JP2016139896A - Package for mounting piezoelectric element and piezoelectric device - Google Patents

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晴史 乾條
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a package for mounting a piezoelectric element which eliminates the need for preparing many kinds of packages for mounting piezoelectric elements to deal with several kinds of piezoelectric devices and enables different kinds of piezoelectric elements, such as crystal elements and SAW elements, to be mounted thereon.SOLUTION: A package 110 for mounting a piezoelectric element includes: a rectangular substrate 110a; an electrode pad 111 provided along one side on an upper surface of the substrate 110a; a joint pad 114 provided along one side facing one side of the upper surface of the substrate 110a; and a protruding part 115 provided at a position located between the electrode pad 111 and the joint pad 114 and on the upper surface of the substrate 110a.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内部に圧電素子を実装するための圧電素子実装用パッケージ、およびこのパッケージに圧電素子を実装してなる圧電デバイスに関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric element mounting package for mounting a piezoelectric element therein, and a piezoelectric device formed by mounting a piezoelectric element in the package.

圧電素子実装用パッケージは、凹部の底面に形成された電極パッドに導電性接着剤を介して電気的に接続される。枠体の上面の凹部の周囲に蓋体で接合することにより、凹部内に圧電素子が気密封止された圧電デバイスが提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。また、このような圧電デバイスは、発振周波数特性に対する要求が非常に多岐にわたるようになってきており、これに応じて圧電素子の形状、寸法及び励振用電極の配置形態が異なる圧電素子が実装された圧電デバイスの種類が非常に多くなってきている。   The package for mounting a piezoelectric element is electrically connected to an electrode pad formed on the bottom surface of the recess through a conductive adhesive. There has been proposed a piezoelectric device in which a piezoelectric element is hermetically sealed in a concave portion by bonding with a lid around the concave portion on the upper surface of the frame (see, for example, Patent Document 1 below). In addition, such piezoelectric devices have a very wide range of demands on oscillation frequency characteristics, and in accordance with this, piezoelectric elements having different shapes, dimensions, and arrangement forms of excitation electrodes are mounted. There are an increasing number of types of piezoelectric devices.

特開2009−141234号公報JP 2009-141234 A

上述した圧電素子実装用パッケージは、圧電素子の種類に対応させて多くの種類の圧電素子実装用パッケージを準備することになるため、部品点数が増加してしまい、生産性が低下してしまう虞があった。   The above-described piezoelectric element mounting package prepares many types of piezoelectric element mounting packages corresponding to the types of piezoelectric elements, which may increase the number of components and reduce productivity. was there.

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、圧電デバイスの種類に対応させて多くの種類の圧電素子実装用パッケージを準備する必要がなく、圧電素子の異なる種類である水晶素子又はSAW素子を実装させることが可能な圧電素子用実装用パッケージを提供する。   The present invention has been made in view of the above problems, and it is not necessary to prepare many types of piezoelectric element mounting packages corresponding to the types of piezoelectric devices, and crystal elements or SAW elements that are different types of piezoelectric elements. A package for mounting a piezoelectric element that can be mounted is provided.

本発明の一つの態様による圧電素子用パッケージは、矩形状の基板と、基板の上面の一辺に沿って設けられた電極パッドと、基板の上面の一辺と向かい合う一辺に沿って設けられた接合パッドと、基板の上面であって、電極パッドと接合パッドとの間の位置に設けられた凸部と、を備えたことを特徴とするものである。   A package for a piezoelectric element according to one aspect of the present invention includes a rectangular substrate, an electrode pad provided along one side of the upper surface of the substrate, and a bonding pad provided along one side facing one side of the upper surface of the substrate. And a convex portion provided on the upper surface of the substrate and between the electrode pad and the bonding pad.

本発明の一つの態様による圧電素子用パッケージは、矩形状の基板と、基板の上面の一辺に沿って設けられた電極パッドと、基板の上面の一辺と向かい合う一辺に沿って設けられた接合パッドと、基板の上面であって、電極パッドと接合パッドとの間の位置に設けられた凸部と、を備えている。このようにすることにより、矩形状の圧電素板と、圧電素板の上下面に設けられた励振用電極と、励振用電極と間を空けて圧電素板の一辺に沿って設けられた一対の引出電極と、を有した圧電素子の一つである水晶素子の場合には、電極パッド上に導電性接着剤を介して実装することができる。また、矩形状の圧電素板と、圧電素板の上面に設けられた櫛形電極と、櫛形電極と間を空けて前記圧電素板の一辺に沿って設けられた引出電極と、を有した圧電素子であるSAW素子の場合には、凸部上に接着剤にて実装され、接合パッドと引出電極とを電気的に接続することができる。このように、圧電デバイスの種類に対応させて多くの種類のパッケージを準備する必要がなく、圧電素子の異なる種類である水晶素子とSAW素子のどちらも実装させることができるため、生産性を向上させることができる。   A package for a piezoelectric element according to one aspect of the present invention includes a rectangular substrate, an electrode pad provided along one side of the upper surface of the substrate, and a bonding pad provided along one side facing one side of the upper surface of the substrate. And a convex portion provided on the upper surface of the substrate and at a position between the electrode pad and the bonding pad. By doing so, a rectangular piezoelectric element plate, excitation electrodes provided on the upper and lower surfaces of the piezoelectric element plate, and a pair of electrodes provided along one side of the piezoelectric element plate with a space between the excitation electrodes. In the case of a quartz crystal element that is one of piezoelectric elements having a lead electrode, it can be mounted on an electrode pad via a conductive adhesive. Also, a piezoelectric element having a rectangular piezoelectric element plate, a comb-shaped electrode provided on the upper surface of the piezoelectric element plate, and an extraction electrode provided along one side of the piezoelectric element plate with a gap between the comb-shaped electrodes. In the case of a SAW element, which is an element, the bonding pad and the extraction electrode can be electrically connected by being mounted on the convex portion with an adhesive. Thus, it is not necessary to prepare many types of packages corresponding to the types of piezoelectric devices, and both crystal elements and SAW elements, which are different types of piezoelectric elements, can be mounted, improving productivity. Can be made.

