JP2000068780A - 水晶振動子およびその製造方法 - Google Patents
水晶振動子およびその製造方法Info
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- 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
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- 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
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- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アウトガスによるクリスタルインピーダンス
の増加を防止した水晶振動子を得られるようにするこ
と。 【解決手段】 水晶振動子片６０に一体に形成された外
枠５０の表面の金属層３０、４０を、凹部１２を有する
蓋１０と凹部７２を有するケース７０と陽極接合する。
の増加を防止した水晶振動子を得られるようにするこ
と。 【解決手段】 水晶振動子片６０に一体に形成された外
枠５０の表面の金属層３０、４０を、凹部１２を有する
蓋１０と凹部７２を有するケース７０と陽極接合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯情報機器に用
いる水晶振動子及びその製造方法に関する。
いる水晶振動子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の水晶振動子においては、枠付振動
子片の上下面にハンダにより蓋とケースを接合した構造
が知られている。（例えば、特開昭５６−１１９５１８
号公報参照）。
子片の上下面にハンダにより蓋とケースを接合した構造
が知られている。（例えば、特開昭５６−１１９５１８
号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の水晶振動子にあ
っては、蓋とケースの接合にハンダ等の低融合金や低融
点ガラスを使用していたため、蓋とケースの接合時や周
波数調整時の加熱により発生するアウトガスにより水晶
振動子片に金属や有機物が付着し、クリスタルインピー
ダンスが増加し、振動子の周波数特性が低下するという
問題点があった。
っては、蓋とケースの接合にハンダ等の低融合金や低融
点ガラスを使用していたため、蓋とケースの接合時や周
波数調整時の加熱により発生するアウトガスにより水晶
振動子片に金属や有機物が付着し、クリスタルインピー
ダンスが増加し、振動子の周波数特性が低下するという
問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、水晶振動子と
一体に形成された外枠の上面と下面に金属層を設け、金
属層と蓋とケースを陽極接合することとしている。この
ように、金属層と蓋とケースを陽極接合することによ
り、水晶振動子片へのアウトガスの付着が無くなり、ク
リスタルインピーダンスの増加を防止するようになる。
一体に形成された外枠の上面と下面に金属層を設け、金
属層と蓋とケースを陽極接合することとしている。この
ように、金属層と蓋とケースを陽極接合することによ
り、水晶振動子片へのアウトガスの付着が無くなり、ク
リスタルインピーダンスの増加を防止するようになる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の水晶振動子では、水晶振
動子片と一体に形成された外枠と、前記水晶振動子片の
基部の取付電極と、前記外枠の上面の金属層と下面の金
属層と、前記外枠の上面上に前記金属層を介して配置し
前記水晶振動子片と向かい合う面に凹部を有する蓋と、
