JP2014123862A

JP2014123862A - Crystal device

Info

Publication number: JP2014123862A
Application number: JP2012278947A
Authority: JP
Inventors: Shota Suzuki; 翔太鈴木; Nobutaka Abe; 信孝阿部
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-07-03
Anticipated expiration: 2032-12-21
Also published as: JP6086716B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystal device capable of reducing a short-circuit between an excitation electrode and an extraction electrode in a crystal element.SOLUTION: A crystal device includes: a substrate 110a; electrode pads 111 provided on the substrate 110a; and a crystal element 120 having a rectangular crystal blank 121 electrically connected onto the electrode pads 111, an excitation electrode 122 provided in a center rectangular region X of the crystal blank 121, and an extraction electrode 123 extended from a part of the excitation electrode 122 position at a corner of the center rectangular region X to a part of a peripheral region surrounding the center rectangular region X. In the crystal element 120, the electrode pads 111 are connected to the extraction electrode 123 via a conductive adhesive 140. In the excitation electrode 122, linear chamfers 124 are formed so as to cross from one side on a side of the electrode pads 111 in a peripheral region Y to one side adjacent to the one side at a corner on a side of the electrode pads 111 and a corner adjacent to the corner.

Description

本発明は、例えば電子機器等に用いられる水晶デバイスに関するものである。 The present invention relates to a crystal device used in, for example, an electronic apparatus.

水晶デバイスは、水晶素子の圧電効果を利用して、水晶素板の両面が互いにずれるように厚みすべり振動を起こし、特定の周波数を発生させるものである。基板上に設けられた電極パッドに導電性接着剤を介して実装された水晶素子を備えた水晶デバイスが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。水晶素子は、水晶素板の両主面に設けられた励振用電極と、励振用電極から水晶素板の一辺に向かって引き出された引き出し電極とを有している。 A quartz crystal device uses a piezoelectric effect of a quartz crystal element to cause a thickness-shear vibration so that both surfaces of a quartz base plate are shifted from each other, thereby generating a specific frequency. A crystal device including a crystal element mounted on an electrode pad provided on a substrate via a conductive adhesive has been proposed (for example, see Patent Document 1 below). The crystal element has an excitation electrode provided on both main surfaces of the crystal element plate, and an extraction electrode extracted from the excitation electrode toward one side of the crystal element plate.

特開２００２−１１１４３５号公報JP 2002-111435 A

上述した水晶デバイスは、小型化が顕著であるが、基板に実装する水晶素子も小型化になっている。このように小型化になると、水晶素子の励振用電極と引き出し電極との間隔が狭くなり、水晶素子を基板に実装する際に、接続用電極に付着された導電性接着剤が濡れ拡がることで励振用電極に導電性接着剤が付着してしまう。よって、導電性接着剤が付着することで、水晶素子の励振用電極と引き出し電極とが短絡してしまう
虞があった。 The above-described quartz device is remarkably miniaturized, but the quartz element mounted on the substrate is also downsized. When the size is reduced in this way, the distance between the excitation electrode and the extraction electrode of the crystal element becomes narrow, and when the crystal element is mounted on the substrate, the conductive adhesive attached to the connection electrode wets and spreads. A conductive adhesive adheres to the excitation electrode. Therefore, there is a possibility that the excitation electrode and the extraction electrode of the crystal element are short-circuited due to the adhesion of the conductive adhesive.

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、水晶素子の励振用電極と引き出し電極との短絡を低減することができる水晶デバイスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a crystal device that can reduce a short circuit between an excitation electrode and a lead electrode of a crystal element.

本発明の一つの態様による水晶デバイスは、基板と、基板上に設けられた電極パッドと、電極パッド上に電気的に接続された、矩形状の水晶素板と、水晶素板の矩形状の中央矩形領域に設けられた励振用電極と、中央矩形領域の角に位置する励振用電極の一部から中央矩形領域を取り囲む周辺領域の一部にまで引き伸ばされた引き出し電極とを有する水晶素子と、を備え、水晶素子が、電極パッドと引き出し電極とが導電性接着剤を介して接続されており、励振用電極は、電極パッド側の角と隣接した角が、周辺領域の電極パッド側の一辺から一辺と隣接する一辺にかけて横断した直線状の面取りが形成されていることを特徴とするものである。 A crystal device according to one aspect of the present invention includes a substrate, an electrode pad provided on the substrate, a rectangular crystal element plate electrically connected to the electrode pad, and a rectangular shape of the crystal element plate. A quartz crystal element having an excitation electrode provided in the central rectangular area, and an extraction electrode extended from a part of the excitation electrode located at a corner of the central rectangular area to a part of a peripheral area surrounding the central rectangular area; The crystal element is connected to the electrode pad and the lead electrode via a conductive adhesive, and the excitation electrode has a corner adjacent to the electrode pad side corner on the electrode pad side in the peripheral region. A straight chamfer is formed across from one side to one side adjacent to one side.

本発明の一つの態様による水晶デバイスは、励振用電極の電極パッド側の角と隣接した角が、周辺領域の電極パッド側の一辺から一辺と隣接する一辺にかけて横断した直線状の面取りが形成されている。このようにすることによって、水晶素子の引き出し電極に付着された導電性接着剤が濡れ拡がったとしても、励振用電極に導電性接着剤が付着することがない。よって、水晶デバイスは、励振用電極と引き出し電極が短絡することを低減することができる。 In the quartz crystal device according to one aspect of the present invention, a linear chamfer is formed in which a corner adjacent to the electrode pad side of the excitation electrode crosses from one side to one side adjacent to the electrode pad side of the peripheral region. ing. By doing so, even if the conductive adhesive attached to the extraction electrode of the crystal element wets and spreads, the conductive adhesive does not adhere to the excitation electrode. Therefore, the quartz crystal device can reduce a short circuit between the excitation electrode and the extraction electrode.

