JP2012216901A - Complex piezoelectric device - Google Patents

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利夫 中澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a complex piezoelectric device which improves the productivity.SOLUTION: A complex piezoelectric device includes: a device mounting part 310 including a substrate part 310a having first and second main surfaces and a leg part 310b provided on the second main surface of the substrate part 310a; a first piezoelectric device 100 which includes a first element mounting member 110 having a first recessed space K1 and a first piezoelectric vibration element 120 mounted in the first recessed space K1 and is joined to the first main surface of the substrate part 310a; and a second piezoelectric device 200 which includes a second element mounting member 210 having a second recessed space K2 and a second piezoelectric vibration element 220 mounted in the second recessed space K2 and is joined to the second main surface of the substrate part 310a.

Description

本発明は、電子機器等に用いられる複合型圧電デバイスに関するものである。   The present invention relates to a composite piezoelectric device used in electronic equipment and the like.

従来の複合型圧電デバイスは、その例として、素子搭載部材と、第1の圧電振動素子と、第2の圧電振動素子である音叉型屈曲圧電振動素子と、蓋部材とから主に構成されている構造が知られている(例えば、特許文献1を参照)。   As an example, a conventional composite type piezoelectric device mainly includes an element mounting member, a first piezoelectric vibration element, a tuning fork type bending piezoelectric vibration element as a second piezoelectric vibration element, and a lid member. A known structure is known (see, for example, Patent Document 1).

素子搭載部材は、基板部と第1の枠部と第2の枠部で構成されている。基板部の主面に第1の枠部を設けて第2の凹部空間が形成され、第1の枠部に第2の枠部を設けて第1の凹部空間が形成されている。第1の凹部空間内に露出する第1の枠部の第1の主面には、一対の第2の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。第2の凹部空間内に露出する基板部の第1の主面には、一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。また、基板部の第2の主面の4隅には、外部接続用電極端子が設けられている。この圧電振動素子搭載パッド上には、導電性接着剤を介して電気的に接続される一対の励振用電極を表裏主面に有した第1の圧電振動素子が搭載されている。この第1の圧電振動素子を囲繞する素子搭載部材の第1の枠部の頂面には金属製の蓋部材を被せられ、接合されている。これにより第1の凹部空間及び第2の凹部空間が気密封止されている。また、第2の圧電振動素子搭載パッド上には、導電性接着剤を介して接続される第2の圧電振動素素子である音叉型屈曲圧電振動素子が搭載されている。   The element mounting member includes a substrate part, a first frame part, and a second frame part. A first recessed portion space is formed by providing a first frame portion on the main surface of the substrate portion, and a first recessed space is formed by providing a second frame portion on the first frame portion. A pair of second piezoelectric vibration element mounting pads are provided on the first main surface of the first frame exposed in the first recess space. A pair of piezoelectric vibration element mounting pads is provided on the first main surface of the substrate portion exposed in the second recess space. In addition, electrode terminals for external connection are provided at the four corners of the second main surface of the substrate portion. On the piezoelectric vibration element mounting pad, a first piezoelectric vibration element having a pair of excitation electrodes electrically connected via a conductive adhesive on the front and back main surfaces is mounted. The top surface of the first frame portion of the element mounting member surrounding the first piezoelectric vibration element is covered with a metal lid member and joined. Thereby, the first recess space and the second recess space are hermetically sealed. On the second piezoelectric vibration element mounting pad, a tuning fork type bending piezoelectric vibration element which is a second piezoelectric vibration element connected via a conductive adhesive is mounted.

特開2002−280865号公報JP 2002-280865 A

しかしながら、従来の複合型圧電デバイスにおいては、前記素子搭載部材に搭載された第1の圧電振動素子と第2の圧電振動素子である音叉型屈曲圧電振動素子のいずれか1つの発振周波数が変動し、周波数特性が悪い場合には、両方とも廃棄する必要があるため、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 composite piezoelectric device, the oscillation frequency of any one of the first piezoelectric vibration element mounted on the element mounting member and the tuning fork type bending piezoelectric vibration element which is the second piezoelectric vibration element fluctuates. When the frequency characteristics are bad, both of them need to be discarded, which causes a problem that productivity is lowered.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、生産性を向上させることができる複合型圧電デバイスを提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said subject, and makes it a subject to provide the composite type piezoelectric device which can improve productivity.

