JP2020123906A - Piezoelectric vibration device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電振動子等の圧電振動デバイスに関する。 The present invention relates to a piezoelectric vibration device such as a piezoelectric vibrator.
近年、各種電子機器の動作周波数の高周波化や、パッケージの小型化(特に低背化)が進んでいる。そのため、高周波化やパッケージの小型化にともなって、圧電振動デバイス(例えば水晶振動子、水晶発振器等)も高周波化やパッケージの小型化への対応が求められている。 2. Description of the Related Art In recent years, operating frequencies of various electronic devices have been increased, and packages have been downsized (especially height reduction). Therefore, along with the increase in the frequency and the miniaturization of the package, the piezoelectric vibration device (for example, crystal oscillator, crystal oscillator, etc.) is also required to cope with the high frequency and the miniaturization of the package.
この種の圧電振動デバイスでは、その筐体が略直方体のパッケージで構成されている。このパッケージは、例えばガラスや水晶からなる第1封止部材および第2封止部材と、例えば水晶からなり両主面に励振電極が形成された圧電振動板とから構成され、第1封止部材と第2封止部材とが圧電振動板を介して積層して接合される。そして、パッケージの内部(内部空間)に配された圧電振動板の振動部(励振電極)が気密封止されている(例えば、特許文献1)。以下、このような圧電振動デバイスの積層形態をサンドイッチ構造という。 In this type of piezoelectric vibrating device, its housing is formed of a substantially rectangular parallelepiped package. This package includes a first sealing member and a second sealing member made of, for example, glass or crystal, and a piezoelectric vibrating plate made of, for example, crystal and having excitation electrodes formed on both main surfaces thereof. The second sealing member and the second sealing member are laminated and bonded via the piezoelectric vibration plate. The vibrating portion (excitation electrode) of the piezoelectric vibrating plate disposed inside the package (internal space) is hermetically sealed (for example, Patent Document 1). Hereinafter, such a laminated form of the piezoelectric vibration device is referred to as a sandwich structure.
ところで、圧電振動デバイスでは、例えばレーザーによりマーキングを行って、製品の機種名や、製造時期等を印字することが行われる。ここで、圧電振動デバイスのうち、例えば圧電発振器では、上述したパッケージの第1封止部材上に搭載されたICの裏面に、マーキングを行うためのマーキング領域を設けることが可能である。一方、例えば圧電振動子では、圧電発振器とは異なり、そのようなICが設けられないため、パッケージに直接、マーキングを行う必要がある。しかし、マーキング領域の下方に励振電極等が設けられている場合には、マーキングの際、励振電極等にレーザーが照射される可能性があり、これに起因して励振電極等が損傷することが懸念される。 By the way, in the piezoelectric vibration device, for example, marking is performed by a laser to print the model name of the product, the manufacturing time, and the like. Here, of the piezoelectric vibration devices, for example, in a piezoelectric oscillator, it is possible to provide a marking area for marking on the back surface of the IC mounted on the first sealing member of the package described above. On the other hand, for example, in a piezoelectric vibrator, unlike a piezoelectric oscillator, since such an IC is not provided, it is necessary to perform marking directly on the package. However, if an excitation electrode or the like is provided below the marking area, the excitation electrode or the like may be irradiated with laser during marking, which may damage the excitation electrode or the like. I'm worried.
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、マーキングの際の励振電極等の損傷を抑制することが可能な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 situation, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric vibration device capable of suppressing damage to an excitation electrode or the like during marking.
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、基板の一主面に第1励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第1励振電極と対になる第2励振電極が形成された圧電振動板と、前記圧電振動板の前記第1励振電極を覆う第1封止部材と、前記圧電振動板の前記第2励振電極を覆う第2封止部材と、が設けられ、前記第1封止部材と前記圧電振動板とが接合され、かつ前記第2封止部材と前記圧電振動板とが接合されることによって、前記第1励振電極と前記第2励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が設けられた圧電振動デバイスにおいて、前記第1封止部材の一主面には、金属膜が形成され、前記金属膜には、当該金属膜の表面に印字可能な印字領域が設けられ、前記印字領域は、前記第1励振電極および前記第2励振電極とは平面視で重畳しないように設けられていることを特徴とする。 The present invention has the following means for solving the above-mentioned problems. That is, the present invention relates to a piezoelectric vibrating plate having a first excitation electrode formed on one main surface of a substrate and a second excitation electrode paired with the first excitation electrode formed on the other main surface of the substrate; A first sealing member that covers the first excitation electrode of the piezoelectric diaphragm and a second sealing member that covers the second excitation electrode of the piezoelectric diaphragm are provided, and the first sealing member and the piezoelectric element are provided. The vibrating plate and the second sealing member and the piezoelectric vibrating plate are bonded to each other, so that the vibrating portion of the piezoelectric vibrating plate including the first excitation electrode and the second excitation electrode is separated. In a piezoelectric vibrating device provided with a tightly sealed internal space, a metal film is formed on one main surface of the first sealing member, and the metal film has a print area capable of being printed on the surface of the metal film. Is provided, and the print area is provided so as not to overlap the first excitation electrode and the second excitation electrode in a plan view.
