JP2003142978A

JP2003142978A - 圧電振動子の電極形状と圧電振動子の製造方法

Info

Publication number: JP2003142978A
Application number: JP2001334820A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sano; 誠佐野
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2003-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化した圧電振動子容器内に収納する振動
素板の保持と固着強度を向上した圧電振動子の製造方法
を目的とする。【解決手段】課題を解決するために本発明は、振動素
板の主面に励振電極を形成した圧電振動子を基板上に接
着部材を用いて保持する圧電振動子の電極形状におい
て、該振動素板の電極引出し部に電極処理を施していな
い隙間箇所を設けたことを特徴とする圧電振動子の電極
形状とすることにより課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素板を基板の
導通部分と保持し固着する圧電振動子の引出し電極形状
と圧電振動子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今の電子機器の高機能、高精度化、小
型化、軽量化に伴い、これらの電子機器に搭載する電子
部品にも同様の課題が要求されてきている。また、容器
形状に関連し、部品の実装も従来のリード形状から、半
導体部品パッケージ（ＤＩＰ、ＺＩＰ、ＱＦＰなど）の
端子形状や、更には基板面にメタライズ処理した電極を
持った表面実装形状へと展開している。

【０００３】一方、圧電部品容器に収納する振動素板の
保持構造も、金属片（金属サポート）の支持構造から、
容器外形が小さくなるに従って、基板に直接搭載する支
持構造へと変化している。この基板への直接の搭載で
は、導電性接着剤、はんだあるいは、半導体集積部品と
同様なフリップチップ工法などの接着部材も導入されつ
つある。また、振動素板の支持については、機械的な落
下衝撃を満足するために、振動素板の長手方向の両端を
保持する場合と、振動素板と基板（搭載保持部）との熱
膨張変化に対応するため、振動素板の長手方向の片方
（片持ち）を保持する構造も採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術にも述べた
ように、最近は圧電部品が小型化へと急速に変化してき
ているため、圧電部品形状や実装構造の変化と共に、圧
電部品の外形寸法も小型化、低背化する傾向にあること
から、容器形状の外形寸法が小さくなるに従って、その
容器に収納される振動素板も自ずと小さくして行かなけ
ればならない。

【０００５】しかしながら、振動素板の外形が小さくな
ったとしても、各種（低周波から高周波まで）の発振周
波数を得るには、振動素板の厚みも厚いものから薄いも
のが必要となり、圧電容器が小さくなる中で、振動素板
を保持するのに充分な保持部面積の確保も難しく、圧電
部品容器内の振動素板の保持強度を充分堅持できにくく
なり、従来から一般的に用いられる振動素板の保持と固
着の接着部材（導電性接着剤、はんだあるいは、半導体
集積部品と同様なフリップチップ工法など）や、それら
の塗布や設置が圧電部品容器が極小型化する傾向にある
ことから、物理的にも難しくなっているという課題があ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述する課題を解決する
ために本発明は、振動素板の主面に励振電極を形成した
圧電振動子を基板上に接着部材を用いて保持する圧電振
動子の電極形状において、該振動素板の電極引出し部に
電極処理を施していない隙間箇所を設けたことを特徴と
する圧電振動子の電極形状とすることにより、従来とは
異なった接着部材を利用できるように、電極の引き出し
形状にを改善するものである。従って、振動素板の電極
引出し部に電極処理を施していない隙間箇所の少なくと
も一部は、接着部材に接触した形態で基板と振動素板と
を固着することとなる。

【０００７】上記の具体的な実施については、請求項４
に記載の通りで、振動素板の主面に励振電極を形成した
圧電振動子を基板上に接着部材を用いて保持する圧電振
動子の製造方法において、該振動素板の電極引出し部に
電極処理を施していない隙間箇所を設け、該基板の該振
動素板の電極引出し部と当接する部分に載置する接着部
材に対し、該電極処理を施していない隙間箇所からレー
ザを照射し、該接着部材を溶解し該振動素板との導通と
固着を行うことを特徴とする圧電振動子の製造方法で実
現することができる。