本発明の複合型圧電デバイスは、第1および第2の主面を有する基板部と基板部の第2の主面に設けられた脚部とを含むデバイス搭載部材と、第1の凹部空間を有する第1の素子搭載部材と第1の凹部空間内に搭載されている第1の圧電振動素子とを含んでおり基板部の第1の主面に接合された第1の圧電デバイスと、第2の凹部空間を有する第2の素子搭載部材と第2の凹部空間内に搭載されている第2の圧電振動素子とを含んでおり基板部の第2の主面に接合されていることを特徴とするものである。   The composite piezoelectric device of the present invention includes a device mounting member including a substrate portion having first and second main surfaces and a leg portion provided on the second main surface of the substrate portion, and a first recess space. A first piezoelectric device including a first element mounting member having a first piezoelectric vibration element mounted in the first recess space and bonded to the first main surface of the substrate portion; Including a second element mounting member having two recess spaces and a second piezoelectric vibration element mounted in the second recess space, and being bonded to the second main surface of the substrate portion. It is a feature.

本発明の圧電デバイスによれば、基板部および脚部を含むデバイス搭載部材と、基板部の第1の主面に接合された第1の圧電デバイスと、基板部の第2の主面に接合されている第2の圧電デバイスとを備えていることによって、第1の圧電振動素子と第2の圧電振動素子のいずれか1つの発振周波数が変動し、周波数特性が悪い場合でも、第1の圧電デバイスと第2の圧電デバイスのどちらか1つを廃棄するだけなので、両方とも廃棄する必要がなく、生産性を向上させることができる。   According to the piezoelectric device of the present invention, the device mounting member including the substrate portion and the leg portion, the first piezoelectric device bonded to the first main surface of the substrate portion, and the second main surface of the substrate portion are bonded. By providing the second piezoelectric device, the oscillation frequency of any one of the first piezoelectric vibrating element and the second piezoelectric vibrating element fluctuates, and even if the frequency characteristic is bad, the first Since only one of the piezoelectric device and the second piezoelectric device is discarded, both need not be discarded, and productivity can be improved.

本発明の実施形態に係る複合型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 composite piezoelectric device according to an embodiment of the present invention. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 本発明の実施形態に係る複合型圧電デバイスを構成する素子搭載部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the element mounting member which comprises the composite type piezoelectric device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る複合型圧電デバイスを構成する第2の圧電振動素子である音叉型屈曲圧電振動素子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the tuning fork type bending piezoelectric vibration element which is the 2nd piezoelectric vibration element which comprises the composite type piezoelectric device which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態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場合について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. A case where quartz is used for the piezoelectric vibration element will be described.

図1及び図2に示すように、本発明の実施形態に係る複合型圧電デバイス400は、第1の素子搭載部材110と第1の圧電振動素子120と第1の蓋部材130とで構成されている第1の圧電デバイス100と、第2の素子搭載部材210と第2の圧電振動素子220と第2の蓋部材230とで構成されている第2の圧電デバイス200と、デバイス搭載部材310とで主に構成されている。この複合型圧電デバイス400は、前記デバイス搭載部材310の第1の主面に第1の圧電デバイス100が搭載され、デバイス搭載部材310の第2の主面に形成されている第3の凹部空間K3内に第2の圧電デバイス200が搭載されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the composite piezoelectric device 400 according to the embodiment of the present invention includes a first element mounting member 110, a first piezoelectric vibration element 120, and a first lid member 130. The first piezoelectric device 100, the second element mounting member 210, the second piezoelectric vibration element 220, and the second lid member 230, and the device mounting member 310. And is mainly composed. In the composite piezoelectric device 400, the first piezoelectric device 100 is mounted on the first main surface of the device mounting member 310, and the third recessed space formed on the second main surface of the device mounting member 310. A second piezoelectric device 200 is mounted in K3.

