JP2009141641A - Piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、収容容器内に圧電振動片を収めた圧電デバイスの改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a piezoelectric device in which a piezoelectric vibrating piece is housed in a container.
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や圧電ジャイロセンサー等において、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。
これらの圧電デバイスの多くは、セラミックパッケージなどの収容容器に圧電振動片を収めて封止した構成となっており、収容容器の内部に形成した接続用の電極部に対して、導電性接着剤により圧電振動片を接合して、電気的及び機械的な接合を同時に行い、収容容器内での圧電振動片の支持と、外部からの駆動電圧の供給とを可能とするようにされている。
Piezoelectric vibrators and piezoelectrics in small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, IC cards, mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems, and piezoelectric gyro sensors Piezoelectric devices such as oscillators are widely used.
Many of these piezoelectric devices have a structure in which a piezoelectric vibrating piece is housed and sealed in a container such as a ceramic package, and a conductive adhesive is applied to an electrode part for connection formed inside the container. Thus, the piezoelectric vibrating reeds are joined together, and electrical and mechanical joining are simultaneously performed, so that the piezoelectric vibrating reeds can be supported in the storage container and a driving voltage can be supplied from the outside.
例えば、以下のような構成例が知られている。
特許文献1のものは、圧電振動片をシリコーン系の導電性接着剤で接合するものであって、圧電振動片に引出し電極を形成する際の下地金属層の金属成分を、その上のAu層表面に析出させて電極の通電性を向上させようとするものである。
特許文献2も圧電振動片をシリコーン系導電性接着剤で接合するもので、端子電極を金属を積層して形成し層間に隣接する金属成分を拡散して導通抵抗を下げようとするものである。
For example, the following configuration examples are known.
Patent Document 2 also joins a piezoelectric vibrating piece with a silicone-based conductive adhesive. A terminal electrode is formed by laminating a metal, and diffuses a metal component adjacent between layers to lower a conduction resistance. .
特許文献3も圧電振動片をシリコーン系導電性接着剤で接合するものであるが、電極表面に下地金属層が部分的に析出する表面析出層を形成することで、通電性の向上を図ろうとするものである。
特許文献4は、圧電振動片を導電性接着剤で接合するものであり、電極部の表面を、シリコーン系導電性接着剤と接着性の良い金属、つまりAgで形成するものである。
特許文献5は、圧電振動片を非導電性接着剤で接合し、ワイヤボンディングにより導通を確保しようとするものである。
特許文献6は、圧電振動片をシリコーン系導電性接着剤で接合するものであり、該圧電振動片の接続電極、励振電極を、クロム層、金層、金または銀層の3層として、接続電極および励振電極を同時に形成することで、工数を増やすことなく導通性能を向上させようとするものである。
Patent Document 3 also joins a piezoelectric vibrating piece with a silicone-based conductive adhesive, but attempts to improve conductivity by forming a surface deposition layer on which the underlying metal layer is partially deposited on the electrode surface. To do.
In Patent Document 4, a piezoelectric vibrating piece is joined with a conductive adhesive, and the surface of an electrode portion is formed of a silicone-based conductive adhesive and a metal having good adhesion, that is, Ag.
