安装垫。可通过FCB(Flip Chip Bonding,倒装芯片键合)法,用金属凸点(例如Au凸点等)38(参照图1)将IC芯片5接合在电极图案37上。
如图2、3所示,在第一密封构件3上形成有分别与六个电极图案37连接、并将第一主面311与第二主面312之间贯通的六个通孔。具体而言,四个第3通孔322形成在第一密封构件3的四个角落(角部)的区域中。第4通孔323、第5通孔324分别形成在图2、图3的A2方向、A1方向上。另外,图2、图3、图6、图7中的A1方向、A2方向分别与图4、图5的-Z′方向、+Z′方向一致;图2、图3、图6、图7中的B1方向、B2方向分别与图4、图5的-X方向、+X方向一致。
第3通孔322、第4通孔323、及第5通孔324中,沿着各通孔的内壁面分别形成有用于将第一主面311上形成的电极与第二主面312上形成的电极导通的贯通电极。另外,第3通孔322、第4通孔323、及第5通孔324各自的中间部分成为将第一主面311与第二主面312之间贯通的中空状态的贯通部分。
在第一密封构件3的第二主面312上,形成有用于将第一密封构件3与晶体振动片2接合的接合图案,该接合图案也是与石英水晶间的附着力较高的基底膜(钛膜)和在基底膜上形成的接合膜(金膜)的层叠膜。
第一密封构件3上的密封用图案相当于密封侧第一接合图案321。密封侧第一接合图案321被形成为俯视呈环形,其内侧的区域为密封区域。
第一密封构件3上的导电用图案相当于在各个第3通孔322的周围形成的连接用接合图案34、在第4通孔323的周围形成的连接用接合图案351、在第5通孔324的周围形成的连接用接合图案352、及在相对于连接用接合图案351为第一密封构件3的长轴方向的相反侧(A2方向侧)形成的连接用接合图案353。另外,连接用接合图案351与连接用接合图案353通过布线图案33相连接。连接用接合图案351、连接用接合图案352、及连接用接合图案353配置在密封侧第一接合图案321的密封区域内。另外,连接用接合图案34被配置在比密封区域更靠外侧的区域中,但其周围被密封侧第一接合图案321完全包围。
进一步,密封侧第一接合图案321与连接用接合图案34中的一个电连接。与密封侧第一接合图案321连接的连接用接合图案34成为在晶体振荡器101动作时获得接地电位的电极。
第一密封构件3中,密封侧第一接合图案321、连接用接合图案34、连接用接合图案351~353、及布线图案33可通过相同的工序形成。具体而言,它们可由在第一密封构件3的第二主面312上进行物理气相沉积而形成的基底膜(钛膜)、及在该基底膜上进行物理气相沉积而层叠形成的接合膜(金膜)构成。
如图6、图7所示,第二密封构件4是由一枚玻璃晶片(或石英水晶片)构成的长方体的基板,该第二密封构件4的第一主面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。
在第二密封构件4的第二主面412(不面朝晶体振动片2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43。外部电极端子43分别位于第二密封构件4的四个角落(角部)上。
如图6、图7所示,在第二密封构件4上形成有将第一主面411与第二主面412之间贯通的四个通孔。具体而言,四个第6通孔44设置在第二密封构件4的四个角落(角部)的区域中。第6通孔44中,沿着各通孔的内壁面形成有用于将形成在第一主面411上的电极与形成在第二主面412上的电极导通的贯通电极。另外,各个第6通孔44的中间部分成为将第一主面411与第二主面412之间贯通的中空状态的贯通部分。
在第二密封构件4的第一主面411上,形成有用于将第二密封构件4与晶体振动片2接合的接合图案,该接合图案也是与石英水晶间的附着力较高的基底膜(钛膜)和基底膜上形成的接合膜(金膜)的层叠膜。
第二密封构件4上的密封用图案相当于密封侧第二接合图案421。密封侧第二接合图案421被形成为俯视呈环形,其内侧的区域成为密封区域。
第二密封构件4上的导电用图案相当于在各个第6通孔44的周围形成的连接用接合图案45。连接用接合图案45被配置在比密封区域更靠外侧的区域中,但其周围被密封侧第二接合图案421完全包围。
进一步,密封侧第二接合图案421与连接用接合图案45中的一个电连接。与密封侧第二接合图案421连接的连接用接合图案45成为在晶体振荡器101动作时获得接地电位的电极。
第二密封构件4中,密封侧第二接合图案421及连接用接合图案45可通过相同的工序形成。具体而言,它们可由在第二密封构件4的第一主面411上进行物理气相沉积而形成的基底膜(钛膜)、及在该基底膜上进行物理气相沉积而层叠形成的接合膜(金膜)构成。
包括上述晶体振动片2、第一密封构件3、及第二密封构件4的晶体振荡器101中,晶体振动片2与第一密封构件3在作为密封用图案的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在作为密封用图案的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,从而制成图1所示的三明治结构的封装体12。即,振动侧第一接合图案251和密封侧第一接合图案321相接合而成为晶体振动片2与第一密封构件3之间的密封用图案层;振动侧第二接合图案252和密封侧第二接合图案421相接合而成为晶体振动片2与第二密封构件4之间的密封用图案层。由此,封装体12的内部空间,即,振动部22的容纳空间被气密密封。
