JP2015070504A - Crystal device - Google Patents

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茂樹 谷出
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystal device capable of inhibiting a joint member, which is provided between a sealing lid and a frame body, from adhering to a crystal element and thereby stably outputting the oscillatory frequency.SOLUTION: A crystal device includes: a substrate 110a; a frame body 110b provided along an outer peripheral edge on the substrate 110a; a crystal element 120 mounted on an area located on the substrate 110a and in the frame body 110b; a sealing lid 130 having a sealing base part 130a and a sealing frame part 130b provided on a lower surface of the sealing base part 130a; and a joint member 150 provided between an outer side surface of the frame body 110b and an inner side surface of the sealing frame part 130b.

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、金錫が用いられ、この接合部材に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). As the joining member, gold tin is used, and by applying heat to the joining member, the lid body and the upper surface of the frame body can be joined.

特開2005−347851号公報JP 2005-347851 A

上述した水晶デバイスは、蓋体の下面とパッケージの枠体の上面とを接合部材により接合されているため、接合部材が溶融した際に、凹部内に接合部材が入り込み、水晶素子に接合部材が付着してしまう虞がある。また、水晶素子に接合部材が付着してしまうことで、水晶素子の厚みすべり振動が阻害され、水晶素子の発振周波数が変動してしまう虞があった。   In the crystal device described above, since the lower surface of the lid and the upper surface of the frame of the package are bonded by the bonding member, when the bonding member melts, the bonding member enters the recess, and the bonding member is inserted into the crystal element. There is a risk of adhesion. Further, since the bonding member adheres to the crystal element, the thickness-shear vibration of the crystal element is hindered, and the oscillation frequency of the crystal element may fluctuate.

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、水晶素子に接合部材が付着することを低減し、安定して発振周波数を出力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 an object of the present invention is to provide a crystal device capable of reducing the adhesion of a bonding member to a crystal element and stably outputting an oscillation frequency.

本発明の一つの態様による水晶デバイスは、基板と、基板上の外周縁に沿って設けられた枠体と、基板上であって枠体内に実装された水晶素子と、封止基部と、封止基部の下面に設けられた封止枠部とを有している封止蓋体と、枠体の外側面と封止枠部の内側面との間に設けられた接合部材と、を備えていることを特徴とするものである。   A quartz crystal device according to an aspect of the present invention includes a substrate, a frame provided along an outer peripheral edge on the substrate, a crystal element mounted on the substrate in the frame, a sealing base, and a seal. A sealing lid having a sealing frame provided on the lower surface of the stop base, and a joining member provided between the outer surface of the frame and the inner surface of the sealing frame. It is characterized by that.

本発明の一つの態様による水晶デバイスは、基板と、基板上の外周縁に沿って設けられた枠体と、基板上であって前記枠体内に実装された水晶素子と、封止基部と、封止基部の下面に設けられた封止枠部とを有している封止蓋体と、枠体の外側面と封止枠部の内側面との間に設けられた接合部材と、を備えている。このようにすることによって、接合部材が溶融した際に、水晶素子に溶融した接合部材が付着することを低減することができる。また、このような水晶デバイスは、水晶素子の厚みすべり振動が阻害されず、安定して発振周波数を出力することが可能となる。   A crystal device according to one aspect of the present invention includes a substrate, a frame provided along an outer peripheral edge on the substrate, a crystal element mounted on the substrate in the frame, a sealing base, A sealing lid having a sealing frame provided on the lower surface of the sealing base, and a bonding member provided between the outer surface of the frame and the inner surface of the sealing frame. I have. By doing in this way, when a joining member fuse | melts, it can reduce that the joined joining member fuse | melted to the quartz crystal element. In addition, such a quartz crystal device can stably output an oscillation frequency without inhibiting the thickness shear vibration of the quartz crystal element.

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構成する封止蓋体を下面から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the sealing lid which constitutes the crystal device in this embodiment from the lower surface. 本実施形態の第一変形例における水晶デバイスを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the crystal device in the 1st modification of this embodiment. 本実施形態の第二変形例における水晶デバイスを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the crystal device in the 2nd modification of this embodiment.