In
Patent Document 6 joins a piezoelectric vibrating piece with a silicone-based conductive adhesive, and the connection electrode and excitation electrode of the piezoelectric vibrating piece are connected as a chromium layer, a gold layer, a gold layer, or a silver layer. By simultaneously forming the electrode and the excitation electrode, it is intended to improve the conduction performance without increasing the number of steps.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]
接続用の電極部が形成された収容容器と、前記接続用の電極部と電気的に接続された引出し電極を備えた圧電振動片とを備えており、前記接続用電極部に導電性接着剤を介して前記圧電振動片が接合されている第1の電気的接続部と、前記接続用電極部と、前記引出し電極とがワイヤボンディングにより接続されている第2の電気的接続部とを備えることを特徴とする圧電デバイス。
上記構成によれば、収容容器の接続用の電極部に対して前記圧電振動片は、第1の電気的接続部において、導電性接着剤により電気的及び機械的に接合されている。これにより、収容容器側からの駆動電圧が圧電振動片に対して印加されるだけでなく、機械的な接合についても導電性接着剤により行うようにしたため、非導電性接着剤による場合のように、硬化時に多量のアウトガスが生成することがなく、ガスの圧電振動片表面への付着による周波数変動のおそれが低減される。
しかも、第2の電気的接続部においては、前記圧電振動片の前記引出し電極とがワイヤボンディングにより接続されているので、前記第1の電気的接続部と、この第2の電気的接続部の二箇所において収容容器と圧電振動片との電気的接続が果たされており、導通不良が生じることが確実に防止され、特に、周波数シフトを有効に防止することができる。
[Application Example 1]
A container having a connection electrode portion; and a piezoelectric vibrating piece having a lead electrode electrically connected to the connection electrode portion, and a conductive adhesive on the connection electrode portion. A first electrical connection portion to which the piezoelectric vibrating piece is bonded via a wire, a second electrical connection portion to which the connection electrode portion and the extraction electrode are connected by wire bonding. A piezoelectric device characterized by that.
According to the above configuration, the piezoelectric vibrating reed is electrically and mechanically joined to the electrode portion for connection of the storage container by the conductive adhesive at the first electrical connection portion. As a result, the drive voltage from the container side is not only applied to the piezoelectric vibrating piece, but also the mechanical joining is performed by the conductive adhesive, and as in the case of the non-conductive adhesive. A large amount of outgas is not generated at the time of curing, and the risk of frequency fluctuation due to adhesion of the gas to the surface of the piezoelectric vibrating piece is reduced.
In addition, since the lead electrode of the piezoelectric vibrating piece is connected by wire bonding in the second electrical connection portion, the first electrical connection portion and the second electrical connection portion The electrical connection between the storage container and the piezoelectric vibrating piece is achieved at two locations, and it is possible to reliably prevent the occurrence of poor conduction, and in particular, it is possible to effectively prevent frequency shift.
[適用例2]
上記構成において、前記圧電振動片の表面および裏面に前記引出し電極が形成されており、前記第1の電気的接続部において、前記裏面の引出し電極が、前記導電性接着剤により接続用電極部に接合されており、前記第2の電気的接続部において、前記表面の引出し電極に対して、前記ワイヤボンディングがされていることを特徴とする。
上記構成によれば、圧電振動片の裏面の引出し電極が、前記導電性接着剤により前記収容容器の接続用電極部に接合されていて、該接合位置における前記圧電振動片の表面の引出し電極に対して、前記ワイヤボンディングがされるようにしている。これにより、ボンディング作業時に超音波が逃げることなく、確実な接続をすることができる。
[Application Example 2]
In the above configuration, the extraction electrode is formed on the front and back surfaces of the piezoelectric vibrating piece, and in the first electrical connection portion, the extraction electrode on the back surface is connected to the connection electrode portion by the conductive adhesive. In the second electrical connection portion, the wire bonding is performed on the extraction electrode on the surface.
According to the above configuration, the extraction electrode on the back surface of the piezoelectric vibrating piece is bonded to the connection electrode portion of the housing container by the conductive adhesive, and the extraction electrode on the surface of the piezoelectric vibrating piece at the bonding position. On the other hand, the wire bonding is performed. Thereby, it is possible to make a reliable connection without escaping the ultrasonic wave during the bonding operation.
[適用例3]
上記構成において、前記表面の引出し電極に、スタッドバンプが形成されていることを特徴とする。
上記構成において、圧電振動片の導電性接着剤が適用された箇所の真上にワイヤボンディングすることは、該導電性接着剤が存在しない箇所にワイヤボンディングする場合と比べて、超音波の逃げが少なく、ボンディングがより確実になるが、例えば、該導電性接着剤が軟質のもので、弾性率が低いと、超音波が導電性接着剤に吸収される場合がある。そこで、圧電振動片の表面の引出し電極上に形成したスタッドバンプに対して、ボンディングするようにすることで、確実に接続をすることができる。
[Application Example 3]
In the above configuration, a stud bump is formed on the extraction electrode on the surface.