本実施形態における水晶デバイスを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the crystal device in this embodiment. 図１に示された水晶デバイスのＡ−Ａにおける断面図である。It is sectional drawing in AA of the quartz crystal device shown by FIG. 本実施形態における水晶デバイスの蓋体を外した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which removed the cover body of the crystal device in this embodiment. （ａ）本実施形態における水晶デバイスを構成する水晶素子の上面側を示す平面図であり、（ｂ）本実施形態における水晶デバイスを構成する水晶素子の下面側を示す平面透視図である。(A) It is a top view which shows the upper surface side of the crystal element which comprises the crystal device in this embodiment, (b) The plane perspective view which shows the lower surface side of the crystal element which comprises the crystal device in this embodiment. 本実施形態における水晶デバイスを構成する水晶素子の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of the crystal element which comprises the crystal device in this embodiment. 本実施形態の第一変形例における水晶デバイスを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the quartz crystal device in the 1st modification of this embodiment. （ａ）本実施形態の第一変形例における構成する水晶素子の上面側を示す平面図であり、（ｂ）本実施形態の第一変形例における水晶デバイスを構成する水晶素子の下面側を示す平面透視図である。(A) It is a top view which shows the upper surface side of the crystal element which comprises in the 1st modification of this embodiment, (b) Shows the lower surface side of the crystal element which comprises the crystal device in the 1st modification of this embodiment. It is a plane perspective view.

本実施形態における水晶デバイスは、図１及び図２に示されているように、パッケージ１１０と、パッケージ１１０の基板１１０ａに接合された水晶素子１２０とを含んでいる。パッケージ１１０は、基板１１０ａの上面と枠体１１０ｂの内側面によって囲まれた収容空間Ｋが形成されている。 The crystal device in this embodiment includes a package 110 and a crystal element 120 bonded to a substrate 110a of the package 110 as shown in FIGS. The package 110 has an accommodation space K surrounded by the upper surface of the substrate 110a and the inner surface of the frame 110b.

基板１１０ａは、矩形状であり、上面で実装された水晶素子１２０を支持するための支持部材として機能するものである。基板１１０ａの上面には、水晶素子１２０を接合するための電極パッド１１１が設けられている。また、基板１１０ａの下面の四隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。 The substrate 110a has a rectangular shape and functions as a support member for supporting the crystal element 120 mounted on the upper surface. An electrode pad 111 for bonding the crystal element 120 is provided on the upper surface of the substrate 110a. In addition, external connection electrode terminals G are provided at the four corners of the lower surface of the substrate 110a.

基板１１０ａは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板１１０ａは、絶縁層を１層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板１１０ａの表面及び内部には、上面に設けられた電極パッド１１１と下面の外部接続用電極端子Ｇとを電気的に接続するための配線パターン及びビア導体が設けられている。 The substrate 110a is made of an insulating layer made of a ceramic material such as alumina ceramic or glass-ceramic. The substrate 110a may be one using one insulating layer or may be a laminate of a plurality of insulating layers. A wiring pattern and a via conductor for electrically connecting the electrode pad 111 provided on the upper surface and the external connection electrode terminal G on the lower surface are provided on and inside the substrate 110a.

枠体１１０ｂは、基板１１０ａ上に収容空間Ｋを形成するためのものである。枠体１１０ｂは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板１１０ａと一体的に形成されている。枠体１１０ｂの上面には、封止用導体パターン１１２が設けられている。 The frame 110b is for forming the accommodation space K on the substrate 110a. The frame 110b is made of a ceramic material such as alumina ceramics or glass-ceramics, and is formed integrally with the substrate 110a. A sealing conductor pattern 112 is provided on the upper surface of the frame 110b.

封止用導体パターン１１２は、蓋体１３０と封止部材１３１を介して接合する際に、封止部材１３１の濡れ性をよくする役割を果たしている。また、封止用導体パターン１１２は、基板１１０ａの内部に形成されたビア導体（図示せず）及び配線パターン（図示せず）により少なくとも１つの外部接続用電極端子Ｇに接続されている。少なくとも１つの外部接続用電極端子Ｇは、外部の実装基板上のグランドと接続されている実装パッドと接続されることにより、グランド端子の役割を果たす。そのため、封止用導体パターン１１２に接合される蓋体１３０がグランドに接続されることとなり、蓋体１３０による収容空間Ｋ内のシールド性が向上する。封止用導体パターン１１２は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体パターンの表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次、枠体１１０ｂの上面を環状に囲む形態で施すことによって、例えば１０μｍ〜２５μｍの厚みに形成されている。 The sealing conductor pattern 112 plays a role of improving the wettability of the sealing member 131 when it is bonded to the lid 130 via the sealing member 131. The sealing conductor pattern 112 is connected to at least one external connection electrode terminal G by a via conductor (not shown) and a wiring pattern (not shown) formed in the substrate 110a. The at least one external connection electrode terminal G serves as a ground terminal by being connected to a mounting pad connected to the ground on the external mounting substrate. Therefore, the lid 130 joined to the sealing conductor pattern 112 is connected to the ground, and the shielding performance in the accommodation space K by the lid 130 is improved. The sealing conductor pattern 112 is formed to have a thickness of, for example, 10 μm to 25 μm by sequentially applying nickel plating and gold plating to the surface of the conductor pattern made of tungsten, molybdenum, or the like in a manner surrounding the upper surface of the frame 110b in an annular shape. Has been.