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の上面に接合された水晶素子120と、パッケージ110の枠体110bの外側面と接合された封止蓋体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第一凹部K1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 and 2, the crystal device according to the present embodiment is bonded to the package 110, the crystal element 120 bonded to the upper surface of the package 110, and the outer surface of the frame 110 b of the package 110. The sealing lid body 130 is included. The package 110 has a first recess K1 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、パッケージ110の上面で接合された水晶素子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 110 a has a rectangular shape and functions as a mounting member for mounting the crystal element 120 bonded on the upper surface of the package 110. 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の表面又は内部には、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112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. A wiring pattern and a via conductor for electrically connecting the electrode pad 111 provided on the upper surface and the external terminal 112 provided on the lower surface of the substrate 110a are provided on the surface or inside of the substrate 110a.

枠体110bは、基板110aの上面に配置され、基板110aの上面に第一凹部K1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 first recess K1 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.

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の一辺に沿って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112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 112 provided on the lower surface of the substrate 110a through a wiring pattern and a via conductor provided on the substrate 110a.

外部端子112は、電子機器等のマザーボードに実装するためのものである。外部端子は、基板110aの下面の四隅に設けられている。外部端子112の内の二つの端子は、基板110aの上面に設けられた一対の電極パッド111とそれぞれ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112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。   The external terminal 112 is for mounting on a motherboard such as an electronic device. The external terminals are provided at the four corners of the lower surface of the substrate 110a. Two of the external terminals 112 are electrically connected to a pair of electrode pads 111 provided on the upper surface of the substrate 110a. The external terminals 112 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.

ここでパッケージ110を平面視したときの一辺の寸法が、0.8〜3.0mm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、第一凹部K1の大きさを説明する。第一凹部K1の長辺の長さは、0.7〜2.5mmであり、短辺の長さは、0.5〜2.0mmとなっている。第一凹部K1の上下方向の長さは、0.2〜0.5mmとなっている。   Here, taking the case where the size of one side when the package 110 is viewed in plan is 0.8 to 3.0 mm and the vertical size of the package 110 is 0.7 to 1.5 mm, The size of one recess K1 will be described. The length of the long side of the first recess K1 is 0.7 to 2.5 mm, and the length of the short side is 0.5 to 2.0 mm. The vertical length of the first recess K1 is 0.2 to 0.5 mm.

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112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 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 terminals 112. 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、引き出し電極123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123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、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。また、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持ち支持構造にて水晶素子120が基板110a上に固定されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the crystal element 120 has a structure in which an excitation electrode 122 and an extraction electrode 123 are attached to the upper and lower surfaces of a crystal base plate 121, respectively. 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 123 extends from the excitation electrode 122 toward the short side of the crystal base plate 121 and is provided in a shape along the long side or the short side of the crystal base plate 121. In the present embodiment, 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 crystal element 120 is fixed on the substrate 110a by the holding support structure.

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及び引き出し電極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 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 is manufactured by forming the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 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. 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、基板110aの上面に設けられた一対の電極パッド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 a pair of electrode pads 111 provided on the upper surface of the substrate 110a.

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.

封止蓋体130は、図2及び図3に示すように、矩形状の封止基部130aと、封止枠部130bとで構成されており、封止基部130aの下面と封止枠部130bの内側側面とで第二凹部K2が形成されている。封止枠部130bは、封止基部130aの下面に第二凹部K2を形成するためのものである。封止枠部130bは、封止基部130aの下面の外縁に沿って設けられている。第二凹部K2内には、パッケージ110の枠体110bが収容されるようにして設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the sealing lid 130 includes a rectangular sealing base portion 130a and a sealing frame portion 130b, and the lower surface of the sealing base portion 130a and the sealing frame portion 130b. A second concave portion K2 is formed with the inner side surface of the second concave portion K2. The sealing frame portion 130b is for forming the second recess K2 on the lower surface of the sealing base portion 130a. The sealing frame part 130b is provided along the outer edge of the lower surface of the sealing base part 130a. The second recess K2 is provided so as to accommodate the frame 110b of the package 110.