In the above configuration, wire bonding directly above the portion of the piezoelectric vibrating piece to which the conductive adhesive is applied is more effective than the case where wire bonding is performed at a location where the conductive adhesive is not present. For example, if the conductive adhesive is soft and has a low elastic modulus, ultrasonic waves may be absorbed by the conductive adhesive. Then, it can connect reliably by bonding with respect to the stud bump formed on the extraction electrode of the surface of a piezoelectric vibrating piece.
[適用例4]
上記構成において、前記導電性接着剤が硬化状態で弾性率の低い軟質系の接着剤であることを特徴とする。
上記構成によれば、導電性接着剤が硬化状態で弾性率の低い軟質系の接着剤であると、これにより接合されている圧電振動片に対する応力緩和能力が高く、周波数変動を起こしにくい。
[Application Example 4]
In the above structure, the conductive adhesive is a soft adhesive having a low elastic modulus in a cured state.
According to the above configuration, when the conductive adhesive is a soft adhesive having a low elastic modulus in a cured state, the stress relaxation capability with respect to the piezoelectric vibrating piece joined thereby is high, and frequency fluctuation is unlikely to occur.
[適用例5]
上記構成において、前記導電性接着剤がシリコーン系導電性接着剤であることを特徴とする。
上記構成によれば、シリコーン系の導電性接着剤は、0.2GPa程度ときわめて弾性率が低く、応力緩和能力が高いので、周波数変動を生じにくい。
[Application Example 5]
In the above configuration, the conductive adhesive is a silicone-based conductive adhesive.
According to the above configuration, the silicone-based conductive adhesive has an extremely low elastic modulus of about 0.2 GPa and a high stress relaxation capability, so that it is difficult for frequency fluctuations to occur.
[適用例6]
上記構成において、前記導電性接着剤がビスマレイミド系導電性接着剤であることを特徴とする。
上記構成によれば、ビスマレイミド系導電性接着剤は、弾性率が3.4GPa程度であり、シリコーン系の導電性接着剤よりもやや硬いことから、ワイヤボンディングにおけるボンディング時にシリコーン系導電性接着剤よりも超音波が逃げにくく、ボンディングしやすい。しかもエポキシ系などの硬い導電性接着剤と比べると応力緩和能力に優れているので、より周波数変動が少ない。
[Application Example 6]
In the above-described configuration, the conductive adhesive is a bismaleimide conductive adhesive.
According to the above configuration, the bismaleimide-based conductive adhesive has an elastic modulus of about 3.4 GPa and is slightly harder than the silicone-based conductive adhesive. Ultrasonic waves are less likely to escape and easier to bond. In addition, compared with a hard conductive adhesive such as an epoxy type, the stress relaxation ability is excellent, and therefore the frequency fluctuation is smaller.
[適用例7]
上記構成において、前記圧電振動片は、圧電材料により形成された基部と、前記基部の一端側から延びる複数の振動腕と、前記基部に対して連結部を介して一体に接合されており、前記基部の前記一端側より所定距離だけ離れた他端側において幅方向に延長され、かつ前記振動腕の外側において、該振動腕と同じ方向に延びる支持用アームと、を備え、前記支持用アームの表面および裏面に前記引出し電極が形成され、かつ前記支持用アームに前記第1の電気的接続部と第2の電気的接続部を設けることを特徴とする。
上記構成によれば、圧電振動片の基部ではなく、該基部から延びる支持用アームが収容容器に接合されて、第1の電気的接続部とされているので、周囲温度の変化や、落下衝撃などを原因として、その接合箇所に生じた応力変化が、基部を介して振動腕に影響を与えることはほとんどない。
しかも、これとは逆に屈曲振動する振動腕からの振動漏れは、基部を隔てた支持用アームに及ぶことがほとんどない。しかも本発明の支持用アームは、基部の他端から幅方向に延長され、振動腕の外側で、この振動腕と同じ方向に延びる構成としたから、全体の大きさをコンパクトにすることができる。
[Application Example 7]
In the above configuration, the piezoelectric vibrating piece is integrally joined to the base portion via a connecting portion, a base portion formed of a piezoelectric material, a plurality of vibrating arms extending from one end side of the base portion, and A supporting arm that extends in the width direction on the other end side that is a predetermined distance away from the one end side of the base, and extends in the same direction as the vibrating arm on the outside of the vibrating arm. The lead electrodes are formed on the front surface and the back surface, and the first and second electrical connection portions are provided on the support arm.