(a)本実施形態における圧電素子実装用パッケージを上面から見た平面図であり、(b)本実施形態における圧電素子実装用パッケージを下面から見た平面図である。(A) The top view which looked at the package for piezoelectric element mounting in this embodiment from the upper surface, (b) The top view which looked at the package for piezoelectric element mounting in this embodiment from the lower surface. 本実施形態における圧電素子実装用パッケージに水晶素子を実装した水晶振動子を示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a crystal resonator in which a crystal element is mounted on a piezoelectric element mounting package in the present embodiment. (a)図2に示された水晶振動子のA−Aにおける断面図であり、(b)図2に示された水晶振動子の蓋体を外した状態で上面から見た平面図である。(A) It is sectional drawing in AA of the crystal oscillator shown in FIG. 2, (b) The top view seen from the upper surface in the state which removed the cover body of the crystal oscillator shown in FIG. . 本実施形態における圧電素子実装用パッケージにSAW素子を実装したSAW共振子を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the SAW resonator which mounted the SAW element in the package for piezoelectric element mounting in this embodiment. (a)図4に示されたSAW共振子のB−Bにおける断面図であり、(b)図4に示されたSAW共振子の蓋体を外した状態で上面から見た平面図である。(A) It is sectional drawing in BB of the SAW resonator shown by FIG. 4, (b) The top view seen from the upper surface in the state which removed the cover body of the SAW resonator shown by FIG. . 本実施形態の第一変形例における圧電素子実装用パッケージに水晶素子及び集積回路素子を実装した水晶発振器を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the crystal oscillator which mounted the crystal element and the integrated circuit element in the package for piezoelectric element mounting in the 1st modification of this embodiment. 図6の水晶発振器の断面図である。It is sectional drawing of the crystal oscillator of FIG. 本実施形態の第一変形例における圧電素子実装用パッケージにSAW素子及び集積回路素子を実装したSAW発振器を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the SAW oscillator which mounted the SAW element and the integrated circuit element in the package for piezoelectric element mounting in the 1st modification of this embodiment.

(圧電素子実装用パッケージ)
本実施形態の圧電素子実装用パッケージ110には、図1又は図5に示されているように、基板110aの上面と第一枠体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。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の上面の一辺に沿って後述する水晶素子120を実装するための電極パッド111が設けられており、基板110aの一辺と対向する一辺に沿って、後述するSAW素子220を電気的に接続するための接合パッド114が設けられている。また、基板110aに設けられた電極パッド111と接合パッド114との間にあり、基板110aの中心付近には、凸部115が設けられている。また、基板110aの一辺に沿って、水晶素子120を実装するための第一電極パッド111a及び第二電極パッド111bが設けられている。基板110aの一辺と対向する一辺に沿って、後述するSAW素子220を電気的に接続するための第一接合パッド114a及び第二接合パッド114bが設けられている。
(Piezoelectric packaging)
In the piezoelectric element mounting package 110 of the present embodiment, as shown in FIG. 1 or FIG. 5, a first recess K1 surrounded by the upper surface of the substrate 110a and the inner surface of the first frame 110b is formed. ing. The substrate 110a has a rectangular shape and functions as a mounting member for mounting the crystal element 120 mounted on the upper surface. An electrode pad 111 for mounting a crystal element 120 described later is provided along one side of the upper surface of the substrate 110a, and a SAW element 220 described later is electrically connected along one side facing the one side of the substrate 110a. A bonding pad 114 is provided for this purpose. A convex portion 115 is provided between the electrode pad 111 and the bonding pad 114 provided on the substrate 110a, and in the vicinity of the center of the substrate 110a. A first electrode pad 111a and a second electrode pad 111b for mounting the crystal element 120 are provided along one side of the substrate 110a. A first bonding pad 114a and a second bonding pad 114b for electrically connecting a later-described SAW element 220 are provided along one side opposite to one side of the substrate 110a.

基板110aは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板110aは、絶縁層を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の表面には、上面に設けられた電極パッド111と、接合パッド114とを電気的に接続するための配線パターン113が設けられている。また、基板110aの表面及び内層には、基板110aの上面に設けられた電極パッド111又は接合パッド114と、基板110aの下面に設けられた外部端子112とが電気的に接続するための導体部116及び配線パターン113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 113 for electrically connecting the electrode pad 111 provided on the upper surface and the bonding pad 114 is provided on the surface of the substrate 110a. In addition, a conductor portion for electrically connecting the electrode pad 111 or the bonding pad 114 provided on the upper surface of the substrate 110a and the external terminal 112 provided on the lower surface of the substrate 110a on the surface and inner layer of the substrate 110a. 116 and a wiring pattern 113 are provided.

第一枠体110bは、基板110aの上面の外周縁に沿って配置され、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。第一枠体110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 first frame 110b is disposed along the outer peripheral edge of the upper surface of the substrate 110a, and is for forming the first recess K1 on the upper surface of the substrate 110a. The first frame 110 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、図1に示すように、基板110の上面の一辺に沿って一対で設けられている。電極パッド111は、基板110に設けられた導体部116を介して、電極パッド111と外部端子112と電気的に接続されている。外部端子112は、基板110aの下面の四隅に、基板110の外周縁に沿って設けられている。   As shown in FIG. 1, a pair of electrode pads 111 are provided along one side of the upper surface of the substrate 110. The electrode pad 111 is electrically connected to the electrode pad 111 and the external terminal 112 via a conductor portion 116 provided on the substrate 110. The external terminals 112 are provided along the outer peripheral edge of the substrate 110 at the four corners of the lower surface of the substrate 110a.

外部端子112は、電子機器等の実装基板(図示せず)と電気的に接合するために用いられる。外部端子112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。また、第二外部端子112bは、基板110a及び第一枠体110b内に設けられたビア導体(図示せず)を介し、封止用導体パターン117と電気的に接続されている。   The external terminal 112 is used for electrical connection with a mounting board (not shown) such as an electronic device. The external terminals 112 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. The second external terminal 112b is electrically connected to the sealing conductor pattern 117 via via conductors (not shown) provided in the substrate 110a and the first frame 110b.

配線パターン113は、電極パッド111と、後述する接合パッド114とを電気的に接続するためのものである。第一配線パターン113a及び第二配線パターン113bは、基板110aの上面に設けられ、電極パッド111と、後述する接合パッド114とを電気的に接続されている。第一配線パターン113aの長さと第二配線パターン113bの長さは、略等しい長さとなる。ここで、略等しい長さとは、基板110の上面及び下面に設けられた第一配線パターン113aの長さと基板110の上面及び下面に設けられた第二配線パターン113bの長さとの差が0〜200μm異なるものを含むものとする。配線パターン113の長さは、各配線パターン113の中心を通る直線の長さを測定したものとする。   The wiring pattern 113 is for electrically connecting the electrode pad 111 and a bonding pad 114 described later. The first wiring pattern 113a and the second wiring pattern 113b are provided on the upper surface of the substrate 110a, and electrically connect the electrode pad 111 and a bonding pad 114 described later. The length of the first wiring pattern 113a and the length of the second wiring pattern 113b are substantially equal. Here, the substantially equal length means that the difference between the length of the first wiring pattern 113a provided on the upper and lower surfaces of the substrate 110 and the length of the second wiring pattern 113b provided on the upper and lower surfaces of the substrate 110 is 0 to 0. It shall include 200 μm different ones. As for the length of the wiring pattern 113, the length of a straight line passing through the center of each wiring pattern 113 is measured.

