JP2006278756A - Package for piezoelectric vibrator storage and piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部に水晶振動子やセラミック振動子等の圧電振動子を収納するための圧電振動子収納用パッケージおよび圧電装置に関するものである。 The present invention relates to a piezoelectric vibrator housing package and a piezoelectric device for housing a piezoelectric vibrator such as a crystal vibrator or a ceramic vibrator.
従来、内部に水晶振動子等の圧電振動子を収容するための圧電振動子収納用パッケージは、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミックス等のセラミック材料から成り、その上面中央部に圧電振動子を収納するための凹部を有する基体と、基体の上面に凹部を取り囲むようにして形成される枠状の封止用メタライズ層と、凹部の底面に形成された導体層と、導体層上に形成された導体バンプとを具備している。なお、通常、基体の外側面や下面等の外表面には外部接続端子が形成され、導体バンプから外部接続端子にかけて配線導体が導出されている。なお、通常、導体層や導体バンプ、配線導体の表面には金めっき層が被着され、酸化腐食の防止や、接触抵抗の低減等が図られている。 Conventionally, a piezoelectric vibrator housing package for housing a piezoelectric vibrator such as a quartz crystal vibrator is an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, or a ceramic such as glass ceramic. A base made of a material and having a recess for housing the piezoelectric vibrator at the center of the upper surface, a frame-shaped sealing metallization layer formed on the upper surface of the base so as to surround the recess, and a bottom surface of the recess The conductor layer formed and the conductor bump formed on the conductor layer are provided. Normally, external connection terminals are formed on the outer surface such as the outer surface and the lower surface of the base, and the wiring conductor is led out from the conductor bumps to the external connection terminals. Usually, a gold plating layer is deposited on the surface of the conductor layer, the conductor bump, and the wiring conductor to prevent oxidation corrosion, reduce contact resistance, and the like.
この圧電振動子収納用パッケージの凹部内に圧電振動子を収容するとともに、圧電振動子の電極を、導体層および導体バンプに導電性接着剤等を介して電気的,機械的に接続し、その後、基体の上面の凹部の周囲の封止用メタライズ層に蓋体をろう材等を介して取着して凹部を塞ぐことにより、凹部内に圧電振動子が気密封止されて圧電装置となる。そして、外部接続端子を外部電気回路に接続することにより圧電振動子が外部電気回路と接続される。例えば、圧電振動子が水晶振動子の場合であれば、圧電装置から外部電気回路に時間や周波数の基準信号等が出力される。 The piezoelectric vibrator is housed in the recess of the piezoelectric vibrator housing package, and the electrodes of the piezoelectric vibrator are electrically and mechanically connected to the conductor layer and the conductor bump via a conductive adhesive, etc. The lid is attached to the sealing metallization layer around the concave portion on the upper surface of the base member via a brazing material or the like to close the concave portion, whereby the piezoelectric vibrator is hermetically sealed in the concave portion to form a piezoelectric device. . Then, the piezoelectric vibrator is connected to the external electric circuit by connecting the external connection terminal to the external electric circuit. For example, when the piezoelectric vibrator is a quartz crystal vibrator, a time and frequency reference signal is output from the piezoelectric device to an external electric circuit.
なお、導体層の上面に導体バンプを形成するのは、圧電振動子と凹部との間に、導電性接着剤の溜まりが十分に形成されるような空間を設け、圧電振動子の接続信頼性を確保するためである。また、圧電振動子と基体の凹部の底面との間に空間を確保し、圧電振動子の振動をより確実に発生させる目的もある。 The conductor bumps are formed on the upper surface of the conductor layer by providing a space between the piezoelectric vibrator and the recess so that a sufficient pool of conductive adhesive is formed, and the connection reliability of the piezoelectric vibrator. This is to ensure Another object of the present invention is to secure a space between the piezoelectric vibrator and the bottom surface of the concave portion of the base body to generate vibration of the piezoelectric vibrator more reliably.
