JP2005109886A - Piezoelectric device, manufacturing method thereof, cellular telephone apparatus using the same, and electronic apparatus using the same - Google Patents
Piezoelectric device, manufacturing method thereof, cellular telephone apparatus using the same, and electronic apparatus using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005109886A JP2005109886A JP2003340763A JP2003340763A JP2005109886A JP 2005109886 A JP2005109886 A JP 2005109886A JP 2003340763 A JP2003340763 A JP 2003340763A JP 2003340763 A JP2003340763 A JP 2003340763A JP 2005109886 A JP2005109886 A JP 2005109886A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- base substrate
- lid
- piezoelectric
- piezoelectric device
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 title claims abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 109
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 47
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 27
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 16
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 14
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 13
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 12
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 7
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 6
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 claims description 5
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 claims description 3
- 244000089486 Phragmites australis subsp australis Species 0.000 claims 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 101000760620 Homo sapiens Cell adhesion molecule 1 Proteins 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101001139126 Homo sapiens Krueppel-like factor 6 Proteins 0.000 description 1
- 101000710013 Homo sapiens Reversion-inducing cysteine-rich protein with Kazal motifs Proteins 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 108090000237 interleukin-24 Proteins 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、パッケージ内に圧電振動片を収容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。 The present invention relates to a piezoelectric device in which a piezoelectric vibrating piece is accommodated in a package, a manufacturing method thereof, and a mobile phone and an electronic apparatus using the piezoelectric device.
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、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。
従来の圧電デバイスは、例えば、図13に示すように作成される(特許文献1参照)。
図13(a)において、圧電デバイス1は、パッケージ2内に、圧電振動片3を収容し、リッド4により気密に封止する構造である。
このため、先ず、パッケージ2と、圧電振動片3と、リッド4とを別々に製造する。
パッケージ2は、セラミックなどの圧電材料を成形して、内部に空間S1を形成し、貫通孔2bを設ける。そして、電極部2a,実装端子5,金属被覆部6等を導電パターンにより形成する。これら導電パターンは、パッケージ2の成形後に、タングステンメタライズなどの導電ペーストを対応箇所に塗布し、焼成後にメッキを施すことで形成される。
また、パッケージ2の上端部には、リッド4を接合するための封止材7を所定の封止しろを形成するように配置する。
Piezoelectric devices such as piezoelectric vibrators and piezoelectric oscillators in 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 Is widely used.
A conventional piezoelectric device is produced, for example, as shown in FIG. 13 (see Patent Document 1).
In FIG. 13A, the
Therefore, first, the
The
Further, a sealing
図3(b)に示すように、成形後に焼成したパッケージ2の電極部2a上に、導電性接着剤8を塗布して、圧電振動片3の端部を載置し、導電性接着剤8を乾燥硬化させることにより、パッケージ2の内部空間S1内に圧電振動片3を片持ち式に接合する。さらに、真空中でリッド4を封止材7にて気密に封止する。
次いで、パッケージ2を加熱することにより、貫通孔2bを介して、内部空間S1内を脱ガスする。
As shown in FIG. 3 (b), the
Next, by heating the
最後に、貫通孔2bに金属封止材9を配置し(例えば、図示のパッケージ2の天地の方向を逆にして、貫通孔2bを上方に開口させ、上からボール状の金属封止材9を載置する)、レーザ光などを照射して、溶融させることにより貫通孔2b内に充填して孔封止をし、圧電デバイス1を完成させる。
Finally, the metal sealing material 9 is disposed in the through-
ところが、図13のような製造方法においては、以下のような種々の問題がある。
先ず、図13の製造方法では、個々の製品の大きさのパッケージ2や圧電振動片3,リッド4を用意して、これらを接合する手法であることから、圧電振動片1の小型化が進むと、個々の部品の大きさも小さくなり、接合や、成形、導電パターンの形成などの精密な作業の困難性が大きくなる。
パッケージ2内に形成した電極部2aの間隔等をきわめて近接させるための加工精度の確保が難しい。また、これらの電極部等について、短絡を生じないように導電性接着剤8を塗布する困難や、圧電振動片3の図示しない電極との位置合わせ、その片持ち構造における水平な姿勢を維持した接合など、多くの点で困難性が増大する。
However, the manufacturing method as shown in FIG. 13 has the following various problems.
First, in the manufacturing method of FIG. 13, since the
It is difficult to ensure processing accuracy for making the distance between the
具体的には、このような製造方法をとるためには、パッケージ2の内部空間S1は、圧電振動片3の上述した接合作業を実行するため、空間的な余裕が必要で、その分、小型化を阻害し、あるいは敢えて極端に空間を小さくすれば、圧電振動片の接合作業が極端に困難になり、完成度も下がり、不良の発生が増大する。
Specifically, in order to adopt such a manufacturing method, the internal space S1 of the
この点に関しては、パッケージ2の上端の部分を利用して、封止材7を配置する手法においても、同様の問題があり、十分な封止強度や封止性能を得るためには、パッケージ2を小さくするため、封止しろの幅を狭くすることには、限界がある。また、導電性接着剤8は、銀フィラーなどを含んでおり、そのため最低限の塗布面積を必要とし、圧電デバイス1のこれ以上の小型化には作業上の限界に来ている。
さらに、極めて小さな個々の部品を扱って、接合などの作業を、製品単位で行うので、生産性が悪く、大量生産に不向きである。
With respect to this point, there is a similar problem in the method of disposing the sealing
Furthermore, since extremely small individual parts are handled and operations such as joining are performed in units of products, productivity is poor and unsuitable for mass production.
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、製品が小型化されても精度良く容易に製造することができ、大幅に生産性の向上を図ることができる圧電デバイスとその製造方法、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。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A piezoelectric device that can be easily manufactured with high accuracy even if the product is miniaturized, and that can greatly improve productivity, and its manufacture. It is an object of the present invention to provide a method and a mobile phone and an electronic device using a piezoelectric device.
上述の目的は、第1の発明にあっては、各層ともそれぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、リッドを構成するリッド層とを、これら各層について熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成し、前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層固定し、前記積層後に、前記各製品の大きさに切断する圧電デバイスの製造方法により、達成される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a base substrate layer constituting a base substrate and a piezoelectric vibrating piece with a frame, each layer having a size corresponding to a plurality of products of the same number. An element layer to be configured and a lid layer to constitute a lid are formed of materials having substantially the same thermal expansion coefficient for each layer, and the base substrate layer, the element layer, and the lid layer are laminated and fixed, This is achieved by a method for manufacturing a piezoelectric device that is cut into the size of each product later.