封止基部130a及び封止枠部130b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り、一体的に形成されている。このような封止蓋体130は、真空状態にある第一凹部K1又は窒素ガスなどが充填された第一凹部K1を気密的に封止するためのものである。具体的には、封止蓋体130は、所定雰囲気で、封止基部130aが枠体110bの上面に載置され、枠体110bの外側面と封止蓋体130の封止枠部130bの内側面との間に設けられた接合部材150とが熱が印加されることで、溶融接合される。このようにすることにより、封止蓋体130を枠体110bに接合する際に、溶融した接合部材150が枠体110bの上面まで溢れ出たとしても、第一凹部K1内に接合部材150が入り込むことを低減することができる。   The sealing base portion 130a and the sealing frame portion 130b are made of, for example, an alloy containing at least one of iron, nickel, and cobalt, and are integrally formed. Such a sealing lid 130 is for hermetically sealing the first recess K1 in a vacuum state or the first recess K1 filled with nitrogen gas or the like. Specifically, the sealing lid 130 has a sealing base 130a placed on the upper surface of the frame 110b in a predetermined atmosphere, and the outer surface of the frame 110b and the sealing frame 130b of the sealing lid 130b. The joining member 150 provided between the inner surface and the inner surface is melt-joined by applying heat. Thus, when the sealing lid 130 is joined to the frame 110b, even if the molten joining member 150 overflows to the upper surface of the frame 110b, the joining member 150 is in the first recess K1. Intrusion can be reduced.

ここで封止蓋体130を平面視したときの一辺の寸法が、1.0〜3.2mmである場合を例にして、第二凹部K2の大きさを説明する。第二凹部K2の長辺の長さは、1.4〜3.0mmであり、短辺の長さは、0.8〜2.3mmとなっている。第二凹部K2の上下方向の長さは、0.2〜0.5mmとなっている。第二凹部K2の大きさが、パッケージ110の外形寸法よりも大きくなるように設けられており、パッケージ110が封止蓋体130の第二凹部K2内に収容されるようにして接合されることになる。   Here, the magnitude | size of the 2nd recessed part K2 is demonstrated to the case where the dimension of one side when the sealing lid 130 is planarly viewed is 1.0-3.2 mm. The length of the long side of the second recess K2 is 1.4 to 3.0 mm, and the length of the short side is 0.8 to 2.3 mm. The vertical length of the second recess K2 is 0.2 to 0.5 mm. The size of the second recess K2 is provided to be larger than the outer dimension of the package 110, and the package 110 is joined so as to be accommodated in the second recess K2 of the sealing lid 130. become.

接合部材150は、図2に示すように、封止枠部130bの内側面から枠体110bの外側面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り、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着する。接合部材150は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で封止枠部130bの内側面又は枠体110bの外側面に塗布され乾燥することで設けられる。また、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。   As shown in FIG. 2, the joining member 150 is provided from the inner surface of the sealing frame portion 130b to the outer surface of the frame 110b. For example, in the case of glass, the joining member 150 is a glass that melts at 300 ° C. to 400 ° C., and is made of, for example, low-melting glass or lead oxide-based glass containing vanadium. Glass is pasty with a binder and a solvent added, and is melted and then solidified to adhere to other members. The joining member 150 is provided by, for example, applying glass frit paste to the inner side surface of the sealing frame part 130b or the outer side surface of the frame body 110b by screen printing and drying. The composition of the 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の外側面と封止蓋体130の封止枠部130bの内側面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 outer surface of the frame 110b and the inner surface of the sealing frame portion 130b of the sealing lid 130 is 30 to 100 μm.