前記外枠の下面上に前記下面の金属層を介して配置し前
記水晶振動子片と向かい合う面に凹部を有し、かつ前記
取付電極と電気的に接続されたスルーホールを有するケ
ースを用いる。
動子片と一体に形成された外枠と、前記水晶振動子片の
基部の取付電極と、前記外枠の上面の金属層と下面の金
属層と、前記外枠の上面上に前記金属層を介して配置し
前記水晶振動子片と向かい合う面に凹部を有する蓋と、
前記外枠の下面上に前記下面の金属層を介して配置し前
記水晶振動子片と向かい合う面に凹部を有し、かつ前記
取付電極と電気的に接続されたスルーホールを有するケ
ースを用いる。
【０００６】蓋とケースは、ガラスを用いる。ガラスの
他に、水晶、シリコンも使用出来る。さらに、水晶は水
晶振動子片と同じカット面を有することが好ましい。上
記のように構成された水晶振動子はシール剤を使用しな
いため、アウトガスによるクリスタルインピーダンスの
増加が発生しないように働く。また、本願発明におい
て、水晶振動子片と、前記水晶振動子片と一体に形成さ
れ、前記水晶振動子片の厚みより厚い外枠と、前記水晶
振動子片の基部の取付電極と、前記外枠の上面の金属層
と下面の金属層と、前記外枠の上面上に前記金属層を介
して配置した蓋と、前記外枠の下面上に前記下面の金属
層を介して配置し、かつ前記取付電極と電気的に接続さ
れたスルーホールを有するケースを用いる。
他に、水晶、シリコンも使用出来る。さらに、水晶は水
晶振動子片と同じカット面を有することが好ましい。上
記のように構成された水晶振動子はシール剤を使用しな
いため、アウトガスによるクリスタルインピーダンスの
増加が発生しないように働く。また、本願発明におい
て、水晶振動子片と、前記水晶振動子片と一体に形成さ
れ、前記水晶振動子片の厚みより厚い外枠と、前記水晶
振動子片の基部の取付電極と、前記外枠の上面の金属層
と下面の金属層と、前記外枠の上面上に前記金属層を介
して配置した蓋と、前記外枠の下面上に前記下面の金属
層を介して配置し、かつ前記取付電極と電気的に接続さ
れたスルーホールを有するケースを用いる。
【０００７】上記の蓋とケースと水晶振動子片を使用す
る事により、水晶振動子の全体を薄くし、かつ機械的な
強度を高める事が出来る。さらに、水晶からなる第１の
基板に複数の水晶振動子片と前記水晶振動子片の一体に
接続された外枠を形成する工程と、前記水晶振動子片に
取付電極と前記外枠の表面に金属層を形成する工程と、
第２の基板の前記水晶振動子片の上面に向かい合う面に
凹部を形成する工程と、第３の基板の前記水晶振動子片
の下面に向かい合う面に凹部を形成する工程と、前記第
１の基板の上面に前記第２の基板の凹部を有する面を配
置し、前記金属層を介して陽極接合する工程と前記第１
の基板の上面に前記第３の基板の凹部を有する面を配置
し、前記金属層を介して陽極接合する工程と、前記外枠
を切断する工程から水晶振動子を製造する。この工程に
より、水晶振動子を水晶振動子をウエハー単位で製造す
ることができる。
る事により、水晶振動子の全体を薄くし、かつ機械的な
強度を高める事が出来る。さらに、水晶からなる第１の
基板に複数の水晶振動子片と前記水晶振動子片の一体に
接続された外枠を形成する工程と、前記水晶振動子片に
取付電極と前記外枠の表面に金属層を形成する工程と、
第２の基板の前記水晶振動子片の上面に向かい合う面に
凹部を形成する工程と、第３の基板の前記水晶振動子片
の下面に向かい合う面に凹部を形成する工程と、前記第
１の基板の上面に前記第２の基板の凹部を有する面を配
置し、前記金属層を介して陽極接合する工程と前記第１
の基板の上面に前記第３の基板の凹部を有する面を配置
し、前記金属層を介して陽極接合する工程と、前記外枠
を切断する工程から水晶振動子を製造する。この工程に
より、水晶振動子を水晶振動子をウエハー単位で製造す
ることができる。
【０００８】最後に、水晶からなる第１の基板に複数の
水晶振動子片と前記水晶振動子片の一体に接続された外