ここで、このような従来の圧電振動子収納用パッケージの一例を図3に示す。図3(a)は平面図であり、図3(b)は、B−B’における断面図である。 An example of such a conventional piezoelectric vibrator housing package is shown in FIG. FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a cross-sectional view at B-B ′.
このような圧電振動子収納用パッケージは、図3(a)および図3(b)に示すように、上側主面に圧電振動子203を収納するための凹部202を有する基体201と、凹部202の底面に形成された導体層205と、導体層205の上に形成される導体バンプ206とから成るとともに導体バンプ206の上面に平板状の圧電振動子203の下面の端部が取着される。
As shown in FIGS. 3A and 3B, such a piezoelectric vibrator housing package includes a
この基体201の凹部202内に圧電振動子203を収容するとともに、圧電振動子203の端部に形成されている電極(図示せず)を、導体層205および導体バンプ206に導電性接着剤209等を介して電気的、機械的に接続し、そして基体201の上面の凹部202の周囲に低融点金属等のろう材を介して金属やセラミックス等から成る蓋体210を取着することによって、基体201と蓋体210とから成る容器の内部に圧電振動子203が気密に封止された圧電装置となる。
The
この場合、圧電振動子203の電極と、導体バンプ206との位置決めは、画像認識装置で導体層205の外周縁を認識し、その導体層の外周縁を基準にして所定の位置に形成されているであろう導体バンプ206の位置を算出して、この導体バンプ206に圧電振動子203の電極の中央部が位置するように圧電振動子203を移動させることにより行なわれる。
In this case, the positioning of the electrode of the
なお、導体層205および導体バンプ206は、通常、導体層205が圧電振動子203の寸法等に応じた大きさ、位置で、凹部202の底面に形成されている。
Note that the
近年、このような圧電装置は、市場の要求に伴い、圧電振動子収納用パッケージの小型化が進んできており、これに対応するため、圧電振動子203を収容するための凹部202をより小さくする動きがあり、このように圧電振動子収納用パッケージが小型化すると、それに伴い圧電振動子203を接続するための導体層205および導体バンプ206の大きさが小さくなってくる。
In recent years, in accordance with market demands, such piezoelectric devices have been downsized in the piezoelectric vibrator housing package, and in order to cope with this, the
また、一辺の長さが3mm以下となるような小型の圧電振動子収納用パッケージにおいては、上面視での圧電振動子203の外周部と基体201の封止用メタライズ層204が形成される枠部の内周部との間隔は非常に狭いものとなってきている。
しかしながら、近年の圧電装置の小型化にともない、導体層205および導体バンプ206が小さく形成されるようになっていることから、画像認識装置等による導体バンプ206の位置の認識精度が悪くなるという問題点を有していた。
However, with the recent miniaturization of the piezoelectric device, the
つまり、導体層205が小さくなることにより、その外周縁の位置を画像認識装置で認識するのが難しくなり、これに応じて、導体バンプの位置を容易に、精度よく算出することが難しくなる。
That is, as the
その結果、導体バンプ206の位置を特定することがきわめて困難となり、圧電振動子203を圧電振動子収納用パッケージの内部に実装する際に圧電振動子203の電極を正確に導体バンプ206上に位置決めすることが難しくなり、圧電振動子203の接続不良が発生したり、圧電振動子203がずれて実装された際に、導電性接着剤209が、隣接する導体層の間に流れ出して電気的短絡等の実装不良が発生するという問題を生じてしまう。
As a result, it is extremely difficult to specify the position of the
また、導体層205や導体バンプ206は、表面に金めっき層207が被着形成されることから、その表面は凹凸が少なく不活性であり、導電性接着剤の機械的な接続の強度が低くなりやすいという問題があった。特に、接続部の面積が狭いものになった場合、導体層205および導体バンプ206と、導電性接着剤209とを機械的に強固に接続することが極めて困難となってきている。
In addition, since the
本発明は、かかる問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、圧電振動子収納用パッケージが小型化した場合でも、圧電振動子の電極を導体バンプに位置精度良く、かつ電気的,機械的に良好に接続することができる圧電振動子収納用パッケージ、およびこの圧電振動子収納用パッケージを用いた信頼性の高い圧電装置を提供することにある。 The present invention has been devised in view of such a problem, and the object thereof is to provide an accurate electrical position of the electrodes of the piezoelectric vibrator to the conductor bump even when the piezoelectric vibrator housing package is downsized. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric vibrator housing package that can be mechanically connected and a highly reliable piezoelectric device using the piezoelectric vibrator housing package.