上記構成によれば、マーキングの際、第1励振電極および第2励振電極にレーザーが照射されることを抑制することができ、マーキングの際の第1励振電極および第2励振電極の損傷を抑制することができ、これにより、第1励振電極および第2励振電極の周波数特性が変化することを抑制することができる。 According to the above configuration, it is possible to prevent the first excitation electrode and the second excitation electrode from being irradiated with the laser at the time of marking, and to prevent damage to the first excitation electrode and the second excitation electrode at the time of marking. Therefore, it is possible to prevent the frequency characteristics of the first excitation electrode and the second excitation electrode from changing.
上記構成において、前記印字領域は、当該圧電振動デバイスに設けられる電極および配線のうち、前記第1封止部材の一主面以外に形成された電極および配線とは平面視で重畳しないように設けられていることが好ましい。この構成によれば、マーキングの際、第1封止部材の他主面、圧電振動板の両主面、および第2封止部材の両主面に形成された電極および配線にレーザーが照射されることを抑制することができ、マーキングの際のこれらの電極や配線の損傷を抑制することができる。 In the above structure, the print region is provided so as not to overlap in plan view with electrodes and wirings formed on the piezoelectric vibration device other than the one main surface of the first sealing member. Is preferably provided. According to this configuration, at the time of marking, the laser is applied to the electrodes and wirings formed on the other main surface of the first sealing member, both main surfaces of the piezoelectric vibration plate, and both main surfaces of the second sealing member. Can be suppressed, and damage to these electrodes and wiring during marking can be suppressed.
上記構成において、前記圧電振動板は、前記振動部と、当該振動部の外周を取り囲む外枠部と、前記振動部と前記外枠部とを連結する保持部とを備え、前記振動部と前記外枠部との間には、当該圧電振動板を切り抜いて形成された切り抜き部が設けられ、前記印字領域は、前記切り抜き部に平面視で重畳するように設けられていることが好ましい。この構成によれば、マーキングの際、第1励振電極および第2励振電極から離れて設けられている切り抜き部をレーザーが通過するので、マーキングの際の第1励振電極および第2励振電極の損傷をより確実に抑制することができる。 In the above configuration, the piezoelectric vibrating plate includes the vibrating portion, an outer frame portion that surrounds an outer periphery of the vibrating portion, and a holding portion that connects the vibrating portion and the outer frame portion, and the vibrating portion and the A cutout portion formed by cutting out the piezoelectric vibrating plate is provided between the cutout portion and the outer frame portion, and the print region is preferably provided so as to overlap the cutout portion in a plan view. According to this configuration, since the laser passes through the cutout portion provided apart from the first excitation electrode and the second excitation electrode during marking, damage to the first excitation electrode and the second excitation electrode during marking Can be suppressed more reliably.
上記構成において、前記印字領域は、前記第1励振電極または前記第2励振電極に電気的に接続されており、前記圧電振動板の前記振動部の検査用端子とされることが好ましい。この構成によれば、第1封止部材の一主面に設けられた印字領域を圧電振動板の振動部の検査用端子として利用することで、第2封止部材の接合前に圧電振動板の振動部の検査を容易に行うことができる。このように、圧電振動デバイスの製造工程では使用されるが、圧電振動デバイスの製品化後には使用されない検査用端子に印字領域を設けるようにしている。このため、製品化後の電気的特性には影響しないためより望ましい形態となる。 In the above-mentioned configuration, it is preferable that the print region is electrically connected to the first excitation electrode or the second excitation electrode and serves as an inspection terminal of the vibrating portion of the piezoelectric vibrating plate. According to this configuration, the printed area provided on the one main surface of the first sealing member is used as an inspection terminal of the vibrating portion of the piezoelectric vibrating plate, so that the piezoelectric vibrating plate is joined before the second sealing member is joined. It is possible to easily inspect the vibrating part. As described above, the printing area is provided in the inspection terminal which is used in the manufacturing process of the piezoelectric vibration device but is not used after the piezoelectric vibration device is commercialized. Therefore, it has a more desirable form because it does not affect the electrical characteristics after the product is commercialized.
