CN117811536A - 振动元件 - Google Patents

振动元件 Download PDF

Info

Publication number
CN117811536A
CN117811536A CN202311273130.8A CN202311273130A CN117811536A CN 117811536 A CN117811536 A CN 117811536A CN 202311273130 A CN202311273130 A CN 202311273130A CN 117811536 A CN117811536 A CN 117811536A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal film
vibration
disposed
electrode
connection
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.)
Pending
Application number
CN202311273130.8A
Other languages
English (en)
Inventor
川内修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN117811536A publication Critical patent/CN117811536A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/19Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02007Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02157Dimensional parameters, e.g. ratio between two dimension parameters, length, width or thickness
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/0538Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
    • H03H9/0547Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a vertical arrangement
    • H03H9/0561Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a vertical arrangement consisting of a multilayered structure
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • H03H9/1007Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1035Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by two sealing substrates sandwiching the piezoelectric layer of the BAW device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/13Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
    • H03H9/131Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials consisting of a multilayered structure
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H03H2003/022Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the cantilever type
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H03H2003/023Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the membrane type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

振动元件。振动元件具有:振动基板,其呈板状,具备处于正反关系的第一面以及第二面,并且具有振动部、支承部、以及连结部,该连结部将振动部与支承部连结且具有厚度比支承部小的部分;电极层,其具有:第一激励电极,其配置于振动部的第一面;第二激励电极,其配置于振动部的第二面;第一焊盘电极,其配置于支承部;第二焊盘电极,其配置于支承部;第一连接电极,其配置于连结部,将第一激励电极与第一焊盘电极连接;以及第二连接电极,其配置于连结部,将第二激励电极与第二焊盘电极连接;第一金属膜,其配置于位于连结部的第一连接电极的上层,厚度比电极层大;以及第二金属膜,其配置于位于连结部的第二连接电极的上层,厚度比电极层大。

Description

振动元件
技术领域
本发明涉及振动元件。
背景技术
专利文献1所记载的振动元件具有振动基板和配置于振动基板的电极。另外,振动基板具有振动部、支承振动部的支承部、以及连结振动部与支承部的连结部,连结部比支承部以及振动部薄。这样的振动元件在支承部处被固定于封装等固定对象物。
专利文献1:日本特开2009-141317号公报
发明内容
然而,在专利文献1的振动元件中,由于连结部比支承部以及振动部薄,因此存在因来自外部的冲击等而使连结部容易破损的问题。
本发明的振动元件具有:振动基板,其呈板状,具有处于正反关系的第一面以及第二面,并具有振动部、支承部和连结部,所述连结部将所述振动部与所述支承部连结起来,并且具有厚度小于所述支承部的部分;电极层,其具有:第一激励电极,其被配置于所述振动部的所述第一面;第二激励电极,其被配置于所述振动部的所述第二面;第一焊盘电极,其被配置于所述支承部;第二焊盘电极,其被配置于所述支承部;第一连接电极,其被配置于所述连结部,并将所述第一激励电极与所述第一焊盘电极连接起来;和第二连接电极,其被配置于所述连结部,并将所述第二激励电极与所述第二焊盘电极连接起来;第一金属膜,其被配置在位于所述连结部的所述第一连接电极的上层,且厚度大于所述电极层;以及第二金属膜,其被配置在位于所述连结部的所述第二连接电极的上层,且厚度大于所述电极层。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的振子的剖视图。
图2是示出图1的振子具有的振动元件的俯视图。
图3是振动元件的立体图。
图4是图2中的A-A线剖视图。
图5是图2中的B-B线剖视图。
图6是省略了金属膜的图示的振动元件的俯视图。
图7是示出振动器的变形例的俯视图;
图8是示出振动器的变形例的俯视图;
图9是示出振动器的变形例的俯视图;
图10是示出振动器的变形例的俯视图;以及
图11是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图12是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图13是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图14是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图15是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图16是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图17是示出本发明的第二实施方式的振动元件的剖视图。
图18是示出本发明的第二实施方式的振动元件的剖视图。
图19是示出本发明的第三实施方式的振动元件的剖视图。
图20是示出本发明的第三实施方式的振动元件的剖视图。
图21是示出本发明的第四实施方式的振动元件的俯视图。
标号说明
1:振子;2:封装;21:基座;211:凹部;22:盖;23:密封部件;241:内部端子;242:内部端子;251:外部端子;252:外部端子;3:振动元件;4:振动基板;4a:上表面;4b:下表面;400:石英基板;41:振动部;42:支承部;421:第一支承部;422:第二支承部;43:连结部;43a:第一分隔部;43b:第二分隔部;431:第一连结部;432:第二连结部;5:电极层;511:第一激励电极;512:第一焊盘电极;513:第一连接电极;521:第二激励电极;522:第二焊盘电极;523:第二连接电极;6:金属膜;61:第一金属膜;62:第二金属膜;63:第三金属膜;64:第四金属膜;B1:接合部件;B2:接合部件;M:掩模;S:收纳空间;t1:厚度;t2:厚度;t3:厚度;t5:厚度;t6:厚度;W21:宽度;W22:宽度;W31:宽度;W32:宽度
具体实施方式
以下,基于附图所示的实施方式对本发明的振动元件进行详细说明。
<第一实施方式>
图1是示出本发明的第一实施方式的振子的剖视图。图2是示出图1的振子具有的振动元件的俯视图。图3是振动元件的立体图。图4是图2中的A-A线剖视图。图5是图2中的B-B线剖视图。图6是省略了金属膜的图示的振动元件的俯视图。图7至图10分别是示出振动元件的变形例的俯视图。图11至图16分别是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图1所示的振子1具有封装2和收纳于封装2的振动元件3。
