JP2015005890A

JP2015005890A - Crystal device

Info

Publication number: JP2015005890A
Application number: JP2013130219A
Authority: JP
Inventors: 高橋　和也; Kazuya Takahashi; 和也高橋; 克泰小笠原; Katsuhiro Ogasawara; 義紀那須; Yoshinori Nasu; ゆかり矢萩; Yukari Yahagi
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2015-01-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystal device capable of maintaining joint strength between a lid body and a joint member and maintaining hermetic sealing properties of a crystal element.SOLUTION: A crystal device includes: a substrate 110a; a frame body 110b provided on the substrate 110a; a crystal element 120 which is mounted in the frame body 110b on the substrate 110a using a conductive adhesive 140; and a lid body 130 which is provided on the frame body 110b via a joint member 150 and encapsulates the crystal element 120. The lid 130 has a slit part 131 provided at a position overlapped with the frame body 110b in planar view, and the joint member 150 is deposited in the inside of the slit part 131.

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、特定の周波数を発生させるものである。例えば、基板と枠体とで構成されたパッケージと、基板の上面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と、枠体の上面に接合部材を介して接合され、水晶素子を気密封止するための蓋体と、を備えた水晶振動子が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。接合部材は、ガラスが用いられ、熱を印加することで、蓋体と枠体の上面とを接合することができる。 The crystal device generates a specific frequency by using the piezoelectric effect of the crystal element. For example, a package composed of a substrate and a frame, a crystal element mounted on an electrode pad provided on the upper surface of the substrate via a conductive adhesive, and a bonding member bonded to the upper surface of the frame A crystal resonator including a lid for hermetically sealing a crystal element has been proposed (see, for example, Patent Document 1 below). Glass is used for the bonding member, and the lid and the upper surface of the frame can be bonded by applying heat.

特開２００９−１４１２３４号公報JP 2009-141234 A

上述した水晶デバイスは、製品が小型化することに伴い、蓋体と接合部材との接合面積も縮小されるため、蓋体と接合部材との接合強度が低下することで、水晶素子の気密性を維持することができない虞があった。 As the crystal device described above is reduced in size, the bonding area between the lid and the bonding member is also reduced, so that the bonding strength between the lid and the bonding member is reduced, so that the airtightness of the crystal element is reduced. There was a possibility that it could not be maintained.

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、蓋体と接合部材との接合強度を維持し、水晶素子の気密封止性を維持することが可能な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 problems, and has an object to provide a crystal device capable of maintaining the bonding strength between the lid and the bonding member and maintaining the hermetic sealing performance of the crystal element. To do.

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枠体と、基板上であって枠体内に導電性接着剤を用いて実装された水晶素子と、枠体上に接合部材を介して設けられ、水晶素子を封止する蓋体と、を備え、蓋体には、平面視して枠体と重なる箇所に切れ込み部が設けられており、切れ込み部内にまで接合部材が被着し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, a frame provided on the substrate, a crystal element mounted on the substrate using a conductive adhesive, and a frame. And a lid that seals the crystal element, and the lid is provided with a notch at a position overlapping the frame when seen in plan view, and the joining member extends into the notch. It is characterized by being attached.

本発明の一つの態様による水晶デバイスは、蓋体と枠体とを接合部材にて接合する際に、蓋体の切れ込み部内にも接合部材が設けられる。よって、水晶デバイスは、接合部材と蓋体との接合面積を大きくすることができるので、蓋体と接合部材との接合強度を維持し、水晶素子の気密封止性を維持することができる。 In the crystal device according to one aspect of the present invention, when the lid body and the frame body are joined by the joining member, the joining member is also provided in the cut portion of the lid body. Therefore, since the crystal device can increase the bonding area between the bonding member and the lid, the bonding strength between the lid and the bonding member can be maintained, and the hermetic sealing property of the crystal element can be maintained.

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を蓋体側から見た平面図である。It is the top view which looked at the crystal device in this embodiment from the cover body side. （ａ）本実施形態における水晶デバイスの製造方法で水晶素子実装工程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の製造方法で蓋体載置工程を示す平面図である。(A) It is a top view which shows a crystal element mounting process with the manufacturing method of the crystal device in this embodiment, (b) It is a top view which shows a cover body mounting process with the manufacturing method of the crystal device in this embodiment.