上記構成において、前記印字領域は、前記印字領域は、前記第1励振電極および前記第2励振電極に電気的に接続されていないシールド電極に設けられていることが好ましい。ここで、シールド電極は比較的広範囲の領域に設けられるため、レーザーの照射によりシールド電極の一部が削られたとしても、シールド性能の低下が比較的小さく抑えられ、他の電極や配線に比べて電気的特性への影響度が小さいと考えられる。このような理由から、印字領域をシールド電極の一部に設けることも可能である。 In the above configuration, it is preferable that the print region is provided on a shield electrode that is not electrically connected to the first excitation electrode and the second excitation electrode. Here, since the shield electrode is provided in a relatively wide area, even if a part of the shield electrode is cut off by laser irradiation, the deterioration of the shield performance is suppressed to a relatively small level, and compared with other electrodes and wiring. Therefore, the degree of influence on electrical characteristics is considered to be small. For this reason, it is possible to provide the print area on a part of the shield electrode.
本発明の圧電振動デバイスによれば、マーキングの際、第1励振電極および第2励振電極にレーザーが照射されることを抑制することができ、マーキングの際の第1励振電極および第2励振電極の損傷を抑制することができ、これにより、第1励振電極および第2励振電極の周波数特性が変化することを抑制することができる。 According to the piezoelectric vibrating device of the present invention, it is possible to suppress laser irradiation to the first excitation electrode and the second excitation electrode during marking, and the first excitation electrode and the second excitation electrode during marking. Of the first excitation electrode and the second excitation electrode can be prevented from changing.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明を適用する圧電振動デバイスが水晶振動子である場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, a case where the piezoelectric vibrating device to which the present invention is applied is a crystal resonator will be described.
まず、本実施の形態にかかる水晶振動子100の基本的な構造を説明する。水晶振動子100は、図1に示すように、水晶振動板(圧電振動板)10、第1封止部材20、および第2封止部材30を備えて構成されている。この水晶振動子100では、水晶振動板10と第1封止部材20とが接合され、水晶振動板10と第2封止部材30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が構成される。すなわち、水晶振動子100においては、水晶振動板10の両主面のそれぞれに第1封止部材20および第2封止部材30が接合されることでパッケージの内部空間(キャビティ)が形成され、この内部空間に振動部11(図4,5参照)が気密封止される。
First, the basic structure of the
本実施の形態にかかる水晶振動子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を用いて電極の導通を図っている。また、水晶振動子100は、外部に設けられる外部回路基板(図示省略)に半田を介して電気的に接続されるようになっている。
The
次に、上記した水晶振動子100における水晶振動板10、第1封止部材20および第2封止部材30の各部材について、図1〜7を用いて説明する。なお、ここでは、接合されていないそれぞれ単体として構成されている各部材について説明を行う。図2〜7は、水晶振動板10、第1封止部材20および第2封止部材30のそれぞれの一構成例を示しているに過ぎず、これらは本発明を限定するものではない。
Next, each member of the
水晶振動板10は、図4,5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101,第2主面102)が平坦平滑面(鏡面加工)として形成されている。本実施の形態では、水晶振動板10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4,5に示す水晶振動板10では、水晶振動板10の両主面101,102が、XZ´平面とされている。このXZ´平面において、水晶振動板10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10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)、および光学軸(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´軸およびZ´軸は、水晶の結晶軸のY軸およびZ軸からそれぞれ概ね35°15′傾いた(この切断角度はATカット水晶振動板の周波数温度特性を調整する範囲で多少変更してもよい)軸に一致する。Y´軸方向および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. 4 and 5, the
水晶振動板10の両主面101,102には、一対の励振電極(第1励振電極111,第2励振電極112)が形成されている。水晶振動板10は、略矩形に形成された振動部11と、この振動部11の外周を取り囲む外枠部12と、振動部11と外枠部12とを連結することで振動部11を保持する保持部13とを有している。すなわち、水晶振動板10は、振動部11、外枠部12および保持部13が一体的に設けられた構成となっている。保持部13は、振動部11の+X方向かつ−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12まで延びている(突出している)。そして、振動部11と外枠部12との間には、水晶振動板10を切り抜いて形成された切り抜き部10aが設けられている。本実施の形態では、水晶振動板10には、振動部11と外枠部12とを連結する保持部13が1つのみ設けられており、切り抜き部10aが振動部11の外周囲を囲うように連続して形成されている。