本発明の圧電振動子収納用パッケージは、上面に圧電振動子が収容される凹部を有する基体と、前記凹部の底面に形成された導体層と、該導体層上に形成され、導電性接着剤を介して前記圧電振動子が接合される導体バンプと、前記導体層および前記導体バンプの表面に被着されている金めっき層とを具備し、該金めっき層は、前記導体バンプに被着されている部位の表面より前記導体層に被着されている部位の表面が粗いことを特徴とするものである。 The package for housing a piezoelectric vibrator of the present invention includes a base having a recess in which a piezoelectric vibrator is accommodated on the upper surface, a conductor layer formed on the bottom surface of the recess, and a conductive adhesive formed on the conductor layer. A conductor bump to which the piezoelectric vibrator is joined via a conductor, and a gold plating layer deposited on the surface of the conductor layer and the conductor bump. The gold plating layer is deposited on the conductor bump. The surface of the portion deposited on the conductor layer is rougher than the surface of the portion that is formed.
本発明の圧電振動子収納用パッケージは、好ましくは、前記導体層は、導体粉末が焼成されて形成されたメタライズ層であり、前記導体粉末よりも粗い無機物粉末が添加されていることを特徴とするものである。 In the piezoelectric vibrator housing package of the present invention, preferably, the conductor layer is a metallized layer formed by firing conductor powder, and an inorganic powder coarser than the conductor powder is added. To do.
本発明の圧電振動子収納用パッケージは、好ましくは、前記基体がセラミック材料から成り、前記導体層に添加されている前記無機物粉末が、前記セラミック材料であることを特徴とするものである。 In the piezoelectric vibrator housing package of the present invention, preferably, the base is made of a ceramic material, and the inorganic powder added to the conductor layer is the ceramic material.
本発明の圧電装置は、上記のいずれかに記載された圧電振動子収納用パッケージと、前記凹部内に収容されるとともに導電性接着剤を介して前記導体バンプに接合された圧電振動子と、前記基体の上面に取着された蓋体とを具備していることを特徴とするものである。 A piezoelectric device according to the present invention includes a piezoelectric vibrator housing package described in any one of the above, a piezoelectric vibrator housed in the concave portion and bonded to the conductor bump via a conductive adhesive, And a lid attached to the upper surface of the base body.
本発明の圧電振動子収納用パッケージによれば、上面に圧電振動子が収容される凹部を有する基体と、凹部の底面に形成された導体層と、導体層上に形成され、導電性接着剤を介して圧電振動子が接合される導体バンプと、導体層および導体バンプの表面に被着されている金めっき層とを具備し、金めっき層は、導体バンプに被着されている部位の表面より導体層に被着されている部位の表面が粗くなるように形成されていることから、導体層に被着された金めっき層と導体バンプに形成された金めっき層との反射率の差に起因する輝度の差が顕著に大きくなり、画像認識装置等により、導体バンプを導体層と識別して直接認識することができる。そのため、圧電振動子の導体バンプに対する接続の位置精度を向上させることができる。 According to the package for housing a piezoelectric vibrator of the present invention, a base having a recess that accommodates the piezoelectric vibrator on the top surface, a conductor layer formed on the bottom surface of the recess, and a conductive adhesive formed on the conductor layer A conductor bump to which the piezoelectric vibrator is bonded via the conductor layer, and a gold plating layer deposited on the surface of the conductor layer and the conductor bump. Since the surface of the portion deposited on the conductor layer is rougher than the surface, the reflectance of the gold plating layer deposited on the conductor layer and the gold plating layer formed on the conductor bump is reduced. The difference in luminance due to the difference becomes remarkably large, and the conductor bump can be identified as the conductor layer and directly recognized by an image recognition device or the like. Therefore, it is possible to improve the positional accuracy of the connection with respect to the conductor bump of the piezoelectric vibrator.