電極パッド１１１は、一対で設けられており、基板１１０ａの一辺に沿うように隣接して設けられている。電極パッド１１１は、基板１１０ａ内に設けられた配線パターン及びビア導体を介して、基板１１０ａの下面に設けられた外部接続用電極端子Ｇと電気的に接続されている。 The electrode pads 111 are provided as a pair, and are provided adjacent to each other along one side of the substrate 110a. The electrode pad 111 is electrically connected to an external connection electrode terminal G provided on the lower surface of the substrate 110a through a wiring pattern and a via conductor provided in the substrate 110a.

ここで、パッケージ１１０の作製方法について説明する。基板１１０ａ及び枠体１１０ｂがアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面或いは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孔しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、一対の電極パッド１１１又は外部接続用電極端子Ｇとなる部位にニッケルメッキ又は金メッキ等を施すことにより作製される。また、導体ペーストは、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。 Here, a method for manufacturing the package 110 will be described. When the substrate 110a and the frame 110b are made of alumina ceramics, first, a plurality of ceramic green sheets obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent or the like to a predetermined ceramic material powder is prepared. In addition, a predetermined conductor paste is applied to the surface of the ceramic green sheet or a through-hole that has been punched in advance by punching the ceramic green sheet by screen printing or the like. Further, these green sheets are laminated and press-molded and fired at a high temperature. Finally, it is produced by applying nickel plating or gold plating to a predetermined portion of the conductor pattern, specifically, a portion to be the pair of electrode pads 111 or the external connection electrode terminal G. Moreover, the conductor paste is comprised from the sintered compact etc. of metal powders, such as tungsten, molybdenum, copper, silver, or silver palladium, for example.

水晶素子１２０は、図２に示されているように、導電性接着剤１４０を介して電極パッド１１１上に接合されている。水晶素子１２０は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。水晶素子１２０は、水晶素板１２１の上面に励振用電極１２２ａ、引き出し電極１２３ａを被着させ、水晶素板１２１の下面に励振用電極１２２ｂ、引き出し電極１２３ｂを被着させた構造を有している。 As shown in FIG. 2, the crystal element 120 is bonded onto the electrode pad 111 via a conductive adhesive 140. The crystal element 120 plays a role of oscillating a reference signal of an electronic device or the like by stable mechanical vibration and a piezoelectric effect. The crystal element 120 has a structure in which the excitation electrode 122a and the extraction electrode 123a are attached to the upper surface of the crystal base plate 121, and the excitation electrode 122b and the extraction electrode 123b are attached to the lower surface of the crystal base plate 121. Yes.

水晶素子１２０の等価回路は、図５に示されているように、励振用電極１２２のうち実際に振動している部分（一対の励振用電極１２２の対向している部分）で形成される等価直列容量Ｃ１と、等価インダクタンスＬ及び等価直列抵抗Ｒ１とが直列に接続されており、等価並列容量Ｃ０が等価直列抵抗Ｒ、等価直列容量Ｃ１及び等価インダクタンスＬに並列に接続された構成となっている。また、その水晶素子１２０の等価回路に主に発振回路で構成される負荷容量ＣＬが負荷された状態で水晶デバイスの等価回路が形成されることになる。 As shown in FIG. 5, the equivalent circuit of the quartz crystal element 120 is an equivalent circuit formed by the portion of the excitation electrode 122 that actually vibrates (the portion where the pair of excitation electrodes 122 face each other). The series capacitance C1, the equivalent inductance L, and the equivalent series resistance R1 are connected in series, and the equivalent parallel capacitance C0 is connected in parallel to the equivalent series resistance R, the equivalent series capacitance C1, and the equivalent inductance L. Yes. In addition, an equivalent circuit of the crystal device is formed in a state in which the equivalent circuit of the crystal element 120 is loaded with a load capacitor CL mainly composed of an oscillation circuit.

水晶素板１２１は、図３及び図４に示されているように、中央矩形領域Ｘと、中央矩形領域Ｘの周囲に周辺領域Ｙを有している。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。 As shown in FIGS. 3 and 4, the quartz base plate 121 has a central rectangular region X and a peripheral region Y around the central rectangular region X. 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.

励振用電極１２２は、水晶素板１２１の中央矩形領域Ｘの上面及び下面に第１の金属膜が形成され、第１の金属膜の上面に第２の金属膜が積層するように形成されている。第１の金属膜は、例えば、クロム又はチタンから構成され、第２の金属膜は、例えば、金により構成されている。また、第１の金属膜と第２の金属膜の接合力を上げるために例えばニッケルを第１の金属膜と第２の金属膜の間に形成してもよい。また、この励振用電極１２２をイオンガンから照射されたイオンビームにて削ることにより、励振用電極１２２の厚みを調整し、水晶素子１２０の発振周波数の調整を行っている。 The excitation electrode 122 is formed such that a first metal film is formed on the upper surface and the lower surface of the central rectangular region X of the quartz base plate 121, and a second metal film is laminated on the upper surface of the first metal film. Yes. The first metal film is made of, for example, chromium or titanium, and the second metal film is made of, for example, gold. Further, in order to increase the bonding force between the first metal film and the second metal film, for example, nickel may be formed between the first metal film and the second metal film. In addition, the thickness of the excitation electrode 122 is adjusted by adjusting the oscillation frequency of the crystal element 120 by cutting the excitation electrode 122 with an ion beam irradiated from an ion gun.

引き出し電極１２３は、中央矩形領域Ｘから周辺領域Ｙに延在されるようにして設けられている。引き出し電極１２３の一端は、励振用電極１２２と接続され、他端は、水晶素板１２１の長辺又は短辺の一つの辺に沿って、隣接するように一対で設けられている。引き出し電極１２３は、パッケージ１１０の電極パッド１１１と接続する役割を果たしている。 The extraction electrode 123 is provided so as to extend from the central rectangular region X to the peripheral region Y. One end of the extraction electrode 123 is connected to the excitation electrode 122, and the other end is provided in a pair so as to be adjacent to one side of the long side or the short side of the crystal base plate 121. The lead electrode 123 plays a role of connecting to the electrode pad 111 of the package 110.