A pair of excitation electrodes (
第1励振電極111は振動部11の第1主面101側に設けられ、第2励振電極112は振動部11の第2主面102側に設けられている。第1励振電極111,第2励振電極112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113,第2引出配線114)が接続されている。第1引出配線113は、第1励振電極111から引き出され、保持部13を経由して、外枠部12に形成された接続用接合パターン14に繋がっている。第2引出配線114は、第2励振電極112から引き出され、保持部13を経由して、外枠部12に形成された接続用接合パターン15に繋がっている。
The
水晶振動板10の両主面(第1主面101,第2主面102)には、水晶振動板10を第1封止部材20および第2封止部材30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101の振動側封止部としては振動側第1接合パターン121が形成されており、第2主面102の振動側封止部としては振動側第2接合パターン122が形成されている。振動側第1接合パターン121および振動側第2接合パターン122は、外枠部12に設けられており、平面視で環状に形成されている。
A vibration side seal for joining the
また、水晶振動板10には、図4,5に示すように、第1主面101と第2主面102との間を貫通する5つのスルーホールが形成されている。具体的には、4つの第1スルーホール161は、外枠部12の4隅(角部)の領域にそれぞれ設けられている。第2スルーホール162は、外枠部12であって、振動部11のZ´軸方向の一方側(図4,5では、−Z´方向側)に設けられている。第1スルーホール161の周囲には、それぞれ接続用接合パターン123が形成されている。また、第2スルーホール162の周囲には、第1主面101側では接続用接合パターン124が、第2主面102側では接続用接合パターン15が形成されている。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the
第1スルーホール161および第2スルーホール162には、第1主面101と第2主面102とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、スルーホールそれぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第1スルーホール161および第2スルーホール162それぞれの中央部分は、第1主面101と第2主面102との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。
In the first through
第1封止部材20は、図2,3に示すように、1枚のATカット水晶板から形成された直方体の基板であり、この第1封止部材20の第2主面202(水晶振動板10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。なお、第1封止部材20は振動部を有するものではないが、水晶振動板10と同様にATカット水晶板を用いることで、水晶振動板10と第1封止部材20の熱膨張率を同じにすることができ、水晶振動子100における熱変形を抑制することができる。また、第1封止部材20におけるX軸、Y軸およびZ´軸の向きも水晶振動板10と同じとされている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first sealing
第1封止部材20の第1主面201(水晶振動板10に面しない外方の主面)には、図2に示すように、配線用の第1、第2金属膜22,23と、シールド用の第3金属膜28とが形成されている。配線用の第1、第2金属膜22,23は、水晶振動板10の第1、第2励振電極111,112と、第2封止部材30の外部電極端子32とを電気的に接続するための配線として設けられている。第1、第2金属膜22,23は、Z´軸方向の両端部に設けられており、第1金属膜22が、+Z´方向側に設けられ、第2金属膜23が、−Z´方向側に設けられている。第1、第2金属膜22,23は、X軸方向に延びるように形成されている。第1金属膜22は、略矩形状に形成されているが、第1金属膜22の+X方向側の部分には、−Z´方向側に突出する突出部22aが設けられている。第2金属膜23は、略矩形状に形成されているが、第2金属膜23の−X方向側の部分には、+Z´方向側に突出する突出部23aが設けられている。
As shown in FIG. 2, first and
第3金属膜28は、第1、第2金属膜22,23の間に設けられており、第1、第2金属膜22,23とは所定の間隔を隔てて配置されている。第3金属膜28は、第1封止部材20の第1主面201の第1、第2金属膜22,23が形成されていない領域のうち、ほとんど全ての領域に設けられている。
The
第1封止部材20には、図2,3に示すように、第1主面201と第2主面202との間を貫通する6つのスルーホールが形成されている。具体的には、4つの第3スルーホール211が、第1封止部材20の4隅(角部)の領域に設けられている。第4,第5スルーホール212,213は、図2,3の+Z´方向および−Z´方向にそれぞれ設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first sealing
第3スルーホール211および第4,第5スルーホール212,213には、第1主面201と第2主面202とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、スルーホールそれぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第3スルーホール211および第4,第5スルーホール212,213それぞれの中央部分は、第1主面201と第2主面202との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。そして、第1封止部材20の第1主面201の対角に位置する2つの第3スルーホール211,211(図2,3の+X方向かつ+Z´方向の角部に位置する第3スルーホール211と、−X方向かつ−Z´方向の角部に位置する第3スルーホール211)の貫通電極同士が、第3金属膜28によって電気的に接続されている。また、−X方向かつ+Z´方向の角部に位置する第3スルーホール211の貫通電極と、第4スルーホール212の貫通電極とが、第1金属膜22によって電気的に接続されている。+X方向かつ−Z´方向の角部に位置する第3スルーホール211の貫通電極と、第5スルーホール213の貫通電極とが、第2金属膜23によって電気的に接続されている。
In the third through
第1封止部材20の第2主面202には、水晶振動板10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24が形成されている。封止側第1接合パターン24は、平面視で環状に形成されている。また、第1封止部材20の第2主面202では、第3スルーホール211の周囲に接続用接合パターン25がそれぞれ形成されている。第4スルーホール212の周囲には接続用接合パターン261が、第5スルーホール213の周囲には接続用接合パターン262が形成されている。さらに、接続用接合パターン261に対して第1封止部材20の長軸方向の反対側(−Z´方向側)には接続用接合パターン263が形成されており、接続用接合パターン261と接続用接合パターン263とは配線パターン27によって接続されている。
On the second
第2封止部材30は、図6,7に示すように、1枚のATカット水晶板から形成された直方体の基板であり、この第2封止部材30の第1主面301(水晶振動板10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。なお、第2封止部材30においても、水晶振動板10と同様にATカット水晶板を用い、X軸、Y軸およびZ´軸の向きも水晶振動板10と同じとすることが望ましい。
As shown in FIGS. 6 and 7, the second sealing
この第2封止部材30の第1主面301には、水晶振動板10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31が形成されている。封止側第2接合パターン31は、平面視で環状に形成されている。
On the first
第2封止部材30の第2主面302(水晶振動板10に面しない外方の主面)には、水晶振動子100の外部に設けられる外部回路基板に電気的に接続する4つの外部電極端子32が設けられている。外部電極端子32は、第2封止部材30の第2主面302の4隅(隅部)にそれぞれ位置する。
The second
第2封止部材30には、図6,7に示すように、第1主面301と第2主面302との間を貫通する4つのスルーホールが形成されている。具体的には、4つの第6スルーホール33は、第2封止部材30の4隅(角部)の領域に設けられている。第6スルーホール33には、第1主面301と第2主面302とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、第6スルーホール33それぞれの内壁面に沿って形成されている。このように第6スルーホール33の内壁面に形成された貫通電極によって、第1主面301に形成された電極と、第2主面302に形成された外部電極端子32とが導通されている。また、第6スルーホール33それぞれの中央部分は、第1主面301と第2主面302との間を貫通した中空状態の貫通部分となっている。また、第2封止部材30の第1主面301では、第6スルーホール33の周囲には、それぞれ接続用接合パターン34が形成されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the second sealing
上記の水晶振動板10、第1封止部材20、および第2封止部材30を含む水晶振動子100では、水晶振動板10と第1封止部材20とが振動側第1接合パターン121および封止側第1接合パターン24を重ね合わせた状態で拡散接合され、水晶振動板10と第2封止部材30とが振動側第2接合パターン122および封止側第2接合パターン31を重ね合わせた状態で拡散接合されて、図1に示すサンドイッチ構造のパッケージが製造される。これにより、パッケージの内部空間、つまり、振動部11の収容空間が気密封止される。
In the
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される。そして、接続用接合パターン同士の接合により、水晶振動子100では、第1励振電極111、第2励振電極112、外部電極端子32の電気的導通が得られるようになっている。具体的には、第1励振電極111は、第1引出配線113、配線パターン27、第4スルーホール212、第1金属膜22、第3スルーホール211、第1スルーホール161、および第6スルーホール33を順に経由して、外部電極端子32に接続される。第2励振電極112は、第2引出配線114、第2スルーホール162、第5スルーホール213、第2金属膜23、第3スルーホール211、第1スルーホール161、および第6スルーホール33を順に経由して、外部電極端子32に接続される。また、第3金属膜28は、第3スルーホール211、第1スルーホール161、および第6スルーホール33を順に経由して、アース接続(グランド接続、外部電極端子32の一部を利用)されている。
At this time, the above-described connecting joint patterns are also diffusion-joined in a state of being overlapped. In the
水晶振動子100において、各種接合パターンは、複数の層が水晶板上に積層されてなり、その最下層側からTi(チタン)層とAu(金)層とが蒸着形成されているものとすることが好ましい。また、水晶振動子100に形成される他の配線や電極も、接合パターンと同一の構成とすれば、接合パターンや配線および電極を同時にパターニングでき、好ましい。
In the
上述のように構成された水晶振動子100では、水晶振動板10の振動部11を気密封止する封止部(シールパス)115,116は、平面視で、環状に形成されている。シールパス115は、上述した振動側第1接合パターン121および封止側第1接合パターン24の拡散接合によって形成され、シールパス115の外縁形状および内縁形状が略八角形に形成されている。同様に、シールパス116は、上述した振動側第2接合パターン122および封止側第2接合パターン31の拡散接合によって形成され、シールパス116の外縁形状および内縁形状が略八角形に形成されている。
In the
このように拡散接合によってシールパス115,116が形成された水晶振動子100において、第1封止部材20と水晶振動板10とは、1.00μm以下のギャップを有し、第2封止部材30と水晶振動板10とは、1.00μm以下のギャップを有する。つまり、第1封止部材20と水晶振動板10との間のシールパス115の厚みが、1.00μm以下であり、第2封止部材30と水晶振動板10との間のシールパス116の厚みが、1.00μm以下(具体的には、本実施の形態のAu−Au接合では0.15μm〜1.00μm)である。なお、比較例として、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
本実施の形態では、上記構成の水晶振動子100において、第1封止部材20の第1主面201に形成された第1金属膜22に、当該第1金属膜22の表面に印字可能な印字領域(マーキング領域)M1が設けられている。このマーキング領域M1について、図2、図8〜図10を参照して説明する。
In the present embodiment, in the
上述したように、第1封止部材20の第1主面201には、第1、第2金属膜22,23が形成されており、第1、第2金属膜22,23の一方にマーキング領域M1が設けられている。本実施の形態では、第1金属膜22の突出部22aにマーキング領域M1が設けられている。マーキング領域M1は、略矩形の領域になっており、縦寸法(X軸方向の寸法)が、例えば100μm〜150μmであり、横寸法(Z´軸方向の寸法)が、例えば50μm〜100μmになっている。
