JP2011217301A - 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法 - Google Patents

圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】圧電振動片を所望する姿勢で再現性よく安定的に保持することができる圧電デバイスの提供。
【解決手段】水晶振動子1は、基部11と基部11から延びる一対の振動腕12と基部11に接続された支持部13とを有する水晶振動片10と、水晶振動片10を収容するパッケージ20と、水晶振動片10とパッケージ20とを接合する第1の接着剤30及び第2の接着剤31と、を備え、支持部13が、パッケージ20に接合される接合部13b,13c,13dを有し、各接合部13b,13c,13dが、互いに離れた位置に設けられると共に、振動腕12の延びる方向において、接合部13b,13cが、接合部13dより振動腕12寄りに設けられ、振動腕12寄りの接合部13b,13cを接合する第1の接着剤30と、接合部13dを接合する第2の接着剤31とにおいて、第2の接着剤31の方が硬化収縮率が大きいことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関する。
特許文献1には、容器体の素子接続用電極パッド(以下、電極パッドという)のそれぞれに、第1の導電性接着剤と、この第1の導電性接着剤に比べ固化時収縮率が大きい第2の導電性接着剤とを、第1の導電性接着剤を容器体の底面の他方の短辺寄りに、第2の導電性接着剤を一方の短辺寄りに、圧電振動板(以下、圧電振動片という)の長辺と平行の直列形態で同時に塗布する工程と、この上に圧電振動片を配置する工程と、これら導電性接着剤を固化し、圧電振動片と電極パッドとを第1の導電性接着剤と第2の導電性接着剤とを介して固着導通する工程とを具備する圧電振動片の固着方法、及びこの固着方法を用いて製造された圧電デバイスが開示されている。
特開2008−141418号公報(図2)
特許文献1の図2によれば、第1の導電性接着剤と第2の導電性接着剤とは、互いに隣接して塗布されている。
通常、これらの導電性接着剤は、例えば、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの樹脂をバインダーとして、銀粒子などの導電フィラーを含んだペースト状であって、ディスペンサーなどの塗布装置で塗布できるように流動性を有していることから、隣接して塗布されると混ざり合う虞がある。
混ざり合うことにより、これらの導電性接着剤の固化時収縮率などの特性が変化してしまうことから、上記固着方法では、圧電振動片を所望する姿勢で再現性よく安定的に保持することができない虞がある。
この結果、上記固着方法を用いて製造された圧電デバイスは、圧電振動片の保持姿勢がばらつくことから、振動特性が不安定となる虞がある。
本発明は、上記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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例にかかる圧電デバイスは、基部と前記基部から延びる少なくとも1本の振動腕と前記基部に接続された支持部とを有する圧電振動片と、前記圧電振動片を収容するパッケージと、前記圧電振動片と前記パッケージとを接合する第1の接着剤及び第2の接着剤と、を備え、前記支持部は、前記パッケージに接合される複数の接合部を有し、前記複数の接合部は、互いに離れた位置に設けられると共に、前記振動腕の延びる方向において、少なくとも1つの前記接合部が、他の前記接合部より前記振動腕寄りに設けられ、前記振動腕寄りの前記接合部を接合する前記第1の接着剤と、他の前記接合部を接合する前記第2の接着剤とにおいて、前記第2の接着剤の方が硬化収縮率が大きいことを特徴とする。
これによれば、圧電デバイスは、複数の接合部が、互いに離れた位置に設けられると共に、振動腕の延びる方向において、少なくとも1つの接合部が、他の接合部より振動腕寄りに設けられ、振動腕寄りの接合部を接合する第1の接着剤と、他の接合部を接合する第2の接着剤とにおいて、第2の接着剤の方が硬化収縮率(固化時収縮率と同義)が大きい。
この結果、圧電デバイスは、圧電振動片のパッケージ(容器体と同義)への接合時に、各接着剤が混ざり合うことがないことから、各接着剤の硬化収縮率(固化時収縮率と同義)などの特性に変化がなく、圧電振動片を所望する姿勢で再現性よく安定的に保持することができる。
