JP2014146975A - Piezoelectric component - Google Patents

Piezoelectric component Download PDF

Info

Publication number
JP2014146975A
JP2014146975A JP2013014438A JP2013014438A JP2014146975A JP 2014146975 A JP2014146975 A JP 2014146975A JP 2013014438 A JP2013014438 A JP 2013014438A JP 2013014438 A JP2013014438 A JP 2013014438A JP 2014146975 A JP2014146975 A JP 2014146975A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cap
support substrate
bonding material
piezoelectric
corner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013014438A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6154146B2 (en
Inventor
Masashi Takada
昌志 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2013014438A priority Critical patent/JP6154146B2/en
Publication of JP2014146975A publication Critical patent/JP2014146975A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6154146B2 publication Critical patent/JP6154146B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric component in which temperature changes cause little changes in the frequency.SOLUTION: A piezoelectric component includes: a support substrate 1; a piezoelectric element 2 mounted on the support substrate 1; and a cap 4 which is provided on the support substrate 1 so as to cover the piezoelectric element 2. The cap 4 is joined to the support substrate 1 through a joint material 5. A thickness of the joint material 5, which is formed along an inner wall of the cap 4 in a plane view, is increased in a corner 41 of the cap 4. The piezoelectric component, in which temperature changes cause little changes in the frequency, is obtained by the structure.

Description

本発明は、高信頼性および高精度な周波数特性が求められる圧電部品に関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric component that requires high reliability and highly accurate frequency characteristics.

従来、支持基板と、支持基板上に搭載された圧電素子と、圧電素子を覆うように支持基板上に設けられたキャップとを含み、キャップは接合材を介して支持基板と接合された構成の圧電部品(レゾネータ)が知られている(特許文献1を参照)。   Conventionally, a support substrate, a piezoelectric element mounted on the support substrate, and a cap provided on the support substrate so as to cover the piezoelectric element, the cap being configured to be bonded to the support substrate via a bonding material. A piezoelectric component (resonator) is known (see Patent Document 1).

ここで、熱硬化性樹脂からなる接合材によってキャップが支持基板上に接合され、内部空間を封止している。このとき、接合材はその一部がキャップの内壁を一様に這い上がるように形成される。   Here, the cap is bonded onto the support substrate by a bonding material made of a thermosetting resin to seal the internal space. At this time, the bonding material is formed so that a part thereof crawls up the inner wall of the cap uniformly.

特開平8−111627号公報JP-A-8-111627

近年、小型化の要求に対し、キャップが薄くなってきている。しかしながら、キャップが薄くなると、熱によりキャップが膨張したり収縮したりしたときに、応力がキャップの角部に集中し、キャップの角部においてねじれるような変形が生じてしまうおそれがある。そして、このねじり変形とともに、支持基板および圧電素子までに歪みが生じ、圧電部品の周波数が変動して、周波数公差の精度が低下してしまうおそれがある。   In recent years, caps have become thinner to meet the demand for miniaturization. However, when the cap is thinned, when the cap expands or contracts due to heat, stress concentrates on the corner portion of the cap, and there is a possibility that deformation that twists at the corner portion of the cap may occur. Along with this torsional deformation, distortion occurs in the support substrate and the piezoelectric element, and the frequency of the piezoelectric component may fluctuate, which may reduce the accuracy of frequency tolerance.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、温度変化によっても周波数の変動が少ない圧電部品を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric component in which the frequency variation is small even with a temperature change.

本発明の圧電部品は、支持基板と、該支持基板上に搭載された圧電素子と、該圧電素子を覆うように前記支持基板上に設けられたキャップとを含み、該キャップは接合材を介して支持基板と接合されていて、前記接合材の前記キャップ内壁に沿った平面視厚みが前記キャップの角部において厚くなっていることを特徴とする。   The piezoelectric component of the present invention includes a support substrate, a piezoelectric element mounted on the support substrate, and a cap provided on the support substrate so as to cover the piezoelectric element, and the cap is interposed via a bonding material. The thickness of the bonding material in plan view along the inner wall of the cap is increased at the corner of the cap.

また、本発明の圧電部品は、前記接合材の前記キャップの内壁に沿った形状がフィレット状であることを特徴とする。   In the piezoelectric component of the present invention, the shape of the bonding material along the inner wall of the cap is a fillet shape.

また、本発明の圧電部品は、前記キャップの内壁の角部および前記接合材の前記角部に対応する部位の内面がともに平面視で丸みを帯びていて、前記接合材の前記角部に対応する部位の内面のほうが曲率半径が大きいことを特徴とする。   In the piezoelectric component of the present invention, both the corner of the inner wall of the cap and the inner surface of the portion corresponding to the corner of the bonding material are rounded in plan view, and correspond to the corner of the bonding material. It is characterized in that the inner radius of the portion to be bent has a larger radius of curvature.

また、本発明の圧電部品は、前記接合材の這い上がり高さは、前記角部に対応する部位のほうが他の部位よりも高いことを特徴とする。   Moreover, the piezoelectric component of the present invention is characterized in that the climbing height of the bonding material is higher in the part corresponding to the corner than in the other part.