另外,封装2具有基座21和盖22。基座21呈箱状,具有在其上表面开口的凹部211。而且,在凹部211的底面通过接合部件B1、B2安装有振动元件3。另一方面,盖22呈板状,以堵塞凹部211的开口的方式经由密封环、低熔点玻璃等密封部件23与基座21的上表面接合。由此,凹部211被气密密封,在封装2内形成收纳空间S。收纳空间S为气密,成为减压状态,优选为真空或与其接近的状态。由此,粘性阻力减小,振动元件3的振荡特性提高。
作为基座21和盖22的构成材料,分别没有特别限定。例如,基座21由氧化铝、二氧化钛等各种陶瓷材料构成,盖22能够由可伐合金等各种金属材料构成。由此,基座21与盖22的线膨胀系数差变小,成为不易产生热应力的封装2。
另外,在凹部211的底面配置有一对内部端子241、242,在基座21的下表面配置有一对外部端子251、252。内部端子241经由形成于基座21内的未图示的内部布线与外部端子251电连接。同样地,内部端子242经由所述内部布线与外部端子252电连接。此外,内部端子241经由导电性的接合部件B1而与振动元件3电连接,内部端子242经由导电性的接合部件B2而与振动元件3电连接。
作为接合部件B1、B2,只要兼备导电性和接合性即可,没有特别限定,例如可以使用金凸块、银凸块、铜凸块、焊料凸块等各种金属凸块、银膏、铜膏等各种导电性膏、在聚酰亚胺系、环氧系、硅酮系、丙烯酸系的各种粘接剂中分散银填料等导电性填料而成的导电性粘接剂等。若使用前者的金属凸块作为接合部件B1、B2,则能够抑制来自接合部件B1、B2的气体的产生,能够有效地抑制收纳空间S的环境变化、特别是压力的上升。另外,由于接合部件B1、B2不浸润扩展,因此能够以窄间距配置接合部件B1、B2,能够实现振子1的小型化。另一方面,若使用后者的导电性粘接剂作为接合部件B1、B2,则接合部件B1、B2比金属凸块柔软,应力难以传递至振动元件3。
如图2和图3所示,振动元件3具有作为AT切的石英基板的振动基板4和配置于振动基板4的电极层5和金属膜6。AT切的石英基板具有厚度剪切振动模式,具有三次频率温度特性。因此,成为具有优异的振动特性的振动元件2。但是,振动基板4的切角没有特别限定。
对AT切的石英基板简单地进行说明,石英基板具有相互正交的晶轴X、Y、Z。X轴、Y轴、Z轴分别被称为电气轴、机械轴、光学轴。AT切的石英基板是沿着使X-Z面绕X轴旋转了规定的角度θ的平面切出的“旋转Y切石英基板”,将沿着旋转了θ=35°15’的平面切出的基板称为“AT切石英基板”。另外,以下将与角度θ对应地绕X轴旋转后的Y轴和Z轴作为Y’轴和Z’轴。即,压电基板2在Y’轴方向上具有厚度,在X-Z’面方向上扩展。另外,以下,将各轴的箭头前端侧也称为“正侧”,将其相反侧也称为“负侧”。
振动基板4为板状,具有处于正反关系的作为第一面的上表面4a和作为第二面的下表面4b。另外,振动基板4在俯视时为矩形,特别是以X轴方向为长边的长方形。但是,振动基板4的俯视形状没有特别限定,例如可以是正方形,也可以是圆形、椭圆形等矩形以外的形状。另外,振动基板4具有振动部41、支承振动部41的支承部42、以及位于振动部41与支承部42之间并将它们连结的连结部43。另外,支承部42位于振动部41的X轴方向负侧。如图2所示,这样的振动元件3在支承部42处经由接合部件B1、B2被固定于基座21。
此外,在本实施方式中,振动部41成为整体具有均匀的厚度的结构,但并不限定于此,也可以是所谓的“台面型”、“倒台面型”。
另外,支承部42和振动部41为彼此相同的厚度。与此相对,连结部43的厚度比支承部42小。即,如图4和图5所示,在将振动部41的厚度设为t1,将支承部42的厚度设为t2,将连结部43的厚度设为t3时,t3<t1,t3<t2。由此,连结部43成为在振动基板4内最薄的部分。因此,连结部43容易变形,能够有效地吸收、缓和从基座21施加的应力、特别是由基座21与振动基板4的线膨胀系数差引起的热应力。因此,应力不易传递至振动部41,从而能够有效地抑制振动特性的变动。因此,成为具有优异的振动特性的振动元件3。
作为t1、t2,没有特别限定,根据振动元件3的频率而不同,例如可以约为30μm以上且100μm以下。另外,作为t3,没有特别限定,根据振动部41的尺寸等而不同,例如优选约为5μm以上且15μm以下,更优选约为10μm。由此,连结部43变得足够柔软,能够更有效地吸收、缓和来自基座21的应力。另外,在本实施方式中,连结部43的整体比支承部42以及振动部41薄,但并不限定于此,只要连结部43的至少一部分比支承部42以及振动部41薄即可。
另外,连结部43是向上下两侧凹陷而形成的。即,连结部43的上表面4a位于比支承部42的上表面4a靠下侧的位置,连结部43的下表面4b位于比支承部42的下表面4b靠上侧的位置。而且,连结部43的厚度中心与支承部42以及振动部41的厚度中心位于相同的X-Z’平面上。因此,振动基板4成为上下对称的形状。由此,能够将振动元件3相对于基座21在上下任一方向上安装,因此振子1的制造变得容易。
