JP2008011312A - Piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる電子部品の一つである圧電デバイスに関するものであり、特に、圧電デバイス内に搭載する圧電振動素子を支持する支持台を有する圧電デバイスに関する。 The present invention relates to a piezoelectric device that is one of electronic components used in electronic equipment such as portable communication equipment, and more particularly to a piezoelectric device having a support base that supports a piezoelectric vibration element mounted in the piezoelectric device. .
従来、圧電素板の表面に各種電極を形成した圧電振動素子を、容器体内部に気密状態で搭載した圧電振動子や、この圧電振動子又は圧電振動素子と発振回路を内蔵した集積回路素子等とを同一の容器体内に搭載した形態である圧電発振器、あるいは、特定の周波数帯を分離する圧電フィルタ等の各種圧電デバイスが、携帯用通信機器や電子計算機等の電子機器内に多用されている。 Conventionally, a piezoelectric vibrator in which various electrodes are formed on the surface of a piezoelectric base plate and mounted in an airtight state inside a container body, an integrated circuit element in which this piezoelectric vibrator or a piezoelectric vibrator and an oscillation circuit are built-in, etc. Are widely used in electronic devices such as portable communication devices and electronic computers, such as piezoelectric oscillators that are mounted in the same container or piezoelectric filters that separate specific frequency bands. .
かかる従来の圧電デバイスの一例として、図6に圧電振動子の一形態を示す。圧電振動子60に使用される圧電振動素子61は、圧電素板62の表裏主面上に、圧電素板62を励振させる励振用電極63と、圧電振動素子61を収納する容器体66に形成される素子接続用電極パッド67との接続をとるための容器体接続用電極64と、励振用電極63と容器体接続用電極64とを導通接続する引き出し電極65とを形成して構成される。圧電振動子60の小型化に伴い、圧電素板62形状として小型の短冊形状が主流となってきた。
As an example of such a conventional piezoelectric device, FIG. 6 shows an embodiment of a piezoelectric vibrator. The
このように構成された圧電振動素子61を、容器体66に形成した容器体66の一方の主面に開口部を有する凹部空間69内に、この凹部空間69内底面にほぼ平行になる姿勢となるように配置する。その際に、圧電振動素子61の容器体接続用電極64と、容器体66の素子接続用電極パッド67との間を、銀等の導電性金属フィラーを含有した導電性接着材68により導通接続し且つ圧電振動素子61の固着を行っている。
The
尚、導電性接着材68は、圧電振動素子61の容器体接続用電極64と、容器体66の素子接続用電極パッド67との間に塗布後、加熱固化処理を行っているが、この導電性接着材68は加熱固化後においては、圧電振動素子61を容器体66内部での姿勢保持が可能であるが、固化前の導電性接着剤68は流動性を有する軟体の状態のため圧電振動素子を所望の姿勢で一定時間保持することが難しい。そこで、圧電振動素子61の導電性接着材68により固定される固定端辺とは反対側の自由端辺の、圧電振動素子61と凹部空間69内底面との間に、圧電振動素子61の姿勢を、凹部空間69内底面にほぼ平行になる姿勢で支持する支持部70を形成する。
The
この支持部70は熱溶融性の物質で形成されており、導電性接着材68の固化前は圧電振動素子61の自由端辺下面に接触し圧電振動素子61の姿勢を所望の状態に支持し、導電性接着材68を加熱固化したのち、支持部70を加熱溶融して圧電振動素子61の自由端辺から離間させる。
The
このような形態で圧電振動素子61を凹部空間69に搭載した容器体66の開口部に、金属製の蓋体71を配置し、容器体66の内部空間を気密封止することで、圧電振動子60が形成される。
In such a form, a
尚、上述した圧電振動子以外の他の圧電デバイスとしては、上述したような容器体内の凹部空間内に、圧電振動素子と、この圧電振動素子と電気的に接続した発振回路を内蔵した集積回路素子とを一緒に搭載した形態の圧電発振器や、内部に搭載する圧電振動素子をフィルタとして機能させた圧電フィルタ等がある。 In addition, as a piezoelectric device other than the above-described piezoelectric vibrator, an integrated circuit including a piezoelectric vibration element and an oscillation circuit electrically connected to the piezoelectric vibration element in the concave space in the container as described above. There are a piezoelectric oscillator in which an element is mounted together, a piezoelectric filter in which a piezoelectric vibration element mounted inside functions as a filter, and the like.
又、前述のような形態の圧電振動子については、以下のような先行技術文献が開示されている。
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。 In addition, the applicant has not found any prior art documents related to the present invention by the time of filing of the present application other than the prior art documents specified by the above prior art document information.
しかしながら、前述したような従来の形態の圧電デバイスでは、圧電振動素子の固着を確実に行うために容器体上に熱溶融性物質からなる支持部70を配置しているが、支持台70を熱により溶融した場合、溶融した支持部素材が圧電振動素子の表面に付着して、圧電振動素子の振動特性などが不安定となる虞があった。
However, in the conventional piezoelectric device as described above, the
又、従来の形態の圧電デバイスでは、溶融した支持部素材が、容器体の凹部空間内表面に容易に流出してしまう形態であるため、特に支持部素材が導電性を有する金属材であった場合には、容器体の凹部空間内表面に形成されている素子接続用電極パッドやその他導配線を不要に短絡してしまい、圧電デバイスとして製品不良となる可能性がある。 Further, in the conventional form of the piezoelectric device, since the melted support part material easily flows out into the inner surface of the recess space of the container body, the support part material is a metal material having conductivity. In such a case, the element connection electrode pads and other conductive wires formed on the inner surface of the concave space of the container body may be unnecessarily short-circuited, resulting in a defective product as a piezoelectric device.