また、導体層に被着されている部位の金めっき層が導体バンプに被着されている部位の金めっき層よりも表面が粗く形成されていることから、接続部の外周で微細な凹凸内に導電性接着剤が入り込むことによるアンカー効果等を得やすくなる。よって、導電性接着剤を介して、圧電振動子を機械的に強固に接続することができる。 In addition, since the surface of the gold plating layer applied to the conductor layer is rougher than the portion of the gold plating layer applied to the conductor bump, the inner surface of the connection portion has fine irregularities. It becomes easy to obtain an anchoring effect and the like due to the conductive adhesive entering into. Therefore, the piezoelectric vibrator can be mechanically firmly connected through the conductive adhesive.
よって、圧電振動子の電極を導体バンプに位置精度良く、かつ電気的,機械的に強固に接続することができる。 Therefore, the electrode of the piezoelectric vibrator can be firmly connected to the conductor bump with high positional accuracy and electrically and mechanically.
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージによれば、好ましくは、導体層は、導体粉末が焼成されて形成されたメタライズ層であり、導体粉末よりも粗い無機物粉末が添加されていることから、導体層の大きさ、厚みに応じて従来のスクリーン印刷法により導体層を形成できるとともに、粗い無機物粉末により導体層の表面を導体バンプの表面よりも粗くすることができるので容易に導体バンプの表面に被着されている金めっき層よりも接続パッドの表面が粗くなるように金めっき層を形成することができる。 According to the package for housing a piezoelectric vibrator of the present invention, preferably, the conductor layer is a metallized layer formed by firing conductor powder, and an inorganic powder coarser than the conductor powder is added. The conductor layer can be formed by a conventional screen printing method according to the size and thickness of the conductor layer, and the surface of the conductor layer can be made rougher than the surface of the conductor bump by the coarse inorganic powder. The gold plating layer can be formed so that the surface of the connection pad is rougher than the gold plating layer deposited on the surface.
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージによれば、好ましくは、基体がセラミック材料から成り、導体層に添加されている無機物粉末が、そのセラミック材料であることから、従来のセラミック材料の焼成温度で基体と導体層とを同時焼成することができ、セラミック材料を介して(基体のセラミック材料と導体層に添加されたセラミック材料との間の接合により)基体に対する導体層の接合の強度(いわゆるメタライズ強度)を強固なものとすることができる。 According to the package for accommodating a piezoelectric vibrator of the present invention, preferably, the base is made of a ceramic material, and the inorganic powder added to the conductor layer is the ceramic material. The substrate and the conductor layer can be co-fired at temperature, and the strength of the bond of the conductor layer to the substrate (by bonding between the ceramic material of the substrate and the ceramic material added to the conductor layer) ( The so-called metallization strength can be strengthened.
また、導体層に添加されている無機物粉末と、基体を構成するセラミック材料とは同一材料からなっていることから、基体の構成材料と導体層中の無機物粉末との反応による焼成時の収縮挙動の変化を防止することができ、無機物粉末と基体との同時焼成時の反応による変色や反り等を防止できる。 In addition, since the inorganic powder added to the conductor layer and the ceramic material constituting the substrate are made of the same material, the shrinkage behavior during firing due to the reaction between the component material of the substrate and the inorganic powder in the conductor layer Change, and discoloration, warpage, and the like due to a reaction during simultaneous firing of the inorganic powder and the substrate can be prevented.