(第1の圧電デバイス)
第1の圧電デバイス100は、第1の素子搭載部材110と第1の圧電振動素子120と第1の蓋部材130とで構成されている。第1の圧電振動素子120は、図1及び図2に示すように、水晶素板121に励振用電極122を被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極122を介して水晶素板121に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。水晶素板121は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。励振用電極122は、前記水晶素板121の表裏両主面に金属を所定のパターンで被着・形成したものである。このような第1の圧電振動素子120は、その両主面に被着されている励振用電極122から延出する引き出し電極124と第1の凹部空間K1内底面に形成されている第1の圧電振動素子搭載パッド111とを、導電性接着剤DSを介して電気的且つ機械的に接続することによって第1の凹部空間K1に搭載される。このときの引き出し電極124が設けられた一辺とは反対側の自由端となる端辺を第1の圧電振動素子120の先端部123とする。
(First piezoelectric device)
The first piezoelectric device 100 includes a first element mounting member 110, a first piezoelectric vibration element 120, and a first lid member 130. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the first piezoelectric vibration element 120 is formed by depositing an excitation electrode 122 on a crystal base plate 121, and an alternating voltage from the outside is passed through the excitation electrode 122. When applied to the quartz base plate 121, excitation occurs in a predetermined vibration mode and frequency. The quartz base plate 121 is a substantially flat plate shape that is cut from an artificial crystalline lens at a predetermined cut angle and is subjected to outer shape processing, and has a planar shape of, for example, a quadrangle. The excitation electrode 122 is formed by depositing and forming a metal in a predetermined pattern on both the front and back main surfaces of the crystal base plate 121. The first piezoelectric vibration element 120 as described above is formed on the extraction electrode 124 extending from the excitation electrode 122 and the first bottom surface in the first recess space K1 which are attached to both main surfaces. The piezoelectric vibration element mounting pad 111 is mounted in the first recess space K1 by being electrically and mechanically connected via the conductive adhesive DS. At this time, an end side that is a free end opposite to the side on which the extraction electrode 124 is provided is defined as a distal end portion 123 of the first piezoelectric vibration element 120.

図1〜図2に示すように、第1の素子搭載部材110は、基板部110aと、枠部110bとで主に構成されている。この第1の素子搭載部材110は、基板部110aの第1の主面に枠部110bが設けられて、第1の凹部空間K1が形成されている。   As shown in FIGS. 1-2, the 1st element mounting member 110 is mainly comprised by the board | substrate part 110a and the frame part 110b. In the first element mounting member 110, a frame portion 110b is provided on the first main surface of the substrate portion 110a to form a first recess space K1.

尚、この第1の素子搭載部材110を構成する基板部110aは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。枠部110bは、42アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。   In addition, the board | substrate part 110a which comprises this 1st element mounting member 110 is formed by laminating | stacking multiple ceramic materials, such as an alumina ceramic and a glass-ceramic, for example. The frame portion 110b is made of a metal such as 42 alloy or Kovar, and has a frame shape with a punched center.

また、枠部110bは、基板部110aの第1の主面の中央部を囲繞するように周辺部に設けられた封止用導体膜113上にロウ付けなどにより接続される。第1の凹部空間K1内で露出した基板部110aの第1の主面には、一対の第1の圧電振動素子搭載パッド111が設けられている。   The frame portion 110b is connected to the sealing conductor film 113 provided in the peripheral portion by brazing or the like so as to surround the central portion of the first main surface of the substrate portion 110a. A pair of first piezoelectric vibration element mounting pads 111 are provided on the first main surface of the substrate portion 110a exposed in the first recess space K1.

第1の素子搭載部材110の第1の圧電振動素子搭載パッド111が設けられている面とは反対側の主面の4隅には、第1の素子部材接続用端子112が設けられている。第1の圧電振動素子搭載パッド111と第1の素子部材接続用端子112の内の2つの端子は、第1の素子搭載部材110の第1の凹部空間K1内の基板部110aに形成された部分を有する配線パターン(図示せず)と基板部110aの内部に形成されたビア導体(図示せず)により接続されている。   First element member connection terminals 112 are provided at the four corners of the main surface of the first element mounting member 110 opposite to the surface on which the first piezoelectric vibration element mounting pad 111 is provided. . Two terminals of the first piezoelectric vibration element mounting pad 111 and the first element member connecting terminal 112 are formed on the substrate portion 110a in the first recess space K1 of the first element mounting member 110. A wiring pattern (not shown) having a portion is connected to a via conductor (not shown) formed inside the substrate portion 110a.