另外,如图6所示,支承部42被分割为两个,具有在Z’轴方向上排列且相互分离地配置的第一支承部421以及第二支承部422。第一、第二支承部421、422相对于通过振动部41的中心且沿X轴方向延伸的中心线对称地配置。而且,第一支承部421与接合部件B1接合,第二支承部422与接合部件B2接合。根据这样的结构,主要通过连结部43变形而使第一、第二支承部421、422分离或接近,能够更有效地吸收、缓和从基座21施加的应力。因此,来自基座21的应力不易传递至振动部41,能够有效地抑制振动特性的变动。因此,成为具有优异的振动特性的振动元件3。
同样地,连结部43被分割为两个,具有在Z’轴方向上排列且相互分离地配置的第一连结部431以及第二连结部432。第一连结部431连结第一支承部421和振动部41,第二连结部432连结第二支承部422和振动部41。另外,第一、第二连结部431、432相对于通过振动部41的中心且沿X轴方向延伸的中心线对称地配置。根据这样的结构,连结部43更容易变形,第一、第二支承部421、422容易分离或者接近。因此,能够更有效地吸收、缓和从基座21施加的应力。因此,来自基座21的应力不易传递至振动部41,能够有效地抑制振动特性的变动。因此,成为具有优异的振动特性的振动元件3。
特别是,第一连结部431的宽度W31比第一支承部421的宽度W21小。即,W31<W21。同样地,第二连结部432的宽度W32小于第二支承部422的宽度W22。即,W32<W22。由此,与第一、第二支承部421、422的根部部分接触的第一、第二连结部431、432分别变得柔软,第一支承部421以及第二支承部422容易分离或者接近。因此,能够更有效地吸收、缓和从基座21施加的应力。因此,来自基座21的应力不易传递至振动部41,能够有效地抑制振动特性的变动。因此,成为具有优异的振动特性的振动元件3。
如图3、图4以及图5所示,电极层5具有:第一激励电极511,其配置于振动部41的上表面4a;第二激励电极521,其与第一激励电极511对置地配置于振动部41的下表面4b;第一焊盘电极512,其配置于第一支承部421;第二焊盘电极522,其配置于第二支承部422;第一连接电极513,其将第一激励电极511与第一焊盘电极512电连接;以及第二连接电极523,其将第二激励电极521与第二焊盘电极522电连接。而且,第一焊盘电极512经由接合部件B1与内部端子241电连接,第二焊盘电极522经由接合部件B2与内部端子242电连接。由此,封装2与振动元件3电连接。
另外,第一焊盘电极512形成于第一支承部421的整个表面,第一连接电极513形成于第一连结部431的整个表面。同样地,第二焊盘电极522形成于第二支承部422的整个表面,第二连接电极523形成于第二连结部432的整个表面。但是,第一、第二焊盘电极512、522以及第一、第二连接电极513、523的配置没有特别限定。
这样的电极层5是通过使用光刻技术和蚀刻技术对在振动基板4的表面上成膜的金属膜进行构图而形成的。此外,作为电极层5的结构,只要具有导电性即可,没有特别限定,例如能够由Cr(铬)的基底层与Au(金)的表层的层叠体构成。另外,电极层5的厚度没有特别限定,约为
如上所述,在振动元件3中,通过使连结部43比支承部42以及振动部41薄,吸收、缓和从基座21施加的应力,但相应地,机械强度降低,有可能因冲击而破损。因此,振动元件3还具有用于加强连结部43的金属膜6。
如图2至图5所示,金属膜6具有:第一金属膜61,其配置在位于第一连结部431的第一连接电极513上,对第一连结部431进行加强;以及第二金属膜62,其配置在位于第二连结部432的第二连接电极523上,对第二连结部432进行加强。由此,连结部43的强度提高,能够提高振动元件3的耐冲击性。另外,通过形成为使连结部43变薄、用第一、第二金属膜61、62补充不足的量的强度的结构,连结部43的粘性强度增加,能够平衡良好地兼顾应力的吸收、缓和和确保机械强度。
此外,在本实施方式中,金属膜6直接配置在位于第一、第二连结部431、432的第一、第二连接电极513、514上,但并不限定于此。即,金属膜6也可以隔着其他金属层被配置在第一、第二连接电极513、514上。换言之,金属膜6只要配置在位于第一、第二连结部431、432的第一、第二连接电极513、514的上层即可。
另外,第一金属膜61覆盖第一连结部431的整个表面。由此,能够有效地加强第一连结部431。另外,第一金属膜61跨第一连结部431和第一支承部421而形成。并且,第一金属膜61跨第一连结部431和振动部41而形成。由此,作为应力容易集中的部位的第一连结部431与第一支承部421的边界部、第一连结部431与振动部41的边界部被第一金属膜61覆盖,该部分的机械强度提高。