As described above, the first and
このマーキング領域M1に対し、例えばレーザーを照射してマーキング領域M1の表面を焼き付ける(焼き切る)ことによって、マーキング領域M1に対するマーキングを行って、製品の機種名や、製造時期等を印字することが可能である。レーザーとしては、例えば炭酸ガスレーザーや、半導体レーザー、YAGレーザー等を用いることが可能である。マーキングの手法としては、例えばドットコードがあり、図10にドットコードによるマーキングの一例を示している。図10では、マーキング領域M1に形成された4bit×3列のドットコードによって、製品の製造時期を印字した場合を示している。図10のドットコードは、[829]を意味している。具体的には、1列目の[1000]は、[8]を意味しており、製造年に対応する(ここでは、2010年を開始年としている)。2列目の[0010]は、[2]を意味しており、製造週の10の位に対応する。3列目の[1001]は、[9]を意味しており、製造週の1の位に対応する。図10のドットコードによって、製品の製造時期が、2018年第29週であることが分かる。 It is possible to perform marking on the marking area M1 by printing (burning) the surface of the marking area M1 by irradiating the marking area M1 with, for example, a laser, and printing the model name of the product, the manufacturing time, etc. Is. As the laser, for example, a carbon dioxide gas laser, a semiconductor laser, a YAG laser or the like can be used. As a marking method, for example, there is a dot code, and FIG. 10 shows an example of marking by the dot code. FIG. 10 shows the case where the product manufacturing time is printed by the dot code of 4 bits×3 rows formed in the marking area M1. The dot code in FIG. 10 means [829]. Specifically, [1000] in the first column means [8] and corresponds to the manufacturing year (here, 2010 is the start year). The second row, [0010], means [2] and corresponds to the tens digit of the manufacturing week. [1001] in the third column means [9] and corresponds to the ones digit of the manufacturing week. It can be seen from the dot code in FIG. 10 that the manufacturing time of the product is the 29th week of 2018.
次に、マーキング領域M1と、第1、第2励振電極111,112等との位置関係について説明する。
Next, the positional relationship between the marking area M1 and the first and
図8に示すように、マーキング領域M1は、第1、第2励振電極111,112とは平面視で重畳しないように設けられている。このような位置関係によれば、マーキングの際、第1、第2励振電極111,112にレーザーが照射されることを抑制することができ、マーキングの際の第1、第2励振電極111,112の損傷を抑制することができ、これにより、第1、第2励振電極111,112の周波数特性が変化することを抑制することができる。しかも、マーキング領域M1が、第1励振電極111に電気的に接続されている第1金属膜22に設けられているので、第1封止部材20の第1主面201に、マーキング用の層や膜を別途設ける必要がなくなる。
As shown in FIG. 8, the marking area M1 is provided so as not to overlap the first and
また、マーキング領域M1は、水晶振動子100に設けられる電極および配線のうち、第1封止部材20の第1主面201以外に形成された電極および配線とは平面視で重畳しないように設けられている。つまり、マーキング領域M1は、第1封止部材20の第2主面202、水晶振動板10の両主面101,102、および第2封止部材30の両主面301,302に形成された電極および配線とは平面視で重畳しないように設けられている。
Further, the marking region M1 is provided so as not to overlap in plan view with the electrodes and wirings formed on the
本実施の形態では、図8に示すように、マーキング領域M1は、第1励振電極111に電気的に接続される配線、および第2励振電極112に電気的に接続される配線とは平面視で重畳しないように設けられている。第1励振電極111に電気的に接続される配線としては、第1引出配線113、配線パターン27、第4スルーホール212、第3スルーホール211、第1スルーホール161、第6スルーホール33、および外部電極端子32がある。第2励振電極112に電気的に接続される配線としては、第2引出配線114、第2スルーホール162、第5スルーホール213、第3スルーホール211、第1スルーホール161、第6スルーホール33、および外部電極端子32がある。また、図8に示すように、マーキング領域M1は、シールパス115,116とは平面視で重畳しないように設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the marking area M1 is viewed in plan from the wiring electrically connected to the
このような位置関係によれば、マーキングの際、第1封止部材20の第2主面202、水晶振動板10の両主面101,102、および第2封止部材30の両主面301,302に形成された電極および配線にレーザーが照射されることを抑制することができ、マーキングの際のこれらの電極や配線の損傷を抑制することができる。
According to such a positional relationship, at the time of marking, the second