本発明は上記欠点に鑑み考え出されたものであり、従ってその目的は、圧電デバイスにおいて、デバイス内部に搭載する圧電振動素子の搭載姿勢を所望の状態で支持しつつ導電性接着材を固化し、固化後には支持を行わず且つ凹部空間内表面への流失がなく、更に圧電振動素子への付着もない容器体構造及び支持部構造を有することにより、圧電デバイスとしての製品不良の発生が無く、又圧電デバイス内に搭載した圧電振動素子の振動特性の変動のない圧電デバイスを提供することにある。 The present invention has been conceived in view of the above-described drawbacks. Therefore, the object of the present invention is to solidify the conductive adhesive while supporting the mounting posture of the piezoelectric vibration element mounted inside the device in a desired state. In addition, since it has a container structure and a support portion structure that does not support after solidification, does not flow out to the inner surface of the recess space, and does not adhere to the piezoelectric vibration element, there is no occurrence of product defects as a piezoelectric device. Another object of the present invention is to provide a piezoelectric device in which the vibration characteristics of the piezoelectric vibration element mounted in the piezoelectric device are not changed.
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、その一形態は、絶縁材より形成された容器体内には、この容器体の一方の主面に開口した凹部空間が形成されており、この凹部空間内には一対の素子接続用電極パッドと支持台が形成されており、この素子接続用電極パッドと支持台の上に、少なくとも主面形状が概略四角形であり且つその表裏主面のそれぞれに励振用電極及びこの励振用電極から各主面の一辺縁部に延設された容器体接続用電極が形成されている圧電振動素子が、容器体接続用電極と素子接続用電極パッドが対向する形態で配置され、素子接続用電極パッドと容器体接続用電極とを、導電性接着材で機械的且つ電気的に接続することにより収納固着した形態を少なくとも有する圧電デバイスにおいて、
上記支持台が導電性接着材の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、且つこの支持台が凹部空間内底面に形成した窪み部内に一部分を挿入した形態で設けられていることを特徴とする圧電デバイスである。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and one form of the present invention is that a recessed space opened on one main surface of the container body is formed in the container body formed of an insulating material. A pair of element connection electrode pads and a support base are formed in the recessed space, and at least the main surface shape is substantially square on the element connection electrode pads and the support base, and the front and back sides thereof. A piezoelectric vibration element having an excitation electrode on each of the main surfaces and a container connection electrode extending from the excitation electrode to one edge of each main surface is formed by the container connection electrode and the element connection. In the piezoelectric device having at least a configuration in which the electrode pads are arranged in opposition, and the element connection electrode pad and the container body connection electrode are housed and fixed by mechanically and electrically connecting with a conductive adhesive,
The support base is formed of a thermoplastic material having a melting temperature higher than the thermal solidification temperature of the conductive adhesive, and the support base is provided in a form in which a part is inserted into a recess formed in the bottom surface of the recessed space. It is the piezoelectric device characterized by the above.
又、他の形態として、絶縁材より形成された容器体内には、この容器体の一方の主面に開口した凹部空間が形成されており、この凹部空間内には一対の素子接続用電極パッドと支持台が形成されており、この素子接続用電極パッドと支持台の上に、少なくとも主面形状が概略四角形であり且つその表裏主面のそれぞれに励振用電極及びこの励振用電極から各主面の一辺縁部に延設された容器体接続用電極が形成されている圧電振動素子が、容器体接続用電極と素子接続用電極パッドが対向する形態で配置され、素子接続用電極パッドと容器体接続用電極とを、導電性接着材で機械的且つ電気的に接続することにより収納固着した形態を少なくとも有する圧電デバイスにおいて、
上記支持台は凹部空間内底面に形成した窪み部内に一部分を挿入した形態で設けられており、且つこの支持台は少なくとも2つの層の積層構造であり、窪み部内面に接する第1層部が導電性接着材の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、この第1層部の上に形成され且つ最上層部が圧電振動素子と接する積層部が、第1層部の溶融温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質又は耐熱性物質により形成されていることを特徴とする圧電デバイスである。
As another form, a recessed space opened in one main surface of the container body is formed in the container body made of an insulating material, and a pair of element connecting electrode pads is formed in the recessed space. A support base is formed on the element connection electrode pad and the support base, and at least the main surface shape is a substantially quadrangular shape. A piezoelectric vibration element in which a container body connection electrode extending on one edge of the surface is formed is disposed in such a manner that the container body connection electrode and the element connection electrode pad face each other, and the element connection electrode pad and In the piezoelectric device having at least a form in which the container body connecting electrode is housed and fixed by mechanically and electrically connecting with the electrode for connecting the container body,
The support base is provided in a form in which a part is inserted into a recess formed in the bottom surface of the recess space, and the support base is a laminated structure of at least two layers, and a first layer portion in contact with the inner surface of the recess is provided. The laminated portion formed of a thermoplastic material having a melting temperature higher than the heat solidification temperature of the conductive adhesive and formed on the first layer portion and the uppermost layer portion being in contact with the piezoelectric vibration element is the first layer. The piezoelectric device is characterized by being formed of a thermoplastic material or a heat-resistant material having a melting temperature higher than the melting temperature of the part.