本実施形態における水晶デバイスは、図１〜図３に示されているように、パッケージ１１０と、パッケージ１１０の上面に接合された水晶素子１２０と、パッケージ１１０の上面に接合された蓋体１３０とを含んでいる。パッケージ１１０には、基板１１０ａの上面と枠体１１０ｂの内側面によって囲まれた凹部Ｋが形成されている。このような水晶デバイスは、電子機器等で使用する基準信号を出力するのに用いられる。 As shown in FIGS. 1 to 3, the crystal device according to the present embodiment includes a package 110, a crystal element 120 bonded to the upper surface of the package 110, and a lid 130 bonded to the upper surface of the package 110. Is included. The package 110 has a recess K surrounded by the upper surface of the substrate 110a and the inner surface of the frame 110b. Such a crystal device is used to output a reference signal used in an electronic device or the like.

基板１１０ａは、矩形状であり、上面で実装された水晶素子１２０を実装するための実装部材として機能するものである。基板１１０ａは、上面に、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。 The substrate 110a has a rectangular shape and functions as a mounting member for mounting the crystal element 120 mounted on the upper surface. The substrate 110a is provided with an electrode pad 111 for bonding the crystal element 120 on the upper surface.

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、絶縁層を一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、基板１１０ａの下面に設けられた外部端子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 an insulating layer or may be a laminate of a plurality of insulating layers. On the surface and inside of the substrate 110a, there are provided wiring patterns and via conductors for electrically connecting the electrode pads 111 provided on the upper surface and the external terminals G provided on the lower surface of the substrate 110a.

枠体１１０ｂは、基板１１０ａの上面に配置され、基板１１０ａの上面に凹部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。 The frame 110b is disposed on the upper surface of the substrate 110a, and is for forming the recess K on the upper surface of 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.

ここでパッケージ１１０を平面視したときの一辺の寸法が、１．０〜３．０ｍｍであり、パッケージ１１０の上下方向の寸法が、０．７〜１．５ｍｍである場合を例にして、凹部Ｋの大きさを説明する。凹部Ｋの長辺の長さは、０．５〜０．７ｍｍであり、短辺の長さは、０．２〜０．４ｍｍとなっている。凹部Ｋの上下方向の長さは、０．２〜０．５ｍｍとなっている。 Here, when the package 110 is viewed in plan, the dimension of one side is 1.0 to 3.0 mm, and the vertical dimension of the package 110 is 0.7 to 1.5 mm as an example. The size of K will be described. The length of the long side of the recess K is 0.5 to 0.7 mm, and the length of the short side is 0.2 to 0.4 mm. The length of the concave portion K in the vertical direction is 0.2 to 0.5 mm.

また、基板１１０ａの下面の四隅には、外部端子Ｇが設けられている。外部端子Ｇの内の二つの端子は、基板１１０ａの上面に設けられた電極パッド１１１と電気的に接続されている。また、電極パッド１１１と電気的に接続されている外部端子Ｇは、基板１１０ａの下面の対角に位置するように設けられている。 In addition, external terminals G are provided at the four corners of the lower surface of the substrate 110a. Two of the external terminals G are electrically connected to an electrode pad 111 provided on the upper surface of the substrate 110a. Further, the external terminals G that are electrically connected to the electrode pads 111 are provided so as to be located diagonally on the lower surface of the substrate 110a.

電極パッド１１１は、水晶素子１２０を実装するためのものである。電極パッド１１１は、基板１１０ａの上面に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端子Ｇと電気的に接続されている。 The electrode pad 111 is for mounting the crystal element 120. A pair of electrode pads 111 are provided on the upper surface of the substrate 110a, and are provided adjacent to each other along one side of the substrate 110a. The electrode pad 111 is electrically connected to an external terminal G provided on the lower surface of the substrate 110a through a wiring pattern and a via conductor provided on 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設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 previously punched 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 manufactured by applying nickel plating, gold plating, or the like to a predetermined portion of the conductor pattern, specifically, a portion to be the pair of electrode pads 111 or the external 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。 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.

水晶素子１２０は、図１及び図２に示されているように、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１２２、接続用電極１２３及び引き出し電極１２４を被着させた構造を有している。励振用電極１２２は、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。引き出し電極１２４は、励振用電極１２２から水晶素板１２１の短辺に向かって延出されている。接続用電極１２３は、引き出し電極１２４と接続されており、水晶素板１２１の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the crystal element 120 has a structure in which an excitation electrode 122, a connection electrode 123, and an extraction electrode 124 are attached to the upper and lower surfaces of a crystal base plate 121, respectively. doing. The excitation electrode 122 is formed by depositing and forming a metal in a predetermined pattern on each of the upper surface and the lower surface of the quartz base plate 121. The extraction electrode 124 extends from the excitation electrode 122 toward the short side of the crystal base plate 121. The connection electrode 123 is connected to the lead electrode 124 and is provided in a shape along the long side or the short side of the crystal base plate 121.