また、本発明の圧電装置は、上記のいずれかに記載された圧電振動子収納用パッケージと、凹部内に収容されるとともに導電性接着剤を介して導体バンプに接合された圧電振動子と、基体の上面に取着された蓋体とを具備していることから、小型化したとしても圧電振動子収納用パッケージと内部に収容する圧電振動子との電気的,機械的な接続信頼性の高い、圧電振動子を長期にわたって正確に作動させることができる圧電装置を提供できる。 The piezoelectric device of the present invention includes a piezoelectric vibrator housing package described in any one of the above, a piezoelectric vibrator housed in a recess and bonded to a conductor bump via a conductive adhesive, Since it has a lid attached to the upper surface of the substrate, the electrical and mechanical connection reliability between the piezoelectric vibrator housing package and the piezoelectric vibrator housed therein can be ensured even if it is downsized. A high piezoelectric device capable of accurately operating a piezoelectric vibrator over a long period of time can be provided.
次に、本発明の圧電振動子収納用パッケージおよび圧電装置を添付の図面を基に説明する。 Next, a piezoelectric vibrator housing package and a piezoelectric device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1(a)は本発明の圧電振動子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す平面図であり、図1(b)はA−A’線における断面図、図2は図1(b)の接続部における要部拡大図である。同図において101は基体、102は凹部、103は圧電振動子、104は封止用メタライズ層、105は導体層、106は導体バンプである。 FIG. 1A is a plan view showing an example of an embodiment of a package for accommodating a piezoelectric vibrator of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′, and FIG. It is a principal part enlarged view in the connection part of FIG. In the figure, 101 is a substrate, 102 is a recess, 103 is a piezoelectric vibrator, 104 is a metallization layer for sealing, 105 is a conductor layer, and 106 is a conductor bump.
そして、主として基体101、凹部102、導体層105および導体バンプ106で本発明の圧電振動子収納用パッケージが構成されている。
The
基体101は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体,ガラスセラミックス等のセラミック材料から成る絶縁層を積層して成り、例えば一辺の長さが2〜20mm程度で厚みが0.4〜2mm程度の四角形状である。そして、その上面中央部に圧電振動子103を搭載するための四角形状の凹部102が設けられている。図1の例では、凹部102の底面を圧電振動子103の搭載部としている。
The
このような基体101は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム等の原料粉末をシート状に成形したグリーンシートを複数枚準備し、このグリーンシートの一部のものについて打ち抜き加工を施して凹部102を形成するための開口を設けるとともに、これらのグリーンシートを順次に積層、焼成することによって作製される。
If the
また、圧電振動子103は、例えば圧電発振器を構成する水晶振動子や、セラミック振動子等であり、この例では長方形状の端部に電極を有する圧電振動子103(水晶振動子)を凹部102に収容した例を示している。凹部102の底面には導体層105が形成されている。また、導体層105上には導体バンプ106が形成されている。
Further, the
導体層105および導体バンプは、タングステンやモリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金等の金属材料により形成される。導体層105は、例えばタングステンから成る場合であれば、タングステンの粉末に有機溶剤、バインダー等を添加して成る金属ペーストを絶縁基体101となるグリーンシートの凹部102底面に所定パターンに印刷しておくことにより形成される。また、このような凹部102の導体層105の上面に形成される導体バンプ106は、このように形成された導体層105の上面に、さらに導体バンプ106となるタングステンの金属ペーストを、バンプ状(凸状)に盛り上げて印刷しておくことにより形成される。
