JP2016181889A - 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、特定の周波数を発生させるものである。例えば、矩形状の基板の上面の一辺に沿って設けられた一対の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、基板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金属製の封止蓋体と、を備えた水晶振動子が提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。接合部材は、ガラスが用いられ、熱を印加することで、封止蓋体と基板の上面とを接合することができる。また、水晶デバイスを構成する基板の下面の四隅には、外部端子が設けられており、電子機器等のマザーボードに半田等で実装されている。
The crystal device generates a specific frequency by using the piezoelectric effect of the crystal element. For example, a crystal element mounted on a pair of electrode pads provided along one side of the upper surface of a rectangular substrate via a conductive adhesive, and bonded to the upper surface of the substrate via a bonding member, A crystal resonator provided with a metal sealing lid for hermetically sealing has been proposed (see, for example,
上述した水晶デバイスは、蓋体とパッケージとを接合部材により接合されているため、封止蓋体が基板の下面に設けられた複数の外部端子の内の一つであるグランド端子と接続していない。よって、電子機器の実装基板上にこのような水晶デバイスを実装した際に、外部電磁波ノイズの影響で、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 lid and the package are joined by the joining member, the sealing lid is connected to the ground terminal which is one of the plurality of external terminals provided on the lower surface of the substrate. Absent. Therefore, when such a crystal device is mounted on a mounting board of an electronic device, there is a possibility that the oscillation frequency of the crystal element may fluctuate due to the influence of external electromagnetic noise.
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の変動を低減することができる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 that can reduce 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、基板と、基板の上面の外周縁に沿って設けられた枠体と、基板の上面に設けられた電極パッドと、枠体の上面の外周縁に沿って環状に設けられた導体パターンと、導体パターンの内側に沿って枠体の上面に環状に設けられた接合部材と、基板の電極パッドに実装された水晶素子と、基部と、基部の外側側面に沿って設けられた傾斜部とにより構成されており、接合部材を介して接合されている蓋体と、を備え、傾斜部が、導体パターンと接触し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 the outer periphery of the upper surface of the substrate, an electrode pad provided on the upper surface of the substrate, and an outer periphery of the upper surface of the frame. An annular conductor pattern, a joining member annularly provided on the upper surface of the frame body along the inner side of the conductor pattern, a crystal element mounted on the electrode pad of the substrate, a base, and an outer side surface of the base And a lid that is joined via a joining member, and the slope is in contact with the conductor pattern. .
本発明の一つの態様による水晶デバイスは、基板と、基板の上面の外周縁に沿って設けられた枠体と、基板の上面に設けられた電極パッドと、枠体の上面の外周縁に沿って環状に設けられた導体パターンと、導体パターンの内側に沿って枠体の上面に環状に設けられた接合部材と、基板の電極パッドに実装された水晶素子と、基部と、基部の外側側面に沿って設けられた傾斜部とにより構成されており、接合部材を介して接合されている蓋体と、を備え、傾斜部が、導体パターンと接触されている。このようにすることによって、導体パターンが水晶素子を囲むように設けられているため、外部電磁波ノイズが導体パターンにより遮られ、水晶素子に外部電磁波ノイズが重畳することを抑えることができる。また、蓋体の傾斜部と導体パターンとが接触していることによって、蓋体は、導体パターンと電気的に接続されることになり、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との間で浮遊容量が発生しにくくなり、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できる。 A quartz crystal device according to an aspect of the present invention includes a substrate, a frame provided along the outer periphery of the upper surface of the substrate, an electrode pad provided on the upper surface of the substrate, and an outer periphery of the upper surface of the frame. An annular conductor pattern, a joining member annularly provided on the upper surface of the frame body along the inner side of the conductor pattern, a crystal element mounted on the electrode pad of the substrate, a base, and an outer side surface of the base And a lid body joined via a joining member, and the sloped part is in contact with the conductor pattern. By doing so, since the conductor pattern is provided so as to surround the crystal element, it is possible to prevent external electromagnetic wave noise from being blocked by the conductor pattern and superimposing the external electromagnetic wave noise on the crystal element. In addition, because the inclined portion of the lid and the conductor pattern are in contact, the lid will be electrically connected to the conductor pattern, and even if a metal plate or the like is close to the quartz device from above, The stray capacitance is less likely to occur between the adjacent metal plate and the crystal element, and fluctuations in the oscillation frequency of the crystal element can be reduced.
