JP2016103753A - Crystal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電子機器等に用いられる水晶デバイスに関するものである。 The present invention relates to a crystal device used in, for example, an electronic apparatus.
水晶デバイスは、水晶素子の圧電効果を利用して、水晶素板の両面が互いにずれるように厚みすべり振動を起こし、特定の周波数を発生させるものである。基板上に設けられた電極パッドに導電性接着剤を介して実装された水晶素子を備えた水晶デバイスが提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。水晶素子は、水晶素板の両主面に励振用電極を有しており、水晶素子の一端を基板の上面と接続した固定端とし、他端を基板の上面と間を空けた自由端とした片持ち支持構造となる。
A quartz crystal device uses a piezoelectric effect of a quartz crystal element to cause a thickness-shear vibration so that both surfaces of a quartz base plate are shifted from each other, thereby generating a specific frequency. A crystal device including a crystal element mounted on an electrode pad provided on a substrate via a conductive adhesive has been proposed (for example, see
上述した水晶デバイスは、小型化が顕著であるが、基板に実装する水晶素子も小型化になっている。従来の電極パッド上に導電性接着剤を塗布し、水晶素子を導電性接着剤の上面に載置すると、水晶素子の自由端又は励振用電極が基板に接触する虞がある。水晶素子の自由端又は励振用電極が基板に接触することで、水晶素子の厚みすべり振動が阻害されて、水晶素子の発振周波数が変動してしまう虞があった。 The above-described quartz device is remarkably miniaturized, but the quartz element mounted on the substrate is also downsized. When a conductive adhesive is applied on a conventional electrode pad and the crystal element is placed on the upper surface of the conductive adhesive, the free end of the crystal element or the excitation electrode may come into contact with the substrate. When the free end of the crystal element or the excitation electrode is in contact with the substrate, 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、水晶素子の発振周波数が変動することを低減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 fluctuations in the oscillation frequency of a crystal element.
本発明の一つの態様による水晶デバイスは、矩形状の基板と、基板の上面に設けられ、矩形状である一対の電極パッドと、平面視して三角形状であって、一対の電極パッド上に設けられた凸部と、電極パッド上から凸部に跨るようにして設けられた導電性接着剤と、導電性接着剤を介して、電極パッドに実装された水晶素子と、水晶素子を気密封止するための蓋体と、を備えた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 rectangular substrate, a pair of rectangular electrode pads provided on the upper surface of the substrate, and a triangular shape in plan view, and is formed on the pair of electrode pads. The convex part provided, the conductive adhesive provided so as to straddle the convex part from the electrode pad, the crystal element mounted on the electrode pad via the conductive adhesive, and the crystal element are hermetically sealed And a lid for stopping.
本発明の一つの態様による水晶デバイスは、矩形状の基板と、基板の上面に設けられ、矩形状である一対の電極パッドと、平面視して三角形状であって、一対の電極パッド上に設けられた凸部と、電極パッド上から凸部に跨るようにして設けられた導電性接着剤と、導電性接着剤を介して、電極パッドに実装された水晶素子と、水晶素子を気密封止するための蓋体と、を備え、凸部は、平面視した際に、その一辺が基板の中心側を向く電極パッド上の外周縁に沿って設けられており、その一辺と接続されている一辺が、基板の外周縁側を向く電極パッド上の外周縁に沿って設けられている。このようにすることによって、水晶デバイスは、導電性接着剤の硬化収縮時に水晶素子の固定端側が下方向に引っ張られ、凸部を支点とした梃子の原理により、水晶素子の自由端が上方向に浮き上がる。また、導電性接着剤の硬化収縮時に水晶素子の固定端側が下方向に引っ張られた際に、凸部と水晶素子の外周縁にある引き出し電極とが接触することになり、水晶素子の固定端側が凸部よりも基板側に近づくことを抑えつつ、水晶素子の自由端が蓋体に接触することを抑制することができる。よって、水晶素子の厚みすべり振動が阻害されることを低減することができるので、水晶素子の発振周波数を安定して出力することが可能となる。 A quartz crystal device according to an aspect of the present invention includes a rectangular substrate, a pair of rectangular electrode pads provided on the upper surface of the substrate, and a triangular shape in plan view, and is formed on the pair of electrode pads. The convex part provided, the conductive adhesive provided so as to straddle the convex part from the electrode pad, the crystal element mounted on the electrode pad via the conductive adhesive, and the crystal element are hermetically sealed A convex body, and the convex portion is provided along an outer peripheral edge on the electrode pad whose one side faces the center side of the substrate when viewed in plan, and is connected to the one side. One side is provided along the outer peripheral edge on the electrode pad facing the outer peripheral edge of the substrate. By doing so, the crystal device is pulled downward on the fixed end side of the crystal element when the conductive adhesive is cured and contracted, and the free end of the crystal element is directed upward by the principle of the insulator with the convex portion as a fulcrum. Float up. In addition, when the fixed end side of the crystal element is pulled downward during the curing shrinkage of the conductive adhesive, the projection and the lead electrode on the outer peripheral edge of the crystal element come into contact with each other, and the fixed end of the crystal element It can suppress that the free end of a crystal element contacts a cover body, suppressing that the side approaches a board | substrate side rather than a convex part. Therefore, it is possible to reduce the inhibition of the thickness-shear vibration of the crystal element, so that the oscillation frequency of the crystal element can be stably output.
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
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の上面には、水晶素子120を接合するための一対の電極パッド111が設けられている。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112とを電気的に接続するための配線パターン(図示せず)及びビア導体(図示せず)が設けられている。
The substrate 110a has a rectangular shape and functions as a mounting member for mounting the
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、0.2〜1.5mm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、0.7〜2.0.mmであり、短辺の長さは、0.5〜1.5mmとなっている。また、凹部Kの上下方向の長さは、0.1〜0.5mmとなっている。
Here, when the
また、基板110aの下面の四隅には、外部端子112が設けられている。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。
In addition,
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、第一電極パッド111aと第二電極パッド111bとによって構成されている。電極パッド111は、基板110aに設けられた配線パターン(図示せず)及びビア導体(図示せず)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
一対の電極パッド111上には、平面視して三角形状である一対の凸部113が設けられている。また、一対の凸部113は、平面視した際に、その一辺が基板110aの中心側を向く電極パッド111上の外周縁に沿って設けられており、その一辺と接続されている他の一辺が、基板110aの外周縁側を向く電極パッド111上の外周縁に沿って設けられている。
On the pair of
凸部113は、水晶素子120の短辺の上下方向の傾きが抑制され、水晶素子120の長辺側端部が基板110aや蓋体130に接触することを抑制するためのものである。また、凸部113は、水晶素子120の自由端が基板110aに接触することを抑制するためものである。一対の凸部113は、第一凸部113a及び第二凸部113bによって構成されている。第一凸部113aは、第一電極パッド111aの上面に設けられており、第二凸部113bは、第二電極パッド111bの上面に設けられている。また、凸部113は、電極パッド111と同様に、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上面に金メッキ、ニッケルメッキを施すことにより設けられている。
The
また、一対の凸部113の基板110aの中心側を向く一辺が、図3に示されているように、同一直線上に並ぶようにして設けられている。このようにすることによって、水晶素子120の引き出し電極123を一対の凸部113に接触させながら電極パッド111に実装する際に、水晶素子120が傾くことなく安定した状態で実装することができる。
Also, one side of the pair of
また、凸部113は、水晶素子120の外周縁にある引き出し電極123と対向する位置に設けられている。このようにすることによって、水晶素子120が導電性接着剤を介して電極パッド111に実装する際に、仮に水晶素子120が傾いたとしても、引き出し電極123が凸部113に接触することになり、凸部113よりも下方向に水晶素子120が傾くことなく安定した状態で実装することができる。また、凸部113は、平面視して、水晶素板121の固定端側の外周縁にある引き出し電極123と重なる位置に設けられている。このようにすることにより、水晶素子120の固定端が基板110aの上面に接触することを低減することができる。
Further, the
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、電極パッド111、凸部113の大きさを説明する。電極パッド111の辺の長さは、250〜400μmとなる。電極パッド111の上下方向の厚みの長さは、10〜50μmとなる。電極パッド111の外周縁に沿って形成されている三角形状の凸部113の辺の長さは、200〜400μmとなる。凸部113の上下方向の厚みの長さは、7〜30μmとなる。
Here, when the
また、凸部113の一辺と接続されている一辺が、基板110の外周縁側を向く電極パッド111上の外周縁に沿って設けられていない場合、電極パッド111から基板110aの外周縁の方向に向かって導電性接着剤140が広がることになる。よって、凸部113は、凹部を基板110a上に形成した場合と比較し、水晶素子120を基板110aより高くして基板110aと接触することを抑えつつ、導電性接着剤140が基板110の外周縁に向かって広がることを抑えることになるので、水晶素子120の固定端側が、基板110aの外周縁方向に引っ張られる力を低減することができる。このようにすることで、水晶素子120の自由端側が浮きすぎることを抑え、水晶素子120の自由端が蓋体130に接触し、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。また、凸部113が電極パッド111上に設けられることにより、導電性接着剤140が基板110aの中心側に向かって凸部113を乗り越えるようにして流れることがないため、導電性接着剤140が水晶素子120の励振用電極122に接触することを低減することできる。
Further, when one side connected to one side of the
また、電極パッド111の算術平均表面粗さは、0.02〜0.10μmであり、基板110a表面の算術平均表面粗さは、0.5〜1.5μmである。よって、導電性接着剤140は、電極パッド111上の凸部113が設けられていない箇所である隣接する電極パッド111の方向に向かって導電性接着剤140が広がることになるが、電極パッド111から基板110a上に向かって広がりにくくなる。
In addition, the arithmetic average surface roughness of the
封止用導体パターン114は、蓋体130と封止部材131を介して接合する際に、封止部材131の濡れ性をよくする役割を果たしている。封止用導体パターン114は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体パターンの表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次、枠体110bの上面を環状に囲む形態で施すことによって、例えば10〜25μmの厚みに形成されている。
The sealing conductor pattern 114 plays a role of improving the wettability of the sealing member 131 when it is bonded to the
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
導電性接着剤140は、平面視して凸部113の斜辺に重なるようにして電極パッド111上に広がって形成され、水晶素子120の励振用電極122と間をあけて配置されている。水晶デバイスは、導電性接着剤140と励振用電極122とが間を空けて配置されていることにより、導電性接着剤140が励振用電極122に付着することで生じる短絡を低減することができる。
The
また、導電性接着剤140の粘度が、35〜45Pa・sのものを使用することによって、塗布した際に、導電性接着剤140は、電極パッド111上から基板110a上面に流れ出ることなく、電極パッド111上に留まるので、導電性接着剤140の上下方向の厚みも確保することができる。導電性接着剤140の上下方向の厚みの長さは、10〜25μmである。このように導電性接着剤140の厚みを確保できることによって、落下等により加わった衝撃が水晶素子120に対して導電性接着剤140を中心にして上下方向へ加わったとしても、その衝撃を導電性接着剤140で十分に吸収緩和することができる。
Further, by using a
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、第一凸部113a及び第二凸部113b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
水晶素子120は、図2及び図3(a)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 FIGS. 2 and 3A, the
水晶素子120は、図2に示されているように、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及び引き出し電極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。励振用電極122は、上面に第一励振用電極122aと、下面に第二励振用電極122bを備えている。引き出し電極123は、励振用電極122から水晶素板121の一辺に向かってそれぞれ延出されている。引き出し電極123は、上面に第一引き出し電極123aと、下面に第二引き出し電極123bとを備えている。第一引き出し電極123aは、第一励振用電極122aから引き出されており、水晶素板121の一辺に向かって延出するように設けられている。第二引き出し電極123bは、第二励振用電極122bから引き出されており、水晶素板121の一辺に向かって延出するように設けられている。つまり、引き出し電極123は、水晶素板121の長辺また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、第一電極パッド111a及び第二電極パッド111bと接続されている水晶素子120の一端を基板110の上面と接続した固定端とし、他端を基板110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110上に固定されている。
As shown in FIG. 2, the
水晶素子120の第一引き出し電極123aは、図3(a)に示されているように、第一凸部113aと接触し、水晶素子120の第二引き出し電極123bは、第二凸部113bと接触している。このように水晶素子120の引き出し電極123を凸部113に接触させることにより、電極パッド111上に水晶素子120を実装する工程において、水晶素子120の搭載位置がずれて搭載角度が傾いた場合でも、水晶素子120の長辺側端部が凸部113に当接して支持され、水晶素子120の短辺の傾きが抑制され、水晶素子120の長辺側端部が基板110aや蓋体130に接触するのを防ぐことができる。よって、水晶素子120の発振周波数の変動が防止され、生産性を向上させることができる。
As shown in FIG. 3A, the first lead electrode 123a of the
水晶素板121の固定端側の外周縁は、図3(a)に示されているように、平面視して、基板110aの一辺と平行であり、凸部113と重なるようにして設けられている。このようにすることにより、水晶素子120の実装位置を視覚的によりわかりやすくすることができるので、水晶デバイスの生産性を向上させることが可能となる。また、このようにすることによって、パッケージ110の枠体110bと、水晶素子120の外周縁とが接触することを低減することができ、水晶素子120の欠けを防ぐことが可能となる。
As shown in FIG. 3A, the outer peripheral edge of the
また、水晶素子120の引き出し電極123は、凸部113と接触することになるので、水晶素子120の固定端側の外周縁が基板110aの上面に接触することを低減することができる。従って、水晶素子120の固定端側の外周縁が、基板110aに接触することで生じる水晶素子120の欠けを防ぐことができる。また、水晶素子120の引き出し電極123は、仮に水晶素子120が実装時に傾いたとしても凸部113と接触することで、水晶素子120の固定端側が凸部113の上下方向の厚み分の距離を確保できるので、水晶素子120の自由端が浮きすぎることがなく、水晶素子120の自由端が蓋体130に接触することを抑制することができる。
In addition, since the
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
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
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上に拡がるようにして塗布される。水晶素子120は、導電性接着剤140上に搬送される。さらに、水晶素子120は、水晶素子120の固定端側の外周縁にある引き出し電極123が、平面視して、凸部113と重なるようにして導電性接着剤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、導電性接着剤140が硬化収縮する際に、水晶素子120の固定端側が下方向に引っ張られ、第二凸部113を支点とした梃子の原理が働くことになり、水晶素子120の自由端側が上方向に浮くようにして、一対の電極パッド111に接合される。また、導電性接着剤140の硬化収縮時に水晶素子120の固定端側が下方向に引っ張られた際に、凸部113と水晶素子120の外周縁にある引き出し電極123が接触した状態で電極パッド111に接合される。
A method for bonding the
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
封止部材131は、パッケージ110の枠体110b上面に設けられた封止用導体パターン114に相対する蓋体130の箇所に設けられている。封止部材131は、例えば、銀ロウ又は金錫によって設けられている。銀ロウの場合は、その厚みは、10〜20μmである。例えば、成分比率は、銀が72〜85%、銅が15〜28%のものが使用されている。金錫の場合は、その厚みは、10〜40μmである。例えば、成分比率が、金が78〜82%、錫が18〜22%のものが使用されている。
The sealing member 131 is provided at a location of the
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、矩形状の基板110aと、基板110aの上面に設けられ、矩形状である一対の電極パッド111と、平面視して三角形状であって、一対の電極パッド111上に設けられた凸部113と、電極パッド111上から凸部113に跨るようにして設けられた導電性接着剤140と、導電性接着剤140を介して、電極パッド111に実装された水晶素子120と、水晶素子120を気密封止するための蓋体130と、を備え、凸部は、平面視した際に、その一辺が基板110aの中心側を向く電極パッド111上の外周縁に沿って設けられており、その一辺と接続されている一辺が、基板110aの外周縁側を向く電極パッド111上の外周縁に沿って設けられている。このようにすることによって、水晶デバイスは、導電性接着剤140の硬化収縮時に水晶素子120の固定端側が下方向に引っ張られ、凸部113を支点とした梃子の原理により、水晶素子120の自由端が上方向に浮き上がる。また、導電性接着剤140の硬化収縮時に水晶素子120の固定端側が下方向に引っ張られた際に、凸部113と水晶素子120の外周縁にある引き出し電極123とが接触することになり、水晶素子120の固定端側が凸部113よりも基板110a側に近づくことを抑えつつ、水晶素子120の自由端が蓋体130に接触することを抑制することができる。よって、水晶素子120の厚みすべり振動が阻害されることを低減することができるので、水晶素子120の発振周波数を安定して出力することが可能となる。
The quartz crystal device according to the present embodiment includes a rectangular substrate 110a, a pair of
また、導電性接着剤140の硬化収縮時に水晶素子120の固定端側が下方向に引っ張られた際に、凸部113と水晶素子120の外周縁にある引き出し電極123とが接触することになるため、水晶素子120の固定端側が凸部113よりも基板110a側に近づくことを抑えつつ、水晶素子120の自由端が蓋体130に接触することを抑制することができる。よって、水晶デバイスは、水晶素子120の自由端及び励振用電極122が基板110aに接触することを低減しつつ、水晶素子120の自由端が蓋体130に接触することを低減することができる。このようにすることで、水晶デバイスは、水晶素子120の厚みすべり振動が阻害されることがないため、安定して発振周波数を出力することができる。
Further, when the fixed end side of the
また、本実施形態における水晶デバイスは、導電性接着剤140が、電極パッド111上から凸部113の斜辺に跨るようにして設けられている。このようにすることにより、水晶素子120の励振用電極122と凸部113との間の導電性接着剤140が半分以下になるため導電性接着剤140の硬化収縮時に、水晶素子120の自由端の方向に向かって引っ張る力が弱くなるので、凸部113による梃子の原理が働くことになり、水晶素子120の自由端側が基板110aに接触することを抑えることができる。よって、水晶素子120が基板110aに接触することにより生じる水晶素子120の発振周波数の変動を低減することができ、安定した発振周波数を出力することが可能となる。また、水晶素子120の励振用電極122と凸部113との間の導電性接着剤40が半分以下になっているが、水晶素子120と電極パッド111との間には必要な量の導電性接着剤140が塗布されているので、水晶素子120の機械的な接続に必要な強度を維持することができる。
In the crystal device according to the present embodiment, the
また、本実施形態における水晶デバイスは、一対の凸部113の基板110aの中心側を向く一辺が同一直線上に並ぶようにして設けられている。このようにすることで、水晶素子120の引き出し電極123を一対の凸部113に接触させながら電極パッド111に実装する際に、水晶素子120が傾くことなく安定した状態で実装することができ
Further, the quartz crystal device in the present embodiment is provided such that one side of the pair of
(第一変形例)
以下、本実施形態の第一変形例における水晶デバイスについて説明する。なお、本実施形態の第一変形例における水晶デバイスのうち、上述した水晶デバイスと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第一変形例における水晶デバイスは、図4に示されているように凸部213の上下方向の厚みが、基板210aの中心側から基板210aの短辺側に向かって薄くなっている点で本実施形態と異なる。
(First modification)
Hereinafter, the crystal device according to the first modification of the present embodiment will be described. Note that, in the quartz crystal device according to the first modification of the present embodiment, the same portions as those of the quartz crystal device described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. In the quartz crystal device according to the first modification of the present embodiment, as shown in FIG. 4, the vertical thickness of the
本実施形態の第一変形例における水晶デバイスは、凸部213の上下方向の厚みが、基板210aの中心側から基板210aの短辺側に向かって薄くなっている。ここでパッケージ210を平面視したときの一辺の寸法が、1.0〜2.5mmである場合を例にして、凸部213の大きさを説明する。凸部213の基板210の中心側を向く一辺に当たる箇所での上下方向の厚みの長さは、7〜30μmとなる。基板210の中心側を向く一辺から基板210aの外周縁に向かった箇所での凸部213の上下方向の厚みの長さは、5〜20μmとなる。
In the quartz crystal device according to the first modification of the present embodiment, the thickness of the
本実施形態の第一変形例における水晶デバイスは、凸部213の上下方向の厚みが、基板210aの中心側から基板210aの短辺側に向かって薄くなっていることによって、導電性接着剤140の硬化収縮時に水晶素子120の固定端側が下方向に引っ張られ、凸部213を支点にした梃子の原理がさらに働き、水晶素子120の自由端がさらに浮くようにして実装することができる。よって、水晶デバイスは、水晶素子120の自由端及び励振用電極122が基板210aに接触することを低減し、水晶素子120の厚みすべり振動が阻害されることがないため、さらに安定して発振周波数を出力することができる。
In the quartz crystal device according to the first modification of the present embodiment, the thickness of the
尚、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。上記実施形態では、基板110aの上面に枠体110bが設けられている場合について説明したが、基板に水晶素子を実装した後に、封止基部の下面に封止枠部が設けられた蓋体を用いて、水晶素子を気密封止する構造であっても構わない。蓋体は、矩形状の封止基部と、封止基部の下面の外周縁に沿って設けられている封止枠部とで構成されており、封止基部の下面と封止枠部の内側側面とで収容空間が形成されている。封止枠部は、封止基部の下面に収容空間を形成するためのものである。封止枠部は、封止基部の下面の外縁に沿って設けられている。 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 above embodiment, the case where the frame 110b is provided on the upper surface of the substrate 110a has been described. However, after the crystal element is mounted on the substrate, the lid having the sealing frame provided on the lower surface of the sealing base is provided. The quartz element may be hermetically sealed. The lid is composed of a rectangular sealing base and a sealing frame portion provided along the outer peripheral edge of the lower surface of the sealing base. The lower surface of the sealing base and the inner side of the sealing frame portion An accommodation space is formed with the side surface. The sealing frame portion is for forming an accommodation space on the lower surface of the sealing base. The sealing frame part is provided along the outer edge of the lower surface of the sealing base.
