JP2005039344A

JP2005039344A - Method for joining piezoelectric vibration piece, piezoelectric device and its manufacturing method, mobile telephone device using piezoelectric device, and electronic equipment using piezoelectric device

Info

Publication number: JP2005039344A
Application number: JP2003197275A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kawauchi; 修川内
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2005-02-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for joining a piezoelectric vibration piece to a base body made of an insulating material without short-circuiting an electrode part so that sufficient joining strength can be obtained, while making the piezoelectric device having the piezoelectric vibration piece in a package small-sized, a piezoelectric device and its manufacturing method, and a mobile telephone and electronic equipment which use piezoelectric devices. <P>SOLUTION: In the joining method, a plurality of connection electrode parts 33 and 33 provided near the end of the piezoelectric vibration piece 32 closely to each other are joined to electrode parts 31 and 31 provided to the substrate 46 made of the insulating material. The electrode parts 31 and 31 on the substrate side are coated with a conductive adhesive 43 at a plurality of places with a small coating diameter B1 in a direction Y crossing the arrangement direction wherein the plurality of connection electrode parts on the piezoelectric vibration piece side are closely arranged, and the substrate side and piezoelectric vibration piece are joined together across the conductive adhesive. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する方法とこの圧電振動片を基板に接合し、この基板を含むパッケージを蓋体で封止した圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
図１２は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略平面図、図１３は図１２のＡ−Ａ線断面図である（特許文献１参照）。
これらの図において、圧電デバイス１は、パッケージ２の内部に、圧電振動片３を収容している。パッケージ２はこの場合、絶縁材料を浅い箱状に形成したもので、内部に圧電振動片３を収容固定した後で、蓋体４により封止されるようになっている。
【０００３】
パッケージ２は、セラミックのグリーンシートでなる複数の基板を成形して積層し、焼結することにより形成されており、パッケージ２の内側には、成形時に材料を除去して形成した孔を設けることにより、図示するように圧電振動片３を収容する空間Ｓ１を形成している。
【０００４】
圧電振動片３は、例えば水晶をエッチングすることにより、矩形の板状に形成された所謂ＡＴカット振動片で構成されており、表面には駆動用の励振電極７が形成されている。そして、圧電発振器の一端部には、励振電極７と接続された接続用電極部７ａ，７ａが形成されている。これら励振電極７および接続電極部７ａ，７ａは、圧電振動片３の表裏に設けられている。
この圧電振動片３は、基部３ａの箇所がパッケージ２の内部空間Ｓ１で、パッケージ側に接合されて、片持ち式に支持されている。
【０００５】
具体的には、パッケージ２の基板２ａの表面にパッケージ底面に設けた実装電極部（図示せず）と接続された電極部５，５が形成されており、この電極部５，５と圧電振動片３の基部３ａに設けた接続電極部７ａ，７ａが接合されている。
つまり、電極部５、５の表面に対して、導電性接着剤６，６を塗布し、その上に圧電振動片３の基部３ａを載置して、導電性接着剤６，６が硬化されている。
この場合、特に圧電振動片３の接合強度を確保するために、導電性接着剤６，６は、圧電振動片３の短辺側端面３ｂと、長辺側端面３ｃ，３ｃに回り込んで、付着するようにされている。
【０００６】
これに対して、図１４は、パッケージ２内に設けられる電極部５，５の間に溝８を形成した例を示している（特許文献２参照）。
溝８を形成することにより、近接して配置される電極部５，５がはみ出した導電性接着剤により、短絡されることを極力防止しようとするものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−７７６５６
【特許文献２】特開平７−２４０６５３号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１２および図１３の構造においては、圧電振動片３の接合強度を確保するために、導電性接着剤６，６は、圧電振動片３の短辺側端面３ｂと、長辺側端面３ｃ，３ｃに回り込んで、付着するようにしているため、導電性接着剤６，６が、圧電振動片３の短辺方向にはみ出し、互いに接触すると、短絡を生じるおそれがある。
これに対して、図１４の構造を採用すると、パッケージの底部に溝を設けることになり、パッケージ２の強度が不足するおそれがある。このためパッケージ２の底部の厚みを厚くすると、圧電デバイス全体が大きくなってしまい、小型化の要請に反することとなる。
【０００９】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、電極部を短絡させずに、十分な接合強度を得られるように圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する方法と、圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第１の発明によれば、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合方法であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布し、前記導電性接着剤を介して、前記基板側と前記圧電振動片とを接合する、圧電振動片の接合方法により、達成される。
【００１１】
第１の発明の構成によれば、圧電振動片の複数の接続電極部は、近接して設けられていることから、前記基板側の電極部に接合用の導電性接着剤を塗布するに際して、前記接続電極部が近接して配置されている方向と交叉する方向に沿って、該導電性接着剤を小さな塗布径で、複数箇所並べるように塗布する。塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。導電性接着剤を複数箇所塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
かくして、本発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、電極部を短絡させずに、十分な接合強度を得られるように圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する方法を提供することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記基板側の電極部が前記配置方向と交叉する方向に沿って長く形成されており、前記電極部の長さ方向に沿って前記導電性接着剤を小さな塗布径で、複数箇所塗布することを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、前記基板側の電極部を、圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向に沿って、長くするように設ければ、導電性接着剤を基板側の電極部の長さ方向に複数回に分けて塗布しやすい。
【００１３】
上記目的は、第３の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合方法であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布し、前記導電性接着剤を介して、前記基板側と前記圧電振動片とを接合する、圧電振動片の接合方法により、達成される。
第３の発明の構成によれば、圧電振動片の複数の接続電極部は、近接して設けられていることから、前記基板側の電極部に接合用の導電性接着剤を塗布するに際して、前記接続電極部が近接して配置されている方向と交叉する方向に沿って、該導電性接着剤を引き延ばすように塗布することで、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。導電性接着剤を引き延ばし塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明の構成において、前記基板側の電極部が前記配置方向と交叉する方向に沿って長く形成されており、前記電極部の長さ方向に沿って前記導電性接着剤を引き延ばすことを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、前記基板側の電極部を、圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向に沿って、長くするように設ければ、導電性接着剤を基板側の電極部の長さ方向に引き延ばして塗布しやすい。
【００１５】