第1の蓋部材130は、例えば、Fe−Ni合金(42アロイ)やFe−Ni−Co合金(コバール)などからなる。このような第1の蓋部材130は、第1の凹部空間K1を、窒素ガスや真空などで気密的に封止する。具体的には、第1の蓋部材130は、所定雰囲気で、素子搭載部材110の枠部110b上に載置され、枠部110bの表面の金属と蓋部材130の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、枠部110bに接合される。   The first lid member 130 is made of, for example, an Fe—Ni alloy (42 alloy), an Fe—Ni—Co alloy (Kovar), or the like. Such a first lid member 130 hermetically seals the first recessed space K1 with nitrogen gas or vacuum. Specifically, the first lid member 130 is placed on the frame portion 110b of the element mounting member 110 in a predetermined atmosphere, and a metal on the surface of the frame portion 110b and a part of the metal of the lid member 130 are welded. As described above, by applying a predetermined current to perform seam welding, the frame portion 110b is joined.

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、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 a conductive powder as a conductive filler in a binder such as a silicone resin. As the conductive powder, aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten (W) , Platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), titanium (Ti), nickel (Ni), nickel iron (NiFe), or a combination thereof is used.

尚、第1の素子搭載部材110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第1の圧電振動素子搭載パッド111、素子部材接続用端子112、封止用導体膜113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。   When the first element mounting member 110 is made of alumina ceramic, the first piezoelectric vibration element mounting pad is formed on the surface of the ceramic green sheet obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent or the like to a predetermined ceramic material powder. 111, a conductive paste that becomes the element member connecting terminal 112, the sealing conductive film 113, and the like, and a conductive paste that becomes a via conductor in a through-hole previously punched by punching the ceramic green sheet Is manufactured by conventionally known screen printing, and a plurality of these are laminated and press-molded, followed by firing at a high temperature.

(第2の圧電デバイス)
第2の圧電デバイス100は、第2の素子搭載部材210と第2の圧電振動素子220と第2の蓋部材230とで構成されている。第2の圧電振動素子220は、音叉型屈曲圧電振動素子220として説明する。図4に示すように、音叉型屈曲圧電振動素子220は、水晶片と、その水晶片の表面に設けられた励振用電極223a,223b,224a及び224bと、接続用電極225a及び225bと、周波数調整用金属膜226a及び226bとにより概略構成される。
(Second piezoelectric device)
The second piezoelectric device 100 includes a second element mounting member 210, a second piezoelectric vibration element 220, and a second lid member 230. The second piezoelectric vibration element 220 will be described as a tuning fork type bending piezoelectric vibration element 220. As shown in FIG. 4, the tuning fork-type bending piezoelectric vibration element 220 includes a crystal piece, excitation electrodes 223a, 223b, 224a and 224b provided on the surface of the crystal piece, connection electrodes 225a and 225b, frequency The adjustment metal films 226a and 226b are roughly configured.

図4に示すように、水晶片は、例えば水晶からなり、平板状となる基部221と、この基部221の一辺から同一方向に延出している一対の振動腕部222とから構成されている。   As shown in FIG. 4, the crystal piece is made of, for example, crystal, and includes a base portion 221 having a flat plate shape and a pair of vibrating arm portions 222 extending in the same direction from one side of the base portion 221.

図4に示すように、励振用電極223aは、第一の振動腕部222aの表裏主面に設けられている。また、励振用電極223bは、第一の振動腕部222a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226aは、第一の振動腕部222a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225aは、基部221の第一の振動腕部222a側であって、基部221の表裏主面に設けられている。   As shown in FIG. 4, the excitation electrode 223a is provided on the front and back main surfaces of the first vibrating arm portion 222a. The excitation electrode 223b is provided on both opposing side surfaces of the first vibrating arm portion 222a. The frequency-adjusting metal film 226a is provided on the front main surface and the front end portions of both side surfaces of the first vibrating arm portion 222a. The connection electrode 225 a is provided on the front and back main surfaces of the base 221 on the first vibrating arm 222 a side of the base 221.

また、励振用電極224aは、第二の振動腕部222bの表裏主面に設けられている。また、励振用電極224bは、第二の振動腕部222b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226bは、第二の振動腕部222b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225bは、基部221の第二の振動腕部222b側であって、基部221の表裏主面に設けられている。   The excitation electrode 224a is provided on the front and back main surfaces of the second vibrating arm portion 222b. The excitation electrode 224b is provided on both opposite side surfaces of the second vibrating arm portion 222b. The frequency adjusting metal film 226b is provided on the front main surface and the tip of the side surface of the second vibrating arm portion 222b. The connection electrode 225 b is provided on the front and back main surfaces of the base portion 221 on the second vibrating arm portion 222 b side of the base portion 221.