According to the above configuration, since the supporting arm extending from the base portion, not the base portion of the piezoelectric vibrating piece, is joined to the receiving container to form the first electrical connection portion, a change in ambient temperature or a drop impact For example, the stress change produced at the joint location hardly affects the vibrating arm via the base.
Moreover, on the contrary, vibration leakage from the vibrating arm that bends and vibrates hardly reaches the supporting arm across the base. In addition, since the supporting arm of the present invention extends in the width direction from the other end of the base and extends in the same direction as the vibrating arm outside the vibrating arm, the overall size can be made compact. .
図1および図2は、本発明の圧電デバイスの第1の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線断面図である。
これらの図において、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、この圧電デバイス30は、収容容器であるパッケージ40内に圧電振動片31を収容している。
1 and 2 show a first embodiment of a piezoelectric device according to the present invention. FIG. 1 is a schematic plan view thereof, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
In these drawings, the
収容容器としてのパッケージ40は、図1および図2に示すように、例えば、矩形の箱状に形成されており、第1の基板41と、第2の基板42と、第3の基板43の3つの基板を積層して形成されている。これらの基板は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して図示の形状とした後で、焼結して形成されている。
パッケージ40は、圧電振動片31を収容した後で、透明なガラス製の蓋体45が封止材44を用いて接合されることにより、気密に封止されている。これにより、蓋体45を封止した後で、外部からレーザ光を照射して圧電振動片31の電極などをトリミングして、周波数調整できるようになっている。
尚、蓋体45は、透明な材料でなく、例えば、コバールなどの金属板体をシーム封止などで接合する構造としてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
Note that the
パッケージ40の底部には、製造工程において、脱ガスするための貫通孔46を有している。貫通孔46は、第1の基板41に形成された第1の孔46aと、第2の基板42に形成され、上記第1の孔46aよりも小さな外径を有し、第1の孔46aと連通した第2の孔46bで形成されている。
そして、貫通孔46には、金属封止材47が充填されることにより、パッケージ40内が気密状態となるように孔封止されている。
ここで、パッケージ40は、図2に示すように、第3の基板43の内側の材料を除去することで、内部空間Sのスペースを形成している。この内部空間Sが圧電振動片31を収容するための収容空間である。
The bottom of the
The through
Here, as shown in FIG. 2, the
パッケージ40の第2の基板42の表面には接続用の電極部(以下、「電極部」という)48,49が形成されている。
これら電極部48,49は、パッケージ40の底面に形成した実装端子55,55と接続されている。つまり、各電極部48,49は、圧電デバイス30を各種機器に実装した際に外部から駆動電圧の供給を受けるにあたり、実装端子55,55から、該駆動電極をパッケージ40内に収容された圧電振動片31に伝えるためのものである。
これら電極部48,49と実装端子55,55は、例えば、パッケージ40内を貫通する導電スルーホールや、パッケージ40外面に形成した図示しないキャスタレーションなどを利用して設けた導電パターンにより接続される。
Connection electrode portions (hereinafter referred to as “electrode portions”) 48 and 49 are formed on the surface of the second substrate 42 of the
These
The
圧電振動片31は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム,ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。この圧電振動片31は、図1に示すように、基部32と、この基部32から、右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕35,36を備えている。
各振動腕35,36の主面の表裏の各面には、図示しない励振電極が形成されている。好ましくは、各振動腕35,36には、表裏面に、それぞれ長さ方向に延びる長溝が各先端付近まで形成されており、これらの溝内側壁部および底部に上記励振電極を形成するようにしてもよい。