接合パッド114は、後述するSAW素子220の引出電極224と電気的に接続させるためのものである。また、接合パッド114は、基板110aの上面で、電極パッド111が設けられている一辺と対向する一辺に沿って設けられている。接合パッド114は、図5に示すワイヤ部142によって、SAW素子220の引出電極224と電気的に接続される。   The bonding pad 114 is for electrically connecting to an extraction electrode 224 of the SAW element 220 described later. In addition, the bonding pad 114 is provided along one side facing the one side where the electrode pad 111 is provided on the upper surface of the substrate 110a. The bonding pad 114 is electrically connected to the extraction electrode 224 of the SAW element 220 by the wire portion 142 shown in FIG.

電極パッド111は、第一電極パッド111a及び第二電極パッド111bによって構成されている。また、外部端子112は、第一外部端子112a、第二外部端子112b、第三外部端子112c及び第四外部端子112dによって構成されている。配線パターン113aは、第一配線パターン113a、第二配線パターン113b、第三配線パターン113c及び第四配線パターン113dによって構成されている。接合パッド114は、第一接合パッド114a及び第二接合パッド114bによって構成されている。導体部116は、第一導体部116a及び第二導体部116bによって構成されている。   The electrode pad 111 includes a first electrode pad 111a and a second electrode pad 111b. The external terminal 112 includes a first external terminal 112a, a second external terminal 112b, a third external terminal 112c, and a fourth external terminal 112d. The wiring pattern 113a includes a first wiring pattern 113a, a second wiring pattern 113b, a third wiring pattern 113c, and a fourth wiring pattern 113d. The bonding pad 114 includes a first bonding pad 114a and a second bonding pad 114b. The conductor 116 is composed of a first conductor 116a and a second conductor 116b.

第一電極パッド111aと第一外部端子112aとは、図1に示すように、基板110aに設けられた第三配線パターン113c及び第一導体部116aとにより接続されている。第一電極パッド111aと第一接合パッド114aは、第一配線パターン113aにより接続されている。よって、第一接合パッド114aは、第一外部端子112aと電気的に接続されている。第二接合パッド114bと第三外部端子112cとは、図1に示すように、基板110aに設けられた第四配線パターン113d及び第二導体部116bとにより接続されている。第二電極パッド111bと第二接合パッド114bは、第二配線パターン113bによって接続されている。よって、第二電極パッド111bは、第三外部端子112cと電気的に接続されている。   As shown in FIG. 1, the first electrode pad 111a and the first external terminal 112a are connected by a third wiring pattern 113c and a first conductor portion 116a provided on the substrate 110a. The first electrode pad 111a and the first bonding pad 114a are connected by the first wiring pattern 113a. Therefore, the first bonding pad 114a is electrically connected to the first external terminal 112a. As shown in FIG. 1, the second bonding pad 114b and the third external terminal 112c are connected by a fourth wiring pattern 113d and a second conductor portion 116b provided on the substrate 110a. The second electrode pad 111b and the second bonding pad 114b are connected by the second wiring pattern 113b. Therefore, the second electrode pad 111b is electrically connected to the third external terminal 112c.

凸部115は、後述する水晶素子120の自由端が、基板110aに直接接触することを抑えるためのものである。また、凸部115は、後述するSAW素子220を固定するための台座となるためのものである。凸部115は、基板110aの上面の中心付近に設けられている。   The convex portion 115 is for suppressing a free end of a crystal element 120 described later from coming into direct contact with the substrate 110a. Further, the convex 115 serves as a pedestal for fixing the SAW element 220 described later. The convex 115 is provided near the center of the upper surface of the substrate 110a.

導体部116は、図1に示すように、基板110aの角部に設けられた切れ込みの内部に設けられている。導体部116の両端は、配線パターン113と接続されている。このようにすることで、電極パッド111又は接合パッド114は、配線パターン113及び導体部116を介して外部端子112と電気的に接続されている。   As shown in FIG. 1, the conductor 116 is provided inside a notch provided at a corner of the substrate 110a. Both ends of the conductor 116 are connected to the wiring pattern 113. In this way, the electrode pad 111 or the bonding pad 114 is electrically connected to the external terminal 112 via the wiring pattern 113 and the conductor portion 116.

封止用導体パターン117は、蓋体130と接合部材131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。封止用導体パターン117は、第一枠体110bの上面を囲むようにして設けられている。封止用導体パターン117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、第一枠体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 117 plays a role of improving the wettability of the bonding member 131 when bonded to the lid 130 via the bonding member 131. The sealing conductor pattern 117 is provided so as to surround the upper surface of the first frame 110b. The sealing conductor pattern 117 is, for example, 10 to 25 μm in thickness by applying nickel plating and gold plating on the surface of the conductor pattern made of tungsten or molybdenum, for example, so as to surround the upper surface of the first frame 110b in an annular shape. Is formed.

また、電極パッド111、外部端子112及び接合パッド114は、基板110aに沿って設けられた形状となっている。ここでパッケージ110を平面視したときの長辺の寸法が、1.2〜2.5mmであり、短辺の寸法が、1.0〜2.0mmである場合を例にして、電極パッド111、外部端子112及び接合パッド114の大きさを説明する。電極パッド111、外部端子112及び接合パッド114の長辺の長さは、0.40〜0.90mmであり、短辺の長さは、0.30〜0.60mmとなっている。   The electrode pad 111, the external terminal 112, and the bonding pad 114 have a shape provided along the substrate 110a. Here, when the package 110 is viewed in plan, the long side dimension is 1.2 to 2.5 mm, and the short side dimension is 1.0 to 2.0 mm. The sizes of the external terminal 112 and the bonding pad 114 will be described. The long sides of the electrode pads 111, the external terminals 112, and the bonding pads 114 are 0.40 to 0.90 mm, and the short sides are 0.30 to 0.60 mm.

ここで、圧電素子実装用パッケージ110の作製方法について説明する。基板110a及び第一枠体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、電極パッド111、外部端子112、配線パターン113、接合パッド114、導体部116及び封止用導体パターン117となる部位にニッケルメッキ又、金メッキ、銀パラジウム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 manufacturing method of the piezoelectric element mounting package 110 will be described. When the substrate 110a and the first 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, nickel plating or gold plating is applied to a predetermined portion of the conductor pattern, specifically, the electrode pad 111, the external terminal 112, the wiring pattern 113, the bonding pad 114, the conductor portion 116, and the sealing conductor pattern 117. It is produced by applying silver palladium or the like. 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.

(水晶振動子)
水晶振動子は、図2及び図3に示されているように、圧電素子実装用パッケージ110と、圧電素子実装用パッケージ110の第一凹部K1内の基板110aの上面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、を含んでいる。
(Crystal oscillator)
As shown in FIGS. 2 and 3, the crystal resonator includes a piezoelectric element mounting package 110 and a crystal element 120 mounted on the upper surface of the substrate 110a in the first recess K1 of the piezoelectric element mounting package 110. And a lid 130 for hermetically sealing the quartz crystal element 120.

水晶素子120は、図1及び図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 FIGS. 1 and 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.

また、水晶素子120は、図2及び図3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及び引出電極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。引出電極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。引出電極123は、上面に第一引出電極123aと、下面に第二引出電極123bとを備えている。第一引出電極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。第二引出電極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、引出電極123は、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、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110上に固定されている。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the crystal element 120 has a structure in which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are attached to the upper surface and the lower surface of the 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 excitation electrode 122 includes a first excitation electrode 122a on the upper surface and a second excitation electrode 122b on the lower surface. The extraction electrode 123 extends from the excitation electrode 122 toward one side of the crystal base plate 121. The extraction electrode 123 includes a first extraction electrode 123a on the upper surface and a second extraction electrode 123b on the lower surface. The first extraction electrode 123 a is extracted from the first excitation electrode 122 a and is provided so as to extend toward one side of the crystal base plate 121. The second extraction electrode 123 b is extracted from the second excitation electrode 122 b and is provided so as to extend toward one side of the crystal base plate 121. That is, the extraction electrode 123 is provided in a shape along the long side or the short side of the quartz base plate 121. In the present embodiment, one end of the crystal element 120 connected to the first electrode pad 111a and the second electrode pad 111b is a fixed end connected to the upper surface of the substrate 110a, and the other end is between the upper surface of the substrate 110a. The quartz crystal element 120 is fixed on the substrate 110 by a cantilevered support structure having a free end with a gap.

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出電極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、引出電極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. The crystal element 120 is produced by forming the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 by depositing a metal film on both main surfaces of the crystal base plate 121 by a photolithography technique, a vapor deposition technique, or a sputtering technique. Is done.

水晶素子120の基板110aへの接合方法について説明する。まず、導電性接着剤140は、例えばディスペンサによって第一電極パッド111a及び第二電極パッド111b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、電極パッド111に接合される。つまり、水晶素子120の第一引出電極123aは、第一電極パッド111aと接合され、第二引出電極123bは、第二電極パッド111bと接合される。これによって、第二外部端子112bと第四外部端子112dが水晶素子120と電気的に接続されることになる。   A method for bonding the crystal element 120 to the substrate 110a will be described. First, the conductive adhesive 140 is applied onto the first electrode pad 111a and the second electrode pad 111b by a dispenser, for example. 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 electrode pad 111. That is, the first extraction electrode 123a of the crystal element 120 is bonded to the first electrode pad 111a, and the second extraction electrode 123b is bonded to the second electrode pad 111b. As a result, the second external terminal 112b and the fourth external terminal 112d are electrically connected to the crystal element 120.

また、水晶素子120は、図3(b)に示すように、水晶素子120の自由端と対向する位置に凸部115が配置されているように実装されている。このようにすることによって、水晶素子120の引出電極123と、電極パッド111とが接合している箇所を軸として傾いても、水晶素子120の自由端が凸部115に接触するので、基板110aの上面に水晶素子120の自由端が接触することを抑制することできる。仮に、水晶素子120の自由端が基板110aに接触した状態で、落下試験を行うと、水晶素子120の自由端が欠けてしまう虞がある。このようにすることで、水晶素子120の自由端側が欠けてしまうことを抑えつつ、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。   Further, as shown in FIG. 3B, the crystal element 120 is mounted such that the convex portion 115 is disposed at a position facing the free end of the crystal element 120. By doing so, the free end of the crystal element 120 comes into contact with the convex portion 115 even if the crystal element 120 is tilted about the location where the extraction electrode 123 of the crystal element 120 and the electrode pad 111 are joined, so that the substrate 110a. It is possible to prevent the free end of the quartz crystal element 120 from coming into contact with the upper surface of the substrate. If the drop test is performed in a state where the free end of the crystal element 120 is in contact with the substrate 110a, the free end of the crystal element 120 may be lost. By doing in this way, it can reduce that the oscillation frequency of the crystal element 120 fluctuates, suppressing that the free end side of the crystal element 120 is missing.

蓋体130は、矩形状であり、真空状態にある第一凹部K1、あるい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、蓋体130は、所定雰囲気で、第一枠体110b上に設けられた封止用導体パターン117の上面に載置される。封止蓋体130の下面に設けられた接合部材131に熱が印加されることで、封止用導体パターン117と溶融接合される。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 lid 130 has a rectangular shape, and 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 lid 130 is placed on the upper surface of the sealing conductor pattern 117 provided on the first frame 110b in a predetermined atmosphere. When heat is applied to the bonding member 131 provided on the lower surface of the sealing lid 130, the sealing conductor pattern 117 is melt-bonded. The lid 130 is made of an alloy containing at least one of iron, nickel, and cobalt, for example.

接合部材131は、図3(a)に示すように、蓋体130の下面の外周縁から第一枠体110b上の封止用導体パターン117にかけて設けられている。接合部材131は、例えば、ガラスの場合には、350℃〜400℃で溶融する鉛フリー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から構成されている。鉛フリーガラスは、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131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。   As shown in FIG. 3A, the bonding member 131 is provided from the outer peripheral edge of the lower surface of the lid 130 to the sealing conductor pattern 117 on the first frame 110b. For example, in the case of glass, the bonding member 131 is made of low-melting glass containing, for example, vanadium, which is a lead-free glass that melts at 350 to 400 ° C. Lead-free glass is in the form of a paste with a binder and a solvent added, and after being melted and solidified, it adheres to other members. The joining member 131 is provided by, for example, applying glass frit paste by a screen printing method and drying.

接合部材131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。蓋体130の下面と封止用導体パターン117の上面との間に設けられた接合部材131の厚みは、30〜100μmとなっている。   For example, in the case of an insulating resin, the bonding member 131 is made of an epoxy resin or a polyimide resin. The thickness of the bonding member 131 provided between the lower surface of the lid 130 and the upper surface of the sealing conductor pattern 117 is 30 to 100 μm.

接合部材131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131は、例えば、銀ロウの場合には、接合部材131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 bonding member 131 is gold tin, the thickness of the layer of the bonding 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 131 is silver brazing, the thickness of the layer of the joining member 131 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.

(SAW共振子)
SAW共振子は、図4及び図5に示されているように、圧電素子実装用パッケージ110と、圧電素子実装用パッケージ110の第一凹部K1内の基板110aの上面に実装されたSAW素子220と、SAW素子220を気密封止するための蓋体130と、を含んでいる。
(SAW resonator)
As shown in FIGS. 4 and 5, the SAW resonator includes the piezoelectric element mounting package 110 and the SAW element 220 mounted on the upper surface of the substrate 110 a in the first recess K 1 of the piezoelectric element mounting package 110. And a lid 130 for hermetically sealing the SAW element 220.

SAW素子220は、圧電素板221の上面に設けられた櫛形電極222と、反射電極223、引出電極224が設けられている。また、SAW素子220は、櫛形電極222に電圧が印加されると、圧電素板221の上面および圧電素板221の上面付近が所定の周波数で振動する性質を有しているので、安定した機械振動を得ることができ電子機械等の基準信号を発信する役割を果たしている。   The SAW element 220 is provided with a comb-shaped electrode 222 provided on the upper surface of the piezoelectric element plate 221, a reflective electrode 223, and an extraction electrode 224. Further, the SAW element 220 has a property that when the voltage is applied to the comb-shaped electrode 222, the upper surface of the piezoelectric element plate 221 and the vicinity of the upper surface of the piezoelectric element plate 221 vibrate at a predetermined frequency. It can obtain vibrations and plays a role of transmitting a reference signal for an electronic machine or the like.

圧電素板221は、櫛形電極222に電圧を印加したとき、櫛形電極222が形成されている圧電素板221の上面および上面付近を所定の周波数で振動させるためのものである。また、圧電素板221は、水晶部材が用いられ、矩形形状の平板状となっている。   The piezoelectric element plate 221 is for vibrating the upper surface and the vicinity of the upper surface of the piezoelectric element plate 221 on which the comb electrode 222 is formed at a predetermined frequency when a voltage is applied to the comb electrode 222. The piezoelectric element plate 221 is made of a quartz member and has a rectangular flat plate shape.

櫛形電極222は、圧電素板221の上面に設けられ、圧電素板221に電圧を印加させるためのものである。また、櫛形電極222は、第一櫛形電極222a及び第二櫛形電極222bによって構成されており、非接触な状態で互いに対向するように設けられている。   The comb-shaped electrode 222 is provided on the upper surface of the piezoelectric element plate 221 and applies a voltage to the piezoelectric element plate 221. The comb-shaped electrode 222 includes a first comb-shaped electrode 222a and a second comb-shaped electrode 222b, and is provided to face each other in a non-contact state.

反射電極223は、櫛形電極222に印加された電圧により発生した振動を反射させて増幅させるためのものである。また、反射電極223は、第一反射電極223a及び第二反射電極223bによって構成されている。反射電極223は、平面視して、櫛形電極222を挟むようにして設けられている。   The reflective electrode 223 is for reflecting and amplifying the vibration generated by the voltage applied to the comb-shaped electrode 222. The reflective electrode 223 includes a first reflective electrode 223a and a second reflective electrode 223b. The reflective electrode 223 is provided so as to sandwich the comb-shaped electrode 222 in plan view.

引出電極224は、櫛形電極222に電圧を印加するときに用いられるものである。引出電極224は、第一引出電極224a及び第二引出電極224bによって構成されている。第一引出電極224aは、第一櫛形電極222aから引き出されており、圧電素板221の一辺に向かって延出するように設けられている。第二引出電極224bは、第二櫛形電極222bから引き出されており、圧電素板221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、引出電極224は、圧電素板221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、第一接合パッド114aと第一引出電極224aとがワイヤ部142にて電気的に接続されており、第二接合パッド114bと第二引出電極224bとがワイヤ部142にて電気的に接続されている。   The extraction electrode 224 is used when a voltage is applied to the comb-shaped electrode 222. The extraction electrode 224 includes a first extraction electrode 224a and a second extraction electrode 224b. The first extraction electrode 224 a is extracted from the first comb electrode 222 a and is provided so as to extend toward one side of the piezoelectric element plate 221. The second extraction electrode 224 b is extracted from the second comb-shaped electrode 222 b and is provided so as to extend toward one side of the piezoelectric element plate 221. That is, the extraction electrode 224 is provided in a shape along the long side or the short side of the piezoelectric element plate 221. In the present embodiment, the first bonding pad 114a and the first extraction electrode 224a are electrically connected by the wire portion 142, and the second bonding pad 114b and the second extraction electrode 224b are connected by the wire portion 142. Is electrically connected.

SAW素子220は、圧電素板221の下面と凸部115との間に設けられた接着剤141により固着保持され、圧電素子実装用パッケージ110に実装される。このとき、接着剤141は、平面視して、櫛形電極222と重なる位置に設けられている。これにより、平面視して、圧電素板221の中心と接着剤141とが重なることになるので、接着剤141が硬化するときに応力が生じても、SAW素子220に均等に応力がかかるため、発振周波数の変動を抑えることができる。   The SAW element 220 is fixedly held by an adhesive 141 provided between the lower surface of the piezoelectric element plate 221 and the convex portion 115 and mounted on the piezoelectric element mounting package 110. At this time, the adhesive 141 is provided at a position overlapping the comb electrode 222 in plan view. As a result, the center of the piezoelectric element plate 221 and the adhesive 141 overlap each other in plan view, so even if stress occurs when the adhesive 141 is cured, the SAW element 220 is equally stressed. The fluctuation of the oscillation frequency can be suppressed.

接着剤141は、凸部115とSAW素子220とを固着保持するためのものである。また、接着剤141は、圧電素板221の下面と凸部115の上面との間に設けられている。また、接着剤141は、熱可塑性接着剤が用いられ、例えば、エポキシ接着剤が用いられる。このような接着剤141は、まず凸部115の上面に塗付され、塗付された接着剤141を圧電素板221の下面と凸部115の上面とで挟むように載置し、硬化させることで設けられる。   The adhesive 141 is for fixing and holding the convex 115 and the SAW element 220. The adhesive 141 is provided between the lower surface of the piezoelectric base plate 221 and the upper surface of the convex portion 115. In addition, as the adhesive 141, a thermoplastic adhesive is used, and for example, an epoxy adhesive is used. Such an adhesive 141 is first applied to the upper surface of the convex portion 115, and the applied adhesive 141 is placed between the lower surface of the piezoelectric base plate 221 and the upper surface of the convex portion 115 and cured. Is provided.

ワイヤ部142は、引出電極224と接合パッド114とが接合することで電気的に接続させるためのものである。ワイヤ部142は、例えば、金線が用いられ、ワイヤボンディング接合により接合されている。   The wire part 142 is for electrically connecting the extraction electrode 224 and the bonding pad 114 by bonding. For example, a gold wire is used for the wire portion 142 and is joined by wire bonding.

ワイヤ部142は、一方の端部がSAW素子220の引出電極224と接合され、他方の端部が基板110aに設けられている接合パッド114に接合され、引出電極224と接合パッド114とを電気的に接続している。   One end of the wire portion 142 is bonded to the extraction electrode 224 of the SAW element 220, the other end is bonded to the bonding pad 114 provided on the substrate 110a, and the extraction electrode 224 and the bonding pad 114 are electrically connected. Connected.

本発明の圧電素子実装用パッケージ110は、矩形状の基板110aと、基板110aの上面の一辺に沿って設けられた電極パッド111と、基板110aの上面の一辺と向かい合う一辺に沿って設けられた接合パッド114と、基板110aの上面であって、電極パッド111と接合パッド114との間の位置に設けられた凸部115と、を備えている。このようにすることにより、矩形状の水晶素板121と、水晶素板121の上下面に設けられた励振用電極122と、励振用電極122と間を空けて水晶素板121の一辺に沿って設けられた一対の引出電極123と、を有した圧電素子の一つである水晶素子120の場合には、電極パッド111上に導電性接着剤140を介して実装することができる。また、矩形状の圧電素板221と、圧電素板221の上面に設けられた櫛形電極222と、櫛形電極222と間を空けて圧電素板221の一辺に沿って設けられた引出電極224と、を有した圧電素子であるSAW素子220の場合には、凸部115上に接着剤141にて実装され、接合パッド114と引出電極224とを電気的に接続することができる。このように、圧電デバイスの種類に対応させて多くの種類のパッケージを準備する必要がなく、圧電素子の異なる種類である水晶素子120とSAW素子220のどちらも実装させることができるため、生産性を向上させることができる。   The piezoelectric element mounting package 110 of the present invention is provided along a rectangular substrate 110a, an electrode pad 111 provided along one side of the upper surface of the substrate 110a, and one side facing one side of the upper surface of the substrate 110a. The bonding pad 114 includes a protrusion 115 provided on the upper surface of the substrate 110 a and between the electrode pad 111 and the bonding pad 114. By doing so, the rectangular crystal base plate 121, the excitation electrodes 122 provided on the upper and lower surfaces of the crystal base plate 121, and the excitation electrode 122 are spaced along the one side of the crystal base plate 121. In the case of the quartz crystal element 120 which is one of the piezoelectric elements having a pair of lead electrodes 123 provided in the manner described above, it can be mounted on the electrode pad 111 via the conductive adhesive 140. In addition, a rectangular piezoelectric element plate 221, a comb-shaped electrode 222 provided on the upper surface of the piezoelectric element plate 221, and an extraction electrode 224 provided along one side of the piezoelectric element plate 221 with a gap between the comb-shaped electrodes 222 In the case of the SAW element 220, which is a piezoelectric element having the above, the adhesive pad 141 is mounted on the convex portion 115, and the bonding pad 114 and the extraction electrode 224 can be electrically connected. Thus, it is not necessary to prepare many types of packages corresponding to the types of piezoelectric devices, and both the crystal element 120 and the SAW element 220, which are different types of piezoelectric elements, can be mounted. Can be improved.

本発明の圧電デバイスは、矩形状の水晶素板121と、水晶素板121の上下面に設けられた励振用電極122と、励振用電極122と間を空けて水晶素板121の一辺に沿って設けられた一対の引出電極123と、を有し、電極パッド111上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、水晶素板121の一辺と向かい合う一辺が、平面視して、凸部115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の引出電極123と、電極パッド111とが接合している箇所を軸として傾いても、水晶素子120の自由端が凸部115に接触するので、基板110の上面に水晶素子120の自由端が接触することを抑制することできる。仮に、水晶素子120の自由端が基板110に接触した状態で、落下試験を行うと、水晶素子120の自由端が欠けてしまう虞がある。このようにすることで、水晶素子120の自由端側が欠けてしまうことを抑えつつ、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。   The piezoelectric device of the present invention includes a rectangular crystal element plate 121, excitation electrodes 122 provided on the upper and lower surfaces of the crystal element plate 121, and the excitation electrode 122, along one side of the crystal element plate 121. A crystal element 120 having a pair of lead electrodes 123 provided on the electrode pad 111 and a lid 130 for hermetically sealing the crystal element 120, and a crystal base plate 121. One side facing one side is provided at a position overlapping the convex portion 115 in plan view. By doing so, the free end of the crystal element 120 comes into contact with the convex portion 115 even if the crystal element 120 is tilted about the location where the extraction electrode 123 of the crystal element 120 and the electrode pad 111 are joined. It is possible to prevent the free end of the quartz crystal element 120 from coming into contact with the upper surface of the substrate. If the drop test is performed with the free end of the crystal element 120 in contact with the substrate 110, the free end of the crystal element 120 may be lost. By doing in this way, it can reduce that the oscillation frequency of the crystal element 120 fluctuates, suppressing that the free end side of the crystal element 120 is missing.

また、本発明の圧電デバイスは、圧電素子実装用パッケージ110と、形状の圧電素板221と、圧電素板221の上面に設けられた櫛形電極222と、櫛形電極222と間を空けて圧電素板221の一辺に沿って設けられた引出電極224と、を有し、凸部上に接着剤141にて実装され、接合パッド114と引出電極224とが電気的に接続されたSAW素子220と、SAW素子220を気密封止するための蓋体130と、を備え、接着剤141が、平面視して、圧電素板221の櫛形電極222と重なる位置に設けられている。これにより、接着剤141が、平面視して、圧電素板221の中心と重なることになるので、接着剤141が硬化するときに応力が生じても、SAW素子220に均等に応力がかかるため、発振周波数の変動を抑えることができる。   In addition, the piezoelectric device of the present invention includes a piezoelectric element mounting package 110, a piezoelectric element plate 221 having a shape, a comb electrode 222 provided on the upper surface of the piezoelectric element plate 221, and a piezoelectric element with a gap between the comb electrode 222. A SAW element 220 having an extraction electrode 224 provided along one side of the plate 221, mounted on the convex portion with an adhesive 141, and electrically connecting the bonding pad 114 and the extraction electrode 224. And a lid 130 for hermetically sealing the SAW element 220, and the adhesive 141 is provided at a position overlapping the comb-shaped electrode 222 of the piezoelectric base plate 221 in plan view. As a result, the adhesive 141 overlaps with the center of the piezoelectric base plate 221 in plan view, so even if stress occurs when the adhesive 141 is cured, the SAW element 220 is equally stressed. The fluctuation of the oscillation frequency can be suppressed.

(第一変形例)
本実施形態の第一変形例である水晶発振器は、図6または図8に示すように、基板210aの下面に第二枠体210cと、基板210aの下面に実装された集積回路素子150とを点において本実施形態の水晶振動子と異なる。水晶発振器は、図6及び図7に示されているように、圧電素子実装用パッケージ210と、圧電素子実装用パッケージ210の第一凹部K1内の基板210aの上面に実装された水晶素子120と、圧電素子実装用パッケージ210の第二凹部K2内の基板210aの下面に実装された集積回路素子150と、水晶素子120を気密封止するための蓋体130と、を含んでいる。また、基板210aの下面には、集積回路素子150を実装するための接続パッド218が設けられている。
(First modification)
As shown in FIG. 6 or FIG. 8, the crystal oscillator according to the first modification of the present embodiment includes a second frame 210c on the lower surface of the substrate 210a and an integrated circuit element 150 mounted on the lower surface of the substrate 210a. In this respect, it differs from the crystal resonator of this embodiment. As shown in FIGS. 6 and 7, the crystal oscillator includes a piezoelectric element mounting package 210, and a crystal element 120 mounted on the upper surface of the substrate 210a in the first recess K1 of the piezoelectric element mounting package 210. The integrated circuit element 150 mounted on the lower surface of the substrate 210a in the second recess K2 of the piezoelectric element mounting package 210, and the lid 130 for hermetically sealing the crystal element 120 are included. In addition, connection pads 218 for mounting the integrated circuit element 150 are provided on the lower surface of the substrate 210a.

第二枠体210cは、基板210aの下面の外周縁に沿って配置され、基板210aの下面に第二凹部K2を形成するためのものである。第一枠体210b及び第二枠体210c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210aと一体的に形成されている。第二枠体210cの下面の四隅には、外部端子212が設けられている。   The 2nd frame 210c is arrange | positioned along the outer periphery of the lower surface of the board | substrate 210a, and is for forming the 2nd recessed part K2 in the lower surface of the board | substrate 210a. The first frame 210b and the second frame 210c are made of a ceramic material such as alumina ceramics or glass-ceramics, and are formed integrally with the substrate 210a. External terminals 212 are provided at the four corners of the lower surface of the second frame 210c.

外部端子212は、水晶発振器を電子機器等の実装基板に実装するためのものである。外部端子212は、第二枠体210cの下面の四隅に設けられている。外部端子212は、基板210aの下面に設けられた六つの接続パッド215の内の四つと電気的に接続されている。また、外部端子212の内の一つは、電子機器等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ている。これにより、封止用導体パターン217に接合された蓋体130がグランド電位となっている外部端子212に接続される。よって、蓋体130がグランド電位となっている外部端子212と接続されている場合と比較して、蓋体130による第一凹部K1内のシールド性が向上する。また、外部端子212の内の他の一つは、出力端子として用いられ、外部端子212の内他の一つは、電源電圧端子として用いられる。   The external terminal 212 is for mounting the crystal oscillator on a mounting board such as an electronic device. The external terminals 212 are provided at the four corners of the lower surface of the second frame 210c. The external terminals 212 are electrically connected to four of the six connection pads 215 provided on the lower surface of the substrate 210a. One of the external terminals 212 is connected to a mounting pad connected to a ground potential that is a reference potential on a mounting board of an electronic device or the like. As a result, the lid 130 joined to the sealing conductor pattern 217 is connected to the external terminal 212 that is at the ground potential. Therefore, compared with the case where the lid 130 is connected to the external terminal 212 having the ground potential, the shielding performance in the first recess K1 by the lid 130 is improved. The other one of the external terminals 212 is used as an output terminal, and the other one of the external terminals 212 is used as a power supply voltage terminal.

接続パッド218は、集積回路素子150を実装するために用いられている。また、接続パッド218は、例えば、六つ設けられており、基板210aと第二枠体210cとで形成された第二凹部K2内の基板210aの下面に三つずつ並んで配置されている。集積回路素子150の接続端子151と、接続パッド218とは、図7に示すように、導電性接合材143を介して機械的・電気的に接合されている。   The connection pad 218 is used for mounting the integrated circuit element 150. For example, six connection pads 218 are provided, and three connection pads 218 are arranged side by side on the lower surface of the substrate 210a in the second recess K2 formed by the substrate 210a and the second frame 210c. As shown in FIG. 7, the connection terminal 151 of the integrated circuit element 150 and the connection pad 218 are mechanically and electrically bonded via a conductive bonding material 143.

集積回路素子150は、例えば、複数個の接続端子151を有した矩形状のフリップチップ型集積回路素子が用いられ、その回路形成面(上面)には、水晶素子120に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路部が設けられている。この発振回路部で生成された出力信号は、第二枠体210cの外部端子112の内の一つを介して水晶発振器の外へ出力され、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。   As the integrated circuit element 150, for example, a rectangular flip-chip type integrated circuit element having a plurality of connection terminals 151 is used, and a circuit formation surface (upper surface) is connected to the crystal element 120 and has a predetermined oscillation. An oscillation circuit unit for generating an output is provided. The output signal generated by the oscillation circuit unit is output to the outside of the crystal oscillator via one of the external terminals 112 of the second frame 210c, and is used as a reference signal such as a clock signal, for example.

導電性接合材143は、例えば、銀ペースト又は鉛フリー半田により構成されている。また、導電性接合材143には、塗布し易い粘度に調整するための添加した溶剤が含有されている。鉛フリー半田の成分比率は、錫が95〜97.5%、銀が2〜4%、銅が0.5〜1.0%のものが使用されている。   The conductive bonding material 143 is made of, for example, silver paste or lead-free solder. The conductive bonding material 143 contains an added solvent for adjusting the viscosity to be easily applied. The component ratio of the lead-free solder is 95 to 97.5% for tin, 2 to 4% for silver, and 0.5 to 1.0% for copper.