なお、音叉型屈曲圧電振動素子220は、周波数調整用金属膜226a、226b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 piezoelectric vibration element 220 can adjust the vibration frequency value to a desired value by increasing or decreasing the amount of the metal constituting the frequency adjusting metal films 226a and 226b.

図4に示すように、励振用電極224a、224bと、周波数調整用金属膜226bと接続用電極225bとは、水晶片の表面に設けられた、例えば導配線パターンにより電気的に接続している。接続用電極225bは、基部221に設けられている導配線パターンにより励振用電極223aと電気的に接続している。また、接続用電極225bは、励振用電極224bと電気的に接続している。   As shown in FIG. 4, the excitation electrodes 224a and 224b, the frequency adjusting metal film 226b, and the connection electrode 225b are electrically connected by, for example, a conductive wiring pattern provided on the surface of the crystal piece. . The connection electrode 225b is electrically connected to the excitation electrode 223a through a conductive wiring pattern provided on the base 221. The connection electrode 225b is electrically connected to the excitation electrode 224b.

また、励振用電極223b、224aと、周波数調整用金属膜226aと接続用電極225aとは、水晶片表面に設けられた、例えば導配線パターンにより電気的に接続している。接続用電極225aは、励振用電極223b及び周波数調整用金属膜226aと電気的に接続している。また、基部221の表主面に設けられた導配線パターンは、励振用電極223a及び励振用電極224bと電気的に接続している。   The excitation electrodes 223b and 224a, the frequency adjusting metal film 226a, and the connection electrode 225a are electrically connected by, for example, a conductive wiring pattern provided on the surface of the crystal piece. The connection electrode 225a is electrically connected to the excitation electrode 223b and the frequency adjusting metal film 226a. In addition, the conductive wiring pattern provided on the front main surface of the base 221 is electrically connected to the excitation electrode 223a and the excitation electrode 224b.

なお、各励振用電極、接続用電極、周波数調整用金属膜、導配線パターンは、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。   Each excitation electrode, connection electrode, frequency adjusting metal film, and conductive wiring pattern are composed of a Cr layer as a base metal and an Au layer provided on the base metal.

この音叉型屈曲圧電振動素子220を振動させる場合、接続用電極225a及び225b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、第一の振動腕部222bの励振用電極223bは+(プラス)電位となり、励振用電極223aは−(マイナス)電位となり、+から−に電界が生じる。一方、このときの第二の振動腕部222bの励振用電極は、第一の振動腕部222a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222a及び第二の振動腕部222bに伸縮現象が生じ、各振動腕部222に設定した共振周波数の屈曲振動を得る。   When this tuning fork type bending piezoelectric vibrating element 220 is vibrated, an alternating voltage is applied to the connection electrodes 225a and 225b. When an electrical state after application is instantaneously captured, the excitation electrode 223b of the first vibrating arm 222b becomes a + (plus) potential, the excitation electrode 223a becomes a-(minus) potential, and changes from + to-. An electric field is generated. On the other hand, the excitation electrode of the second vibrating arm portion 222b at this time has a polarity opposite to the polarity generated in the exciting electrode of the first vibrating arm portion 222a. These applied electric fields cause an expansion / contraction phenomenon in the first vibrating arm portion 222a and the second vibrating arm portion 222b, and a bending vibration having a resonance frequency set in each vibrating arm portion 222 is obtained.

図1〜図2に示すように、第2の素子搭載部材210は、基板部210aと、枠部210bとで主に構成されている。この第2の素子搭載部材210は、基板部210aの第1の主面に枠部210bが設けられて、第2の凹部空間K2が形成されている。   As shown in FIGS. 1-2, the 2nd element mounting member 210 is mainly comprised by the board | substrate part 210a and the frame part 210b. In the second element mounting member 210, a frame portion 210b is provided on the first main surface of the substrate portion 210a, and a second recessed space K2 is formed.

尚、この第2の素子搭載部材210を構成する基板部210a及び枠部210bは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。第2の凹部空間K2内で露出した基板部210aの第1の主面には、一対の第2の圧電振動素子搭載パッド211が設けられている。   In addition, the board | substrate part 210a and the frame part 210b which comprise this 2nd element mounting member 210 are formed by laminating | stacking multiple ceramic materials, such as an alumina ceramic and glass-ceramics, for example. A pair of second piezoelectric vibration element mounting pads 211 are provided on the first main surface of the substrate portion 210a exposed in the second recess space K2.