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。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接続用電極１２３から引き出し電極１２４及び励振用電極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。 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. Here, the operation of the crystal element 120 will be described. When an alternating voltage from the outside is applied to the crystal element plate 121 from the connection electrode 123 via the extraction electrode 124 and the excitation electrode 122, the crystal element 120 is excited in a predetermined vibration mode and frequency. Is supposed to wake up.

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の外周部と比べて水晶素板１２１の中央部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、接続用電極１２３及び引き出し電極１２４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 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 crystal base plate 121, and the central portion of the crystal base plate 121 is thicker than the outer peripheral portion of the crystal base plate 121. The bevel processing provided is performed. Then, the quartz crystal element 120 has the excitation electrode 122, the connection electrode 123, and the extraction electrode 124 formed by depositing a metal film on both main surfaces of the quartz base plate 121 by a photolithography technique, a vapor deposition technique, or a sputtering technique. It is produced by forming.

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電極パッド１１１上に塗布される。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。そして導電性接着剤１４０は、加熱硬化させることによって、硬化収縮される。水晶素子１２０は、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 onto the electrode pad 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 conductive adhesive 140 is cured and contracted by being heated and cured. The crystal element 120 is bonded to the pair of electrode pads 111.

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.

蓋体１３０は、矩形状であり、真空状態にある凹部Ｋ、あるいは窒素ガスなどが充填された凹部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、枠体１１０ｂ上に設けられた接合部材１５０の上面に載置される。枠体１１０ｂの上面に設けられた接合部材１５０に熱が印加されることで、溶融接合される。また、蓋体１３０の四隅の少なくとも一つには、内側に延長するように切れ込み部１３１が設けられている。また、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。 The lid body 130 has a rectangular shape, and is for hermetically sealing the concave portion K in a vacuum state or the concave portion K filled with nitrogen gas or the like. Specifically, the lid 130 is placed on the upper surface of the joining member 150 provided on the frame 110b in a predetermined atmosphere. When heat is applied to the bonding member 150 provided on the upper surface of the frame 110b, the bonding is performed. Further, at least one of the four corners of the lid body 130 is provided with a cut portion 131 so as to extend inward. The lid 130 is made of an alloy containing at least one of iron, nickel, and cobalt, for example.

また、切れ込み部１３１は、平面視した蓋体１３０の四隅の少なくとも一つに、内側に向かうようにして設けられている。よって、蓋体１３０と枠体１１０ｂとを接合部材１５０にて接合する際に、溶融した接合部材１５０が、切れ込み部１３１の内側側面を這い上がるようにして接合されるので、接合部材１５０と蓋体１３０との接合強度を向上させることができる。蓋体１３０の長辺方向の長さは、１．２〜３．２ｍｍであり、短辺方向の長さは、１．０〜２．５ｍｍである。蓋体１３０の厚み方向の長さは、０．０４〜０．１０ｍｍである場合を例にして、切れ込み部１３１の大きさを説明する。切れ込み部１３１は、平面視して、長方形状になるように設けられている。切れ込み部１３１の長辺方向の長さは、０．３〜０．８ｍｍとなり、短辺方向の長さは、０．０４〜０．０８ｍｍとなっている。また、切れ込み部１３１の上下方向の長さは、０．０４〜０．１０ｍｍとなっている。 In addition, the notch 131 is provided in at least one of the four corners of the lid 130 in plan view so as to face inward. Therefore, when the lid 130 and the frame 110b are joined by the joining member 150, the melted joining member 150 is joined so as to scoop up the inner side surface of the cut portion 131. The bonding strength with the body 130 can be improved. The length in the long side direction of the lid 130 is 1.2 to 3.2 mm, and the length in the short side direction is 1.0 to 2.5 mm. The size of the notch 131 will be described with reference to an example in which the length in the thickness direction of the lid 130 is 0.04 to 0.10 mm. The cut portion 131 is provided so as to have a rectangular shape in plan view. The length of the cut portion 131 in the long side direction is 0.3 to 0.8 mm, and the length in the short side direction is 0.04 to 0.08 mm. The length of the cut portion 131 in the vertical direction is 0.04 to 0.10 mm.

また、切れ込み部１３１が、図１及び図３に示すように、蓋体１３０の四隅すべてに設けることによって、すべての切れ込み部１３１に溶融した接合部材１５０が、切れ込み部１３１の内側側面を這い上がるようにして接合されるので、接合部材１５０と蓋体１３０との接合強度をさらに向上させることができる。 Further, as shown in FIGS. 1 and 3, by providing the cut portions 131 at all four corners of the lid body 130, the joining member 150 melted in all the cut portions 131 crawls up the inner side surface of the cut portions 131. Thus, the bonding strength between the bonding member 150 and the lid 130 can be further improved.

