JP2007243535A - 圧電振動片の接合構造、及び圧電デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】振動腕34,35を支持する基部51を備える圧電振動片32について、基部51から延びるように分岐された複数の固定用腕37,38を、接着剤でパッケージ36に接合するようにした圧電振動片の接合構造であって、複数の固定用腕37,38は、それぞれ、パッケージ36との接合箇所52,54が長手方向に複数設けられており、この複数の接合箇所52,54の一方に導電性接着剤43が用いられ、他方に非導電性の接着剤42が用いられる。
【選択図】図1
Description
図5はこの従来の圧電デバイス1の概略平面図であり、図6は図5のA−A線切断断面図である(例えば、特許文献1参照)。
これらの図において、圧電デバイス1は圧電振動子の例を示しており、パッケージ2内に圧電振動片3が収容されている。
基部4からは、振動腕5,5と平行に延びる固定用腕6,6が一体に形成されており、さらに、振動腕5,5と反対の方向にはバランス部7が一体に形成されている。
そして、固定用腕6,6は、圧電振動片2の重心GPを通る幅方向の仮想線GP1上に、接着剤10,10を適用してパッケージ2側のマウント電極12,12と接合されている。
さらに、この複数の接続箇所の一方の接合箇所に導電性接着剤が用いられるため、この一方の接続箇所で圧電振動片とパッケージ側との導通が図れる。一方、複数の接続箇所の他方の接合箇所には非導電性の接着剤が用いられるが、非導電性の接着剤は導電性接着剤に比べて単位面積当たりの接着剤(接着成分)が多いため、固定性能に優れている。
したがって、本発明によれば、圧電振動片の厚み方向の振れを有効に防止して、優れた振動特性を備えた圧電振動片の接合構造を提供することができる。
第2の発明の構成によれば、複数の接合箇所のうち、基部側に非導電性の接着剤が用いられるが、非導電性の接着剤は、導電性接着剤のようにフィラーがないため、その分柔らかく、より振動を吸収することになる。したがって、この柔軟性のある接着剤を、振動腕の振動をより近くで受ける基部側に配置することで、振動腕の振動が接合箇所を通じてパッケージ側に漏れる恐れを有効に防止でき、優れた振動特性を得ることができる。また、基部には、一般的に、互いに異極となる電極パターンが形成されているため、この基部側に配置される接着剤を非導電性とすることで、ショートの恐れも防止できる。
第3の発明の構成によれば、複数の接合箇所のうち、基部側に導電性の接着剤が用いられる。このため、パッケージと導通を図る接合箇所と振動腕を励振させる電極との距離が近くなり、浮遊容量がのることを防止して、導通性が安定する。
第4の発明の構成によれば、導電性接着剤および非導電性の接着剤は、シリコーン系の接着剤であるため、柔軟性のあるシリコーンにより振動腕の振動を吸収して、接合箇所を通じて、パッケージ側に振動が漏れることを有効に防止し、優れた振動特性を得ることができる。
第5の発明の構成によれば、導電性接着剤および非導電性の接着剤は、ポリイミド系の接着剤であるため、接着力に優れているポリイミドにより、外部からの衝撃があった場合であっても、その衝撃によって圧電振動片がパッケージから剥がれる恐れを防止できる。
第6の発明の構成によれば、複数の接合箇所のうち、基部側にシリコーン系の接着剤が用いられ、基部側より先端側にポリイミド系の接着剤が用いられている。このため、先端側のポリイミド系の接着剤によって、圧電振動片とパッケージ側との確実な固定を得ることができ、さらに、ポリイミド系の接着剤が先端側に配置されていても、先端側は振動腕から遠くなる側なので、基部側に比べて振動漏れを考慮する必要が少ない。しかも、基部側にはシリコーン系の接着剤が用いられているので、振動腕からの振動を吸収して、先端側に伝達される振動も少ない。したがって、確実な固定と振動漏れの防止という相反する2つの効果を同時に得ることができる。
したがって、本発明によれば、圧電振動片の厚み方向の振れを有効に防止して、優れた振動特性を備えた圧電デバイスを提供することができる。
なお、圧電デバイスとは、圧電振動子や圧電発振器等の名称にかかわらず、パッケージ内に圧電振動片を収容した全ての製品を意味する。
また、図1の平行斜線で示した部分は、理解の便宜のために示した電極パターンであり、断面等を表すものではない。また、図2では、図面が煩雑になるため、図1の平行斜線で示す電極パターンを図示していない。