また、圧電デバイスは、例えば、圧電振動片の重心が、振動腕寄りの接合部より振動腕の先端側に位置する場合でも、第1の接着剤より第2の接着剤の方が硬化収縮率が大きいことから、第1の接着剤を支点にして、第2の接着剤の収縮により、シーソーのように振動腕の先端側を持ち上げることができる。
この結果、圧電デバイスは、圧電振動片の自重による重心側(振動腕の先端側)への傾斜を制御できる。
これらにより、圧電デバイスは、振動特性を向上させることができる。
[適用例2]上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記第2の接着剤より前記第1の接着剤の方が、硬化速度が速いことが好ましい。
これによれば、圧電デバイスは、第2の接着剤より第1の接着剤の方が、硬化速度が速いことから、先に硬化した第1の接着剤を支点にして、後から硬化する第2の接着剤の収縮により、シーソーのように振動腕の先端側を持ち上げることがより確実に行える。
[適用例3]上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記支持部は、前記振動腕に沿って延びる固定用腕を有し、前記固定用腕に前記振動腕寄りの前記接合部が設けられていることが好ましい。
これによれば、圧電デバイスは、固定用腕に振動腕寄りの接合部が設けられていることで、振動腕寄りの接合部と他の接合部との間隔を広くできることから、第1の接着剤を支点にして、第2の接着剤の収縮により、シーソーのように振動腕の先端側を持ち上げる圧電振動片の傾斜の制御をより細かく行える。
[適用例4]上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記圧電振動片は、前記振動腕を複数本備え、前記複数本の振動腕と、前記基部とを含んで音叉を構成することが好ましい。
これによれば、圧電デバイスは、圧電振動片が複数本の振動腕と基部とを含んで音叉を構成し、優れた振動特性を得やすい音叉型圧電振動片となることから、振動特性を向上させることができる。
[適用例5]上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記圧電振動片を発振させる回路素子をさらに備え、発振器を構成することが好ましい。
これによれば、圧電デバイスは、圧電振動片を発振させる回路素子をさらに備え、発振器を構成することから、上記適用例のいずれかに記載の効果を奏する発振器を提供することができる。
[適用例6]本適用例にかかる圧電デバイスの製造方法は、基部と前記基部から延びる少なくとも1本の振動腕と前記基部に接続された支持部とを有し、前記支持部が複数の接合部を備え、前記複数の接合部が、互いに離れた位置に設けられると共に、前記振動腕の延びる方向において、少なくとも1つの前記接合部が、他の前記接合部より前記振動腕寄りに設けられた圧電振動片を用意する工程と、前記圧電振動片を収容するパッケージを用意する工程と、第1の接着剤と、前記第1の接着剤より硬化収縮率が大きい第2の接着剤と、を用意する工程と、前記第1の接着剤を、前記パッケージにおける前記圧電振動片の前記振動腕寄りの前記接合部に対向する位置に塗布し、前記第2の接着剤を、前記パッケージにおける前記圧電振動片の他の前記接合部に対向する位置に塗布する工程と、前記圧電振動片を、前記各接合部と前記各接着剤とが対応するように、塗布された前記各接着剤上に配置する工程と、塗布された前記各接着剤を硬化させ、前記圧電振動片と前記パッケージとを接合する工程と、を有することを特徴とする。
これによれば、圧電デバイスの製造方法は、上記適用例のいずれかに記載の効果を奏する圧電デバイスを製造し、提供することができる。
第1の実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図であり、(a)は平面図、(b)、(c)は(a)の断面図。 水晶振動子の製造工程を示すフローチャート。 製造工程を説明する模式図であり、(a)〜(d)は、工程順に説明する断面図。 第2の実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の断面図。 第3の実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の断面図。 第4の実施形態の発振器の概略構成を示す模式図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の断面図。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の圧電デバイスとしての水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図1(a)は、リッド(蓋体)側から俯瞰した平面図、図1(b)は、図1(a)のA−A線での断面図、図1(c)は、図1(a)のB−B線での断面図である。なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。