【０００８】要するに本願発明は、従来よりも圧電部品
容器が極小型化する傾向にあることから、接着部材を物
理的に塗布、配置が難しくなることの改善策として、接
着部材の溶解をレーザ光を用いる圧電振動子の製造方法
と、振動素板からレーザ光の照射を行い振動素板と基板
の保持と固着を可能にするために、振動素板の電極の引
き出し形状に工夫を加えレーザ光を効率良く照射できる
よう改善を施したものである。なお、本発明に用いる振
動素板として、短冊形状の薄片を用いることにより極小
型化する圧電部品容器と相俟って圧電振動子の外形寸法
をより小さくすることも特徴とするものである。

【０００９】

【背景】本発明は、最近の圧電部品が小型化へと急速に
変化する中で、圧電部品形状や実装構造の変化と共に、
圧電部品の外形寸法も小型化、極小型化する容器形状の
外形寸法や、容器内容積（振動素板の実装面積）が小さ
くなることに起因する振動素板の保持方法にレーザ光を
照射することで、接着部材の接合方法を改善することを
主題とするものである。本願発明では従来とは異なる基
板と振動素板との保持方法であり、その保持方法として
レーザ光の照射を用いることにより接着部材の溶解を実
現する圧電振動子の製造方法と、振動素板をレーザ光が
通過して接着部材を溶解することから、振動素板を効率
良くレーザ光が通過できるように特に引き出し電極の形
状に工夫を加えたものである。

【００１０】

【本発明の実施の形態】以下、添付図面に従ってこの発
明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号
は同様の対象を示すものとする。図１は本発明の一実施
例として振動素板２を片持ち保持した状態の圧電振動子
（水晶材料、セラミック材料を用いた振動子）のフタを
被せる前の状態で、基板１上に搭載する振動素板２を片
持ち支持で保持するために、振動素板２長手方向の一方
に接着部材３（はんだ、ＡｕＧｅや銀点などの低融点金
属）を設置する状態を示しており、振動素板２の励振電
極６は図示しないが振動素板２の長手方向に対し基板１
と振動素板２とがほぼ平行で少なくとも基板１と接触し
ない範囲で振動素板２を保持する状態を示唆する側面図
である。

【００１１】図２は本発明の電極引出し部４に電極処理
を施していない一実施例を示す振動素板２の平面図であ
る。基板１上に接着部材３を用いて振動素板２の主面に
励振電極６を形成し、後述するレーザを照射し接着部材
３を溶解するのを助けるために、振動素板２上からレー
ザ光を照射し易くするために、振動素板２上に形成する
電極引出し部４の一部に電極形成処理を施さないことを
特徴とするものである。詳細な説明として図２（ａ）
は、支持箇所としては振動子素板２の角部を接着部材３
により固着するものである。この場合、電極引出し部４
を振動素板２の端辺（角部）より若干（図中Ｐ）の隙間
を確保できることから、振動素板２の保持と固着の落下
強度等の機械的強度を向上させることができる。

【００１２】図２（ｂ）については、支持箇所としては
振動子素板２の短辺内側を接着部材３により固着するも
のである。この場合、電極引出し部４は振動素板２の長
辺側と励振電極６側の電極を一部残すように隙間を設け
ることから、素板素板２の略内側を保持することによ
り、保持による振動素板２に対する保持応力歪み（スト
レス）を小さくすることができることから温度特性に優
れた保持形態を実現できる。

【００１３】また、図２（ｃ）では、支持箇所としては
振動子素板２の電極引出し部４の真下部分を接着部材３
により固着するものである。この場合、レーザ光を保持
部上部より照射することで接着部材３が効率的に溶解し
充分な保持効果を得るために、電極引回し部４の中央に
隙間５を設ける形態となり、安定した保持と導通を容易
に出来る。

【００１４】図３は本発明の圧電振動子の製造方法を説
明する概念図である。基板１上に接着部材３を用いて振
動素板２の主面に励振電極６を保持する圧電振動子の製
造方法で、振動素板２の電極引出し部４に電極処理を施
していない隙間箇所５を設け、基板１の振動素板２の電
極引出し部４と当接する部分に載置する接着部材３に対
し、電極処理を施していない隙間箇所５からレーザを照
射し、接着部材３を溶解し、電極処理を施していない隙
間箇所５の周辺の電極引出し部４接着部材３に電気的機
械的に接続され振動素板２との導通と固着を行うもので
ある。

