JP2019211229A - Temperature sensor and piezoelectric vibration device including the same - Google Patents

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一生 福井
和也 藤野
Kazuya Fujino
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Abstract

To provide a temperature sensor capable of improving adhesion between an electrode layer and a resistive layer, and a piezoelectric vibration device including the same.SOLUTION: A temperature sensor 10 comprises a resistive layer 14 formed of a thermistor material and a pair of electrode layers 12, 12 formed to face each other across the resistive layer 14 on an insulating substrate 11. An interface layer 13 is interposed between the resistive layer 14 and the electrode layer 12. The electrode layer 12 is an Au layer, and the interface layer 13 is a Ti layer or a Cr layer.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、温度センサ、及びこれを備えた圧電振動デバイスに関する。   The present invention relates to a temperature sensor and a piezoelectric vibration device including the same.

従来、絶縁性基板に、サーミスタ材料により形成される抵抗層と、この抵抗層を挟んで互いに対向して形成される一対の電極層とが備えられた温度センサが知られている(例えば、特許文献1参照)。抵抗層は例えば窒化物材料等により形成され、電極層は例えばAu(金)からなるAu層により形成される。   Conventionally, a temperature sensor is known in which an insulating substrate is provided with a resistance layer formed of a thermistor material and a pair of electrode layers formed opposite to each other with the resistance layer interposed therebetween (for example, a patent) Reference 1). The resistance layer is formed of, for example, a nitride material, and the electrode layer is formed of, for example, an Au layer made of Au (gold).

特開2018−36245号公報JP 2018-36245 A

上述したような温度センサでは、薄型化を図る観点から、電極層及び抵抗層をできる限り薄く形成することが要求される。しかし、電極層及び抵抗層を薄く形成すると、電極層及び抵抗層の密着性が低下する可能性があり、電極層及び抵抗層の界面で剥離が発生することが懸念される。また、例えば電極層をメタルエッチングにより形成する際のエッチング液が、電極層と抵抗層との界面に侵入する可能性があり、これに起因して電極層及び抵抗層の密着性の低下を招く可能性がある。   In the temperature sensor as described above, it is required to form the electrode layer and the resistance layer as thin as possible from the viewpoint of reducing the thickness. However, when the electrode layer and the resistance layer are formed thin, the adhesion between the electrode layer and the resistance layer may be reduced, and there is a concern that peeling occurs at the interface between the electrode layer and the resistance layer. In addition, for example, an etching solution for forming the electrode layer by metal etching may enter the interface between the electrode layer and the resistance layer, which causes a decrease in adhesion between the electrode layer and the resistance layer. there is a possibility.

本発明は上述したような実情を考慮してなされたもので、電極層と抵抗層との間の密着性の向上を図ることが可能な温度センサ、及びこれを備えた圧電振動デバイスを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and provides a temperature sensor capable of improving adhesion between an electrode layer and a resistance layer, and a piezoelectric vibration device including the temperature sensor. For the purpose.

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、絶縁性基板に、サーミスタ材料により形成される抵抗層、及び平面視で前記抵抗層を挟んで互いに対向して形成される一対の電極層が備えられた温度センサであって、前記抵抗層と前記電極層との間には、界面層が介在されていることを特徴としている。   In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows. That is, the present invention is a temperature sensor comprising an insulating substrate provided with a resistance layer formed of a thermistor material and a pair of electrode layers formed facing each other across the resistance layer in plan view. An interface layer is interposed between the resistance layer and the electrode layer.

上記構成によれば、電極層と抵抗層とを直接積層した場合に比べて、電極層と抵抗層との間の密着性、詳細には、電極層と界面層との密着性、及び抵抗層と界面層との密着性を向上させることができ、電極層及び抵抗層の絶縁性基板からの剥離を抑制できる。   According to the above configuration, the adhesion between the electrode layer and the resistance layer, more specifically, the adhesion between the electrode layer and the interface layer, and the resistance layer, compared to the case where the electrode layer and the resistance layer are directly laminated. The adhesion between the electrode layer and the interface layer can be improved, and the peeling of the electrode layer and the resistance layer from the insulating substrate can be suppressed.

ここで、電極層と抵抗層とを直接積層した場合、電極層をメタルエッチングにより形成する際のエッチング液が、電極層と抵抗層との界面に侵入する可能性があり、密着性の低下を招く可能性がある。しかし、上記構成では、電極層と抵抗層との間に界面層が介在されるので、エッチング液の侵入に起因する電極層と抵抗層との間の密着性の低下を抑制することができる。   Here, when the electrode layer and the resistance layer are directly laminated, the etching solution for forming the electrode layer by metal etching may invade the interface between the electrode layer and the resistance layer. There is a possibility to invite. However, in the above configuration, since the interface layer is interposed between the electrode layer and the resistance layer, it is possible to suppress a decrease in adhesion between the electrode layer and the resistance layer due to the penetration of the etching solution.

上記構成の温度センサにおいて、前記電極層が、Au層であり、前記界面層が、Ti層またはCr層であることが好ましい。この構成によれば、Au層からなる電極層と抵抗層とを直接積層する場合、両者の密着性が低下する可能性があるが、両者間にTi層またはCr層からなる界面層を介在させることによって、電極層と抵抗層との間の密着性を向上させることができる。つまり、Au層からなる電極層と、Ti層またはCr層からなる界面層との密着性が比較的良好であるため、電極層としてAu層を用いた場合であっても、電極層と抵抗層との間の密着性を向上させることができる。   In the temperature sensor configured as described above, it is preferable that the electrode layer is an Au layer and the interface layer is a Ti layer or a Cr layer. According to this configuration, when the electrode layer made of the Au layer and the resistance layer are directly laminated, the adhesion between the two may be lowered, but the interface layer made of the Ti layer or the Cr layer is interposed therebetween. As a result, the adhesion between the electrode layer and the resistance layer can be improved. That is, since the adhesion between the electrode layer made of the Au layer and the interface layer made of the Ti layer or the Cr layer is relatively good, the electrode layer and the resistance layer can be used even when the Au layer is used as the electrode layer. The adhesion between the two can be improved.

上記構成の温度センサにおいて、前記サーミスタ材料が、酸素及び窒素を含有成分として含むクロム化合物(CrNO)であることが好ましい。この構成によれば、抵抗層のサーミスタ材料としてCrNOを用いることによって、より大きなB定数を得ることができる。これにより、温度センサのセンシング性能を向上させることができる。   In the temperature sensor having the above configuration, the thermistor material is preferably a chromium compound (CrNO) containing oxygen and nitrogen as components. According to this configuration, a larger B constant can be obtained by using CrNO as the thermistor material of the resistance layer. Thereby, the sensing performance of the temperature sensor can be improved.

上記構成の温度センサにおいて、前記電極層が、櫛形形状に形成されていることが好ましい。この構成によれば、電極層を櫛形形状に形成することによって、抵抗層の経路長をより長く確保することができる。これにより、微小なサイズの温度センサであっても、より大きなB定数を得ることができ、温度センサのセンシング性能を向上させることができる。   In the temperature sensor configured as described above, the electrode layer is preferably formed in a comb shape. According to this configuration, it is possible to ensure a longer path length of the resistance layer by forming the electrode layer in a comb shape. Thereby, even if it is a very small temperature sensor, a bigger B constant can be obtained and the sensing performance of a temperature sensor can be improved.

上記構成の温度センサにおいて、前記絶縁性基板の表面に、前記電極層、前記界面層、及び前記抵抗層の順で積層されていることが好ましい。この構成によれば、界面層及び抵抗層で電極層を覆うことによって、電極層を保護することができ、また、電極層へのごみ等の付着を防止できる。   In the temperature sensor having the above configuration, it is preferable that the electrode layer, the interface layer, and the resistance layer are stacked in this order on the surface of the insulating substrate. According to this configuration, the electrode layer can be protected by covering the electrode layer with the interface layer and the resistance layer, and dust and the like can be prevented from adhering to the electrode layer.

また、本発明は、圧電振動デバイスであって、上記構成の温度センサが備えられたことを特徴としている。この圧電振動デバイスによれば、上記構成の温度センサと同様の作用効果が得られる。しかも、温度センサ付きの圧電振動デバイスの低背化を図ることができる。   According to another aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric vibration device including the temperature sensor configured as described above. According to this piezoelectric vibration device, the same effect as the temperature sensor having the above-described configuration can be obtained. Moreover, it is possible to reduce the height of the piezoelectric vibration device with a temperature sensor.

本発明によれば、電極層と抵抗層とを直接積層した場合に比べて、電極層と抵抗層との間の密着性、詳細には、電極層と界面層との密着性、及び抵抗層と界面層との密着性を向上させることができ、電極層及び抵抗層の絶縁性基板からの剥離を抑制できる。   According to the present invention, the adhesion between the electrode layer and the resistance layer, more specifically, the adhesion between the electrode layer and the interface layer, and the resistance layer, compared with the case where the electrode layer and the resistance layer are directly laminated. The adhesion between the electrode layer and the interface layer can be improved, and the peeling of the electrode layer and the resistance layer from the insulating substrate can be suppressed.

図1は、本実施の形態にかかる温度センサを模式的に示す概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view schematically showing a temperature sensor according to the present embodiment. 図2は、温度センサの第1主面側の概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of the first main surface side of the temperature sensor. 図3は、温度センサの第2主面側の概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of the second main surface side of the temperature sensor. 図4は、図2のX1−X1線で切断した概略断面図である。4 is a schematic cross-sectional view taken along line X1-X1 of FIG. 図5は、図2のX2−X2線で切断した概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view taken along line X2-X2 of FIG. 図6は、本実施の形態にかかる温度センサを備えた水晶振動子を模式的に示す概略正面図である。FIG. 6 is a schematic front view schematically showing a crystal resonator including the temperature sensor according to the present embodiment. 図7は、水晶振動子の第1封止部材の第1主面側の概略平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view of the first main surface side of the first sealing member of the crystal resonator. 図8は、水晶振動子の第1封止部材の第2主面側の概略平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view of the second main surface side of the first sealing member of the crystal resonator. 図9は、水晶振動子の水晶振動板の第1主面側の概略平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view of the first main surface side of the crystal diaphragm of the crystal resonator. 図10は、水晶振動子の水晶振動板の第2主面側の概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view of the second main surface side of the crystal diaphragm of the crystal resonator. 図11は、水晶振動子の第2封止部材の第1主面側の概略平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view of the first main surface side of the second sealing member of the crystal resonator. 図12は、水晶振動子の第2封止部材の第2主面側の概略平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view of the second main surface side of the second sealing member of the crystal resonator. 図13は、温度センサの第2主面側の概略平面図である。FIG. 13 is a schematic plan view of the second main surface side of the temperature sensor.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1〜図5に、本実施の形態にかかる温度センサ10の一例を示し、図6〜図13に、本実施の形態にかかる水晶振動子100の一例を示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 show an example of the temperature sensor 10 according to the present embodiment, and FIGS. 6 to 13 show an example of the crystal resonator 100 according to the present embodiment.