此时,上述连接用接合图案彼此也在相叠合的状态下被扩散接合。并且,通过作为导电用图案的连接用接合图案彼此的接合,晶体振荡器101中,第一激励电极221、第二激励电极222、IC芯片5、及外部电极端子43实现电导通。接合后的导电用图案彼此成为晶体振动片2与第一密封构件3之间或晶体振动片2与第二密封构件4之间的导电用图案层。
具体而言,第一激励电极221依次经由第一引出布线223、通过连接用接合图案27与连接用接合图案353间的接合而形成的导电用图案层、布线图案33、连接用接合图案351、第4通孔323内的贯通电极、及电极图案37,而与IC芯片5连接。第二激励电极222依次经由第二引出布线224、连接用接合图案28、第二通孔262内的贯通电极、通过连接用接合图案254与连接用接合图案352间的接合而形成的导电用图案层、第5通孔324内的贯通电极、及电极图案37,而与IC芯片5连接。另外,IC芯片5依次经由电极图案37、第3通孔322内的贯通电极、通过连接用接合图案34与连接用接合图案253间的接合而形成的导电用图案层、第1通孔261内的贯通电极、通过连接用接合图案253与连接用接合图案45间的接合而形成的导电用图案层、及第6通孔44内的贯通电极,而与外部电极端子43连接。
本实施方式所涉及的晶体振荡器101中,如图3~图6所示,导电用图案层(特别是,在封装体12的内部空间的外侧的四个角落上形成的导电用图案层)被配置在,其周围由密封用图案层包围的闭空间内。因而,导电用图案层与密封用图案层之间即便是产生了狭窄间隙,该隙间也不会与外部连通。
由于该闭空间内被气密密封,所以即使放置在高温高湿下也不会有水分渗入,因而导电用图案与密封用图案之间不会电导通,能够防止在导电用图案层与密封用图案层之间的隙间形成氧气浓淡电池。即,即便是因晶体振荡器101被安装在基板上而密封用图案层或导电用图案层如图10所示那样发生应力开裂,也不会形成氧气浓淡电池,因而,能够防止安装在基板上的晶体振荡器101中发生接合图案层的钛膜腐蚀,从而能够确保晶体振荡器101的可靠性。
并且,安装在基板上的晶体振荡器101中,密封用图案层获得接地电位。该结构用于密封用图案层的阴极防蚀。即,通过将密封用图案层的钛膜中的电位降低到基准值(防蚀电位)以下,能更有效地防止钛膜腐蚀。实际上,被确认到钛膜腐蚀的现有技术的压电振动器件中,获得接地电位的导电用图案层中未发生钛膜腐蚀,因而可认为本实施方式所涉及的晶体振荡器101中,通过对密封用图案层施加接地电位来实现阴极防蚀也是有效的。
在图3~图6中示例的结构中,密封用图案与在晶体振荡器101动作时获得接地电位的导电用图案相连接。然而,本发明不局限于此,如图8所示那样,也可以采用将密封用图案(在此是振动侧第一接合图案251)兼用作在晶体振荡器101动作时获得接地电位的导电用图案的结构。即,在图8的例中,四个第1通孔261中,只有三个是在周围形成有连接用接合图案253,第1通孔261中的一个直接与振动侧第一接合图案251相连接。另外,图8示例了晶体振动片2的第一主面211,但晶体振动片2的第二主面212、第一密封构件3的第二主面312、及第二密封构件4的第一主面411也可以采用与其相同的结构。
本次公开的实施方式对本发明的各个方面进行了例示,但不构成限定性解释的依据。即,本发明的技术范围根据权利要求书的记载界定,而非只用上述实施方式来解释。另外,本发明包含与权利要求书同等意义和范围内的所有变更。
<附图标记说明>
101 晶体振荡器(压电振动器件)
2 晶体振动片(压电振动板)
22 振动部
23 外框部
24 保持部
211 第一主面
212 第二主面
221 第一激励电极
222 第二激励电极
223 第一引出布线
224 第二引出布线
251 振动侧第一接合图案(密封用图案层的一部分)
252 振动侧第二接合图案(密封用图案层的一部分)
253 连接用接合图案(导电用图案层的一部分)
254 连接用接合图案(导电用图案层的一部分)
27 连接用接合图案(导电用图案层的一部分)
28 连接用接合图案(导电用图案层的一部分)
3 第一密封构件
311 第一主面
312 第二主面
321 密封侧第一接合图案(密封用图案层的一部分)
34 连接用接合图案(导电用图案层的一部分)
351 连接用接合图案(导电用图案层的一部分)
352 连接用接合图案(导电用图案层的一部分)
353 连接用接合图案(导电用图案层的一部分)
4 第二密封构件
411 第一主面
412 第二主面
421 密封侧第二接合图案(密封用图案层的一部分)
45 连接用接合图案(导电用图案层的一部分)
5 IC芯片
12 封装体。
Claims (3)
1.一种压电振动器件,设置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,从而形成将包括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,其特征在于:
所述第一密封构件与所述压电振动板之间、及所述第二密封构件与所述压电振动板之间,分别通过层叠膜构成的接合图案层相接合,所述层叠膜至少包括由钛构成的基底膜和在该基底膜的上层形成的由金构成的接合膜,
所述接合图案层包括,形成为俯视时包围着所述振动部的环形而将所述内部空间气密密封的密封用图案层、及用于实现布线和电极的导通的导电用图案层,