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の上面に実装された水晶素子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 and 2, the crystal device according to the present embodiment includes a
基板110aは、矩形状であり、上面で水晶素子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113、導体部114及びビア導体115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の少なくとも二つは、電極パッド111と電気的に接続されている。また、残りの外部端子112の少なくとも一つは、導体パターン118と電気的に接続されている。
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113及び導体部114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、平面視して矩形状である一対の凸部116が設けられている。また、一対の凸部116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
外部端子112は、外部の電子機器等を構成する実装基板上に実装するために用いられている。外部端子112は、図4に示すように、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。外部端子112の内の少なくとも一つの端子が、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ている。第三外部端子112cは、ビア導体115、第三配線パターン113c及び第三導体部114cを介して、導体パターン118と電気的に接続されている。また、第三外部端子112c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、外部電磁波ノイズにおける導体パターン118と蓋体130の傾斜部130bとが接触することにより、蓋体130がグランド電位となっている第三外部端子112cに電気的に接続される。よって、蓋体130による凹部K内のシールド性は、向上されることになる。
The
配線パターン113は、図3(a)及び図3(b)に示すように、電極パッド111と導体部114を電気的に接続すると共に、ビア導体115と導体部114とを電気的に接続するためのものである。配線パターン113は、第一配線パターン113a、第二配線パターン113b及び第三配線パターン113cによって構成されている。配線パターン113は、平面視して、枠体110b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って、水晶デバイスは、配線パターン113と水晶素子120との間で浮遊容量が発生することを抑えるので、水晶素子120にこの浮遊容量が付与されることがないため、発振周波数が変動してしまうことを抑えることができる。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
また、第一配線パターン113aは、図3に示すように、第一電極パッド111a及び第一導体部114aと電気的に接続されている。第一配線パターン113aは、第一電極パッド111aから近接された枠体110bの長辺方向に向かって延出されており、第一配線パターン113aの一部が露出されている。第二配線パターン113bは、第二電極パッド111b及び第二導体部114bと電気的に接続されている。第二配線パターン113bは、第一電極パッド111aから近接された枠体110bの長辺方向に向かって延出されており、第二配線パターン113bの一部が露出されている。第三配線パターン113cは、ビア導体115から近接された基板110aの角部に設けられた第三導体部114cに向かって延出されている。
Further, as shown in FIG. 3, the first wiring pattern 113a is electrically connected to the
このように、配線パターン113の一部が、電極パッド111から枠体110bの長辺方向に向かって延出し、露出するようにして設けられていることにより、水晶素子120を実装した際に、溢れ出そうになった導電性接着剤140が、基板110aよりも濡れ性の良い配線パターン113上に沿って流れ出てくれるため、パッケージ110の中心方向に流れ出ることがなく導電性接着剤140が励振用電極122に付着してしまうことを抑えることができる。
As described above, a part of the
導体部114は、配線パターン113と外部端子112を電気的に接続するためのものである。導体部114は、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114の両端は、配線パターン113及び外部端子112と接続されている。導体部114は、第一導体部114a、第二導体部114b、第三導体部114c及び第四導体部114dによって構成されている。
The
ビア導体115は、基板110aの内部に設けられ、その両端は、導体パターン118及び第三配線パターン113cと電気的に接続すると共に、後述する導体パターン118及び外部端子112と電気的に接続するためのものである。ビア導体115は、基板110aに設けられた貫通孔の内部に導体を充填することで設けられている。
The via
凸部116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116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116は、第一凸部116a及び第二凸部116bによって構成されている。第一凸部116aは、第一電極パッド111aの上面に設けられており、第二凸部116bは、第二電極パッド111bの上面に設けられている。また、凸部116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116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116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。
Further, one side of the pair of
また、凸部116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140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116に接触することになり、凸部116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116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
突起部117は、平面視して、矩形状であり、水晶素子120の自由端側の対向する位置に設けられており、水晶素子120の自由端側が基板110aに接触することを防ぐためのものである。突起部117は、凹部K内の基板110a上で、突起部117の長辺と基板110aの長辺が略平行になるように設けられている。このようにすることにより、水晶デバイスに落下等の衝撃が加わった際に、水晶素子120の自由端側が基板110aに接触することによる欠けなどを抑えることができる。