【００１５】レーザ光照射による実装組立の一例として
は、（１）基板１の振動素板２の電極引出し部４に合致
する部分に、レーザにより溶解する接着部材３（はん
だ、ＡｕＧｅや銀点などの低融点金属）を圧電振動子の
固定する位置に合わせて、隙間箇所５より１〜２倍の面
積で固着させ、（２）真空・Ｎｉまたは、接着部材３に
合った雰囲気中において、あらかじめ温められた（特に
温めなくてもよいが温めた方が好ましい）組立ステージ
上に上記（１）の基板１を載せ固定し、（３）（１）の
基板１と水平に吸着固定治具により吸着固定された振動
素板２を保持した状態で、該基板１上の接着部材３上に
載せた状態で保持する。

【００１６】その後、（４）上記（３）の状態で振動素
板２に対し、ほぼ垂直上側方向から一例としてＹＡＧレ
ーザにより電極引出し部４に施された隙間箇所５に対
し、０．５〜１倍の面積のレーザ照射径で、電極引出し
部４に施された隙間箇所５を透過させ、振動素板２の下
部にある接着部材３に照射し溶解させ、（５）溶解後、
吸着固定治具に吸着固定された振動素板２を放す。上記
（１）〜（５）により本発明のレーザ照射により保持部
材を溶解させ、振動素板２は水平に保たれた状態で基板
１と振動素板２とは一定の間隔を保った状態で実装し保
持することができる。

【００１７】上記のことから、圧電振動子の容器あるい
は、振動素板２が極小型化した場合の振動素板２の固着
と導通を改善する手段であり、レーザの照射を有効に行
える振動素板２上の引出し電極形状とレーザ照射により
接着部材３を融解する圧電振動子の製造方法である。な
お、本発明では振動素板２の形状として短冊形状の薄片
であることを特徴としているが、振動素板２の形状や、
振動素板２の保持方法、保持形態に拘るものではない。
また、支持部点数、片持ち、両持ちなど支持形態にとら
われるものでも無い。

【００１８】更に、電極引出し部４の形状は、表裏全く
同じ形状でなくともよく、また、レーザ照射面側の励振
電極６と同面上で接続されていない電極引き回し部（片
側）は、その面上の電極引出し部４は設けなくてもよ
い。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、小型化、低背化し
た容器であっても本発明の振動素板の引出し電極製造方
法によれば、圧電振動子の形態が極小型化した場合でも
あっても、基板と振動素板の保持強度を確保することが
できることから、充分な機械強度と落下強度を維持し、
これらに起因する振動子自体の特性の変化を改善するこ
とができる。従って、容器自体が安価のものでも安定し
た振動素板の固着を実現できることから圧電振動子自体
のコスト低減を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動素板の接着形態を示す側面図であ
る。

【図２】本発明の引出し電極の形成パターンを示す平面
図である。

【図３】本発明の圧電振動子の製造方法の概念図であ
る。

【符号の説明】

１基板２振動素板３接着部材４電極引出し部５隙間箇所６励振電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動素板の主面に励振電極を形成した圧
電振動子を基板上に接着部材を用いて保持する圧電振動
子の電極形状において、該振動素板の電極引出し部に電極処理を施していない隙
間箇所を設けたことを特徴とする圧電振動子の電極形
状。
【請求項２】請求項１記載の該振動素板の電極引出し
部に電極処理を施していない隙間箇所の少なくとも一部
は、該接着部材に接触していることを特徴とする圧電振
動子の電極形状。
【請求項３】請求項１と請求項２に記載の振動素板
は、短冊形状の薄片であることを特徴とする圧電振動子
の電極形状。
【請求項４】振動素板の主面に励振電極を形成した圧
電振動子を基板上に接着部材を用いて保持する圧電振動
子の製造方法において、該振動素板の電極引出し部に電極処理を施していない隙
間箇所を設け、該基板の該振動素板の電極引出し部と当
接する部分に載置する接着部材に対し、該電極処理を施
していない隙間箇所からレーザを照射し、該接着部材を
溶解して該振動素板との導通と固着を行うことを特徴と
する圧電振動子の製造方法。
【請求項５】請求項４に記載の振動素板は、短冊形状
の薄片であることを特徴とする圧電振動子の製造方法。