面取り１２４は、水晶素板１２１の電極パッド１１１側の角と隣接した励振用電極１２２の角が、周辺領域Ｙの電極パッド１１１側の一辺から一辺と隣接する一辺にかけて横断するようにして直線状に設けられている。水晶素子１２０の下面に設けられた励振用電極１２２ｂに面取り１２４ｂが設けられていることによって、励振用電極１２２ｂと引き出し電極１２３ｂとの間で十分な距離が確保できているため、引き出し電極１２３ｂに付着された導電性接着剤１４０が濡れ拡がったとしても、励振用電極１２２ｂに導電性接着剤１４０が付着しにくい。励振用電極１２２ｂに導電性接着剤１４０が付着しにくくすることで、励振用電極１２２ｂと引き出し電極１２３ｂが短絡することを低減することができる。また、水晶素子１２０の上面に設けられた励振用電極１２２ａに面取り１２４ａが設けられていることによって、上面に設けられた励振用電極１２２ａをイオンガンから照射されたイオンビームにて削ることで生じる電極屑が水晶素板１２１の励振用電極１２２ａと引き出し電極１２３ａとの間に再付着しても、十分な距離が確保できているため、励振用電極１２２ａと引き出し電極１２３ａが短絡することを低減することができる。 The chamfer 124 is linear so that the corner of the excitation electrode 122 adjacent to the corner on the electrode pad 111 side of the crystal base plate 121 crosses from one side to the one side adjacent to the one side of the peripheral region Y. Is provided. Since the excitation electrode 122b provided on the lower surface of the crystal element 120 is provided with the chamfer 124b, a sufficient distance can be secured between the excitation electrode 122b and the extraction electrode 123b. Even if the attached conductive adhesive 140 wets and spreads, the conductive adhesive 140 hardly adheres to the excitation electrode 122b. By making the conductive adhesive 140 less likely to adhere to the excitation electrode 122b, it is possible to reduce the short circuit between the excitation electrode 122b and the extraction electrode 123b. Further, since the excitation electrode 122a provided on the upper surface of the crystal element 120 is provided with the chamfer 124a, the electrode generated by scraping the excitation electrode 122a provided on the upper surface with an ion beam irradiated from an ion gun. Even if debris is reattached between the excitation electrode 122a and the extraction electrode 123a of the quartz base plate 121, a sufficient distance can be secured, so that the short-circuit between the excitation electrode 122a and the extraction electrode 123a is reduced. be able to.

また、仮に、従来の成膜マスクを用いてベベル加工された水晶素板に励振用電極を形成した場合には、水晶素板のベベル加工された箇所が急峻になっているため、ベベル加工された箇所に励振用電極の角部が均一な厚みで形成されない虞がある。その結果、励振用電極の角部がぼやけることになる。そこで、本実施形態では、励振用電極１２２に面取り１２４を設けることにより、励振用電極１２２の外周がぼやけることなく、励振用電極１２２が正常に作動し、さらに安定したクリスタルインピーダンス値を出力することができる。 In addition, if the excitation electrode is formed on a quartz base plate that has been beveled using a conventional film formation mask, the beveled portion of the quartz base plate is steep, so that the bevel processing is performed. There is a risk that the corners of the excitation electrode may not be formed with a uniform thickness at these locations. As a result, the corners of the excitation electrode are blurred. Therefore, in this embodiment, by providing the chamfer 124 on the excitation electrode 122, the excitation electrode 122 operates normally without blurring the outer periphery of the excitation electrode 122 and outputs a more stable crystal impedance value. Can do.

また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されているように、水晶素板１２１の上面に設けられた励振用電極１２２ａに形成された面取り１２４ａは、水晶素板１２１の下面に設けられた励振用電極１２２ｂに形成された面取り１２４ｂと平面視して重ならないようになっている。このようにすることで、水晶素子１２０の重ならない部分にある励振用電極１２２の面積を大きくすることができる。そして、仮に、面取り１２４ａが重なる場合には、面取り１２４ａが重ならない場合と比較して、励振用電極１２２の面積が小さくなるので、共振周波数が同じであれば、主面の面積が小さくなることにより発振周波数の変化量が大きくなる。水晶素子１２０の発振周波数の変化量が大きくなると、水晶素子１２０に流れる電流を変化させて、その際の周波数及び損失分を測定することにより行われるＤＬＤ（ＤｒｉｖｅＬｅｖｅｌＤｅｐｅｎｄｅｎｃｅ）特性において、発振周波数の大幅な変化や損失分が急変することになる。そこで、本実施形態では、面取り１２４ａが平面視して重さならないようにすることにより、ＤＬＤ特性において、発振周波数の大幅な変化や損失分が急変することを低減することができる。また、水晶発振器を構成した際に、発振周波数が変動したりする可能性を低減することができる。 4A and 4B, the chamfer 124a formed on the excitation electrode 122a provided on the upper surface of the crystal base plate 121 is formed on the lower surface of the crystal base plate 121. The chamfer 124b formed on the provided excitation electrode 122b does not overlap in plan view. By doing so, the area of the excitation electrode 122 in the portion where the crystal element 120 does not overlap can be increased. If the chamfer 124a overlaps, the area of the excitation electrode 122 is smaller than when the chamfer 124a does not overlap. Therefore, if the resonance frequency is the same, the area of the main surface decreases. As a result, the amount of change in the oscillation frequency increases. When the amount of change in the oscillation frequency of the crystal element 120 becomes large, in the DLD (Drive Level Dependence) characteristic performed by changing the current flowing through the crystal element 120 and measuring the frequency and loss at that time, the oscillation frequency is changed. Major changes and loss will change suddenly. Therefore, in the present embodiment, by preventing the chamfer 124a from overlapping in plan view, it is possible to reduce a drastic change in the oscillation frequency and a sudden change in the loss in the DLD characteristics. In addition, when a crystal oscillator is configured, the possibility that the oscillation frequency fluctuates can be reduced.