更に、他の形態として、一方の主面上に一対の素子接続用電極パッドと支持台を形成した絶縁基板と、この素子接続用電極パッドと支持台の上に、少なくとも主面形状が概略四角形であり且つその表裏主面のそれぞれに励振用電極及びこの励振用電極から各主面の一辺縁部に延設された容器体接続用電極が形成されている圧電振動素子が、容器体接続用電極と素子接続用電極パッドが対向する形態で配置され、素子接続用電極パッドと容器体接続用電極とを、導電性接着材で機械的且つ電気的に接続することにより収納固着した形態を少なくとも有する圧電デバイスにおいて、
上記支持台が導電性接着材の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、且つこの支持台が該凹部空間内底面に形成した窪み部内に一部分を挿入した形態で設けられていることを特徴とする圧電デバイスである。
Further, as another embodiment, an insulating substrate having a pair of element connection electrode pads and a support base formed on one main surface, and at least the main surface shape of the element connection electrode pad and the support base is substantially rectangular. And a piezoelectric vibration element having a container body connecting electrode formed on each of the front and back main surfaces, and an electrode for container body extending from the excitation electrode to one edge of each main surface. The electrode and the element connection electrode pad are arranged in a facing state, and the element connection electrode pad and the container body connection electrode are stored and fixed at least by mechanically and electrically connecting with a conductive adhesive. In a piezoelectric device having
The support base is formed of a thermoplastic material having a melting temperature higher than the heat-setting temperature of the conductive adhesive, and the support base is provided in a form in which a part is inserted into a recess formed in the bottom surface of the concave space. It is a piezoelectric device characterized by being made.
更に又、他の形態として、一方の主面上に一対の素子接続用電極パッドと支持台を形成した絶縁基板と、この素子接続用電極パッドと該支持台の上に、少なくとも主面形状が概略四角形であり且つその表裏主面のそれぞれに励振用電極及びこの励振用電極から各主面の一辺縁部に延設された容器体接続用電極が形成されている圧電振動素子が、容器体接続用電極と素子接続用電極パッドが対向する形態で配置され、素子接続用電極パッドと容器体接続用電極とを、導電性接着材で機械的且つ電気的に接続することにより収納固着した形態を少なくとも有する圧電デバイスにおいて、
上記支持台は凹部空間内底面に形成した窪み部内に一部分を挿入した形態で設けられており、且つこの支持台は少なくとも2つの層の積層構造であり、窪み部内面に接する第1層部が導電性接着材の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、この第1層部の上に形成され且つ最上層部が圧電振動素子と接する積層部が、第1層部の溶融温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質又は耐熱性物質により形成されていることを特徴とする圧電デバイスである。
Furthermore, as another embodiment, an insulating substrate having a pair of element connection electrode pads and a support base formed on one main surface, and at least a main surface shape on the element connection electrode pad and the support base. A piezoelectric vibration element having a substantially rectangular shape and formed with an excitation electrode on each of the front and back main surfaces thereof and a container body connection electrode extending from the excitation electrode to one edge of each main surface is formed in a container body. The connection electrode and the element connection electrode pad are arranged so as to face each other, and the element connection electrode pad and the container body connection electrode are housed and fixed by mechanically and electrically connecting with a conductive adhesive. In a piezoelectric device having at least
The support base is provided in a form in which a part is inserted into a recess formed in the bottom surface of the recess space, and the support base is a laminated structure of at least two layers, and a first layer portion in contact with the inner surface of the recess is provided. The laminated portion formed of a thermoplastic material having a melting temperature higher than the heat solidification temperature of the conductive adhesive and formed on the first layer portion and the uppermost layer portion being in contact with the piezoelectric vibration element is the first layer. A piezoelectric device characterized in that it is formed of a thermoplastic material or a heat-resistant material having a melting temperature higher than the melting temperature of the part.
上記段落(0015)及び段落(0017)に記載の形態の圧電デバイスにおいて、支持台の形態が、この支持台を構成する第1層部の上下主面の形状が、この第1層部の上に形成された積層部の第1層部と接合している主面の形状と相似であり、且つ支持台を構成する第1層部の上下主面の面積が、第1層部の上に形成された積層部の第1層部と接合している主面の面積より小さく、第1層部の高さが窪み部の深さより高い形態になっており、更に、窪み部の開口部形状が積層部の主面形状と相似であり、且つ窪み部の開口部面積が、第1層部の下側主面面積より大きく且つ積層部の該主面面積より小さいことを特徴とする圧電デバイスでもある。 In the piezoelectric device according to the above paragraphs (0015) and (0017), the shape of the support base is such that the shape of the upper and lower main surfaces of the first layer part constituting the support base is above the first layer part. The area of the upper and lower main surfaces of the first layer portion constituting the support base is similar to the shape of the main surface joined to the first layer portion of the laminated portion formed on the first layer portion. It is smaller than the area of the main surface joined to the first layer part of the formed laminated part, the height of the first layer part is higher than the depth of the recessed part, and further, the opening part shape of the recessed part Is similar to the shape of the main surface of the stacked portion, and the opening area of the recess is larger than the lower main surface area of the first layer portion and smaller than the main surface area of the stacked portion. But there is.