まず、本実施の形態にかかる温度センサ10について、図1〜図5を参照して説明する。温度センサ10は、絶縁性基板11に、一対の電極層(電極膜)12,12と、界面層(界面膜)13と、サーミスタ材料により形成される抵抗層(抵抗膜)14とが積層された薄膜サーミスタとして構成されている。本実施形態では、平面視で略矩形状の絶縁性基板11の第1主面11aの略全体にわたって、電極層12と、界面層13と、抵抗層14とが形成されている。また、絶縁性基板11の第2主面11bの長手方向の両端部に、電極層15がそれぞれ形成されている。   First, the temperature sensor 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the temperature sensor 10, a pair of electrode layers (electrode films) 12, 12, an interface layer (interface film) 13, and a resistance layer (resistance film) 14 formed of a thermistor material are stacked on an insulating substrate 11. It is configured as a thin film thermistor. In the present embodiment, the electrode layer 12, the interface layer 13, and the resistance layer 14 are formed over substantially the entire first main surface 11 a of the substantially rectangular insulating substrate 11 in plan view. In addition, electrode layers 15 are formed on both ends in the longitudinal direction of the second main surface 11 b of the insulating substrate 11.

絶縁性基板11は、例えばガラスにより形成された略直方体状の基板である。この絶縁性基板11の第1主面11aが平坦面に形成されており、この第1主面11aが電極層12等を積層する面になっている。絶縁性基板11は、電気的な絶縁性能を有していれば、他の材質(例えば水晶等)により形成してもよい。   The insulating substrate 11 is a substantially rectangular parallelepiped substrate made of, for example, glass. The first main surface 11a of the insulating substrate 11 is formed as a flat surface, and the first main surface 11a is a surface on which the electrode layers 12 and the like are stacked. The insulating substrate 11 may be formed of other materials (for example, quartz) as long as it has electrical insulation performance.

絶縁性基板11の4隅のうち対角線上に位置する2箇所には、第1主面11aと第2主面11bとの間を貫通する貫通孔11c,11cが形成されている。この場合、貫通孔11cは、絶縁性基板11のA2方向の端部且つB1方向の端部と、A1方向の端部且つB2方向の端部とにそれぞれ設けられている。各貫通孔11cには、第1主面11aと第2主面11bとに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、貫通孔11cの内壁面に沿って形成されている。また、各貫通孔11cの中央部分は、第1主面11aと第2主面11bとの間を貫通した中空状態の貫通部分となる。貫通孔11cの貫通電極によって、第1主面11a側の電極層12と、第2主面11b側の電極層15とが導通されている。なお、貫通電極は、貫通部分を有するものに限らず、貫通部分のない中実の状態で形成されていてもよい。   Through holes 11c and 11c penetrating between the first main surface 11a and the second main surface 11b are formed at two positions on the diagonal of the four corners of the insulating substrate 11. In this case, the through-holes 11c are provided at the end in the A2 direction and the end in the B1 direction of the insulating substrate 11, and the end in the A1 direction and the end in the B2 direction, respectively. In each through hole 11c, a through electrode is formed along the inner wall surface of the through hole 11c for conducting the electrodes formed on the first main surface 11a and the second main surface 11b. Moreover, the center part of each through-hole 11c turns into a hollow penetration part penetrated between the 1st main surface 11a and the 2nd main surface 11b. The electrode layer 12 on the first main surface 11a side and the electrode layer 15 on the second main surface 11b side are electrically connected by the through electrode of the through hole 11c. Note that the through electrode is not limited to having a through part, and may be formed in a solid state without a through part.

絶縁性基板11の第1主面11a上に、一対の電極層12,12が所定の対向間隔を隔てて形成されている。一対の電極層12,12は、平面視で抵抗層14を挟んで互いに対向して配置される。各電極層12は、絶縁性基板11の第1主面11a上に物理的気相成長させて形成された下地層(例えばTi層)と、当該下地層上に物理的気相成長させて積層形成された電極層(例えばAu層)とから形成されている。下地層は、例えばTi(チタン)からなるTi層とされ、電極層は、例えばAu(金)からなるAu層とされる。なお、下地層を用いずに、絶縁性基板11の第1主面11a上に電極層(Au層)を形成してもよい。   A pair of electrode layers 12, 12 are formed on the first main surface 11 a of the insulating substrate 11 with a predetermined facing interval. The pair of electrode layers 12 and 12 are disposed to face each other with the resistance layer 14 interposed therebetween in a plan view. Each electrode layer 12 is a layer formed by physical vapor deposition on the first main surface 11a of the insulating substrate 11 (for example, a Ti layer) and physical vapor deposition on the ground layer. It is formed from the formed electrode layer (for example, Au layer). The base layer is a Ti layer made of Ti (titanium), for example, and the electrode layer is an Au layer made of Au (gold), for example. Note that an electrode layer (Au layer) may be formed on the first main surface 11a of the insulating substrate 11 without using the underlayer.

本実施形態では、各電極層12は、図2に示すように、平面視で櫛形形状に形成されている。具体的には、各電極層12は、絶縁性基板11の長辺方向に沿って設けられた基部12aから、多数の枝部12bが平行に延びた構成になっている。そして、一方の電極層12の枝部12bと、他方の電極層12の枝部12bとが、互いに接触しないように、所定の隙間L1(図5)を隔てて互い違いに並んでいる。そして、枝部12b,12b同士の隙間L1に抵抗層14が充填されており、抵抗層14が一対の電極層12,12の対向間に設けられている。このような櫛形形状の電極層12は、例えばメタルエッチングによって形成される。   In the present embodiment, each electrode layer 12 is formed in a comb shape in plan view as shown in FIG. Specifically, each electrode layer 12 has a configuration in which a large number of branch portions 12 b extend in parallel from a base portion 12 a provided along the long side direction of the insulating substrate 11. The branch portions 12b of one electrode layer 12 and the branch portions 12b of the other electrode layer 12 are arranged alternately with a predetermined gap L1 (FIG. 5) so as not to contact each other. The resistance layer 14 is filled in the gap L1 between the branch portions 12b and 12b, and the resistance layer 14 is provided between the pair of electrode layers 12 and 12 facing each other. Such a comb-shaped electrode layer 12 is formed by metal etching, for example.

抵抗層14は、界面層13上に物理的気相成長によって成膜されたPVD膜から形成されている。より詳細には、抵抗層14は、反応性DCマグネトロンスパッタリングや、反応性RFマグネトロンスパッタリングによって成膜された反応性スパッタ膜として形成することが可能である。抵抗層14は、所定の温度特性を有するサーミスタ材料によって形成されており、例えば、温度が上昇するに従って、抵抗値が略比例的に低下するような特性(NTCサーミスタ特性)を有する材質で形成されている。このようなサーミスタ材料として、例えばCrNO(酸素及び窒素を含有成分として含むクロム化合物)が採用されている。なお、サーミスタ材料は、CrNOに限らず、窒化物半導体や、酸化物半導体等であればよく、例えばCrN(窒化クロム)、AlN(窒化アルミニウム)、SiN(窒化ケイ素)、ZrN(窒化ジルコニウム)等であってもよい。   The resistance layer 14 is formed of a PVD film formed on the interface layer 13 by physical vapor deposition. More specifically, the resistance layer 14 can be formed as a reactive sputtered film formed by reactive DC magnetron sputtering or reactive RF magnetron sputtering. The resistance layer 14 is formed of a thermistor material having a predetermined temperature characteristic. For example, the resistance layer 14 is formed of a material having a characteristic (NTC thermistor characteristic) in which the resistance value decreases approximately proportionally as the temperature rises. ing. As such a thermistor material, for example, CrNO (a chromium compound containing oxygen and nitrogen as components) is employed. The thermistor material is not limited to CrNO, and may be a nitride semiconductor, an oxide semiconductor, or the like. For example, CrN (chromium nitride), AlN (aluminum nitride), SiN (silicon nitride), ZrN (zirconium nitride), etc. It may be.

そして、一対の電極層12,12間に挟まれた状態の抵抗層14が、平面視で絶縁性基板11のA2方向の端部且つB1方向の端部から、A1方向の端部且つB2方向の端部まで、蛇行した状態で形成されている。また、一対の電極層12,12間に挟まれた状態の抵抗層14が、一定の幅L2(図5)且つ一本道の状態で形成されており、この抵抗層14の経路長Wは、一対の電極層12,12同士が対向する長さの総和になっている。抵抗層14の幅L2は、上述した電極層12同士の隙間L1よりも界面層13の厚み分だけ小さくなっている。   Then, the resistance layer 14 sandwiched between the pair of electrode layers 12 and 12 has an end portion in the A1 direction and an end portion in the B1 direction of the insulating substrate 11 and an end portion in the A1 direction and the B2 direction in plan view. It is formed in a meandering state up to the end. In addition, the resistance layer 14 sandwiched between the pair of electrode layers 12 and 12 is formed with a constant width L2 (FIG. 5) and a single path, and the path length W of the resistance layer 14 is The total length of the pair of electrode layers 12 and 12 facing each other is obtained. The width L2 of the resistance layer 14 is smaller than the gap L1 between the electrode layers 12 described above by the thickness of the interface layer 13.

本実施形態では、断面視で、電極層12と抵抗層14との間に、所定の厚み(例えば4〜5nm)を有する界面層13が介在されている。図4、図5に示すように、絶縁性基板11の第1主面11a上に、電極層12、界面層13、及び抵抗層14の順で積層されている。詳細には、絶縁性基板11の第1主面11a上に、平面視で櫛形形状に形成された電極層12が形成されており、第1主面11a上には、電極層12が形成された箇所と、電極層12が形成されていない箇所とが存在している。そして、絶縁性基板11の第1主面11a上に電極層12が形成されている箇所では、電極層12上に界面層13が積層され、その界面層13上に抵抗層14が積層されている。一方、絶縁性基板11の第1主面11a上に電極層12が形成されていない箇所では、第1主面11a上に界面層13が積層され、その界面層13上に抵抗層14が積層されている。界面層13は、物理的気相成長によって成膜されたPVD膜から形成されている。本実施形態では、Ti(チタン)からなるTi層によって界面層13が形成されている。なお、図4、図5では、電極層12、界面層13、及び抵抗層14の厚みを誇張して示している。   In the present embodiment, the interface layer 13 having a predetermined thickness (for example, 4 to 5 nm) is interposed between the electrode layer 12 and the resistance layer 14 in a sectional view. As shown in FIGS. 4 and 5, the electrode layer 12, the interface layer 13, and the resistance layer 14 are stacked in this order on the first main surface 11 a of the insulating substrate 11. Specifically, an electrode layer 12 formed in a comb shape in plan view is formed on the first main surface 11a of the insulating substrate 11, and the electrode layer 12 is formed on the first main surface 11a. And a portion where the electrode layer 12 is not formed. And in the location where the electrode layer 12 is formed on the 1st main surface 11a of the insulating substrate 11, the interface layer 13 is laminated | stacked on the electrode layer 12, and the resistance layer 14 is laminated | stacked on the interface layer 13. Yes. On the other hand, at a location where the electrode layer 12 is not formed on the first main surface 11a of the insulating substrate 11, the interface layer 13 is stacked on the first main surface 11a, and the resistance layer 14 is stacked on the interface layer 13 Has been. The interface layer 13 is formed from a PVD film formed by physical vapor deposition. In the present embodiment, the interface layer 13 is formed by a Ti layer made of Ti (titanium). 4 and 5, the thicknesses of the electrode layer 12, the interface layer 13, and the resistance layer 14 are exaggerated.