枠を形成する工程と、前記水晶振動子片をエッチングし
て厚みを減少する工程と、前記水晶振動子片に取付電極
と前記外枠の表面に金属層を形成する工程と、前記第１
の基板の上面に第２の基板を配置し、前記金属層を介し
て陽極接合する工程と前記第１の基板の上面に第３の基
板を配置し、前記金属層を介して陽極接合する工程と、
前記外枠を切断する工程から水晶振動子を製造する。こ
れにより、蓋とケースの材料強度の高い、薄型の水晶振
動子ができる。
水晶振動子片と前記水晶振動子片の一体に接続された外
枠を形成する工程と、前記水晶振動子片をエッチングし
て厚みを減少する工程と、前記水晶振動子片に取付電極
と前記外枠の表面に金属層を形成する工程と、前記第１
の基板の上面に第２の基板を配置し、前記金属層を介し
て陽極接合する工程と前記第１の基板の上面に第３の基
板を配置し、前記金属層を介して陽極接合する工程と、
前記外枠を切断する工程から水晶振動子を製造する。こ
れにより、蓋とケースの材料強度の高い、薄型の水晶振
動子ができる。
【０００９】さらに、同様の工程により、ＳＡＷデバイ
スやメカニカルフィルターやＰＺＴを使用した圧電振動
子も製造する事ができる。
スやメカニカルフィルターやＰＺＴを使用した圧電振動
子も製造する事ができる。
【００１０】
【実施例】以下、実施例について図面を参照に説明す
る。 （実施例１）図１に示される実施例においては、水晶の
基板に音叉型の水晶振動子片６０と水晶振動子片６０の
一端に接続された外枠５０をエッチングにより形成す
る。次に、水晶振動子片６０と外枠５０の表面に、それ
ぞれ取付電極９０と金属層３０、４０を形成する。
る。 （実施例１）図１に示される実施例においては、水晶の
基板に音叉型の水晶振動子片６０と水晶振動子片６０の
一端に接続された外枠５０をエッチングにより形成す
る。次に、水晶振動子片６０と外枠５０の表面に、それ
ぞれ取付電極９０と金属層３０、４０を形成する。
【００１１】次に、水晶振動子片６０の上面と向かい合
う面にエッチング加工した凹部１２を有するガラスから
なる蓋１０を陽極接合する。最後に、水晶振動子片６０
の下面と向かい合う面にエッチングにより形成した凹部
７２を有するガラス７０を有するケースを陽極接合す
る。図２は、水晶振動子片６０と外枠５０を示す図であ
り、音叉型の水晶振動子片６０の一方の振動部の上面に
励振電極８０と、他方の振動部の上面に励振電極８１を
有する。ここで水晶振動子片６０は振動部を支持する基
部６５を介して外枠６０と一体的に形成されている。
う面にエッチング加工した凹部１２を有するガラスから
なる蓋１０を陽極接合する。最後に、水晶振動子片６０
の下面と向かい合う面にエッチングにより形成した凹部
７２を有するガラス７０を有するケースを陽極接合す
る。図２は、水晶振動子片６０と外枠５０を示す図であ
り、音叉型の水晶振動子片６０の一方の振動部の上面に
励振電極８０と、他方の振動部の上面に励振電極８１を
有する。ここで水晶振動子片６０は振動部を支持する基
部６５を介して外枠６０と一体的に形成されている。
【００１２】図３は、図２のＡ−Ａ‘断面を示す図であ
り、水晶振動子片６０に向かい合う面に凹部１２を有す
る蓋１０と、同じく水晶振動子片６０に向かい合う面に
凹部７２を有するケース７０と、励振電極８１、８３を
有する水晶振動子片６０と、取付電極９１、９２を有す
る基部６５と、水晶振動子片６０と一体に形成され、表
面に金属層３０、４０を有する外枠５０からなる。
り、水晶振動子片６０に向かい合う面に凹部１２を有す
る蓋１０と、同じく水晶振動子片６０に向かい合う面に
凹部７２を有するケース７０と、励振電極８１、８３を
有する水晶振動子片６０と、取付電極９１、９２を有す
る基部６５と、水晶振動子片６０と一体に形成され、表
面に金属層３０、４０を有する外枠５０からなる。
【００１３】図４は、回路基板上の配線と接続する外部