また、上記目的は、第５の発明にあっては、圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、前記塗布された導電性接着剤の上に、前記圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合工程と、前記パッケージを気密に封止する工程とを含んでおり、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布する、圧電デバイスの製造方法により、達成される。
第５の発明の構成によれば、圧電デバイスを製造するために、前記した塗布工程と、接合工程と、封止工程を順番に実行する。そして、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布するようにした。これにより、塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。導電性接着剤を複数箇所塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
【００１６】
また、上記目的は、第６の発明にあっては、圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、前記塗布された導電性接着剤の上に、前記圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合工程と、前記パッケージを気密に封止する工程とを含んでおり、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布する、圧電デバイスの製造方法により、達成される。
第６発明の構成によれば、圧電デバイスを製造するために、前記した塗布工程と、接合工程と、封止工程を順番に実行する。そして、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばして塗布するようにした。これにより、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。そして、導電性接着剤を引き延ばす方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
【００１７】
また、上記目的は、第７の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、達成される。
第７の発明の構成によれば、この発明の圧電デバイスは、圧電振動片を接合する上で、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布して、接合されている。これにより、塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度が確保されている。また、導電性接着剤を複数箇所塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することが防止されている。
【００１８】
さらに、上記目的は、第８の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、達成される。
第８の発明の構成によれば、この発明の圧電デバイスは、圧電振動片を接合する上で、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばして塗布して、接合されている。これにより、接合面積を増大させ、接合強度が確保されている。また、導電性接着剤を引き延ばして塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することが防止されている。
【００１９】
さらにまた、上記目的は、第９の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、携帯電話装置により、達成される。
【００２０】
また、上記目的は、第１０の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、電子機器により、達成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の圧電デバイスの第１の実施の形態を示しており、図１はその概略平面図、図２は図１のＢ−Ｂ線概略断面図である。
図において、圧電デバイス３０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス３０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。パッケージ３６は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。
【００２２】
すなわち、この実施形態では、パッケージ３６は、図２に示すように、第１の基板４５と第２の基板４６と第３２の基板４７とを積層して形成されており、第３の基板４７の内側の材料を除去することで、内部空間Ｓ２のスペースを形成している。この内部空間Ｓ２が圧電振動片を収容するための収容空間である。このパッケージ３６を形成するための第２の基板４６が本発明の「基板」に相当する。
ここで、本実施形態では、箱状のパッケージ３６を形成して、圧電振動片３２を収容するようにしているが、例えば、基板である第１の基板４５に圧電振動片３２を接合し、厚みの薄い箱状のリッドないしは蓋体をかぶせて封止する構成としてもよい。
【００２３】
パッケージ３６の内部空間Ｓ２内の図において左端部付近において、内部空間Ｓ２に露出して内側底部を構成する第１の基板４５には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部３１，３１が設けられている。
この電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。具体的には、例えば、第１の基板４５の底面に実装電極部を形成し（図示せず）、この実装電極部と電極部３１，３１を、第２の基板４６の焼成前に後述するタングステンメタライズ等を利用して形成した導電スルーホール等で接続することができる。これら第２の基板４６の電極部３１，３１は、パッケージ３６の概略平面図である図４に示すように、Ｘ方向に近接して並んでいる。
【００２４】
この各電極部３１，３１の上に導電性接着剤４３，４３が塗布され、この導電性接着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１の幅方向両端部に設けた接続電極部３３，３３が載置されて、導電性接着剤４３，４３が硬化されるようになっている。
【００２５】
圧電振動片３２は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形態の場合、圧電振動片３２は、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。
すなわち、圧電振動片３２は、パッケージ３６側と後述するようにして固定される基部５１と、この基部５１を基端として、図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
各振動腕３４，３５には、それぞれ長さ方向に延びる溝４４，４４を有している。この各溝４４，４４は、図１のＣ−Ｃ線切断端面図である図３に示されているように、各振動腕３４，３５の表裏両面に形成されている。
【００２６】
また、圧電振動片３２の基部５１の端部（図１では左端部）の幅方向両端付近には、上述したように、パッケージ３６の電極部３１，３１と接続するための接続電極部３３，３３が形成されている。各接続電極部３３，３３は、圧電振動片３２の基部５１の表裏に設けられている。また、これら接続電極部３３，３３は、圧電振動片３２の幅方向である図１のＸ方向に隣接して配置されている。このため、接続電極部３３，３３は圧電振動片３２のきわめて狭い幅方向に並んでいるために、互いに近接している。
また、接続電極部３３，３３と接合される第２の基板４６の電極部３１，３１も図１のＸ方向に近接して並んでいる。これらの各接続電極部３３，３３は、各振動腕３４，３５の溝４４，４４内に設けた励振電極と接続されている。すなわち、図３に示すように、圧電振動片の各振動腕３４，３５にはそれぞれの側面と溝４４内とに、互いに異極となる励振電極３１ａ，３１ｂが形成されている。図１の圧電振動片３２の２つの接続電極部３３，３３は、一方が励振電極３１ａに、他方が励振電極３１ｂに対して接続されている。これにより、接続電極部３３，３３から、励振電極３１ａ，３１ｂに駆動電圧が印加されることにより、各振動腕３４，３５内で電界が適切に形成され、振動腕３４，３５の各先端部３４ａ，３５ａが互いに接近したり離間したりするように駆動されて、所定の周波数で振動する。
【００２７】
パッケージ３６の圧電振動片３２の先端寄りの底部には、第２の基板４６の一部を除去することによって、凹部４８が形成されている。これにより、外部から衝撃が加えられた場合に、図２に示すように、圧電振動片３２の先端が矢印Ｄ方向に振れた際に、底部に衝突することが回避できるようにされている。このため、圧電デバイス３０の耐衝撃性が向上されている。
【００２８】
パッケージ３６の開放された上端には、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。蓋体３９は、パッケージ３６に封止固定した後で、図２に示すように、外部からレーザ光ＬＢを圧電振動片３２の金属被覆部もしくは励振電極の一部（図示せず）に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料，特に、薄板ガラスにより形成されている。
蓋体３９として適するガラス材料としては、例えば、ダウンドロー法により製造される薄板ガラスとして、例えば、硼珪酸ガラスが使用される。
【００２９】
図４は、パッケージ３６の概略平面図である。
図において、基板である第２の基板４６に形成される電極部３１，３１は、例えば、第２の基板４６の表面に配置される下地層としてのタングステン（Ｗ）メタライズと、タングステンメタライズの上に順次設けられるニッケル（Ｎｉ）メッキ層、金（Ａｕ）メッキ層を有している。
【００３０】
また、図４において、パッケージ３６の内部空間Ｓ２の幅方向（Ｘ方向）の寸法Ｗ１は、小さい場合には０．５ｍｍ程度であり、大きくても１．０ｍｍ程度である。そして、電極部３１，３１は、小型に形成したパッケージ３６の幅方向の寸法Ｗ１の制約から、Ｘ方向に近接して並んで配置されており、その間隔Ｗ２は０．０５ｍｍないし０．３０ｍｍ程度である。
そして、電極部３１，３１は、好ましくはＹ方向に長い形態とされており、接合のための面積をできるだけ大きくしている。つまり、各電極部３１，３１は、短絡を防止する観点から、Ｘ方向に大きくできないので、必要な面積をＹ方向に長くすることで確保するようにされていると好ましい。
【００３１】
図５は、圧電デバイス３０の製造方法の一例を示すフローチャート、図６は図５の製造方法における圧電振動片の接合工程（接合方法）の第１の実施形態を示すフローチャートである。
図５において、図１および図２で説明したパッケージ３６を上述した方法により、用意しておき、さらに、上述した構造の圧電振動片３２と、蓋体３９を製造しておく。
次いで、図４に示すように、パッケージ３６側の電極部３１，３１に導電性接着剤４３，４３を塗布し（ＳＴ１１）（塗布工程）、その上に図２に示されているように、圧電振動片３２の基部５１を載置し、導電性接着剤４３を硬化させることにより、圧電振動片３２接合する、所謂マウント工程を実行する（ＳＴ１２）（接合工程）。
【００３２】
続いて、図１および図２で説明したように、パッケージ３６に対して、真空雰囲気において、封止材３６ａを介して蓋体３９を接合し、パッケージ３６を気密に封止する（ＳＴ１３）。
そして、図２で説明したように、透明な蓋体３９を介して、外部からレーザ光ＬＢを圧電振動片３２の金属被覆部もしくは励振電極の一部（図示せず）に照射して、質量削減方式により周波数調整を行う（ＳＴ１４）。
最後に、必要な検査を行い（ＳＴ１５）、圧電デバイス３０が完成する。
【００３３】
ここで、上述したＳＴ１２のマウント工程ともいう圧電振動片３２の接合工程は、図７に示す塗布装置６０を用いて、図６のフローチャートに示す手順で行う。
先ず、図７の塗布装置６０の移動可能なシリンジ６１の先端部６１ａに導電性接着剤を吐出する（ＳＴ２１）。導電性接着剤４３，４３としては、例えば、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を使用することができる。この実施形態では、塗布工程における導電性接着剤４３の粘性は溶剤の種類や分量を調節することにより１０ｃｐないし４０ｃｐ程度とされている。
【００３４】
そして、シリンジ６１は先端部６１ａに吐出した導電性接着剤４３を付着した状態で、図７の矢印Ｅ方向に下降し、電極部３１の上に導電性接着剤４３ａとして塗布する。この場合、導電性接着剤４３ａは、この実施形態における圧電デバイスに使用されるパッケージのサイズにおいて、従来行われていた導電性接着剤の塗布径よりも小さくされている。すなわち、従来の導電性接着剤の塗布径は、最も小さくても０．４ｍｍ程度であるが、本実施形態における塗布径Ｂ１は、それより小さく、０．１ｍｍ＜Ｂ１＜０．４ｍｍ程度である。
【００３５】
次いで、シリンジ６１は、矢印Ｅ方向と反対の方向に上昇し（ＳＴ２３）、先端部６１ａに導電性接着剤を吐出し（ＳＴ２４）、矢印Ｆの方向、すなわちＹ方向に僅かに移動させて、シリンジ６１が矢印Ｅ方向に下降して、電極部３１の上に導電性接着剤４３ｂとして塗布する（ＳＴ２６）。この導電性接着剤４３ｂの塗布径は、導電性接着剤４３ａの塗布径Ｂ１と同じである。このようにして、少なくとも２回以上、上述の塗布動作を繰り返し、シリンジ６１は上昇し（ＳＴ２７）、塗布作業が終了する（ＳＴ２８）。
【００３６】
このように、上述の実施形態によれば、電極部３１，３１に接合用の導電性接着剤４３を塗布するに際して、圧電振動片３２の接続電極部３３，３３が近接して配置されている方向である図１のＸと交叉する図７のＹ方向に沿って、導電性接着剤４３ａ，４３ｂとして、小さな塗布径Ｂ１で、複数箇所並べるように塗布するようにしている。この場合、塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度を確保することができる。しかも、複数箇所塗布する方向Ｙを図１に示すように、圧電振動片３２の複数の接続電極３３，３３が近接して配置される方向Ｘと交叉する方向、すなわち、図示の場合、直交する方向とすることにより、導電性接着剤４３がはみ出して、隣接する電極部３１，３１どうしが短絡することを防止することができる。
したがって、本実施形態によれば、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容する圧電デバイス３０の小型化を実現しつつ、電極部３２，３２を短絡させずに、十分な接合強度を得られるように圧電振動片３２をパッケージ３６側に接合することができる。
【００３７】
図８は、圧電デバイス３０の圧電振動片３２の接合方法の第２の実施形態を説明する概略平面図であり、図示した構成以外は、第１の実施形態と同じであり、第１の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。図９は、第２の実施形態に係る接合方法に対応したフローチャートである。
【００３８】
図８において、第２の実施形態が、第１の実施形態と異なっているのは、導電性接着剤４３―１の塗布方法である。
図９において、図７で説明したのと同じ塗布装置６０を用いて、先ず、シリンジ６１の先端部６１ａに導電性接着剤を吐出する（ＳＴ３１）。導電性接着剤４３，４３としては、例えば、第１の実施形態で使用したものと同じものが使用できる。シリンジ６１は先端部６１ａに吐出した導電性接着剤４３を付着した状態で、図７の矢印Ｅ方向に下降し、電極部３１の上に導電性接着剤を塗布する。その塗布径は、図７のＢ１と同じである。つまり、この塗布径Ｂ１を小さくすることで、図８のＸ方向に導電性接着剤が大きくはみ出すことがなく、電極部３１，３１を短絡することが有効に防止される。
【００３９】
次いで、シリンジ６１は、上昇せず、導電性接着剤の塗布位置のまま、水平に図７の矢印Ｆ方向に所定距離移動する（ＳＴ３３）。この移動距離は、電極部３１のＹ方向の寸法よりも小さいと好ましい。そして、シリンジ６１は上昇し（ＳＴ３４）、塗布作業が終了する（ＳＴ３５）。
このように、第２の実施形態によれば、電極部３１，３１に接合用の導電性接着剤４３―１を塗布するに際して、圧電振動片３２の接続電極部３３，３３が近接して配置されている方向である図１のＸと交叉する図７のＹ方向に沿って、引き延ばすように塗布することで、接合面積を増大させ、接合強度を確保することができる。しかも、導電性接着剤を引き延ばす方向Ｙを図１に示すように、圧電振動片３２の複数の接続電極部３３，３３が近接して配置される方向Ｘと交叉する方向、すなわち、図示の場合、直交する方向とすることにより、導電性接着剤４３がはみ出して、隣接する電極部３１，３１どうしを短絡することを防止することができる。
【００４０】
図１０は、圧電デバイス３０の変形例である圧電デバイス７０を示している。図１０において、図１および図２と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
この変形例では、電極部３１―１の厚みＤ１が、特に厚く形成されており、例えば、１５ないし６０μｍ程度である。すなわち、電極部３１−１は、第１層３１ａの上に、同じ材料で第２層３１ｂが形成されており、その分、図２の場合よりも電極部３１―１の厚みが厚くなるようにされている。これにより、上述した製造工程において、導電性接着剤４３を塗布した際には、電極部３１―１の表面は、パッケージ３６底部と厚みＤ１の分だけ離れることになり、導電性接着剤４３の硬化前のたれ込みと、それにともなう電極部３１―１どうしの短絡を防止することができる。
【００４１】
図１１は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）３０１を備えている。
ＣＰＵ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段（メモリ）３０３の制御を行うようになっている。このため、ＣＰＵ３０１には、圧電デバイス３０が取り付けられて、その出力周波数をＣＰＵ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このＣＰＵ３０１に取付けられる圧電デバイス３０は、圧電デバイス３０等単体でなくても、圧電デバイス３０等と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【００４２】
ＣＰＵ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、ＣＰＵ３０１からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００４３】
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電振動片３２の接合構造と、この接合構造を有する圧電デバイス３０を利用することにより、パッケージを小型に形成しても、圧電振動片に破損が生じないので、正確なクロック信号を生成することができる。
【００４４】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、パッケージや箱状の蓋体に被われるようにして、内部に圧電振動片を収容するものであれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電デバイスの実施形態を示す概略平面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ線概略断面図。
【図３】図１のＣ−Ｃ線概略端面図。
【図４】図１のパッケージの概略平面図。
【図５】図１の圧電デバイスの製造方法の実施形態を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施形態の圧電デバイスの製造工程の要部である圧電振動片の接合方法の第１の実施形態を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態としての圧電振動片の接合方法に用いる導電性接着剤の塗布装置の概略構成を示す図。
【図８】図１のパッケージの概略平面図であり、導電性接着剤の別の塗布方法に対応した図。
【図９】本発明の実施形態の圧電デバイスの製造工程の要部である圧電振動片の接合方法の第２の実施形態を示すフローチャート。
【図１０】図１の圧電デバイスの変形例を示す概略断面図。
【図１１】本発明の実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図１２】従来の圧電デバイスの一例を示す概略平面図。
【図１３】図１２の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断面図。
【図１４】従来の圧電デバイスのパッケージの構造例を示す要部の図。
【符号の説明】
３０・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動片、３４，３５・・・振動腕、３１，３１・・・電極部、３３，３３・・・接続電極部、３６・・・パッケージ、４３，４３・・・導電性接着剤、４５・・・第１の基板（基板）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of bonding a piezoelectric vibrating piece to a base made of an insulating material, a piezoelectric device in which the piezoelectric vibrating piece is bonded to a substrate, and a package including the substrate is sealed with a lid, a manufacturing method thereof, and a piezoelectric device The present invention relates to a mobile phone and an electronic device using the Internet.
[0002]
[Prior art]
Piezoelectric vibrating piece housed in a package for small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems Piezoelectric devices such as vibrators and piezoelectric oscillators are widely used.
FIG. 12 is a schematic plan view showing a configuration example of such a piezoelectric device, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 12 (see Patent Document 1).
In these drawings, the piezoelectric device 1 accommodates a piezoelectric vibrating piece 3 inside a package 2. In this case, the package 2 is formed by forming an insulating material in a shallow box shape, and after the piezoelectric vibrating reed 3 is accommodated and fixed inside, the package 2 is sealed by the lid 4.
[0003]
The package 2 is formed by molding, laminating and sintering a plurality of substrates made of ceramic green sheets, and a hole formed by removing the material at the time of molding is provided inside the package 2. Thus, a space S1 for accommodating the piezoelectric vibrating piece 3 is formed as shown in the figure.
[0004]
The piezoelectric vibrating piece 3 is formed of a so-called AT-cut vibrating piece formed into a rectangular plate shape by etching, for example, quartz, and a driving excitation electrode 7 is formed on the surface. Further, connection electrode portions 7 a and 7 a connected to the excitation electrode 7 are formed at one end of the piezoelectric oscillator. The excitation electrode 7 and the connection electrode portions 7 a and 7 a are provided on the front and back of the piezoelectric vibrating piece 3.
The piezoelectric vibrating reed 3 is supported in a cantilevered manner by joining the base 3a at the internal space S1 of the package 2 to the package side.
[0005]
Specifically, electrode portions 5 and 5 connected to mounting electrode portions (not shown) provided on the bottom surface of the package 2 are formed on the surface of the substrate 2a of the package 2, and the electrode portions 5 and 5 are connected to the piezoelectric vibration. Connection electrode portions 7a and 7a provided on the base 3a of the piece 3 are joined.
That is, the conductive adhesives 6 and 6 are applied to the surfaces of the electrode parts 5 and 5, and the base 3 a of the piezoelectric vibrating reed 3 is placed thereon, and the conductive adhesives 6 and 6 are cured. ing.
In this case, in particular, in order to ensure the bonding strength of the piezoelectric vibrating piece 3, the conductive adhesives 6 and 6 wrap around the short-side end surface 3b and the long-side end surfaces 3c and 3c of the piezoelectric vibrating piece 3, It is made to adhere.
[0006]
On the other hand, FIG. 14 shows an example in which the groove 8 is formed between the electrode portions 5 and 5 provided in the package 2 (see Patent Document 2).
By forming the groove 8, an attempt is made to prevent as much as possible from being short-circuited by the conductive adhesive from which the electrode parts 5, 5 arranged close to each other protrude.
[0007]
[Patent Document 1] JP-A-2001-77656
[Patent Document 2] JP-A-7-240653
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the structures of FIGS. 12 and 13, in order to ensure the bonding strength of the piezoelectric vibrating reed 3, the conductive adhesives 6 and 6 are composed of the short-side end face 3 b and the long-side end face of the piezoelectric vibrating reed 3. Since the conductive adhesives 6 and 6 protrude around in the short side direction of the piezoelectric vibrating piece 3 and come into contact with each other, there is a possibility that a short circuit occurs.
On the other hand, when the structure of FIG. 14 is adopted, a groove is provided at the bottom of the package, and the strength of the package 2 may be insufficient. For this reason, if the thickness of the bottom portion of the package 2 is increased, the entire piezoelectric device becomes larger, which is against the demand for miniaturization.
[0009]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and achieves sufficient bonding strength without short-circuiting the electrode portion while realizing miniaturization of the piezoelectric device that accommodates the piezoelectric vibrating piece in the package. It is an object of the present invention to provide a method of bonding a piezoelectric vibrating piece to a base made of an insulating material, a piezoelectric device and a manufacturing method thereof, and a mobile phone and an electronic apparatus using the piezoelectric device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a plurality of connection electrode portions provided close to each other at the end portion of the piezoelectric vibrating piece are bonded to the electrode portion provided on the substrate formed of an insulating material. In the bonding method, a conductive adhesive is applied to each electrode portion on the substrate side along a direction intersecting with an arrangement direction in which the plurality of connection electrode portions on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. This is achieved by a piezoelectric vibrating piece joining method in which the substrate is applied to a plurality of locations with a small coating diameter and the substrate side and the piezoelectric vibrating piece are joined via the conductive adhesive.
[0011]
According to the configuration of the first invention, since the plurality of connection electrode portions of the piezoelectric vibrating piece are provided close to each other, when applying the bonding conductive adhesive to the electrode portion on the substrate side, The conductive adhesive is applied so as to be arranged in a plurality of places with a small application diameter along a direction intersecting with a direction in which the connection electrode portions are arranged close to each other. By using a plurality of application locations, the bonding area is increased and the bonding strength is ensured. By making the direction in which the conductive adhesive is applied in a plurality of directions cross the direction in which the connection electrodes of the piezoelectric vibrating piece are arranged close to each other, the conductive adhesive protrudes and the adjacent electrodes are short-circuited. Can be prevented.
Thus, according to the present invention, the piezoelectric vibrating piece is insulated from the insulating material so that sufficient bonding strength can be obtained without short-circuiting the electrode portion while realizing miniaturization of the piezoelectric device that accommodates the piezoelectric vibrating piece in the package. The method of joining to the base | substrate which consists of can be provided.
[0012]
According to a second invention, in the configuration of the first invention, the electrode portion on the substrate side is formed long along a direction intersecting the arrangement direction, and the conductive portion is along the length direction of the electrode portion. The adhesive is applied at a plurality of locations with a small application diameter.
According to the configuration of the second invention, if the electrode portion on the substrate side is provided so as to be elongated along the direction intersecting with the direction in which the plurality of connection electrodes of the piezoelectric vibrating piece are arranged close to each other, It is easy to apply the conductive adhesive in a plurality of times in the length direction of the electrode part on the substrate side.
[0013]
In the third aspect of the present invention, a plurality of connection electrode portions provided close to each other at the end portion of the piezoelectric vibrating piece are joined to the electrode portion provided on the substrate formed of an insulating material. In the bonding method, a conductive adhesive is applied to each electrode portion on the substrate side along a direction intersecting with an arrangement direction in which the plurality of connection electrode portions on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. This is achieved by a piezoelectric vibrating piece joining method in which the substrate is applied in a stretched manner and the substrate side and the piezoelectric vibrating piece are joined via the conductive adhesive.
According to the configuration of the third invention, since the plurality of connection electrode portions of the piezoelectric vibrating piece are provided close to each other, when applying the bonding conductive adhesive to the electrode portion on the substrate side, By applying the conductive adhesive so as to extend along the direction intersecting with the direction in which the connection electrode portions are arranged close to each other, the bonding area is increased and the bonding strength is ensured. The direction in which the conductive adhesive is stretched and applied is the direction intersecting with the direction in which the plurality of connection electrodes of the piezoelectric vibrating piece are arranged close to each other, so that the conductive adhesive protrudes and short-circuits adjacent electrodes. This can be prevented.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the third aspect of the invention, the electrode portion on the substrate side is formed long along a direction intersecting with the arrangement direction, and the conductive portion extends along the length direction of the electrode portion. It is characterized by extending the adhesive.
According to the configuration of the fourth invention, if the electrode part on the substrate side is provided so as to be elongated along the direction intersecting with the direction in which the plurality of connection electrodes of the piezoelectric vibrating piece are arranged close to each other, It is easy to apply the conductive adhesive by extending it in the length direction of the electrode part on the substrate side.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an application step of applying a conductive adhesive to an electrode portion provided on a substrate of a package for accommodating a piezoelectric vibrating piece, and the application A bonding step of bonding a plurality of connection electrode portions provided close to each other at an end portion of the piezoelectric vibrating piece on the conductive adhesive; and a step of hermetically sealing the package, In the coating step, a conductive adhesive is applied to each electrode portion on the substrate side along a direction intersecting with an arrangement direction in which the plurality of connection electrode portions on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. This is achieved by a method for manufacturing a piezoelectric device, which is applied to a plurality of locations with a small application diameter.
According to the structure of 5th invention, in order to manufacture a piezoelectric device, an above described application process, a joining process, and a sealing process are performed in order. In the application step, a direction in which the conductive adhesive is crossed with an arrangement direction in which the plurality of connection electrode parts on the piezoelectric vibrating piece side are arranged in proximity to each electrode part on the substrate side. In addition, it was applied to a plurality of locations with a small coating diameter. Thereby, a joint area is increased and a joint strength is ensured by using a plurality of application locations. By making the direction in which the conductive adhesive is applied in a plurality of directions cross the direction in which the connection electrodes of the piezoelectric vibrating piece are arranged close to each other, the conductive adhesive protrudes and the adjacent electrodes are short-circuited. Can be prevented.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an application step of applying a conductive adhesive to an electrode portion provided on a substrate of a package for accommodating a piezoelectric vibrating piece, and the application A bonding step of bonding a plurality of connection electrode portions provided close to each other at an end portion of the piezoelectric vibrating piece on the conductive adhesive; and a step of hermetically sealing the package, In the coating step, a conductive adhesive is applied to each electrode portion on the substrate side along a direction intersecting with an arrangement direction in which the plurality of connection electrode portions on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. This is achieved by a method for manufacturing a piezoelectric device, which is applied in a stretched manner.
According to the structure of 6th invention, in order to manufacture a piezoelectric device, an above described application process, a joining process, and a sealing process are performed in order. In the application step, a direction in which the conductive adhesive is crossed with an arrangement direction in which the plurality of connection electrode parts on the piezoelectric vibrating piece side are arranged in proximity to each electrode part on the substrate side. Along the line, the film was stretched and applied. This increases the bonding area and ensures the bonding strength. Then, the direction in which the conductive adhesive is extended is set to a direction intersecting with the direction in which the plurality of connection electrodes of the piezoelectric vibrating piece are arranged close to each other, so that the conductive adhesive protrudes and short-circuits adjacent electrodes. This can be prevented.
[0017]
According to the seventh aspect of the present invention, in the seventh invention, a plurality of connection electrode portions provided close to each other at the end of the piezoelectric vibrating piece are provided with respect to the electrode portions provided on the substrate formed of an insulating material. A piezoelectric device in which the piezoelectric vibrating piece is accommodated in a package including the substrate by bonding, wherein a conductive adhesive is attached to the electrode portion on the substrate side on the piezoelectric vibrating piece side. A plurality of connection electrode portions are applied in a plurality of locations with a small application diameter along a direction intersecting with an arrangement direction in which the connection electrode portions are arranged close to each other. This is achieved by a piezoelectric device to which the resonator element is bonded.
According to the configuration of the seventh invention, in the piezoelectric device of the present invention, when bonding the piezoelectric vibrating piece, a conductive adhesive is applied to each electrode portion on the substrate side, and the plurality of the piezoelectric vibrating piece side are provided. The connecting electrode portions are applied and bonded to a plurality of locations with a small application diameter along a direction intersecting with the arrangement direction in which the connection electrode portions are arranged close to each other. Thereby, the joint area is increased and the joint strength is ensured by using a plurality of application locations. In addition, by setting the direction in which the conductive adhesive is applied in a plurality of directions to be a direction intersecting with the direction in which the plurality of connection electrodes of the piezoelectric vibrating piece are arranged close to each other, the conductive adhesive protrudes and adjacent electrodes are The short circuit is prevented.
[0018]
Furthermore, in the eighth aspect of the invention, the electrode part provided on the substrate formed of an insulating material has a plurality of connection electrode parts provided close to each other at the end of the piezoelectric vibrating piece. A piezoelectric device in which the piezoelectric vibrating piece is accommodated in a package including the substrate by bonding, wherein a conductive adhesive is attached to the electrode portion on the substrate side on the piezoelectric vibrating piece side. A plurality of connection electrode portions are applied so as to extend along a direction crossing the arrangement direction in which the connection electrode portions are arranged close to each other, and the piezoelectric vibrating piece is bonded by curing the conductive adhesive. This is achieved by the piezoelectric device being used.
According to the configuration of the eighth invention, in the piezoelectric device of the present invention, when bonding the piezoelectric vibrating piece, a conductive adhesive is applied to each electrode portion on the substrate side, and the plural pieces on the piezoelectric vibrating piece side are provided. The connecting electrode portions are stretched, applied, and joined along a direction intersecting with an arrangement direction in which the connection electrode portions are arranged close to each other. Thereby, a joining area is increased and joining strength is ensured. In addition, the direction in which the conductive adhesive is stretched and applied is a direction that intersects with the direction in which the plurality of connection electrodes of the piezoelectric vibrating piece are arranged close to each other, so that the conductive adhesive protrudes and adjacent electrodes are The short circuit is prevented.
[0019]
Furthermore, in the ninth aspect, the above object is to provide a plurality of connection electrode portions provided close to each other at the end portion of the piezoelectric vibrating piece with respect to the electrode portion provided on the substrate formed of an insulating material. Is a cellular phone device using a piezoelectric device in which the piezoelectric vibrating piece is accommodated in a package including the substrate, and a conductive adhesive is applied to each electrode portion on the substrate side. The conductive adhesive is cured at a plurality of locations with a small coating diameter along the direction intersecting the arrangement direction in which the plurality of connection electrode portions on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. Thus, this is achieved by the mobile phone device in which the clock signal for control is obtained by the piezoelectric device to which the piezoelectric vibrating piece is bonded.
[0020]
According to the tenth aspect of the present invention, in the tenth invention, a plurality of connection electrode portions provided close to each other at the end of the piezoelectric vibrating piece are provided with respect to the electrode portion provided on the substrate formed of an insulating material. An electronic apparatus using a piezoelectric device in which the piezoelectric vibrating piece is accommodated in a package including the substrate by bonding, wherein a conductive adhesive is applied to each electrode portion on the substrate side, A plurality of connection electrode portions on the piezoelectric vibrating piece side are applied at a plurality of locations with a small application diameter along a direction intersecting the arrangement direction in which the connection electrode portions are arranged close to each other, and the conductive adhesive is cured. This is achieved by an electronic apparatus in which a control clock signal is obtained by the piezoelectric device to which the piezoelectric vibrating piece is bonded.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show a first embodiment of a piezoelectric device according to the present invention. FIG. 1 is a schematic plan view thereof, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line BB of FIG.
In the figure, the piezoelectric device 30 shows an example in which a piezoelectric vibrator is configured, and the piezoelectric device 30 houses a piezoelectric vibrating piece 32 in a package 36. The package 36 is formed, for example, by laminating a plurality of substrates formed by molding an aluminum oxide ceramic green sheet as an insulating material, and then sintering.
[0022]
That is, in this embodiment, the package 36 is formed by laminating a first substrate 45, a second substrate 46, and a thirty-second substrate 47, as shown in FIG. By removing the material on the inside, a space of the internal space S2 is formed. This internal space S2 is a housing space for housing the piezoelectric vibrating piece. The second substrate 46 for forming the package 36 corresponds to the “substrate” of the present invention.
Here, in the present embodiment, the box-shaped package 36 is formed to accommodate the piezoelectric vibrating piece 32. For example, the piezoelectric vibrating piece 32 is bonded to the first substrate 45 which is a substrate, A thin box-like lid or lid may be covered and sealed.
[0023]
In the inner space S2 of the package 36, in the vicinity of the left end portion, the first substrate 45 that is exposed to the inner space S2 and constitutes the inner bottom portion has, for example, an electrode portion formed by nickel plating and gold plating on tungsten metallization. 31 and 31 are provided.
The electrode portions 31 are connected to the outside to supply a driving voltage. Specifically, for example, a mounting electrode part is formed on the bottom surface of the first substrate 45 (not shown), and the mounting electrode part and the electrode parts 31, 31 will be described later before firing the second substrate 46. It can be connected by a conductive through hole formed using tungsten metallization or the like. The electrode portions 31 and 31 of the second substrate 46 are arranged close to each other in the X direction as shown in FIG. 4 which is a schematic plan view of the package 36.
[0024]
Conductive adhesives 43, 43 are applied on the respective electrode portions 31, 31, and connection electrode portions provided on both ends in the width direction of the base 51 of the piezoelectric vibrating piece 32 on the conductive adhesives 43, 43. 33 and 33 are mounted, and the conductive adhesives 43 and 43 are hardened.
[0025]
The piezoelectric vibrating piece 32 is formed of, for example, quartz, and a piezoelectric material such as lithium tantalate or lithium niobate can be used in addition to quartz. In the case of the present embodiment, the piezoelectric vibrating piece 32 has a particularly illustrated shape in order to form a small size and obtain necessary performance.
That is, the piezoelectric vibrating piece 32 has a base portion 51 fixed to the package 36 side as will be described later, and a pair of vibrations extending in parallel with the base portion 51 as a base end in a bifurcated manner toward the right in the drawing. A so-called tuning fork-type piezoelectric vibrating piece having arms 34 and 35 and having a shape like a tuning fork as a whole is used.
Each of the vibrating arms 34 and 35 has grooves 44 and 44 extending in the length direction. The grooves 44 and 44 are formed on both front and back surfaces of the vibrating arms 34 and 35 as shown in FIG. 3 which is a cross-sectional end view taken along the line CC of FIG.
[0026]
Further, as described above, the connection electrode portion 33 for connecting to the electrode portions 31 and 31 of the package 36 is provided near both ends in the width direction of the end portion (left end portion in FIG. 1) of the base portion 51 of the piezoelectric vibrating piece 32. 33 is formed. The connection electrode portions 33 and 33 are provided on the front and back of the base portion 51 of the piezoelectric vibrating piece 32. Further, these connection electrode portions 33 and 33 are disposed adjacent to the X direction in FIG. 1, which is the width direction of the piezoelectric vibrating piece 32. For this reason, since the connection electrode portions 33 and 33 are arranged in the very narrow width direction of the piezoelectric vibrating piece 32, they are close to each other.
Further, the electrode portions 31 and 31 of the second substrate 46 joined to the connection electrode portions 33 and 33 are also arranged close to each other in the X direction in FIG. The connection electrode portions 33 and 33 are connected to excitation electrodes provided in the grooves 44 and 44 of the vibrating arms 34 and 35, respectively. That is, as shown in FIG. 3, excitation electrodes 31 a and 31 b having different polarities are formed on the side surfaces and in the grooves 44 on the respective vibrating arms 34 and 35 of the piezoelectric vibrating piece. One of the two connection electrode portions 33 and 33 of the piezoelectric vibrating piece 32 of FIG. 1 is connected to the excitation electrode 31a and the other is connected to the excitation electrode 31b. As a result, a drive voltage is applied to the excitation electrodes 31 a and 31 b from the connection electrode portions 33 and 33, so that an electric field is appropriately formed in each of the vibrating arms 34 and 35. 34a and 35a are driven so as to approach and separate from each other, and vibrate at a predetermined frequency.
[0027]
A recess 48 is formed on the bottom of the package 36 near the tip of the piezoelectric vibrating piece 32 by removing a part of the second substrate 46. As a result, when an impact is applied from the outside, it is possible to avoid collision with the bottom when the tip of the piezoelectric vibrating piece 32 swings in the direction of arrow D as shown in FIG. For this reason, the impact resistance of the piezoelectric device 30 is improved.
[0028]
A lid 39 is joined to the opened upper end of the package 36 for sealing. After the lid 39 is sealed and fixed to the package 36, as shown in FIG. 2, the laser beam LB is irradiated from the outside onto a metal coating portion of the piezoelectric vibrating piece 32 or a part of the excitation electrode (not shown). In order to adjust the frequency by the mass reduction method, it is made of a material that transmits light, particularly, thin glass.
As a glass material suitable for the lid 39, for example, borosilicate glass is used, for example, as a thin glass manufactured by the downdraw method.
[0029]
FIG. 4 is a schematic plan view of the package 36.
In the figure, electrode portions 31, 31 formed on the second substrate 46, which is a substrate, are, for example, tungsten (W) metallization as an underlayer disposed on the surface of the second substrate 46 and the top of the tungsten metallization. Are sequentially provided with a nickel (Ni) plating layer and a gold (Au) plating layer.
[0030]
In FIG. 4, the dimension W1 in the width direction (X direction) of the internal space S2 of the package 36 is about 0.5 mm when small and about 1.0 mm at maximum. The electrode portions 31, 31 are arranged adjacent to each other in the X direction due to the limitation of the dimension W1 in the width direction of the small package 36, and the interval W2 is about 0.05 mm to 0.30 mm. It is.
And the electrode parts 31 and 31 are made into the form long preferably in the Y direction, and make the area for joining as large as possible. That is, since each electrode part 31 and 31 cannot be enlarged in a X direction from a viewpoint of preventing a short circuit, it is preferable if it secures by making a required area long in a Y direction.
[0031]
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing the piezoelectric device 30, and FIG. 6 is a flowchart illustrating a first embodiment of a bonding step (bonding method) of piezoelectric vibrating reeds in the manufacturing method of FIG. 5.
In FIG. 5, the package 36 described with reference to FIGS. 1 and 2 is prepared by the above-described method, and the piezoelectric vibrating piece 32 and the lid 39 having the above-described structure are manufactured.
Next, as shown in FIG. 4, conductive adhesives 43 and 43 are applied to the electrode portions 31 and 31 on the package 36 side (ST11) (application process), and as shown in FIG. A so-called mounting process is performed in which the base 51 of the piezoelectric vibrating piece 32 is placed and the conductive adhesive 43 is cured to join the piezoelectric vibrating piece 32 (ST12) (joining step).
[0032]
Subsequently, as described with reference to FIGS. 1 and 2, a lid 39 is bonded to the package 36 via a sealing material 36a in a vacuum atmosphere, and the package 36 is hermetically sealed (ST13).
Then, as described with reference to FIG. 2, the laser beam LB is irradiated from the outside to the metal coating portion of the piezoelectric vibrating piece 32 or a part of the excitation electrode (not shown) through the transparent lid 39 to obtain the mass. Frequency adjustment is performed by the reduction method (ST14).
Finally, necessary inspection is performed (ST15), and the piezoelectric device 30 is completed.
[0033]
Here, the bonding step of the piezoelectric vibrating reed 32, which is also referred to as the mounting step of ST12 described above, is performed by the procedure shown in the flowchart of FIG. 6 using the coating apparatus 60 shown in FIG.
First, a conductive adhesive is discharged to the distal end portion 61a of the movable syringe 61 of the coating apparatus 60 of FIG. 7 (ST21). As the conductive adhesives 43, 43, for example, a synthetic resin agent as an adhesive component that exhibits a bonding force and containing conductive particles such as silver fine particles can be used. A system-based or polyimide-based conductive adhesive or the like can be used. In this embodiment, the viscosity of the conductive adhesive 43 in the coating process is set to about 10 cp to 40 cp by adjusting the type and amount of the solvent.
[0034]
The syringe 61 descends in the direction of arrow E in FIG. 7 with the discharged conductive adhesive 43 attached to the distal end portion 61a, and is applied as a conductive adhesive 43a on the electrode portion 31. In this case, the conductive adhesive 43a is smaller than the conventionally applied diameter of the conductive adhesive in the size of the package used for the piezoelectric device in this embodiment. That is, the application diameter of the conventional conductive adhesive is about 0.4 mm at the smallest, but the application diameter B1 in this embodiment is smaller than that, and is about 0.1 mm <B1 <0.4 mm. .
[0035]
Next, the syringe 61 rises in the direction opposite to the arrow E direction (ST23), discharges the conductive adhesive to the distal end portion 61a (ST24), and moves slightly in the direction of the arrow F, that is, the Y direction, The syringe 61 descends in the direction of arrow E and is applied as the conductive adhesive 43b on the electrode part 31 (ST26). The application diameter of the conductive adhesive 43b is the same as the application diameter B1 of the conductive adhesive 43a. In this way, the above-described application operation is repeated at least twice or more, the syringe 61 is raised (ST27), and the application operation is completed (ST28).
[0036]
As described above, according to the above-described embodiment, when the bonding conductive adhesive 43 is applied to the electrode portions 31, the connection electrode portions 33, 33 of the piezoelectric vibrating piece 32 are arranged close to each other. The conductive adhesives 43a and 43b are applied in a small application diameter B1 so as to be arranged in a plurality of locations along the Y direction in FIG. 7 that intersects the X in FIG. In this case, by using a plurality of application locations, the bonding area can be increased and the bonding strength can be ensured. In addition, as shown in FIG. 1, the direction Y for applying a plurality of locations is orthogonal to the direction X in which the plurality of connection electrodes 33, 33 of the piezoelectric vibrating piece 32 are arranged close to each other, that is, in the illustrated case, orthogonal. By setting the direction, it is possible to prevent the conductive adhesive 43 from protruding and short-circuiting between the adjacent electrode portions 31 and 31.
Therefore, according to the present embodiment, the piezoelectric device 30 that accommodates the piezoelectric vibrating piece 32 in the package 36 can be reduced in size, and sufficient bonding strength can be obtained without short-circuiting the electrode portions 32 and 32. In addition, the piezoelectric vibrating piece 32 can be bonded to the package 36 side.
[0037]
FIG. 8 is a schematic plan view for explaining the second embodiment of the bonding method of the piezoelectric vibrating reed 32 of the piezoelectric device 30. Except for the configuration shown, the second embodiment is the same as the first embodiment. Since the part which attached | subjected the code | symbol same as a form is a common structure, the overlapping description is abbreviate | omitted and it demonstrates below centering on difference. FIG. 9 is a flowchart corresponding to the joining method according to the second embodiment.
[0038]
In FIG. 8, the second embodiment is different from the first embodiment in the method of applying the conductive adhesive 43-1.
In FIG. 9, first, the conductive adhesive is discharged onto the distal end portion 61 a of the syringe 61 using the same coating apparatus 60 described in FIG. 7 (ST31). As the conductive adhesives 43, 43, for example, the same ones as used in the first embodiment can be used. The syringe 61 descends in the direction of arrow E in FIG. 7 with the discharged conductive adhesive 43 attached to the distal end portion 61 a and applies the conductive adhesive onto the electrode portion 31. The coating diameter is the same as B1 in FIG. That is, by reducing the coating diameter B1, the conductive adhesive does not protrude greatly in the X direction in FIG. 8, and it is possible to effectively prevent the electrode portions 31 from being short-circuited.
[0039]
Next, the syringe 61 does not move up and moves horizontally by a predetermined distance in the direction of the arrow F in FIG. 7 while maintaining the conductive adhesive application position (ST33). This moving distance is preferably smaller than the dimension of the electrode portion 31 in the Y direction. Then, the syringe 61 is raised (ST34), and the coating operation is completed (ST35).
As described above, according to the second embodiment, when the bonding conductive adhesive 43-1 is applied to the electrode portions 31, 31, the connection electrode portions 33, 33 of the piezoelectric vibrating piece 32 are arranged close to each other. By extending the coating along the Y direction in FIG. 7 which intersects with the X in FIG. 1, which is the current direction, the bonding area can be increased and the bonding strength can be ensured. In addition, as shown in FIG. 1, the direction Y in which the conductive adhesive is stretched is a direction intersecting with the direction X in which the plurality of connection electrode portions 33, 33 of the piezoelectric vibrating piece 32 are arranged close to each other, that is, in the illustrated case. By making the directions perpendicular to each other, it is possible to prevent the conductive adhesive 43 from protruding and short-circuiting the adjacent electrode portions 31 and 31.
[0040]
FIG. 10 shows a piezoelectric device 70 which is a modification of the piezoelectric device 30. In FIG. 10, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 have a common configuration, and therefore, overlapping description will be omitted, and hereinafter, differences will be mainly described.
In this modification, the electrode portion 31-1 has a particularly thick thickness D1, for example, about 15 to 60 μm. That is, in the electrode part 31-1, the second layer 31b is formed of the same material on the first layer 31a, so that the electrode part 31-1 is thicker than that in the case of FIG. Has been. As a result, when the conductive adhesive 43 is applied in the manufacturing process described above, the surface of the electrode portion 31-1 is separated from the bottom of the package 36 by the thickness D1, and the conductive adhesive 43 It is possible to prevent sagging before curing and a short circuit between the electrode portions 31-1 accompanying the sagging.
[0041]
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a digital mobile phone device as an example of an electronic apparatus using the piezoelectric device according to the above-described embodiment of the present invention.
In the figure, a microphone 308 for receiving the voice of the sender and a speaker 309 for outputting the received content as a voice output are provided. CPU (Central Processing Unit) 301 is provided.
In addition to modulation and demodulation of transmission / reception signals, the CPU 301 includes an information input / output unit 302 including an LCD as an image display unit and operation keys for inputting information, and an information storage unit (memory) 303 including a RAM, a ROM, and the like. Control is to be performed. For this reason, the piezoelectric device 30 is attached to the CPU 301, and its output frequency is used as a clock signal suitable for the control content by a predetermined frequency dividing circuit (not shown) incorporated in the CPU 301. ing. The piezoelectric device 30 attached to the CPU 301 may not be a single device such as the piezoelectric device 30 but may be an oscillator that combines the piezoelectric device 30 and the like with a predetermined frequency dividing circuit or the like.