第1の発明の構成によれば、この製造方法では、複数個の製品の大きさに相当する前記ベース基体層と、素子層と、リッド層とを積層固定するようにしているので、ベースに圧電振動片を収容し、これをリッドで気密に封止する工程を、従来のように個々の製品単位で行うのではなく、製品の複数個に関して同時に処理できる。このため、大幅に生産性を向上させることができる。
ここで、ベース基体層と、素子層と、リッド層とを積層固定するためには、固定後に固定状態を維持する必要があり、このため、前記各層の熱膨張係数を一致させるようにしている。
さらに、前記素子層としては、枠付きの圧電振動片を構成するものが使用されるので、枠の部分が圧電振動片を収容する容器ないしパッケージの一部となり、この部分がベース層とリッド層とで挟まれて固定される構造であるから、従来のように、箱状のパッケージの内側に、圧電振動片を片持ち式に固定するために必要とされる種々の作業が不要である。すなわち、パッケージ内の電極部の短絡を避けて、導電性接着剤を微量塗布したり、圧電振動片の姿勢や向きを正しく位置合わせする等の精密で困難な作業を避けることができ、製造がきわめて容易である。しかも、パッケージの内面で圧電振動片の接合作業を行う必要がないことから、圧電振動片の収容スペースも、作業性を考慮してその分大きくしないで済み、小型化に有利である。
かくして、製品が極端に小型化されても精度良く容易に製造することができ、大幅に生産性の向上を図ることができる圧電デバイスの製造方法を提供することができる。
According to the configuration of the first invention, in this manufacturing method, the base substrate layer, the element layer, and the lid layer corresponding to the size of a plurality of products are laminated and fixed. The process of accommodating the piezoelectric vibrating piece and hermetically sealing it with a lid can be performed simultaneously on a plurality of products, rather than being performed in units of individual products as in the prior art. For this reason, productivity can be improved significantly.
Here, in order to laminate and fix the base substrate layer, the element layer, and the lid layer, it is necessary to maintain the fixed state after fixing, and therefore, the thermal expansion coefficients of the respective layers are made to coincide with each other. .
Further, as the element layer, what constitutes a piezoelectric vibrating piece with a frame is used. Therefore, the frame part becomes a part of a container or package that accommodates the piezoelectric vibrating piece, and these parts are a base layer and a lid layer. Therefore, it is unnecessary to perform various operations required for fixing the piezoelectric vibrating piece in a cantilever manner inside the box-shaped package as in the prior art. In other words, avoiding short-circuiting of the electrode part in the package, it is possible to avoid precise and difficult work such as applying a small amount of conductive adhesive or correctly aligning the posture and orientation of the piezoelectric vibrating piece, Very easy. In addition, since it is not necessary to perform the joining operation of the piezoelectric vibrating piece on the inner surface of the package, the accommodation space of the piezoelectric vibrating piece does not need to be increased in consideration of workability, which is advantageous for downsizing.
Thus, it is possible to provide a method of manufacturing a piezoelectric device that can be easily manufactured with high accuracy even if the product is extremely miniaturized, and can greatly improve productivity.
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記ベース基体層がガラスセラミックであることを特徴とする。
第2の発明の構成によれば、前記ベース基体層をガラスセラミックとすることにより、圧電振動片を構成する素子層と熱膨張係数を合わせることが容易となる。
According to a second invention, in the structure of the first invention, the base substrate layer is made of glass ceramic.
According to the structure of 2nd invention, it becomes easy to match | combine a thermal expansion coefficient with the element layer which comprises a piezoelectric vibrating piece by making the said base base layer into a glass ceramic.
第3の発明は、第1または第2の発明のいずれかの構成において、前記リッド層が水晶であることを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、前記リッド層を水晶とすることにより、圧電振動片を水晶で形成すれば、リッド層と素子層との熱膨張係数を一致させることができる。
A third invention is characterized in that, in the structure of either the first or second invention, the lid layer is a crystal.
According to the configuration of the third invention, when the lid layer is made of quartz, and the piezoelectric vibrating piece is made of quartz, the thermal expansion coefficients of the lid layer and the element layer can be matched.
第4の発明は、第1または第2の発明のいずれかの構成において、前記リッド層が高膨張ガラスであることを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、前記リッド層を高膨張ガラスとすることにより、水晶を使用しなくても透明なリッドを形成して、他の層と熱膨張係数を合わせることができる。
A fourth invention is characterized in that, in the structure of any one of the first and second inventions, the lid layer is a high expansion glass.
According to the configuration of the fourth aspect of the invention, the lid layer is made of high expansion glass, so that a transparent lid can be formed without using quartz and the thermal expansion coefficient can be matched with other layers.
第5の発明は、第1ないし第4の発明のいずれかの構成において、前記ベース基体層と前記素子層および前記素子層と前記リッド層とを接合する接合材として、低融点ガラスを使用することを特徴とする。
第5の発明の構成によれば、接合材として、低融点ガラスを用いることにより、以下のような種々の利点が得られる。
先ず、低融点ガラスは、溶融時の流動性が従来の接合用に用いられるロウ材、例えば、金属ロウ材などと比べると、流動性が低いため接合しやすい。すなわち、流動性が高いと接合面のギャップや圧力状態で流れやすくなり、ムラを生じる。限られた封止しろにムラなく塗布して十分な接合強度を得るためには、流動性の比較的低い低融点ガラスが適している。また、低融点ガラスに含有されるフィラーは、ベース基体層と素子層の間、そして素子層とリッド層の間に適切なギャップを形成して、圧電振動片の動作を妨げない収容状態を形成することができる。さらに、低融点ガラスは、スクリーン印刷の手法を適用して塗布できるので、複数個の製品に対応した各層の接合に際して、決められた領域全体に正確に塗布する上で有利である。また、各層の比較的広い範囲に低融点ガラスを塗布し、封止しろとなる領域を残して、切断により除去されるダイシング領域を設けておけば、低融点ガラスを比較的広い領域に塗布できて、作業が容易であり、その後、前記ダイシング領域を除去することで、製品の外寸を可能な限り小型化できる。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, a low-melting glass is used as a bonding material for bonding the base substrate layer, the element layer, and the element layer to the lid layer. It is characterized by that.
According to the structure of 5th invention, the following various advantages are acquired by using low melting glass as a joining material.
First, the low melting point glass is easy to join because the fluidity at the time of melting is lower than that of a brazing material used for conventional joining, such as a metal brazing material. That is, when the fluidity is high, the fluid flows easily in the gap or pressure state of the joint surface, resulting in unevenness. A low melting point glass having a relatively low fluidity is suitable in order to obtain a sufficient bonding strength by uniformly applying to a limited sealing margin. In addition, the filler contained in the low-melting-point glass forms an appropriate gap between the base substrate layer and the element layer, and between the element layer and the lid layer, thereby forming an accommodation state that does not hinder the operation of the piezoelectric vibrating piece. can do. Further, since the low melting point glass can be applied by applying a screen printing method, it is advantageous in accurately applying the low melting point glass to the entire determined region when bonding each layer corresponding to a plurality of products. In addition, low melting point glass can be applied to a relatively wide area by applying low melting point glass to a relatively wide area of each layer, leaving a region to be sealed, and providing a dicing area that is removed by cutting. Thus, the work is easy, and then the dicing area is removed, whereby the outer dimensions of the product can be reduced as much as possible.