The
また、導電性接着剤109はエポキシ樹脂等の樹脂材料に導電性フィラーとして銀、金、銅、アルミニウム、ニッケル等の粒子を添加混合して形成されたものが用いられる。例えば、未硬化のエポキシ樹脂に銀粒子を添加した未硬化の導電性接着剤を圧電振動子103の電極と導体層105および導体バンプ106との間に介在させておいて、エポキシ樹脂を熱や紫外線等で硬化させることにより、圧電振動子103の電極と導体層105および導体バンプ106とが接合される。
In addition, the
導体層105および導体バンプ106の表面には金めっき層107が被着され、導体層105および導体バンプ106に対する導電性接着剤109の接続電気抵抗が低くなるようにされているとともに、酸化腐食が防止されている。
A
金めっき層107は、例えば、シアン系(シアン化金を金の供給源とし、電動塩、pH調整剤等を添加したもの等)の電解めっき浴に導体層105および導体バンプを浸漬し、所定の電流密度、時間でめっき層を被着させる電解めっき法により形成される。
The
金めっき層107は、導体バンプ106に被着されている部位の表面より導体層105に被着されている部位の表面が粗くなるように形成されている。
The
このような構造とすることより、導体層105に被着された金めっき層107と導体バンプ106に形成された金めっき層107との反射率の差に起因する輝度の差が顕著に大きくなり、画像認識装置等により、導体バンプ106を、導体層105と識別して、直接認識することができる。
By adopting such a structure, the difference in luminance due to the difference in reflectance between the
よって、基体101を平面視で見た場合に導体バンプ106の外周が全周にわたって導体層105の外周よりも内側に位置するように形成されていたとしても、圧電振動子103の電極を接続する導体バンプ106(高い部分)を精度よく、かつ容易に特定することができる。その結果、圧電振動子103の導体バンプ106に対する電極の位置決めが正確かつ容易になる。
Accordingly, even when the outer periphery of the
また、導体層105に被着されている部位の金めっき層107が導体バンプ106に被着されている部位の金めっき層107よりも表面が粗く形成されていることから、接続部の外周で微細な凹凸内に導電性接着剤109が入り込むことによるアンカー効果等を得やすくなる。つまり、圧電振動子103と導体層106との間を導電性接着剤109を介して強固に接合することができる。よって、圧電振動子収納用パッケージに対する圧電振動子103の電気的、機械的な接続な接続を良好なものとすることができる。
In addition, since the
例えば、圧電振動子103の電極を画像認識装置等により導体層105上に形成された導体バンプ106の外周部の位置を確認することにより、接続部の最も高い部分である導体バンプ106の上面部分を特定し、この部分にディスペンサー(図示せず)から導電性接着材109を供給し、さらにこの部分にマウンターにより圧電振動子103の電極が接続されるように搭載することにより、圧電振動子103の電極と導体バンプ106、および導体層105に導電性接着材109を介して圧電振動子103の電極が接合される。
For example, by confirming the position of the outer periphery of the
このとき、マウンターにより搭載された圧電振動子103は供給された導電性接着剤109を押し付けて、導体バンプ106に被着されている金めっき層107の表面よりも表面が粗く形成されている導体層105の金めっき層107側にも広がり固まることになる。
At this time, the
また、導体バンプ106に被着されている金めっき層107の表面が粗く形成されていることから、導電性接着剤109の流動をある程度抑制することができ、圧電振動子103との接続時の隣り合う導体層105間の電気的短結(ショート)も防止することができる。
In addition, since the surface of the
タングステンやモリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金等の金属材料導体のみからなる導体バンプ106の金めっき層の表面粗さ(算術表面粗さRa)は、例えばシアン系浴を用いた電解めっき法により形成された場合、1〜3μm程度である。これにより、金めっき層107と導体バンプ106との被着強度を保つことができ、また金めっき層のフクレ、ハガレ等の不具合が防止されている。
The surface roughness (arithmetic surface roughness Ra) of the gold plating layer of the
一方、金属材料導体に含まれる導体粉末よりも粗い無機物粉末111が添加された導体層105は、導体バンプ106よりも表面粗さが粗くなり、導体層105の金めっき層107の被着後の表面粗さ(算術表面粗さRa)は3〜10μm程度であり、明らかに導体層105に被着された金めっき層107の表面が導体バンプ106に被着された金めっき層107よりも表面が粗く形成される。これにより、導体層105の金めっき層107の表面が粗く形成されることにより光の反射方向が拡散して反射率の低い領域となり、導体層105と導体バンプ106との輝度の差が生じることにより圧電振動子103を実装する際の自動実装装置の画像認識装置による認識性を向上させることができる。
On the other hand, the