本発明において、支持台が導電性接着材の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、且つこの支持台が凹部空間内底面に形成した窪み部内に一部分を挿入した形態で設けられていることから、導電性接着材を加熱固化後、支持台の溶融温度を加えて支持台を溶融した場合でも、その溶融した支持台素材は窪み部内に止まり、凹部空間内表面上に流出することがない。 In the present invention, the support base is formed of a thermoplastic material having a melting temperature higher than the heat solidification temperature of the conductive adhesive, and the support base is partially inserted into a recess formed in the bottom surface of the recess space. Even if the support base is melted by applying the melting temperature of the support base after the conductive adhesive is heated and solidified, the melted support base material remains in the indented portion and is on the inner surface of the recess space. Will not leak.
又、支持台を、少なくとも2つの層の積層構造として、窪み部内面に接する第1層部が導電性接着材の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、この第1層部の上に形成され且つ最上層部が圧電振動素子と接する積層部が、第1層部の溶融温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質又は耐熱性物質により形成されたものとすることにより、導電性接着材を加熱固化後、支持台の第1層部の溶融温度を加えて支持台の第1層部を溶融した場合でも、その溶融した支持台第1層部素材は窪み部内に止まり、凹部空間内表面上に流出することがない。又、支持台の第1層部の上に形成してある積層部は、その溶融温度は第1層部の溶融温度より高いので、第1層部が溶融しても積層部は溶融せず、溶融した支持台素材が圧電振動素子表面に付着することはない。尚、支持台の溶融していない部分は、溶融した第1層部素材が窪み部内で冷却固化する際に固定されるので、凹部空間内で不要に移動することはない。 Further, the support base is made of a laminated structure of at least two layers, and the first layer portion in contact with the inner surface of the recess portion is formed of a thermoplastic material having a melting temperature higher than the heat solidification temperature of the conductive adhesive. The laminated portion formed on the first layer portion and the uppermost layer portion in contact with the piezoelectric vibration element is formed of a thermoplastic material or a heat resistant material having a melting temperature higher than the melting temperature of the first layer portion. Even if the first adhesive layer is melted by heating, the melting temperature of the first layer portion of the support base is applied to melt the first layer portion of the support base. It does not flow out onto the inner surface of the recess space. In addition, the laminated part formed on the first layer part of the support base has a melting temperature higher than the melting temperature of the first layer part. Therefore, even if the first layer part melts, the laminated part does not melt. The molten support base material does not adhere to the surface of the piezoelectric vibration element. The unmelted portion of the support base is fixed when the melted first layer portion material is cooled and solidified in the recessed portion, so that it does not move unnecessarily in the recessed space.
更に、支持台を構成する第1層部の上下主面の形状が、この第1層部の上に形成された積層部の第1層部と接合している主面の形状と相似であり、且つ支持台を構成する第1層部の上下主面の面積が、第1層部の上に形成された積層部の第1層部と接合している主面の面積より小さく、第1層部の高さが窪み部の深さより高い形態になっており、更に、窪み部の開口部形状が積層部の主面形状と相似であり、且つ窪み部の開口部面積が、第1層部の下側主面面積より大きく且つ積層部の該主面面積より小さい形態の支持台により、溶融した第1層部が止まっている窪み部開口部を、第1層部が溶融することにより沈降してきた積層部下面で塞ぐことができ、仮に外部からの衝撃などにより溶融した第1層部素材が破損した場合でも、その破片が窪み部外に排出され、圧電振動素子に付着してしまうことはない。又、支持台の溶融していない積層部は、窪み部開口部を覆う形態で、積層部表面にも付着している溶融した第1層部素材が窪み部内で冷却固化する際に固定されるので、凹部空間内で不要に移動することはない。 Furthermore, the shape of the upper and lower main surfaces of the first layer portion constituting the support base is similar to the shape of the main surface joined to the first layer portion of the stacked portion formed on the first layer portion. And the area of the upper and lower main surfaces of the first layer part constituting the support base is smaller than the area of the main surface joined to the first layer part of the laminated part formed on the first layer part, The height of the layer portion is higher than the depth of the recessed portion, and the opening shape of the recessed portion is similar to the main surface shape of the laminated portion, and the opening area of the recessed portion is the first layer. The first layer portion is melted by the support base in a form that is larger than the lower principal surface area of the portion and smaller than the principal surface area of the stacked portion, and the melted first layer portion is stopped. Even if the first layer part material melted by the impact from the outside is damaged, it can be blocked by the lower surface of the laminated part that has settled, and the fragments Is discharged to the recess outer never adhere to the piezoelectric vibrating element. Further, the non-molten laminated portion of the support base is configured to cover the opening of the dent portion, and is fixed when the molten first layer material adhering to the surface of the laminated portion is cooled and solidified in the dent portion. Therefore, it does not move unnecessarily in the recess space.