図1に示すように、水晶振動子1は、圧電振動片としての水晶振動片10と、水晶振動片10を収容するパッケージ20と、水晶振動片10とパッケージ20とを接合する第1の接着剤30及び第2の接着剤31と、を備えている。
水晶振動片10は、基部11と、基部11の一端から互いに略並行に延びる一対の振動腕12と、基部11の一端側とは振動腕12の延びる方向において反対側になる他端側に接続された支持部13と、を備えている。
水晶振動片10の基部11の他端側には、振動腕12の延びる方向(長手方向)と直交する方向に切り欠かれた一対の切り欠き部14が形成されている。ここでは、便宜的に切り欠き部14を挟んで振動腕12側を基部11、その反対側を支持部13として説明する。
水晶振動片10の振動腕12は、基部11側に位置する腕部15と、腕部15より先端側に位置し、腕部15より幅が広いハンマーヘッド部16と、振動腕12の長手方向に沿って主面17,18に形成され、振動腕12の長手方向と直交する面に沿って切断した断面形状がH字状となる溝部19と、を有している。
水晶振動片10は、一対(2本)の振動腕12と、基部11とを含んで音叉を構成する音叉型水晶振動片である。
水晶振動片10の支持部13は、基部11と隣接する本体部分から、振動腕12の長手方向に沿って基部11を挟むように延びる一対の固定用腕13aを有している。そして、一対の固定用腕13aは、振動腕12の根元近傍まで延びている。
支持部13は、パッケージ20に接合される3つの接合部13b,13c,13dを有している。
各接合部13b,13c,13dは、互いに離れた位置に設けられると共に、振動腕12の延びる方向において、2つの接合部13b,13cが、他の接合部13dより振動腕12寄りに設けられている。
具体的には、接合部13b,13cが、各固定用腕13aの先端部に設けられ、接合部13dが、支持部13の本体部分の略中央に設けられている。
パッケージ20は、水晶振動片10を内部に収容する凹部を有するパッケージベース22と、パッケージベース22の凹部を覆うリッド23などから構成されている。
パッケージベース22には、セラミックグリーンシートを成形して焼成した酸化アルミニウム質焼結体などが用いられている。また、リッド23には、コバールなどの金属やガラスなどが用いられている。
パッケージベース22の内底面21には、水晶振動片10の各接合部13b,13c,13dに対向する位置に、各接合部13b,13c,13dが接合される内部電極24が形成され、パッケージベース22の外底面25には、一対の外部端子26が形成されている。
一対の外部端子26は、図示しない内部配線によって2つの内部電極24と接続されている。残りの1つの内部電極24は、外部端子26と接続されていなくてもよい。
なお、内部電極24、外部端子26は、タングステンなどのメタライズ層にニッケル、金などの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。
水晶振動片10は、接合部13b,13cが第1の接着剤30によって対向する内部電極24に接合され、接合部13dが第2の接着剤31によって対向する内部電極24に接合される。
第1の接着剤30及び第2の接着剤31は、例えば、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの樹脂をバインダーとして、銀粒子などの導電フィラーを含んだペースト状であって、導電性を有している。
これにより、水晶振動片10は、図示しない励振電極が内部電極24を介して外部端子26と電気的に接続されている。
ここで、第1の接着剤30と、第2の接着剤31とにおいては、第2の接着剤31の方が硬化収縮率が大きい。また、両者においては、第1の接着剤30の方が硬化速度が速いことが好ましい。
これら、第1の接着剤30及び第2の接着剤31の硬化収縮率、硬化速度などの特性は、バインダーの種類、バインダーの希釈剤の種類や希釈率、バインダーと導電フィラーとの混合率などを変えることにより、適宜設定可能である。
なお、第1の接着剤30及び第2の接着剤31は、ディスペンサーなどの塗布装置で塗布できる程度の流動性を有している。