金めっき層107について、導体層105に被着されている部位の表面を導体バンプ106に被着されている部位の表面を粗くするには、例えば、金めっき層107の下地となる導体層105の表面の粗さを導体バンプ106の表面の粗さよりも粗くしておくことや、導体層105の表面に粗い金めっき層を被着させた後、導体層105を樹脂等でマスクしておいて、導体バンプ106の表面に平滑な金めっき層を被着させること等の方法を用いることができる。金めっき層107の表面粗さは、例えば、電解めっき法でめっきする場合に電流密度を大きくすること等の方法を用いることができる。
In order to roughen the surface of the portion of the
なお、金めっき層107は、ニッケルめっき層や銅めっき層等の下地めっき層(図示せず)を介して導体層105や導体バンプ106表面に被着されていてもよい。例えば、1〜20μm程度の厚みのニッケルめっき層(図示せず)と0.1〜3μm程度の厚みの金めっき層とが順次導体層105および導体バンプ106に被着されている場合には、導体層105および導体バンプ106の酸化腐食の防止や導電性接着剤109に対する接触電気抵抗の低減、金めっき層107の導体層105および導体バンプ106に対する被着の強度の向上等に、より有効である。
The
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージは、導体層105は、導体粉末が焼成されて形成されたメタライズ層であり、導体粉末よりも粗い無機物粉末111が添加されていることが好ましい。
In the piezoelectric vibrator housing package of the present invention, the
この場合、導体層105の大きさ、厚みに応じて従来のスクリーン印刷法により導体層105を形成できるとともに、粗い無機物粉末111により導体層105の表面を導体バンプ106の表面よりも粗くすることができるので容易に導体バンプ106の表面に被着されている金めっき層107よりも接続パッドの表面が粗くなるように金めっき層107を形成することができる。
In this case, the
よって、さらに効果的に接続部の導体層105の外周で微細な凹凸内に導電性接着剤109が入り込むことによるアンカー効果等を得やすくなるので、圧電振動子103と導体層105との間を導電性接着剤109を介して強固に接合することができる。よって、圧電振動子収納用パッケージに対する圧電振動子103の電気的、機械的な接続な接続をさらに効果的に良好なものとすることができる。
Accordingly, it becomes easier to obtain an anchor effect or the like due to the
ここで、導体層105を形成する導体粉末は、上述したように、タングステンやモリブデン、銅、銀等の金属材料(粉末)であり、導体層105を形成するための導電性ペーストを製作するためには、これらの金属粉末にバインダーと有機溶剤を添加し、三本ロールミキシングやボールミル等の従来周知の分散手段を用いて金属ペーストを製作し、さらに、分散している導体粉末よりも粗い無機物粉末111をさらにこの金属ペーストに添加して分散処理することにより製作することができる。
Here, as described above, the conductor powder forming the
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージは、基体101がセラミック材料から成り、導体層105に添加されている無機物粉末111が、そのセラミック材料から構成されていることが好ましい。
In the piezoelectric vibrator housing package of the present invention, it is preferable that the
このような構成とすることにより、従来のセラミック材料の焼成温度で基体101と導体層105とを同時焼成することができ、これらのセラミック材料(基体101のセラミック材料と導体層105に添加されたセラミック材料)との間の焼成後の接合により基体101に対する導体層101の接合の強度(いわゆるメタライズ強度)を強固なものとすることができる。
With this configuration, the
また、導体層105に添加されている無機物粉末111と、基体101を構成するセラミック材料とは同一材料からなっていることから、基体101の構成材料と導体層105中の無機物粉末111との反応による焼成時の収縮挙動の変化を防止することかでき、無機物粉末111と基体101との同時焼成時の反応による変色や反り等を防止できる。
Further, since the
ここで、基体101となるセラミック材料が例えば酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミックス等のセラミック材料から成るばあいであれば、基体101と同一のセラミック材料となるような無機物粉末111を導体層105となるメタライズペースト中に添加することにより、導体層105用のメタライズペーストを製作することができる。この際、メタライズペースト中の導体粉末よりも粗い無機物粉末111となるように、基体101となるセラミック材料とは別の粉砕工程により製作されたものを使用することが望ましい。
Here, if the ceramic material to be the base 101 is made of a ceramic material such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, or a glass ceramic, the same as the