パッケージ36は、矩形状となっており、例えば、絶縁材両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型して形成される複数の基板を積層した後に、焼結して形成されており、図2に示されるように、この実施形態では、下から第1の基板36b、及び第2の基板36aを重ねて形成されている。
また、第2の基板36aの図2において、上部に開口した側の開口端面には、低融点ガラス等のロウ材48が適用されて、蓋体39により内部空間Sが密封されている。蓋体39は、蓋体封止した後であっても圧電振動片32に設けられた励振電極等の金属被覆部にレーザ光を照射して、質量削減方式により周波数調整できるように、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。
すなわち、第1の基板36bの内部空間Sに露出する面(パッケージ36の内側底面)の幅方向には、図1に示すように、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マウント電極31,31が設けられている。マウント電極31,31は、圧電振動片32に駆動電圧を供給する電極であり、導電スルーホール等(図示せず)で底面の実装端子39,39と接続されて、互いに異極となっている。
そして、このマウント電極31,31の上に接着剤としてシリコーン系またはエポキシ系あるいはポリイミド系等の導電性接着剤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が載置されて、導電性接着剤43,43が硬化することで、パッケージ側のマウント電極31,31と圧電振動片32とが電気的機械的に接続されている。
導電性接着剤43などについては、後で詳細に説明する。
本実施形態の場合、圧電振動片32には所謂音叉型の圧電振動片が用いられており、小型に形成して必要な性能を得るために、互いに平行に延びる一対の振動腕34,35と、この一対の振動腕34,35を支持する基部51と、この基部51から延びるように分岐された固定用腕37,38とを備えている。なお、振動腕34,35、基部51、及び固定用腕37,38は一体に形成されている。
さらに、本実施形態の基部51は、圧電振動片32をパッケージ36側に接合するための複数の固定用腕37,38を支持するための部分でもある。
具体的には、固定用腕37,38は、基部51の振動腕34,35側と反対側の端部から、幅方向(図1のX方向)の両側に延びるように形成された後、振動腕34,35と平行になるように略直角に曲がって形成されている。また、固定用腕37と固定用腕38とは、幅方向(X方向)を等しく二つに分ける中心軸Cを中心にして対称になっている。これにより、固定用腕37,38は、基部51および振動腕34,35を間に挟むようにして対となっている。
具体的には、固定用腕37には、励振電極44が基部51を通って引き回され、固定用腕38には、励振電極45が基部51を通って引き回されている。そして、図2の上面だけではなく、下面(マウント電極31,31と対向する面)にも全体的に電極パターン(図示せず)が引き回されており、上面の電極パターン(図1の平行斜線の部分)と下面の電極パターン(図示せず)とは導通している。
本実施形態の場合、固定用腕37の接合箇所52,54と固定用腕38の接合箇所52,54とは、中心軸Cを中心にして略対称になっており、それぞれ、先端側と基部51側の2箇所に設けられている。
なお、固定用腕37の接合箇所52,54と固定用腕38の接合箇所52,54は、同様の構成となっているため、以下、特別な明示がない限り、固定用腕37についてのみ説明する。
具体的には、接合箇所52は先端側に、接合箇所54は基部51側に設けられている。この先端側および基部51側とは、互いの相対的な位置関係を表すものであるが、本実施形態の場合、圧電振動片32の重心GP2を通る幅方向(図1のX方向)の仮想線GP3より先端側に接合箇所52が、基部51側に54が形成されている。
そして、仮想線GP3より先端側(本実施形態では先端部37a)の接合箇所52に導電性接着剤43が用いられている。これに対して、仮想線GP3より基部51側(本実施形態では固定用腕37の略直角に曲がった角部37b)の接合箇所54に非導電性の接着剤42が用いられている。
一方、基部51側の角部37bの接合箇所54については、パッケージ36の内部空間Sに露出した内側底面にパターン33を形成し、このパターン33の上に非導電性の接着剤42を塗布して、その上に基部51側の角部37bを載置するようにしている。