另外,第二金属膜62覆盖第二连结部432的整个表面。由此,能够有效地加强第二连结部432。另外,第二金属膜62跨第二连结部432和第二支承部422而形成。并且,第二金属膜62跨第二连结部432和振动部41而形成。由此,作为应力容易集中的部位的第二连结部432与第二支承部422的边界部、第二连结部432与振动部41的边界部被第二金属膜62覆盖,该部分的机械强度提高。
第一、第二金属膜61、62的厚度t6大于电极层5的厚度t5。即,t6>t5。另外,厚度t6、t5是指平均厚度。由此,能够通过第一、第二金属膜61、62有效地加强连结部43。作为厚度t6,没有特别限定,根据振动基板4的尺寸等而不同,例如优选为5μm以上且50μm以下。由此,第一金属膜61、第二金属膜62变得足够厚,振动基板4的加强效果变得更加显著。
此外,作为第一、第二金属膜61、62的构成材料,没有特别限定,在本实施方式中,由镍(Ni)构成。由此,得到高强度的第一金属膜61、第二金属膜62。另外,通过使用镀覆法,能够容易地将第一金属膜61、第二金属膜62形成得厚。
以上,对振动元件3的结构进行了说明。但是,振动元件3的结构没有特别限定,例如也可以是图7至图10那样的结构。另外,在图7至图10中,为了便于说明,省略了电极层5及金属膜6的图示。
例如,在本实施方式中,第一连结部431相对于第一支承部421偏向振动基板4的外缘侧配置,第二连结部432相对于第二支承部422偏向振动基板4的外缘侧配置,但并不限定于此,也可以如图7所示,第一连结部431相对于第一支承部421偏向振动基板4的内侧配置,第二连结部432相对于第二支承部422偏向振动基板4的内侧配置。
另外,如图8所示,也可以是,第一连结部431的宽度与第一支承部421的宽度相等,第二连结部432的宽度与第二支承部422的宽度相等。另外,如图9所示,也可以是,第一、第二连结部431、432分别在Z’轴方向上排列形成有多个。另外,如图10所示,第一、第二连结部431、432也可以是在中途折曲或弯曲一次以上的形状。
接下来,对振动元件3的制造方法进行说明。首先,如图11所示,准备作为振动基板4的母材的AT切的石英基板400。石英基板400比振动基板4大,能够从石英基板400形成多个振动基板4。接着,如图12所示,使用光刻技术和蚀刻技术对石英基板400进行构图,形成振动基板4。接着,如图13所示,在振动基板4上形成电极层5。电极层5能够是通过在振动基板4的表面形成金属膜,并使用光刻技术以及蚀刻技术对成膜的金属膜进行构图而形成的。接下来,如图14所示,在振动基板4上形成对第一、第二金属膜61、62进行成膜的区域开口的掩模M。接着,如图15所示,通过无电解镀敷法,在振动基板4的表面形成金属膜6。最后,如图16所示,去除掩模M。由此,得到振动元件3。根据这样的制造方法,能够简单地制造振动元件3。
以上,对振子1进行了说明。如上所述,这样的振子1所具有的振动元件3呈板状,具有处于正反关系的作为第一面的上表面4a和作为第二面的下表面4b,具备:振动部41;支承部42;和连结部43,其将振动部41与支承部42连结起来,并且具有厚度比支承部42小的部分;电极层5,其具有:配置于振动部41的上表面4a的第一激励电极511、配置于振动部41的下表面4b的第二激励电极521、配置于支承部42的第一焊盘电极512、配置于支承部42的第二焊盘电极522、配置于连结部43且连接第一激励电极511和第一焊盘电极512的第一连接电极513、以及配置于连结部43并连接第二激励电极521和第二焊盘电极522的第二连接电极523;以及金属膜6,其具有:第一金属膜61,其配置在位于连结部43的第一连接电极513的上层,厚度比电极层5大;和第二金属膜62,其配置于在位于连结部43的第二连接电极523的上层,且厚度比电极层5大。根据这样的结构,连结部43容易变形,能够有效地吸收、缓和从基座21施加的应力。因此,应力难以传递到振动部41,能够有效地抑制由应力引起的振动特性的变动。因此,成为具有优异的振动特性的振动元件3。而且,通过在连结部43配置第一、第二金属膜61、62,连结部43被加强,成为耐冲击性优异的振动元件3。
另外,如上所述,第一金属膜61及第二金属膜62分别跨连结部43及支承部42而配置。通过形成为这样的结构,应力容易集中的部位即连结部43与支承部42的边界部被第一金属膜61、第二金属膜62覆盖,该部分的机械强度提高。
另外,如上所述,第一金属膜61及第二金属膜62分别跨连结部43及振动部41而配置。通过形成为这样的结构,作为应力容易集中的部位的连结部43与振动部41的边界部被第一金属膜61、第二金属膜62覆盖,该部分的机械强度提高。
另外,如上所述,连结部43具有厚度比振动部41小的部分。根据这样的结构,连结部43容易变形,能够有效地吸收、缓和从基座21施加的应力。因此,应力难以传递到振动部41,能够有效地抑制由应力引起的振动特性的变动。