電極部を示す図である。始めに、外枠５０の下面の取付
電極９２の中央部に対応し、ケース下部に向かって大き
な開口部を有するテーパー状のスルーホール１００を有
するケース７０を配置する。次に、スルーホール７０の
内面と、取付電極９２の表面と、ケースの表面にスパッ
タリングにより、ＣｒとＡｕの２層からなる外部電極１
１０を形成する。
電極部を示す図である。始めに、外枠５０の下面の取付
電極９２の中央部に対応し、ケース下部に向かって大き
な開口部を有するテーパー状のスルーホール１００を有
するケース７０を配置する。次に、スルーホール７０の
内面と、取付電極９２の表面と、ケースの表面にスパッ
タリングにより、ＣｒとＡｕの２層からなる外部電極１
１０を形成する。
【００１４】(実施例２)他の実施例として、図５におい
て、蓋１０とケース７０に平板を使用し、水晶振動子片
６０の厚みを、基部６５と外枠５０の厚みより薄くした
例を示す。水晶振動子片６０は、ハーフエッチングによ
り上面と下面の厚みを減少する。これにより、蓋１０と
ケース７０に平板を使用する事により、水晶振動子全体
の機械的強度が高まり、音叉型水晶振動子など真空状態
で使用する水晶振動子の変形を防止する事が出来、蓋１
０やケース７０の外部からの衝撃による破壊を防止する
ことができる。さらに、蓋１０やケース７０の板厚を薄
くする事ができ、その結果、高さ方向の寸法の小さい水
晶振動子が得られる。
て、蓋１０とケース７０に平板を使用し、水晶振動子片
６０の厚みを、基部６５と外枠５０の厚みより薄くした
例を示す。水晶振動子片６０は、ハーフエッチングによ
り上面と下面の厚みを減少する。これにより、蓋１０と
ケース７０に平板を使用する事により、水晶振動子全体
の機械的強度が高まり、音叉型水晶振動子など真空状態
で使用する水晶振動子の変形を防止する事が出来、蓋１
０やケース７０の外部からの衝撃による破壊を防止する
ことができる。さらに、蓋１０やケース７０の板厚を薄
くする事ができ、その結果、高さ方向の寸法の小さい水
晶振動子が得られる。
【００１５】（実施例３）図１において、蓋１０とケー
ス７０を、水晶振動子片６０と同じ面方位（カット面）
を有する水晶で形成した。同じ面方位を有する水晶で形
成することにより、水晶振動子片６０と同じ熱膨張係数
となるため、封止時や実装時の加熱冷却による捩じれや
たわみの発生がなく、実装時の信頼性が高まる。
ス７０を、水晶振動子片６０と同じ面方位（カット面）
を有する水晶で形成した。同じ面方位を有する水晶で形
成することにより、水晶振動子片６０と同じ熱膨張係数
となるため、封止時や実装時の加熱冷却による捩じれや
たわみの発生がなく、実装時の信頼性が高まる。
【００１６】（実施例４）図２に示す水晶振動子の代わ
りに、ＡｌＮ基板上にＡｌ電極を形成したＳＡＷデバイ
スを形成した。これにより、従来品に対して、厚みの薄
いＳＡＷデバイスを形成することが出来た。
りに、ＡｌＮ基板上にＡｌ電極を形成したＳＡＷデバイ
スを形成した。これにより、従来品に対して、厚みの薄
いＳＡＷデバイスを形成することが出来た。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。水晶振
動子片と金属層の組合わせにより、低融点の金属からの
アウトガスが防止できるので、水晶振動子の周波数特性
を改善できる。
施され、以下に記載されるような効果を奏する。水晶振
動子片と金属層の組合わせにより、低融点の金属からの
アウトガスが防止できるので、水晶振動子の周波数特性
を改善できる。
【００１８】そして、ハンダに含まれる鉛の使用を止め
ることができるので環境問題を解決することができる。
さらに、従来の振動子片のマウント工程の省略、封止剤
成膜工程の省略が可能であり、振動子片のマウントと封
止工程の一括化が可能となり、製造工程を短縮出来る。
ることができるので環境問題を解決することができる。
さらに、従来の振動子片のマウント工程の省略、封止剤