また、切れ込み部１３１は、蓋体１３０の四隅の少なくとも一つに設けられており、平面視した際に、切れ込み部１３１の一部が枠体１１０ｂ内に位置するように設けられている。蓋体１３０の算術平均表面粗さは、０．０１〜０．２０μｍであり、枠体１１０ｂの表面の算術平均表面粗さは、０．５〜１．５μｍである。このようにすることによって、四隅に設けられた余剰の接合部材１５０が、蓋体１３０の切れ込み部１３１内に入り込み易くなるため、枠体１１０ｂの内壁面に沿って凹部Ｋ内に入り込むことを低減し、接合部材１５０が水晶素子１２０に被着することを低減することができる。 In addition, the notch 131 is provided at at least one of the four corners of the lid 130 so that a part of the notch 131 is located in the frame 110b when seen in a plan view. The arithmetic average surface roughness of the lid 130 is 0.01 to 0.20 μm, and the arithmetic average surface roughness of the surface of the frame 110b is 0.5 to 1.5 μm. By doing in this way, since the excessive joining member 150 provided in the four corners easily enters the cut portion 131 of the lid body 130, the entry into the recess K along the inner wall surface of the frame body 110b is reduced. In addition, the adhesion of the bonding member 150 to the crystal element 120 can be reduced.

接合部材１５０は、枠体１１０ｂ上面から蓋体１３０の下面の外周縁及び切れ込み部１３１内にかけて設けられている。接合部材１５０は、例えば、ガラスの場合には、３００℃〜４００℃で溶融するガラスである例えばバナジウムを含有した低融点ガラス又は酸化鉛系フリットガラスから構成されている。ガラスは、バインダーと溶剤とが加えられたペースト状であり、溶融された後固化されることで他の部材と接合する。接合部材１５０は、例えば、ガラスフリットペーストがスクリーン印刷法で塗布され乾燥することで設けられる。また、接合部材１５０は、枠体１１０ｂの上面に印刷する際に、枠体１１０の四隅に接合部材１５０が重なるようにして印刷される。よって、四隅の接合部材１５０の厚みは、接合部材１５０が設けられている他の箇所の厚みよりも厚くなるように設けられている。この酸化鉛系ガラスの組成は、酸化鉛、フッ化鉛、二酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ビスマス、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化第二鉄、酸化銅及び酸化カルシウムとから構成されている。 The joining member 150 is provided from the upper surface of the frame body 110b to the outer peripheral edge of the lower surface of the lid body 130 and the notch 131. For example, in the case of glass, the joining member 150 is made of low melting glass or lead oxide-based frit glass containing, for example, vanadium which is a glass that melts at 300 ° C. to 400 ° C. Glass is in the form of a paste to which a binder and a solvent are added. After being melted, the glass is solidified and joined to another member. The joining member 150 is provided, for example, by applying a glass frit paste by a screen printing method and drying it. Further, the bonding member 150 is printed so that the bonding member 150 overlaps the four corners of the frame 110 when printing on the upper surface of the frame 110b. Therefore, the thickness of the joining member 150 at the four corners is provided to be thicker than the thickness of other portions where the joining member 150 is provided. The composition of this lead oxide glass is composed of lead oxide, lead fluoride, titanium dioxide, niobium oxide, bismuth oxide, boron oxide, zinc oxide, ferric oxide, copper oxide and calcium oxide.

接合部材１５０は、例えば、絶縁性樹脂の場合には、エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂から構成されている。枠体１１０ｂと蓋体１３０との間に設けられた接合部材１５０の厚みは、３０〜１００μｍとなっている。 For example, in the case of an insulating resin, the bonding member 150 is made of an epoxy resin or a polyimide resin. The thickness of the joining member 150 provided between the frame 110b and the lid 130 is 30 to 100 μm.

また、接合部材１５０は、例えば、金錫により構成されている場合には、例えば、その成分比率が、金が７０〜８０％、錫が２０〜３０％のものを使用しても良い。また、金錫により構成されている場合の接合部材１５０の層の厚みは、１０〜４０μｍである。 In addition, when the joining member 150 is made of, for example, gold tin, for example, the component ratio may be 70 to 80% for gold and 20 to 30% for tin. Moreover, the thickness of the layer of the joining member 150 in the case where it is made of gold tin is 10 to 40 μm.