另外,如上所述,支承部42具有相互分离地配置的第一支承部421和第二支承部422,在第一支承部421配置有第一焊盘电极512,在第二支承部422配置有第二焊盘电极522。由此,通过使第一、第二支承部421、422分离或接近,能够更有效地吸收、缓和从基座21施加的应力。因此,来自基座21的应力难以传递至振动部41,能够有效地抑制振动特性的变动。
另外,如上所述,连结部43具有将第一支承部421与振动部41连结的第一连结部431和将第二支承部422与振动部41连结的第二连结部432。由此,连结部43更容易变形,第一、第二支承部421、422容易分离或接近。因此,能够更有效地吸收、缓和从基座21施加的应力。
另外,如上所述,第一连结部431的宽度比第一支承部421的宽度窄,第二连结部432的宽度比第二支承部422的宽度窄。由此,第一、第二连结部431、432分别变得更柔软,第一支承部421以及第二支承部422更容易分离或者接近。因此,能够更有效地吸收、缓和从基座21施加的应力。
<第二实施方式>
图17以及图18分别是示出本发明的第二实施方式的振动元件的剖视图。另外,图17是相当于图2中的A-A线剖视图的图,图18是相当于图2中的B-B线剖视图的图。
本实施方式的振动元件3除了第一金属膜61以及第二金属膜62还形成于第一、第二支承部421、422的整个侧面以及上下表面上、以及具有第三金属膜63以及第四金属膜64以外,与前述的第一实施方式的振动元件3相同。此外,在以下的说明中,关于本实施方式的振动元件3,以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明,针对同样的事项省略其说明。另外,在本实施方式的各图中,对与上述的实施方式相同的结构标注相同的标号。
图17和图18所示的振动元件3还在第一支承部421的整个侧面和上下表面形成有第一金属膜61。具体而言,第一金属膜61隔着第一焊盘电极512形成于第一支承部421的靠X轴方向负侧的侧面、第一支承部421的上表面4a以及第一支承部421的下表面4b。
另外,图17和图18所示的振动元件3的第二金属膜62形成于第二支承部422的整个侧面和上下表面。具体而言,第二金属膜62隔着第二焊盘电极522形成于第二支承部422的靠X轴方向负侧的侧面、第二支承部422的上表面4a、第二支承部422的下表面4b。
另外,图17和图18所示的振动元件3具有配置在第一金属膜61上的第三金属膜63和配置在第二金属膜62上的第四金属膜64。通过这些结构,能够更有效地加强支承部42。作为第三金属膜63和第四金属膜64,没有特别限定,在本实施方式中,由Au(金)构成。由此,能够抑制第一金属膜61、第二金属膜62的腐蚀、氧化。另外,与用作接合部件B1、B2的金凸块的相容性良好,能够将振动元件3更牢固地接合于基座21。
此外,在本实施方式中,第三金属膜63直接配置于第一金属膜61上,第四金属膜64直接配置于第二金属膜62上,但并不限定于此。即,第三金属膜63可以隔着其他金属层配置在第一金属膜61上,第四金属膜64也可以隔着其他金属层配置在第二金属膜62上。换言之,第三金属膜63配置于第一金属膜61的上层即可,第四金属膜64配置于第二金属膜62的上层即可。
如上所述,本实施方式的振动元件3具有配置于第一金属膜61的上层的第三金属膜63和配置于第二金属膜62的上层的第四金属膜64。由此,能够更有效地加强支承部42。特别是,通过由Au(金)构成第三金属膜63和第四金属膜64,能够抑制第一金属膜61和第二金属膜62的腐蚀、氧化。另外,与用作接合部件B1、B2的金凸块的相容性良好,能够将振动元件3更牢固地接合于基座21。
根据这样的第二实施方式,也能够发挥与所述的第一实施方式相同的效果。
<第三实施方式>
图19以及图20分别是示出本发明的第三实施方式的振动元件的剖视图。另外,图19是相当于图2中的A-A线剖视图的图,图20是相当于图2中的B-B线剖视图的图。
本实施方式的振动元件3除了振动基板4的形状不同以外,与前述的第一实施方式的振动元件3相同。此外,在以下的说明中,关于本实施方式的振动元件3,以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明,针对同样的事项省略其说明。另外,在本实施方式的各图中,对与上述的实施方式相同的结构标注相同的标号。
在本实施方式的振动元件3中,连结部43的下表面4b、支承部42的下表面4b以及振动部41的下表面4b由连续的平坦面构成。而且,第一金属膜61配置于第二连结部431的下表面4b,第二金属膜62配置于第二连结部432的下表面4b。通过形成为这样的结构,能够在形成振动基板4的外形形状之前形成第一金属膜61、第二金属膜62。因此,第一金属膜61、第二金属膜62的形成精度提高。
另外,在本实施方式中,第一金属膜61以及第二金属膜62配置于第一、第二支承部421、422的下表面4b的一部分,但并不限定于此。即,第一金属膜61及第二金属膜62也可以配置于第一、第二支承部421、422的整个下表面4b。由此,能够提高应力容易集中的部位即第一、第二连结部431、432与第一、第二支承部421、422的边界部的机械强度。