しかも、非導電性の接着剤42は、導電性接着剤43のように導電フィラーがないため、その分柔らかく、より振動を吸収することができる。したがって、非導電性の接着剤42を、振動腕34,35の振動をより近くで受ける基部51側に配置することで、振動腕34,35の振動が接合領域54を通じてパッケージ36側に漏れる恐れを有効に防止して、優れた振動特性を得ることができる。
具体的には、パターン33は、マウント電極31と同様の厚み付けをされている。また、マウント電極31と同じ製造工程で形成できるように略同じ材料からなっており、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され、図1に示すように、パッケージ36の幅方向に沿って、角部37bから角部38bまで全体的に設けられている。
さらに、この複数の接続箇所のうち一方の接合箇所52に導電性接着剤43が用いられるため、この一方の接続箇所52で圧電振動片32とパッケージ36側との導通が図れる。一方、複数の接続箇所のうち他方の接合箇所54には非導電性の接着剤42が用いられるため、圧電振動片32とパッケージ36との固定を確実にできる。
すなわち、図3は上述した実施形態の第1の変形例に係る圧電デバイス22の概略平面図である(図1ないし図3の説明で用いた符号と同一の符号を付した箇所は共通する構成である)。
この図に示されるように、基部51側の接合箇所54を固定用腕37と固定用腕38とに分ける必要がなく、固定用腕37の基部51側の接合箇所54と固定用腕38の基部51側の接合箇所54とをつなぐように、非導電性の接着剤42を塗布するようにしもよい。
すなわち、図4は上述した実施形態の第2の変形例に係る圧電デバイス24の概略平面図である(図1ないし図3の説明で用いた符号と同一の符号を付した箇所は共通する構成である)。
また、圧電振動片32とパッケージ36側との導通は、固定用腕37,38の基部51側の接合箇所54,54で図るため、基部51側の接合箇所54,54より先端側には、電極パターンが不要となる。したがって、より浮遊容量がのり難くなり、圧電デバイス24の導通性が安定する。
また、図4の圧電デバイス24では、基部51側で導通を図るため、パッケージ36の内部空間Sに露出した内側底面の基部51側であって、幅方向の両端に、互いに異極となるマウント電極31,31が設けられ、このマウント電極31,31に上に、導電性接着剤43が塗布されている。
Claims (7)
- 振動腕を支持する基部を備える圧電振動片について、前記基部から延びるように分岐された複数の固定用腕を、接着剤でパッケージに接合するようにした圧電振動片の接合構造であって、
前記複数の固定用腕は、それぞれ、パッケージとの接合箇所が長手方向に複数設けられており、この複数の接合箇所の一方に導電性接着剤が用いられ、他方に非導電性の接着剤が用いられる
ことを特徴とする圧電振動片の接合構造。 - 前記複数の接合箇所のうち、前記基部側に前記非導電性の接着剤が用いられることを特徴とする請求項1に記載の圧電振動片の接合構造。
- 前記複数の接合箇所のうち、前記基部側に前記導電性接着剤が用いられることを特徴とする請求項1に記載の圧電振動片の接合構造。
- 前記導電性接着剤および非導電性の接着剤は、シリコーン系の接着剤であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の圧電振動片の接合構造。
- 前記導電性接着剤および非導電性の接着剤は、ポリイミド系の接着剤であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の圧電振動片の接合構造。
- 前記複数の接合箇所のうち、前記基部側にシリコーン系の接着剤が用いられ、前記基部側より先端側にポリイミド系の接着剤が用いられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の圧電振動片の接合構造。
- 振動腕を支持する基部を有し、この基部から延びるように分岐された複数の固定用腕を有する圧電振動片と、前記固定用腕を接合するようにして前記圧電振動片を収容するパッケージとを備えた圧電デバイスであって、
前記複数の固定用腕は、それぞれ、パッケージとの接合箇所が長手方向に複数設けられており、この複数の接合箇所の一方に導電性接着剤が用いられ、他方に非導電性の接着剤が用いられる
ことを特徴とする圧電デバイス。
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