また、図9に示すように、マーキング領域M1は、振動部11の外周囲を囲う切り抜き部10aに平面視で重畳するように設けられている。このような位置関係によれば、マーキングの際、第1、第2励振電極111,112から離れて設けられている切り抜き部10aをレーザーが通過するので、マーキングの際の第1、第2励振電極111,112の損傷をより確実に抑制することができる。ここで、水晶振動板10はATカット水晶板であり、エッチングにより切り抜き部10aが形成されることから、振動部11および外枠部12の端面に傾斜面が形成される。これらの傾斜面にレーザーが当たると、レーザーが意図しない方向に反射されることが懸念される。このため、そのような傾斜面に対して、マーキング領域M1が平面視で重畳しないように設けられることが好ましい。つまり、切り抜き部10aの貫通部分に対して、マーキング領域M1が平面視で重畳するように設けられることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 9, the marking area M1 is provided so as to overlap with the
本実施の形態において、第1金属膜22の突出部22aに設けられたマーキング領域M1が、水晶振動板10の振動部11の検査用端子とされることが好ましい。この場合、第2金属膜23の突出部23aも、水晶振動板10の振動部11の検査用端子とされることが好ましい。これによれば、第1封止部材20の第1主面201に設けられたマーキング領域M1を水晶振動板10の振動部11の検査用端子として利用することで、第2封止部材30の接合前に水晶振動板10の振動部11の検査を容易に行うことができる。このように、水晶振動子100の製造工程では使用されるが、水晶振動子100の製品化後には使用されない突出部22aにマーキング領域M1を設けるようにしている。このため、製品化後の電気的特性には影響しないためより望ましい形態となる。
In the present embodiment, it is preferable that the marking area M1 provided on the protruding
今回開示した実施の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。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の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、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time is an example in all respects, and is not a basis for a limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention should not be construed only by the embodiments described above, but should be defined based on the description of the claims. Also, the meaning equivalent to the scope of claims and all modifications within the scope are included.
上述したマーキング領域M1の配置箇所や、形状、大きさは一例であって、上記以外の配置箇所や大きさであってもよい。例えば第2金属膜23の突出部23aにマーキング領域M1を設けてもよい。なお、シールド電極を内部に有する構成の水晶振動子100の場合には、マーキング領域M1を、シールド電極とは平面視で重畳しないように設けてもよい。
The arrangement location, shape, and size of the marking area M1 described above are examples, and the arrangement location and size other than the above may be used. For example, the marking area M1 may be provided on the protruding
ただし、シールド電極は比較的広範囲の領域に設けられるため、レーザーの照射によりシールド電極の一部が削られたとしても、シールド性能の低下が比較的小さく抑えられ、他の電極や配線に比べて電気的特性への影響度が小さいと考えられる。このような理由から、第1励振電極111および第2励振電極112に電気的に接続されていないシールド電極の一部に、マーキング領域M1を設けることも可能である。このようなシールド電極としては、第1封止部材20の第1主面201に形成された第3金属膜28があり、この第3金属膜28の一部にマーキング領域M1を設けてもよい。あるいは、シールド電極を内部に有する構成の水晶振動子100の場合には、このシールド電極にマーキング領域M1を設けてもよい。
However, since the shield electrode is provided in a relatively wide area, even if a part of the shield electrode is scraped off by laser irradiation, the deterioration of the shield performance is suppressed to a relatively small level, and compared with other electrodes and wiring. It is considered that the degree of influence on the electrical characteristics is small. For this reason, it is possible to provide the marking area M1 on a part of the shield electrode that is not electrically connected to the
また、上述したマーキングの手法は一例であって、バーコードやQRコード(登録商標)等によってマーキングを行ってもよい。また、文字や、数字、記号等をマーキング領域M1に印字してもよい。なお、上述したドットコードを用いることによって、例えば、数100μm×数100μmといった極めて小さなマーキング領域M1に対しても、確実かつ容易にマーキングを行うことができる。 The marking method described above is an example, and marking may be performed using a barcode, a QR code (registered trademark), or the like. Also, characters, numbers, symbols, etc. may be printed in the marking area M1. By using the above-described dot code, it is possible to reliably and easily perform marking even on an extremely small marking area M1 such as several hundreds μm×several hundreds μm.