另外,在图19以及图20所示的振动元件3中,第一金属膜61以及第二金属膜62配置于第一、第二连结部431、432的上表面4a以及下表面4a双方的面,但并不限定于此。即,第一金属膜61以及第二金属膜62也可以仅配置于第一、第二连结部431、432的上表面4a以及下表面4a中的一个面。在该情况下,也可以进一步将第一金属膜61以及第二金属膜62配置于第一、第二支承部421、422的上表面4a以及下表面4b中的一个面的整个面。
如上所述,在本实施方式的振动元件3中,连结部43的下表面4b、支承部42的下表面4b以及振动部41的下表面4b是连续的平坦面,在下表面4b侧配置有第一金属膜61以及第二金属膜62。由此,能够在形成振动基板4的外形形状之前形成第一金属膜61、第二金属膜62。因此,第一金属膜61、第二金属膜62的形成精度提高。
根据这样的第三实施方式,也能够发挥与前述的第一实施方式同样的效果。
<第四实施方式>
图21是示出本发明的第四实施方式的振动元件的俯视图。此外,在图21中,为了便于说明,省略了金属膜6的图示。
本实施方式的振动元件3除了振动基板4的形状、特别是连结部43的形状不同以外,与前述的第一实施方式的振动元件3相同。此外,在以下的说明中,关于本实施方式的振动元件3,以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明,针对同样的事项省略其说明。另外,在本实施方式的各图中,对与上述的实施方式相同的结构标注相同的标号。
在图21所示的振动元件3中,连结部43具有:第一分隔部43a,其位于支承部42与振动部41之间,将它们分隔开;以及第二分隔部43b,其位于第一支承部421与第二支承部422之间,将它们分隔开。另外,第一分隔部43a沿Z’轴方向延伸,第二分隔部43b沿X轴方向延伸,一端与第一分隔部43a连接。因此,连结部43呈T字状。根据这样的结构,与上述的第一实施方式的结构相比,虽然第一、第二支承部421、422难以接近或分离,但能够提高振动基板4的机械强度。
如上所述,在本实施方式的振动元件3中,支承部42具有配置有第一焊盘电极512的第一支承部421以及配置有第二焊盘电极522的第二支承部422,连结部43具有:第一分隔部43a,其位于支承部42与振动部41之间,将支承部42与振动部41分隔开;以及第二分隔部43b,其位于第一支承部421与第二支承部422之间,将第一支承部421与第二支承部422分隔开。根据这样的结构,与上述的第一实施方式的结构相比,虽然第一、第二支承部421、422难以接近或分离,但能够提高振动基板4的机械强度。
通过这样的第四实施方式,也能够发挥与上述第一实施方式同样的效果。
以上,基于图示的实施方式对本发明的振动元件进行了说明,但本发明并不限定于此,各部分的结构能够置换为具有相同功能的任意结构。而且,在本发明中还可以添加其他任意的构成物。另外,本发明可以组合上述各实施方式中的任意2个以上的结构。
另外,在上述的实施方式中,支承部42被分割为第一、第二支承部421、422,但并不限定于此。即,也可以在一个支承部42上一起配置第一、第二焊盘电极512、522。
另外,在上述的实施方式中,振动元件3应用于振子1,但并不限定于此,还能够应用于在封装2内安装有使振动元件3振荡的振荡电路的振荡器。

Claims (10)

1.一种振动元件,其特征在于,
所述振动元件具有:
振动基板,其呈板状,具有处于正反关系的第一面和第二面,并具有振动部、支承部和连结部,所述连结部将所述振动部与所述支承部连结起来,并且具有厚度比所述支承部小的部分;
电极层,其具有:第一激励电极,其被配置于所述振动部的所述第一面;第二激励电极,其被配置于所述振动部的所述第二面;第一焊盘电极,其被配置于所述支承部;第二焊盘电极,其被配置于所述支承部;第一连接电极,其被配置于所述连结部,并将所述第一激励电极与所述第一焊盘电极连接起来;和第二连接电极,其被配置于所述连结部,并将所述第二激励电极与所述第二焊盘电极连接起来;
第一金属膜,其被配置在位于所述连结部的所述第一连接电极的上层,厚度比所述电极层大;以及
第二金属膜,其被配置在位于所述连结部的所述第二连接电极的上层,厚度比所述电极层大。
2.根据权利要求1所述的振动元件,其中,
所述第一金属膜以及所述第二金属膜分别跨所述连结部和所述支承部而配置。
3.根据权利要求2所述的振动元件,其中,
所述第一金属膜以及所述第二金属膜分别跨所述连结部和所述振动部而配置。
4.根据权利要求1所述的振动元件,其中,
所述连结部具有厚度比所述振动部小的部分。
5.根据权利要求1所述的振动元件,其中,
所述支承部具有配置有所述第一焊盘电极的第一支承部以及配置有所述第二焊盘电极的第二支承部,
所述连结部具有:第一分隔部,其位于所述支承部与所述振动部之间,将所述支承部与所述振动部分隔开;以及第二分隔部,其位于所述第一支承部与所述第二支承部之间,将所述第一支承部与所述第二支承部分隔开。