また、水晶素子１２０の重ならない部分にある励振用電極１２２の面積を大きくすることで、等価直列容量Ｃ１を大きくすることができる。等価直列容量Ｃ１が大きければ、水晶素子１１０の周波数感度が大きく取れることになる。水晶素子１１０の周波数感度が大きい場合には、温度が変化しても発振周波数を調整することが可能な周波数範囲を広くとれることになる。つまり、周波数感度が大きい場合は、温度変化によって水晶デバイスの発振周波数の調整の余裕度が大きくとれることになる。 Further, by increasing the area of the excitation electrode 122 in the portion where the crystal element 120 does not overlap, the equivalent series capacitance C1 can be increased. If the equivalent series capacitance C1 is large, the frequency sensitivity of the crystal element 110 can be increased. When the frequency sensitivity of the crystal element 110 is large, the frequency range in which the oscillation frequency can be adjusted even if the temperature changes can be widened. In other words, when the frequency sensitivity is large, the margin for adjusting the oscillation frequency of the quartz crystal device can be increased by the temperature change.

面取り１２４は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されているように、水晶素子１２０の電極パッド側の励振用電極１２２の角と隣接したもう１つの角にも形成されている。このように励振用電極１２２の長辺を２等分する線に対して線対称とすることによって、面取り１２４が１つだけ設けられている場合と比べて、さらに振動バランスが取りやすくなる。よって、水晶素子１２０は、長期的に見て発振周波数をさらに安定して出力することができる。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the chamfer 124 is also formed at another corner adjacent to the corner of the excitation electrode 122 on the electrode pad side of the crystal element 120. . By making the long side of the excitation electrode 122 line-symmetric with respect to the line that bisects in this way, it becomes easier to balance vibration compared to the case where only one chamfer 124 is provided. Therefore, the crystal element 120 can output the oscillation frequency more stably in the long term.

例えば３８．４ＭＨｚ用の水晶素板１２１を平面視したときの縦寸法が２．０〜２．２ｍｍであり、平面視したときの横寸法が１．５〜１．７ｍｍである場合を例にして説明すると、励振用電極１２２を平面視したときの縦寸法が１．４５〜１．６５ｍｍであり、平面視したときの横寸法が１．３５〜１．５５ｍｍである。面取り１２４の周辺領域Ｙの電極パッド１１１側の一辺からそれと隣接する一辺にかけて横断するようにして設けられた直線の寸法は、０．２〜０．４ｍｍである。また、面取り１２４は、矩形状の励振用電極１２２の角を三角形状に除去したものであり、励振用電極１２２を平面視したときの縦寸法と平行となる寸法が０．１〜０．３ｍｍであり、平面視したときの横寸法が０．１〜０．３ｍｍである。また、面取り１２４が設けられた励振用電極１２２は矩形状の励振用電極に比べて、その面積が９５〜９９％となるように形成されている。 For example, the case where the longitudinal dimension of the crystal base plate 121 for 38.4 MHz when viewed in plan is 2.0 to 2.2 mm and the lateral dimension when viewed in plan is 1.5 to 1.7 mm is taken as an example. In other words, the longitudinal dimension of the excitation electrode 122 when viewed in plan is 1.45 to 1.65 mm, and the lateral dimension when viewed in plan is 1.35 to 1.55 mm. The dimension of the straight line provided so as to cross from one side of the peripheral area Y of the chamfer 124 to the electrode pad 111 side is adjacent to the side is 0.2 to 0.4 mm. Further, the chamfer 124 is obtained by removing the corners of the rectangular excitation electrode 122 in a triangular shape, and the dimension parallel to the vertical dimension when the excitation electrode 122 is viewed in plan is 0.1 to 0.3 mm. The horizontal dimension when viewed from above is 0.1 to 0.3 mm. Further, the excitation electrode 122 provided with the chamfer 124 is formed to have an area of 95 to 99% as compared with the rectangular excitation electrode.

例えば２４．０ＭＨｚ用の水晶素板１２１を平面視したときの縦寸法が２．１〜２．３ｍｍであり、平面視したときの横寸法が１．５７〜１．７７ｍｍである場合を例にして説明すると、励振用電極１２２を平面視したときの縦寸法が１．５２〜１．７３ｍｍであり、平面視したときの横寸法が１．４１〜１．６１ｍｍである。面取り１２４の周辺領域Ｙの電極パッド１１１側の一辺からそれと隣接する一辺にかけて横断するようにして設けられた直線の寸法は、０．２〜０．４ｍｍである。また、面取り１２４は、矩形状の励振用電極１２２の角を三角形状に除去したものであり、励振用電極１２２を平面視したときの縦寸法と平行となる寸法が０．１〜０．３ｍｍであり、平面視したときの横寸法が０．１〜０．３ｍｍである。また、面取り１２４が設けられた励振用電極１２２は矩形状の励振用電極に比べて、その面積が９５〜９９％となるように形成されている。 For example, a case where the longitudinal dimension of the quartz substrate 121 for 24.0 MHz when viewed in plan is 2.1 to 2.3 mm and the lateral dimension when viewed in plan is 1.57 to 1.77 mm is taken as an example. In other words, the longitudinal dimension of the excitation electrode 122 when viewed in plan is 1.52 to 1.73 mm, and the lateral dimension when viewed in plan is 1.41 to 1.61 mm. The dimension of the straight line provided so as to cross from one side of the peripheral area Y of the chamfer 124 to the electrode pad 111 side is adjacent to the side is 0.2 to 0.4 mm. Further, the chamfer 124 is obtained by removing the corners of the rectangular excitation electrode 122 in a triangular shape, and the dimension parallel to the vertical dimension when the excitation electrode 122 is viewed in plan is 0.1 to 0.3 mm. The horizontal dimension when viewed from above is 0.1 to 0.3 mm. Further, the excitation electrode 122 provided with the chamfer 124 is formed to have an area of 95 to 99% as compared with the rectangular excitation electrode.