また、本発明の圧電部品は、前記キャップの内壁の角部が平面視で丸みを帯びていて、それぞれの前記角部のうちの少なくとも一つの曲率半径が異なっていることを特徴とする。   Moreover, the piezoelectric component of the present invention is characterized in that a corner portion of the inner wall of the cap is rounded in a plan view, and a radius of curvature of at least one of the corner portions is different.

また、本発明の圧電部品は、前記キャップの外壁の少なくとも角部には、前記樹脂封止材が形成されていることを特徴とする。   The piezoelectric component of the present invention is characterized in that the resin sealing material is formed on at least corners of the outer wall of the cap.

また、本発明の圧電部品は、前記キャップが金属からなることを特徴とする。   Moreover, the piezoelectric component of the present invention is characterized in that the cap is made of metal.

本発明によれば、接合材のキャップ内壁に沿った平面視厚みがキャップの角部において厚くなっていることで、ねじり変形を抑えることができる。したがって、温度変化によっても支持基板および圧電素子の歪みが小さく、周波数の変動が少ないので、周波数の温度特性が安定した圧電部品を実現することができる。   According to the present invention, torsional deformation can be suppressed because the thickness in plan view along the inner wall of the cap of the bonding material is increased at the corners of the cap. Therefore, since the distortion of the support substrate and the piezoelectric element is small and the frequency variation is small even with a temperature change, a piezoelectric component having a stable temperature characteristic of the frequency can be realized.

(a)は本発明の圧電部品の実施の形態の一例を示す一部省略概略平面図、(b)は(a)に示すA−A線で切断した概略断面図である。(A) is a schematic plan view with partial omission showing an example of an embodiment of a piezoelectric component of the present invention, and (b) is a schematic cross-sectional view cut along line AA shown in (a). 本発明の圧電部品の実施の形態の一例の要部拡大平面図である。It is a principal part enlarged plan view of an example of embodiment of the piezoelectric component of this invention. 本発明の圧電部品の実施の形態の他の例の要部平面図である。It is a principal part top view of the other example of embodiment of the piezoelectric component of this invention. (a)は図3に示すC−C線で切断した圧電部品の他の例の概略断面図、(b)は(a)に示す圧電部品の要部拡大斜視図である。(A) is a schematic sectional drawing of the other example of the piezoelectric component cut | disconnected by the CC line | wire shown in FIG. 3, (b) is a principal part expansion perspective view of the piezoelectric component shown to (a). (a)は本発明の圧電部品の実施の形態の他の例の要部平面図、(b)は(a)に示す圧電部品の要部拡大斜視図である。(A) is a principal part top view of the other example of embodiment of the piezoelectric component of this invention, (b) is a principal part expansion perspective view of the piezoelectric component shown to (a). 比較例としての従来の圧電部品の一例の要部平面図である。It is a principal part top view of an example of the conventional piezoelectric component as a comparative example.

本発明の圧電部品の実施の形態の例について図面を参照して詳細に説明する。   An example of an embodiment of a piezoelectric component of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1(a)は本発明の圧電部品の実施の形態の一例を示す一部省略(キャップの天板省略)概略平面図(図1(b)に示すB−B線で切断した断面図)、図1(b)は図1(a)に示すA−A線で切断した概略断面図である。   FIG. 1 (a) is a partially omitted diagram showing an example of an embodiment of a piezoelectric component according to the present invention (cap top plate omitted), and is a schematic plan view (a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 1 (b)). FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.

図1に示す例の圧電部品は、支持基板1と、支持基板1上に搭載された圧電素子2と、圧電素子2を覆うように支持基板1上に設けられたキャップ4とを含み、キャップ4は接合材5を介して支持基板1と接合されていて、接合材5のキャップ4内壁に沿った平面視厚みがキャップ4の角部41において厚くなっている。   1 includes a support substrate 1, a piezoelectric element 2 mounted on the support substrate 1, and a cap 4 provided on the support substrate 1 so as to cover the piezoelectric element 2. 4 is bonded to the support substrate 1 via the bonding material 5, and the thickness in plan view along the inner wall of the cap 4 of the bonding material 5 is thick at the corner 41 of the cap 4.

支持基板1は、例えば、長さが2.5mm〜7.5mm、幅が1.0mm〜3.0mm、厚みが0.1mm〜1mmの四角形状の平板として形成された支持基板本体11を含んでいる。この支持基板本体11としては、アルミナ等のセラミック材料、及びガラスエポキシ等の樹脂系材料を用いることができる。   The support substrate 1 includes, for example, a support substrate body 11 formed as a rectangular flat plate having a length of 2.5 mm to 7.5 mm, a width of 1.0 mm to 3.0 mm, and a thickness of 0.1 mm to 1 mm. It is out. As the support substrate body 11, a ceramic material such as alumina and a resin material such as glass epoxy can be used.