接合部材150は、例えば、金錫の場合には、接合部材150の層の厚みは、10〜40μmであり、例えば、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、接合部材150は、例えば、銀ロウの場合には、接合部材150の層の厚みは、10〜40μmであり、例えば、成分比率が、銀が70〜80%、銅が20〜30%のものを使用しても良い。   For example, when the joining member 150 is gold tin, the thickness of the layer of the joining member 150 is 10 to 40 μm. For example, the component ratio is 70 to 80% for gold and 20 to 30% for tin. May be used. For example, when the joining member 150 is silver brazing, the thickness of the layer of the joining member 150 is 10 to 40 μm. For example, the component ratio is 70 to 80% for silver and 20 to 30% for copper. May be used.

本実施形態における水晶デバイスは、基板110aと、基板110a上の外周縁に沿って設けられた枠体110bと、基板110a上であって枠体110b内に実装された水晶素子120と、封止基部130aと、封止基部130aの下面に設けられた封止枠部130bとを有している封止蓋体130と、枠体110bの外側面と封止枠部130bの内側面との間に設けられた接合部材150と、を備えている。このようにすることによって、封止蓋体130の封止枠部130の内側面と枠体110bの外側面とを接合させるので、溶融した接合部材150が枠体110bの上面まで溢れ出たとしても、第一凹部K1内に接合部材150が入り込むことを低減することができる。よって、水晶素子120に溶融した接合部材150が付着することを低減することができる。また、水晶素子120に接合部材が付着することを抑えるので、水晶素子120の厚みすべり振動が阻害されず、水晶デバイスは、安定して発振周波数を出力することが可能となる。   The crystal device according to the present embodiment includes a substrate 110a, a frame 110b provided along the outer peripheral edge on the substrate 110a, a crystal element 120 mounted on the substrate 110a and in the frame 110b, and a sealing device. Between the sealing lid 130 having a base portion 130a and a sealing frame portion 130b provided on the lower surface of the sealing base portion 130a, and between the outer side surface of the frame 110b and the inner side surface of the sealing frame portion 130b. And a joining member 150 provided in the housing. By doing so, the inner surface of the sealing frame portion 130 of the sealing lid 130 and the outer surface of the frame 110b are bonded together, so that the molten bonding member 150 overflows to the upper surface of the frame 110b. Moreover, it can reduce that the joining member 150 enters into the 1st recessed part K1. Therefore, it is possible to reduce the adhesion of the molten bonding member 150 to the crystal element 120. In addition, since the bonding member is prevented from adhering to the crystal element 120, the thickness-shear vibration of the crystal element 120 is not hindered, and the crystal device can stably output the oscillation frequency.

(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。尚、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4に示されているように、封止蓋体230が、枠体110bの上面と封止基部230bの下面とが接触するように配置されている点で実施形態と異なる。
(First modification)
Hereinafter, the crystal device according to the first modification of the present embodiment will be described. Of the quartz crystal device according to the first modification of the present embodiment, the same parts as those of the quartz crystal device described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate. In the crystal device according to the first modification of the present embodiment, as shown in FIG. 4, the sealing lid 230 is arranged so that the upper surface of the frame 110b and the lower surface of the sealing base 230b are in contact with each other. It differs from the embodiment in that.

封止蓋体230は、図4に示されているように、枠体110bの上面と封止基部230bの下面とが接触するように配置され、枠体110bの外側面と封止蓋体230の封止枠部230bの内側面とが接合部材150を介して接合されている。このようにすることにより、封止蓋体230は、パッケージ110の枠体110bと位置ズレを起こすことなく、安定して接合することができる。   As shown in FIG. 4, the sealing lid 230 is disposed such that the upper surface of the frame 110 b and the lower surface of the sealing base 230 b are in contact with each other, and the outer surface of the frame 110 b and the sealing lid 230. The sealing frame portion 230 b is joined to the inner side surface via the joining member 150. By doing in this way, the sealing lid 230 can be stably joined without causing a positional shift with the frame 110b of the package 110.