所述导电用图案层的一部分配置在作为密封用图案层的环形区域的闭空间内,其余部分被配置在被所述密封用图案层包围而形成的内部空间的区域,该闭空间配置在所述内部空间的外侧,
所述密封用图案层在该压电振动器件动作时获得接地电位。
2.如权利要求1所述的压电振动器件,其特征在于:
所述密封用图案层与在该压电振动器件动作时获得接地电位的导电用图案层相连接。
3.如权利要求1所述的压电振动器件,其特征在于:
所述密封用图案层兼用作在该压电振动器件动作时获得接地电位的导电用图案层。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018219893A JP6848953B2 (ja) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | 圧電振動デバイス |
JP2018-219893 | 2018-11-26 | ||
PCT/JP2019/042285 WO2020110557A1 (ja) | 2018-11-26 | 2019-10-29 | 圧電振動デバイス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113228505A CN113228505A (zh) | 2021-08-06 |
CN113228505B true CN113228505B (zh) | 2024-08-16 |
Family
ID=70852096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980069848.0A Active CN113228505B (zh) | 2018-11-26 | 2019-10-29 | 压电振动器件 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11411550B2 (zh) |
JP (1) | JP6848953B2 (zh) |
CN (1) | CN113228505B (zh) |
TW (1) | TWI707538B (zh) |
WO (1) | WO2020110557A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116648781A (zh) * | 2020-12-16 | 2023-08-25 | 株式会社大真空 | 压电振动器件 |
TWI785935B (zh) * | 2021-12-17 | 2022-12-01 | 台灣晶技股份有限公司 | 諧振器封裝結構 |
WO2023140070A1 (ja) * | 2022-01-21 | 2023-07-27 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイスおよび圧電振動デバイスの周波数調整方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201832387A (zh) * | 2016-11-17 | 2018-09-01 | 日商大真空股份有限公司 | 壓電振動元件 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3860364B2 (ja) * | 1999-08-11 | 2006-12-20 | 富士通メディアデバイス株式会社 | 弾性表面波装置 |
GB2431512B (en) * | 2004-06-25 | 2008-05-21 | Murata Manufacturing Co | Piezoelectric device |
JP2008066921A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Epson Toyocom Corp | 圧電振動子 |
JP5262946B2 (ja) * | 2009-04-15 | 2013-08-14 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイス |
JP2012034086A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電デバイスの製造方法及び圧電デバイス |
WO2015093300A1 (ja) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス |
CN105874707B (zh) * | 2014-01-06 | 2019-03-22 | 株式会社大真空 | 压电振动器件及压电振动器件与电路基板的接合构造 |
JP6330370B2 (ja) * | 2014-03-03 | 2018-05-30 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイスの製造方法 |
EP3252950B1 (en) * | 2015-01-29 | 2019-02-20 | Daishinku Corporation | Crystal oscillation plate, and crystal oscillation device |