支持基板1を構成する支持基板本体11の下面には、一対の信号端子121、122およびグランド端子13が設けられている。また、支持基板本体11の上面には、信号端子121、122と電気的に接続されるように配線導体141、142が設けられている。これらは、例えば金,銀,銅,アルミニウム、タングステン等の金属粉末を含む導電性ペーストを印刷し、焼結させてなるものである。また、必要に応じてNi/Au、Ni/Sn等のめっきを形成したものでもよい。   A pair of signal terminals 121 and 122 and a ground terminal 13 are provided on the lower surface of the support substrate body 11 constituting the support substrate 1. Further, wiring conductors 141 and 142 are provided on the upper surface of the support substrate body 11 so as to be electrically connected to the signal terminals 121 and 122. These are formed by printing and sintering a conductive paste containing metal powder such as gold, silver, copper, aluminum, tungsten, or the like. Moreover, what formed plating, such as Ni / Au and Ni / Sn, may be used as needed.

支持基板1の上には、圧電素子2が両端を固定されるようにして搭載されている。具体的には、圧電素子2の両端部が導電性接合材3によって支持基板1上に振動可能に固定されている。   On the support substrate 1, the piezoelectric element 2 is mounted so that both ends are fixed. Specifically, both ends of the piezoelectric element 2 are fixed on the support substrate 1 by the conductive bonding material 3 so as to vibrate.

圧電素子2を構成する圧電体21は、例えば、長さが1.0mm〜4.0mm、幅が0.2mm〜2mm、厚みが40μm〜1mmの四角形状の平板として形成され、長さ方向または厚み方向に分極処理されたものである。この圧電体21は、例えば、チタン酸鉛,チタン酸ジルコン酸鉛,ニオブ酸ナトリウム,ニオブ酸カリウム,ビスマス層状化合物等を基材とする圧電セラミックスや、タンタル酸リチウム,ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶を用いて形成することができる。   The piezoelectric body 21 constituting the piezoelectric element 2 is formed, for example, as a rectangular flat plate having a length of 1.0 mm to 4.0 mm, a width of 0.2 mm to 2 mm, and a thickness of 40 μm to 1 mm. The material is polarized in the thickness direction. The piezoelectric body 21 is made of, for example, piezoelectric ceramics based on lead titanate, lead zirconate titanate, sodium niobate, potassium niobate, a bismuth layered compound, etc., or a piezoelectric single unit such as lithium tantalate or lithium niobate. It can be formed using crystals.

また、圧電素子2は、圧電体21の一方主面および他方主面にそれぞれ互いに対向する領域を有するように配置された電極(励振電極22、23)を備えている。圧電体の21の上側の主面に設けられた励振電極22は一方の端部から他方の端部側に向けて延びるように設けられ、圧電体の21の下側の主面に設けられた励振電極23は他方の端部から一方の端部側に向けて延びるように設けられ、それぞれ互いに対向する領域を有している。この励振電極22、23は、例えば金,銀,銅,アルミニウム等の金属を用いることができ、それぞれ圧電体21の表面に例えば0.1μm〜3μmの厚みに被着される。そして、導電性接合材3を介して圧電素子2の励振電極22が配線導体141と電気的に接続されているとともに、導電性接合材3を介して圧電素子2の励振電極23が配線導体142と電気的に接続されている。   In addition, the piezoelectric element 2 includes electrodes (excitation electrodes 22 and 23) arranged so as to have regions facing each other on one main surface and the other main surface of the piezoelectric body 21. The excitation electrode 22 provided on the upper main surface of the piezoelectric body 21 is provided so as to extend from one end portion toward the other end portion, and is provided on the lower main surface of the piezoelectric body 21. The excitation electrode 23 is provided so as to extend from the other end toward the one end, and has regions facing each other. The excitation electrodes 22 and 23 can be made of metal such as gold, silver, copper, and aluminum, and are applied to the surface of the piezoelectric body 21 to a thickness of, for example, 0.1 μm to 3 μm. The excitation electrode 22 of the piezoelectric element 2 is electrically connected to the wiring conductor 141 via the conductive bonding material 3, and the excitation electrode 23 of the piezoelectric element 2 is connected to the wiring conductor 142 via the conductive bonding material 3. And are electrically connected.

ここで、導電性接合材3は、支持基板1の上面と圧電素子2の下面との間に所定の空間(間隙)を確保する機能も有している。このような導電性接合材3としては、例えばはんだや導電性接着剤等が用いられ、はんだであれば、例えば銅,錫,銀からなる鉛を含まない材料等を用いることができ、導電性接着剤であれば、銀,銅,ニッケル等の導電性粒子を75〜95質量%含有したエポキシ系の導電性樹脂またはシリコーン系の樹脂を用いることができる。   Here, the conductive bonding material 3 also has a function of ensuring a predetermined space (gap) between the upper surface of the support substrate 1 and the lower surface of the piezoelectric element 2. As such a conductive bonding material 3, for example, solder, a conductive adhesive, or the like is used. As long as the solder is used, a lead-free material such as copper, tin, or silver can be used. If it is an adhesive agent, the epoxy-type conductive resin or silicone-type resin containing 75-95 mass% of electroconductive particles, such as silver, copper, and nickel, can be used.