上記構成の温度センサ10によれば、一対の電極層12,12に挟まれた抵抗層14の経路長Wをより長く確保することができ、これにより、微小なサイズの温度センサ10であっても、より大きなB定数を得ることができる。詳細には、温度センサ10の抵抗値は、抵抗層14の幅L2に比例し、また、抵抗層14の経路長Wに反比例する。このため、抵抗層14の経路長Wをより長くし、また、抵抗層14の幅L2をより狭くすることによって、より大きなB定数を有する温度センサ10の抵抗値を低下させることができる。これにより、温度センサ10のセンシング性能を向上させることができる。絶縁性基板11の第1主面11aの略全体に温度センサ10を形成することによって抵抗層14の経路長Wをより長くしてセンシング性能を向上させることが可能であるが、絶縁性基板11の第1主面11aの一部の領域のみに温度センサ10を形成してもよい。   According to the temperature sensor 10 having the above-described configuration, the path length W of the resistance layer 14 sandwiched between the pair of electrode layers 12 and 12 can be ensured to be longer. Also, a larger B constant can be obtained. Specifically, the resistance value of the temperature sensor 10 is proportional to the width L <b> 2 of the resistance layer 14 and inversely proportional to the path length W of the resistance layer 14. For this reason, the resistance value of the temperature sensor 10 having a larger B constant can be reduced by increasing the path length W of the resistance layer 14 and further reducing the width L2 of the resistance layer 14. Thereby, the sensing performance of the temperature sensor 10 can be improved. Although it is possible to improve the sensing performance by making the path length W of the resistance layer 14 longer by forming the temperature sensor 10 on substantially the entire first main surface 11a of the insulating substrate 11, the insulating substrate 11 The temperature sensor 10 may be formed only in a partial region of the first main surface 11a.

本実施形態では、電極層12と抵抗層14との間に界面層13が介在されているので、電極層12と抵抗層14とを直接積層した場合に比べて、電極層12と抵抗層14との間の密着性、詳細には、電極層12と界面層13との密着性、及び抵抗層14と界面層13との密着性を向上させることができ、電極層12及び抵抗層14の絶縁性基板11からの剥離を抑制できる。   In the present embodiment, since the interface layer 13 is interposed between the electrode layer 12 and the resistance layer 14, the electrode layer 12 and the resistance layer 14 are compared with the case where the electrode layer 12 and the resistance layer 14 are directly laminated. In particular, the adhesion between the electrode layer 12 and the interface layer 13 and the adhesion between the resistance layer 14 and the interface layer 13 can be improved. Separation from the insulating substrate 11 can be suppressed.

ここで、電極層12と抵抗層14とを直接積層した場合、櫛形形状の電極層12をメタルエッチングにより形成する際のエッチング液が、電極層12と抵抗層14との界面に侵入する可能性があり、密着性の低下を招く可能性がある。しかし、本実施形態では、電極層12と抵抗層14との間に界面層13が介在されるので、エッチング液の侵入に起因する電極層12と抵抗層14との間の密着性の低下を抑制することができる。   Here, in the case where the electrode layer 12 and the resistance layer 14 are directly laminated, the etching solution for forming the comb-shaped electrode layer 12 by metal etching may enter the interface between the electrode layer 12 and the resistance layer 14. There is a possibility that the adhesion may be lowered. However, in this embodiment, since the interface layer 13 is interposed between the electrode layer 12 and the resistance layer 14, the adhesion between the electrode layer 12 and the resistance layer 14 is reduced due to the penetration of the etching solution. Can be suppressed.

また、Au層からなる電極層12と抵抗層14とを直接積層する場合、両者の密着性が低下する可能性がある。しかし、本実施形態では、両者間にTi層からなる界面層13を介在させることによって、電極層12と抵抗層14との間の密着性を向上させることができる。つまり、Au層からなる電極層12と、Ti層からなる界面層13との密着性が比較的良好であるため、電極層12としてAu層を用いた場合であっても、電極層12と抵抗層14との間の密着性を向上させることができる。   Further, when the electrode layer 12 made of the Au layer and the resistance layer 14 are directly laminated, the adhesion between them may be lowered. However, in the present embodiment, the adhesion between the electrode layer 12 and the resistance layer 14 can be improved by interposing the interface layer 13 made of a Ti layer therebetween. That is, since the adhesiveness between the electrode layer 12 made of the Au layer and the interface layer 13 made of the Ti layer is relatively good, even if the Au layer is used as the electrode layer 12, the electrode layer 12 and the resistance layer The adhesion between the layer 14 can be improved.

ここで、界面層13として、Cr(クロム)からなるCr層を用いてもよい。この場合にも、Au層からなる電極層12と、Cr層からなる界面層13との密着性が比較的良好であるため、電極層12としてAu層を用いた場合であっても、電極層12と抵抗層14との間の密着性を向上させることができる。なお、エッチング液による浸食を抑制する観点からは、Ti層によって界面層13を形成することが好ましい。   Here, a Cr layer made of Cr (chromium) may be used as the interface layer 13. Also in this case, since the adhesion between the electrode layer 12 made of the Au layer and the interface layer 13 made of the Cr layer is relatively good, the electrode layer can be used even when the Au layer is used as the electrode layer 12. The adhesion between the resistor 12 and the resistance layer 14 can be improved. Note that it is preferable to form the interface layer 13 with a Ti layer from the viewpoint of suppressing erosion by the etching solution.

また、本実施形態では、抵抗層14のサーミスタ材料としてCrNOを用いているので、より大きなB定数を得ることができる。これにより、温度センサ10のセンシング性能を向上させることができる。   In the present embodiment, since CrNO is used as the thermistor material of the resistance layer 14, a larger B constant can be obtained. Thereby, the sensing performance of the temperature sensor 10 can be improved.

また、本実施形態では、絶縁性基板11の第1主面11aに、電極層12、界面層13、及び抵抗層14の順で積層されているので、界面層13及び抵抗層14で電極層12を覆うことによって、電極層12を保護することができ、また、電極層12へのごみ等の付着を防止できる。なお、絶縁性基板11の第1主面11aに、抵抗層14、界面層13、及び電極層12の順で積層してもよい。この場合、絶縁性基板11の第1主面11aの略全体にわたって、抵抗層14を形成し、この抵抗層14の上に界面層13を形成し、さらに、界面層13の上に櫛形形状の電極層12を形成すればよい。   In the present embodiment, the electrode layer 12, the interface layer 13, and the resistance layer 14 are laminated in this order on the first main surface 11 a of the insulating substrate 11, so that the electrode layer is formed by the interface layer 13 and the resistance layer 14. By covering 12, the electrode layer 12 can be protected, and adhesion of dust and the like to the electrode layer 12 can be prevented. Note that the resistance layer 14, the interface layer 13, and the electrode layer 12 may be stacked in this order on the first main surface 11 a of the insulating substrate 11. In this case, the resistance layer 14 is formed over substantially the entire first main surface 11 a of the insulating substrate 11, the interface layer 13 is formed on the resistance layer 14, and the comb-like shape is formed on the interface layer 13. The electrode layer 12 may be formed.

次に、本実施の形態にかかる水晶振動子100について、図6〜図13を参照して説明する。   Next, the crystal unit 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

水晶振動子100は、図6に示すように、水晶振動板102、第1封止部材103、第2封止部材104、及び上述した温度センサ10を備えている。この水晶振動子100では、水晶振動板102と第1封止部材103とが接合され、水晶振動板102と第2封止部材104とが接合されることによって、略直方体のサンドイッチ構造のパッケージ112が構成される。   As shown in FIG. 6, the crystal unit 100 includes a crystal diaphragm 102, a first sealing member 103, a second sealing member 104, and the temperature sensor 10 described above. In the crystal unit 100, the quartz diaphragm 102 and the first sealing member 103 are joined, and the quartz diaphragm 102 and the second sealing member 104 are joined, whereby a package 112 having a substantially rectangular parallelepiped sandwich structure. Is configured.

水晶振動板102では、一方の主面である第1主面211に第1励振電極221が形成され、他方の主面である第2主面212に第2励振電極222が形成されている。そして、水晶振動子100においては、水晶振動板102の両主面(第1主面211、第2主面212)のそれぞれに第1封止部材103及び第2封止部材104が接合されることで、パッケージ112の内部空間113が形成され、内部空間113に第1励振電極221及び第2励振電極222を含む振動部122(図9、図10参照)が気密封止されている。   In the quartz diaphragm 102, a first excitation electrode 221 is formed on a first main surface 211 that is one main surface, and a second excitation electrode 222 is formed on a second main surface 212 that is the other main surface. In the crystal unit 100, the first sealing member 103 and the second sealing member 104 are bonded to both main surfaces (first main surface 211 and second main surface 212) of the crystal vibrating plate 102, respectively. As a result, an internal space 113 of the package 112 is formed, and the vibrating portion 122 (see FIGS. 9 and 10) including the first excitation electrode 221 and the second excitation electrode 222 is hermetically sealed in the internal space 113.

本実施形態では、水晶振動子100は、温度センサ10を備えた温度センサ付き水晶振動子として構成されている。つまり、水晶振動子100のパッケージ112に、振動部122の温度(内部空間113の温度)を検知するための温度センサ10が備えられている。温度センサ10は、上記実施形態と略同様の構成になっている(図1〜図5参照)。一方、本実施形態では、図13に示すように、温度センサ10の絶縁性基板11の第2主面11bの4隅の領域に、接続用接合パターン16,17が形成されている。接続用接合パターン16,17は、絶縁性基板11の第2主面11b上に物理的気相成長させて形成された下地膜と、当該下地膜上に物理的気相成長させて積層形成された接合膜とから形成することができる。本実施形態では、下地膜には、Ti(もしくはCr)が用いられ、接合膜にはAuが用いられている。なお、接続用接合パターン16,17は、絶縁性基板11の第1主面11aの電極層12と同一のプロセスで形成することが可能である。   In the present embodiment, the crystal unit 100 is configured as a crystal unit with a temperature sensor including the temperature sensor 10. That is, the package 112 of the crystal unit 100 is provided with the temperature sensor 10 for detecting the temperature of the vibrating unit 122 (the temperature of the internal space 113). The temperature sensor 10 has substantially the same configuration as the above embodiment (see FIGS. 1 to 5). On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, connection joint patterns 16 and 17 are formed in the four corner regions of the second main surface 11 b of the insulating substrate 11 of the temperature sensor 10. The connection bonding patterns 16 and 17 are formed by laminating a base film formed by physical vapor deposition on the second main surface 11b of the insulating substrate 11, and by physical vapor deposition on the base film. And a bonding film. In this embodiment, Ti (or Cr) is used for the base film, and Au is used for the bonding film. The connecting bonding patterns 16 and 17 can be formed by the same process as the electrode layer 12 on the first main surface 11a of the insulating substrate 11.