上述したような作用により、本発明における圧電デバイスは、支持台により圧電振動素子を水平に保持しつつ、圧電デバイスとしての製品不良の発生が無く、又圧電デバイス内に搭載した圧電振動素子の振動特性の変動のない圧電デバイスを提供できる効果を奏する。 Due to the above-described action, the piezoelectric device according to the present invention holds the piezoelectric vibration element horizontally by the support base, does not cause a product defect as a piezoelectric device, and vibrates the piezoelectric vibration element mounted in the piezoelectric device. There is an effect that it is possible to provide a piezoelectric device having no variation in characteristics.
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。又説明を明りょうにするため構造体の一部は図示していない。更に図示した構成物の寸法も一部誇張して示している。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol in each figure shall show the same object. For the sake of clarity, part of the structure is not shown. Further, the dimensions of the illustrated components are partially exaggerated.
図1は、本発明の実施形態にかかる圧電振動素子を支持する支持台の加熱前一構造を、圧電デバイスの一つである圧電振動子を例に示した断面図である。図1に図示する圧電振動子10は大略的に言って、圧電振動素子11、容器体12、支持台13及び蓋体14とで構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a structure before heating of a support base that supports a piezoelectric vibration element according to an embodiment of the present invention, using a piezoelectric vibrator as one of piezoelectric devices. The
容器体12は、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料から成る絶縁層を複数層、積層することによって形成されており、容器体12の上主面には、中央域に矩形状に開口部を有する凹部空間15が、凹部空間15の開口部を囲繞する側壁部の開口部側頂面上には環状の封止用導体パターン16が形成され、下主面には入力端子、出力端子及びグランド端子を含む複数個の外部接続用電極端子17が設けられている。容器体12は、その上面に開口する凹部空間15の内部に、圧電材の一つである水晶を素材とする平板状の圧電振動素子11を収容するためのものであり、凹部空間15内の底面には圧電振動素子15の表裏両主面に形成された励振用電極と、各個電気的に接続される一対の素子搭載パッド18が被着・形成されている。この一対の素子搭載パッド18は、凹部空間15に露出した上面側で圧電振動素子11の励振用電極に導電性接着材19を介して電気的に接続され、容器体12表面に接している下面側で容器体12内部の配線導体やビアホール導体等を介して外部接続用電極端子17のうちの入出力端子(入力端子・出力端子)に電気的に接続される。
The
又、容器体11には、圧電振動素子11を凹部空間15内の所望の位置に配置したときに、圧電振動素子11の導電性接着材19により固定導通される固定端辺とは反対側の自由端辺の辺中央付近の下の凹部空間15内底面に、窪み部20が形成されている。更に、窪み部20内底面上には、圧電振動素子11を凹部空間15内で、凹部空間15内底面にほぼ平行になる姿勢で支持する支持部13が形成されている。この支持台13は、導電性接着材19の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されている。
Further, the
この素子搭載パッド18及び支持台13上には圧電振動素子11が、素子搭載パッド18上に圧電振動素子11に形成された容器体接続用電極21に位置するように配置され、素子搭載パッド18と容器体接続用電極21との間に、導電性接着材19を塗布し、この導電性接着材19と支持台13により圧電振動素子11の姿勢を保持している。
The
所望の姿勢の圧電振動素子11において、姿勢を保持している導電性接着材19を加熱し導電性接着材19を固化する。この導電性接着材19の固化により、圧電振動素子11と素子搭載パッド18とが電気的且つ機械的に接続され、且つ導電性接着材19のみでも圧電振動素子11の姿勢保持が可能となる。
In the
導電性接着材11を固化した後、導電性接着材11の熱固化時に印可した温度より高い支持台13の溶融温度を支持台13に加え、支持台13を溶融し、溶融した支持台13の素材を窪み部20内に溜め、その後溶融した支持台13の素材を冷却し固化する。尚、この冷却は自然放熱による冷却の他に、冷却媒体を溶融した支持台13の素材に接触させることで強制的に冷却してもよい。
After the
尚、容器体12の凹部空間15内に収容される圧電振動素子11は、例えば、圧電振動素子11構成する圧電材料の素材に水晶を用いた場合、その水晶素板は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施した、概略平板状で主面形状が円形或いは四角形であり、その水晶素板の表裏両主面に一対の励振用電極を被着・形成してなり、外部からの変動電圧が励振用電極を介して水晶素板に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
For example, when the
図2には、本発明における圧電デバイスの他の実施形態として、圧電振動子における圧電振動素子を支持する支持台の加熱前の他の構造を示した部分断面図である。尚、同図は図1に記載の点線円Aと同一場所を示している。又、図2における支持台30の構造以外の圧電振動子の構造は図1又は後述する図5記載の圧電振動子の構造と同一である。即ち、容器体11には、圧電振動素子11を凹部空間15内の所望の位置に配置したときに、圧電振動素子11の導電性接着材19により固定導通される固定端辺とは反対側の自由端辺の辺中央付近の下の凹部空間15内底面に、窪み部20が形成されている。更に、窪み部20内底面上には、圧電振動素子11を凹部空間15内で、凹部空間15内底面にほぼ平行になる姿勢で支持する支持部30が形成されている。この支持台30は、2つの層の積層構造であり、窪み部内面に接する第1層部30aが導電性接着材19の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、この第1層部30aの上に形成され且つ最上部が圧電振動素子11と接する第2層部30bが、第1層部30bの溶融温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質又は耐熱性物質により形成されている。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing another structure before heating of a support base that supports a piezoelectric vibration element in a piezoelectric vibrator as another embodiment of the piezoelectric device of the present invention. This figure shows the same place as the dotted circle A shown in FIG. The structure of the piezoelectric vibrator other than the structure of the