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116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凸部116の辺の長さは、200〜400μmとなる。凸部116の上下方向の厚みの長さは、7〜30μmとなる。また、基板110aの長辺方向と平行となる突起部117の長さは、500〜800μmであり、基板110aの短辺方向と平行となる突起部117の長さは、150〜300μmである。また、突起部117の上下方向の長さは、約30〜100μmである。
Here, when 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116が設けられていない箇所である配線パターン113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
導体パターン118は、実装された水晶素子120を囲むように枠体110bの上面に環状に設けられているため、外部電磁波ノイズが導体パターン118により遮られ、水晶素子120に外部電磁波ノイズが重畳することを抑えるためのものである。導体部118は、図3及び図4に示すように、ビア導体115、第三配線パターン113c及び第三導通部114cを介して、第三外部端子112cと電気的に接続されている。また、第三外部端子112cは、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り、グランド端子として用いられる。よって、この第三外部端子112cと電気的に接続された導体パターン118は、基準電位となる。このようにすることで、外部電磁波ノイズが導体パターン118により、さらに遮られることになる。また、蓋体130の傾斜部130bが導体パターン118と接触されていることによって、蓋体130が、グランド電位となる第三外部端子112cと電気的に接続されることになり、水晶素子120に外部電磁波ノイズが重畳することをさらに低減することができる。また、導体パターン118がグランド端子と電気的に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、基準電位となった導体パターン118により、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。導体パターン118は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体配線の表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次、枠体110bの上面を外周縁に沿って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。
Since the
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、電極パッド111、外部端子112、配線パターン113、導体部114、凸部116、突起部117及び導体パターン118となる部位にニッケルメッキ又は金メッキ、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 method for manufacturing the
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
また、水晶素子120は、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110a上に固定されている。
Further, as shown in FIG. 2, 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、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の第一引き出し電極123aは、第一電極パッド111aと接合され、第二引き出し電極123bは、第二電極パッド111bと接合される。これによって、第一外部端子112aと第二外部端子112b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
また、水晶素子120は、水晶素子120の自由端と対向する位置に突起部117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の引き出し電極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の自由端が突起部117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、落下試験等を行うと、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, 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
蓋体130は、矩形状の基部130aと、基部130aの下面の外周縁に沿って設けられている傾斜部130bとで構成されている。基部130aは、平面視して、矩形状である。傾斜部130bは、蓋体130がパッケージ110と接合した際に、パッケージ110側に折れ曲がるようにして形成されている。傾斜部130bは、基部130aの平面を基準面とした際に、基板110aに近づく方向に、15〜45度傾くようにして形成されている。
The
基部130a及び傾斜部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。このような蓋体130は、真空状態にある凹部K又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の上面に載置され、枠体110bの上面と基部110aの下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。また、蓋体130は、傾斜部130bが枠体110bの上面に設けられた導体パターン118と接触するようにして枠体110b上に接合されている。
The
Specifically, the
接合部材150は、蓋体130の下面と枠体110bの上面とを接合するために用いられている。接合部材150は、枠体110bの内周縁に沿って環状に設けられており、その外側には、導体パターン118が設けられている。つまり、傾斜部130bと導体パターン118を接触させつつ、蓋体130と枠体110bとを接合させるため、枠体110b上面を平面視して、枠体110bの上面には内側から接合部材150、導体パターン118の順に設けられている。接合部材150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、ガラスペーストをスクリーン印刷法で印刷塗布するとともに、このガラスペーストを加熱し軟化溶融させた後、冷却固化させることにより枠体110bの上面の内周縁に沿って環状に被着されている。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。
The joining
本実施形態における水晶デバイスは、基板110aと、基板110aの上面の外周縁に沿って設けられた枠体110bと、基板110aの上面に設けられた電極パッド111と、枠体110bの上面の外周縁に沿って環状に設けられた導体パターン118と、導体パターン118の内側に沿って枠体110bの上面に環状に設けられた接合部材150と、基板110aの電極パッド111に実装された水晶素子120と、基部130aと、基部130aの外側側面に沿って設けられた傾斜部130bとにより構成されており、接合部材150を介して接合されている蓋体130と、を備え、傾斜部130bが、導体パターン118と接触している。このようにすることによって、蓋体130及び導体パターン118が水晶素子120を囲むよう設けられているため、外部電磁波ノイズが導体パターン118及び蓋体130により遮られ、水晶素子120に外部電磁波ノイズが重畳することを抑えることができる。よって、このような水晶デバイスは、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 quartz crystal device according to the present embodiment includes a substrate 110a, a frame 110b provided along the outer peripheral edge of the upper surface of the substrate 110a, an