The piezoelectric vibrating
Excitation electrodes (not shown) are formed on the front and back surfaces of the main surfaces of the vibrating
さらに、本実施形態の圧電振動片31については、基部32は図2に示すように、さらにその幅方向に延長された連結部を有し、かつ振動腕35,36の両外側の位置で、該連結部から、各振動腕35,36の延びる方向(図2において右方向)に、これら振動腕35,36と平行に延びている支持用アーム33,34を備えている。
このような圧電振動片31の音叉状の外形と、各振動腕に設ける長溝は、それぞれ例えば水晶ウエハなどの材料をフッ酸溶液などでウエットエッチングしたり、あるいはプラズマを用いてドライエッチングすることにより精密に形成することができる。
なお、圧電振動片としては、図示するような支持用アームを備えるものに限らず、薄い矩形の圧電振動片や、メサ型、逆メサ型の圧電振動片、あるいは支持用アームのない音叉型圧電振動片などを使用することができる。
Furthermore, with respect to the piezoelectric vibrating
The tuning fork-shaped outer shape of the piezoelectric vibrating
The piezoelectric vibrating piece is not limited to the one provided with a supporting arm as shown in the figure, but a thin rectangular piezoelectric vibrating piece, a mesa-type or reverse mesa-type piezoelectric vibrating piece, or a tuning-fork type piezoelectric device without a supporting arm. A vibrating piece or the like can be used.
励振電極は、各振動腕35,36の上記した表裏面の長溝内と、各振動腕の側面とに形成され、各振動腕について長溝内の電極と、側面に設けた電極が対となるようにされている。そして、各励振電極は、その電極膜を延長し、それぞれ引出し電極として、支持用アーム33,34の表裏面にそれぞれに引き回されている(図示せず)。なお、各振動腕35,36に長溝を形成しない場合には、該振動腕の表裏面にそれぞれ励振電極が形成される。
The excitation electrodes are formed in the long grooves on the front and back surfaces of the vibrating
支持用アーム33,34と電極部48,49の接合構造について説明する。
なお、支持用アーム33と34は、それぞれ同じ構造で、対応する電極部48,49に対して接合されているので、一方の支持用アームである支持用アーム34についてだけ説明し、他方の支持用アーム33については説明を省略する。
支持用アーム34は、例えば、図1に示すように、圧電振動片31の長さ方向の重量に関する中点、すなわち圧電振動片31の重心を通る仮想線G上で、電極部49上に導電性接着剤を塗布して、その一か所で接合することができる。
しかしながら、接合の安定性、接合強度などの観点から、この実施形態では、仮想線Gに関して長さ方向に互いに対称な位置を選定して、電極部49上に、導電性接着剤37,38を塗布し、その上に圧電振動片31を載置して、該導電性接着剤37,38を硬化させることにより接合されている。すなわち仮想線Gの位置を挟んで等距離離れた2点を選んで接合すると、より接合構造が強化され、安定するので好ましい。
この導電性接着剤37,38により接合した個所は、圧電振動片31と電極部49とを機械的・および電気的に接続しており、第1の電気的接続部とされている。
A joining structure between the supporting
Since the
For example, as shown in FIG. 1, the
However, from the viewpoints of bonding stability, bonding strength, and the like, in this embodiment,
The portion joined by the
さらに、電極部49上に金属バンプ51を形成し、そこからボンディングワイヤ52を延出して、上記した導電性接着剤38の塗布個所と同じ位置で、圧電振動片31の表面側の励振電極上にワイヤの接合部53を接合する。金属バンプ51としては、金(Au)バンプが適している。
つまり、例えば、ワイヤボンディング作業を行うためのキャピラリ先端で金属ボールを形成して、これを電極部49上に打ち、ワイヤを延出しながら、符号53の箇所にセカンドを打つことで、ワイヤボンディングすることにより電気的接続を行っている。接合部53は第2の電気的接続部に相当するものである。
ここで、ワイヤボンディングにおいては、導電性接着剤38の接合位置における圧電振動片31の表面の引出し電極に対して、前記ワイヤボンディングがされるようにしている。これにより、ボンディング作業時に超音波が逃げることなく、確実な接続をすることができる。
Further, a
That is, for example, a metal ball is formed at the tip of a capillary for performing wire bonding work, and this is hit on the
Here, in the wire bonding, the wire bonding is performed on the lead electrode on the surface of the piezoelectric vibrating
本実施形態は以上のように構成されており、圧電振動片31は、パッケージ40の電極部49に対して、第1の電気的接続部である導電性接着剤により符号37,38の箇所において、電気的及び機械的に接合されている。これにより、パッケージ40の実装端子55からの駆動電圧が電極部49を介して、圧電振動片31に対して印加される。