この支持台30及び素子搭載パッド(図2には図示はないが、図1記載の素子搭載パッド18と同形態のものである。以下容器接続用電極及び導電性接着材も同様である。)上には圧電振動素子11が、素子搭載パッド上に圧電振動素子11に形成された容器体接続用電極に位置するように配置され、素子搭載パッドと容器体接続用電極との間に、導電性接着材を塗布し、この導電性接着材と支持台30により圧電振動素子11の姿勢を保持している。
The
所望の姿勢の圧電振動素子11において、姿勢を保持している導電性接着材を加熱し導電性接着材を固化する。この導電性接着材の固化により、圧電振動素子11と素子搭載パッドとが電気的且つ機械的に接続され、且つ導電性接着材のみでも圧電振動素子11の姿勢保持が可能となる。
In the
導電性接着材11を固化した後、導電性接着材11の熱固化時に印可した温度より高い支持台30の第1層部30aの溶融温度を支持台30に加え、第1層部30aを溶融し、溶融した第1層部30bの素材を窪み部20内に溜める。この際、第1層部30aの上部に形成した第2層部30bは、その溶融温度が第1層部30aの溶融温度が高いため溶融せずに、原型を保ったまま溶融した第1層部30a素材が溜まっている窪み部20内に沈降する。尚、第2層部30bは溶融しないので、圧電振動素子11の表面に溶融した支持台の素材が付着する懸念は無くなる。
After the
その後溶融した第1層部30aの素材を冷却し固化する。尚、この冷却は自然放熱による冷却の他に、冷却媒体を溶融した第1層部30aの素材に接触させることで強制的に冷却してもよい。溶融した第1層部30aを固化することで、溶融した第1層部30a内に沈降した第2層部30bも窪み部20内で固定される。又、上述した支持台30の形態は最も構造が簡略な2層構造で開示したが、第2層部30bは第1層部30aより融点温度が高い素材を積層で形成した積層部としても構わない。
Thereafter, the melted material of the
図3には、本発明における圧電デバイスの他の実施形態として、圧電振動子における圧電振動素子を支持する支持台の加熱前の他の構造を示した部分断面図である。尚、同図は図1に記載の点線円Aと同一場所を示している。又、図3における支持台40の構造以外の圧電振動子の構造は図1又は後述する図5記載の圧電振動子の構造と同一である。即ち、容器体11には、圧電振動素子11を凹部空間15内の所望の位置に配置したときに、圧電振動素子11の導電性接着材19により固定導通される固定端辺とは反対側の自由端辺の辺中央付近の下の凹部空間15内底面に、窪み部20が形成されている。更に、窪み部20内底面上には、圧電振動素子11を凹部空間15内で、凹部空間15内底面にほぼ平行になる姿勢で支持する支持部40が形成されている。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing another structure before heating of a support base that supports a piezoelectric vibration element in a piezoelectric vibrator as another embodiment of the piezoelectric device of the present invention. This figure shows the same place as the dotted circle A shown in FIG. The structure of the piezoelectric vibrator other than the structure of the
この支持台40は、2つの層の積層構造であり、窪み部内面に接する第1層部40aが導電性接着材19の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、この第1層部40aの上に形成され且つ最上部が圧電振動素子11と接する第2層部40bが、第1層部40bの溶融温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質又は耐熱性物質により形成されている。更にこの支持台40の外形形態は、この支持台40を構成する第1層部40aの上下主面の形状が、この第1層部40aの上に形成された第2層部40bの第1層部40aと接合している主面の形状と相似であり、且つ支持台40を構成する第1層部40aの上下主面の面積が、第1層部40aの上に形成された第2層部40bの第1層部40aと接合している主面の面積より小さく、第1層部40aの高さが窪み部20の深さより高い形態になっており、更に、窪み部20の開口部形状が第2層部40bの主面形状と相似であり、且つ窪み部20の開口部面積が、第1層部40aの下側主面面積より大きく且つ第2層部40bの該主面面積より小さい形態となっている。
The
この支持台40及び素子搭載パッド(図3には図示はないが、図1記載の素子搭載パッド18と同形態のもの)上には圧電振動素子11が、素子搭載パッド上に圧電振動素子11に形成された容器体接続用電極に位置するように配置され、素子搭載パッドと容器体接続用電極との間に、導電性接着材を塗布し、この導電性接着材と支持台40により圧電振動素子11の姿勢を保持している。
The
所望の姿勢の圧電振動素子11において、姿勢を保持している導電性接着材を加熱し導電性接着材を固化する。この導電性接着材の固化により、圧電振動素子11と素子搭載パッドとが電気的且つ機械的に接続され、且つ導電性接着材のみでも圧電振動素子11の姿勢保持が可能となる。
In the
導電性接着材11を固化した後、導電性接着材11の熱固化時に印可した温度より高い支持台40の第1層部40aの溶融温度を支持台40に加え、第1層部40aを溶融し、溶融した第1層部40aの素材を窪み部20内に溜める。この際、第1層部40aの上部に形成した第2層部40bは、その溶融温度が第1層部40aの溶融温度が高いため溶融せずに、原型を保ったまま溶融した第1層部40a素材が溜まっている窪み部20の開口部を覆う形で凹部空間15内底面上に移動する。尚、第2層部40bは溶融しないので、圧電振動素子11の表面に溶融した支持台の素材が付着する懸念は無くなると共に、窪み部20内の第1層部40aの不要な挙動を抑える作用も成す。
After the conductive
その後溶融した第1層部40aの素材を冷却し固化する。尚、この冷却は自然放熱による冷却の他に、冷却媒体を溶融した第1層部40aの素材に接触させることで強制的に冷却してもよい。溶融した第1層部40aを固化することで、溶融した第1層部40aが表面に付着した状態で窪み部20の開口部上まで移動した第2層部40bも窪み部20上で固定される。又、上述した支持台40の形態は最も構造が簡略な2層構造で開示したが、第2層部40bは第1層部40aより融点温度が高い素材を積層で形成した積層部としても構わない。
Thereafter, the melted material of the
図4には、上述した支持台13、30及び40の加熱溶融前と加熱溶融後の形態を、支持台13の場合を(a)、支持台30の場合を(b)並びに支持台40の場合を(c)に概略部分断面図を用いて図示する。 In FIG. 4, the forms before and after heating and melting of the support tables 13, 30, and 40 described above are shown in the case of the support table 13 (a), the case of the support table 30 (b), and the support table 40. The case is illustrated in FIG.