このような水晶発振器においても、上述した効果を奏することができ、安定した発振周波数を出力することができる。   Even in such a crystal oscillator, the above-described effects can be achieved, and a stable oscillation frequency can be output.

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。上記の実施形態では、電極パッド111と外部端子112とが基板110内に設けられた導体部116によって電気的に接続されていたが、基板の側面に配線パターンを設けて、電極パッド111と外部端子112とを電気的に接続すするようにしても構わない。また、上記の実施形態の第一変形例では、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。   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 electrode pad 111 and the external terminal 112 are electrically connected by the conductor portion 116 provided in the substrate 110. However, the wiring pattern is provided on the side surface of the substrate, and the electrode pad 111 and the external terminal 112 are externally connected. The terminal 112 may be electrically connected. In the first modification of the above-described embodiment, the case where the crystal element for AT is used as the crystal element has been described. However, two flat plate-like vibrating arms extending in the same direction from the side surface of the base part A tuning-fork type bent quartz element having a portion may be used.

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 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.

上記の実施形態の発振器では、水晶素子120を実装していたが、図8に示すように、SAW素子220を実装しても構わない。SAW発振器の場合には、また、凸部215は、集積回路素子150が動作するときに発生する熱の影響を低減させる役割を果たしている。凸部215は、基板210aとSAW素子220を固着保持している接着剤141との間に設けられている。このため、集積回路素子150が動作するときに生じた熱は、まず、接続パッド218から基板210aに移動し、基板210aから凸部215を経由し、接着剤141へ移動し、その後、SAW素子220へ移動することとなる。従って、凸部215を設けることで、集積回路素子150からSAW素子220まで熱が移動する速度を遅くし、SAW素子220の熱の影響を低減させることができる。   In the oscillator of the above embodiment, the crystal element 120 is mounted. However, as shown in FIG. 8, a SAW element 220 may be mounted. In the case of the SAW oscillator, the convex portion 215 plays a role of reducing the influence of heat generated when the integrated circuit element 150 operates. The convex portion 215 is provided between the substrate 210 a and the adhesive 141 that holds the SAW element 220 firmly. For this reason, heat generated when the integrated circuit element 150 is operated first moves from the connection pad 218 to the substrate 210a, then moves from the substrate 210a via the convex portion 215 to the adhesive 141, and then the SAW element. It will move to 220. Therefore, by providing the convex portion 215, the speed of heat transfer from the integrated circuit element 150 to the SAW element 220 can be reduced, and the influence of the heat of the SAW element 220 can be reduced.

110a、210a・・・基板
110b、210b・・・第一枠体
210c・・・第二枠体
110、210・・・圧電素子実装用パッケージ
111、211・・・電極パッド
112、212・・・外部端子
113、213・・・配線パターン
114、214・・・接合パッド
115、215・・・凸部
116・・・導体部
117、217・・・封止用導体パターン
218・・・接続パッド
120・・・水晶素子
220・・・SAW素子
121、221・・・圧電素板(水晶素板)
122・・・励振用電極
222・・・櫛形電極
123、224・・・引出電極
130・・・蓋体
131・・・接合部材
140・・・導電性接着剤
141・・・接着剤
142・・・ワイヤ部
143・・・導電性接合材
150・・・集積回路素子
K1・・・第一凹部
K2・・・第二凹部
110a, 210a ... substrate 110b, 210b ... first frame 210c ... second frame 110, 210 ... package for mounting piezoelectric elements 111, 211 ... electrode pads 112, 212 ... External terminals 113, 213 ... wiring patterns 114, 214 ... bonding pads 115, 215 ... convex portions 116 ... conductor portions 117, 217 ... sealing conductor patterns 218 ... connection pads 120 ... Quartz element 220 ... SAW element 121,221 ... Piezoelectric element (crystal element)
122 ... excitation electrode 222 ... comb electrode 123,224 ... extraction electrode 130 ... lid body 131 ... joining member 140 ... conductive adhesive 141 ... adhesive 142 ... Wire portion 143: conductive bonding material 150 ... integrated circuit element K1 ... first recess K2 ... second recess

Claims (3)

矩形状の基板と、
前記基板の上面の一辺に沿って設けられた電極パッドと、
前記基板の上面の前記一辺と向かい合う一辺に沿って設けられた接合パッドと、
前記基板の上面であって、前記電極パッドと前記接合パッドとの間の位置に設けられた凸部と、を備えたことを特徴とする圧電素子実装用パッケージ。
A rectangular substrate;
An electrode pad provided along one side of the upper surface of the substrate;
A bonding pad provided along one side facing the one side of the upper surface of the substrate;
A package for mounting a piezoelectric element, comprising: an upper surface of the substrate; and a protrusion provided at a position between the electrode pad and the bonding pad.
請求項1記載の圧電素子実装用パッケージと、
矩形状の水晶素板と、前記水晶素板の上下面に設けられた励振用電極と、前記励振用電極と間を空けて前記水晶素板の一辺に沿って設けられた一対の引出電極と、を有し、前記電極パッド上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、
前記水晶素板の一辺と向かい合う一辺が、平面視して、前記凸部と重なる位置に設けられていることを特徴とする圧電デバイス。
A package for mounting a piezoelectric element according to claim 1;
A rectangular crystal base plate, excitation electrodes provided on the upper and lower surfaces of the crystal base plate, and a pair of extraction electrodes provided along one side of the crystal base plate with a space between the excitation electrodes; And a crystal element mounted on the electrode pad,
A lid for hermetically sealing the crystal element,
One side facing the one side of the quartz base plate is provided at a position overlapping the convex portion in plan view.
請求項1記載の圧電素子実装用パッケージと、
矩形状の圧電素板と、前記圧電素板の上面に設けられた櫛形電極と、前記櫛形電極と間を空けて前記圧電素板の一辺に沿って設けられた引出電極と、を有し、前記凸部上に接着剤にて実装され、前記接合パッドと前記引出電極とが電気的に接続されたSAW素子と、
前記SAW素子を気密封止するための蓋体と、を備え、
前記接着剤が、平面視して、前記圧電素板の櫛形と重なる位置に設けられていることを特徴とする圧電デバイス。
A package for mounting a piezoelectric element according to claim 1;
A rectangular piezoelectric element plate, a comb electrode provided on the upper surface of the piezoelectric element plate, and an extraction electrode provided along one side of the piezoelectric element plate with a gap between the comb electrodes, A SAW element mounted on the convex portion with an adhesive, and the bonding pad and the extraction electrode are electrically connected;
A lid for hermetically sealing the SAW element,
The piezoelectric device, wherein the adhesive is provided at a position overlapping the comb shape of the piezoelectric element plate in plan view.
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