また、接合部材１５０は、例えば、銀ロウにより構成されている場合には、例えば、その成分比率が、銀が７０〜８０％、銅が２０〜３０％のものを使用しても良い。また、銀ロウにより構成されている場合の接合部材１５０の層の厚みは、１０〜４０μｍである。 Moreover, when the joining member 150 is made of, for example, silver brazing, for example, the component ratio may be 70 to 80% for silver and 20 to 30% for copper. Moreover, the thickness of the layer of the joining member 150 in the case of being composed of silver brazing is 10 to 40 μm.

本実施形態における水晶デバイスは、蓋体１３０と枠体１１０ｂとを接合部材１５０にて接合する際に、蓋体１３０の切れ込み部１３１内にも接合部材１５０が設けられる。よって、水晶デバイスは、接合部材１５０と蓋体１３０との接合面積を大きくすることができるので、接合部材１５０と蓋体１３０との接合強度を維持し、水晶素子１２０の気密封止性を維持することができる。 In the quartz crystal device according to the present embodiment, when the lid body 130 and the frame body 110 b are joined by the joining member 150, the joining member 150 is also provided in the cut portion 131 of the lid body 130. Therefore, since the crystal device can increase the bonding area between the bonding member 150 and the lid 130, the bonding strength between the bonding member 150 and the lid 130 is maintained, and the hermetic sealing property of the crystal element 120 is maintained. can do.

また、本実施形態における水晶デバイスは、切れ込み部１３１が蓋体１３０の四隅の少なくともに設けられており、平面視した際に、切れ込み部１３１の一部が枠体１１０ｂ内に位置するように設けられている。このようにすることによって、四隅に設けられた余剰の接合部材１５０が、切れ込み部１３１内に入り込むため、枠体１１０ｂの内壁面に沿って凹部Ｋ内に入り込むことを低減し、接合部材１５０が水晶素子１２０に被着することを低減することができる。また、この蓋体１３０は、切れ込み部１３１が設けられていない蓋体と比較して、四隅に設けられた余剰の接合部材１５０が、切れ込み部１３１内に入り込むため、四隅の接合部材１５０の厚みを薄くすることができる。 Further, in the quartz crystal device according to the present embodiment, the cut portions 131 are provided at least at the four corners of the lid body 130, and the cut portions 131 are provided so that a part of the cut portion 131 is located in the frame 110b when viewed in plan. It has been. By doing in this way, since the excess joining member 150 provided in the four corners enters the notch 131, the entry into the recess K along the inner wall surface of the frame 110b is reduced. The deposition on the crystal element 120 can be reduced. Further, in this lid body 130, the surplus joining members 150 provided at the four corners enter the inside of the notch portions 131 as compared with the lid body not provided with the notching portions 131. Can be made thinner.

次に本発明の実施形態に係る水晶振動子の製造方法について説明する。図４に示されているように、水晶デバイスの製造方法は、パッケージ１１０の電極パッド１１１に水晶素子１２０を実装する工程（図４（ａ））と、蓋体１３０を枠体１１０ｂに載置する工程（図４（ｂ））と、蓋体１３０を枠体１１０ｂに接合する工程とを含んでいる。 Next, a method for manufacturing a crystal resonator according to an embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 4, the method for manufacturing a crystal device includes a step of mounting a crystal element 120 on an electrode pad 111 of a package 110 (FIG. 4A), and a lid 130 placed on a frame 110 b. And a step of joining the lid body 130 to the frame body 110b.

（水晶素子実装工程）
水晶素子実装工程は、パッケージ１１０の基板１１０ａの上面の電極パッド１１１に設けられた導電性接着剤１４０上面に水晶素子１２０を載置し、加熱硬化させることで導電性接着剤１４０を固着し、水晶素子１２０を電極パッド１１１上に実装する工程である。 (Crystal element mounting process)
In the crystal element mounting step, the crystal element 120 is placed on the upper surface of the conductive adhesive 140 provided on the electrode pad 111 on the upper surface of the substrate 110a of the package 110, and the conductive adhesive 140 is fixed by heating and curing. In this process, the crystal element 120 is mounted on the electrode pad 111.

導電性接着剤１４０は、塗布ノズルで基板１１０ａの上面に一対で設けられている電極パッド１１１の主面に塗布される。塗布ノズルは、圧力をかけることによって導電性接着剤１４０を噴出させ、導電性接着剤１４０を電極パッド１１１に塗布することができる。導電性接着剤１４０の塗布径は、例えば、２５０〜３５０μｍとなっている。 The conductive adhesive 140 is applied to the main surface of the electrode pad 111 provided as a pair on the upper surface of the substrate 110a by an application nozzle. The application nozzle can eject the conductive adhesive 140 by applying pressure to apply the conductive adhesive 140 to the electrode pad 111. The application diameter of the conductive adhesive 140 is, for example, 250 to 350 μm.