さらに、このことにより、機械的な接合についても導電性接着剤37,38により行うようにしたため、非導電性接着剤による場合のように、硬化時に多量のアウトガスが生成することがなく、ガスの圧電振動片31表面への付着による周波数変動のおそれが低減される。
また、第2の電気的接続部53においては、圧電振動片31の引出し電極とワイヤボンディングにより接続されているので、上記した第1の電気的接続部である導電性接着剤37,38と、この第2の電気的接続部53の二箇所においてパッケージ40側と圧電振動片31との電気的接続が果たされており、導通不良が生じることが確実に防止され、特に、周波数シフトを有効に防止することができる。
The present embodiment is configured as described above, and the piezoelectric vibrating
Further, since the mechanical bonding is performed by the
Further, since the second
ここで、第1の電気的接続部を形成するための導電性接着剤は、合成樹脂などを利用したバインダー成分に、銀粒子などの導電粒子を混入したもので、機械的接合と電気的接続とを同時に行うことができるものである。この実施形態では、図1の導電性接着剤37,38としては、硬化状態で弾性率の低い軟質系の接着剤であることが好ましい。
これにより圧電デバイス30にあっては、接合されている圧電振動片31に対する応力緩和能力が高く、周波数変動を起こしにくい。
さらに好ましくは、導電性接着剤37,38として、シリコーン系導電性接着剤を用いる。シリコーン系導電性接着剤は、弾性率が0.2GPa程度ときわめて低く、その分応力緩和能力が高いので、周波数変動を生じにくい。
Here, the conductive adhesive for forming the first electrical connection portion is obtained by mixing conductive particles such as silver particles in a binder component using a synthetic resin or the like. Can be performed simultaneously. In this embodiment, the
Thereby, in the
More preferably, a silicone-based conductive adhesive is used as the
また、第1の電気的接続部を形成するための導電性接着剤、図1の導電性接着剤37,38としては、ビスマレイミド系導電性接着剤を用いることができる。
このビスマレイミド系導電性接着剤は、弾性率が3.4GPa程度であり、シリコーン系の導電性接着剤よりもやや硬い。このため、ワイヤボンディングにおけるボンディング時にシリコーン系導電性接着剤よりも超音波が逃げにくく、ボンディングしやすい。しかもエポキシ系などの硬い導電性接着剤と比べると応力緩和能力に優れているので、圧電デバイス30を形成した場合に、より周波数変動が少ない。
In addition, as the conductive adhesive for forming the first electrical connection portion and the
This bismaleimide-based conductive adhesive has an elastic modulus of about 3.4 GPa and is slightly harder than a silicone-based conductive adhesive. For this reason, ultrasonic waves are less likely to escape than the silicone-based conductive adhesive during bonding in wire bonding, and bonding is easy. In addition, since the stress relaxation ability is excellent as compared with a hard conductive adhesive such as an epoxy-based adhesive, the frequency variation is smaller when the
図3は、シリコーン系導電性接着剤、図4はビスマレイミド系導電性接着剤の特性をそれぞれ示すグラフであり、縦軸に重量、横軸に温度をとったものである。それぞれの図において、Aは重量変化を、BはAで示す重量変化の値の微分値を示している。
圧電デバイス30の実装において、リフロー温度のピークは260℃(摂氏260度)程度である。
これに対して、シリコーン系導電性接着剤は図3に示されているように、400℃を超える当たりから重量が減少していくことから、この温度からアウトガスが生成される。したがって、エポキシ系の導電性接着剤等のように、リフロー温度でのアウトガスの発生はほとんどない。
同様に、ビスマレイミド系導電性接着剤は、350℃を超えると重量の減少が見られ、400℃を超えた当たりで、重量は急激に減少する。したがって、ビスマレイミド系導電性接着剤を用いた場合にも、リフロー時におけるアウトガスの生成はほとんど無いことがわかる。
FIG. 3 is a graph showing the characteristics of a silicone-based conductive adhesive, and FIG. 4 is a graph showing the characteristics of a bismaleimide-based conductive adhesive. The vertical axis represents weight and the horizontal axis represents temperature. In each figure, A indicates a change in weight, and B indicates a differential value of the weight change value indicated by A.