前記第2の素子搭載部材210の第2の圧電振動素子搭載パッド211が設けられている面とは反対側の主面には、第2の素子部材接続用端子212が設けられている。第2の圧電振動素子搭載パッド211と素子部材接続用端子212は、前記第2の素子搭載部材210の第2の凹部空間K2内の基板部210aに形成された部分を有する配線パターン(図示せず)により接続されている。   A second element member connection terminal 212 is provided on the main surface of the second element mounting member 210 opposite to the surface on which the second piezoelectric vibration element mounting pad 211 is provided. The second piezoelectric vibration element mounting pad 211 and the element member connection terminal 212 have a wiring pattern (not shown) having a portion formed on the substrate portion 210a in the second recessed space K2 of the second element mounting member 210. Connected).

第2の蓋部材230は、例えば、Fe−Ni合金(42アロイ)やFe−Ni−Co合金(コバール)などからなる。このような第2の蓋部材230は、第2の凹部空間K2を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、第2の蓋部材230は、所定雰囲気で、第2の素子搭載部材210の枠部210b上に載置され、枠部210bの封止用導体パターン(図示せず)と第2の蓋部材230の封止部材(図示せず)とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、枠部210bに接合される。   The second lid member 230 is made of, for example, an Fe—Ni alloy (42 alloy), an Fe—Ni—Co alloy (Kovar), or the like. Such a second lid member 230 hermetically seals the second recessed space K2 with nitrogen gas or vacuum. Specifically, the second lid member 230 is placed on the frame part 210b of the second element mounting member 210 in a predetermined atmosphere, and the sealing conductor pattern (not shown) of the frame part 210b is connected to the second lid member 230. The sealing member (not shown) of the second lid member 230 is welded to the frame portion 210b by applying a predetermined current so as to be welded.

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、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 a conductive powder as a conductive filler in a binder such as a silicone resin. As the conductive powder, aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten (W ), Platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), titanium (Ti), nickel (Ni), nickel iron (NiFe), or a combination thereof is used. .

(デバイス搭載部材)
図1〜図3に示すように、デバイス搭載部材310は、基板部310aと、脚部310bとで主に構成されている。脚部310bは、例えば枠部材、一対の壁部材または複数の柱部材などである。このデバイス搭載部材310は、基板部310aの第2の主面に脚部310bが設けられて、第3の凹部空間K2が形成されている。
(Device mounting material)
As shown in FIGS. 1-3, the device mounting member 310 is mainly comprised by the board | substrate part 310a and the leg part 310b. The leg portion 310b is, for example, a frame member, a pair of wall members, or a plurality of pillar members. In the device mounting member 310, a leg portion 310b is provided on the second main surface of the substrate portion 310a to form a third recess space K2.

尚、このデバイス搭載部材310を構成する基板部310a及び脚部310bは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。   In addition, the board | substrate part 310a and the leg part 310b which comprise this device mounting member 310 are formed by laminating | stacking multiple ceramic materials, such as an alumina ceramic and glass-ceramics, for example.

前記基板部310aの第1の主面には、第1の圧電デバイス搭載パッド311が設けられている。また、図3に示すように、第3の凹部空間K3内で露出した基板部310aの第2の主面には、第2の圧電デバイス搭載パッド312が設けられている。また、図3に示すように、脚部310bの第2の主面には、外部接続用電極端子Gが設けられている。また、外部接続用電極端子Gのうちの1つが、グランド端子であっても構わない。   A first piezoelectric device mounting pad 311 is provided on the first main surface of the substrate portion 310a. Further, as shown in FIG. 3, a second piezoelectric device mounting pad 312 is provided on the second main surface of the substrate portion 310a exposed in the third recess space K3. Further, as shown in FIG. 3, an external connection electrode terminal G is provided on the second main surface of the leg portion 310b. Further, one of the external connection electrode terminals G may be a ground terminal.

第1の圧電デバイス搭載パッド311及び第2の圧電デバイス搭載パッド312は、デバイス搭載部材310の基板部310aに形成された部分を有する配線パターン(図示せず)とビア導体(図示せず)により、外部接続用電極端子Gと接続されている。   The first piezoelectric device mounting pad 311 and the second piezoelectric device mounting pad 312 are formed by a wiring pattern (not shown) having a portion formed on the substrate portion 310a of the device mounting member 310 and a via conductor (not shown). The external connection electrode terminal G is connected.