絶縁性基板11の第2主面11bの4隅の領域のうち対角線上に位置する2箇所に、接続用接合パターン16が設けられており、4隅の領域のうち対角線上に位置する残りの2箇所に、接続用接合パターン17が設けられている。接続用接合パターン16は、貫通孔11cの周囲に形成されており、貫通電極を介して、絶縁性基板11の第1主面11aに形成された電極層12に電気的に接続される。接続用接合パターン16は、絶縁性基板11の第2主面11bのA2方向側且つB1方向側の領域と、A1方向側且つB2方向側の領域とにそれぞれ設けられている。接続用接合パターン17は、絶縁性基板11の第2主面11bのA1方向側且つB1方向側の領域と、A2方向側且つB2方向側の領域とにそれぞれ設けられている。図7、図8、図11、図12、図13のA1及びA2方向は、図9、図10の−Z´方向及び+Z´方向にそれぞれ一致し、図7、図8、図11、図12、図13のB1及びB2方向は、図9、図10の−X方向及び+X方向にそれぞれ一致する。   The connection bonding patterns 16 are provided at two positions located on the diagonal line among the four corner areas of the second main surface 11b of the insulating substrate 11, and the remaining remaining positions located on the diagonal line among the four corner areas. Connection patterns 17 for connection are provided at two locations. The connection bonding pattern 16 is formed around the through hole 11c, and is electrically connected to the electrode layer 12 formed on the first main surface 11a of the insulating substrate 11 through the through electrode. The joint pattern 16 for connection is provided in the area | region on the A2 direction side and B1 direction side of the 2nd main surface 11b of the insulating substrate 11, and the area | region on the A1 direction side and B2 direction side, respectively. The joint pattern 17 for connection is provided in the area | region on the A1 direction side and B1 direction side of the 2nd main surface 11b of the insulating substrate 11, and the area | region on the A2 direction side and B2 direction side, respectively. The A1 and A2 directions in FIGS. 7, 8, 11, 12, and 13 coincide with the −Z ′ direction and the + Z ′ direction in FIGS. 9 and 10, respectively. FIG. 7, FIG. 8, FIG. 12, B1 and B2 directions in FIG. 13 coincide with the −X direction and the + X direction in FIGS. 9 and 10, respectively.

水晶振動子100は、例えば、1.0×0.8mmのパッケージサイズであり、小型化と低背化とを図ったものである。また、小型化に伴い、パッケージ112では、キャスタレーションを形成せずに、後述するスルーホール(貫通孔)を用いて電極の導通を図っている。   The crystal unit 100 has a package size of, for example, 1.0 × 0.8 mm, and is intended to be reduced in size and height. In addition, with the miniaturization, the package 112 does not form a castellation and uses a through hole (through hole) described later to conduct the electrode.

ここで、水晶振動子100を構成する水晶振動板102、第1封止部材103、及び第2封止部材104の各部材について、図6〜図12を用いて説明する。   Here, each member of the crystal vibrating plate 102, the first sealing member 103, and the second sealing member 104 constituting the crystal resonator 100 will be described with reference to FIGS.

水晶振動板102は、図9、図10に示すように、水晶からなる圧電基板であって、その両主面(第1主面211、第2主面212)が平坦平滑面(鏡面加工)として形成されている。本実施形態では、水晶振動板102として、厚みすべり振動を行うATカット水晶板が用いられている。図9、図10に示す水晶振動板102では、水晶振動板102の両主面211,212が、XZ´平面とされている。このXZ´平面において、水晶振動板102の短手方向(短辺方向)に平行な方向がX軸方向とされ、水晶振動板102の長手方向(長辺方向)に平行な方向がZ´軸方向とされている。なお、ATカットは、人工水晶の3つの結晶軸である電気軸(X軸)、機械軸(Y軸)、及び光学軸(Z軸)のうち、Z軸に対してX軸周りに35°15′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。ATカット水晶板では、X軸は水晶の結晶軸に一致する。Y´軸及びZ´軸は、水晶の結晶軸のY軸及びZ軸からそれぞれ35°15′傾いた軸に一致する。Y´軸方向及びZ´軸方向は、ATカット水晶板を切り出すときの切り出し方向に相当する。   As shown in FIGS. 9 and 10, the crystal diaphragm 102 is a piezoelectric substrate made of crystal, and both main surfaces (first main surface 211 and second main surface 212) are flat and smooth surfaces (mirror finishing). It is formed as. In this embodiment, an AT-cut quartz plate that performs thickness shear vibration is used as the quartz plate 102. In the crystal diaphragm 102 shown in FIGS. 9 and 10, both main surfaces 211 and 212 of the crystal diaphragm 102 are XZ ′ planes. In this XZ ′ plane, the direction parallel to the short side direction (short side direction) of the crystal diaphragm 102 is the X axis direction, and the direction parallel to the long direction (long side direction) of the crystal diaphragm 102 is the Z ′ axis. It is considered to be a direction. The AT cut is an angle of 35 ° around the X axis with respect to the Z axis among the electric axis (X axis), the mechanical axis (Y axis), and the optical axis (Z axis), which are the three crystal axes of artificial quartz. This is a processing method of cutting at an angle inclined by 15 '. In an AT cut quartz plate, the X axis coincides with the crystal axis of the quartz crystal. The Y′-axis and the Z′-axis coincide with the axes inclined by 35 ° 15 ′ from the Y-axis and the Z-axis of the crystal axis of the quartz crystal, respectively. The Y′-axis direction and the Z′-axis direction correspond to the cutting direction when cutting the AT-cut quartz plate.

水晶振動板102の両主面211,212には、一対の励振電極(第1励振電極221、第2励振電極222)が形成されている。水晶振動板102は、略矩形に形成された振動部122と、この振動部122の外周を取り囲む外枠部123と、振動部122と外枠部123とを連結することで振動部122を保持する保持部124とを有している。すなわち、水晶振動板102は、振動部122、外枠部123及び保持部124が一体的に設けられた構成となっている。   A pair of excitation electrodes (a first excitation electrode 221 and a second excitation electrode 222) are formed on both main surfaces 211 and 212 of the quartz crystal vibrating plate 102. The crystal vibrating plate 102 holds the vibrating portion 122 by connecting the vibrating portion 122 formed in a substantially rectangular shape, the outer frame portion 123 surrounding the outer periphery of the vibrating portion 122, and the vibrating portion 122 and the outer frame portion 123. Holding part 124. That is, the crystal diaphragm 102 has a configuration in which the vibrating portion 122, the outer frame portion 123, and the holding portion 124 are integrally provided.

保持部124は、振動部122と外枠部123との間の1箇所のみに設けられている。また、振動部122及び保持部124は、基本的には外枠部123よりも薄く形成されている。このような外枠部123と保持部124との厚みの違いにより、外枠部123と保持部124の圧電振動の固有振動数が異なることになり、保持部124の圧電振動に外枠部123が共鳴しにくくなる。なお、保持部124の形成箇所は1か所に限定されるものではなく、保持部124は、振動部122と外枠部123との間の2箇所(例えば、−Z´軸方向の両側)に設けられていてもよい。   The holding part 124 is provided only at one place between the vibrating part 122 and the outer frame part 123. Further, the vibration part 122 and the holding part 124 are basically formed thinner than the outer frame part 123. Due to the difference in thickness between the outer frame portion 123 and the holding portion 124, the natural frequency of the piezoelectric vibration of the outer frame portion 123 and the holding portion 124 is different. Is less likely to resonate. In addition, the formation part of the holding | maintenance part 124 is not limited to one place, The holding | maintenance part 124 is two places between the vibration part 122 and the outer frame part 123 (for example, both sides of -Z 'axial direction). May be provided.

保持部124は、振動部122の+X方向且つ−Z´方向に位置する1つの角部のみから、−Z´方向に向けて外枠部123まで延びている(突出している)。このように、振動部122の外周端部のうち、圧電振動の変位が比較的小さい角部に保持部124が設けられているので、保持部124を角部以外の部分(辺の中央部)に設けた場合に比べて、保持部124を介して圧電振動が外枠部123に漏れることを抑制することができ、より効率的に振動部122を圧電振動させることができる。また、保持部124を2つ以上設けた場合に比べて、振動部122に作用する応力を低減することができ、そのような応力に起因する圧電振動の周波数シフトを低減して圧電振動の安定性を向上させることができる。   The holding part 124 extends (projects) from only one corner located in the + X direction and the −Z ′ direction of the vibrating part 122 to the outer frame part 123 in the −Z ′ direction. As described above, since the holding portion 124 is provided at the corner portion where the displacement of the piezoelectric vibration is relatively small in the outer peripheral end portion of the vibrating portion 122, the holding portion 124 is a portion other than the corner portion (the central portion of the side). Compared with the case where it is provided, the leakage of piezoelectric vibration to the outer frame portion 123 through the holding portion 124 can be suppressed, and the vibration portion 122 can be more efficiently piezoelectrically vibrated. Further, compared to the case where two or more holding portions 124 are provided, the stress acting on the vibration portion 122 can be reduced, and the frequency shift of the piezoelectric vibration caused by such stress can be reduced to stabilize the piezoelectric vibration. Can be improved.

第1励振電極221は振動部122の第1主面211側に設けられ、第2励振電極222は振動部122の第2主面212側に設けられている。第1励振電極221、第2励振電極222には、これらの励振電極を外部電極端子に接続するための引出配線(第1引出配線223、第2引出配線224)が接続されている。第1引出配線223は、第1励振電極221から引き出され、保持部124を経由して、外枠部123に形成された接続用接合パターン127に繋がっている。第2引出配線224は、第2励振電極222から引き出され、保持部124を経由して、外枠部123に形成された接続用接合パターン128に繋がっている。このように、保持部124の第1主面211側に第1引出配線223が形成され、保持部124の第2主面212側に第2引出配線224が形成されている。   The first excitation electrode 221 is provided on the first main surface 211 side of the vibration unit 122, and the second excitation electrode 222 is provided on the second main surface 212 side of the vibration unit 122. The first excitation electrode 221 and the second excitation electrode 222 are connected to lead wires (first lead wire 223 and second lead wire 224) for connecting these excitation electrodes to external electrode terminals. The first lead wiring 223 is drawn from the first excitation electrode 221, and is connected to the connection bonding pattern 127 formed on the outer frame portion 123 via the holding portion 124. The second lead wiring 224 is drawn from the second excitation electrode 222 and is connected to the connection bonding pattern 128 formed on the outer frame portion 123 via the holding portion 124. As described above, the first lead wiring 223 is formed on the first main surface 211 side of the holding portion 124, and the second lead wiring 224 is formed on the second main surface 212 side of the holding portion 124.

水晶振動板102の両主面(第1主面211、第2主面212)には、水晶振動板102を第1封止部材103及び第2封止部材104に接合するための振動側封止部がそれぞれ設けられている。第1主面211の振動側封止部としては、第1封止部材103に接合するための振動側第1接合パターン251が形成されている。また、第2主面212の振動側封止部としては、第2封止部材104に接合するための振動側第2接合パターン252が形成されている。振動側第1接合パターン251及び振動側第2接合パターン252は、外枠部123に設けられており、平面視で環状に形成されている。第1励振電極221、第2励振電極222は、振動側第1接合パターン251及び振動側第2接合パターン252とは電気的に接続されていない。   On both main surfaces (first main surface 211 and second main surface 212) of the crystal diaphragm 102, a vibration side seal for joining the crystal diaphragm 102 to the first sealing member 103 and the second sealing member 104 is provided. Each stop is provided. As the vibration side sealing portion of the first main surface 211, a vibration side first bonding pattern 251 for bonding to the first sealing member 103 is formed. In addition, as the vibration side sealing portion of the second main surface 212, a vibration side second bonding pattern 252 for bonding to the second sealing member 104 is formed. The vibration side first joining pattern 251 and the vibration side second joining pattern 252 are provided on the outer frame portion 123 and are formed in an annular shape in plan view. The first excitation electrode 221 and the second excitation electrode 222 are not electrically connected to the vibration side first bonding pattern 251 and the vibration side second bonding pattern 252.