第6の発明は、第1ないし第5の発明のいずれかの構成において、前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層固定する前に、前記ベース基体層となる材料を加工して、複数のベース基体を形成するベース基体形成工程と、圧電材料を加工して複数の圧電振動片を形成する振動片形成工程と、リッド層となる材料を加工して、複数のリッドを形成するリッド形成工程とを、互いに別々の工程で行う前工程と、前記複数のベース基体でなるベース基体層と、前記複数の圧電振動片でなる前記素子層と、前記複数のリッドでなる前記リッド層とを積層固定する接合工程と、前記接合工程を含み、さらに前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層して接合した後で、個々の製品の大きさに切断する後工程とを有しており、前記後工程において、前記切断を行う前に、ベース基体層に、個々の製品に対応して形成された貫通孔を介して、脱ガスし、これら貫通孔を孔封止することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, before the base base layer, the element layer, and the lid layer are laminated and fixed, a material that becomes the base base layer is processed. A base substrate forming step for forming a plurality of base substrates, a vibrating piece forming step for processing a piezoelectric material to form a plurality of piezoelectric vibrating pieces, and a material for a lid layer are processed to form a plurality of lids. A lid forming step that is performed in separate steps, a base substrate layer that includes the plurality of base substrates, the element layer that includes the plurality of piezoelectric vibrating pieces, and the lid that includes the plurality of lids. A bonding step of laminating and fixing layers, and a post-process that includes the bonding step, and further cuts into individual product sizes after laminating and bonding the base substrate layer, the element layer, and the lid layer And have In a later step, before performing the cutting, the base substrate layer, via a through hole formed to correspond to the individual products, degassed, characterized in that Anafu stop these through holes.
第6の発明の構成によれば、前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層固定する前に、前記ベース基体層となる材料を加工して、複数のベース基体を形成するベース基体形成工程と、圧電材料を加工して複数の圧電振動片を形成する振動片形成工程と、リッド層となる材料を加工して、複数のリッドを形成するリッド形成工程とを、互いに別々の工程で行う前工程を有しているので、例えば、ベース基体層や圧電振動片に電極部などの導電パターンを形成する工程等を組み立ての途中で行う困難さがなく、しかもこれらは、複数の製品単位に関して一度に処理できるので、生産性が高い。
また、各層の積層固定後に、前記後工程において、個々の製品単位に切断する前に、前記脱ガスおよび孔封止を行うことができるので、これらの作業も複数の製品単位を一度に処理できて有利である。
According to the configuration of the sixth invention, the base substrate layer, the element layer, and the lid layer are laminated and fixed before the base substrate layer is processed to form a plurality of base substrates. A substrate forming step, a vibrating piece forming step of processing a piezoelectric material to form a plurality of piezoelectric vibrating pieces, and a lid forming step of forming a plurality of lids by processing a material to be a lid layer are separated from each other. Since there is a pre-process to be performed in the process, for example, there is no difficulty in performing a process of forming a conductive pattern such as an electrode portion on the base substrate layer or the piezoelectric vibrating piece in the course of assembly, Productivity is high because it can be processed at the same time for each product unit.
In addition, since the degassing and hole sealing can be performed in the post-process before cutting into individual product units after stacking and fixing each layer, these operations can also be performed on a plurality of product units at a time. It is advantageous.
第7の発明は、第6の発明の構成において、前記ベース基体形成工程においては、セラミック材料を成形して焼成することにより、前記ベース基体を形成するようにし、かつ必要な電極部等の導電パターンの形成に際して、焼成後に導電ペーストを塗布し、乾燥後、メッキを施すようにしたことを特徴とする。
第7の発明の構成によれば、前記導電パターンの形成を、従来のように、セラミック材料の焼成前に導電ペーストを塗布し、焼成後にメッキするのではなく、焼成後に導電ペーストを塗布し、乾燥させてからメッキするようにしたから、セラミック材料の薄い領域が焼成後に反ってしまうことがなく、精密な形状に形成することができる。
According to a seventh invention, in the structure of the sixth invention, in the base substrate forming step, the base substrate is formed by molding and firing a ceramic material, and necessary conductivity such as electrode portions is formed. In forming the pattern, a conductive paste is applied after baking, and after drying, plating is performed.
According to the configuration of the seventh invention, the conductive pattern is formed by applying the conductive paste before firing of the ceramic material and applying the conductive paste after firing instead of applying the paste after firing, as in the prior art. Since plating is performed after drying, a thin region of the ceramic material does not warp after firing, and can be formed into a precise shape.
また、上記目的は、第8の発明にあっては、各層とも互いに熱膨張係数がほぼ一致した材 料で形成され、それぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、前記ベース基体層の上に積層固定され枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、前記素子層の上に積層固定されリッドを構成するリッド層とを有しており、前記各層が積層固定された後で、前記各製品の大きさに切断されている、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、この圧電デバイスは、複数個の製品に相当する大きさとされた前記各層を積層固定した後で、個々の製品の大きさに切断されて形成した構成であるから、第1の発明で説明したように、小型に形成した場合にも、精度よく形成され、高い品質を備えた圧電デバイスを得ることができる。
In the eighth aspect of the invention, the base body is formed of a material having a coefficient of thermal expansion substantially equal to each other, and has a size corresponding to a plurality of products of the same number. A base substrate layer that constitutes a layer, an element layer that is laminated and fixed on the base substrate layer to constitute a piezoelectric vibrating piece with a frame, and a lid layer that is laminated and fixed on the element layer to constitute a lid. And achieved by a piezoelectric device that is cut to the size of each product after each layer is laminated and secured.
According to the configuration of the eighth invention, this piezoelectric device is formed by laminating and fixing each layer having a size corresponding to a plurality of products, and then cutting into the size of each product. Thus, as described in the first invention, a piezoelectric device that is formed with high accuracy and high quality can be obtained even when it is formed in a small size.
また、上記目的は、第9の発明にあっては、ベースと基体との間に圧電振動片を気密に収容した圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、各層とも互いに熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成され、それぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、前記ベース基体層の上に積層固定され枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、前記素子層の上に積層固定されリッドを構成するリッド層とを有しており、前記各層が積層固定された後で、前記各製品の大きさに切断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。 According to the ninth aspect of the present invention, in the ninth invention, there is provided a mobile phone device using a piezoelectric device in which a piezoelectric vibrating piece is housed in an airtight manner between a base and a base, and each layer has a coefficient of thermal expansion substantially equal to each other. A base substrate layer constituting a base substrate, which is formed of a matched material and has a size corresponding to a plurality of products of the same number, and a piezoelectric vibrating piece with a frame fixedly stacked on the base substrate layer And a lid layer that is laminated and fixed on the element layer, and is cut to the size of each product after the layers are laminated and fixed. This is achieved by a cellular phone device that obtains a clock signal for control by a piezoelectric device.
また、上記目的は、第10の発明にあっては、ベースと基体との間に圧電振動片を気密に収容した圧電デバイスを利用した電子機器であって、各層とも互いに熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成され、それぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、前記ベース基体層の上に積層固定され枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、前記素子層の上に積層固定されリッドを構成するリッド層とを有しており、前記各層が積層固定された後で、前記各製品の大きさに切断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。 Further, in the tenth invention, the above object is an electronic apparatus using a piezoelectric device in which a piezoelectric vibrating piece is hermetically accommodated between a base and a base, and the thermal expansion coefficients of the layers are substantially the same. A base substrate layer constituting a base substrate, each of which has a size corresponding to a plurality of products of the same number, and a piezoelectric vibrating piece with a frame laminated and fixed on the base substrate layer. And a piezoelectric layer that is cut to the size of each product after the layers are stacked and fixed. This is achieved by an electronic device adapted to obtain a clock signal for control by the device.
図1ないし図3は、本発明の圧電デバイスの一実施形態を示しており、図1はその概略平面図、図2は図1のA−A線概略断面図、図3は図1のC−C線切断端面図である。
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37内に圧電振動片を収容している。
具体的には、圧電デバイス30は、ベース基体31と、このベース基体31の上に積層固定された枠付き振動片32と、この枠付き振動片32の上に積層固定されたリッド33とを有している。
1 to 3 show an embodiment of the piezoelectric device of the present invention, FIG. 1 is a schematic plan view thereof, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. FIG.
In the figure, the
Specifically, the
上記パッケージ37は、この圧電デバイス30では、圧電振動片を気密に収容するもので、ベース基体31と、枠付き振動片32の枠部分と、リッド33を含んで構成されている。
ベース基体31は、パッケージ37の底部を形成するもので、例えば、第1の基板41と、第2の基板42とを積層して形成されており、ほぼ中央付近に貫通孔43が形成されている。この実施形態では、貫通孔は第1の基板41に形成された第1の孔44と、第2の基板42に形成され第1の孔44よりも小径の第2の孔45とを有しており、第1の孔44と第2の孔45とは連通されている。そして、貫通孔43は図示するような段付き孔とされて、段部に導電パターン(金属被覆部)43aが形成されており、金属封止材46を充填することにより塞がれている。
In the
The
枠付き振動片32は、図1および図2を参照して理解されるように、振動片本体39と、この振動片本体の周囲を矩形の枠状に包囲する、振動片本体39と一体の枠部36とを有している。
振動片本体39は、図1および図3を参照して理解されるように、枠部36と一体とされた基部38から、図において左方に平行に延びる一対の振動腕34,35を備えている。図3に示すように、各振動腕34,35の表裏面(図3では上下の各面)には、各振動の長さ方向に延びる長溝11,11,12,12が形成されている。各振動腕34,35の長溝11,11,12,12内には、励振電極14,13が形成されている。励振電極14と励振電極13は対をなし、互いに異極として機能する電極で、振動片本体39の内部に効率よく電解を形成するものである。このため、図3に示すように、各振動腕34,35においては、長溝11,11,12,12内に一方の電極が、各振動腕34,35の側面部には、他方の電極が配置されている。
As understood with reference to FIGS. 1 and 2, the framed
As can be understood with reference to FIGS. 1 and 3, the resonator element
図1に示されているように、枠付き振動片32においては励振電極14が、左方の端部に引き回されて、幅方向に拡がる導電パターン14aが設けられており、さらに、励振電極13が、枠部に沿った引き回し部13bを介して、右方の端部に引き回され、幅方向に拡がる導電パターン13aが形成されている。
そして、図2に示すように、ベース基体31の裏面(底面)には、その長さ方向の端部に実装端子47,48が形成されている。これに関連して、図1に示されているように、パッケージ37の四隅には、1/4円の凹部であるキャスタレーション部16,16,16,16が、その厚み方向に延びており、これらの表面には導電パターン16a,16a,16a,16aが形成されている。
かくして、振動片本体39の各励振電極13,14は、導電パターン13a,13b,14aおよび各キャスタレーション部16の導電パターン16aを介して、各実装端子47,48と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, in the framed
As shown in FIG. 2, mounting
Thus, the
リッド33は、枠付き振動片32の上に固定され、振動片本体39を収容した空間を気密に封止するものである。ここで、ベース基体31と、枠付き振動片32、そして、この枠付き振動片32とリッド33とは封止材49,49により接合されている。この場合、封止材49,49は、後述するように、好ましくは低融点ガラスにより形成されている。この低融点ガラスの封止材49,49は、フィラーを含有することにより、このフィラーがスペーサとして機能し、図2に示すように、パッケージ37の内部空間S2において、振動片本体39の上下に、所定のギャップG1,G2を形成することができる。これにより、振動片本体39は、リッド33やベース基体31の内面と当接しないで、必要な振動を支障無く行うことができる。
The lid 33 is fixed on the vibrating
本実施形態の圧電デバイス30は以上のように構成されており、実装端子47,48を所定の実装基板(図示せず)等に対して、半田などにより接合することにより、実装基板側から、供給された駆動電圧が振動片本体39の励振電極13,14に印加されて、各振動腕34,35が、互いの先端部を接近・離間するように所定の周波数で屈曲振動することができる。
The
(圧電デバイスの製造方法)
次に、圧電デバイス30の製造方法の実施形態を説明する。
図4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であり、この実施形態では、圧電デバイス30の製造工程は図4に示すように前工程と、後工程を有している。
(前工程)
圧電デバイス30の製造方法における前工程は、図4のST11ないしST17に示す基体ベース層の形成工程と、ST21ないしST24に示す枠付き振動片を形成するための素子層の形成工程と、ST31ないしST33に示すリッド層の形成工程とを有している。これらの基体ベース層の形成工程と、素子層の形成工程と、リッド層の形成工程は、それぞれ別々に行われる工程である。すなわち、前工程は組み立ての準備工程であり、複数の固定が並列的に行われる。
(Piezoelectric device manufacturing method)
Next, an embodiment of a method for manufacturing the
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing the
(pre-process)
The pre-process in the manufacturing method of the
(ベース基体層の形成工程)
図5(a)および図5(b)にそれぞれ示すものは、ベース基体層を形成するための第2の基板層42−1と第1の基板層41−1である。これらは、図2で説明した第2の基板42と、第1の基板41との相当するもので、それぞれ複数枚の基板を一度に形成できる大きさのウエハーを用いている。この実施形態では、例えば、図5において、縦4個、横5個の製品に対応した各基板を形成できる大きさとされたウエハーが示されているが、より多くの数を同時に形成すれば、より生産効率は向上する。
(Base substrate layer forming step)
5A and 5B respectively show a second substrate layer 42-1 and a first substrate layer 41-1 for forming a base substrate layer. These correspond to the
ベース基体層を形成するための第2の基板層42−1と第1の基板層41−1は、それぞれ絶縁材料で形成され、セラミックが適している。また、材料としては後述する素子層やリッド層の熱膨張係数と一致もしくは、きわめて近い熱膨張係数を備えたものが必要で、この実施形態では、例えば、ガラスセラミックのグリーンシートが利用されている。グリーンシートは、例えば、所定の溶液中にセラミックパウダを分散させ、バインダを添加して生成される混練物をシート状の長いテープ形状に成形し、これを所定の長さにカットして得られるものである(ST11)。 The second substrate layer 42-1 and the first substrate layer 41-1 for forming the base substrate layer are each formed of an insulating material, and ceramic is suitable. In addition, a material that has a thermal expansion coefficient that matches or is very close to that of an element layer and a lid layer, which will be described later, is required as a material. In this embodiment, for example, a glass ceramic green sheet is used. . The green sheet is obtained, for example, by dispersing a ceramic powder in a predetermined solution, forming a kneaded product formed by adding a binder into a sheet-like long tape shape, and cutting it into a predetermined length (ST11).
この実施形態では、例えば、ガラス、フォルステライト(2MgO・SiO2)、バインダーをミキシングして得られるグリーンシートを使用している。
具体的には、ガラスセラミックは、後述する素子層として、水晶のZ板を用いるため、その熱膨張係数である13.8ppm/一度(摂氏)に適合させるため、ガラス成分70パーセント程度、フォルステライト30パーセント程度の重量比とされている。このガラス成分は、例えば、SiO2が80パーセント、R2O(RはLi,Kのいずれかから選ばれる一種以上のもの)が12パーセント、P2O5が8パーセントとすることができる。
In this embodiment, for example, a green sheet obtained by mixing glass, forsterite (2MgO.SiO 2 ), and a binder is used.
Specifically, since glass ceramic uses a quartz Z-plate as an element layer to be described later, it is adapted to its thermal expansion coefficient of 13.8 ppm / once (Celsius). The weight ratio is about 30 percent. As for this glass component, for example, SiO 2 can be 80 percent, R 2 O (R is one or more selected from Li and K) can be 12 percent, and P 2 O 5 can be 8 percent.
図5に示すように、(a)の第2の基板層42−1には、図2で説明した第2の孔45と、後述する切断線の交叉箇所となる位置にキャスタレーション16−1,16−1,16−1,16−1とをそれぞれ穿設する。(b)の第1の基板層41−1には、図2で説明した第1の孔44と、後述する切断線の交叉箇所となる製品の四隅に対応する位置にキャスタレーション16−2,16−2,16−2,16−2をそれぞれ穿設する(ST12)。
As shown in FIG. 5, the second substrate layer 42-1 in FIG. 5A has castellations 16-1 at positions where the
次いで、図5(c)に示すように、第2の基板層42−1と第1の基板層41−1とを重ねる。図5(c)は図2の積層状態において、下側から見た状態を示し、貫通孔43の段部が表れている。また、第2の基板層42−1側のキャスタレーション16−1,16−1,16−1,16−1と、第1の基板層41−1側のキャスタレーション16−2,16−2,16−2,16−2は、重ねられて、ベース基体層31−1のキャスタレーション16−3,16−3,16−3,16−3とされている(ST13)。
Next, as shown in FIG. 5C, the second substrate layer 42-1 and the first substrate layer 41-1 are overlapped. FIG. 5C shows a state viewed from below in the stacked state of FIG. 2, and a stepped portion of the through
続いて、ベース基体層31−1を焼成し(ST14)、焼成後に必要な箇所に導電ペーストを塗布する(ST15)。図5(d)は焼成後のベース基体層31−1を図2の下面側から見た図であり、実装端子47,48の箇所と、キャスタレーション16−1,16−2,16−3の箇所と、貫通孔43の段部の金属被覆部43aに、例えば銅ペースト等の導を塗布し、乾燥後に、ニッケル、金の順にメッキを施す(ST16)。
このように、本実施形態では、端子等の導電パターンの形成を、従来のように、セラミック材料の焼成前に導電ペーストを塗布し、焼成後にメッキするのではなく、焼成後に導電ペーストを塗布し、乾燥させてからメッキするようにしたから、セラミック材料の薄い領域が焼成後に反ってしまうことがなく、精密な形状に形成することができる。
Subsequently, the base substrate layer 31-1 is fired (ST14), and a conductive paste is applied to necessary portions after firing (ST15). FIG. 5D is a view of the base substrate layer 31-1 after firing as seen from the lower surface side of FIG. 2, and the locations of the mounting
As described above, in this embodiment, the conductive pattern such as the terminal is formed by applying the conductive paste before firing of the ceramic material and applying the conductive paste after firing instead of applying the paste after firing, as in the prior art. Since the plating is performed after drying, the thin region of the ceramic material is not warped after firing and can be formed into a precise shape.
図6は、ベース基体層31−1を図5(d)とは反対の面を見えるようにして示す図であり、次に、ベース基体層31−1の接合面側に、封止材として、例えば、低融点ガラスのペースト49−1を塗布する(ST17)。この場合、低融点ガラスの塗布は、個々の製品を複数個合わせた大きさのベース基体層31−1の広い接合面側端面に塗布できるので、個々の製品がきわめて小型であっても、この塗布作業は広い面積を対象に作業できるので、塗布作業が容易である。 FIG. 6 is a diagram showing the base substrate layer 31-1 so that the surface opposite to that shown in FIG. 5D can be seen. Next, as a sealing material on the bonding surface side of the base substrate layer 31-1. For example, a low-melting glass paste 49-1 is applied (ST17). In this case, since the low melting point glass can be applied to the end surface on the wide bonding surface side of the base substrate layer 31-1 having a size obtained by combining a plurality of individual products, even if the individual products are extremely small, Since the coating operation can be performed on a wide area, the coating operation is easy.
(素子層の形成工程)
図7(a)に示すように、素子層32−1を用意する。この素子層32−1は、図1および図2で説明した枠付き振動片32を形成するもので、圧電材料として、水晶が使用されており、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。この実施形態では、具体的には、水晶Z板でなるウエハーが使用されている。この場合、水晶Z板の熱膨張係数は、上述したように、13.8ppm/一度(摂氏)である。
(Element layer formation process)
As shown in FIG. 7A, an element layer 32-1 is prepared. The element layer 32-1 forms the framed
素子層32−1は、図7に示すように、複数個の製品に対応した数の振動片本体39の外形と、図示しない長溝(図1や図3で説明した長溝11,12)、後述する切断線の交叉箇所となる製品の四隅に対応する位置にキャスタレーション16−4,16−4,16−4,16−4をウエットもしくはドライエッチングにより形成する(ST21)。この場合、ひとつの素子層32−1は、上述したベース基体層31−1と同じ数だけの製品に対応した数だけ枠付き振動片32を形成することができるようにされており、その外形寸法は、ベース基体層31−1と一致されている。
As shown in FIG. 7, the element layer 32-1 includes an outer shape of a number of vibrating piece
図8は、次の工程を示しており、素子層32−1に電極パターンを形成する。図示の励振電極13,14や導電パターンについては、既に説明したとおりであり、これら励振電極や導電パターンに対応した箇所、キャスタレーション16−4の孔部内面に、クロムと、その上に金をそれぞれスパッタで成膜し、その後フォトリソ工程を経ることにより電極を形成する(ST23)。なお、図8は、微細な導電パターンを示すため、素子層32−1を拡大してその一部を示すものである。
FIG. 8 shows the next step, in which an electrode pattern is formed on the element layer 32-1. The illustrated
最後に、素子層32−1の励振電極13,14にプローブをコンタクトさせることによって、駆動電圧を印加し、周波数を見ながら、例えばレーザ光を振動腕の先端付近の電極部に照射して、金属被膜を蒸散させ、質量削減方式による周波数の調整を行う(ST24)。
Finally, by contacting the probe to the
(リッド層の形成工程)
図10は、図2で説明したリッド33を形成するためのリッド層33−1を示す概略平面図である。
リッド層33−1は、ベース基体層31−1や素子層32−1と同様に、これらと同じ数の複数の製品に対応した数のリッド33を切断により形成できる大きさを備えており、その外形寸法は、ベース基体層31−1や素子層32−1と一致されたガラスウエハ−が用意される(ST31)。すなわち、リッド層33−1として使用可能なウエハ−は、後述する周波数調整において、外部から照射されるレーザ光を透過できる透明な材料であることが必要で、水晶やガラスが使用できる。水晶である場合には、素子層32−1と同じ水晶Z板が使用される。ガラスである場合には、水晶Z板の熱膨張係数である13.8ppm/一度(摂氏)とほぼ一致した透明な材料を選択する。このような材料としては、例えば、通常のソーダガラスや、硼珪酸ガラスではなく、高膨張ガラスが使用される。すなわち、高膨張ガラスの成分比を調整することにより、その熱膨張係数を、上述した13.8ppm/一度(摂氏)に適合させる。
(Lid layer formation process)
FIG. 10 is a schematic plan view showing a lid layer 33-1 for forming the lid 33 described in FIG.
Similarly to the base substrate layer 31-1 and the element layer 32-1, the lid layer 33-1 has a size capable of forming the number of lids 33 corresponding to a plurality of products of the same number by cutting. A glass wafer whose outer dimensions are matched with the base substrate layer 31-1 and the element layer 32-1 is prepared (ST31). That is, the wafer that can be used as the lid layer 33-1 needs to be a transparent material that can transmit laser light irradiated from the outside in frequency adjustment described later, and quartz or glass can be used. In the case of crystal, the same crystal Z plate as the element layer 32-1 is used. In the case of glass, a transparent material that substantially matches the thermal expansion coefficient of the crystal Z plate of 13.8 ppm / once (Celsius) is selected. As such a material, for example, not soda glass or borosilicate glass but high expansion glass is used. That is, by adjusting the component ratio of the high expansion glass, the coefficient of thermal expansion is adapted to the above-mentioned 13.8 ppm / once (Celsius).
次いで、図10に示すように、リッド層33−1に関して、後述する切断線の交叉箇所となる製品の四隅に対応する位置にキャスタレーション16−5,16−5,16−5,16−5をそれぞれ穿設する(ST32)。
続いて、図示するように、リッド33−1の接合面に封止材としての低融点ガラス49を塗布する(ST33)。この場合も、ベース基体層31−1に関して説明したのと同様に、低融点ガラスの塗布は、個々の製品を複数個合わせた大きさのリッド層33−1の広い接合面側端面に塗布できるので、個々の製品がきわめて小型であっても、この塗布作業は広い面積を対象に作業できるので、塗布作業が容易である。
Next, as shown in FIG. 10, castellations 16-5, 16-5, 16-5, and 16-5 are provided at positions corresponding to the four corners of the product that will be the intersections of the cutting lines described later with respect to the lid layer 33-1. Are respectively drilled (ST32).
Subsequently, as shown in the drawing, a low
(後工程)
(接合工程)
次いで、図11に示すように、ベース基体層31−1、素子層32−1、リッド層33−1がそれぞれ前工程において完成したら、ベース基体層31−1の上に素子層32−1、さらにその上にリッド層33−1を載置して重ねて封止材49で接合し(ST51)、この貼り合わせによる接合工程の後に、ベース基体層31−1のキャスタレーションと素子層32−1のキャスタレーションに形成されている金属被覆部にディスペンサなどを利用して銀ペーストなどの導電ペーストを塗布、乾燥させることにより、導通をとることができる。こうすることにより、振動片の励振電極13,14と実装端子47,48を導通させることができる。
(Post-process)
(Joining process)
Next, as shown in FIG. 11, when the base substrate layer 31-1, the element layer 32-1, and the lid layer 33-1 are completed in the previous step, the element layer 32-1 is formed on the base substrate layer 31-1. Further, the lid layer 33-1 is placed thereon and stacked and bonded by the sealing material 49 (ST51). After the bonding step by this bonding, the castellation of the base substrate layer 31-1 and the element layer 32- Conductivity can be obtained by applying a conductive paste such as a silver paste to a metal coating portion formed in one castellation using a dispenser or the like and drying it. By doing so, the
次に、ベース基体層31−1、素子層32−1、リッド層33−1を積層固定したパッケージ複合体37―1について、図2で説明した各貫通孔43を利用して、真空雰囲気下で加熱し、内部空間の脱ガスを行う。すなわち、封止材49等から生じるガスその他の基体成分を内部から貫通孔43を介して排出する。続いて、真空雰囲気下において、各貫通孔43の段部に図示しない金属封止材、例えば球形の金属ボールを載置し、これにレーザ光など照射して溶融することにより図2で示すように封止材46の充填を行う。この際、金属の封止材46は、段部の金属被覆部43aと濡れることで、適切に充填されて、気密に孔封止される(ST53)。
Next, the package complex 37-1 in which the base substrate layer 31-1, the element layer 32-1, and the lid layer 33-1 are stacked and fixed is placed in a vacuum atmosphere by using the through
。
次に、図11に示すように、複合パッケージ37−1は、各キャスタレーション16−6で交叉する縦横の切断線に沿ってダイシングされる(ST54)。
この場合、予め、縦の切断線VC1とVC2との間のダイシング領域D2と、横の切断線HC1とHC2との間のダイシング領域D1が設けられており、これら領域D1,D2内をダイシング用の刃が通過するようにする。これにより、貼り合わせに必要な封止材49の塗布領域を比較的大きくとれる。つまり、切断後は必要な封止しろを残して分離されるので、従来のように、個々の製品単位で狭隘な接合端面に封止材を塗布する困難がなく、また、封止材の塗布の便宜のために、必要以上に個々の製品の接合端面を大きくする必要がない。これにより、製品の外形寸法を可能な限り小さくすることができる。
.
Next, as shown in FIG. 11, the composite package 37-1 is diced along vertical and horizontal cutting lines that intersect at each castellation 16-6 (ST54).