このような圧電素子2は、両端部から励振電極22および励振電極23間に電圧を印加したとき、励振電極22と励振電極23とが対向する領域において、特定の周波数で厚み縦振動もしくは厚みすべり振動の圧電振動を発生させるようになっているものである。   In such a piezoelectric element 2, when a voltage is applied between the excitation electrode 22 and the excitation electrode 23 from both ends, thickness longitudinal vibration or thickness slip occurs at a specific frequency in a region where the excitation electrode 22 and the excitation electrode 23 face each other. The piezoelectric vibration is generated.

支持基板1の上には圧電素子2を覆うようにキャップ4が設けられている。このキャップ4は、例えば厚み250〜300μmで、支持基板1の形状に対応するように開口部を有する例えば直方体状に形成されたもので、支持基板1の上面の周縁部に接合材5で接合されている。これにより、支持基板1とともに形成した空間に収容されている圧電素子2を外部からの物理的な影響や化学的な影響から保護する機能と、支持基板1とともに形成した空間内への水等の異物の浸入を防ぐための気密封止機能を有している。   A cap 4 is provided on the support substrate 1 so as to cover the piezoelectric element 2. The cap 4 has a thickness of, for example, 250 to 300 μm and is formed in, for example, a rectangular parallelepiped shape having an opening so as to correspond to the shape of the support substrate 1, and is bonded to the peripheral portion of the upper surface of the support substrate 1 with a bonding material 5. Has been. Thereby, the function of protecting the piezoelectric element 2 accommodated in the space formed with the support substrate 1 from the physical and chemical influences from the outside, water into the space formed with the support substrate 1, etc. It has a hermetic sealing function to prevent the entry of foreign matter.

キャップ4の材料として、例えば、SUSなどの金属、アルミナなどのセラミックス,樹脂,ガラス等を用いることができる。また、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂材料に無機フィラーを25〜80質量%の割合で含有させて支持基板1との熱膨張係数の差を小さくするようにしたものでもよい。特に、外部の熱の影響を受けやすい金属からなる場合に、後述する本発明の効果が有効に作用する。   As a material of the cap 4, for example, a metal such as SUS, ceramics such as alumina, resin, glass, or the like can be used. Further, an insulating resin material such as an epoxy resin may contain an inorganic filler in a proportion of 25 to 80% by mass so as to reduce the difference in thermal expansion coefficient with the support substrate 1. In particular, the effect of the present invention described later works effectively when the metal is easily affected by external heat.

接合材5の材料としては、例えばエポキシ系、エポキシアクリレート系、シリコーン系の接着剤が挙げられる。   Examples of the material of the bonding material 5 include an epoxy-based adhesive, an epoxy acrylate-based adhesive, and a silicone-based adhesive.

そして、図1(a)および図2に示すように、接合材5のキャップ4内壁に沿った平面視厚みがキャップ4の角部41(内壁の角部41)において厚くなっている。   As shown in FIG. 1A and FIG. 2, the thickness in plan view along the inner wall of the cap 4 of the bonding material 5 is thicker at the corner 41 (the corner 41 of the inner wall) of the cap 4.

ここで、接合材5のキャップ4内壁に沿った平面視厚みがキャップ4の角部41におい
て厚くなっているとは、図6に示すようなキャップ4の角部41における接合材5の通常の厚みに比して積極的に厚みを厚くした構造のもののことをいう。
Here, the thickness in plan view along the inner wall of the cap 4 of the bonding material 5 is thicker at the corner 41 of the cap 4 that the normal thickness of the bonding material 5 at the corner 41 of the cap 4 as shown in FIG. A structure with a thickness that is positively increased compared to the thickness.

具体的には、図2に示すように、キャップ4の内壁の一つの面に対応する接合材5の平面視厚み(最も薄い部分の厚み)をL1、角部31を挟んで隣り合うキャップ4の内壁の他の一つの面に対応する接合材5の平面視厚み(最も薄い部分の厚み)をL2としたときに、キャップ4の内壁とL1の厚みの位置から延びる仮想延長線とL2の厚みの位置から延びる仮想延長線とで囲まれる領域をキャップ4の角部41の内側に仮想的に形成する。そして、この領域の対角線の長さをL3とし、キャップ4の角部41から対角線の延長上に位置する接合材5の内壁までの距離をL4としたときに、L4がL3の2倍以上になっている状態のことを意味する。   Specifically, as shown in FIG. 2, the thickness of the bonding material 5 corresponding to one surface of the inner wall of the cap 4 (thickness of the thinnest portion) is L1, and the adjacent caps 4 with the corner portion 31 in between. When the thickness in plan view (thickness of the thinnest portion) of the bonding material 5 corresponding to the other one surface of the inner wall is L2, the virtual extension line extending from the position of the inner wall of the cap 4 and the thickness of L1 and L2 A region surrounded by a virtual extension line extending from the thickness position is virtually formed inside the corner 41 of the cap 4. When the length of the diagonal line in this region is L3 and the distance from the corner 41 of the cap 4 to the inner wall of the bonding material 5 located on the extension of the diagonal line is L4, L4 is more than twice L3. It means the state that is.