また、水晶振動板102には、図9、図10に示すように、第1主面211と第2主面212との間を貫通する5つのスルーホール(貫通孔)が形成されている。具体的には、4つの第1貫通孔261は、外枠部123の4隅(角部)の領域にそれぞれ設けられている。第2貫通孔262は、外枠部123であって、振動部122のZ´軸方向の一方側(図9、図10では、−Z´方向側)に設けられている。第1貫通孔261の周囲には、それぞれ接続用接合パターン253が形成されている。また、第2貫通孔262の周囲には、第1主面211側では接続用接合パターン254が、第2主面212側では接続用接合パターン128が形成されている。振動側第1接合パターン251及び振動側第2接合パターン252の外側に第1貫通孔261が形成され、振動側第1接合パターン251及び振動側第2接合パターン252の内側に第2貫通孔262が形成されている。   Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the crystal diaphragm 102 has five through holes (through holes) penetrating between the first main surface 211 and the second main surface 212. Specifically, the four first through holes 261 are provided in regions of four corners (corner portions) of the outer frame portion 123, respectively. The second through hole 262 is the outer frame portion 123 and is provided on one side of the vibrating portion 122 in the Z′-axis direction (the −Z ′ direction side in FIGS. 9 and 10). A connection bonding pattern 253 is formed around each of the first through holes 261. Further, around the second through hole 262, a connection bonding pattern 254 is formed on the first main surface 211 side, and a connection bonding pattern 128 is formed on the second main surface 212 side. A first through hole 261 is formed outside the vibration side first bonding pattern 251 and the vibration side second bonding pattern 252, and a second through hole 262 is formed inside the vibration side first bonding pattern 251 and the vibration side second bonding pattern 252. Is formed.

第1貫通孔261及び第2貫通孔262には、第1主面211と第2主面212とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、貫通孔それぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第1貫通孔261及び第2貫通孔262それぞれの中央部分は、第1主面211と第2主面212との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。なお、貫通電極は、貫通部分を有するものに限らず、貫通部分のない中実の状態で形成されていてもよい。   In the first through hole 261 and the second through hole 262, through electrodes for conducting the electrodes formed on the first main surface 211 and the second main surface 212 are provided along the inner wall surfaces of the respective through holes. Is formed. In addition, the central portion of each of the first through hole 261 and the second through hole 262 is a hollow through portion that penetrates between the first main surface 211 and the second main surface 212. Note that the through electrode is not limited to having a through part, and may be formed in a solid state without a through part.

水晶振動板102において、第1励振電極221、第2励振電極222、第1引出配線223、第2引出配線224、第1接合パターン251、振動側第2接合パターン252、及び接続用接合パターン253,254,27,28は、同一のプロセスで形成することができる。具体的には、これらは、水晶振動板102の両主面211,212上に物理的気相成長させて形成された下地膜と、当該下地膜上に物理的気相成長させて積層形成された接合膜とから形成することができる。なお、本実施形態では、下地膜には、Ti(もしくはCr)が用いられ、接合膜にはAuが用いられている。   In the crystal diaphragm 102, the first excitation electrode 221, the second excitation electrode 222, the first extraction wiring 223, the second extraction wiring 224, the first bonding pattern 251, the vibration side second bonding pattern 252, and the connection bonding pattern 253. , 254, 27, and 28 can be formed by the same process. Specifically, these are formed by laminating a base film formed by physical vapor deposition on both main surfaces 211 and 212 of the crystal diaphragm 102 and by physical vapor deposition on the base film. And a bonding film. In this embodiment, Ti (or Cr) is used for the base film, and Au is used for the bonding film.

第1封止部材103は、図7、図8に示すように、水晶により形成された略直方体状の基板であり、この第1封止部材103の第2主面312(水晶振動板102に接合する面)は平坦平滑面(鏡面加工)として形成されている。本実施形態では、第1封止部材103として、上述した水晶振動板102と同様のATカット水晶板が用いられている。   As shown in FIGS. 7 and 8, the first sealing member 103 is a substantially rectangular parallelepiped substrate formed of crystal, and the second main surface 312 (the crystal diaphragm 102 is attached to the first sealing member 103). The surface to be joined) is formed as a flat smooth surface (mirror finish). In the present embodiment, an AT-cut quartz plate similar to the quartz diaphragm 102 described above is used as the first sealing member 103.

第1封止部材103の第1主面311(水晶振動板102に面しない外方の主面)の4隅の領域に、接続用接合パターン137,138が形成されている。第1封止部材103の第1主面311の4隅の領域のうち対角線上に位置する2箇所に、接続用接合パターン137が設けられており、4隅の領域のうち対角線上に位置する残りの2箇所に、接続用接合パターン138が設けられている。接続用接合パターン137は、第1封止部材103の第1主面311のA1方向側且つB1方向側の領域と、A2方向側且つB2方向側の領域とにそれぞれ設けられている。接続用接合パターン138は、第1封止部材103の第1主面311のA2方向側且つB1方向側の領域と、A1方向側且つB2方向側の領域とにそれぞれ設けられている。   Connection joint patterns 137 and 138 are formed in the four corner regions of the first main surface 311 of the first sealing member 103 (the outer main surface that does not face the crystal diaphragm 102). The joint pattern 137 for connection is provided in two places located on the diagonal among the four corner regions of the first main surface 311 of the first sealing member 103, and is located on the diagonal among the four corner regions. Connection patterns 138 for connection are provided in the remaining two places. The connection bonding pattern 137 is provided in each of the first principal surface 311 of the first sealing member 103 on the A1 direction side and B1 direction side regions, and on the A2 direction side and B2 direction side regions. The connection bonding pattern 138 is provided in a region on the A2 direction side and the B1 direction side of the first main surface 311 of the first sealing member 103 and a region on the A1 direction side and the B2 direction side, respectively.

第1封止部材103には、図7、図8に示すように、第1主面311と第2主面312との間を貫通する6つのスルーホール(貫通孔)が形成されている。具体的には、4つの第3貫通孔322が、第1封止部材103の4隅の領域に設けられている。第4、第5貫通孔323,324は、図7、図8のA2方向及びA1方向にそれぞれ設けられている。第3貫通孔322及び第4、第5貫通孔323,324には、第1主面311と第2主面312とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、貫通孔それぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第3貫通孔322及び第4、第5貫通孔323,324それぞれの中央部分は、第1主面311と第2主面312との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。なお、貫通電極は、貫通部分を有するものに限らず、貫通部分のない中実の状態で形成されていてもよい。   As shown in FIGS. 7 and 8, the first sealing member 103 has six through holes (through holes) penetrating between the first main surface 311 and the second main surface 312. Specifically, four third through holes 322 are provided in the four corner regions of the first sealing member 103. The fourth and fifth through holes 323 and 324 are respectively provided in the A2 direction and the A1 direction in FIGS. In the third through-hole 322 and the fourth and fifth through-holes 323 and 324, through-electrodes for conducting the electrodes formed on the first main surface 311 and the second main surface 312 are provided in the respective through holes. It is formed along the inner wall surface. In addition, the central portion of each of the third through hole 322 and the fourth and fifth through holes 323 and 324 is a hollow through portion that penetrates between the first main surface 311 and the second main surface 312. Note that the through electrode is not limited to having a through part, and may be formed in a solid state without a through part.

第4貫通孔323の貫通電極は、接続用接合パターン137を介して、A2方向の端部且つB2方向の端部に設けられた第3貫通孔322の貫通電極に接続されている。第5貫通孔324の貫通電極は、接続用接合パターン137を介して、A1方向の端部且つB1方向の端部に設けられた第3貫通孔322の貫通電極に接続されている。また、A2方向の端部且つB1方向の端部に設けられた第3貫通孔322の周囲には、接続用接合パターン138が設けられており、A1方向の端部且つB2方向の端部に設けられた第3貫通孔322の周囲には、接続用接合パターン138が設けられている。   The through electrode of the fourth through hole 323 is connected to the through electrode of the third through hole 322 provided at the end in the A2 direction and the end in the B2 direction via the connection bonding pattern 137. The through electrode of the fifth through hole 324 is connected to the through electrode of the third through hole 322 provided at the end in the A1 direction and the end in the B1 direction via the connection bonding pattern 137. In addition, a connection bonding pattern 138 is provided around the third through hole 322 provided at the end in the A2 direction and the end in the B1 direction, and is provided at the end in the A1 direction and the end in the B2 direction. A connection bonding pattern 138 is provided around the third through hole 322 provided.

第1封止部材103の第2主面312には、水晶振動板102に接合するための封止側第1封止部としての封止側第1接合パターン321が形成されている。封止側第1接合パターン321は、平面視で環状に形成されている。封止側第1接合パターン321の外側に第3貫通孔322が形成され、封止側第1接合パターン321の内側に第4、第5貫通孔323,324が形成されている。   On the second main surface 312 of the first sealing member 103, a sealing-side first bonding pattern 321 is formed as a sealing-side first sealing portion for bonding to the crystal vibrating plate 102. The sealing side first bonding pattern 321 is formed in an annular shape in plan view. A third through hole 322 is formed outside the sealing side first bonding pattern 321, and fourth and fifth through holes 323 and 324 are formed inside the sealing side first bonding pattern 321.

また、第1封止部材103の第2主面312では、第3貫通孔322の周囲には、それぞれ接続用接合パターン134が形成されている。第4貫通孔323の周囲には接続用接合パターン351が、第5貫通孔324の周囲には接続用接合パターン352が形成されている。さらに、接続用接合パターン351に対して第1封止部材103の長軸方向の反対側(A2方向側)には接続用接合パターン353が形成されており、接続用接合パターン351と接続用接合パターン353とは配線パターン133によって接続されている。なお、接続用接合パターン353は、接続用接合パターン352とは接続されていない。   In addition, on the second main surface 312 of the first sealing member 103, connection bonding patterns 134 are formed around the third through holes 322, respectively. A connection bonding pattern 351 is formed around the fourth through hole 323, and a connection bonding pattern 352 is formed around the fifth through hole 324. Further, a connection bonding pattern 353 is formed on the opposite side (A2 direction side) of the first sealing member 103 with respect to the connection bonding pattern 351, and the connection bonding pattern 351 and the connection bonding pattern 351 are connected. The pattern 353 is connected by a wiring pattern 133. Note that the connection bonding pattern 353 is not connected to the connection bonding pattern 352.

第1封止部材103において、封止側第1接合パターン321、接続用接合パターン34,351〜353、及び配線パターン133は、同一のプロセスで形成することができる。具体的には、これらは、第1封止部材103の第2主面312上に物理的気相成長させて形成された下地膜と、当該下地膜上に物理的気相成長させて積層形成された接合膜とから形成することができる。なお、本実施形態では、下地膜には、Ti(もしくはCr)が用いられ、接合膜にはAuが用いられている。   In the first sealing member 103, the sealing-side first bonding pattern 321, the connecting bonding patterns 34, 351 to 353, and the wiring pattern 133 can be formed by the same process. Specifically, these are a base film formed by physical vapor deposition on the second main surface 312 of the first sealing member 103 and a physical vapor deposition on the base film to form a stacked layer. And the formed bonding film. In this embodiment, Ti (or Cr) is used for the base film, and Au is used for the bonding film.

第2封止部材104は、図11、図12に示すように、水晶により形成された略直方体状の基板であり、この第2封止部材104の第1主面411(水晶振動板102に接合する面)は平坦平滑面(鏡面加工)として形成されている。本実施形態では、第2封止部材104として、上述した水晶振動板102と同様のATカット水晶板が用いられている。   As shown in FIGS. 11 and 12, the second sealing member 104 is a substantially rectangular parallelepiped substrate formed of quartz, and the first main surface 411 (on the crystal diaphragm 102) of the second sealing member 104. The surface to be joined) is formed as a flat smooth surface (mirror finish). In the present embodiment, an AT-cut quartz plate similar to the quartz diaphragm 102 described above is used as the second sealing member 104.

この第2封止部材104の第1主面411には、水晶振動板102に接合するための封止側第2封止部としての封止側第2接合パターン421が形成されている。封止側第2接合パターン421は、平面視で環状に形成されている。   On the first main surface 411 of the second sealing member 104, a sealing side second bonding pattern 421 is formed as a sealing side second sealing portion for bonding to the quartz crystal plate 102. The sealing-side second bonding pattern 421 is formed in an annular shape in plan view.

第2封止部材104の第2主面412(水晶振動板102に面しない外方の主面)には、外部に電気的に接続する4つの外部電極端子143a〜143dが設けられている。外部電極端子143a〜143dは、第2封止部材104の4隅の領域にそれぞれ位置する。   Four external electrode terminals 143a to 143d that are electrically connected to the outside are provided on the second main surface 412 of the second sealing member 104 (the outer main surface that does not face the crystal diaphragm 102). The external electrode terminals 143a to 143d are located in the four corner regions of the second sealing member 104, respectively.

第2封止部材104には、図11、図12に示すように、第1主面411と第2主面412との間を貫通する4つのスルーホール(貫通孔)が形成されている。具体的には、4つの第6貫通孔144は、第2封止部材104の4隅の領域に設けられている。第6貫通孔144は、封止側第2接合パターン421の外側に形成されている。   As shown in FIGS. 11 and 12, the second sealing member 104 has four through holes (through holes) penetrating between the first main surface 411 and the second main surface 412. Specifically, the four sixth through holes 144 are provided in the four corner regions of the second sealing member 104. The sixth through hole 144 is formed outside the sealing-side second bonding pattern 421.

第6貫通孔144には、第1主面411と第2主面412とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、貫通孔それぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第6貫通孔144それぞれの中央部分は、第1主面411と第2主面412との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。また、第2封止部材104の第1主面411では、第6貫通孔144の周囲には、それぞれ接続用接合パターン145が形成されている。なお、貫通電極は、貫通部分を有するものに限らず、貫通部分のない中実の状態で形成されていてもよい。   In the sixth through-hole 144, through-electrodes for conducting the electrodes formed on the first main surface 411 and the second main surface 412 are formed along the inner wall surfaces of the through-holes. Further, the central portion of each of the sixth through holes 144 is a hollow through portion that penetrates between the first main surface 411 and the second main surface 412. Further, on the first main surface 411 of the second sealing member 104, connection bonding patterns 145 are formed around the sixth through holes 144, respectively. Note that the through electrode is not limited to having a through part, and may be formed in a solid state without a through part.

第2封止部材104において、封止側第2接合パターン421、及び接続用接合パターン145は、同一のプロセスで形成することができる。具体的には、これらは、第2封止部材104の第1主面411上に物理的気相成長させて形成された下地膜と、当該下地膜上に物理的気相成長させて積層形成された接合膜とから形成することができる。なお、本実施形態では、下地膜には、Ti(もしくはCr)が用いられ、接合膜にはAuが用いられている。   In the second sealing member 104, the sealing-side second bonding pattern 421 and the connecting bonding pattern 145 can be formed by the same process. Specifically, these are formed by stacking a base film formed by physical vapor deposition on the first main surface 411 of the second sealing member 104 and by physical vapor deposition on the base film. And the formed bonding film. In this embodiment, Ti (or Cr) is used for the base film, and Au is used for the bonding film.

上記の水晶振動板102、第1封止部材103、及び第2封止部材104を含む水晶振動子100では、水晶振動板102と第1封止部材103とが振動側第1接合パターン251及び封止側第1接合パターン321を重ね合わせた状態で拡散接合(Au−Au接合)され、水晶振動板102と第2封止部材104とが振動側第2接合パターン252及び封止側第2接合パターン421を重ね合わせた状態で拡散接合(Au−Au接合)されて、図6に示すサンドイッチ構造のパッケージ112が製造される。これにより、振動側第1接合パターン251及び封止側第1接合パターン321の拡散接合により形成される環状の封止部、及び、振動側第2接合パターン252及び封止側第2接合パターン421の拡散接合により形成される環状の封止部によって、パッケージ112の内部空間、つまり、振動部122の収容空間が気密封止される。なお、図6では、振動側第1接合パターン251及び封止側第1接合パターン321の拡散接合により形成される封止部、及び、振動側第2接合パターン252及び封止側第2接合パターン421の拡散接合により形成される封止部の図示を省略している。   In the quartz crystal resonator 100 including the quartz crystal vibrating plate 102, the first sealing member 103, and the second sealing member 104, the quartz crystal vibrating plate 102 and the first sealing member 103 are connected to the vibration side first bonding pattern 251 and Diffusion bonding (Au—Au bonding) is performed in a state where the sealing-side first bonding pattern 321 is overlaid, and the quartz crystal vibrating plate 102 and the second sealing member 104 are connected to the vibration-side second bonding pattern 252 and the sealing-side second. The package 112 having the sandwich structure shown in FIG. 6 is manufactured by diffusion bonding (Au—Au bonding) in a state where the bonding patterns 421 are overlapped. Accordingly, the annular sealing portion formed by diffusion bonding of the vibration side first bonding pattern 251 and the sealing side first bonding pattern 321, and the vibration side second bonding pattern 252 and the sealing side second bonding pattern 421. The inner space of the package 112, that is, the accommodation space of the vibrating portion 122 is hermetically sealed by the annular sealing portion formed by diffusion bonding. In FIG. 6, a sealing portion formed by diffusion bonding of the vibration side first bonding pattern 251 and the sealing side first bonding pattern 321, and the vibration side second bonding pattern 252 and the sealing side second bonding pattern. Illustration of the sealing part formed by diffusion bonding of 421 is omitted.

この際、上述した接続用接合パターン同士も重ね合わせられた状態で拡散接合(Au−Au接合)される。本実施形態では、水晶振動子100のパッケージ112への温度センサ10の搭載も接続用接合パターン同士を重ね合わせた状態で拡散接合(Au−Au接合)することによって行われる。具体的には、温度センサ10の絶縁性基板11の第2主面11bの接続用接合パターン16と、第1封止部材103の第1主面311の接続用接合パターン138とが接合され、また、温度センサ10の絶縁性基板11の第2主面11bの接続用接合パターン17と、第1封止部材103の第1主面311の接続用接合パターン137とが接合される。なお、水晶振動子100のパッケージ112への温度センサ10の搭載は、パッケージ112の形成(水晶振動板102、第1封止部材103、及び第2封止部材104の積層)と同時に行ってもよいし、パッケージ112を形成した後に行ってもよい。   At this time, diffusion bonding (Au—Au bonding) is performed in a state where the above-described bonding patterns for connection are also overlapped. In the present embodiment, the temperature sensor 10 is also mounted on the package 112 of the crystal unit 100 by diffusion bonding (Au—Au bonding) in a state where the connection bonding patterns are overlapped. Specifically, the connection bonding pattern 16 on the second main surface 11b of the insulating substrate 11 of the temperature sensor 10 and the connection bonding pattern 138 on the first main surface 311 of the first sealing member 103 are bonded, Further, the connection bonding pattern 17 on the second main surface 11 b of the insulating substrate 11 of the temperature sensor 10 and the connection bonding pattern 137 on the first main surface 311 of the first sealing member 103 are bonded. The temperature sensor 10 may be mounted on the package 112 of the crystal unit 100 simultaneously with the formation of the package 112 (lamination of the crystal diaphragm 102, the first sealing member 103, and the second sealing member 104). It may be performed after the package 112 is formed.

そして、接続用接合パターン同士の接合により、第1励振電極221、第2励振電極222と、外部電極端子143c,143dとの間の電気的導通が得られるようになっている。また、温度センサ10の電極層12,12と、外部電極端子143a,143bとの間の電気的導通が得られるようになっている。   Then, the electrical connection between the first excitation electrode 221 and the second excitation electrode 222 and the external electrode terminals 143c and 143d can be obtained by joining the joint patterns for connection. In addition, electrical conduction between the electrode layers 12 and 12 of the temperature sensor 10 and the external electrode terminals 143a and 143b can be obtained.

具体的には、第1励振電極221は、第1引出配線223、接続用接合パターン127と接続用接合パターン353との接合部、配線パターン133、及び接続用接合パターン351、第4貫通孔323内の貫通電極、接続用接合パターン137と接続用接合パターン17との接合部、第3貫通孔322内の貫通電極、接続用接合パターン134と接続用接合パターン253との接合部、第1貫通孔261内の貫通電極、接続用接合パターン253と接続用接合パターン145との接合部、及び第6貫通孔144内の貫通電極を順に経由して、外部電極端子143dに接続される。   Specifically, the first excitation electrode 221 includes the first lead-out wiring 223, the connection portion between the connection bonding pattern 127 and the connection bonding pattern 353, the wiring pattern 133, the connection bonding pattern 351, and the fourth through hole 323. Through-electrodes, the junction between the connection junction pattern 137 and the connection junction pattern 17, the through-electrode in the third through-hole 322, the junction between the connection junction pattern 134 and the connection junction pattern 253, the first penetration The electrode is connected to the external electrode terminal 143d through the through electrode in the hole 261, the bonding portion between the connection bonding pattern 253 and the connection bonding pattern 145, and the through electrode in the sixth through hole 144 in order.

第2励振電極222は、第2引出配線224、接続用接合パターン128、第2貫通孔262内の貫通電極、接続用接合パターン254と接続用接合パターン352との接合部、及び第5貫通孔324内の貫通電極、接続用接合パターン137と接続用接合パターン17との接合部、第3貫通孔322内の貫通電極、接続用接合パターン134と接続用接合パターン253との接合部、第1貫通孔261内の貫通電極、接続用接合パターン253と接続用接合パターン145との接合部、及び第6貫通孔144内の貫通電極を順に経由して、外部電極端子143cに接続される。   The second excitation electrode 222 includes a second lead wire 224, a connection bonding pattern 128, a through electrode in the second through hole 262, a connection portion between the connection bonding pattern 254 and the connection bonding pattern 352, and a fifth through hole. The through electrode in 324, the junction between the connection junction pattern 137 and the connection junction pattern 17, the through electrode in the third through hole 322, the junction between the connection junction pattern 134 and the connection junction pattern 253, the first The through electrode is connected to the external electrode terminal 143c through the through electrode in the through hole 261, the bonding portion between the connecting bonding pattern 253 and the connecting bonding pattern 145, and the through electrode in the sixth through hole 144 in order.

また、温度センサ10の電極層12,12は、それぞれ貫通孔11c内の貫通電極、接続用接合パターン16と接続用接合パターン138との接合部、第3貫通孔322内の貫通電極、接続用接合パターン134と接続用接合パターン253との接合部、第1貫通孔261内の貫通電極、接続用接合パターン253と接続用接合パターン145との接合部、及び第6貫通孔144内の貫通電極を順に経由して、外部電極端子143a,143bに接続される。   In addition, the electrode layers 12 and 12 of the temperature sensor 10 include a through electrode in the through hole 11c, a joint portion between the connection joint pattern 16 and the connection joint pattern 138, a through electrode in the third through hole 322, and a connection purpose. A joint portion between the joint pattern 134 and the connection joint pattern 253, a through electrode in the first through hole 261, a joint portion between the connection joint pattern 253 and the connection joint pattern 145, and a through electrode in the sixth through hole 144 Are sequentially connected to the external electrode terminals 143a and 143b.

ここで、第2封止部材104の第2主面412に形成された4つの外部電極端子143a〜143dのうち、2つの外部電極端子143a,143bは、温度センサ10の電極層12に電気的に接続される温度センサ用外部端子として形成されている。この例では、図12に示すA2方向の端部且つB1方向の端部の外部電極端子143a、及び、A1方向の端部且つB2方向の端部の外部電極端子143bが温度センサ用外部端子になっている。   Here, of the four external electrode terminals 143 a to 143 d formed on the second main surface 412 of the second sealing member 104, the two external electrode terminals 143 a and 143 b are electrically connected to the electrode layer 12 of the temperature sensor 10. It is formed as an external terminal for a temperature sensor connected to. In this example, the external electrode terminal 143a at the end in the A2 direction and the end in the B1 direction and the external electrode terminal 143b at the end in the A1 direction and the end in the B2 direction shown in FIG. It has become.

一方、残り2つの外部電極端子143c,143dは、第1励振電極221、第2励振電極222に電気的に接続される励振電極用外部端子として形成されている。この例では、図12に示すA1方向の端部且つB1方向の端部の外部電極端子143c、及び、A2方向の端部且つB2方向の端部の外部電極端子143dが励振電極用外部端子になっている。   On the other hand, the remaining two external electrode terminals 143c and 143d are formed as excitation electrode external terminals electrically connected to the first excitation electrode 221 and the second excitation electrode 222. In this example, the external electrode terminal 143c at the end in the A1 direction and the end in the B1 direction and the external electrode terminal 143d at the end in the A2 direction and the end in the B2 direction shown in FIG. It has become.

そして、温度センサ用外部端子と温度センサ10の電極層12との間の温度センサ用電気的経路と、励振電極用外部端子と第1励振電極221、第2励振電極222との間の励振電極用電気的経路とが、互いに独立になっている。温度センサ用電気的経路は、第2封止部材104に形成された貫通孔144(この場合、図11、図12に示すA2方向の端部且つB1方向の端部の貫通孔144と、A1方向の端部且つB2方向の端部の貫通孔144)、水晶振動板102に形成された貫通孔261(この場合、図9、図10に示す−X方向の端部且つ+Z´方向の端部の貫通孔261と、+X方向の端部且つ−Z´方向の端部の貫通孔261)、及び、第1封止部材103に形成された貫通孔322(この場合、図7、図8に示すA2方向の端部且つB1方向の端部の貫通孔322と、A1方向の端部且つB2方向の端部の貫通孔322)を含む構成になっている。   The temperature sensor electrical path between the temperature sensor external terminal and the electrode layer 12 of the temperature sensor 10, and the excitation electrode between the excitation electrode external terminal and the first excitation electrode 221 and the second excitation electrode 222. Electrical paths are independent of each other. An electrical path for the temperature sensor includes a through-hole 144 formed in the second sealing member 104 (in this case, the through-hole 144 at the end in the A2 direction and the end in the B1 direction shown in FIGS. 11 and 12, and A1 Through-hole 144 at the end in the direction B2 and the end in the B2 direction, and a through-hole 261 formed in the crystal diaphragm 102 (in this case, the end in the −X direction and the end in the + Z ′ direction shown in FIGS. Through-holes 261, end portions in the + X direction and end portions in the −Z ′ direction, and through-holes 322 formed in the first sealing member 103 (in this case, FIGS. 7 and 8) The end portion in the A2 direction and the end portion in the B1 direction and the through hole 322 in the end portion in the A1 direction and the end portion in the B2 direction) shown in FIG.

一方、励振電極用電気的経路は、第2封止部材104に形成された貫通孔144(この場合、図11、図12に示すA1方向の端部且つB1方向の端部の貫通孔144と、A2方向の端部且つB2方向の端部の貫通孔144)、水晶振動板102に形成された貫通孔261(この場合、図9、図10に示す+X方向の端部且つ+Z´方向の端部の貫通孔261と、−X方向の端部且つ−Z´方向の端部の貫通孔261)、及び、第1封止部材103に形成された貫通孔322(この場合、図7、図8に示すA1方向の端部且つB1方向の端部の貫通孔322と、A2方向の端部且つB2方向の端部の貫通孔322)を含む構成になっている。   On the other hand, the electrical path for the excitation electrode includes a through hole 144 formed in the second sealing member 104 (in this case, the through hole 144 at the end in the A1 direction and the end in the B1 direction shown in FIGS. 11 and 12). , Through-holes 144 at the end in the A2 direction and at the end in the B2 direction), and through-holes 261 formed in the crystal diaphragm 102 (in this case, the end in the + X direction and the + Z ′ direction shown in FIGS. 9 and 10) The through hole 261 at the end, the through hole 261 at the end in the −X direction and the end in the −Z ′ direction, and the through hole 322 formed in the first sealing member 103 (in this case, FIG. The structure includes a through hole 322 at an end portion in the A1 direction and an end portion in the B1 direction and a through hole 322 at an end portion in the A2 direction and an end portion in the B2 direction shown in FIG.

そして、拡散接合によって製造された水晶振動子100では、第1封止部材103と水晶振動板102とは、1.00μm以下のギャップを有し、第2封止部材104と水晶振動板102とは、1.00μm以下のギャップを有する。つまり、第1封止部材103と水晶振動板102との間の接合材の厚みが、1.00μm以下であり、第2封止部材104と水晶振動板102との間の接合材の厚みが、1.00μm以下(具体的には、本実施形態のAu−Au接合では0.15μm〜1.00μm)である。なお、比較として、Snを用いた従来の金属ペースト封止材では、5μm〜20μmとなる。   In the quartz resonator 100 manufactured by diffusion bonding, the first sealing member 103 and the quartz vibrating plate 102 have a gap of 1.00 μm or less, and the second sealing member 104 and the quartz vibrating plate 102 are Has a gap of 1.00 μm or less. That is, the thickness of the bonding material between the first sealing member 103 and the crystal vibrating plate 102 is 1.00 μm or less, and the thickness of the bonding material between the second sealing member 104 and the crystal vibrating plate 102 is 1.00 μm or less (specifically, 0.15 μm to 1.00 μm in the Au—Au bonding of this embodiment). For comparison, a conventional metal paste sealing material using Sn has a thickness of 5 μm to 20 μm.

これにより、水晶振動子100の高さにバラつきを生じにくくすることができる。例えば、本実施形態と異なり、封止部材(本実施形態でいう第1封止部材103,第2封止部材104)と水晶振動板102とのギャップが1μmより大きくなるSn接合材のような金属ペースト封止材を用いた場合、金属ペースト封止材をパターン(振動側第1接合パターン251、振動側第2接合パターン252、封止側第1接合パターン321、封止側第2接合パターン421)上に形成する際の高さにバラつきが生じる。また、接合後においても、形成されたパターン(振動側第1接合パターン251、振動側第2接合パターン252、封止側第1接合パターン321、封止側第2接合パターン421)の熱容量分布により均一なギャップ(本実施形態でいう第1封止部材103と水晶振動板102とのギャップや、本実施形態でいう第2封止部材104と水晶振動板102とのギャップ)にならない。   Thereby, the height of the crystal unit 100 can be made difficult to vary. For example, unlike this embodiment, a Sn bonding material in which the gap between the sealing members (the first sealing member 103 and the second sealing member 104 in this embodiment) and the quartz crystal vibration plate 102 is larger than 1 μm is used. When the metal paste sealing material is used, the metal paste sealing material is patterned (vibration side first bonding pattern 251, vibration side second bonding pattern 252, sealing side first bonding pattern 321, sealing side second bonding pattern. 421) There is a variation in the height when formed on top. Further, even after bonding, due to the heat capacity distribution of the formed patterns (vibration side first bonding pattern 251, vibration side second bonding pattern 252, sealing side first bonding pattern 321, sealing side second bonding pattern 421). A uniform gap (a gap between the first sealing member 103 and the crystal diaphragm 102 in the present embodiment or a gap between the second sealing member 104 and the crystal diaphragm 102 in the present embodiment) does not occur.

そのため、従来の技術では、第1封止部材、第2封止部材、水晶振動板の3枚の部材が積層された構造の場合、これら3枚の部材間での各々ギャップに差が生じる。その結果、積層された3枚の部材は、平行を保てない状態で接合されてしまう。特に、この問題はパッケージ112の低背化に伴い顕著になる。そこで、本実施形態では、ギャップの上限が1.00μmに設定されているため、第1封止部材103、第2封止部材104、水晶振動板102の3枚の部材を平行に保った状態で積層して接合することができ、本実施形態はパッケージ112の低背化に対応できる。つまり、本実施形態では、パッケージ112を低背化しても、厚みが薄く、寸法精度に優位性がある水晶振動子100を提供することができる。さらに、水晶振動子100の積層間容量のバラつきを抑制することができ、これに起因する周波数バラつきも抑制することができる。   Therefore, in the conventional technique, in the case of a structure in which the three members of the first sealing member, the second sealing member, and the crystal diaphragm are laminated, a difference occurs in each gap between these three members. As a result, the three laminated members are joined in a state where the parallelism cannot be maintained. In particular, this problem becomes conspicuous as the package 112 is reduced in height. Therefore, in this embodiment, since the upper limit of the gap is set to 1.00 μm, the three members of the first sealing member 103, the second sealing member 104, and the crystal diaphragm 102 are kept in parallel. In this embodiment, the height of the package 112 can be reduced. That is, in this embodiment, even if the package 112 is reduced in height, it is possible to provide the crystal unit 100 that is thin and has superior dimensional accuracy. Furthermore, the variation in the inter-stack capacitance of the crystal unit 100 can be suppressed, and the frequency variation caused by this can also be suppressed.

本実施形態によれば、第1封止部材103及び第2封止部材104によって振動部122を気密封止する内部空間113の外部側に温度センサ10が配置される構成において、温度センサ10が電極層12及び抵抗層14を有する薄膜サーミスタとして構成されるため、温度センサ付きの水晶振動子100の低背化を図ることができる。この場合、絶縁性基板11の第1主面11aの略全面に電極層12及び抵抗層14を形成することによって、第1封止部材103等に電極層12及び抵抗層14を形成する場合に比べて、電極層12及び抵抗層14の形成領域をより広く確保することができる。   According to the present embodiment, in the configuration in which the temperature sensor 10 is arranged outside the internal space 113 that hermetically seals the vibration part 122 by the first sealing member 103 and the second sealing member 104, the temperature sensor 10 is Since it is configured as a thin film thermistor having the electrode layer 12 and the resistance layer 14, it is possible to reduce the height of the crystal resonator 100 with the temperature sensor. In this case, when forming the electrode layer 12 and the resistance layer 14 on the first sealing member 103 and the like by forming the electrode layer 12 and the resistance layer 14 on the substantially entire surface of the first main surface 11 a of the insulating substrate 11. In comparison, it is possible to secure a wider area for forming the electrode layer 12 and the resistance layer 14.

また、第1封止部材103と温度センサ10の電極層12等との間に絶縁性基板11が介在していることによって、絶縁性基板11を介した電気伝導が温度センサ10の特性に影響を及ぼすことを抑制できる。つまり、温度センサ10の電極層12等を成膜する基材として、絶縁性基板11を好適に用いることが可能である。なお、絶縁性基板11を水晶板とすることによって、第1封止部材103、水晶振動板102、及び第2封止部材104と、絶縁性基板11とが同一の材質になり、温度変化に対する歪を低減できる。これにより、温度変化に伴う水晶振動子100全体の歪を緩和することができる。   In addition, since the insulating substrate 11 is interposed between the first sealing member 103 and the electrode layer 12 of the temperature sensor 10, electrical conduction through the insulating substrate 11 affects the characteristics of the temperature sensor 10. Can be suppressed. That is, the insulating substrate 11 can be suitably used as a base material on which the electrode layer 12 and the like of the temperature sensor 10 are formed. In addition, by using the insulating substrate 11 as a quartz plate, the first sealing member 103, the quartz vibrating plate 102, the second sealing member 104, and the insulating substrate 11 are made of the same material, so that the temperature change can be prevented. Distortion can be reduced. Thereby, the distortion of the entire crystal unit 100 due to the temperature change can be relaxed.

上記実施形態では、温度センサ10の絶縁性基板11を第1封止部材103上に搭載したが、温度センサ10の絶縁性基板として第1封止部材103や第2封止部材104を利用してもよい。例えば、第1封止部材103の第1主面311上に、電極層12、界面層13、及び抵抗層14を積層してもよい。   In the above embodiment, the insulating substrate 11 of the temperature sensor 10 is mounted on the first sealing member 103, but the first sealing member 103 and the second sealing member 104 are used as the insulating substrate of the temperature sensor 10. May be. For example, the electrode layer 12, the interface layer 13, and the resistance layer 14 may be stacked on the first main surface 311 of the first sealing member 103.

上記実施形態では、温度センサ10の絶縁性基板11を拡散接合によって第1封止部材103に接合したが、ろう材を用いて温度センサ10の絶縁性基板11を第1封止部材103に接合してもよい。   In the above embodiment, the insulating substrate 11 of the temperature sensor 10 is bonded to the first sealing member 103 by diffusion bonding. However, the insulating substrate 11 of the temperature sensor 10 is bonded to the first sealing member 103 using a brazing material. May be.

上記実施形態では、水晶振動子100が、第1封止部材103と水晶振動板102と第2封止部材104とが積層される構造であったが、これ以外の構造の水晶振動子に対しても本発明を適用可能である。例えばベース部材の凹部に水晶振動板を収容し、ベース部材の凹部を蓋部材によって気密封止する構造の水晶振動子に対しても本発明を適用可能である。この場合、ベース部材の凹部の底面に温度センサ10を設ける構成とすればよく、ベース部材の凹部の底面に、電極層12、界面層13、及び抵抗層14を積層すればよい。   In the above embodiment, the crystal unit 100 has a structure in which the first sealing member 103, the crystal plate 102, and the second sealing member 104 are laminated. However, the present invention is applicable. For example, the present invention can be applied to a crystal resonator having a structure in which a quartz diaphragm is accommodated in a recess of a base member and the recess of the base member is hermetically sealed by a lid member. In this case, the temperature sensor 10 may be provided on the bottom surface of the recess of the base member, and the electrode layer 12, the interface layer 13, and the resistance layer 14 may be stacked on the bottom surface of the recess of the base member.

あるいは、例えば断面H型ベース部材の第1凹部に水晶振動板を収容し、ベース部材の第1凹部を蓋部材によって気密封止する構造の水晶振動子に対しても本発明を適用可能である。この場合、ベース部材の第2凹部の底面に温度センサ10を設ける構成とすればよく、ベース部材の第2凹部の底面に、電極層12、界面層13、及び抵抗層14を積層すればよい。   Alternatively, for example, the present invention can also be applied to a crystal resonator having a structure in which a quartz diaphragm is accommodated in a first recess of an H-shaped base member and the first recess of the base member is hermetically sealed by a lid member. . In this case, the temperature sensor 10 may be provided on the bottom surface of the second recess of the base member, and the electrode layer 12, the interface layer 13, and the resistance layer 14 may be stacked on the bottom surface of the second recess of the base member. .

上記実施形態では、本発明を水晶振動子100に適用した場合について説明したが、水晶振動子100以外の圧電振動デバイス(例えば水晶発振器)にも本発明を適用することが可能である。また、水晶振動板102としてATカット水晶を用いたが、これに限定されるものではなく、ATカット水晶以外の水晶を用いてもよい。また、第1封止部材103及び第2封止部材104としてATカット水晶を用いたが、これに限定されるものではなく、ATカット水晶以外の水晶や、水晶以外の脆性材料(例えばガラス等)を用いてもよい。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the crystal resonator 100 has been described. However, the present invention can also be applied to piezoelectric vibration devices other than the crystal resonator 100 (for example, a crystal oscillator). Further, although the AT cut crystal is used as the crystal diaphragm 102, the present invention is not limited to this, and a crystal other than the AT cut crystal may be used. Moreover, although AT cut quartz was used as the first sealing member 103 and the second sealing member 104, the present invention is not limited to this, and quartz other than AT cut quartz or brittle materials other than quartz (for example, glass or the like) ) May be used.

今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。   Embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become the basis of limited interpretation. The technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, the technical scope of the present invention includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

本発明は、温度センサ、及びこれを備えた圧電振動デバイスに利用可能である。   The present invention can be used for a temperature sensor and a piezoelectric vibration device including the temperature sensor.

10 温度センサ
11 絶縁性基板
12 電極層
13 界面層
14 抵抗層
100 水晶振動子(圧電振動デバイス)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Temperature sensor 11 Insulating substrate 12 Electrode layer 13 Interface layer 14 Resistance layer 100 Crystal oscillator (piezoelectric vibration device)

Claims (6)

絶縁性基板に、サーミスタ材料により形成される抵抗層、及び平面視で前記抵抗層を挟んで互いに対向して形成される一対の電極層が備えられた温度センサであって、
前記抵抗層と前記電極層との間には、界面層が介在されていることを特徴とする温度センサ。
A temperature sensor comprising a resistance layer formed of a thermistor material on an insulating substrate, and a pair of electrode layers formed opposite to each other with the resistance layer in plan view,
An interface layer is interposed between the resistance layer and the electrode layer.
請求項1に記載の温度センサであって、
前記電極層が、Au層であり、
前記界面層が、Ti層またはCr層であることを特徴とする温度センサ。
The temperature sensor according to claim 1,
The electrode layer is an Au layer;
The temperature sensor, wherein the interface layer is a Ti layer or a Cr layer.
請求項1または2に記載の温度センサであって、
前記サーミスタ材料が、酸素及び窒素を含有成分として含むクロム化合物であることを特徴とする温度センサ。
The temperature sensor according to claim 1 or 2,
The temperature sensor, wherein the thermistor material is a chromium compound containing oxygen and nitrogen as components.
請求項1〜3のいずれか1つに記載の温度センサであって、
前記電極層が、櫛形形状に形成されていることを特徴とする温度センサ。
The temperature sensor according to any one of claims 1 to 3,
The temperature sensor, wherein the electrode layer is formed in a comb shape.
請求項1〜4のいずれか1つに記載の温度センサであって、
前記絶縁性基板の表面に、前記電極層、前記界面層、及び前記抵抗層の順で積層されていることを特徴とする温度センサ。
The temperature sensor according to any one of claims 1 to 4,
The temperature sensor, wherein the electrode layer, the interface layer, and the resistance layer are laminated in this order on the surface of the insulating substrate.
請求項1〜5のいずれか1つに記載の温度センサが備えられたことを特徴とする圧電振動デバイス。   A piezoelectric vibration device comprising the temperature sensor according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023074616A1 (en) * 2021-11-01 2023-05-04 株式会社大真空 Thermistor-mounted piezoelectric vibration device
WO2023074615A1 (en) * 2021-10-26 2023-05-04 株式会社大真空 Temperature sensor-equipped crystal oscillator device
WO2023085238A1 (en) * 2021-11-09 2023-05-19 株式会社大真空 Crystal oscillation device with thermistor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57201943U (en) * 1981-06-19 1982-12-22
JP2001035705A (en) * 1999-07-16 2001-02-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermistor element and manufacture thereof
JP2003173901A (en) * 2001-09-28 2003-06-20 Ishizuka Electronics Corp Thin film thermistor and method of adjusting its resistance value
JP2014122388A (en) * 2012-12-21 2014-07-03 Mitsubishi Materials Corp Metallic nitride material for thermistor, production method thereof, and film type thermistor sensor
JP2015139053A (en) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社大真空 piezoelectric vibration device
JP2016051816A (en) * 2014-08-29 2016-04-11 三菱マテリアル株式会社 Temperature sensor and method for manufacturing the same
JP2016129288A (en) * 2015-01-09 2016-07-14 セイコーエプソン株式会社 Electronic device, electronic apparatus and mobile
WO2017022373A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-09 株式会社村田製作所 Temperature sensor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57201943U (en) * 1981-06-19 1982-12-22
JP2001035705A (en) * 1999-07-16 2001-02-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermistor element and manufacture thereof
JP2003173901A (en) * 2001-09-28 2003-06-20 Ishizuka Electronics Corp Thin film thermistor and method of adjusting its resistance value
JP2014122388A (en) * 2012-12-21 2014-07-03 Mitsubishi Materials Corp Metallic nitride material for thermistor, production method thereof, and film type thermistor sensor
JP2015139053A (en) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社大真空 piezoelectric vibration device
JP2016051816A (en) * 2014-08-29 2016-04-11 三菱マテリアル株式会社 Temperature sensor and method for manufacturing the same
JP2016129288A (en) * 2015-01-09 2016-07-14 セイコーエプソン株式会社 Electronic device, electronic apparatus and mobile
WO2017022373A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-09 株式会社村田製作所 Temperature sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023074615A1 (en) * 2021-10-26 2023-05-04 株式会社大真空 Temperature sensor-equipped crystal oscillator device
WO2023074616A1 (en) * 2021-11-01 2023-05-04 株式会社大真空 Thermistor-mounted piezoelectric vibration device
WO2023085238A1 (en) * 2021-11-09 2023-05-19 株式会社大真空 Crystal oscillation device with thermistor

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