電極パッド１１１に塗布された導電性接着剤１４０に水晶素子１２０の表面に形成した励振用電極１２２から延出した接続用電極１２３を付着させる形態で水晶素子１２０を載置する。導電性接着剤１４０を加熱硬化させ、電極パッド１１１と水晶素子１２０とを導通固着させる。この方法としては、硬化炉（図示せず）にパッケージ１１０を収容し、約２５０℃まで昇温することで、導電性接着剤１４０を加熱硬化させる。 The crystal element 120 is mounted in such a manner that the connection electrode 123 extending from the excitation electrode 122 formed on the surface of the crystal element 120 is attached to the conductive adhesive 140 applied to the electrode pad 111. The conductive adhesive 140 is cured by heating, and the electrode pad 111 and the crystal element 120 are conductively fixed. In this method, the package 110 is accommodated in a curing furnace (not shown), and the conductive adhesive 140 is heated and cured by raising the temperature to about 250 ° C.

硬化炉（図示せず）は、炉本体と、加熱部と、供給部、制御部によって構成されている。炉本体は、内部空間を有し、パッケージ１１０を格納する役割を果たす。加熱部は、前記内部空間を所定の温度に加熱する役割を果たす。加熱部は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が用いられている。供給部は、内部空間にガスを供給する役割を果たす。ガスは、例えば窒素等が用いられている。制御部は、炉本体の内部空間の温度や酸素濃度、加熱部の昇温速度、供給部のガスの供給量の制御を行うものである。 A curing furnace (not shown) includes a furnace body, a heating unit, a supply unit, and a control unit. The furnace body has an internal space and serves to store the package 110. The heating unit plays a role of heating the internal space to a predetermined temperature. For example, a halogen lamp or a xenon lamp is used as the heating unit. The supply unit serves to supply gas to the internal space. For example, nitrogen is used as the gas. The control unit controls the temperature and oxygen concentration of the internal space of the furnace body, the temperature increase rate of the heating unit, and the gas supply amount of the supply unit.

（蓋体載置工程）
蓋体載置工程は、図４（ｂ）に示すように、蓋体１３０の四隅の少なくとも一つに設けられた切れ込み部１３１の一部が枠体１１０ｂの内部に位置するように、蓋体１３０を枠体１１０ｂ上に設けられた接合部材１５０の上面に載置する工程である。接合部材１５０は、例えばガラスの場合、スクリーン印刷で枠体１１０ｂ上面にペースト状の低融点ガラスペーストを印刷することで設けられる。 (Cover body placing process)
As shown in FIG. 4B, the lid body placing step is performed so that a part of the cut portions 131 provided at at least one of the four corners of the lid body 130 is located inside the frame body 110b. This is a step of placing 130 on the upper surface of the joining member 150 provided on the frame 110b. In the case of glass, for example, the bonding member 150 is provided by printing a paste-like low melting point glass paste on the upper surface of the frame 110b by screen printing.

蓋体１３０は、切れ込み部１３１の一部が枠体１１０ｂの内部に位置するように、枠体１１０ｂ上に設けられた接合部材１５０の上面に載置されている。これは、蓋体１３０を吸着ノズル（図示せず）にて、枠体１１０ｂ上面に設けられた接合部材１５０の上に移動させ、載置する。この際に、切れ込み部１３１の一部が枠体１１０ｂの内部に位置し、凹部Ｋ内が見えるようになっている。また、蓋体１３０が接合部材１５０上面に載置した状態で平面視して、切れ込み部１３１の一部と枠体１１０ｂの内部とが重なっている箇所の長辺寸法は、５０〜１００μｍであり、短辺寸法は、４０〜８０μｍである。 The lid body 130 is placed on the upper surface of the joining member 150 provided on the frame body 110b so that a part of the cut portion 131 is located inside the frame body 110b. In this case, the lid 130 is moved and placed on the bonding member 150 provided on the upper surface of the frame 110b by a suction nozzle (not shown). At this time, a part of the notch 131 is located inside the frame 110b so that the inside of the recess K can be seen. The long side dimension of a portion where a part of the cut 131 overlaps the inside of the frame 110b in a state where the lid 130 is placed on the upper surface of the bonding member 150 is 50 to 100 μm. The short side dimension is 40 to 80 μm.

（蓋体接合工程）
蓋体接合工程は、水晶素子１２０を気密封止するように、蓋体１３０と枠体１１０ｂとを接合部材１５０を介して接合する工程である。蓋体１３０が載置されたパッケージ１１０を接合装置内に配置し、キセノンランプ又はハロゲンランプ等の熱源を照射することによって、蓋体１２０を枠体１１０ｂに接合する。 (Cover body joining process)
The lid bonding step is a step of bonding the lid 130 and the frame 110b via the bonding member 150 so as to hermetically seal the crystal element 120. The package 110 on which the lid 130 is placed is placed in a joining device, and the lid 120 is joined to the frame 110b by irradiating a heat source such as a xenon lamp or a halogen lamp.

キセノンランプは、陰極と陽極とを内部に配置したバルブであり、発光部の最高輝度の位置を集光ミラーの焦点位置に集光し、この焦点位置に光ファイバの射出端から射出する。また、同様にハロゲンランプは、バルブ内にタングステンフィラメントを備え、ハロゲンガスを封入したものである。このタングステンフィラメントが通電加熱されると、ハロゲンガスと反応し、タングステン−ハロゲン化合物が生成される。タングステン−ハロゲン化合物は、バルブ内の対流により、タングステン−ハロゲン化合物がフィラメント付近に運ばれ、高温によりタングステンとハロゲンガスに分解されて、タングステンは、フィラメントに沈殿するというハロゲンサイクルを繰り返し、光ビームを発生するものである。 The xenon lamp is a bulb in which a cathode and an anode are arranged, and the position of the highest luminance of the light emitting part is condensed at the focal position of the condensing mirror and emitted from the emission end of the optical fiber to this focal position. Similarly, the halogen lamp is provided with a tungsten filament in a bulb and sealed with a halogen gas. When this tungsten filament is energized and heated, it reacts with the halogen gas to produce a tungsten-halogen compound. The tungsten-halogen compound is transported to the vicinity of the filament by convection in the bulb, decomposed into tungsten and a halogen gas at a high temperature, and tungsten is precipitated in the filament. It is what happens.

切れ込み部１３１の一部が枠体１１０ｂの内部に位置するように、蓋体１３０を枠体１１０ｂ上に載置しておくことにより、蓋体１３０と枠体１１０ｂとを接合部材１５０にて接合する際に、導電性接着剤１４０から発生したガスが切れ込み部１３１から凹部Ｋの外へ放出されるため水晶素子１２０にガスが被着しにくくなる。このような水晶振動子は、水晶素子１２０にガスが付着することを抑制し、水晶素子１２０の厚みすべり振動が阻害されないため、水晶素子１２０の発振周波数が変動することを低減することが可能となる。 The lid body 130 and the frame body 110b are joined by the joining member 150 by placing the lid body 130 on the frame body 110b so that a part of the cut portion 131 is positioned inside the frame body 110b. At this time, since the gas generated from the conductive adhesive 140 is released from the cut portion 131 to the outside of the recess K, the gas is less likely to adhere to the crystal element 120. Such a crystal resonator suppresses the gas from adhering to the crystal element 120, and the thickness shear vibration of the crystal element 120 is not hindered. Therefore, the fluctuation of the oscillation frequency of the crystal element 120 can be reduced. Become.

また、この切れ込み部１３１の一部は、平面視して、電極パッド１１１が設けられている基板１１０ａの上面にくるように設けられている。このようにすることによって、電極パッド１１１上に設けられた導電性接着剤１４０から発生したガスが切れ込み部１３１から凹部Ｋの外へさらに放出されやすくなるため、水晶素子１２０に導電性接着剤１４０から発生したガスが付着することをさらに抑制することができる。 Further, a part of the cut portion 131 is provided so as to be on the upper surface of the substrate 110a on which the electrode pad 111 is provided in plan view. By doing in this way, since the gas generated from the conductive adhesive 140 provided on the electrode pad 111 is more easily released from the cut portion 131 to the outside of the recess K, the conductive adhesive 140 is applied to the crystal element 120. It is possible to further suppress the gas generated from the adhering.

このような水晶デバイスの製造方法は、蓋体１３０と枠体１１０ｂとを接合部材１５０にて接合する際に、導電性接着剤１４０から発生したガスが切れ込み部１３１から凹部Ｋの外へ放出されるため、水晶素子１２０に導電性接着剤１４０から発生したガスが被着しにくくなる。このような水晶振動子は、水晶素子１２０にガスが付着することを抑制し、水晶素子１２０の厚みすべり振動が阻害されないため、水晶素子１２０の発振周波数が変動することを低減することが可能となる。 In such a crystal device manufacturing method, when the lid body 130 and the frame body 110b are joined by the joining member 150, the gas generated from the conductive adhesive 140 is released from the notch 131 to the outside of the recess K. Therefore, it is difficult for the gas generated from the conductive adhesive 140 to adhere to the crystal element 120. Such a crystal resonator suppresses the gas from adhering to the crystal element 120, and the thickness shear vibration of the crystal element 120 is not hindered. Therefore, the fluctuation of the oscillation frequency of the crystal element 120 can be reduced. Become.