上記実施の形態では、第2封止部材30の第2主面302の外部電極端子32の数を4つとしたが、これに限定されるものではなく、外部電極端子32の数を、例えば、2つ、6つ、あるいは8つ等としてもよい。また、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、これに限定されるものではなく、例えば水晶発振器等にも本発明を適用してもよい。
Although the number of the
上記実施形態では、第1封止部材20および第2封止部材30を水晶板によって形成したが、これに限定されるものではなく、第1封止部材20および第2封止部材30を、例えば、ガラスによって形成してもよい。
In the above embodiment, the first sealing
10 水晶振動板(圧電振動板)
11 振動部
20 第1封止部材
22 第1金属膜
30 第2封止部材
100 水晶振動子(圧電振動デバイス)
111 第1励振電極
112 第2励振電極
201 第1主面(一主面)
202 第2主面(他主面)
M1 マーキング領域(印字領域)
10 Crystal diaphragm (piezoelectric diaphragm)
11 Vibrating
111
202 Second main surface (other main surface)
M1 marking area (printing area)
Claims (5)
前記圧電振動板の前記第1励振電極を覆う第1封止部材と、
前記圧電振動板の前記第2励振電極を覆う第2封止部材と、が設けられ、
前記第1封止部材と前記圧電振動板とが接合され、かつ前記第2封止部材と前記圧電振動板とが接合されることによって、前記第1励振電極と前記第2励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が設けられた圧電振動デバイスにおいて、
前記第1封止部材の一主面には、金属膜が形成され、
前記金属膜には、当該金属膜の表面に印字可能な印字領域が設けられ、
前記印字領域は、前記第1励振電極および前記第2励振電極とは平面視で重畳しないように設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。 A piezoelectric vibration plate having a first excitation electrode formed on one main surface of a substrate and a second excitation electrode paired with the first excitation electrode formed on the other main surface of the substrate;
A first sealing member that covers the first excitation electrode of the piezoelectric vibrating plate;
A second sealing member that covers the second excitation electrode of the piezoelectric vibrating plate,
The first excitation electrode and the second excitation electrode are included by joining the first sealing member and the piezoelectric vibrating plate and joining the second sealing member and the piezoelectric vibrating plate. In a piezoelectric vibrating device provided with an internal space that hermetically seals the vibrating portion of the piezoelectric vibrating plate,
A metal film is formed on one main surface of the first sealing member,
The metal film is provided with a printable area on the surface of the metal film,
The piezoelectric vibrating device, wherein the printed region is provided so as not to overlap the first excitation electrode and the second excitation electrode in a plan view.
前記印字領域は、当該圧電振動デバイスに設けられる電極および配線のうち、前記第1封止部材の一主面以外に形成された電極および配線とは平面視で重畳しないように設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。 The piezoelectric vibration device according to claim 1,
The printed area is provided so as not to overlap with the electrodes and wirings provided on the piezoelectric vibration device other than the electrodes and wirings formed on the one main surface of the first sealing member in a plan view. Piezoelectric vibration device characterized by.
前記圧電振動板は、前記振動部と、当該振動部の外周を取り囲む外枠部と、前記振動部と前記外枠部とを連結する保持部とを備え、前記振動部と前記外枠部との間には、当該圧電振動板を切り抜いて形成された切り抜き部が設けられ、
前記印字領域は、前記切り抜き部に平面視で重畳するように設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。 The piezoelectric vibration device according to claim 1 or 2,
The piezoelectric vibrating plate includes the vibrating portion, an outer frame portion that surrounds the outer periphery of the vibrating portion, and a holding portion that connects the vibrating portion and the outer frame portion, and the vibrating portion and the outer frame portion. In between, a cutout portion formed by cutting out the piezoelectric diaphragm is provided,
The piezoelectric vibrating device, wherein the print area is provided so as to overlap the cutout portion in a plan view.
前記印字領域は、前記第1励振電極または前記第2励振電極に電気的に接続されており、前記圧電振動板の前記振動部の検査用端子とされることを特徴とする圧電振動デバイス。 The piezoelectric vibration device according to any one of claims 1 to 3,
The piezoelectric vibrating device, wherein the printed region is electrically connected to the first excitation electrode or the second excitation electrode and serves as an inspection terminal of the vibrating portion of the piezoelectric vibrating plate.
前記印字領域は、前記第1励振電極および前記第2励振電極に電気的に接続されていないシールド電極に設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。 The piezoelectric vibration device according to any one of claims 1 to 3,
The piezoelectric vibrating device, wherein the printed region is provided on a shield electrode that is not electrically connected to the first excitation electrode and the second excitation electrode.
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