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるのではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば上述の実施形態においては、箱形状の容器体に、その容器体内の凹部空間に圧電振動素子を搭載し、その凹部空間開口部を平板状の蓋体で気密封止した形態の圧電振動子を開示したが、本発明は、上述した実施形態に限定するものではなく、図5に図示したような、一方の主面上に一対の素子接続用電極パッド18及び窪み部20が形成されており、且つこの窪み部20内に支持台13を形成した絶縁基板51と、この素子接続用電極パッド18と支持台13の上に、少なくとも主面形状が概略四角形であり且つその表裏主面のそれぞれに励振用電極及びこの励振用電極から各主面の一辺縁部に延設された容器体接続用電極が形成されている圧電振動素子11が、容器体接続用電極21と素子接続用電極パッド18が対向する形態で配置され、素子接続用電極パッド18と容器体接続用電極21とを、導電性接着材19で機械的且つ電気的に接続することにより収納固着し、且つ箱形状の蓋体52で圧電振動素子11の搭載空間53を気密封止した形態の圧電振動子50でも、本発明は適用可能である。
For example, in the above-described embodiment, a piezoelectric vibrator having a box-shaped container body in which a piezoelectric vibration element is mounted in a recessed space in the container body and the recessed space opening is hermetically sealed with a flat lid. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and a pair of element
更に、上記実施形態においては、圧電デバイスの一つである圧電振動子を例に説明したが、これに代えて、容器体内に形成された凹部空間内に、圧電振動素子11と、この圧電振動素子11と電気的に接続した発振回路を内蔵した集積回路素子とを一緒に搭載した形態や、又は図6に例示したように、容器体55に別個の凹部空間を形成し、その凹部空間内に圧電振動素子11と集積回路素子56を別個搭載した形態をとった圧電発振器や、内部に搭載する圧電振動素子をフィルタとして機能させた圧電フィルタ等の、他の圧電デバイスにおいても本発明は適用可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, the piezoelectric vibrator, which is one of the piezoelectric devices, has been described as an example, but instead of this, the
更に、上記実施形態では、圧電振動素子の導電性接着材により固定導通される固定端辺とは反対側の自由端辺の辺中央付近の下の凹部空間内底面に、1つの窪み部が形成されている。更に、窪み部内底面上には、圧電振動素子を凹部空間内で、凹部空間内底面にほぼ平行になる姿勢で支持する1つの支持部が形成されたものを開示したが、支持台が圧電振動素子を支持する位置は、圧電振動素子の自由端辺の辺中央だけに限定するものではなく、圧電振動素子を導電性接着材固化前で所望の姿勢で支持できるのであれば、自由端辺の2つの角部下それぞれに支持台を形成した2点支持形態等、他の支持台の形成形態でも構わない。 Furthermore, in the above-described embodiment, one recess is formed on the bottom surface in the recessed space below the center of the side of the free end opposite to the fixed end that is fixedly conducted by the conductive adhesive of the piezoelectric vibration element. Has been. Furthermore, although one support portion for supporting the piezoelectric vibration element in the recess space and in a posture substantially parallel to the bottom surface in the recess space is formed on the inner bottom surface of the recess portion, the support base is provided with the piezoelectric vibration. The position where the element is supported is not limited to the center of the free end side of the piezoelectric vibration element. If the piezoelectric vibration element can be supported in a desired posture before solidifying the conductive adhesive, Other support platform formation modes such as a two-point support configuration in which a support platform is formed below each of the two corners may be used.