このことから、水晶振動子1は、少なくとも塗布された第1の接着剤30及び第2の接着剤31が混ざり合わない間隔を有した互いに離れた位置に、各接合部13b,13c,13d及び各内部電極24が設けられている。
水晶振動子1は、パッケージベース22の内部電極24に水晶振動片10が接合された後、リッド23がパッケージベース22に接合されることにより、パッケージ20の内部が気密に封止される。
なお、リッド23とパッケージベース22との接合は、低融点ガラス、シームリングを用いたシーム溶接などで行われる。
なお、水晶振動子1は、パッケージベース22に図示しない貫通孔を形成し、リッド23を接合後、パッケージ20の内部を減圧した状態(真空度の高い状態)で封止部材を貫通孔に充填し封止する封止部を、さらに備えていてもよい。
水晶振動子1は、外部から外部端子26、内部電極24、第1の接着剤30及び第2の接着剤31、励振電極を経由して駆動信号が印加されることにより、水晶振動片10が所定の周波数(例えば、32kHz)で矢印C方向に屈曲振動する。
ここで、水晶振動片10のパッケージ20への接合について詳述する。
図1(b)に示すように、水晶振動片10の接合部13b,13cに対向する内部電極24には、第1の接着剤30が塗布され、接合部13dに対向する内部電極24には、第2の接着剤31が塗布されている(内部電極24上に2点鎖線で示す)。
そして、水晶振動片10は、各接合部13b,13c,13dが各内部電極24と対向する位置で、第1の接着剤30及び第2の接着剤31上に配置される。
このとき、水晶振動片10は、重心Gが各接合部13b,13c,13dより振動腕12の先端側に位置することから、2点鎖線で示すように重心G側(振動腕12の先端側)に傾斜する。
その後、第1の接着剤30及び第2の接着剤31を加熱し硬化させると、第1の接着剤30より第2の接着剤31の方が硬化収縮率が大きいことから、水晶振動片10は、収縮する第2の接着剤31に引っ張られ、第1の接着剤30を支点にして、シーソーのように振動腕12の先端側が持ち上がることになる。
この際、第2の接着剤31より第1の接着剤30の方が硬化速度が速ければ、水晶振動片10は、先に硬化した第1の接着剤30を支点にして、後から硬化する第2の接着剤31の収縮によって、振動腕12の先端側がより確実に持ち上がることになる。
上述したように、第1の実施形態の水晶振動子1は、少なくとも塗布された第1の接着剤30及び第2の接着剤31が混ざり合わない間隔を有した互いに離れた位置に、各接合部13b,13c,13d及び各内部電極24が設けられている。
この結果、水晶振動子1は、水晶振動片10のパッケージ20への接合時に、第1の接着剤30及び第2の接着剤31が混ざり合うことがないことから、第1の接着剤30及び第2の接着剤31の硬化収縮率などの特性に変化がなく、水晶振動片10を所望する姿勢で再現性よく安定的に保持することができる。
また、水晶振動子1は、水晶振動片10の重心Gが振動腕12寄りの接合部13b,13cより振動腕12の先端側に位置する場合であっても、第1の接着剤30より第2の接着剤31の方が硬化収縮率が大きいことから、第1の接着剤30を支点にして、シーソーのように水晶振動片10の振動腕12の先端側を持ち上げることができる。
この結果、水晶振動子1は、水晶振動片10の自重による重心G側(振動腕12の先端側)への傾斜を制御できる。
例えば、水晶振動子1は、第1の接着剤30及び第2の接着剤31の硬化収縮率の適宜な設定により、水晶振動片10をパッケージベース22の内底面21との平行度を保った状態で、各内部電極24に接合することができる。
これらにより、水晶振動子1は、振動特性、耐衝撃性などの各特性を向上させることができる。
また、水晶振動子1は、第2の接着剤31より第1の接着剤30の方の硬化速度を速くすることにより、先に硬化した第1の接着剤30を支点にして、後から硬化する第2の接着剤31の収縮によって、シーソーのように水晶振動片10の振動腕12の先端側を持ち上げることが、より確実に行える。
なお、水晶振動子1は、水晶振動片10の重心Gの位置に関係なく、第1の接着剤30と第2の接着剤31との硬化収縮率の差によって、第1の接着剤30を支点にして、シーソーのように水晶振動片10の振動腕12の先端側を持ち上げることができる。
また、水晶振動子1は、水晶振動片10が一対(2本)の振動腕12と基部11とを含んで音叉を構成し、優れた振動特性を得やすい音叉型水晶振動片となることから、振動特性を向上させることができる。
ここで、水晶振動子1の製造方法について説明する。
図2は、水晶振動子の製造工程を示すフローチャートである。図3は、製造工程を説明する模式図であり、(a)〜(d)は、工程順に説明する断面図である。なお、図3の断面位置は、図1(b)と同じである。
図2に示すように、水晶振動子1の製造方法は、水晶振動片準備工程S1と、パッケージ準備工程S2と、接着剤準備工程S3と、接着剤塗布工程S4と、水晶振動片配置工程S5と、水晶振動片接合工程S6と、リッド接合工程S7と、を有している。
[水晶振動片準備工程S1]
まず、上述した構成の水晶振動片10を用意する。
[パッケージ準備工程S2]
ついで、上述した構成のパッケージ20を用意する。なお、リッド23については、後述するリッド接合工程S7までに用意しておけばよい。
[接着剤準備工程S3]
ついで、上述した第1の接着剤30と、第1の接着剤30より硬化収縮率が大きい第2の接着剤31と、を用意する。
なお、第1の接着剤30は、第2の接着剤31より硬化速度が速いことが好ましい。
[接着剤塗布工程S4]
ついで、図3(a)に示すように、ディスペンサーなどの塗布装置40を用いて、パッケージベース22の、水晶振動片10の振動腕12寄りの接合部13b,13cに対向する2つの内部電極24に、第1の接着剤30を塗布し、接合部13dに対向する1つの内部電極24に、第2の接着剤31を塗布する。
このとき、第1の接着剤30及び第2の接着剤31を、一括して(略同時に)塗布することが、両者の塗布後の経時変化を同条件とする上で好ましい。
なお、塗布の際、各接合部13b,13c,13d及び各内部電極24が、互いに離れているので第1の接着剤30と第2の接着剤31とが混ざり合うことはない。
[水晶振動片配置工程S5]
ついで、図3(b)に示すように、水晶振動片10の各接合部13b,13c,13dと第1の接着剤30及び第2の接着剤31とが対応するように位置合わせして、各内部電極24に塗布された第1の接着剤30及び第2の接着剤31上に、水晶振動片10を配置する。
このとき、水晶振動片10は、重心Gが各接合部13b,13c,13dより振動腕12の先端側に位置することから、重心G側(振動腕12の先端側)に傾斜する。
[水晶振動片接合工程S6]
ついで、水晶振動片10が配置されたパッケージベース22を、図示しない加熱炉、恒温槽などに投入し、図3(c)に示すように、各内部電極24に塗布された第1の接着剤30及び第2の接着剤31を加熱して硬化させ、水晶振動片10とパッケージベース22とを接合する。
このとき、第1の接着剤30より第2の接着剤31の方が硬化収縮率が大きいことから、水晶振動片10は、接合部13d側が第1の接着剤30より収縮する第2の接着剤31に引っ張られ、第1の接着剤30を支点にしてシーソーのように振動腕12の先端側が持ち上がる。
この際、第2の接着剤31より第1の接着剤30の方が硬化速度が速ければ、水晶振動片10は、先に硬化した第1の接着剤30を支点にして、後から硬化する第2の接着剤31の収縮によって、シーソーのように振動腕12の先端側がより確実に持ち上がることになる。
なお、振動腕12の先端側を持ち上げる程度(持ち上げ角度)は、第1の接着剤30及び第2の接着剤31の硬化収縮率、硬化速度、塗布量などを適宜調整することによって制御する。
[リッド接合工程S7]
ついで、図3(d)に示すように、パッケージ20の内部が気密状態になるように、低融点ガラス、シームリングを用いたシーム溶接などを用いて、リッド23をパッケージベース22に接合する。
これらの工程などを経ることにより、図1に示すような、水晶振動子1を得る。
なお、水晶振動子1が、パッケージベース22に上述した貫通孔を用いた封止部をさらに備えている場合には、リッド接合工程S7後、パッケージ20の内部を減圧した状態(真空度の高い状態)で、金/ゲルマニウム合金、はんだなどの封止部材を貫通孔に充填し、封止部を封止する工程を行う。
なお、水晶振動片準備工程S1、パッケージ準備工程S2、接着剤準備工程S3の順番は、入れ換えてもよい。
上述したように、水晶振動子1の製造方法は、第1の接着剤30と第2の接着剤31とが混ざり合うことがなく、第1の接着剤30を支点にして、シーソーのように水晶振動片10の振動腕12の先端側を持ち上げることができる。
これにより、水晶振動子1の製造方法は、水晶振動片10を所望する姿勢で再現性よく安定的に保持することができ、振動特性、耐衝撃性などの各特性が向上した水晶振動子を製造し、提供することが可能となる。
また、水晶振動子1の製造方法は、第1の接着剤30及び第2の接着剤31の硬化収縮率の適宜な設定により、水晶振動片10をパッケージベース22の内底面21との平行度を保った状態で、各内部電極24に接合することができる。
なお、水晶振動子1の製造方法は、水晶振動片10の重心Gの位置に関係なく、第1の接着剤30と第2の接着剤31との硬化収縮率の差によって、第1の接着剤30を支点にして、シーソーのように水晶振動片10の振動腕12の先端側を持ち上げることができる。
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図4(a)は、リッド側から俯瞰した平面図、図4(b)は、図4(a)のD−D線での断面図である。なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。また、第1の実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図4に示すように、水晶振動子2は、水晶振動片110の支持部113に固定用腕113aの一方が形成されていない。また、固定用腕113aは、振動腕12のハンマーヘッド部16の近傍まで延びている。
そして、固定用腕113aの先端部には、接合部113bが設けられている。また、支持部113の本体部分(基部11に隣接する部分)におけるパッケージ20の短辺に沿った方向の、固定用腕113a側の端部には、接合部113dが設けられ、反対側の端部には、接合部113eが設けられている。
これにより、接合部113bは、振動腕12の延びる方向において、接合部113d,113eより振動腕12寄りとなっている。また、これにより、各接合部113b,113d,113eは、互いに離れた位置に設けられていることになる。
パッケージベース22の内底面21には、上記各接合部113b,113d,113eに対向する位置に各内部電極24が形成されている。
そして、接合部113bに対向する内部電極24には、第1の接着剤30が塗布され、接合部113d,113eに対向する各内部電極24には、第2の接着剤31が塗布されている。
そして、水晶振動子2は、第1の接着剤30及び第2の接着剤31の硬化により、各接合部113b,113d,113eが各内部電極24に接合されることで、水晶振動片110がパッケージベース22に接合されている。
この際、水晶振動子2は、第1の実施形態と同様に、第1の接着剤30を支点にして、第2の接着剤31の収縮によりシーソーのように水晶振動片110の振動腕12の先端側を持ち上げることができる。
上述したように、第2の実施形態の水晶振動子2は、水晶振動片110の接合部113bが、振動腕12のハンマーヘッド部16の近傍まで延びている固定用腕113aの先端部に設けられている。また、水晶振動子2は、水晶振動片110の接合部113d,113eが、支持部113の本体部分のパッケージ20の短辺に沿った方向における両端部に設けられている。
これにより、水晶振動子2は、第1の接着剤30で接合される接合部113bと、第2の接着剤31で接合される接合部113d,113eとの間隔が、第1の実施形態より広くなっている。
この結果、水晶振動子2は、第1の接着剤30を支点にして、第2の接着剤31の収縮によりシーソーのように水晶振動片110の振動腕12の先端側を持ち上げる際に、第2の接着剤31の収縮量が第1の実施形態と同じであっても、水晶振動片110の持ち上げ角度は小さくなる。
したがって、水晶振動子2は、第2の接着剤31の硬化収縮率を調整することで、第2の接着剤31の収縮による水晶振動片110の持ち上げ角度を、より細かく制御できる。
また、水晶振動子2は、水晶振動片110の支持部113の固定用腕113aが一本であることから、パッケージ20の短辺方向のサイズを第1の実施形態より小さくすることが可能である。
なお、水晶振動子2の製造方法は、水晶振動子1の製造方法に準ずる。
(第3の実施形態)
図5は、第3の実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図5(a)は、リッド側から俯瞰した平面図、図5(b)は、図5(a)のE−E線での断面図である。なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。また、第1の実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図5に示すように、水晶振動子3は、水晶振動片210の支持部213に固定用腕(図1参照)が形成されていない。また、水晶振動子3は、水晶振動片210の支持部213が、振動腕12の延びる方向において、第1の実施形態より長く形成されている。
そして、水晶振動子3は、接合部213d,213eが支持部213のパッケージ20の短辺に沿った方向の両端部におけるパッケージ20の短辺寄りに設けられ、接合部213bが切り欠き部14の近傍であって、パッケージ20の短辺に沿った方向における略中央に設けられている。
これにより、接合部213bは、振動腕12の延びる方向において、接合部213d,213eより振動腕12寄りとなっている。また、これにより、各接合部213b,213d,213eは、互いに離れた位置に設けられていることになる。
なお、水晶振動片210は、各接合部213b,213d,213e間の距離を確保する上で、パッケージ20の短辺に沿った方向の支持部213の幅が基部11の幅より広いことが好ましい。
パッケージベース22の内底面21には、上記各接合部213b,213d,213eに対向する位置に各内部電極24が形成されている。
そして、接合部213bに対向する内部電極24には、第1の接着剤30が塗布され、接合部213d,213eに対向する各内部電極24には、第2の接着剤31が塗布されている。
そして、水晶振動子3は、第1の接着剤30及び第2の接着剤31の硬化により、各接合部213b,213d,213eが各内部電極24に接合されることで、水晶振動片210がパッケージベース22に接合されている。
この際、水晶振動子3は、第1の実施形態と同様に、第1の接着剤30を支点にして、第2の接着剤31の収縮によりシーソーのように水晶振動片210の振動腕12の先端側を持ち上げることができる。
上述したように、第3の実施形態の水晶振動子3は、第1の接着剤30を支点にして、シーソーのように水晶振動片210の振動腕12の先端側を持ち上げる機能を果たしつつ、水晶振動片210の支持部213に固定用腕が形成されていないことから、パッケージ20の短辺方向のサイズを、上記各実施形態よりさらに小さくすることが可能である。
なお、水晶振動子3の製造方法は、水晶振動子1の製造方法に準ずる。
(第4の実施形態)
図6は、第4の実施形態の圧電デバイスとしての発振器の概略構成を示す模式図である。図6(a)は、リッド側から俯瞰した平面図、図6(b)は、図6(a)のF−F線での断面図である。なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。また、第1の実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図6に示すように、発振器4は、第1の実施形態の水晶振動子1に、水晶振動片10を発振させる回路素子としてのICチップ50をさらに備えて構成されている。
詳述すると、発振器4は、ICチップ50がパッケージベース22の内底面21に接着剤などで接合され、ICチップ50とパッケージベース22の図示しない内部端子とが、金、アルミニウムなどの金属ワイヤー51で接続されている。
なお、通常ICチップ50は、パッケージ20内のスペース効率を考慮して、平面視において水晶振動片10と重なるように配置される。
このことから、パッケージ20の内部電極24は、水晶振動片10とICチップ50との隙間Lを確保するために、パッケージベース22の内底面21から1段高いマウント部21aに設けられている。
また、パッケージ20の外部端子26の数は、ICチップ50が備えられていることから、第1の実施形態より増えている。
上述したように、第4の実施形態の発振器4は、水晶振動子1に水晶振動片10を発振させるICチップ50をさらに備えている。
そして、発振器4は、水晶振動片10の振動腕12の先端側が持ち上げられた状態で、パッケージ20に接合されていることから、水晶振動片10とICチップ50との隙間Lを、確実に確保することができる。
これにより、発振器4は、落下などの外部からの衝撃が加わった際に、水晶振動片10とICチップ50との干渉を回避することができる。
また、発振器4は、第1の実施形態と同様の効果を奏する発振器を提供することができる。
なお、発振器4は、第2の実施形態または第3の実施形態の水晶振動子2(3)に、水晶振動片110(210)を発振させるICチップ50をさらに備えて構成されていてもよい。
これによれば、発振器4は、水晶振動片110(210)とICチップ50との干渉を回避することができると共に、第2の実施形態または第3の実施形態と同様の効果を奏する発振器を提供することができる。
なお、上記各実施形態では、水晶振動片(10など)の接合部(13bなど)を3つとしたが、これに限定するものではなく、2つ、または4つ以上でもよい。