図6に示すようにL4がL3の2倍未満であると、キャップ4の角部41においてねじれるような変形が生じてしまうおそれがある。これに対し、本発明のように、接合材5のキャップ4内壁に沿った平面視厚みがキャップ4の角部41において厚くなっている(積極的に厚みを厚くして、L4がL3の2倍以上になっている)ことにより、ねじり変形が抑制され、支持基板1および圧電素子2の歪みが小さくなる。したがって、温度変化によっても周波数の変動が抑制される(周波数の温度特性が安定になる)。特に、図2に示すように3倍以上であるのがねじり変形抑制の点で効果的であり、また5倍以下であるのが圧電部品の小型化の点でよい。   As shown in FIG. 6, if L4 is less than twice L3, the corner portion 41 of the cap 4 may be twisted and deformed. On the other hand, as in the present invention, the planar view thickness along the inner wall of the cap 4 of the bonding material 5 is thicker at the corner portion 41 of the cap 4 (the thickness is positively increased so that L4 is 2 of L3). (Twice or more), torsional deformation is suppressed and distortion of the support substrate 1 and the piezoelectric element 2 is reduced. Therefore, frequency fluctuations are suppressed even by temperature changes (frequency temperature characteristics become stable). In particular, as shown in FIG. 2, being 3 times or more is effective in terms of suppressing torsional deformation, and 5 times or less may be in terms of miniaturization of the piezoelectric component.

ここで、図1(b)に示すように、ねじり変形を抑制する形状として、接合材5のキャップ4の内壁に沿った形状がフィレット状であるのが好ましい。なお、フィレット状とは、支持基板1を下側にしてみたとき、キャップ4の内壁から支持基板1の上面にかけて裾拡がりの形状をなしていることを意味する。このような形状により、接合面積を多くすることができ、接合力を高めるとともに、接合材5の端からの剥離を抑制することができる。   Here, as shown in FIG.1 (b), it is preferable that the shape along the inner wall of the cap 4 of the joining material 5 is a fillet shape as a shape which suppresses torsional deformation. Note that the fillet shape means that the bottom of the support substrate 1 extends from the inner wall of the cap 4 to the upper surface of the support substrate 1 when viewed from the lower side. With such a shape, the bonding area can be increased, the bonding force can be increased, and peeling from the end of the bonding material 5 can be suppressed.

また、図3に示すように、キャップ4の内壁の角部41および接合材5の角部に対応する部位の内面51がともに平面視で丸みを帯びていて、接合材5の角部に対応する部位の内面51のほうが曲率半径が大きいのが好ましい。   Further, as shown in FIG. 3, the corner 41 of the inner wall of the cap 4 and the inner surface 51 of the portion corresponding to the corner of the bonding material 5 are both rounded in plan view and correspond to the corner of the bonding material 5. It is preferable that the radius of curvature is larger on the inner surface 51 of the portion to be performed.

封止面の破壊(クラック進展)は応力の集中する角部41から起こりやすいが、キャップ4の内壁の角部41および接合材5の角部に対応する部位の内面51がともに平面視で丸みを帯びていることでこの破壊(クラック進展)が抑制され、さらに接合材5の角部に対応する部位の内面51のほうが曲率半径が大きいことで、十分な厚みによるねじり変形を抑制する効果が高まるとともに、熱応力による破壊(クラック進展)を抑制する効果も高まる。   Although the destruction (crack progress) of the sealing surface is likely to occur from the corner portion 41 where stress is concentrated, both the corner portion 41 of the inner wall of the cap 4 and the inner surface 51 of the portion corresponding to the corner portion of the bonding material 5 are rounded in plan view. Since this fracture (crack progress) is suppressed, the inner surface 51 of the portion corresponding to the corner of the bonding material 5 has a larger radius of curvature, which has the effect of suppressing torsional deformation due to sufficient thickness. As it increases, the effect of suppressing breakage (crack progress) due to thermal stress also increases.

また、図4に示すように、接合材5の這い上がり高さは、角部41に対応する部位のほうが他の部位よりも高いのが好ましく、角部41に対応する部位を他の部位よりも高くすることで、さらにねじり変形を抑える効果が得られる。   Further, as shown in FIG. 4, the climbing height of the bonding material 5 is preferably higher in the portion corresponding to the corner portion 41 than in the other portion, and the portion corresponding to the corner portion 41 is higher than the other portion. By increasing the height, an effect of further suppressing torsional deformation can be obtained.

また、キャップ4の内壁の角部41が平面視で丸みを帯びていて、それぞれの角部41のうちの少なくとも一つの曲率半径が異なっているのが好ましい。これにより、圧電部品から不要モードとして外に漏れた、または外部からの振動により、キャップ4および支持基板1が振動する共振を分散させ、低減させるという効果が得られる。   Moreover, it is preferable that the corner portion 41 of the inner wall of the cap 4 is rounded in a plan view and at least one of the corner portions 41 has a different radius of curvature. Thereby, the effect of dispersing and reducing the resonance of the cap 4 and the support substrate 1 vibrating due to leakage from the piezoelectric component as an unnecessary mode or vibration from the outside is obtained.