また、例えば１９．２ＭＨｚ用の水晶素板１２１を平面視したときの縦寸法が２．４〜２．６ｍｍであり、平面視したときの横寸法が１．８〜２．０ｍｍである場合を例にして説明すると、励振用電極１２２を平面視したときの縦寸法が１．７４〜１．９５ｍｍであり、平面視したときの横寸法が１．６２〜１．８３ｍｍである。面取り１２４の周辺領域Ｙの電極パッド１１１側の一辺からそれと隣接する一辺にかけて横断するようにして設けられた直線の寸法は、０．２〜０．３ｍｍである。また、面取り１２４は、矩形状の励振用電極１２２の角を三角形状に除去したものであり、励振用電極１２２を平面視したときの縦寸法と平行となる寸法が０．１〜０．３ｍｍであり、平面視したときの横寸法が０．１〜０．３ｍｍである。また、面取り１２４が設けられた励振用電極１２２は矩形状の励振用電極に比べて、その面積が９６〜９９％となるように形成されている。 Further, for example, a case where the longitudinal dimension when the crystal base plate 121 for 19.2 MHz is viewed in plan is 2.4 to 2.6 mm, and the lateral dimension when viewed in plan is 1.8 to 2.0 mm. For example, the longitudinal dimension when the excitation electrode 122 is viewed in plan is 1.74 to 1.95 mm, and the lateral dimension when viewed in plan is 1.62 to 1.83 mm. The dimension of a straight line provided so as to traverse from one side of the peripheral area Y of the chamfer 124 to the electrode pad 111 side is 0.2 to 0.3 mm. Further, the chamfer 124 is obtained by removing the corners of the rectangular excitation electrode 122 in a triangular shape, and the dimension parallel to the vertical dimension when the excitation electrode 122 is viewed in plan is 0.1 to 0.3 mm. The horizontal dimension when viewed from above is 0.1 to 0.3 mm. Further, the excitation electrode 122 provided with the chamfer 124 is formed to have an area of 96 to 99% as compared with the rectangular excitation electrode.

本実施形態においては、電極パッド１１１と接続されている水晶素子１２０の一端を基板１１０ａの上面と接続した固定端とし、他端を基板１１０ａの上面と間を空けた自由端とした片保持構造にて水晶素子１２０が基板１１０ａ上に固定されている。 In the present embodiment, a one-side holding structure in which one end of the crystal element 120 connected to the electrode pad 111 is a fixed end connected to the upper surface of the substrate 110a and the other end is a free end spaced from the upper surface of the substrate 110a. The quartz crystal element 120 is fixed on the substrate 110a.

ここで、水晶素子１２０の動作について説明する。水晶素子１２０は、外部からの交番電圧が引き出し電極１２３から励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、水晶素板１２１が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。 Here, the operation of the crystal element 120 will be described. In the crystal element 120, when an alternating voltage from the outside is applied from the extraction electrode 123 to the crystal base plate 121 via the excitation electrode 122, the crystal base plate 121 is excited in a predetermined vibration mode and frequency. ing.

ここで、水晶素子１２０の作製方法について説明する。まず、水晶素子１２０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１２１の周辺領域Ｙと比べて水晶素板１２１の中央矩形領域Ｘが厚くなるように設けるベベル加工を行う。そして、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の両主面にフォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極１２２、引き出し電極１２３を形成することにより作製される。 Here, a manufacturing method of the crystal element 120 will be described. First, the quartz crystal element 120 is cut from the artificial crystalline lens at a predetermined cut angle to reduce the thickness of the outer periphery of the quartz base plate 121, and the central rectangular region X of the quartz base plate 121 compared to the peripheral region Y of the quartz base plate 121. Bevel processing is performed so that the thickness becomes thicker. The crystal element 120 is manufactured by forming the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 by depositing a metal film on both main surfaces of the crystal base plate 121 by a photolithography technique, a vapor deposition technique, or a sputtering technique. Is done.

水晶素子１２０の基板１１０ａへの接合方法について説明する。まず、導電性接着剤１４０は、例えばディスペンサによって、一対の電極パッド１１１の上面に塗布される。水晶素子１２０は、導電性接着剤１４０上に搬送され、導電性接着剤１４０上に載置される。そして水晶素子１２０は、導電性接着剤１４０を加熱硬化させることによって一対の電極パッド１１１に接合される。 A method for bonding the crystal element 120 to the substrate 110a will be described. First, the conductive adhesive 140 is applied to the upper surfaces of the pair of electrode pads 111 by, for example, a dispenser. The crystal element 120 is transported onto the conductive adhesive 140 and placed on the conductive adhesive 140. The crystal element 120 is bonded to the pair of electrode pads 111 by heating and curing the conductive adhesive 140.

導電性接着剤１４０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、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又はニッケル鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。 The conductive adhesive 140 contains conductive powder as a conductive filler in a binder such as silicone resin, and the conductive powder includes aluminum, molybdenum, tungsten, platinum, palladium, silver, titanium, One containing either nickel or nickel iron, or a combination thereof is used. Moreover, as a binder, a silicone resin, an epoxy resin, a polyimide resin, or a bismaleimide resin is used, for example.