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。上記の実施形態の第一変形例では、枠体１１０ｂが基板１１０ａと同様にセラミック材で一体的に形成した場合を説明したが、枠体１１０ｂが金属製であっても構わない。この場合、枠体１１０ｂは、銀−銅等のロウ材を介して基板の導体膜に接合されている。 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 first modification of the above-described embodiment, the case where the frame body 110b is integrally formed of a ceramic material similarly to the substrate 110a has been described. However, the frame body 110b may be made of metal. In this case, the frame 110b is joined to the conductor film of the substrate via a brazing material such as silver-copper.

上記実施形態では、水晶素子は、ＡＴ用水晶素子を用いた場合を説明したが、基部と、基部の側面より同一の方向に延びる二本の平板形状の振動腕部とを有する音叉型屈曲水晶素子を用いても構わない。また、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１２１の外周部と比べて水晶素板１２１の中央部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 the above embodiment, the case where the crystal element for AT is used as the crystal element has been described. An element may be used. In addition, the crystal element 120 may be beveled so that the thickness of the outer periphery of the crystal element plate 121 is thin and the central part of the crystal element plate 121 is thicker than the outer periphery of the crystal element plate 121. . 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.

また、本実施形態では、基板１１０の上面には、封止用導体パターンがない場合を説明したが、基板１１０ａの上面に封止用導体パターンを設けても構わない。この封止用導体パターンは、封止筐体１３０と接合部材１５０を介して接合する際に、接合部材１３１の濡れ性をよくする役割を果たしている。 In this embodiment, the case where the upper surface of the substrate 110 has no sealing conductor pattern has been described. However, the sealing conductor pattern may be provided on the upper surface of the substrate 110a. This conductor pattern for sealing plays a role of improving the wettability of the bonding member 131 when bonded to the sealing housing 130 via the bonding member 150.

また、接合部材１５０が導電性部材を使用した際に、封止用導体パターンは、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つの外部端子Ｇに接続されている。少なくとも１つの外部端子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の上面の外周縁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。 In addition, when the conductive member is used as the bonding member 150, the sealing conductor pattern is formed of at least one external conductor by a via conductor (not shown) and a wiring pattern (not shown) formed inside the substrate 110a. Connected to terminal G. At least one external terminal G serves as a ground terminal by being connected to a mounting pad connected to a ground on an external mounting substrate. Therefore, the lid body 130 joined to the sealing conductor pattern is connected to the ground, and the shielding performance in the accommodation space K by the lid body 130 is improved. The sealing conductor pattern is, for example, 10 μm to 25 μm in thickness by applying nickel plating and gold plating to the surface of the conductor pattern made of tungsten or molybdenum, for example, so as to surround the outer peripheral edge of the upper surface of the frame 110b in an annular shape. Is formed.

１１０ａ・・・基板
１１０ｂ・・・枠体
１１０・・・パッケージ
１１１・・・電極パッド
１２０・・・水晶素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・接続用電極
１２４・・・引き出し電極
１３０・・・蓋体
１３１・・・切れ込み部
１４０・・・導電性接着剤
１５０・・・接合部材
Ｋ・・・凹部
Ｇ・・・外部端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 110a ... Board | substrate 110b ... Frame 110 ... Package 111 ... Electrode pad 120 ... Crystal element 121 ... Crystal base plate 122 ... Excitation electrode 123 ... Connection electrode 124 ... Extraction electrode 130 ... Cover 131 ... Notch 140 ... Conductive adhesive 150 ... Joint member K ... Concavity G ... External terminal

Claims

A substrate,
A frame provided on the substrate;
A quartz element mounted on the substrate using a conductive adhesive in the frame; and
A lid provided on the frame through a bonding member, and sealing the crystal element,
The crystal device according to claim 1, wherein the lid body is provided with a cut portion at a position overlapping the frame body in plan view, and the bonding member is attached to the cut portion.

The crystal device according to claim 1,
The notch is provided in at least one of the four corners of the lid,
A quartz crystal device, wherein the crystal device is provided so that a part of the cut portion is located in the frame body when seen in a plan view.