また、本実施形態における水晶デバイスは、外部端子112が基板110aの下面に複数設けられており、外部端子112の内の少なくとも一つと導体パターン118とが電気的に接続されており、導体パターン118と電気的に接続された外部端子112がグランド端子として用いられている。このようにすることにより、少なくとも一つの外部端子112と導体パターン118とが電気的に接続されており、導体パターン118と電気的に接続された外部端子112がグランド端子として用いられている。また、蓋体130の傾斜部130bは、導体パターン118と接触していることにより、蓋体130もグランド電位である基準電位とすることができる。このようにすることにより、水晶デバイスが電子機器等の実装基板上に実装された際に、上から金属板が水晶デバイスに近接しても、基準電位となった導体パターン118及び蓋体130により、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さらに低減することができる。
In the crystal device according to the present embodiment, a plurality of
また、本実施形態における水晶デバイスは、電極パッド111が、基板110aの一辺に沿って設けられており、電極パッド111の上面に設けられた凸部116を備えている。晶素子120が導電性接着剤140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116に接触することになり、凸部116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116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。
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、基板110aの一辺と向かい合う辺に沿って設けられた突起部117を備えている。このようにすることにより、水晶デバイスに落下等の衝撃が加わった際に、水晶素子120の自由端側が突起部117に接触するため、基板110aに直接接触することによる欠けなどを抑えることができる。
In addition, the quartz crystal device according to the present embodiment includes a
(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5に示されているように、傾斜部130bと導体パターン118とを電気的に接合するための導電部材160を備えている点において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. As shown in FIG. 5, the quartz crystal device according to the first modification of the present embodiment is provided with a conductive member 160 for electrically joining the
導電部材160は、蓋体130の傾斜部130bと枠体110b上面の外周縁に沿って設けられた導体パターン118とを電気的に接合するために用いられている。導電部材160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、導電部材160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 member 160 is used to electrically join the
本実施形態の第一変形例における水晶デバイスは、傾斜部130bと導体パターン118とを電気的に接合するための導電部材160を備えている。このようにすることにより、外部電磁波ノイズが導体パターン118及び蓋体130によりさらに遮られ、水晶素子120に外部電磁波ノイズが重畳することをさらに抑えることができる。また、導電部材160を枠体110bの外周縁に沿って備えることで、さらにグランド電位の部分が広がるので、水晶素子120に外部電磁波ノイズが重畳することをさらに抑えることができる。よって、このような水晶デバイスは、水晶素子120の発振周波数が変動することをさらに低減することができる。
The quartz crystal device according to the first modification of the present embodiment includes a conductive member 160 for electrically joining 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。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, 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. A bevel processing method for the
上記の実施形態では、接合部材150が枠体110bの内周縁に沿って設けられた場合を説明したが、接合部材150が蓋体130の下面で、枠体110bの内周縁と対向する箇所に環状に設けられるようにしても構わない。このような接合部材150は、例えば、ガラスペーストをスクリーン印刷法で印刷塗布するとともに、このガラスペーストを加熱し軟化溶融させた後、冷却固化させることにより枠体110bの上面の内周縁に沿って環状に接合部材150を被着させることで設けられる。
In the above embodiment, the case where the joining
上記の実施形態では、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。このような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 an AT crystal element is used as the crystal element has been described. However, a tuning fork-type bending having a base and two flat-plate-shaped vibrating arms extending in the same direction from the side surface of the base is described. A crystal element may be used. Such a tuning-fork type bending crystal element is composed of a crystal piece, an excitation electrode provided on the surface of the crystal piece, an extraction 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.