[0042]
The CPU 301 is further connected to a temperature compensated crystal oscillator (TCXO) 305, and the temperature compensated crystal oscillator 305 is connected to the transmitter 307 and the receiver 306. Thus, even if the basic clock from the CPU 301 fluctuates when the environmental temperature changes, it is corrected by the temperature compensated crystal oscillator 305 and supplied to the transmission unit 307 and the reception unit 306.
[0043]
As described above, by utilizing the bonding structure of the piezoelectric vibrating piece 32 according to the above-described embodiment and the piezoelectric device 30 having this bonding structure in an electronic apparatus such as the digital cellular phone device 300 including the control unit. Even if the package is formed in a small size, the piezoelectric vibrating piece is not damaged, so that an accurate clock signal can be generated.
[0044]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. Each configuration of each embodiment can be appropriately combined or omitted, and can be combined with other configurations not shown.
In addition, the present invention is not limited to the names of piezoelectric vibrators, piezoelectric oscillators, etc., as long as the piezoelectric vibrating piece is accommodated inside a package or box-shaped lid. Can be applied to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of a piezoelectric device of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 3 is a schematic end view taken along the line CC of FIG. 1;
4 is a schematic plan view of the package of FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing an embodiment of a method for manufacturing the piezoelectric device of FIG. 1;
FIG. 6 is a flowchart showing a first embodiment of a piezoelectric vibrating piece joining method which is a main part of a manufacturing process of a piezoelectric device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a conductive adhesive coating apparatus used in the piezoelectric vibrating piece joining method according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic plan view of the package of FIG. 1, corresponding to another method of applying a conductive adhesive. FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing a second embodiment of a method for joining piezoelectric vibrating reeds, which is a main part of a manufacturing process of a piezoelectric device according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the piezoelectric device of FIG.
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a digital mobile phone device as an example of an electronic apparatus using a piezoelectric device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic plan view showing an example of a conventional piezoelectric device.
13 is a schematic sectional view taken along line AA of the piezoelectric device of FIG.
FIG. 14 is a main part diagram illustrating an example of the structure of a conventional piezoelectric device package;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Piezoelectric device, 32 ... Piezoelectric vibration piece, 34, 35 ... Vibrating arm, 31, 31 ... Electrode part, 33, 33 ... Connection electrode part, 36 ... Package, 43 , 43 ... conductive adhesive, 45 ... first substrate (substrate).

Claims

A bonding method of bonding a plurality of connection electrode portions provided close to each other at an end portion of a piezoelectric vibrating piece with respect to an electrode portion provided on a substrate formed of an insulating material,
For each electrode part on the substrate side, a conductive adhesive is applied with a small coating diameter along the direction intersecting the arrangement direction in which the plurality of connection electrode parts on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. Apply to multiple locations,
A bonding method of a piezoelectric vibrating piece, characterized in that the substrate side and the piezoelectric vibrating piece are bonded via the conductive adhesive.

The electrode part on the substrate side is formed long along the direction intersecting with the arrangement direction, and the conductive adhesive is applied in a plurality of places with a small application diameter along the length direction of the electrode part. The method for joining piezoelectric vibrating reeds according to claim 1.

A bonding method of bonding a plurality of connection electrode portions provided close to each other at an end portion of a piezoelectric vibrating piece with respect to an electrode portion provided on a substrate formed of an insulating material,
For each electrode part on the substrate side, the conductive adhesive is extended along a direction intersecting with an arrangement direction in which the plurality of connection electrode parts on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. Apply,
A bonding method of a piezoelectric vibrating piece, characterized in that the substrate side and the piezoelectric vibrating piece are bonded via the conductive adhesive.

The electrode part on the substrate side is formed long along a direction intersecting with the arrangement direction, and the conductive adhesive is stretched along the length direction of the electrode part. Joining method of piezoelectric vibrating piece.

An application step of applying a conductive adhesive to the electrode portion provided on the substrate of the package for housing the piezoelectric vibrating piece;
A bonding step of bonding a plurality of connection electrode portions provided close to each other at the end of the piezoelectric vibrating piece on the applied conductive adhesive;
And hermetically sealing the package,
In the coating step, a conductive adhesive is applied to each electrode portion on the substrate side along a direction intersecting with an arrangement direction in which the plurality of connection electrode portions on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. A method for manufacturing a piezoelectric device, wherein the coating is performed at a plurality of locations with a small coating diameter.

An application step of applying a conductive adhesive to the electrode portion provided on the substrate of the package for housing the piezoelectric vibrating piece;
A bonding step of bonding a plurality of connection electrode portions provided close to each other at the end of the piezoelectric vibrating piece on the applied conductive adhesive;
And hermetically sealing the package,
In the coating step, a conductive adhesive is applied to each electrode portion on the substrate side along a direction intersecting with an arrangement direction in which the plurality of connection electrode portions on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. The method for manufacturing a piezoelectric device is characterized by being applied in a stretched manner.

A plurality of connection electrode portions provided close to each other at an end portion of the piezoelectric vibrating piece are bonded to an electrode portion provided on the substrate formed of an insulating material, whereby the piezoelectric vibrating piece is attached to a package including the substrate. A piezoelectric device adapted to contain
For each electrode part on the substrate side, a conductive adhesive is applied in a small application diameter along a direction intersecting with the arrangement direction in which the plurality of connection electrode parts on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. The piezoelectric device is applied to a plurality of locations, and the piezoelectric vibrating piece is bonded by curing the conductive adhesive.

A plurality of connection electrode portions provided close to each other at an end portion of the piezoelectric vibrating piece are bonded to an electrode portion provided on the substrate formed of an insulating material, whereby the piezoelectric vibrating piece is attached to a package including the substrate. A piezoelectric device adapted to contain
For each electrode part on the substrate side, the conductive adhesive is extended along a direction intersecting with an arrangement direction in which the plurality of connection electrode parts on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. A piezoelectric device, wherein the piezoelectric vibrating reed is applied by being applied and the conductive adhesive is cured.

A plurality of connection electrode portions provided close to each other at an end portion of the piezoelectric vibrating piece are bonded to an electrode portion provided on the substrate formed of an insulating material, whereby the piezoelectric vibrating piece is attached to a package including the substrate. A mobile phone device using a piezoelectric device that accommodates
For each electrode part on the substrate side, a conductive adhesive is applied in a small application diameter along a direction intersecting with the arrangement direction in which the plurality of connection electrode parts on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. It is applied to a plurality of locations, and the conductive adhesive is cured to obtain a clock signal for control by the piezoelectric device to which the piezoelectric vibrating piece is bonded. Mobile phone device.

A plurality of connection electrode portions provided close to each other at an end portion of the piezoelectric vibrating piece are bonded to an electrode portion provided on the substrate formed of an insulating material, whereby the piezoelectric vibrating piece is attached to a package including the substrate. An electronic device using a piezoelectric device adapted to accommodate
For each electrode part on the substrate side, a conductive adhesive is applied in a small application diameter along a direction intersecting with the arrangement direction in which the plurality of connection electrode parts on the piezoelectric vibrating piece side are arranged close to each other. It is applied to a plurality of locations, and the conductive adhesive is cured to obtain a clock signal for control by the piezoelectric device to which the piezoelectric vibrating piece is bonded. Electronics.