通常、基体101となるセラミック材料は、ボールミルやジェットミル等の粉砕手段により焼成時の焼結性が良好となるような粒度がえられるように粉砕処理されてスラリー化されている。無機物粉末111は、この基体101となるセラミック材料よりも粒径を大きくする必要があるため、短時間の粉砕手段により比較的粗めの粉砕物として別に製作される。タングステンやモリブデン,銅,銀等のメタライズペースト用の導体粉末の粒径は、通常0.2〜2μm程度であり、これに対して、無機物粉末111の粒径は3〜10μm程度となるようにメタライズペースト中に添加することにより、接続部である導体層105の表面に被着される金めっき層107の表面を、導体層105の外周で微細な凹凸内になるような構造とすることができ、これにより導電性接着剤109が入り込むことによるアンカー効果等を得やすくなる。
Usually, the ceramic material used as the
本発明の圧電装置は、上記のいずれかに記載された圧電振動子収納用パッケージと、凹部102内に収容されるとともに導電性接着剤109を介して導体バンプ106に接合された圧電振動子103と、基体101の上面に取着された蓋体110とを具備していることから、小型化したとしても圧電振動子収納用パッケージと内部に収容する圧電振動子103との電気的,機械的な接続信頼性の高い、圧電振動子103を長期にわたって正確に作動させることができる圧電装置を提供できる。
The piezoelectric device of the present invention includes a piezoelectric vibrator housing package described in any of the above, and a
そして、このような圧電振動子収納用パッケージの凹部102内に圧電振動子103を収容するとともに、圧電振動子103の電極を導体バンプ106の上面および導体層105に導電性接着材109を介して電気的に接続し、次に、基体101の上面の凹部102の周囲の封止用メタライズ層104に凹部102を覆うように、蓋体110を銀ろう等のろう材等を介して取着することにより、基体101の凹部102と蓋体110とで形成される容器の内部に圧電振動子103が気密封止され、圧電装置として形成される。
The
この圧電装置は、配線導体のうち基体101の下面の外表面に導出された外部接続端子を外部電気回路に接続することにより、気密封止された圧電振動子103の電極が配線導体および外部接続端子を介して外部電気回路と電気的に接続される。
In this piezoelectric device, the electrode of the hermetically sealed
なお、本発明は以上の実施の形態の例および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えても何ら差し支えない。例えば、この例では接続部は凹部102の底面の隅部の内側面に接するように導体層105、および導体バンプ106を形成したが、圧電装置の圧電振動子の形態に合わせて、凹部102の底面の内側面から離間するように形成しても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention. For example, in this example, the
また、本発明の実施の形態の例で示した圧電装置では2層の絶縁層を積層することにより形成されているが、他の枚数の絶縁層を積層することにより形成されていてもよいのは言うまでもない。 Further, in the piezoelectric device shown in the example of the embodiment of the present invention, it is formed by laminating two insulating layers, but it may be formed by laminating other number of insulating layers. Needless to say.
101・・・・・基体
102・・・・・凹部
103・・・・・圧電振動子
104・・・・・封止用メタライズ層
105・・・・・導体層
106・・・・・導体バンプ
107・・・・・金めっき層
109・・・・・導電性接着剤
110・・・・・蓋体
111・・・・・無機物粉末
DESCRIPTION OF
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JP2005096099A JP2006278756A (en) | 2005-03-29 | 2005-03-29 | Package for piezoelectric vibrator storage and piezoelectric device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009200675A (en) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Epson Toyocom Corp | Piezoelectric device and manufacturing method for the piezoelectric device |
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2005
- 2005-03-29 JP JP2005096099A patent/JP2006278756A/en active Pending
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