In mounting the
On the other hand, as shown in FIG. 3, the silicone-based conductive adhesive is reduced in weight from above 400 ° C., so outgas is generated from this temperature. Therefore, there is almost no outgassing at the reflow temperature as in the case of epoxy conductive adhesives.
Similarly, the bismaleimide-based conductive adhesive shows a decrease in weight when the temperature exceeds 350 ° C., and the weight rapidly decreases when the temperature exceeds 400 ° C. Therefore, it can be seen that even when a bismaleimide conductive adhesive is used, outgas is hardly generated during reflow.
図5は、本発明の第2の実施形態を示す概略断面図である。
図5において、第1の実施形態である図1および図2と同一の符号を付した個所は、共通する構成であるから、重複する説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
図5において、第2の電気的接続部53−1は、圧電振動片31の表面側の引出し電極上に予めスタッドバンプを形成したものである。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.
In FIG. 5, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, which are the first embodiment, have a common configuration, and thus redundant description will be omitted, and hereinafter, differences will be mainly described.
In FIG. 5, the second electrical connection portion 53-1 is obtained by previously forming a stud bump on the extraction electrode on the surface side of the piezoelectric vibrating
第1の実施形態において説明したように、導電性接着剤38が塗布された箇所の真上に圧電振動片31を介してワイヤボンディングすることは、導電性接着剤38が存在しない箇所における引出し電極にワイヤボンディングする場合と比べて、超音波の逃げが少なく、ボンディングがより確実になる。
しかしながら、例えば、該導電性接着剤38が軟質のもので、弾性率が低いと、超音波が導電性接着剤に吸収される場合がある。そこで、図5に示すように、圧電振動片31の表面の引出し電極上に形成したスタッドバンプ53−1に対して、ワイヤボンディングするようにすることで、より確実な電気的接続を実現することができる。
As described in the first embodiment, wire bonding via the piezoelectric vibrating
However, for example, if the
なお、スタッドバンプは、圧電振動片31の形成に際して、水晶基板からエッチングによりその外形を形成(外形エッチング工程)した後、励振電極および引出し電極を形成し(電極形成工程)、その上で形成される。
スタッドバンプ形成後に該圧電振動片31をパッケージ40内に接合するマウント工程が実行され、導電性接着剤37,38が加熱されて硬化され(硬化工程)る。圧電振動片31の接合後、例えば、キャピラリ先端で金属ボールを形成して、これを電極部49上に打ち、ワイヤを延出しながら、予め形成されているスタッドバンプ53−1に対してセカンドを打つことにより、より確実に電気的接続を実現することができる。
続いて、蓋体45を加熱封止し(一次封止工程)、ガス抜き孔である貫通孔46から脱ガス(脱ガス工程)した後で、貫通孔46を金属封止剤47により孔封止する(二次封止工程)ことによって、圧電デバイス30−1を完成することができる。
The stud bump is formed by forming the outer shape by etching from the quartz substrate (outer shape etching step) and then forming the excitation electrode and the extraction electrode (electrode forming step) when the piezoelectric vibrating
After the stud bumps are formed, a mounting process for bonding the piezoelectric vibrating
Subsequently, the
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、箱状のパッケージに圧電振動片を収容したものに限らず、シリンダー状の収容容器に圧電振動片を収容したもの、圧電振動片をジャイロセンサーとして機能するようにしたもの、さらには、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、圧電振動片を利用したあらゆる圧電デバイスに適用することができる。さらに、圧電振動片31では、一対の振動腕を形成しているが、これに限らず、振動腕は3本でも、4本以上でもよい。
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.