本実施形態の第一変形例における水晶デバイスは、枠体110bの上面と封止蓋体230の封止基部230bの下面とが接触するように配置されていることによって、封止蓋体230がパッケージ110の枠体110bと位置決めを容易にすることができ、安定して接合することが可能となる。このようにすることで、パッケージ110の第一凹部K1内の気密封止性を維持することができる。また、封止蓋体230をパッケージ110の枠体110bに接合する際に、接合部材150が溶融して飛散したとしても、枠体110bの上面と封止蓋体230の封止基部230bの下面とが接触していることで、接合部材150が第一凹部K1内に入り込むことをさらに低減することができる。よって、水晶デバイスは、水晶素子120に接合部材150が被着することをさらに低減し、安定して発振周波数を出力することができる。   The quartz crystal device according to the first modified example of the present embodiment is arranged so that the upper surface of the frame body 110b and the lower surface of the sealing base portion 230b of the sealing lid body 230 are in contact with each other. Positioning with the frame 110b of the package 110 can be facilitated, and stable bonding can be achieved. By doing in this way, the airtight sealing property in the 1st recessed part K1 of the package 110 can be maintained. Further, when the sealing lid 230 is joined to the frame 110b of the package 110, the upper surface of the frame 110b and the lower surface of the sealing base 230b of the sealing lid 230 even if the joining member 150 melts and scatters. , The contact of the joining member 150 into the first recess K1 can be further reduced. Therefore, the quartz crystal device can further reduce the adhesion of the bonding member 150 to the quartz crystal element 120 and stably output the oscillation frequency.

(第二変形例)
以下、本実施形態の第二変形例における水晶デバイスについて説明する。尚、本実施形態の第二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。本実施形態の第二変形例における水晶デバイスは、図5に示されているように、パッケージ210には、基板210aの下面に設けられた外部端子212の内の一つと電気的に接続された導体パッド213が枠体210b上に設けられ、その導体パッド213と封止蓋体130の封止基部130aと導電性接合材160にて接合されている点で実施形態と異なる。
(Second modification)
Hereinafter, the quartz crystal device according to the second modification of the present embodiment will be described. Of the quartz crystal device according to the second modification of the present embodiment, the same parts as those of the quartz crystal device described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate. As shown in FIG. 5, the crystal device in the second modification of the present embodiment is electrically connected to one of the external terminals 212 provided on the lower surface of the substrate 210a. The conductor pad 213 is provided on the frame 210b, and is different from the embodiment in that the conductor pad 213, the sealing base 130a of the sealing lid 130, and the conductive bonding material 160 are joined.

枠体210bの上面には、導体パッド213が少なくとも一つ設けられている。この導体パッド213は、基板210aの下面に設けられた外部端子212の内の一つと基板210a及び枠体210bの内部に設けられたビア導体及び配線パターンを介して電気的に接続されている。導体パッド213は、封止蓋体130の封止基部130aと導電性接合材160を介して機械的及び電気的に接合されている。また、外部端子212の内の一つが、外部の実装基板上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドと接続されることによって、封止蓋体130は、グランド電位と接続されることになる。このようにすることによって、外部電磁波ノイズが水晶素子120に重畳することを低減することができる。また、封止蓋体130がグランド電位と接続されていることで、上から金属板等が水晶デバイスに近接しても、近接した金属板と水晶素子120との間で浮遊容量が発生しにくくなり、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できる。   At least one conductor pad 213 is provided on the upper surface of the frame body 210b. The conductor pad 213 is electrically connected to one of the external terminals 212 provided on the lower surface of the substrate 210a via a via conductor and a wiring pattern provided inside the substrate 210a and the frame body 210b. The conductor pad 213 is mechanically and electrically bonded to the sealing base 130 a of the sealing lid 130 via the conductive bonding material 160. In addition, one of the external terminals 212 is connected to a mounting pad connected to a ground potential that is a reference potential on an external mounting substrate, whereby the sealing lid 130 is connected to the ground potential. It will be. By doing in this way, it can reduce that external electromagnetic noise is superimposed on the crystal element 120. Further, since the sealing lid 130 is connected to the ground potential, even if a metal plate or the like is close to the crystal device from above, stray capacitance is unlikely to occur between the adjacent metal plate and the crystal element 120. Thus, fluctuations in the oscillation frequency of the crystal element 120 can be reduced.

導電性接合材160は、例えば、金錫の場合には、導電性接合材160の層の厚みは、10〜40μmであり、例えば、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、導電性接合材160は、例えば、銀ロウの場合には、導電性接合材160の層の厚みは、10〜40μmであり、例えば、成分比率が、銀が70〜80%、銅が20〜30%のものを使用しても良い。   For example, when the conductive bonding material 160 is gold tin, the thickness of the layer of the conductive bonding material 160 is 10 to 40 μm. For example, the component ratio is 70 to 80% for gold and 20 to 20 for tin. 30% may be used. Further, when the conductive bonding material 160 is, for example, silver solder, the thickness of the layer of the conductive bonding material 160 is 10 to 40 μm. For example, the component ratio is 70 to 80% for silver and copper is used. You may use a 20-30% thing.

本実施形態の第二変形例における水晶デバイスは、基板210aの下面に設けられた外部端子213の内の一つと電気的に接続された導体パッド213が枠体210b上に設けられ、その導体パッド213と封止蓋体130の封止基部130aと導電性接合材160にて接合されている。このようにすることで、封止蓋体130は、グランド電位と接続されることになり、外部電磁波ノイズが水晶素子120に重畳することを低減することができる。また、封止蓋体130がグランド電位と接続されていることで、上から金属板等が水晶デバイスに近接しても、近接した金属板と水晶素子120との間で浮遊容量が発生しにくくなり、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できる。   In the crystal device according to the second modification of the present embodiment, a conductor pad 213 electrically connected to one of the external terminals 213 provided on the lower surface of the substrate 210a is provided on the frame 210b, and the conductor pad is provided. 213, the sealing base 130 a of the sealing lid 130 and the conductive bonding material 160. By doing so, the sealing lid 130 is connected to the ground potential, and it is possible to reduce the external electromagnetic noise from being superimposed on the crystal element 120. Further, since the sealing lid 130 is connected to the ground potential, even if a metal plate or the like is close to the crystal device from above, stray capacitance is unlikely to occur between the adjacent metal plate and the crystal element 120. Thus, fluctuations in the oscillation frequency of the crystal element 120 can be reduced.

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。音叉型屈曲水晶素子は、水晶片と、その水晶片の表面に設けられた励振電極と、引き出し用電極と、周波数調整用金属膜とにより構成されている。水晶片は、水晶基部と水晶振動部とからなり、水晶振動部が第一水晶振動部及び第二水晶振動部とから成る。水晶基部は、結晶の軸方向として電気軸がX軸、機械軸がY軸、及び光軸がZ軸となる直交座標系としたとき、X軸回りに−5°〜+5°の範囲内で回転させたZ′軸の方向が厚み方向となる平面視略四角形の平板である。第一水晶振動部及び第二水晶振動部は、水晶基部の一辺からY′軸の方向に平行に延設されている。このような水晶片は、水晶基部と各水晶振動部とが一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィー技術と化学エッチング技術により製造される。   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. The tuning fork-type bent quartz crystal element includes a quartz piece, an excitation electrode provided on the surface of the quartz piece, a lead electrode, and a frequency adjusting metal film. The crystal piece includes a crystal base portion and a crystal vibration portion, and the crystal vibration portion includes a first crystal vibration portion and a second crystal vibration portion. The crystal base has an orthogonal coordinate system in which the electrical axis is the X axis, the mechanical axis is the Y axis, and the optical axis is the Z axis as the crystal axis direction, within a range of −5 ° to + 5 ° around the X axis. This is a flat plate having a substantially rectangular shape in a plan view in which the direction of the rotated Z ′ axis is the thickness direction. The first crystal vibrating part and the second crystal vibrating part are extended in parallel with the Y′-axis direction from one side of the crystal base part. Such a crystal piece has a tuning fork shape in which a crystal base and each crystal vibration part are integrated, and is manufactured by a photolithography technique and a chemical etching technique.