また、図5に示すように、キャップ4の外壁の少なくとも角部42には、接合材5が形成されていてもよい。例えば、キャップ4と支持基板1との境界付近から、キャップ4の
外壁を這い上がるように上側に向かって接合材5が形成されるとともにとともに、支持基板1の外壁(下側)にも拡がるように接合材5が形成される構成が挙げられる。これにより、ねじり変形を抑える効果がさらに高まり、温度変化による周波数の変動がさらに抑制される(周波数の温度特性がさらに安定になる)。
Further, as shown in FIG. 5, the bonding material 5 may be formed on at least the corners 42 of the outer wall of the cap 4. For example, the bonding material 5 is formed upward from near the boundary between the cap 4 and the support substrate 1 so as to scoop up the outer wall of the cap 4 and also extends to the outer wall (lower side) of the support substrate 1. The structure in which the bonding material 5 is formed is mentioned. As a result, the effect of suppressing torsional deformation is further enhanced, and frequency fluctuations due to temperature changes are further suppressed (temperature characteristics of the frequency are further stabilized).

なお、本発明は上述の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。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本実施の形態の圧電部品の製造方法の例について説明する。   Next, an example of a method for manufacturing a piezoelectric component according to the present embodiment will be described.

まず、支持基板1を作製するための多数個取り基板を作製する。例えば、原料粉末を水や分散剤と共にボールミルを用いて混合した後に、バインダ,溶剤,可塑剤等を加えてグリーンシートとする。このグリーンシートに必要により孔加工を施した後、金,銀,銅,アルミニウム,タングステン等の金属粉末を含む導電性ペーストを印刷し、積層する。これを例えば900℃〜1600℃のピーク温度で焼成する。   First, a multi-piece substrate for producing the support substrate 1 is produced. For example, after the raw material powder is mixed with water and a dispersant using a ball mill, a binder, a solvent, a plasticizer, and the like are added to obtain a green sheet. The green sheet is subjected to hole processing as necessary, and then a conductive paste containing metal powder such as gold, silver, copper, aluminum, tungsten or the like is printed and laminated. This is fired at a peak temperature of, for example, 900 ° C. to 1600 ° C.

次に、圧電素子2を構成する圧電体21は、例えば、原料粉末を水や分散剤と共にボールミルを用いて混合した後に、バインダ、可塑剤等を加え、乾燥、整粒する。このようにして得られた原料をプレス成型後、焼成し、圧電磁器を得る。得られた圧電磁器の端面に電極を形成し、例えば25℃〜300℃の温度にて厚み方向に例えば0.4kV/mm〜6kV/mmの電圧をかけて分極処理を行う。   Next, for example, after the raw material powder is mixed with water and a dispersant using a ball mill, the piezoelectric material 21 constituting the piezoelectric element 2 is added with a binder, a plasticizer, and the like, and dried and sized. The raw material thus obtained is press-molded and fired to obtain a piezoelectric ceramic. An electrode is formed on the end face of the obtained piezoelectric ceramic, and a polarization treatment is performed by applying a voltage of, for example, 0.4 kV / mm to 6 kV / mm in the thickness direction at a temperature of 25 ° C. to 300 ° C., for example.

圧電体21の上下面に形成される励振電極22および励振電極23は、得られた圧電磁器に、真空蒸着法,PVD法,スパッタリング法等を用いて圧電体21の上下面に金属膜を被着させ、厚みが1μm〜10μm程度のフォトレジスト膜をそれぞれの金属膜上にスクリーン印刷等を用いて形成した後に、フォトエッチングによってパターニングすることによって、形成することができる。パターンニングされた圧電磁器を所定のサイズにダイシング等でカットすることにより圧電素子2が作製される。   The excitation electrodes 22 and the excitation electrodes 23 formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric body 21 are coated with a metal film on the upper and lower surfaces of the piezoelectric body 21 by using a vacuum deposition method, a PVD method, a sputtering method, or the like. After forming a photoresist film having a thickness of about 1 μm to 10 μm on each metal film using screen printing or the like, it can be formed by patterning by photoetching. The piezoelectric element 2 is produced by cutting the patterned piezoelectric ceramic into a predetermined size by dicing or the like.

そして、導電性接合材3を用いて、圧電素子2を多数個取り基板の上に搭載し、固定する。導電性接合材3が金属粉末を樹脂中に分散させてなる導電性接着剤の場合は、この導電性接着剤をディスペンサ等を用いて配線導体141、142の上に塗布しておいて、圧電素子2を載せ、加熱または紫外線照射により導電性接着剤の樹脂を硬化させればよい。   Then, using the conductive bonding material 3, a large number of piezoelectric elements 2 are mounted on the substrate and fixed. When the conductive bonding material 3 is a conductive adhesive in which metal powder is dispersed in a resin, the conductive adhesive 3 is applied onto the wiring conductors 141 and 142 using a dispenser or the like, and the piezoelectric material is piezoelectric. The element 2 may be mounted and the conductive adhesive resin may be cured by heating or ultraviolet irradiation.