10・・・圧電振動子(圧電デバイス)
11・・・圧電振動素子
12・・・容器体
13・・・支持台
14・・・蓋体
15・・・凹部空間
18・・・素子接続用電極パッド
19・・・導電性接着材
20・・・窪み部
21・・・容器体接続用電極
10 ... Piezoelectric vibrator (piezoelectric device)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該支持台が該導電性接着材の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、且つ該支持台が該凹部空間内底面に形成した窪み部内に一部分を挿入した形態で設けられていることを特徴とする圧電デバイス。 A container space formed of an insulating material has a recessed space opened on one main surface of the container body, and a pair of element connection electrode pads and a support base are formed in the recessed space. On the element connection electrode pad and the support base, at least the main surface has a substantially quadrangular shape, and each of the front and back main surfaces extends from the excitation electrode and the excitation electrode to one edge of each main surface. The piezoelectric vibration element on which the container body connection electrode is formed is disposed in a form in which the container body connection electrode and the element connection electrode pad face each other, and the element connection electrode pad and the container body connection In the piezoelectric device having at least a form in which the electrode is housed and fixed by mechanically and electrically connecting the electrode with a conductive adhesive,
The support base is formed of a thermoplastic material having a melting temperature higher than the thermal solidification temperature of the conductive adhesive, and the support base is partially inserted into a recess formed in the bottom surface of the concave space. A piezoelectric device characterized by being provided.
該支持台は該凹部空間内底面に形成した窪み部内に一部分を挿入した形態で設けられており、且つ該支持台は少なくとも2つの層の積層構造であり、窪み部内面に接する第1層部が該導電性接着材の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、該第1層部の上に形成され且つ最上層部が圧電振動素子と接する積層部が、該第1層部の溶融温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質又は耐熱性物質により形成されていることを特徴とする圧電デバイス。 A container space formed of an insulating material has a recessed space opened on one main surface of the container body, and a pair of element connection electrode pads and a support base are formed in the recessed space. On the element connection electrode pad and the support base, at least the main surface has a substantially quadrangular shape, and each of the front and back main surfaces extends from the excitation electrode and the excitation electrode to one edge of each main surface. The piezoelectric vibration element on which the container body connection electrode is formed is disposed in a form in which the container body connection electrode and the element connection electrode pad face each other, and the element connection electrode pad and the container body connection In a piezoelectric device having at least a form in which the electrode is housed and fixed by mechanically and electrically connecting the electrode with a conductive adhesive,
The support base is provided in a form in which a part is inserted into a recess formed in the bottom surface of the recess space, and the support base is a laminated structure of at least two layers, and is a first layer portion in contact with the inner surface of the recess Is formed of a thermoplastic material having a melting temperature higher than the thermal solidification temperature of the conductive adhesive, and a laminated portion formed on the first layer portion and having the uppermost layer portion in contact with the piezoelectric vibration element comprises: A piezoelectric device characterized by being formed of a thermoplastic material or a heat-resistant material having a melting temperature higher than the melting temperature of the first layer portion.
該支持台が該導電性接着材の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、且つ該支持台が該凹部空間内底面に形成した窪み部内に一部分を挿入した形態で設けられていることを特徴とする圧電デバイス。 An insulating substrate in which a pair of element connection electrode pads and a support base are formed on one main surface, and at least a main surface shape of the element connection electrode pad and the support base is substantially square and its front and back main surfaces Piezoelectric vibration elements each having a surface formed with an excitation electrode and a container body connection electrode extending from the excitation electrode to one edge of each main surface are connected to the container body connection electrode and the element connection The electrode electrode pads are arranged in a form facing each other, and at least the piezoelectric element has a form in which the element connection electrode pad and the container body connection electrode are housed and fixed by mechanically and electrically connecting with a conductive adhesive. On the device
The support base is formed of a thermoplastic material having a melting temperature higher than the thermal solidification temperature of the conductive adhesive, and the support base is partially inserted into a recess formed in the bottom surface of the concave space. A piezoelectric device characterized by being provided.
該支持台は該凹部空間内底面に形成した窪み部内に一部分を挿入した形態で設けられており、且つ該支持台は少なくとも2つの層の積層構造であり、窪み部内面に接する第1層部が該導電性接着材の熱固化温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質により形成されており、該第1層部の上に形成され且つ最上層部が圧電振動素子と接する積層部が、該第1層部の溶融温度よりも高い溶融温度の熱可塑性物質又は耐熱性物質により形成されていることを特徴とする圧電デバイス。 An insulating substrate in which a pair of element connection electrode pads and a support base are formed on one main surface, and at least a main surface shape of the element connection electrode pad and the support base is substantially square and its front and back main surfaces Piezoelectric vibration elements each having a surface formed with an excitation electrode and a container body connection electrode extending from the excitation electrode to one edge of each main surface are connected to the container body connection electrode and the element connection The electrode electrode pads are arranged in a form facing each other, and at least the piezoelectric element has a form in which the element connection electrode pad and the container body connection electrode are housed and fixed by mechanically and electrically connecting with a conductive adhesive. On the device
The support base is provided in a form in which a part is inserted into a recess formed in the bottom surface of the recess space, and the support base has a laminated structure of at least two layers, and is a first layer portion in contact with the inner surface of the recess Is formed of a thermoplastic material having a melting temperature higher than the thermal solidification temperature of the conductive adhesive, and a laminated portion formed on the first layer portion and having the uppermost layer portion in contact with the piezoelectric vibration element comprises: A piezoelectric device comprising a thermoplastic material or a heat-resistant material having a melting temperature higher than the melting temperature of the first layer portion.
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