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ことで、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。   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. By rotating the cylindrical body containing the abrasive and the quartz base plate 121 with the central axis of the cylindrical body as the rotation axis, the quartz base plate 121 is polished with the abrasive and beveled.

また、上記実施形態においては、加熱炉を用いて接合部材を溶融させ接合しているが、接合部材にレーザ等を照射することにより接合部材を加熱溶融させて気密封止をする方法でも構わない。このレーザの種類としては、例えば、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ、YVOレーザ、半導体レーザ、エキシマレーザ等を用いる。 Moreover, in the said embodiment, although the joining member is melted and joined using a heating furnace, the method of carrying out airtight sealing by heating and melting a joining member by irradiating a laser etc. to a joining member may be sufficient. . As the type of this laser, for example, a carbon dioxide laser, a YAG laser, a YVO 4 laser, a semiconductor laser, an excimer laser or the like is used.

110a、211a・・・基板
110b、210b・・・枠体
110、210・・・パッケージ
111、211・・・電極パッド
112、212・・・外部端子
213・・・導体パッド
120・・・水晶素子
121・・・水晶素板
122・・・励振用電極
123・・・引き出し電極
130、230・・・封止蓋体
130a、230a・・・封止基部
130b、230b・・・封止枠部
140・・・導電性接着剤
150・・・接合部材
160・・・導電性接合材
K1・・・第一凹部
K2・・・第二凹部
110a, 211a ... substrate 110b, 210b ... frame 110, 210 ... package 111, 211 ... electrode pad 112, 212 ... external terminal 213 ... conductor pad 120 ... crystal element 121 ... crystal base plate 122 ... excitation electrode 123 ... extraction electrode 130, 230 ... sealing lid 130a, 230a ... sealing base 130b, 230b ... sealing frame 140 ... Conductive adhesive 150 ... Joint member 160 ... Conductive bonding material K1 ... First recess K2 ... Second recess

Claims (3)

基板と、
前記基板上の外周縁に沿って設けられた枠体と、
前記基板上であって前記枠体内に実装された水晶素子と、
封止基部と、前記封止基部の下面に設けられた封止枠部とを有している封止蓋体と、
前記枠体の外側面と前記封止枠部の内側面との間に設けられた接合部材と、を備えたことを特徴とする水晶デバイス。
A substrate,
A frame provided along an outer peripheral edge on the substrate;
A crystal element mounted on the substrate and in the frame;
A sealing lid having a sealing base and a sealing frame provided on the lower surface of the sealing base;
A crystal device, comprising: a joining member provided between an outer surface of the frame body and an inner surface of the sealing frame portion.
請求項1記載の水晶デバイスであって、
前記封止蓋体は、前記枠体の上面と前記封止基部の下面とが接触するように配置されていることを特徴とする水晶デバイス。
The crystal device according to claim 1,
The crystal device according to claim 1, wherein the sealing lid is disposed so that an upper surface of the frame body and a lower surface of the sealing base are in contact with each other.
請求項1記載の水晶デバイスであって、
前記枠体の上面に設けられ、前記基板の下面に設けられた外部端子の内の一つと電気的に接続された導体パッドを備え、
前記導体パッドと前記封止基部とが接合されていることを特徴とする水晶デバイス。
The crystal device according to claim 1,
A conductive pad provided on the upper surface of the frame and electrically connected to one of the external terminals provided on the lower surface of the substrate;
The crystal device, wherein the conductor pad and the sealing base are joined.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019065519A1 (en) * 2017-09-27 2019-11-14 株式会社村田製作所 Piezoelectric vibrator and method for manufacturing the piezoelectric vibrator
CN111108688A (en) * 2017-09-27 2020-05-05 株式会社村田制作所 Piezoelectric resonator and method for manufacturing piezoelectric resonator
CN111108688B (en) * 2017-09-27 2023-09-26 株式会社村田制作所 Piezoelectric vibrator and method for manufacturing piezoelectric vibrator

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