図2に示すように、第1の圧電デバイス搭載パッド311は、第1の圧電デバイス100の前記第1の素子部材接続用端子112と導電性接合材DHを介して電気的に接合されている。導電性接合材DHは、例えば、半田等や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る。   As shown in FIG. 2, the first piezoelectric device mounting pad 311 is electrically bonded to the first element member connection terminal 112 of the first piezoelectric device 100 via a conductive bonding material DH. . For example, the conductive bonding material DH contains conductive powder as a conductive filler in a binder such as solder or silicone resin.

また、図2に示すように、第2の圧電デバイス搭載パッド312は、第2の圧電デバイス200の前記第2の素子部材接続用端子212と導電性接合材DHを介して電気的に接合されている。つまり、第3の凹部空間K3内に収容されるようにして、第2の圧電デバイス200は、第2の圧電デバイス搭載パッド312に接合されている。   As shown in FIG. 2, the second piezoelectric device mounting pad 312 is electrically bonded to the second element member connection terminal 212 of the second piezoelectric device 200 via the conductive bonding material DH. ing. That is, the second piezoelectric device 200 is bonded to the second piezoelectric device mounting pad 312 so as to be accommodated in the third recessed space K3.

このようにして、第1の圧電デバイス100の前記第1の素子部材接続用端子112及び第2の圧電デバイス200の前記第2の素子部材接続用端子212は、第3の素子搭載部材310の脚部310bの第2の主面に設けられている外部接続用電極端子Gと電気的に接続されている。   In this way, the first element member connection terminal 112 of the first piezoelectric device 100 and the second element member connection terminal 212 of the second piezoelectric device 200 are connected to the third element mounting member 310. It is electrically connected to an external connection electrode terminal G provided on the second main surface of the leg 310b.

本発明の複合型圧電デバイス400によれば、基板部310aおよび脚部310bを含むデバイス搭載部材300と、基板部310aの第1の主面に接合された第1の圧電デバイス100と、基板部310aの第2の主面に接合されている第2の圧電デバイス200とを備えていることによって、第1の圧電振動素子120と第2の圧電振動素子220のいずれか1つの発振周波数が変動し、周波数特性が悪い場合でも、第1の圧電デバイス100と第2の圧電デバイス200のどちらか1つを廃棄するだけなので、両方とも廃棄する必要がなく、生産性を向上させることができる。   According to the composite piezoelectric device 400 of the present invention, the device mounting member 300 including the substrate portion 310a and the leg portion 310b, the first piezoelectric device 100 bonded to the first main surface of the substrate portion 310a, and the substrate portion. By including the second piezoelectric device 200 joined to the second main surface of 310a, the oscillation frequency of any one of the first piezoelectric vibration element 120 and the second piezoelectric vibration element 220 varies. Even when the frequency characteristics are poor, since only one of the first piezoelectric device 100 and the second piezoelectric device 200 is discarded, both do not need to be discarded, and the productivity can be improved.

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120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 crystal is used as the piezoelectric material constituting the piezoelectric vibration element 120 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 used may be used.

また、図1および図2に示された構造においては、平板型圧電振動素子120を有する圧電デバイスが基板部310aの上側に設けられているとともに音叉型屈曲圧電振動素子220を有する圧電デバイスが基板部310aの下側に設けられているが、その逆で、音叉型屈曲圧電振動素子220を有する圧電デバイスが基板部310aの上側に設けられているとともに平板型圧電振動素子120を有する圧電デバイスが基板部310aの下側に設けられている構造であってもよい。一般的に、音叉型屈曲圧電振動素子220を有する圧電デバイス200の方が平板型圧電振動素子120を有する圧電デバイスよりも小型に作製することができるため、図1および図2に示されているように、音叉型屈曲圧電振動素子220を有する圧電デバイスが基板部310aの下側に設けられており、デバイス搭載部材310の脚部310b内に設けられている構造が好ましい。   In the structure shown in FIGS. 1 and 2, the piezoelectric device having the flat plate type piezoelectric vibration element 120 is provided on the upper side of the substrate portion 310a, and the piezoelectric device having the tuning fork type bending piezoelectric vibration element 220 is the substrate. On the contrary, a piezoelectric device having a tuning fork type bending piezoelectric vibration element 220 is provided on the upper side of the substrate part 310a and has a flat plate type piezoelectric vibration element 120. The structure provided below the board | substrate part 310a may be sufficient. In general, the piezoelectric device 200 having the tuning fork-type bending piezoelectric vibration element 220 can be made smaller than the piezoelectric device having the flat plate-type piezoelectric vibration element 120, and is shown in FIGS. 1 and 2. As described above, a structure in which the piezoelectric device having the tuning fork type bending piezoelectric vibration element 220 is provided below the substrate portion 310 a and is provided in the leg portion 310 b of the device mounting member 310 is preferable.