導電性接着剤１４０の粘度が、３５〜４５Ｐａ・ｓのものを使用することによって、塗布した際に、導電性接着剤１４０は、電極パッド１１１から基板１１０ａ上面に流れ出にくくなることで、電極パッド１１１上に留まり、上下方向の厚みが維持される。導電性接着剤１４０の上下方向の厚みの長さは、１０〜２５μｍである。このように導電性接着剤１４０の厚みを確保できることによって、落下等の試験により加わった衝撃が水晶素子１２０に対して導電性接着剤１４０を中心にして上下方向へ加わったとしても、その衝撃を導電性接着剤１４０で十分に吸収緩和することができる。 By using the conductive adhesive 140 having a viscosity of 35 to 45 Pa · s, the conductive adhesive 140 is less likely to flow from the electrode pad 111 to the upper surface of the substrate 110a when applied. The thickness in the vertical direction is maintained. The length of the thickness of the conductive adhesive 140 in the vertical direction is 10 to 25 μm. Since the thickness of the conductive adhesive 140 can be secured in this way, even if an impact applied by a test such as dropping is applied to the crystal element 120 in the vertical direction around the conductive adhesive 140, the impact is reduced. The absorption can be sufficiently relaxed by the conductive adhesive 140.

蓋体１３０は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。このような蓋体１３０は、真空状態にある収容空間Ｋ、あるいは窒素ガスなどが充填された収容空間Ｋを気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、パッケージ１１０の枠体１１０ｂ上に載置される。そして、枠体１１０ｂの封止用導体パターン１１２と蓋体１３０の封止部材１３１とが溶接されるように、蓋体１３０に所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、蓋体１３０を枠体１１０ｂに接合する。 The lid 130 is made of an alloy containing at least one of iron, nickel, and cobalt, for example. Such a lid 130 is for hermetically sealing the housing space K in a vacuum state or the housing space K filled with nitrogen gas or the like. Specifically, the lid body 130 is placed on the frame body 110b of the package 110 in a predetermined atmosphere. Then, by applying a predetermined current to the lid 130 and performing seam welding so that the sealing conductor pattern 112 of the frame 110b and the sealing member 131 of the lid 130 are welded, the lid 130 is removed. Joined to the frame 110b.

封止部材１３１は、パッケージ１１０の枠体１１０ｂ上面に設けられた封止用導体パターン１１２に相対する蓋体１３０の箇所に設けられている。封止部材１３１は、例えば、金錫又は銀ロウによって設けられている。金錫の場合は、その厚みは、１０〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が７８〜８２％、錫が１８〜２２％のものが使用されている。銀ロウの場合は、その厚みは、１０〜２０μｍである。例えば、成分比率は、銀が７２〜８５％、銅が１５〜２８％のものが使用されている。 The sealing member 131 is provided at a position of the lid 130 facing the sealing conductor pattern 112 provided on the upper surface of the frame 110 b of the package 110. The sealing member 131 is provided by, for example, gold tin or silver solder. In the case of gold tin, the thickness is 10 to 40 μm. For example, the component ratio is 78 to 82% for gold and 18 to 22% for tin. In the case of silver wax, the thickness is 10 to 20 μm. For example, the component ratio is 72 to 85% for silver and 15 to 28% for copper.

本実施形態における水晶デバイスは、水晶素子１２０の励振用電極１２２の電極パッド１１１側の角と隣接した角が、周辺領域Ｙの電極パッド１１１側の一辺からそれと隣接する一辺にかけて横断した直線状の面取り１２４が形成されている。このようにすることにより、水晶デバイスは、励振用電極１２２ｂと引き出し電極１２３ｂとの間で十分な距離が確保できているため、引き出し電極１２３ｂに付着された導電性接着剤１４０が濡れ拡がったとしても、励振用電極１２２ｂに導電性接着剤１４０が付着しにくくなる。よって、水晶デバイスは、励振用電極１２２ｂと引き出し電極１２３ｂが短絡することを低減することができる。 The quartz crystal device according to the present embodiment is a linear device in which the corner adjacent to the electrode pad 111 side of the excitation electrode 122 of the quartz crystal element 120 crosses from one side adjacent to the electrode pad 111 in the peripheral region Y to one side adjacent thereto. A chamfer 124 is formed. By doing so, the crystal device has a sufficient distance between the excitation electrode 122b and the extraction electrode 123b, so that the conductive adhesive 140 attached to the extraction electrode 123b is wet and spread. However, the conductive adhesive 140 is less likely to adhere to the excitation electrode 122b. Therefore, the quartz crystal device can reduce the short circuit between the excitation electrode 122b and the extraction electrode 123b.

（第一変形例）
以下、本実施形態の第一変形例における水晶デバイスについて説明する。なお、本実施形態の第一変形例における水晶デバイスのうち、上述した水晶デバイスと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第一変形例における水晶デバイスは、図５及び図６に示されているように、面取り２２４が励振用電極２２２の角と対角に位置する角にも形成されている点で本実施形態と異なる。 (First modification)
Hereinafter, the crystal device according to the first modification of the present embodiment will be described. Note that, in the quartz crystal device according to the first modification of the present embodiment, the same portions as those of the quartz crystal device described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. As shown in FIGS. 5 and 6, the quartz crystal device according to the first modification of the present embodiment is such that the chamfer 224 is also formed at a corner that is opposite to the corner of the excitation electrode 222. Different from this embodiment.