次に、多数個取り基板の上に圧電素子2が搭載された状態で周波数調整を行う。周波数調整は圧電素子2表面に形成された励振電極22,23を、イオンガン等によりエッチングし、長さや厚みを変えることや設計値を変えることでICにマッチングさせる。また発振周波数の調整は、イオンガン照射時に信号端子121、122とグランド端子13に発振周波数測定用の端子を接続し、発振周波数を測定しながら行い、所定の周波数になった時点でイオンガンの照射を停止する方法にて実施する。   Next, frequency adjustment is performed in a state where the piezoelectric element 2 is mounted on a multi-piece substrate. In the frequency adjustment, the excitation electrodes 22 and 23 formed on the surface of the piezoelectric element 2 are etched with an ion gun or the like, and matched with the IC by changing the length or thickness or changing the design value. The oscillation frequency is adjusted by connecting an oscillation frequency measurement terminal to the signal terminals 121 and 122 and the ground terminal 13 at the time of ion gun irradiation and measuring the oscillation frequency. When the oscillation frequency is reached, the ion gun is irradiated. Implement by stopping.

そして、圧電素子2を覆うようにして、キャップ4の開口周縁面を支持基板1の上面の周縁部に接合する。キャップ4としては複数の凹部を有する多数個取りの集合キャップシートを用いて、凹部が圧電素子2を覆うようにして集合キャップシートを多数個取り基板の上に乗せ、キャップ4の開口周縁面となる集合キャップシートの凸部を支持基板1の上面の周縁部に接合する。例えば、準備しておいたキャップ4の開口周縁面となる集合キャップシートの凸部に接合材5(熱硬化性の絶縁性接着剤)を塗布し、キャップ4を支持基板1の上面に載せる。しかる後に、キャップ4または支持基板1を加熱することにより接合材5を100〜150℃に温度上昇させて硬化させ、キャップ4を支持基板1の上面に接合する。   Then, the opening peripheral surface of the cap 4 is joined to the peripheral portion of the upper surface of the support substrate 1 so as to cover the piezoelectric element 2. As the cap 4, a multi-cap assembly cap sheet having a plurality of recesses is used, and the multi-cap assembly sheet is placed on the substrate with the recess covering the piezoelectric element 2. The convex part of the collective cap sheet is joined to the peripheral edge part of the upper surface of the support substrate 1. For example, the bonding material 5 (thermosetting insulating adhesive) is applied to the convex portion of the collective cap sheet serving as the opening peripheral surface of the prepared cap 4, and the cap 4 is placed on the upper surface of the support substrate 1. After that, the cap 4 or the support substrate 1 is heated to raise the temperature of the bonding material 5 to 100 to 150 ° C. to be cured, and the cap 4 is bonded to the upper surface of the support substrate 1.

なお、接合材5のキャップ4の内壁に沿った平面視厚みがキャップ4の角部41において厚くなっている構成とするには、接合材5の印刷時にその印刷範囲を広くすればよい。また、硬化時に軟化した絶縁性接着剤(樹脂接着剤)の表面張力を大きくするなどの温度条件を選定することで、接合材5の形状を適宜変更することができる。さらに、キャップ4の成型金型を適宜変更することで、キャップ4の内壁の角部41の形状に丸みを設けたり曲率半径を変更したりできる。   In order to obtain a configuration in which the planar thickness along the inner wall of the cap 4 of the bonding material 5 is thick at the corner 41 of the cap 4, the printing range may be widened when the bonding material 5 is printed. Moreover, the shape of the bonding material 5 can be appropriately changed by selecting a temperature condition such as increasing the surface tension of the insulating adhesive (resin adhesive) softened at the time of curing. Furthermore, by appropriately changing the molding die of the cap 4, the shape of the corner portion 41 of the inner wall of the cap 4 can be rounded or the radius of curvature can be changed.

最後に、各圧電部品(個片)の境界にそってダイシング等で切断する。   Finally, it is cut by dicing or the like along the boundary of each piezoelectric component (piece).

以上の方法により、本発明の圧電部品が作製される。   The piezoelectric component of the present invention is manufactured by the above method.

以上のような方法によれば、温度変化によっても周波数の変動が少ない圧電部品を生産性よく製造することが可能となる。   According to the method as described above, it is possible to manufacture a piezoelectric component having a small frequency variation even with a temperature change with high productivity.

1:支持基板
11:支持基板本体
121、122:信号端子
13:グランド端子
141、142:配線導体
2:圧電素子
21:圧電体
22、23:励振電極
3:導電性接合材
4:キャップ
41:内壁の角部
42:外壁の角部
5:接合材
51:内面
1: Support substrate 11: Support substrate body 121, 122: Signal terminal 13: Ground terminal 141, 142: Wiring conductor 2: Piezoelectric element 21: Piezoelectric body 22, 23: Excitation electrode 3: Conductive bonding material 4: Cap 41: Corner 42 of the inner wall: Corner 5 of the outer wall 5: Bonding material 51: Inner surface

Claims (7)