Further, the present invention is not limited to the case where the piezoelectric vibrating piece is accommodated in the box-shaped package, the case where the piezoelectric vibrating piece is accommodated in the cylindrical container, the piezoelectric vibrating piece functioning as a gyro sensor, Furthermore, the present invention can be applied to any piezoelectric device using a piezoelectric vibrating piece regardless of the name of a piezoelectric vibrator, a piezoelectric oscillator, or the like. Furthermore, although the piezoelectric vibrating
30・・・圧電デバイス、31・・・圧電振動片、32・・・基部、33,34・・・支持用アーム、35,36・・・振動腕、37,38・・・第1の電気的接続部、53・・・第2の電気的接続部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記接続用の電極部と電気的に接続された引出し電極を備えた圧電振動片と
を備えており、
前記接続用電極部に導電性接着剤を介して前記圧電振動片が接合されている第1の電気的接続部と、
前記接続用電極部と、前記引出し電極とがワイヤボンディングにより接続されている第2の電気的接続部と
を備える
ことを特徴とする圧電デバイス。 A container in which an electrode part for connection is formed;
A piezoelectric vibrating reed comprising a lead electrode electrically connected to the connecting electrode part,
A first electrical connection portion in which the piezoelectric vibrating piece is bonded to the connection electrode portion via a conductive adhesive;
A piezoelectric device comprising: the connection electrode portion and a second electrical connection portion in which the lead electrode is connected by wire bonding.
前記第1の電気的接続部において、前記裏面の引出し電極が、前記導電性接着剤により接続用電極部に接合されており、
前記第2の電気的接続部において、前記表面の引出し電極に対して、前記ワイヤボンディングがされていることを特徴とする請求項1に記載の圧電デバイス。 The extraction electrodes are formed on the front and back surfaces of the piezoelectric vibrating piece,
In the first electrical connection portion, the extraction electrode on the back surface is joined to the connection electrode portion by the conductive adhesive,
2. The piezoelectric device according to claim 1, wherein in the second electrical connection portion, the wire bonding is performed with respect to the lead electrode on the surface. 3.
圧電材料により形成された基部と、
前記基部の一端側から延びる複数の振動腕と、
前記基部に対して連結部を介して一体に接合されており、前記基部の前記一端側より所定距離だけ離れた他端側において幅方向に延長され、かつ前記振動腕の外側において、該振動腕と同じ方向に延びる支持用アームと、
を備え、
前記支持用アームの表面および裏面に前記引出し電極が形成され、かつ前記支持用アームに前記第1の電気的接続部と第2の電気的接続部を設けることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の圧電デバイス。 The piezoelectric vibrating piece is
A base formed of piezoelectric material;
A plurality of vibrating arms extending from one end of the base;
It is integrally joined to the base portion via a connecting portion, extends in the width direction on the other end side separated from the one end side of the base portion by a predetermined distance, and on the outside of the vibrating arm, the vibrating arm A support arm extending in the same direction as
With
7. The lead electrode is formed on a front surface and a back surface of the support arm, and the first electrical connection portion and the second electrical connection portion are provided on the support arm. The piezoelectric device according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007315480A JP2009141641A (en) | 2007-12-06 | 2007-12-06 | Piezoelectric device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011124976A (en) * | 2009-11-11 | 2011-06-23 | Seiko Epson Corp | Vibration device, and electronic apparatus |
JP2015097361A (en) * | 2013-11-16 | 2015-05-21 | セイコーエプソン株式会社 | Vibration piece, vibrator, oscillator, electronic device and mobile object |
-
2007
- 2007-12-06 JP JP2007315480A patent/JP2009141641A/en not_active Withdrawn
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