In this case, a dicing area D2 between the vertical cutting lines VC1 and VC2 and a dicing area D1 between the horizontal cutting lines HC1 and HC2 are provided in advance, and these areas D1 and D2 are used for dicing. Let the blades pass. Thereby, the application | coating area | region of the sealing
ST54によるカット後は、個々の製品に関して、図2に示すように、外部からレーザ光Bを内部の振動片本体の39の先端付近の励振電極に照射し、質量削減方式による周波数調整を行う(ST55)。次いで、個々の製品に関して、必要な検査を行い(ST56)、圧電デバイス30が完成する。
After the cut by ST54, as shown in FIG. 2, for each product, the laser beam B is radiated from the outside to the excitation electrode near the tip of 39 of the internal resonator element main body, and the frequency is adjusted by the mass reduction method ( ST55). Next, necessary inspections are performed on individual products (ST56), and the
このように、本実施形態の製造方法によれば、複数個の製品の大きさに相当するベース基体層31―1と、素子層32―1と、リッド層33−1とを積層固定するようにしているので、ベースに圧電振動片を収容し、これをリッドで気密に封止する工程を、従来のように個々の製品単位で行うのではなく、製品の複数個に関して同時に処理できる。このため、大幅に生産性を向上させることができる。
この場合、ベース基体層31−1と、素子層32−1と、リッド層33−1とを積層固定するためには、固定後に固定状態を維持する必要があり、このため、各層の熱膨張係数を一致させるようにしている。
Thus, according to the manufacturing method of the present embodiment, the base substrate layer 31-1, the element layer 32-1, and the lid layer 33-1 corresponding to the size of a plurality of products are stacked and fixed. Therefore, the step of accommodating the piezoelectric vibrating reed in the base and hermetically sealing it with a lid can be performed simultaneously on a plurality of products, rather than being performed in units of individual products as in the prior art. For this reason, productivity can be improved significantly.
In this case, in order to laminate and fix the base substrate layer 31-1, the element layer 32-1, and the lid layer 33-1, it is necessary to maintain a fixed state after fixing, and therefore, thermal expansion of each layer. The coefficients are matched.
さらに、素子層32−1としては、枠付きの圧電振動片を構成するものが使用されるので、図2に示すように、枠の部分が圧電振動片を収容するパッケージ37の一部となり、この部分がベース層31とリッド層33とで挟まれて固定される構造であるから、従来のように、箱状のパッケージの内側に、圧電振動片を片持ち式に固定するために必要とされる種々の作業が不要である。すなわち、パッケージ内の電極部の短絡を避けて、導電性接着剤を微量塗布したり、圧電振動片の姿勢や向きを正しく位置合わせする等の精密で困難な作業を避けることができ、製造がきわめて容易である。しかも、パッケージの内面で圧電振動片の接合作業を行う必要がないことから、圧電振動片の収容スペースも、作業性を考慮してその分大きくしないで済み、小型化に有利である。
かくして、製品が極端に小型化されても精度良く容易に製造することができ、大幅に生産性の向上を図ることができる圧電デバイスの製造方法を提供することができる。
Further, as the element layer 32-1, since a layer constituting a piezoelectric vibrating piece with a frame is used, as shown in FIG. 2, the frame part becomes a part of a
Thus, it is possible to provide a method of manufacturing a piezoelectric device that can be easily manufactured with high accuracy even if the product is extremely miniaturized, and can greatly improve productivity.
図12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(Central Processing Unit)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等が取り付けられて、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等は、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。
FIG. 12 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
In addition to modulation and demodulation of transmission / reception signals, the
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。
The
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デバイスを利用することができる。きわめて小型に精度良く製造できるので、製品の信頼性が向上する。 As described above, the piezoelectric device according to the above-described embodiment can be used for an electronic apparatus such as the digital mobile phone device 300 including the control unit. Since it can be manufactured in a very small size with high accuracy, the reliability of the product is improved.
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。
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 can be applied to all piezoelectric devices regardless of the names of piezoelectric vibrators, piezoelectric oscillators, etc., as long as they are covered with a package and accommodate a piezoelectric vibrating piece inside. .
30・・・圧電デバイス、31・・・ベース基体、32・・・枠付き振動片、33・・・リッド、34,35・・・振動腕、36・・・枠部、37・・・パッケージ、39・・・振動片本体、31−1・・・ベース基体層、32−1・・・素子層、33―1・・・リッド層。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層固定し、
前記積層後に、前記各製品の大きさに切断する
ことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。 Each layer has a size corresponding to a plurality of products of the same number, a base substrate layer constituting a base substrate, an element layer constituting a framed piezoelectric vibrating piece, and a lid layer constituting a lid. , Each of these layers is made of a material whose thermal expansion coefficient is almost the same,
Laminating and fixing the base substrate layer, the element layer, and the lid layer;
After the lamination, the piezoelectric device is produced by cutting into the size of each product.
前記複数のベース基体でなるベース基体層と、前記複数の圧電振動片でなる前記素子層と、前記複数のリッドでなる前記リッド層とを積層固定する接合工程と、
前記接合工程を含み、さらに前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層して接合した後で、個々の製品の大きさに切断する後工程と
を有しており、
前記後工程において、前記切断を行う前に、ベース基体層に、個々の製品に対応して形成された貫通孔を介して、脱ガスし、これら貫通孔を孔封止することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の圧電デバイスの製造方法。 Before the base substrate layer, the element layer, and the lid layer are laminated and fixed, a base substrate forming step for forming a plurality of base substrates by processing a material to be the base substrate layer, and a piezoelectric material are processed. A pre-process for forming a plurality of piezoelectric vibrating reeds and a lid forming process for forming a plurality of lids by processing a material to be a lid layer in separate steps;
A bonding step of laminating and fixing the base substrate layer formed of the plurality of base substrates, the element layer formed of the plurality of piezoelectric vibrating pieces, and the lid layer formed of the plurality of lids;
Including the joining step, and further comprising a post-process for cutting the base substrate layer, the element layer, and the lid layer and laminating them into individual product sizes.
In the post-process, before performing the cutting, the base substrate layer is degassed through through holes formed corresponding to individual products, and the through holes are sealed. A method for manufacturing a piezoelectric device according to any one of claims 1 to 5.
前記ベース基体層の上に積層固定され枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、
前記素子層の上に積層固定されリッドを構成するリッド層と
を有しており、
前記各層が積層固定された後で、前記各製品の大きさに切断されている
ことを特徴とする、圧電デバイス。 A base substrate layer constituting a base substrate, each layer being formed of a material having substantially the same thermal expansion coefficient and having a size corresponding to a plurality of products of the same number;
An element layer constituting a piezoelectric vibrating piece with a frame laminated and fixed on the base substrate layer;
A lid layer that is laminated and fixed on the element layer to form a lid, and
After each layer is laminated and fixed, the piezoelectric device is cut to the size of each product.