JP6725208B2 (ja) * | 2015-03-25 | 2020-07-15 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス |
JP6358293B2 (ja) * | 2016-07-27 | 2018-07-18 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイスの製造方法 |
US10778183B2 (en) | 2016-07-18 | 2020-09-15 | Skyworks Filter Solutions Japan Co., Ltd. | Saw-based electronic elements and filter devices |
JP6696378B2 (ja) * | 2016-09-16 | 2020-05-20 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス |
WO2018051800A1 (ja) | 2016-09-16 | 2018-03-22 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス |
CN109937533B (zh) | 2016-11-16 | 2023-06-23 | 株式会社大真空 | 晶体振动器件 |
JPWO2018097132A1 (ja) * | 2016-11-24 | 2019-10-17 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイスおよびそれを備えたSiPモジュール |
-
2018
- 2018-11-26 JP JP2018219893A patent/JP6848953B2/ja active Active
-
2019
- 2019-10-29 CN CN201980069848.0A patent/CN113228505B/zh active Active
- 2019-10-29 WO PCT/JP2019/042285 patent/WO2020110557A1/ja active Application Filing
- 2019-10-29 US US17/289,261 patent/US11411550B2/en active Active
- 2019-11-07 TW TW108140377A patent/TWI707538B/zh active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201832387A (zh) * | 2016-11-17 | 2018-09-01 | 日商大真空股份有限公司 | 壓電振動元件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020088589A (ja) | 2020-06-04 |
TWI707538B (zh) | 2020-10-11 |
TW202021270A (zh) | 2020-06-01 |
WO2020110557A1 (ja) | 2020-06-04 |
US11411550B2 (en) | 2022-08-09 |
US20210399715A1 (en) | 2021-12-23 |
JP6848953B2 (ja) | 2021-03-24 |
CN113228505A (zh) | 2021-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113228505B (zh) | 压电振动器件 | |
CN109937533B (zh) | 晶体振动器件 | |
TWI637593B (zh) | Piezoelectric vibration element | |
CN113196650B (zh) | 压电振动器件 | |
CN111727563B (zh) | 压电振动器件 | |
JP2022125097A (ja) | 圧電振動デバイス | |
JP6696378B2 (ja) | 圧電振動デバイス | |
JP2019009716A (ja) | 水晶振動板および水晶振動デバイス | |
JP7543899B2 (ja) | 圧電振動デバイス | |
WO2021131121A1 (ja) | 圧電振動素子、圧電振動子及び電子装置 | |
JP6614258B2 (ja) | 圧電振動デバイス | |
CN110463037B (zh) | 晶体振动片及晶体振动器件 | |
TWI817286B (zh) | 壓電振動裝置 | |
TWI823401B (zh) | 壓電振動板及壓電振動裝置 | |
WO2024185524A1 (ja) | 圧電振動板および圧電振動デバイス | |
WO2021059576A1 (ja) | 圧電振動子 | |
JP6874722B2 (ja) | 圧電振動デバイス | |
JP2011175991A (ja) | 電子部品用パッケージのベース、電子部品用パッケージ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |