JP2012160872A - Piezoelectric device and manufacturing method of the same - Google Patents

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Yutaka Yokoyama
裕 横山
Katsuhide Ibusuki
克英 指宿
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric device which reduces a short circuit between conductive adhesives coated on a pair of piezoelectric oscillation element mounting pads.SOLUTION: A piezoelectric device of the present invention comprises: a substrate part; an element mounting member provided with a first frame part and a second frame on one principal surface of the substrate part and formed of a recess space; a pair of piezoelectric oscillation element mounting pads provided in the recess space; a tuning-fork type flexural crystal oscillation element mounted on the pair of piezoelectric oscillation element mounting pads, and including a base part, two oscillation arm parts extending from lateral faces of the base part in the same direction, and balancing arm parts extending from the lateral faces of the base part located between the two oscillation arm parts; a lid hermetically sealing the recess space; and a groove provided between the piezoelectric oscillation element mounting pads on a principal surface of the first frame part. A relationship between a length W1 in a depth direction of the groove and a thickness W2 of the first frame part is represented as 0.4≤W1/W2≤0.9.

Description

本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイス及びその製造に関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric device used for an electronic apparatus and the like and manufacturing thereof.

従来の圧電振動子は、その例として素子搭載部材、音叉型屈曲水晶振動素子、蓋体とから主に構成されている(特許文献1参照)。
素子搭載部材は、基板部と第1の枠部と第2の枠部とで構成されている。
この素子搭載部材は、基板部の一方の主面に第1の枠部と第2の枠部が積層する状態で設けられて凹部空間が形成される。
その凹部空間内に露出する第1の枠部の一方の主面には、2個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられ、音叉型水晶振動素子が搭載される。
また、基板部は、積層構造となっており、基板部の内層には、配線パターン(図示せず)等が設けられている。この配線パターンにより圧電振動素子搭載パッドは、素子搭載部材の基板部の他方の主面に設けられている外部接続用電極端子と接続している。
また、第2の枠部の主面には、封止用導体パターンが設けられている。
この音叉型屈曲水晶振動素子を囲繞する素子搭載部材の第2の枠部の封止用導体パターンには金属製の蓋体が被せられ、接合されている。これにより、凹部空間が気密封止されている。
Conventional piezoelectric vibrators are mainly composed of, for example, an element mounting member, a tuning fork-type bent quartz crystal vibration element, and a lid (see Patent Document 1).
The element mounting member includes a substrate part, a first frame part, and a second frame part.
The element mounting member is provided in a state in which the first frame portion and the second frame portion are stacked on one main surface of the substrate portion to form a recessed space.
On one main surface of the first frame exposed in the recess space, two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads are provided, and a tuning fork type crystal vibration element is mounted.
The substrate portion has a laminated structure, and an inner layer of the substrate portion is provided with a wiring pattern (not shown). With this wiring pattern, the piezoelectric vibration element mounting pad is connected to an external connection electrode terminal provided on the other main surface of the substrate portion of the element mounting member.
In addition, a sealing conductor pattern is provided on the main surface of the second frame portion.
The sealing conductor pattern of the second frame portion of the element mounting member that surrounds the tuning fork-type bending crystal resonator element is covered with a metal lid and bonded. Thereby, the recessed space is hermetically sealed.

また、このような音叉型屈曲水晶振動素子は、基部と、前記基部の側面より同一の方向に延びる2本の平板形状の振動腕部とによって構成されている。
これらの基部、振動腕部の表面には、素子搭載部材の圧電振動素子搭載パッドと電気的に接続を取る接続用電極、励振用電極、周波数調整用金属膜が形成されている。
この音叉型屈曲水晶振動素子は、接続用電極を圧電振動素子搭載パッドに導電性接着剤で固着することで片持ち固定されている。このときの振動腕部において、基部と反対側を向く端部が先端部となる。
Such a tuning-fork type bending crystal resonator element includes a base portion and two flat plate-shaped vibrating arm portions extending in the same direction from the side surface of the base portion.
On the surface of the base and the vibrating arm, a connection electrode, an excitation electrode, and a frequency adjusting metal film that are electrically connected to the piezoelectric vibration element mounting pad of the element mounting member are formed.
This tuning fork-type bending crystal resonator element is cantilevered by fixing a connection electrode to a piezoelectric resonator element mounting pad with a conductive adhesive. In the vibrating arm portion at this time, an end portion facing the side opposite to the base portion is a tip portion.

また、圧電デバイス用シート基板は、複数の素子搭載部材がマトリクス状に配置された状態で設けられている。この素子搭載部材を個片化することで、複数の圧電デバイスを得ることができる。   In addition, the piezoelectric device sheet substrate is provided with a plurality of element mounting members arranged in a matrix. A plurality of piezoelectric devices can be obtained by dividing the element mounting member into individual pieces.

特開2008−301297号公報JP 2008-301297 A

しかしながら、従来の圧電デバイスでは、2個一対の圧電振動素子搭載パッドにそれぞれ導電性接着剤を塗布し、圧電振動素子を搭載する際に、それぞれの圧電振動素子搭載パッドに塗布した導電性接着剤同士が接触し、2個一対の圧電振動素子搭載パッド間が短絡してしまうといった課題があった。これにより、従来の圧電デバイスの製造方法では、生産性が低下してしまうといった課題があった。   However, in the conventional piezoelectric device, when a conductive adhesive is applied to each of the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads and the piezoelectric vibration elements are mounted, the conductive adhesive applied to each of the piezoelectric vibration element mounting pads. There was a problem that the two contact each other and a pair of two piezoelectric vibration element mounting pads short-circuited. As a result, the conventional method for manufacturing a piezoelectric device has a problem in that productivity decreases.

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、2個一対の圧電振動素子搭載パッドにそれぞれ塗布された導電性接着剤が短絡することを低減する圧電デバイスおよびその製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a piezoelectric device and a method for manufacturing the same that reduce short-circuiting of conductive adhesives applied to two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads. Let it be an issue.

本発明の圧電デバイスは、本発明の圧電デバイスは、基板部と、この基板部の一方の主面に第1の枠部と第2の枠部とが設けられて、凹部空間が形成された素子搭載部材と、凹部空間内に露出する第1の枠部の主面に設けられている2個一対の圧電振動素子搭載パッドと、2個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、凹部空間を気密封止する蓋体と、第1の枠部の主面の圧電振動素子搭載パッド間に設けられている溝部と、を備え、溝部の深さ方向の長さW1と第1の枠部の厚みW2との関係が、0.4≦W1/W2≦0.9であることを特徴とするものである。   In the piezoelectric device of the present invention, the piezoelectric device of the present invention has a substrate portion, and a first frame portion and a second frame portion are provided on one main surface of the substrate portion, so that a recessed space is formed. An element mounting member, two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads provided on the main surface of the first frame exposed in the recessed space, and a piezoelectric element mounted on the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads A vibration element, a lid for hermetically sealing the recessed space, and a groove provided between the piezoelectric vibration element mounting pads on the main surface of the first frame, and the length W1 in the depth direction of the groove. And the thickness W2 of the first frame portion is 0.4 ≦ W1 / W2 ≦ 0.9.

また、前記溝部の短辺方向の長さL1と前記2個一対の圧電振動素子搭載パッド間の長さL2との関係が、0.3≦L1/L3≦0.8であることを特徴とするものである。   The relationship between the length L1 in the short side direction of the groove and the length L2 between the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads is 0.3 ≦ L1 / L3 ≦ 0.8. To do.

本発明の圧電デバイスの製造方法は、基板部と、この基板部の一方の主面に第1の枠部と第2の枠部とが設けられて、凹部空間が形成され、前記凹部空間内に露出する前記第1の枠部の主面に2個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている素子搭載部材の前記第1の枠部の主面の前記圧電振動素子搭載パッド間にレーザ加工またはサンドブラスト加工で溝部を形成する溝部形成工程と、前記素子搭載部材の凹部空間に設けられた2個一対の圧電振動素子搭載パッドに圧電振動素子を搭載する圧電振動素子搭載工程と、圧電振動素子を気密封止するように前記素子搭載部材に蓋部材を接合する蓋部材接合工程と、を含むことを特徴とするものである。   The piezoelectric device manufacturing method of the present invention includes a substrate portion and a first frame portion and a second frame portion provided on one main surface of the substrate portion to form a recessed space, and the inner space of the recessed portion is formed. A laser is provided between the piezoelectric vibration element mounting pads on the main surface of the first frame portion of an element mounting member in which two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads are provided on the main surface of the first frame portion exposed to the surface. A groove forming step of forming a groove by machining or sandblasting, a piezoelectric vibrating element mounting step of mounting a piezoelectric vibrating element on a pair of piezoelectric vibrating element mounting pads provided in a recessed space of the element mounting member, and a piezoelectric vibration A lid member joining step for joining the lid member to the element mounting member so as to hermetically seal the element.

本発明の圧電デバイスによれば、第1の枠部の主面の圧電振動素子搭載パッド間に設けられている溝部の深さ方向の長さW1と第1の枠部の厚みW2との関係が、0.4≦W1/W2≦0.9であることによって、2個一対の圧電振動素子搭載パッドにそれぞれ導電性接着剤を塗布し、圧電振動素子を搭載する際に導電性接着剤が流れ出ても、導電性接着剤が第1の枠部の主面及び溝部の壁面に沿って流れ出るため、溝部の深さ方向の長さ分だけ距離が長くなったので、それぞれの圧電振動素子搭載パッドに塗布した導電性接着剤同士が接触することがなく、2個一対の圧電振動素子搭載パッド間の短絡を低減することができる。   According to the piezoelectric device of the present invention, the relationship between the length W1 in the depth direction of the groove provided between the piezoelectric vibration element mounting pads on the main surface of the first frame and the thickness W2 of the first frame. However, when 0.4 ≦ W1 / W2 ≦ 0.9, a conductive adhesive is applied to each of the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads, and the conductive adhesive is applied when mounting the piezoelectric vibration elements. Even if it flows out, since the conductive adhesive flows out along the main surface of the first frame part and the wall surface of the groove part, the distance is increased by the length in the depth direction of the groove part. The conductive adhesive applied to the pads does not contact each other, and a short circuit between two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads can be reduced.

また、本発明の圧電デバイスによれば、前記溝部の短辺方向の長さL1と前記2個一対の圧電振動素子搭載パッド間の長さL3との関係が、0.3≦L1/L3≦0.8であることによって、2個一対の圧電振動素子搭載パッドにそれぞれ導電性接着剤を塗布し、圧電振動素子を搭載する際に導電性接着剤が流れ出ても、溝部が導電性接着剤で溢れることがないため、それぞれの圧電振動素子搭載パッドに塗布した導電性接着剤同士が接触することがなく、2個一対の圧電振動素子搭載パッド間の短絡を低減することができる。   According to the piezoelectric device of the present invention, the relationship between the length L1 in the short side direction of the groove and the length L3 between the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads is 0.3 ≦ L1 / L3 ≦. When 0.8, the conductive adhesive is applied to each of the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads, and even when the conductive adhesive flows out when mounting the piezoelectric vibration elements, the groove portion is not conductive adhesive. Therefore, the conductive adhesive applied to each piezoelectric vibration element mounting pad does not come into contact with each other, and a short circuit between two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads can be reduced.

本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、前記凹部空間内に露出する前記第1の枠部の主面に2個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている素子搭載部材の前記第1の枠部の主面の前記圧電振動素子搭載パッド間にレーザ加工またはサンドブラスト加工を用いることで溝部を形成するので、圧電振動素子を搭載する際に導電性接着剤が流れ出ても、溝部の縁部が盛り上がるようにして形成されているため、その縁部にて導電性接着剤がせき止められる。よって、それぞれの圧電振動素子搭載パッドに塗布した導電性接着剤同士が接触することがなく、2個一対の圧電振動素子搭載パッド間の短絡を低減するので、圧電デバイスの生産性を向上することができる。   According to the method for manufacturing a piezoelectric device of the present invention, the first element mounting member in which two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads are provided on the main surface of the first frame exposed in the recess space. Since the groove portion is formed by using laser processing or sandblasting between the piezoelectric vibration element mounting pads on the main surface of the frame portion, even if the conductive adhesive flows out when mounting the piezoelectric vibration element, the edge of the groove portion Since the portion is formed so as to rise, the conductive adhesive is dammed at the edge portion. Therefore, the conductive adhesive applied to each piezoelectric vibration element mounting pad does not come into contact with each other, and the short circuit between two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads is reduced, thereby improving the productivity of the piezoelectric device. Can do.

本発明の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a piezoelectric device according to an embodiment of the present invention. (a)は、図1のA−A断面図であり、(b)は、図1のB−B断面図である。(A) is AA sectional drawing of FIG. 1, (b) is BB sectional drawing of FIG. (a)は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの蓋部材を外した状態を示す平面図であり、(b)は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの素子搭載部材の状態を示す平面図である。(A) is a top view which shows the state which removed the cover member of the piezoelectric device which concerns on embodiment of this invention, (b) shows the state of the element mounting member of the piezoelectric device which concerns on embodiment of this invention. It is a top view. 本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法で圧電デバイス用シート基板準備工程を示す平面図である。It is a top view which shows the sheet | seat board | substrate preparation process for piezoelectric devices by the manufacturing method of the piezoelectric device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法で素子搭載部材個片化工程を示す平面図である。It is a top view which shows an element mounting member singulation process with the manufacturing method of the piezoelectric device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法で圧電振動素子搭載工程を示す平面図である。It is a top view which shows a piezoelectric vibration element mounting process with the manufacturing method of the piezoelectric device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法で蓋部材接合工程を示す平面図である。It is a top view which shows a cover member joining process with the manufacturing method of the piezoelectric device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の圧電デバイスを構成する素子搭載部材の溝部の深さ方向の長さと第1の枠部の厚みとの関係と短絡の伴う歩留りとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the length of the depth direction of the groove part of the element mounting member which comprises the piezoelectric device of this invention, and the thickness of a 1st frame part, and the yield with a short circuit. 本発明の圧電デバイスを構成する素子搭載部材の溝部の深さ方向の長さと第1の枠部の厚みとの関係と発振周波数の変動に伴う歩留りとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the length of the depth direction of the groove part of the element mounting member which comprises the piezoelectric device of this invention, and the thickness of the 1st frame part, and the yield accompanying the fluctuation | variation of an oscillation frequency. 本発明の圧電デバイスを構成する素子搭載部材の溝部の短辺方向の長さと圧電振動素子搭載パッド間の長さとの関係と短絡の伴う歩留りとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the length of the short side direction of the groove part of the element mounting member which comprises the piezoelectric device of this invention, the length between piezoelectric vibration element mounting pads, and the yield with a short circuit. 本発明の圧電デバイスを構成する素子搭載部材の溝部の短辺方向の長さL1と2個一対の圧電振動素子搭載パッド間の長さとの関係と圧電振動素子の剥がれに伴う歩留りとの関係を示すグラフである。The relationship between the length L1 in the short side direction of the groove portion of the element mounting member constituting the piezoelectric device of the present invention and the length between two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads and the yield due to peeling of the piezoelectric vibration element. It is a graph to show.

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた音叉型屈曲水晶振動素子の場合について説明する。また、図示した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. A case of a tuning-fork type bending crystal vibrating element using quartz as a piezoelectric vibrating element will be described. In addition, the illustrated dimensions are partially exaggerated.

本発明の実施形態は、圧電デバイスの例の1つである圧電振動子300について説明する。
図1及び図2に示すように、圧電振動子300は、素子搭載部材210と圧電振動素子100と蓋体230で主に構成されている。この圧電振動子300は、前記素子搭載部材210に形成されている凹部空間K1内に圧電振動素子100が搭載されている。この凹部空間K1が蓋体230により気密封止された構造となっている。
The embodiment of the present invention describes a piezoelectric vibrator 300 that is one example of a piezoelectric device.
As shown in FIGS. 1 and 2, the piezoelectric vibrator 300 mainly includes an element mounting member 210, a piezoelectric vibration element 100, and a lid body 230. In the piezoelectric vibrator 300, the piezoelectric vibration element 100 is mounted in a recessed space K 1 formed in the element mounting member 210. The recessed space K1 is hermetically sealed by the lid 230.

(音叉型屈曲水晶振動素子)
圧電振動素子の例の1つである音叉型屈曲水晶振動素子100について説明する。
図1及び図2に示すように、音叉型屈曲水晶振動素子100は、水晶片110と、その水晶片110の表面に設けられた励振用電極121a、121b、122a及び122bと、接続用電極123a及び123bと、周波数調整用金属膜124a及び124bと、導配線パターン125、126とにより概略構成される。
(Tuning fork type bending crystal resonator)
A tuning fork-type bending crystal resonator element 100, which is one example of a piezoelectric resonator element, will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the tuning-fork type bending crystal resonator element 100 includes a crystal piece 110, excitation electrodes 121a, 121b, 122a and 122b provided on the surface of the crystal piece 110, and a connection electrode 123a. And 123b, frequency adjusting metal films 124a and 124b, and conductive wiring patterns 125 and 126.

図1及び図2に示すように、水晶片110は、基部111と振動腕部112とからなり、振動腕部112が第一の振動腕部112a及び第二の振動腕部112bとから成る。
基部111は、結晶の軸方向として電気軸がX軸、機械軸がY軸、及び光軸がZ軸となる直交座標系としたとき、X軸回りに−5°〜+5°の範囲内で回転させたZ′軸の方向が厚み方向となる平面視略四角形の平板である。
第一の振動腕部112a及び第二の振動腕部112bは、基部111の一辺からY′軸の方向に平行に延設されている。
このような水晶片110は、基部111と振動腕部112a、112bとが一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィー技術と化学エッチング技術により製造される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the crystal piece 110 includes a base portion 111 and a vibrating arm portion 112, and the vibrating arm portion 112 includes a first vibrating arm portion 112a and a second vibrating arm portion 112b.
When the base 111 is an orthogonal coordinate system in which the electrical axis is the X axis, the mechanical axis is the Y axis, and the optical axis is the Z axis as the crystal axis direction, the base 111 is within a range of −5 ° to + 5 ° around the X axis. This is a flat plate having a substantially rectangular shape in a plan view in which the direction of the rotated Z ′ axis is the thickness direction.
The first vibrating arm portion 112a and the second vibrating arm portion 112b extend from one side of the base portion 111 in parallel to the Y′-axis direction.
Such a crystal piece 110 has a tuning fork shape in which the base portion 111 and the vibrating arm portions 112a and 112b are integrated, and is manufactured by a photolithography technique and a chemical etching technique.

また、図1に示すように、励振用電極122aは、第一の振動腕部112aの表裏主面に設けられている。また、励振用電極122bは、第一の振動腕部112aの対向する両側面に設けられている。
周波数調整用金属膜124aは、第一の振動腕部112aの表主面及び側面の先端部に設けられている。
また、接続用電極123aは、基部111の第一の振動腕部112a側であって、基部111の表裏主面に設けられている。
Moreover, as shown in FIG. 1, the excitation electrode 122a is provided on the front and back main surfaces of the first vibrating arm portion 112a. The excitation electrode 122b is provided on both opposing side surfaces of the first vibrating arm portion 112a.
The frequency adjusting metal film 124a is provided on the front main surface and the front end of the side surface of the first vibrating arm portion 112a.
The connection electrode 123 a is provided on the front and back main surfaces of the base 111 on the first vibrating arm portion 112 a side of the base 111.

図1に示すように、励振用電極121aは、第二の振動腕部112bの表裏主面に設けられている。また、励振用電極121bは、第二の振動腕部112bの対向する両側面に設けられている。
周波数調整用金属膜124bは、第二の振動腕部112bの表主面及び両側面の先端部に設けられている。
接続用電極123bは、基部111の第二の振動腕部112b側であって、基部111の表裏主面に設けられている。
As shown in FIG. 1, the excitation electrode 121a is provided on the front and back main surfaces of the second vibrating arm portion 112b. The excitation electrode 121b is provided on both opposite side surfaces of the second vibrating arm portion 112b.
The frequency adjusting metal film 124b is provided on the front main surface and the front end portions of both side surfaces of the second vibrating arm portion 112b.
The connection electrode 123 b is provided on the front and back main surfaces of the base 111 on the second vibrating arm 112 b side of the base 111.

なお、音叉型屈曲水晶振動素子100は、周波数調整用金属膜124a及び124bを構成する金属の量を増減させることにより、その振動周波数値を所望する値に調整することができる。   The tuning-fork type bending crystal resonator element 100 can adjust the vibration frequency value to a desired value by increasing / decreasing the amount of the metal constituting the frequency adjusting metal films 124a and 124b.

図2に示すように、励振用電極121a及び122bと、周波数調整用金属膜124aと接続用電極123aとは、水晶素板110表面に設けられた、例えば導配線パターン125により電気的に接続している。
接続用電極123aは、基部111に設けられている導配線パターン125により励振用電極121aと電気的に接続している。また、接続用電極123aは、励振用電極122bと電気的に接続している。
As shown in FIG. 2, the excitation electrodes 121a and 122b, the frequency adjusting metal film 124a, and the connection electrode 123a are electrically connected by, for example, a conductive wiring pattern 125 provided on the surface of the crystal base plate 110. ing.
The connection electrode 123 a is electrically connected to the excitation electrode 121 a through a conductive wiring pattern 125 provided on the base 111. The connection electrode 123a is electrically connected to the excitation electrode 122b.

また、図2に示すように、励振用電極121b及び122aと、周波数調整用金属膜124bと接続用電極123bとは、水晶片110表面に設けられた、例えば導配線パターン126により電気的に接続している。
接続用電極123bは、励振用電極121b及び周波数調整用金属膜124bと電気的に接続している。また、基部111の表主面に設けられた導配線パターン126は、励振用電極122a及び励振用電極121bと電気的に接続している。
Further, as shown in FIG. 2, the excitation electrodes 121b and 122a, the frequency adjusting metal film 124b, and the connection electrode 123b are electrically connected by, for example, a conductive wiring pattern 126 provided on the surface of the crystal piece 110. is doing.
The connection electrode 123b is electrically connected to the excitation electrode 121b and the frequency adjusting metal film 124b. In addition, the conductive wiring pattern 126 provided on the front main surface of the base 111 is electrically connected to the excitation electrode 122a and the excitation electrode 121b.

なお、各励振用電極121a、121b、122a及び122bと、接続用電極123a、123bと、周波数調整用金属膜124a、124bと、導配線パターン125、126とは、例えば下地金属としてのCr層と、その下地金属の上に重ねて設けられたAu層とから構成されている。   The excitation electrodes 121a, 121b, 122a and 122b, the connection electrodes 123a and 123b, the frequency adjusting metal films 124a and 124b, and the conductive wiring patterns 125 and 126 are, for example, a Cr layer as a base metal. , And an Au layer provided on the base metal.

この音叉型屈曲水晶振動素子100を振動させる場合、接続用電極123a及び123bに交番電圧を印加する。印加後のある電気的状態を瞬間的にとらえると、第二の振動腕部112bの励振用電極121bは+(プラス)電位となり、励振用電極121aは−(マイナス)電位となり、+から−に電界が生じる。一方、このときの第一の振動腕部112aの励振用電極は、第二の振動腕部112bの励振用電極に生じた極性とは反対の極性となる。これらの印加された電界により、第一の振動腕部112a及び第二の振動腕部112bに伸縮現象が生じ、各振動腕部112に設定した共振周波数の屈曲振動を得る。   When this tuning fork type bending crystal resonator element 100 is vibrated, an alternating voltage is applied to the connection electrodes 123a and 123b. When an electrical state after application is instantaneously captured, the excitation electrode 121b of the second vibrating arm portion 112b has a + (plus) potential, the excitation electrode 121a has a-(minus) potential, and changes from + to-. An electric field is generated. On the other hand, the excitation electrode of the first vibrating arm portion 112a at this time has a polarity opposite to the polarity generated in the exciting electrode of the second vibrating arm portion 112b. These applied electric fields cause an expansion / contraction phenomenon in the first vibrating arm portion 112a and the second vibrating arm portion 112b, and a bending vibration having a resonance frequency set in each vibrating arm portion 112 is obtained.

(素子搭載部材)
また、図1〜図2に示すように、素子搭載部材210は、基板部210aと、第1の枠部210bと、第2の枠部210cとで主に構成されている。
この素子搭載部材210は、基板部210aの一方の主面に第1の枠部210bと第2の枠部210cが設けられて、凹部空間K1が形成されている。
前記素子搭載部材210の凹部空間K1を囲繞する第2の枠部210cの開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターン212が形成されている。
凹部空間K1内で露出した第1の枠部210bの一方の主面には、2個一対の圧電振動素子搭載パッド211が設けられている。
素子搭載部材210の基板部210aの他方の主面の両端には、外部接続用電極端子Gが設けられている。
基板部210aの内層には、配線パターン(図示せず)等が設けられており、所定の圧電振動素子搭載パッド211と外部接続用電極端子G(図2参照)を接続している。
(Element mounting member)
In addition, as shown in FIGS. 1 to 2, the element mounting member 210 is mainly composed of a substrate part 210 a, a first frame part 210 b, and a second frame part 210 c.
In the element mounting member 210, a first frame portion 210b and a second frame portion 210c are provided on one main surface of the substrate portion 210a to form a recessed space K1.
An annular sealing conductor pattern 212 is formed on the entire circumference of the opening-side top surface of the second frame portion 210c surrounding the recessed space K1 of the element mounting member 210.
Two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 are provided on one main surface of the first frame 210b exposed in the recessed space K1.
External connection electrode terminals G are provided at both ends of the other main surface of the substrate portion 210 a of the element mounting member 210.
A wiring pattern (not shown) or the like is provided on the inner layer of the substrate part 210a, and connects a predetermined piezoelectric vibration element mounting pad 211 and an external connection electrode terminal G (see FIG. 2).

図2(b)に示すように、凹部空間K1内で露出した第1の枠部210bの一方の主面に設けられた2個一対の圧電振動素子搭載パッド211の間には、溝部214が設けられている。
尚、例えば、この圧電デバイス300を構成する素子搭載部材210の長辺方向の長さが2.0mmであり、短辺方向の長さが0.8mmの場合には、図3(b)に示す溝部214の短辺方向の長さL1は、例えば、30〜160μmであり、溝部214の長辺方向の長さL2は、例えば、200〜300μmである。また、図2(b)に示す溝部214の深さW1は、例えば、40〜90μmである。
また、図2(b)に示す素子搭載部材210の第1の枠部210bの厚みW2は、例えば、100〜200μmである。
図3(b)に示す2個一対の圧電振動素子搭載パッド211間の長さL3は、例えば、100〜200μmである。
また、前記溝部214を形成する際には、前記溝部214の縁部が盛り上がるように形成されることになる。
前記溝部214の縁部とは、第1の枠部210bの主面に設けられた箇所のことである。
As shown in FIG. 2B, a groove 214 is formed between two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 provided on one main surface of the first frame 210b exposed in the recess space K1. Is provided.
For example, when the length in the long side direction of the element mounting member 210 constituting the piezoelectric device 300 is 2.0 mm and the length in the short side direction is 0.8 mm, FIG. The length L1 in the short side direction of the groove 214 shown is, for example, 30 to 160 μm, and the length L2 in the long side direction of the groove 214 is, for example, 200 to 300 μm. Moreover, the depth W1 of the groove part 214 shown in FIG.2 (b) is 40-90 micrometers, for example.
Moreover, thickness W2 of the 1st frame part 210b of the element mounting member 210 shown in FIG.2 (b) is 100-200 micrometers, for example.
A length L3 between the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 shown in FIG. 3B is, for example, 100 to 200 μm.
Further, when the groove 214 is formed, the edge of the groove 214 is formed so as to rise.
The edge portion of the groove portion 214 is a portion provided on the main surface of the first frame portion 210b.

前記溝部214の深さ方向の長さW1と前記第1の枠部210bの厚みW2との関係が、0.4≦W1/W2≦0.9となるように設けられている。
図8に示すように、W1/W2の値が0.4より小さい場合は、圧電振動素子搭載パッド211に塗布された導電性接着剤DSが隣接する圧電振動素子搭載パッド211に塗布された導電性接着剤DSと接触して、圧電振動素子搭載パッド211が短絡してしまう結果が得られた。
また、図8に示すように、W1/W2の値が0.1の場合は、圧電振動素子搭載パッド211間の短絡に伴う歩留りが28%になる結果が得られた。つまり、W1/W2の値が0.1の場合は、圧電振動素子搭載パッド211間の短絡に伴う不良率が72%になる結果が得られた。
図9に示すように、W1/W2の値が0.9より大きい場合には、レーザ加工またはサンドブラスト加工にて溝部214を形成するため、熱が加わり、第1の枠部210bと基板部210aとの間に亀裂が生じて、凹部空間K1内の気密封止性が維持できず、発振周波数が変動してしまう結果が得られた。また、W1/W2の値が0.95の場合には、発振周波数変動に伴う歩留りが90%になる結果が得られた。つまり、W1/W2の値が0.95の場合には、発振周波数変動に伴う不良率が10%になる結果が得られた。
このように、第1の枠部210bの主面の圧電振動素子搭載パッド211間に設けられている溝部214の深さ方向の長さW1と第1の枠部210bの厚みW2との関係が、0.4≦W1/W2≦0.9であることによって、2個一対の圧電振動素子搭載パッド211にそれぞれ導電性接着剤DSを塗布し、音叉型屈曲水晶振動素子100を搭載する際に導電性接着剤DSが流れ出ても、導電性接着剤DSが第1の枠部210bの主面及び溝部214の壁面に沿って流れ出るため、溝部214の深さ方向の長さ分だけ距離が長くなったので、それぞれの圧電振動素子搭載パッド211に塗布した導電性接着剤DS同士が接触することがなく、2個一対の圧電振動素子搭載パッド211間の短絡を低減することができる。
また、前記溝部214の壁面とは、溝部214内に形成された第1の枠部210bの厚み方向にできた面のことである。
The relationship between the length W1 in the depth direction of the groove 214 and the thickness W2 of the first frame 210b is 0.4 ≦ W1 / W2 ≦ 0.9.
As shown in FIG. 8, when the value of W1 / W2 is smaller than 0.4, the conductive adhesive DS applied to the piezoelectric vibration element mounting pad 211 is applied to the adjacent piezoelectric vibration element mounting pad 211. As a result, the piezoelectric vibration element mounting pad 211 was short-circuited in contact with the adhesive adhesive DS.
Further, as shown in FIG. 8, when the value of W1 / W2 is 0.1, the result of the yield due to the short circuit between the piezoelectric vibration element mounting pads 211 is 28%. That is, when the value of W1 / W2 is 0.1, a result that the defect rate due to the short circuit between the piezoelectric vibration element mounting pads 211 is 72% is obtained.
As shown in FIG. 9, when the value of W1 / W2 is larger than 0.9, the heat is applied to form the groove 214 by laser processing or sand blasting, and the first frame portion 210b and the substrate portion 210a. As a result, a crack was generated between the two, and the hermetic sealing in the concave space K1 could not be maintained, and the oscillation frequency fluctuated. Further, when the value of W1 / W2 is 0.95, a result that the yield due to the oscillation frequency fluctuation is 90% is obtained. That is, when the value of W1 / W2 is 0.95, a result that the defect rate accompanying the oscillation frequency fluctuation is 10% is obtained.
Thus, the relationship between the depth W1 of the groove 214 provided between the piezoelectric vibration element mounting pads 211 on the main surface of the first frame 210b and the thickness W2 of the first frame 210b is as follows. When 0.4 ≦ W1 / W2 ≦ 0.9, the conductive adhesive DS is applied to each of the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211, and the tuning fork type bending crystal vibration element 100 is mounted. Even if the conductive adhesive DS flows out, the conductive adhesive DS flows out along the main surface of the first frame part 210b and the wall surface of the groove part 214, so that the distance is increased by the length of the groove part 214 in the depth direction. As a result, the conductive adhesives DS applied to the respective piezoelectric vibration element mounting pads 211 do not contact each other, and a short circuit between the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 can be reduced.
The wall surface of the groove portion 214 is a surface formed in the thickness direction of the first frame portion 210b formed in the groove portion 214.

また、前記溝部214の短辺方向の長さL1と前記2個一対の圧電振動素子搭載パッド211間の長さL3との関係が、0.3≦L1/L3≦0.8となるように設けられている。
図10に示すように、L1/L3の値が0.3より小さい場合は、圧電振動素子搭載パッド211に塗布された導電性接着剤DSが隣接する圧電振動素子搭載パッド211に塗布された導電性接着剤DSと接触して、圧電振動素子搭載パッド211間が短絡してしまう結果が得られた。また、図10に示すように、L1/L3の値が0.1の場合は、圧電振動素子搭載パッド間の短絡に伴う歩留りが36%になる結果が得られた。つまり、L1/L3の値が0.1の場合は、圧電振動素子搭載パッド間の短絡に伴う不良率が64%になる結果が得られた。
また、図11に示すように、L1/L3の値が0.8より大きい場合は、レーザ加工及びサンドブラスト加工にて溝部214を形成するため、レーザ加工またはサンドブラスト加工にて圧電振動素子搭載パッド211を除去してしまい、圧電振動素子搭載パッド211の面積が縮小されることになった。よって、導電性接着剤DSの接合強度が低下し、音叉型屈曲水晶振動素子100が圧電振動素子搭載パッド211から剥がれてしまう結果が得られた。また、図11に示すように、L1/L3の値が0.9の場合には、音叉型屈曲水晶振動素子100の剥がれに伴う歩留りが80%になる結果が得られた。つまり、L1/L3の値が0.9の場合には、音叉型屈曲水晶振動素子100の剥がれに伴う不良率が20%になる結果が得られた。
このように、前記溝部214の短辺方向の長さL1と前記2個一対の圧電振動素子搭載パッド211間の長さL3との関係が、0.3≦L1/L3≦0.8であることによって、2個一対の圧電振動素子搭載パッド211にそれぞれ導電性接着剤DSを塗布し、圧電振動素子100を搭載する際に導電性接着剤DSが流れ出ても、溝部214が導電性接着剤DSで溢れることがないため、それぞれの圧電振動素子搭載パッド211に塗布した導電性接着剤DS同士が接触することがなく、2個一対の圧電振動素子搭載パッド211間の短絡を低減することができる。
The relationship between the length L1 of the groove 214 in the short side direction and the length L3 between the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 is 0.3 ≦ L1 / L3 ≦ 0.8. Is provided.
As shown in FIG. 10, when the value of L1 / L3 is smaller than 0.3, the conductive adhesive DS applied to the piezoelectric vibration element mounting pad 211 is electrically conductive applied to the adjacent piezoelectric vibration element mounting pad 211. As a result, a contact between the piezoelectric adhesive DS and a short circuit between the piezoelectric vibration element mounting pads 211 was obtained. Further, as shown in FIG. 10, when the value of L1 / L3 is 0.1, the result is that the yield due to the short circuit between the piezoelectric vibration element mounting pads becomes 36%. That is, when the value of L1 / L3 is 0.1, the result is that the defect rate due to a short circuit between the piezoelectric vibration element mounting pads is 64%.
Further, as shown in FIG. 11, when the value of L1 / L3 is larger than 0.8, the groove 214 is formed by laser processing and sand blast processing, and therefore the piezoelectric vibration element mounting pad 211 is formed by laser processing or sand blast processing. As a result, the area of the piezoelectric vibration element mounting pad 211 is reduced. As a result, the bonding strength of the conductive adhesive DS was lowered, and the tuning fork-type bending crystal resonator element 100 was peeled off from the piezoelectric resonator element mounting pad 211. In addition, as shown in FIG. 11, when the value of L1 / L3 is 0.9, the yield resulting from the peeling of the tuning fork-type bending crystal resonator element 100 is 80%. That is, when the value of L1 / L3 is 0.9, a result is obtained that the defect rate associated with peeling of the tuning fork type bending crystal resonator element 100 becomes 20%.
Thus, the relationship between the length L1 in the short side direction of the groove 214 and the length L3 between the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 is 0.3 ≦ L1 / L3 ≦ 0.8. Thus, even when the conductive adhesive DS is applied to each of the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 and the conductive adhesive DS flows when the piezoelectric vibration element 100 is mounted, the groove 214 is formed into the conductive adhesive. Since it does not overflow with DS, the conductive adhesive DS applied to each piezoelectric vibration element mounting pad 211 does not contact each other, and a short circuit between two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 can be reduced. it can.

蓋体230は、図2及び図3に示すように、素子搭載部材210の封止用導体パターン212上に第一の凹部空間K1の開口部を覆うように配置接合される。この蓋体230には、前記封止用導体パターン212に相対する箇所に封止部材231が設けられている。
また、このような封止部材231は、前記封止用導体パターン212表面の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the lid 230 is arranged and joined on the sealing conductor pattern 212 of the element mounting member 210 so as to cover the opening of the first recessed space K <b> 1. The lid 230 is provided with a sealing member 231 at a location facing the sealing conductor pattern 212.
Further, such a sealing member 231 can relieve unevenness on the surface of the sealing conductor pattern 212 and prevent deterioration in airtightness.

また、前記素子搭載部材210上に配置される蓋体230は、従来周知の金属加工法を採用し、42アロイ等の金属を所定形状に整形することによって製作される。蓋体230の上面には、ニッケル(Ni)層が形成され、更にニッケル(Ni)層の上面に少なくとも封止用導体パターン212に相対する箇所に封止部材231である銀ロウ層が形成される。銀ロウ層の厚みは、10μm〜40μmである。   Further, the lid 230 disposed on the element mounting member 210 is manufactured by adopting a conventionally known metal processing method and shaping a metal such as 42 alloy into a predetermined shape. A nickel (Ni) layer is formed on the upper surface of the lid 230, and a silver brazing layer that is a sealing member 231 is formed on the upper surface of the nickel (Ni) layer at least at a location facing the sealing conductor pattern 212. The The thickness of the silver wax layer is 10 μm to 40 μm.

前記導電性接着剤DSは、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、例えばアルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ニッケル鉄(NiFe)、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。   The conductive adhesive DS contains conductive powder as a conductive filler in a binder such as silicone resin. Examples of the conductive powder include aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten ( W), platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), titanium (Ti), nickel (Ni), nickel iron (NiFe), or any combination thereof is used. Yes.

尚、前記素子搭載部材210は、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に、圧電振動素子搭載パッド211、封止用導体パターン212、外部接続用電極端子G等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔(図示せず)内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。   In addition, when the element mounting member 210 is made of alumina ceramic, a piezoelectric vibration element mounting pad 211 and a seal are formed on the surface of a ceramic green sheet obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent or the like to a predetermined ceramic material powder. Conductor paste serving as a conductor pattern 212, electrode terminals G for external connection, etc., and a conductor serving as a via conductor in a through hole (not shown) previously punched by punching a ceramic green sheet The paste is applied by conventionally known screen printing, and a plurality of the pastes are laminated and press-molded, and then fired at a high temperature.

本発明の圧電デバイス300によれば、第1の枠部210bの主面の圧電振動素子搭載パッド211間に設けられている溝部214の深さ方向の長さW1と第1の枠部210bの厚みW2との関係が、0.4≦W1/W2≦0.9であることによって、2個一対の圧電振動素子搭載パッド211にそれぞれ導電性接着剤DSを塗布し、圧電振動素子100を搭載する際に導電性接着剤DSが流れ出ても、導電性接着剤DSが第1の枠部210bの主面及び溝部214の壁面に沿って流れ出るため、溝部214の深さ方向の長さ分だけ距離が長くなったので、それぞれの圧電振動素子搭載パッド211に塗布した導電性接着剤DS同士が接触することがなく、2個一対の圧電振動素子搭載パッド211間の短絡を低減することができる。   According to the piezoelectric device 300 of the present invention, the length W1 in the depth direction of the groove 214 provided between the piezoelectric vibration element mounting pads 211 on the main surface of the first frame 210b and the first frame 210b. When the relationship with the thickness W2 is 0.4 ≦ W1 / W2 ≦ 0.9, the conductive adhesive DS is applied to each of the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211, and the piezoelectric vibration element 100 is mounted. Even when the conductive adhesive DS flows out, the conductive adhesive DS flows out along the main surface of the first frame portion 210b and the wall surface of the groove portion 214. Therefore, the length of the groove portion 214 in the depth direction is the same. Since the distance becomes longer, the conductive adhesive DS applied to each piezoelectric vibration element mounting pad 211 does not contact each other, and a short circuit between the pair of piezoelectric vibration element mounting pads 211 can be reduced. .

また、本発明の圧電デバイス200によれば、前記溝部214の短辺方向の長さL1と前記2個一対の圧電振動素子搭載パッド211間の長さL3との関係が、0.3≦L1/L3≦0.8であることによって、2個一対の圧電振動素子搭載パッド211にそれぞれ導電性接着剤DSを塗布し、圧電振動素子100を搭載する際に導電性接着剤DSが流れ出ても、溝部214が導電性接着剤DSで溢れることがないため、それぞれの圧電振動素子搭載パッド211に塗布した導電性接着剤DS同士が接触することがなく、2個一対の圧電振動素子搭載パッド211間の短絡を低減することができる。   Further, according to the piezoelectric device 200 of the present invention, the relationship between the length L1 of the groove 214 in the short side direction and the length L3 between the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 is 0.3 ≦ L1. When /L3≦0.8, the conductive adhesive DS is applied to each of the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211, and the conductive adhesive DS flows out when the piezoelectric vibration element 100 is mounted. Since the groove 214 does not overflow with the conductive adhesive DS, the conductive adhesives DS applied to the respective piezoelectric vibration element mounting pads 211 do not contact each other, and two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 are provided. The short circuit between them can be reduced.

次に本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法について、図5〜図8を用いて説明する。   Next, a method for manufacturing a piezoelectric device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

(溝部形成工程)
図5に示すように、溝部形成工程は、基板部210aと、この基板部210aの一方の主面に第1の枠部210bと第2の枠部210cとが設けられて、凹部空間K1が形成され、前記凹部空間K1内に露出する前記第1の枠部210aの主面に2個一対の圧電振動素子搭載パッド211が設けられている素子搭載部材210の前記第1の枠部210aの主面の前記圧電振動素子搭載パッド211間にレーザ加工またはサンドブラスト加工で溝部214を形成する工程である。
(Groove formation process)
As shown in FIG. 5, in the groove forming step, the substrate portion 210a and the first frame portion 210b and the second frame portion 210c are provided on one main surface of the substrate portion 210a, and the recessed space K1 is formed. The first frame portion 210a of the element mounting member 210 that is formed and has two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 provided on the main surface of the first frame portion 210a that is exposed in the recessed space K1. In this step, a groove 214 is formed by laser processing or sand blasting between the piezoelectric vibration element mounting pads 211 on the main surface.

素子搭載部材210は、凹部空間内K1に露出する第1の枠部の主面に2個一対の圧電振動素子搭載パッド211が設けられている。この2つの圧電振動素子搭載パッド211の間を、レーザ加工またはサンドブラスト加工で溝部214を形成する。
尚、例えば、この圧電デバイス300を構成する素子搭載部材210の長辺方向の長さが2.0mmであり、短辺方向の長さが0.8mmの場合には、図3(b)に示す溝部214の短辺方向の長さL1は、例えば、30〜160μmであり、溝部214の長辺方向の長さL2は、例えば、200〜300μmである。また、図2(b)に示す溝部214の深さW1は、例えば、40〜90μmである。
また、図2(b)に示す素子搭載部材210の第1の枠部210bの厚みW2は、例えば、100〜200μmである。
図3(b)に示す2個一対の圧電振動素子搭載パッド211間の長さL3は、例えば、100〜200μmである。
The element mounting member 210 is provided with two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 on the main surface of the first frame exposed in the recess space K1. A groove 214 is formed between the two piezoelectric vibration element mounting pads 211 by laser processing or sand blast processing.
For example, when the length in the long side direction of the element mounting member 210 constituting the piezoelectric device 300 is 2.0 mm and the length in the short side direction is 0.8 mm, FIG. The length L1 in the short side direction of the groove 214 shown is, for example, 30 to 160 μm, and the length L2 in the long side direction of the groove 214 is, for example, 200 to 300 μm. Moreover, the depth W1 of the groove part 214 shown in FIG.2 (b) is 40-90 micrometers, for example.
Moreover, thickness W2 of the 1st frame part 210b of the element mounting member 210 shown in FIG.2 (b) is 100-200 micrometers, for example.
A length L3 between the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 shown in FIG. 3B is, for example, 100 to 200 μm.

レーザ加工としては、例えば、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ、YVO4レーザ、半導体レーザ、エキシマレーザ等を用いる。
例えば、YVO4レーザの場合には、そのレーザの3倍波で、波長が例えば、300〜400nmのものを用いる。
サンドブラスト加工としては、例えば、10〜15μmの砥粒を噴射することで加工するものである。
このレーザ加工及びサンドブラスト加工を用いて、前記溝部214を形成する際には、前記溝部214の縁部が盛り上がるように形成されることになる。
前記溝部214の縁部とは、第1の枠部210bの主面に設けられた箇所のことである。
As the laser processing, for example, a carbon dioxide laser, a YAG laser, a YVO4 laser, a semiconductor laser, an excimer laser, or the like is used.
For example, in the case of a YVO4 laser, a laser whose third wavelength is 300 nm to 400 nm is used.
As sandblasting, for example, it is processed by spraying abrasive grains of 10 to 15 μm.
When the groove portion 214 is formed by using this laser processing and sand blast processing, the edge portion of the groove portion 214 is formed so as to rise.
The edge portion of the groove portion 214 is a portion provided on the main surface of the first frame portion 210b.

また、例えば、図4に示すように、基板部210aと第1の枠部210bと第2の枠部210cにより第凹部空間K1が形成されている素子搭載部材210と余剰部220とが交互に複数有することで構成されている圧電デバイス用シート基板200を用いる。   Further, for example, as shown in FIG. 4, the element mounting member 210 and the surplus portion 220 in which the recessed space K1 is formed by the substrate portion 210a, the first frame portion 210b, and the second frame portion 210c are alternately arranged. The sheet substrate 200 for piezoelectric devices constituted by having a plurality is used.

図4に示すように、余剰部220は、後述する素子搭載部材210と隣り合うようにして複数設けられている。
余剰部220の幅の長さは、例えば、50〜150μmであり、ダイシング法を用いた際のダイサー(図示せず)の厚みと同じ長さとなっている。つまり、余剰部220は、素子搭載部材210が個片化する際に削除されることになる。
As shown in FIG. 4, the surplus part 220 is provided with two or more so that the element mounting member 210 mentioned later may be adjoined.
The width of the surplus portion 220 is, for example, 50 to 150 μm, and is the same length as the thickness of a dicer (not shown) when the dicing method is used. That is, the surplus portion 220 is deleted when the element mounting member 210 is separated.

前記圧電デバイス用シート基板200の切断は、ダイサーを用いたダイシングやレーザによる切断によって行なわれ、前記圧電デバイス用シート基板200が個々の素子搭載部材210毎に分割される。これにより、複数個の素子搭載部材210が同時に得られる。
ダイサーとしては、例えば、ダイヤモンド砥粒等を電鋳により固定した円盤状の電鋳ブレードやダイヤモンド砥粒等を、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を結合材として使用したレジンブレードがある。
レーザとしては、YAGレーザの3倍波で、波長が例えば、300〜400nmのものを用いる。
The piezoelectric device sheet substrate 200 is cut by dicing using a dicer or cutting with a laser, and the piezoelectric device sheet substrate 200 is divided into individual element mounting members 210. Thereby, the several element mounting member 210 is obtained simultaneously.
Examples of the dicer include a disk-shaped electroformed blade in which diamond abrasive grains and the like are fixed by electroforming, and a resin blade using an insulating resin such as an epoxy resin as a binder.
As the laser, a laser having a third harmonic of a YAG laser and a wavelength of, for example, 300 to 400 nm is used.

(圧電振動素子搭載工程)
図6に示すように、圧電振動素子搭載工程は、前記素子搭載部材210の凹部空間K1内に設けられた圧電振動素子搭載パッド211に圧電振動素子100を搭載する工程である。
素子搭載部材210の凹部空間K1内の基板部110aには2個一対の圧電振動素子搭載パッド211が設けられており、前記圧電振動素子搭載パッド211上に導電性接着剤DSを塗布し、この圧電振動素子搭載パッド211に塗布された導電性接着剤DSに音叉型屈曲水晶振動素子100の表面に形成した励振用電極122から引き出された引き出し電極124(図3参照)を付着させる形態で圧電振動素子100を搭載する。
大気雰囲気中または窒素雰囲気中の硬化アニール炉の内部空間に前記素子搭載部材210を収容した状態で、前記導電性接着剤DSを加熱硬化させ、前記圧電振動素子搭載パッド211と前記音叉型屈曲水晶振動素子100とを導通固着する。
加熱硬化とは、導電性接着剤DSを加熱することにより、硬化させることをいう。
(Piezoelectric vibrator mounting process)
As shown in FIG. 6, the piezoelectric vibration element mounting step is a step of mounting the piezoelectric vibration element 100 on the piezoelectric vibration element mounting pad 211 provided in the recessed space K <b> 1 of the element mounting member 210.
Two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 are provided on the substrate portion 110a in the concave space K1 of the element mounting member 210, and a conductive adhesive DS is applied onto the piezoelectric vibration element mounting pads 211. A piezoelectric electrode is formed in such a manner that an extraction electrode 124 (see FIG. 3) extracted from the excitation electrode 122 formed on the surface of the tuning fork-type bending quartz crystal vibration element 100 is attached to the conductive adhesive DS applied to the piezoelectric vibration element mounting pad 211. The vibration element 100 is mounted.
In a state where the element mounting member 210 is housed in an internal space of a curing annealing furnace in an air atmosphere or a nitrogen atmosphere, the conductive adhesive DS is heated and cured, and the piezoelectric vibration element mounting pad 211 and the tuning fork type bent quartz crystal are cured. The vibration element 100 is conductively fixed.
The heat curing means that the conductive adhesive DS is cured by heating.

炉本体は、内部空間を有し、前記素子搭載部材210を格納する役割を果たす。
加熱部は、前記内部空間を所定の温度に加熱する役割を果たす。加熱部は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が用いられている。
供給部は、前記内部空間にガスを供給する役割を果たす。ガスは、例えば窒素等が用いられている。
制御部は、炉本体の内部空間の温度や酸素濃度、加熱部の昇温速度、供給部のガス供給量の制御を行うものである。
The furnace body has an internal space and serves to store the element mounting member 210.
The heating unit plays a role of heating the internal space to a predetermined temperature. For example, a halogen lamp or a xenon lamp is used as the heating unit.
The supply unit serves to supply gas to the internal space. For example, nitrogen is used as the gas.
The control unit controls the temperature and oxygen concentration of the internal space of the furnace body, the heating rate of the heating unit, and the gas supply amount of the supply unit.

(蓋部材接合工程)
図7に示すように、蓋部材接合工程は、前記圧電振動素子100を気密封止するように素子搭載部材210に蓋部材230を接合する工程である。
蓋部材230は、例えば、Fe−Ni合金(42アロイ)やFe−Ni−Co合金(コバール)が用いられ、音叉型屈曲水晶振動素子120を窒素ガス雰囲気中や真空雰囲気中などで気密封止する際に用いられる。
具体的には、蓋部材230は、窒素ガス雰囲気中や真空雰囲気中で、前記素子搭載部材210の第2の枠部210c上に載置され、第2の枠部210cの主面に設けられた封止用導体パターン212と蓋部材230に設けられた封止部材231が溶接されるように、シーム溶接機(図示せず)のローラ電極(図示せず)を蓋部材230に接触させ、前記ローラ電極に電源を供給しながら、蓋部材230の外側縁部に沿って動かすことで、第2の枠部210cの主面に設けられた封止用導体パターン212に接合される。
(Cover member joining process)
As shown in FIG. 7, the lid member joining step is a step of joining the lid member 230 to the element mounting member 210 so as to hermetically seal the piezoelectric vibration element 100.
The lid member 230 is made of, for example, an Fe—Ni alloy (42 alloy) or an Fe—Ni—Co alloy (Kovar), and the tuning fork type quartz crystal vibrating element 120 is hermetically sealed in a nitrogen gas atmosphere or a vacuum atmosphere. Used when
Specifically, the lid member 230 is placed on the second frame portion 210c of the element mounting member 210 in a nitrogen gas atmosphere or a vacuum atmosphere, and is provided on the main surface of the second frame portion 210c. The roller electrode (not shown) of a seam welder (not shown) is brought into contact with the lid member 230 so that the sealing conductor pattern 212 and the sealing member 231 provided on the lid member 230 are welded. By moving along the outer edge of the lid member 230 while supplying power to the roller electrode, the roller electrode is joined to the sealing conductor pattern 212 provided on the main surface of the second frame portion 210c.

本発明の圧電デバイス300の製造方法によれば、前記凹部空間K1内に露出する前記第1の枠部210aの主面に2個一対の圧電振動素子搭載パッド211が設けられている素子搭載部材210の前記第1の枠部210aの主面の前記圧電振動素子搭載パッド211間にレーザを照射することで、溝部214を形成するので、圧電振動素子100を搭載する際に導電性接着剤DSが流れ出ても、溝部214の縁部が盛り上がるようにして形成されているため、その盛り上がった縁部にて導電性接着剤DSがせき止められる。よって、それぞれの圧電振動素子搭載パッド211に塗布した導電性接着剤DS同士が接触することがなく、2個一対の圧電振動素子搭載パッド211間の短絡を低減するので、圧電デバイス300の生産性を向上することができる。   According to the method for manufacturing the piezoelectric device 300 of the present invention, an element mounting member in which two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 are provided on the main surface of the first frame portion 210a exposed in the recess space K1. Since the groove 214 is formed by irradiating a laser between the piezoelectric vibration element mounting pads 211 on the main surface of the first frame 210a of 210, the conductive adhesive DS is mounted when mounting the piezoelectric vibration element 100. Since the edge of the groove 214 is formed so as to rise even if the liquid flows out, the conductive adhesive DS is blocked by the raised edge. Therefore, the conductive adhesives DS applied to the respective piezoelectric vibration element mounting pads 211 do not come into contact with each other, and a short circuit between the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads 211 is reduced. Can be improved.

また、本発明の圧電デバイス300の製造方法によれば、レーザまたはサンドブラストで溝部214を形成するため、溝部214の短辺方向の長さL1を調整することができるため、圧電振動素子搭載パッド211の面積を従来よりも大きい面積を確保することができ、積層ずれで圧電振動素子搭載パッド211が第2の枠部210bの直下に入り込んでも、圧電振動素子搭載パッド211の面積を維持することができる。よって、導電性接着剤DSと圧電振動素子搭載パッド211との接合強度を維持することができるので、圧電振動素子100が圧電振動素子搭載パッド211から剥がれてしまうことを低減することができる。   Further, according to the method of manufacturing the piezoelectric device 300 of the present invention, the groove portion 214 is formed by laser or sand blasting, and therefore the length L1 in the short side direction of the groove portion 214 can be adjusted. The area of the piezoelectric vibration element mounting pad 211 can be maintained even when the piezoelectric vibration element mounting pad 211 enters directly below the second frame portion 210b due to stacking deviation. it can. Therefore, since the bonding strength between the conductive adhesive DS and the piezoelectric vibration element mounting pad 211 can be maintained, the peeling of the piezoelectric vibration element 100 from the piezoelectric vibration element mounting pad 211 can be reduced.

尚、本発明は前記実施形態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において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where quartz is used as the piezoelectric material constituting the piezoelectric vibration element has been described. However, as other piezoelectric materials, lithium niobate, lithium tantalate, or piezoelectric ceramics is used as the piezoelectric material. The piezoelectric vibration element may be used.

また、前記した本実施形態では、圧電振動素子を音叉型屈曲水晶振動素子を用いた場合を説明したが、ATカットの水晶振動素子として用いた圧電振動素子でも構わない。   Further, in the above-described embodiment, the case where the tuning fork type bending crystal vibrating element is used as the piezoelectric vibrating element has been described. However, a piezoelectric vibrating element used as an AT-cut quartz vibrating element may be used.

また、前記した本実施形態では、圧電デバイス300を構成する素子搭載部材210の長辺方向の長さが2.0mmであり、短辺方向の長さが0.8mmの場合を説明したが、長辺方向の長さが2.0mm以下であり、短辺方向の長さが1.6mm以下の場合でも適応可能である。   In the above-described embodiment, the case where the element mounting member 210 constituting the piezoelectric device 300 has a length in the long side direction of 2.0 mm and a length in the short side direction of 0.8 mm has been described. The present invention can be applied even when the length in the long side direction is 2.0 mm or less and the length in the short side direction is 1.6 mm or less.

また、前記本実施形態では、素子搭載部材を複数設けたシート基板を用いて説明したが、個片の素子搭載部材を搬送治具等に収容した後、レーザを用いて溝を形成しても構わない。   In the present embodiment, the sheet substrate provided with a plurality of element mounting members has been described. However, after the individual element mounting members are accommodated in a conveying jig or the like, grooves may be formed using a laser. I do not care.

210・・・素子搭載部材
210a・・・基板部
210b・・・第1の枠部
210b・・・第2の枠部
211・・・圧電振動素子搭載パッド
212・・・封止用導体パターン
214・・・溝部
100・・・圧電振動素子(音叉型屈曲水晶振動素子)
110・・・水晶素板
230・・・蓋部材
231・・・封止部材
200・・・圧電デバイス用シート基板
300・・・圧電デバイス(圧電振動子)
G・・・外部接続用電極端子
K1・・・凹部空間
DS・・・導電性接着剤
210: Element mounting member 210a: Substrate part 210b: First frame part 210b: Second frame part 211: Piezoelectric vibration element mounting pad 212: Sealing conductor pattern 214 ... Groove part 100 ... Piezoelectric vibration element (Tuning fork type bending crystal vibration element)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Crystal base plate 230 ... Lid member 231 ... Sealing member 200 ... Sheet substrate for piezoelectric device 300 ... Piezoelectric device (piezoelectric vibrator)
G: Electrode terminal for external connection K1: Recessed space DS: Conductive adhesive

Claims (3)

基板部と、この基板部の一方の主面に第1の枠部と第2の枠部とが設けられて、凹部空間が形成された素子搭載部材と、
前記凹部空間内に露出する前記第1の枠部の主面に設けられている2個一対の圧電振動素子搭載パッドと、
前記2個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、
前記凹部空間を気密封止する蓋体と、
前記第1の枠部の主面の前記圧電振動素子搭載パッド間に設けられている溝部と、を備え、
前記溝部の深さ方向の長さW1と前記第1の枠部の厚みW2との関係が、0.4≦W1/W2≦0.9であることを特徴とする圧電デバイス。
A substrate portion and an element mounting member in which a first frame portion and a second frame portion are provided on one main surface of the substrate portion to form a recessed space;
A pair of piezoelectric vibration element mounting pads provided on the main surface of the first frame portion exposed in the recess space;
A piezoelectric vibration element mounted on the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads;
A lid for hermetically sealing the recessed space;
A groove portion provided between the piezoelectric vibration element mounting pads on the main surface of the first frame portion,
A piezoelectric device, wherein a relationship between a length W1 in the depth direction of the groove and a thickness W2 of the first frame portion is 0.4 ≦ W1 / W2 ≦ 0.9.
前記溝部の短辺方向の長さL1と前記2個一対の圧電振動素子搭載パッド間の長さL3との関係が、0.3≦L1/L3≦0.8であることを特徴とする請求項1記載の圧電デバイス。   The relationship between the length L1 in the short side direction of the groove and the length L3 between the two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads is 0.3 ≦ L1 / L3 ≦ 0.8. Item 1. A piezoelectric device according to Item 1. 基板部と、この基板部の一方の主面に第1の枠部と第2の枠部とが設けられて、凹部空間が形成され、前記凹部空間内に露出する前記第1の枠部の主面に2個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている素子搭載部材の前記第1の枠部の主面の前記圧電振動素子搭載パッド間にレーザ加工またはサンドブラスト加工で溝部を形成する溝部形成工程と、
前記素子搭載部材の凹部空間に設けられた圧電振動素子搭載パッドに圧電振動素子を搭載する圧電振動素子搭載工程と、
前記圧電振動素子を気密封止するように前記素子搭載部材に蓋部材を接合する蓋部材接合工程と、を含むことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
A first frame portion and a second frame portion are provided on one main surface of the substrate portion and the substrate portion to form a recessed space, and the first frame portion is exposed in the recessed space. A groove portion that forms a groove portion by laser processing or sandblasting between the piezoelectric vibration element mounting pads on the main surface of the first frame portion of the element mounting member provided with two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads on the main surface Forming process;
A piezoelectric vibration element mounting step of mounting the piezoelectric vibration element on a piezoelectric vibration element mounting pad provided in the recessed space of the element mounting member;
A lid member joining step of joining a lid member to the element mounting member so as to hermetically seal the piezoelectric vibration element.
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