また、上記各実施形態では、水晶振動片(10など)の振動腕12の数を2本としたが、これに限定するものではなく、1本、または3本以上でもよい。また、ハンマーヘッド部16、溝部19、切り欠き部14は、なくてもよい。
なお、上記各実施形態では、圧電振動片を水晶としたが、これに限定するものではなく、例えば、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、四ホウ酸リチウム(Li247)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)などの圧電体、または酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)などの圧電体を被膜として備えたシリコンなどであってもよい。
1,2,3…圧電デバイスとしての水晶振動子、4…圧電デバイスとしての発振器、10…圧電振動片としての水晶振動片、11…基部、12…振動腕、13…支持部、13a…固定用腕、13b,13c,13d…接合部、14…切り欠き部、15…腕部、16…ハンマーヘッド部、17,18…主面、19…溝部、20…パッケージ、21…内底面、21a…マウント部、22…パッケージベース、23…リッド、24…内部電極、25…外底面、26…外部端子、30…第1の接着剤、31…第2の接着剤、40…塗布装置、50…回路素子としてのICチップ、51…金属ワイヤー、110…水晶振動片、113…支持部、113a…固定用腕、113b,113d,113e…接合部、210…水晶振動片、213…支持部、213b,213d,213e…接合部、G…重心、L…隙間。

Claims (6)

  1. 基部と前記基部から延びる少なくとも1本の振動腕と前記基部に接続された支持部とを有する圧電振動片と、
    前記圧電振動片を収容するパッケージと、
    前記圧電振動片と前記パッケージとを接合する第1の接着剤及び第2の接着剤と、を備え、
    前記支持部は、前記パッケージに接合される複数の接合部を有し、
    前記複数の接合部は、互いに離れた位置に設けられると共に、前記振動腕の延びる方向において、少なくとも1つの前記接合部が、他の前記接合部より前記振動腕寄りに設けられ、
    前記振動腕寄りの前記接合部を接合する前記第1の接着剤と、他の前記接合部を接合する前記第2の接着剤とにおいて、前記第2の接着剤の方が硬化収縮率が大きいことを特徴とする圧電デバイス。
  2. 請求項1に記載の圧電デバイスにおいて、前記第2の接着剤より前記第1の接着剤の方が、硬化速度が速いことを特徴とする圧電デバイス。
  3. 請求項1または請求項2に記載の圧電デバイスにおいて、前記支持部は、前記振動腕に沿って延びる固定用腕を有し、
    前記固定用腕に前記振動腕寄りの前記接合部が設けられていることを特徴とする圧電デバイス。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の圧電デバイスにおいて、前記圧電振動片は、前記振動腕を複数本備え、前記複数本の振動腕と、前記基部とを含んで音叉を構成することを特徴とする圧電デバイス。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の圧電デバイスにおいて、前記圧電振動片を発振させる回路素子をさらに備え、発振器を構成することを特徴とする圧電デバイス。
  6. 基部と前記基部から延びる少なくとも1本の振動腕と前記基部に接続された支持部とを有し、前記支持部が複数の接合部を備え、前記複数の接合部が、互いに離れた位置に設けられると共に、前記振動腕の延びる方向において、少なくとも1つの前記接合部が、他の前記接合部より前記振動腕寄りに設けられた圧電振動片を用意する工程と、
    前記圧電振動片を収容するパッケージを用意する工程と、
    第1の接着剤と、前記第1の接着剤より硬化収縮率が大きい第2の接着剤と、を用意する工程と、
    前記第1の接着剤を、前記パッケージにおける前記圧電振動片の前記振動腕寄りの前記接合部に対向する位置に塗布し、前記第2の接着剤を、前記パッケージにおける前記圧電振動片の他の前記接合部に対向する位置に塗布する工程と、
    前記圧電振動片を、前記各接合部と前記各接着剤とが対応するように、塗布された前記各接着剤上に配置する工程と、
    塗布された前記各接着剤を硬化させ、前記圧電振動片と前記パッケージとを接合する工程と、を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
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