上記実施形態では、基板110aの上面に枠体110bが設けられている場合について説明したが、基板に水晶素子を実装した後に、下面に壁部が設けられた蓋体を用いて、水晶素子を気密封止する構造であっても構わない。 In the above embodiment, the case where the frame 110b is provided on the upper surface of the substrate 110a has been described. However, after mounting the crystal element on the substrate, the crystal element is mounted using the lid having the wall portion provided on the lower surface. The structure may be hermetically sealed.
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。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 an AT crystal element is used as the crystal element has been described. However, a tuning fork-type bent crystal having a base and two flat plate-shaped vibrating arms extending in the same direction from the side surface of the base. An element may be used. The crystal element includes a crystal piece, an excitation electrode provided on the surface of the crystal piece, an extraction electrode, and a metal film for frequency adjustment. 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
110、210・・・パッケージ
110a、210a・・・基板
110b、210b・・・枠体
111、211・・・電極パッド
112、212・・・外部端子
113、213・・・凸部
120・・・水晶素子
121・・・水晶素板
122・・・励振用電極
123・・・引き出し電極
130・・・蓋体
140・・・導電性接着剤
150・・・接合部材
K・・・収容空間
110, 210: Package 110a, 210a ... Substrate 110b, 210b ...
Claims (4)
前記基板の上面に設けられ、矩形状である一対の電極パッドと、
平面視して三角形状であって、前記一対の電極パッド上に設けられた凸部と、
前記電極パッド上から前記凸部に跨るようにして設けられた導電性接着剤と、
前記導電性接着剤を介して、前記電極パッドに実装された水晶素子と、
前記水晶素子を気密封止するための蓋体と、を備え、
前記凸部は、平面視した際に、その一辺が前記基板の中心側を向く前記電極パッド上の外周縁に沿って設けられており、
前記一辺と接続されている一辺が、前記基板の外周縁側を向く前記電極パッド上の外周縁に沿って設けられていることを特徴とする水晶デバイス。 A rectangular substrate;
A pair of electrode pads provided on the upper surface of the substrate and having a rectangular shape;
A convex shape provided on the pair of electrode pads, which is triangular in plan view,
A conductive adhesive provided so as to straddle the convex portion from the electrode pad;
A crystal element mounted on the electrode pad via the conductive adhesive;
A lid for hermetically sealing the crystal element,
The convex portion is provided along an outer peripheral edge on the electrode pad whose one side faces the center side of the substrate when viewed in plan.
One side connected with the said one side is provided along the outer periphery on the said electrode pad which faces the outer periphery side of the said board | substrate, The crystal device characterized by the above-mentioned.
前記導電性接着剤が、前記電極パッド上から前記凸部の斜辺に跨るようにして設けら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, wherein the conductive adhesive is provided so as to straddle the oblique side of the convex portion from the electrode pad.
前記一対の凸部の前記基板の中心側を向く一辺が同一直線上に並ぶようにして設けられていることを特徴とする水晶デバイス。 The crystal device according to claim 2,
A quartz crystal device, wherein one side of the pair of convex portions facing the center side of the substrate is arranged on the same straight line.
前記凸部の上下方向の厚みが、前記基板の中心側から前記基板の短辺側に向かって薄くなっ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 quartz crystal device, wherein a thickness in a vertical direction of the convex portion is reduced from a center side of the substrate toward a short side of the substrate.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022130668A1 (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | 株式会社村田製作所 | Piezoelectric oscillator |
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JPH1022776A (en) * | 1996-07-03 | 1998-01-23 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric vibrator |
JP2004112420A (en) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Surface-mounting quartz oscillator |
-
2014
- 2014-11-28 JP JP2014241273A patent/JP2016103753A/en active Pending
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