ことを特徴とする、携帯電話装置。 A mobile phone device using a piezoelectric device in which a piezoelectric vibrating piece is hermetically accommodated between a base and a base, and each layer is formed of a material having substantially the same thermal expansion coefficient, and each has a plurality of products of the same number A base substrate layer constituting a base substrate, an element layer constituting a piezoelectric vibrating piece with a frame laminated and fixed on the base substrate layer, and laminated and fixed on the element layer And a lid layer constituting a lid, and after each layer is laminated and fixed, a control clock signal is obtained by a piezoelectric device cut to the size of each product. A cellular phone device characterized by the above.
ことを特徴とする、電子機器。 An electronic device using a piezoelectric device in which a piezoelectric vibrating piece is hermetically accommodated between a base and a base, and each layer is formed of a material having substantially the same thermal expansion coefficient as each other. A base substrate layer constituting a base substrate, an element layer constituting a piezoelectric vibrating piece with a frame laminated and fixed on the base substrate layer, and a layer fixed on the element layer A lid layer constituting a lid, and after each layer is laminated and fixed, a control clock signal is obtained by a piezoelectric device that is cut to the size of each product. An electronic device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003340763A JP2005109886A (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Piezoelectric device, manufacturing method thereof, cellular telephone apparatus using the same, and electronic apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003340763A JP2005109886A (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Piezoelectric device, manufacturing method thereof, cellular telephone apparatus using the same, and electronic apparatus using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005109886A true JP2005109886A (en) | 2005-04-21 |
Family
ID=34535562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003340763A Pending JP2005109886A (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Piezoelectric device, manufacturing method thereof, cellular telephone apparatus using the same, and electronic apparatus using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005109886A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007180924A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Kyocera Kinseki Corp | Method of sealing quartz oscillator container |
JP2007274347A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kyocera Kinseki Corp | Lame mode crystal vibrator and manufacturing method thereof |
JP2009159517A (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Daishinku Corp | Piezoelectric vibration chip aggregate and film thickness control method for piezoelectric vibration chip aggregate |
JP2012060628A (en) * | 2010-08-07 | 2012-03-22 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Piezoelectric device and manufacturing method for the same |
JP2012065155A (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Piezoelectric device |
JP2012217143A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Crystal device and manufacturing method therefor |
JP2012235387A (en) * | 2011-05-06 | 2012-11-29 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Manufacturing method of piezoelectric device |
US8581476B2 (en) | 2010-03-25 | 2013-11-12 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Quartz-crystal devices and methods for manufacturing same |
JP2016154368A (en) * | 2011-03-30 | 2016-08-25 | 日本電波工業株式会社 | Piezoelectric device and manufacturing method of the same |
-
2003
- 2003-09-30 JP JP2003340763A patent/JP2005109886A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007180924A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Kyocera Kinseki Corp | Method of sealing quartz oscillator container |
JP2007274347A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kyocera Kinseki Corp | Lame mode crystal vibrator and manufacturing method thereof |
JP2009159517A (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Daishinku Corp | Piezoelectric vibration chip aggregate and film thickness control method for piezoelectric vibration chip aggregate |
US8581476B2 (en) | 2010-03-25 | 2013-11-12 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Quartz-crystal devices and methods for manufacturing same |
JP2012060628A (en) * | 2010-08-07 | 2012-03-22 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Piezoelectric device and manufacturing method for the same |
JP2012065155A (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Piezoelectric device |
US8896185B2 (en) | 2010-09-16 | 2014-11-25 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Piezoelectric device |
JP2016154368A (en) * | 2011-03-30 | 2016-08-25 | 日本電波工業株式会社 | Piezoelectric device and manufacturing method of the same |
JP2012217143A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Crystal device and manufacturing method therefor |
JP2012235387A (en) * | 2011-05-06 | 2012-11-29 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Manufacturing method of piezoelectric device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4033100B2 (en) | Piezoelectric device, mobile phone device using piezoelectric device, and electronic equipment using piezoelectric device | |
JP5135510B2 (en) | Piezoelectric vibrator manufacturing method, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio timepiece | |
WO2010023733A1 (en) | Piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, wave clock, and method for manufacturing piezoelectric vibrator | |
JP2004208236A (en) | Piezoelectric device, manufacturing method therefor, portable telephone unit utilizing piezoelectric device and electronic equipment utilizing piezoelectric device | |
JP2005109886A (en) | Piezoelectric device, manufacturing method thereof, cellular telephone apparatus using the same, and electronic apparatus using the same | |
JP4341268B2 (en) | Package for piezoelectric device, piezoelectric device, mobile phone device using piezoelectric device, and electronic equipment using piezoelectric device | |
JP4038819B2 (en) | Surface-mount type piezoelectric device and its container, mobile phone device using surface-mount type piezoelectric device, and electronic equipment using surface-mount type piezoelectric device | |
JP2006094372A (en) | Crystal oscillator and manufacturing method thereof | |
JP4292575B2 (en) | Piezoelectric device and method of manufacturing lid | |
JP2005175686A (en) | Method of manufacturing piezoelectric device and lid, portable telephone utilizing piezoelectric device and electronic apparatus utilizing piezoelectric device | |
JP2004266763A (en) | Package for piezoelectric device and manufacturing method thereof, piezoelectric device utilizing the package, and electronic apparatus utilizing the piezoelectric device | |
JP2007235289A (en) | Piezoelectric oscillator | |
JP4114149B2 (en) | Piezoelectric device, manufacturing method thereof, mobile phone device using piezoelectric device, and electronic apparatus using piezoelectric device | |
JP2005065189A (en) | Piezo-electric device and its manufacturing method, mobile telephone using piezo-electric device, and electronic apparatus using piezo-electric device | |
JP2005051408A (en) | Piezoelectric device and its manufacturing method, mobile telephone device using piezoelectric device, and electronic equipment using piezoelectric device | |
JP4019990B2 (en) | Method of manufacturing piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device | |
JP2006074567A (en) | Piezoelectric device | |
JP4865350B2 (en) | Piezoelectric oscillator, method of manufacturing the same, and electronic device including the piezoelectric oscillator | |
JP2003204234A (en) | Production method for piezoelectric vibrating reed, piezoelectric device utilizing piezoelectric vibrating reed, portable telephone equipment utilizing such piezoelectric device and electronic equipment utilizing piezoelectric device | |
JP2004289478A (en) | Joint structure of piezoelectric vibration piece, piezoelectric device, its manufacturing method, cell phone unit using piezoelectric device, and electronic equipment using piezoelectric device | |
JP2005184229A (en) | Piezoelectric device and its manufacturing method, package for piezoelectric device, mobile telephone device using piezoelectric device, and electronic apparatus using piezoelectric device | |
JP2005094461A (en) | Piezoelectric device, its manufacturing method, portable telephone system using piezoelectric device, and electronic equipment using piezoelectric device | |
JP4117555B2 (en) | Surface mount type piezoelectric device | |
JP2005244500A (en) | Manufacturing method of piezoelectric device, package for piezoelectric device, mobile phone utilizing piezoelectric device, and electronic apparatus utilizing piezoelectric device | |
JP2007124514A (en) | Piezoelectric oscillator and method of manufacturing the same |