支持基板と、該支持基板上に搭載された圧電素子と、該圧電素子を覆うように前記支持基板上に設けられたキャップとを含み、
該キャップは接合材を介して支持基板と接合されていて、前記接合材の前記キャップの内壁に沿った平面視厚みが前記キャップの角部において厚くなっていることを特徴とする圧電部品。
A support substrate, a piezoelectric element mounted on the support substrate, and a cap provided on the support substrate so as to cover the piezoelectric element;
The cap is bonded to a support substrate via a bonding material, and the thickness of the bonding material in plan view along the inner wall of the cap is increased at the corner of the cap.
前記接合材の前記キャップの内壁に沿った形状がフィレット状であることを特徴とする請求項1に記載の圧電部品。   The piezoelectric component according to claim 1, wherein a shape of the bonding material along an inner wall of the cap is a fillet shape. 前記キャップの内壁の角部および前記接合材の前記角部に対応する部位の内面がともに平面視で丸みを帯びていて、前記接合材の前記角部に対応する部位の内面のほうが曲率半径が大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の圧電部品。   The corner of the inner wall of the cap and the inner surface of the part corresponding to the corner of the bonding material are both rounded in plan view, and the inner surface of the part corresponding to the corner of the bonding material has a radius of curvature. The piezoelectric component according to claim 1, wherein the piezoelectric component is large. 前記接合材の這い上がり高さは、前記角部に対応する部位のほうが他の部位よりも高いことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちのいずれかに記載の圧電部品。   The piezoelectric component according to any one of claims 1 to 3, wherein a climbing height of the bonding material is higher in a portion corresponding to the corner portion than in other portions. 前記キャップの内壁の角部が平面視で丸みを帯びていて、それぞれの前記角部のうちの少なくとも一つの曲率半径が異なっていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちのいずれかに記載の圧電部品。   The corner of the inner wall of the cap is rounded in plan view, and the radius of curvature of at least one of the corners is different. A piezoelectric component according to any one of the above. 前記キャップの外壁の少なくとも角部には、前記接合材が形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちのいずれかに記載の圧電部品。   The piezoelectric component according to any one of claims 1 to 5, wherein the bonding material is formed on at least corners of the outer wall of the cap. 前記キャップが金属からなることを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちのいずれかに記載の圧電部品。   The piezoelectric component according to claim 1, wherein the cap is made of metal.
JP2013014438A 2013-01-29 2013-01-29 Piezoelectric parts Active JP6154146B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013014438A JP6154146B2 (en) 2013-01-29 2013-01-29 Piezoelectric parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013014438A JP6154146B2 (en) 2013-01-29 2013-01-29 Piezoelectric parts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014146975A true JP2014146975A (en) 2014-08-14
JP6154146B2 JP6154146B2 (en) 2017-06-28

Family

ID=51426898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013014438A Active JP6154146B2 (en) 2013-01-29 2013-01-29 Piezoelectric parts

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6154146B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5852855A (en) * 1981-09-25 1983-03-29 Hitachi Ltd Cap bonding
JPH10163356A (en) * 1996-12-03 1998-06-19 Murata Mfg Co Ltd Structure and method for sealing electronic parts
JP2007174532A (en) * 2005-12-26 2007-07-05 Epson Toyocom Corp Piezoelectric device and package therefor
JP2009302311A (en) * 2008-06-13 2009-12-24 Yamaha Corp Package for semiconductor device, semiconductor device, and microphone package
JP2010109880A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Kyocera Kinseki Corp Piezoelectric device and method for manufacturing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5852855A (en) * 1981-09-25 1983-03-29 Hitachi Ltd Cap bonding
JPH10163356A (en) * 1996-12-03 1998-06-19 Murata Mfg Co Ltd Structure and method for sealing electronic parts
JP2007174532A (en) * 2005-12-26 2007-07-05 Epson Toyocom Corp Piezoelectric device and package therefor
JP2009302311A (en) * 2008-06-13 2009-12-24 Yamaha Corp Package for semiconductor device, semiconductor device, and microphone package
JP2010109880A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Kyocera Kinseki Corp Piezoelectric device and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP6154146B2 (en) 2017-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6133609B2 (en) Piezoelectric parts
JP5396795B2 (en) Piezoelectric vibration device
JPWO2006118192A1 (en) Piezoelectric component and manufacturing method thereof
JP5941162B2 (en) Piezoelectric parts
US9935609B2 (en) Piezoelectric component
WO2016084417A1 (en) Piezoelectric component
JP2016158147A (en) Crystal element and crystal device
JP5121646B2 (en) Piezoelectric resonator
JP6154146B2 (en) Piezoelectric parts
JP5171148B2 (en) Piezoelectric oscillator
JP6487169B2 (en) Piezoelectric device
JP2007010377A (en) Acceleration sensor
JP6760809B2 (en) Piezoelectric parts
JP6563792B2 (en) Piezoelectric parts
JP6117555B2 (en) Piezoelectric parts
JP5031486B2 (en) Electronic components
JP6994980B2 (en) Piezoelectric parts
JP6777566B2 (en) Piezoelectric parts
JP2008244838A (en) Method for manufacturing piezoelectric resonance component
JP2009055480A (en) Package for piezoelectric vibration device, and piezoelectric vibration device
JP6825188B2 (en) Crystal element package and its manufacturing method
JP5794778B2 (en) Electronic equipment
JP2014110449A (en) Piezoelectric component
JP2017098887A (en) Piezoelectric component
JP2019097112A (en) Piezoelectric component

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151015

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160809

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161006

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170502

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170601

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6154146

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150