6.根据权利要求1所述的振动元件,其中,
所述支承部具有相互分离地配置的第一支承部和第二支承部,
在所述第一支承部配置有所述第一焊盘电极,
在所述第二支承部配置有所述第二焊盘电极。
7.根据权利要求6所述的振动元件,其中,
所述连结部具有:第一连结部,其将所述第一支承部与所述振动部连结起来;以及第二连结部,其将所述第二支承部与所述振动部连结起来。
8.根据权利要求7所述的振动元件,其中,
所述第一连结部的宽度比所述第一支承部窄,
所述第二连结部的宽度比所述第二支承部窄。
9.根据权利要求1所述的振动元件,其中,
所述连结部的所述第二面、所述支承部的所述第二面以及所述振动部的所述第二面是连续的平坦面,
在所述第二面侧配置有所述第一金属膜以及所述第二金属膜。
10.根据权利要求1所述的振动元件,其中,
所述振动元件具有:
第三金属膜,其配置于所述第一金属膜的上层;以及
第四金属膜,其配置于所述第二金属膜的上层。
CN202311273130.8A 2022-09-30 2023-09-28 振动元件 Pending CN117811536A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-157659 2022-09-30
JP2022157659A JP2024051471A (ja) 2022-09-30 2022-09-30 振動素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117811536A true CN117811536A (zh) 2024-04-02

Family

ID=90432414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311273130.8A Pending CN117811536A (zh) 2022-09-30 2023-09-28 振动元件

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240113688A1 (zh)
JP (1) JP2024051471A (zh)
CN (1) CN117811536A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
US20240113688A1 (en) 2024-04-04
JP2024051471A (ja) 2024-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110035963A (ko) 압전 진동자, 발진기 및 발진기 패키지
CN113196650B (zh) 压电振动器件
JP2018110292A (ja) 圧電振動子
CN117811536A (zh) 振动元件
CN117811535A (zh) 振动元件
JP4692277B2 (ja) 圧電振動デバイス
JP6868201B2 (ja) 圧電振動子
CN113302838B (zh) 振动元件、振子以及振动元件的制造方法
JP2024051472A (ja) 振動素子および振動デバイス
WO2019044488A1 (ja) 水晶振動子
US20240313742A1 (en) Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, and oscillator
US11652467B2 (en) Vibration device
JP2011250058A (ja) 圧電振動子および発振器
CN112970195B (zh) 振子和振子的制造方法
WO2024024614A1 (ja) 水晶振動板および水晶振動デバイス
WO2024154718A1 (ja) 音叉型圧電振動片、音叉型圧電振動子、および、音叉型圧電発振器
US20230261635A1 (en) Piezoelectric vibration element, piezoelectric vibrator, and piezoelectric oscillator
US20240283425A1 (en) Resonator Device
WO2024176856A1 (ja) 2回回転水晶振動板
JP2017200065A (ja) 圧電振動子
JP2023032382A (ja) 電子部品用のベース
WO2020067157A1 (ja) 水晶振動素子および水晶振動子
JP2017112544A (ja) 圧電振動子
JP2023111184A (ja) 振動素子、振動デバイスおよび振動デバイスの製造方法
JP2022085834A (ja) 振動デバイス

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