面取り２２４は、水晶素板２２１の電極パッド１１１側の励振用電極２２２の角と隣接した角が、周辺領域Ｙの電極パッド１１１側の一辺からそれと隣接する一辺にかけて横断するようにして直線状に設けられている。面取り２２４は、励振用電極２２２の電極パッド１１１側の角と対角に位置する角にも形成されている。このように励振用電極２２２の長辺を二等分する線と短辺を二等分する線とが交わる中心点に対して点対称となるように励振用電極２２２に面取り２２４が設けられていることによって、励振用電極１２２の外周から中央に向かって徐々に変位が大きくなるようにして振動が発生する際に、面取り１２４が１つだけ設けられている場合と比べて、さらに振動バランスが取りやすくなる。よって、水晶素子１２０は、長期的に見て発振周波数をさらに安定して出力することができる。 The chamfer 224 is linear so that the corner adjacent to the excitation electrode 222 on the electrode pad 111 side of the crystal base plate 221 crosses from one side to the one side adjacent to the electrode pad 111 side of the peripheral region Y. Is provided. The chamfer 224 is also formed at a corner located diagonally to the corner of the excitation electrode 222 on the electrode pad 111 side. In this way, the chamfer 224 is provided on the excitation electrode 222 so as to be point-symmetric with respect to the center point where the line that bisects the long side and the line that bisects the short side intersects. As a result, when vibration is generated such that the displacement gradually increases from the outer periphery to the center of the excitation electrode 122, the vibration balance is further increased as compared with the case where only one chamfer 124 is provided. It becomes easy to take. Therefore, the crystal element 120 can output the oscillation frequency more stably in the long term.

本実施形態の第一変形例における水晶デバイスは、面取り２２４が励振用電極２２２の電極パッド１１１側の角と対角に位置する角にも形成されていることによって、励振用電極２２２の外周から中央に向かって徐々に変位が大きくなるようにして振動が発生する際に、面取り２２４が１つだけ設けられている場合と比べて、さらに振動バランスが取りやすくなる。よって、水晶素子１２０は、長期的に見て発振周波数をさらに安定して出力することができる。 In the quartz crystal device according to the first modification of the present embodiment, the chamfer 224 is also formed at the corner located opposite to the corner on the electrode pad 111 side of the excitation electrode 222, so that the outer circumference of the excitation electrode 222 can be reduced. When vibration is generated so that the displacement gradually increases toward the center, it becomes easier to balance vibration compared to the case where only one chamfer 224 is provided. Therefore, the crystal element 120 can output the oscillation frequency more stably in the long term.

尚、本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。上記実施形態では、水晶素子は、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１２１の周辺領域Ｙと比べて水晶素板１２１の中央矩形領域Ｘが厚くなるように設けるベベル加工を用いても構わない。また、水晶素子１２０のベベル加工方法について説明する。所定の粒度のメディアと砥粒とを備えた研磨材と、所定の大きさに形成された水晶素板１２１とを用意する。円筒体に用意した研磨材と水晶素板１２１とを入れ、円筒体の開口した端部をカバーで塞ぐ。研磨材と水晶素板１２１とを入れた円筒体を、円筒体の中心軸線を回転軸として回転させる水晶素板１２１が研磨材で研磨されてベベル加工が行われる。 In addition, it is not limited to this embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. In the above embodiment, the quartz element is beveled so that the thickness of the outer periphery of the quartz base plate 121 is thin and the central rectangular region X of the quartz base plate 121 is thicker than the peripheral region Y of the quartz base plate 121. You may use. A bevel processing method for the crystal element 120 will be described. A polishing material provided with media and abrasive grains having a predetermined particle size and a quartz base plate 121 having a predetermined size are prepared. The abrasive prepared in the cylindrical body and the quartz base plate 121 are placed, and the open end of the cylindrical body is closed with a cover. The quartz base plate 121 that rotates the cylindrical body containing the abrasive and the quartz base plate 121 with the central axis of the cylindrical body as the rotation axis is polished with the abrasive and beveled.

１１０・・・パッケージ
１１０ａ・・・基板
１１０ｂ・・・枠体
１１１・・・電極パッド
１１２・・・封止用導体パターン
１２０、２２０・・・水晶素子
１２１、１２１・・・水晶素板
１２２、２２２・・・励振用電極
１２３、２２３・・・引き出し電極
１２４、２２４・・・面取り
１３０・・・蓋体
１３１・・・封止部材
１４０・・・導電性接着剤
Ｋ・・・収容空間
Ｇ・・・外部接続用端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Package 110a ... Board | substrate 110b ... Frame body 111 ... Electrode pad 112 ... Conductive pattern 120 for sealing 120, 220 ... Crystal element 121, 121 ... Crystal base plate 122, 222: Excitation electrode 123, 223 ... Lead electrode 124, 224 ... Chamfer 130 ... Lid 131 ... Sealing member 140 ... Conductive adhesive K ... Storage space G ... External connection terminals

Claims

A substrate,
An electrode pad provided on the substrate;
A rectangular crystal element plate electrically connected to the electrode pad, an excitation electrode provided in a central rectangular region of the crystal element plate, and the excitation electrode located at a corner of the central rectangular region A crystal element having a lead electrode extended from a part of the lead electrode to a part of a peripheral region surrounding the central rectangular region,
In the crystal element, the electrode pad and the lead electrode are connected via a conductive adhesive,
The excitation electrode has a linear chamfer in which a corner adjacent to the corner on the electrode pad side is crossed from one side of the peripheral region on the electrode pad side to one side adjacent to the one side. A featured quartz device.

The crystal device according to claim 1,
In a position where the chamfered portion of the excitation electrode provided on the upper surface of the crystal base plate and the chamfered portion of the excitation electrode provided on the lower surface of the crystal base plate do not overlap in plan view A crystal device characterized by being provided.

The quartz crystal device according to claim 1 or 2,
The chamfer is also formed at a corner adjacent to the corner of the excitation electrode.

The quartz crystal device according to claim 1 or 2,
The quartz device is characterized in that the chamfer is also formed at a corner located diagonally to the corner of the excitation electrode.