なお、第1の圧電振動素子120を平板型圧電振動素子とするとともに第2の圧電振動素子220を音叉型屈曲圧電振動素子として説明したが、第1および第2の圧電振動素子120、220が、例えば表面弾性波(SAW)素子等の他の圧電振動素子であってもよい。   The first piezoelectric vibration element 120 has been described as a plate-type piezoelectric vibration element and the second piezoelectric vibration element 220 has been described as a tuning-fork type bending piezoelectric vibration element. Other piezoelectric vibration elements such as a surface acoustic wave (SAW) element may be used.

110・・・第1の素子搭載部材
210・・・第2の素子搭載部材
310・・・デバイス搭載部材
110a、210a、310a・・・基板部
110b、210b・・・枠部
310b・・・脚部
111・・・第1の圧電振動素子搭載パッド
211・・・第2の圧電振動素子搭載パッド
112・・・第1の素子部材接続用端子
212・・・第2の素子部材接続用端子
311・・・第1の圧電デバイス搭載パッド
312・・・第2の圧電デバイス搭載パッド
120・・・第1の圧電振動素子
220・・・第2の圧電振動素子(音叉型屈曲圧電振動素子)
130・・・第1の蓋部材
230・・・第2の蓋部材
100・・・第1の圧電デバイス
200・・・第2の圧電デバイス
300・・・デバイス搭載部材
400・・・複合型圧電デバイス
K1・・・第1の凹部空間
K2・・・第2の凹部空間
K3・・・第3の凹部空間
DS・・・導電性接着剤
DH・・・導電性接合材
HB・・・封止用導体膜
G・・・外部接続用電極端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... 1st element mounting member 210 ... 2nd element mounting member 310 ... Device mounting member 110a, 210a, 310a ... Board | substrate part 110b, 210b ... Frame part 310b ... Leg Part 111... First piezoelectric vibration element mounting pad 211... Second piezoelectric vibration element mounting pad 112... First element member connection terminal 212. ... 1st piezoelectric device mounting pad 312 ... 2nd piezoelectric device mounting pad 120 ... 1st piezoelectric vibration element 220 ... 2nd piezoelectric vibration element (tuning fork type bending piezoelectric vibration element)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 130 ... 1st cover member 230 ... 2nd cover member 100 ... 1st piezoelectric device 200 ... 2nd piezoelectric device 300 ... Device mounting member 400 ... Composite type piezoelectricity Device K1 ... 1st recessed space K2 ... 2nd recessed space K3 ... 3rd recessed space DS ... Conductive adhesive DH ... Conductive bonding material HB ... Sealing Conductor film G ... Electrode terminal for external connection

Claims (1)

第1および第2の主面を有する基板部と、前記基板部の前記第2の主面に設けられた脚部とを含むデバイス搭載部材と、
第1の凹部空間を有する第1の素子搭載部材と前記第1の凹部空間内に搭載されている第1の圧電振動素子とを含んでおり、前記基板部の前記第1の主面に接合された第1の圧電デバイスと、
第2の凹部空間を有する第2の素子搭載部材と前記第2の凹部空間内に搭載されている第2の圧電振動素子とを含んでおり、前記基板部の前記第2の主面に接合されている第2の圧電デバイスと、を備えていることを特徴とする複合型圧電デバイス。
A device mounting member including a substrate portion having first and second main surfaces; and a leg portion provided on the second main surface of the substrate portion;
A first element mounting member having a first recess space and a first piezoelectric vibration element mounted in the first recess space are bonded to the first main surface of the substrate portion. A first piezoelectric device formed;
A second element mounting member having a second recess space; and a second piezoelectric vibration element mounted in the second recess space, and bonded to the second main surface of the substrate portion. And a second piezoelectric device. The composite piezoelectric device comprising:
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