110・・・基板
111・・・電極パッド
112・・・外部端子
113・・・配線パターン
114・・・導体部
115・・・ビア導体
116・・・凸部
117・・・突起部
118・・・導体パターン
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
130a・・・基部
130b・・・傾斜部
140・・・導電性接着剤
150・・・接合部材
160・・・導電部材
K・・・凹部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基板の上面の外周縁に沿って設けられた枠体と、
前記基板の上面に設けられた電極パッドと、
前記枠体の上面の外周縁に沿って環状に設けられた導体パターンと、
前記導体パターンの内側に沿って前記枠体の上面に環状に設けられた接合部材と、
前記基板の前記電極パッドに実装された水晶素子と、
基部と、前記基部の外側側面に沿って設けられた傾斜部とにより構成されており、前記接合部材を介して接合されている蓋体と、を備え、
前記傾斜部が、前記導体パターンと接触していることを特徴とする水晶デバイス。 A substrate,
A frame provided along the outer peripheral edge of the upper surface of the substrate;
An electrode pad provided on the upper surface of the substrate;
A conductor pattern provided in an annular shape along the outer peripheral edge of the upper surface of the frame;
A joining member provided annularly on the upper surface of the frame body along the inside of the conductor pattern;
A crystal element mounted on the electrode pad of the substrate;
Comprising a base and an inclined portion provided along the outer side surface of the base, and a lid joined via the joining member,
The inclined device is in contact with the conductor pattern.
前記傾斜部と前記導体パターンとを電気的に接合するための導電部材を備え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 comprising a conductive member for electrically joining the inclined portion and the conductor pattern.
前記外部端子が前記基板の下面に複数設けられており、
前記外部端子の内の少なくとも一つと前記導体パターンとが電気的に接続されており、前記導体パターンと電気的に接続された前記外部端子がグランド端子として用いられることを特徴とする水晶デバイス。 The quartz crystal device according to claim 1 or 2,
A plurality of the external terminals are provided on the lower surface of the substrate,
At least one of the external terminals and the conductor pattern are electrically connected, and the external terminal electrically connected to the conductor pattern is used as a ground terminal.
前記電極パッドが、前記基板の一辺に沿って設けられており、
前記電極パッドの上面に設けられた凸部を備えていることを特徴とする水晶デバイス。 The quartz crystal device according to claim 1, wherein
The electrode pads are provided along one side of the substrate;
A crystal device comprising a convex portion provided on an upper surface of the electrode pad.
前記基板の一辺と向かい合う辺に沿って設けられた突起部を備えていることを特徴とする水晶デバイス。 The crystal device according to claim 1, wherein:
A crystal device comprising: a protrusion provided along a side facing one side of the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015062620A JP2016181889A (en) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | Crystal Device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019179958A (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社村田製作所 | Electronic component |
-
2015
- 2015-03-25 JP JP2015062620A patent/JP2016181889A/en active Pending
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