成膜工程の省略が可能であり、振動子片のマウントと封
止工程の一括化が可能となり、製造工程を短縮出来る。
【図１】本発明の水晶振動子を示す斜視図である。
【図２】本発明の水晶振動子片を示す上面図である。
【図３】本発明の水晶振動子の断面図である。
【図４】本発明の外部電極の断面図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す断面図である。
１０ 蓋 １２ 凹部 ３０ 金属層 ４０ 金属層 ５０ 外枠 ６０ 水晶振動子片 ６５ 基部 ７０ ケース ７２ 凹部 ８０、８１、８３ 励振電極 ９０、９１、９２ 取付電極 １００ スルーホール １１０ 外部電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年９月６日（１９９９．９．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (10)
- 【請求項１】 水晶振動子片と一体に形成された外枠
と、 前記水晶振動子片の基部の取付電極と、 前記外枠の上面の金属層と下面の金属層と、 前記外枠の上面上に前記金属層を介して配置し前記水晶
振動子片と向かい合う面に凹部を有する蓋と、 前記外枠の下面上に前記下面の金属層を介して配置し前
記水晶振動子片と向かい合う面に凹部を有し、かつ前記
取付電極と電気的に接続されたスルーホールを有するケ
ースからなる水晶振動子。 - 【請求項２】 前記蓋と前記ケースが水晶からなる請求
項１記載の水晶振動子。 - 【請求項３】 前記外枠と前記蓋と前記ケースが同一の
カット面を有する請求項２記載の水晶振動子。 - 【請求項４】 前記蓋と前記ケースがガラスからなる請
求項１記載の水晶振動子。 - 【請求項５】 前記蓋と前記ケースがシリコンからなる
請求項１記載の水晶振動子。 - 【請求項６】 前記スルーホールの内面と、前記取付電
極の表面と、前記ケースの底面に電気的に接続した外部
電極を有する請求項１記載の水晶振動子。 - 【請求項７】 前記外部電極が複数の金属層からなる請
求項１記載の水晶振動子。 - 【請求項８】 水晶振動子片と、前記水晶振動子片と一
体に形成され、前記水晶振動子片の厚みより厚い外枠
と、 前記水晶振動子片の基部の取付電極と、 前記外枠の上面の金属層と下面の金属層と、 前記外枠の上面上に前記金属層を介して配置した蓋と、 前記外枠の下面上に前記下面の金属層を介して配置し、
かつ前記取付電極と電気的に接続されたスルーホールを
有するケースからなる水晶振動子。 - 【請求項９】 水晶からなる第１の基板に複数の水晶振
動子片と前記水晶振動子片の一体に接続された外枠を形
成する工程と、 前記水晶振動子片に取付電極と前記外枠の表面に金属層
を形成する工程と、 第２の基板の前記水晶振動子片の上面に向かい合う面に
凹部を形成する工程と、 第３の基板の前記水晶振動子片の下面に向かい合う面に
凹部を形成する工程と、 前記第１の基板の上面に前記第２の基板の凹部を有する
面を配置し、前記金属層を介して陽極接合する工程と前
記第１の基板の上面に前記第３の基板の凹部を有する面
を配置し、前記金属層を介して陽極接合する工程と、 前記外枠を切断する工程からなる水晶振動子の製造方
法。 - 【請求項１０】 水晶からなる第１の基板に複数の水晶
振動子片と前記水晶振動子片の一体に接続された外枠を
形成する工程と、 前記水晶振動子片をエッチングして厚みを減少する工程
と、 前記水晶振動子片に取付電極と前記外枠の表面に金属層
を形成する工程と、 前記第１の基板の上面に第２の基板を配置し、前記金属
層を介して陽極接合する工程と前記第１の基板の上面に
第３の基板を配置し、前記金属層を介して陽極接合する
工程と、 前記外枠を切断する工程からなる水晶振動子の製造方
法。
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