JP2020141264A - 圧電振動デバイス - Google Patents
圧電振動デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020141264A JP2020141264A JP2019035579A JP2019035579A JP2020141264A JP 2020141264 A JP2020141264 A JP 2020141264A JP 2019035579 A JP2019035579 A JP 2019035579A JP 2019035579 A JP2019035579 A JP 2019035579A JP 2020141264 A JP2020141264 A JP 2020141264A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration device
- outer frame
- main surfaces
- piezoelectric
- piezoelectric vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 62
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 40
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 75
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 229920006015 heat resistant resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/0595—Holders; Supports the holder support and resonator being formed in one body
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
- H03H9/1042—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a housing formed by a cavity in a resin
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
- H03H9/1035—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by two sealing substrates sandwiching the piezoelectric layer of the BAW device
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/19—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H2003/022—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the cantilever type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
【課題】安価な圧電振動デバイスを提供する。【解決手段】両主面にそれぞれ形成された第１，第２励振電極２５，２６を有すると共に、第１，第２励振電極２５，２６にそれぞれ接続された第１，第２実装端子２７，２８を有する圧電振動板２と、圧電振動板２の第１，第２励振電極２５，２６をそれぞれ覆うように、圧電振動板２の両主面にそれぞれ接合される第１，第２封止部材３，４とを備え、第１，第２封止部材３，４の少なくとも一方の封止部材が、樹脂製のフィルムである。【選択図】図３
Description
本発明は、圧電振動子等の圧電振動デバイスに関する。
圧電振動デバイスとして、表面実装型の圧電振動子が広く用いられている。この表面実装型の圧電振動子は、例えば、特許文献１に記載されているように、セラミックからなる上面が開口した箱形のベース内の保持電極に、圧電振動片（水晶片）の両面の励振電極から導出された電極を、導電性接着剤によって固着することによって、圧電振動片をベースに搭載する。このようにして圧電振動片を搭載したベースの開口に、蓋体を接合して気密に封止するようにしている。また、ベースの外底面には、当該圧電振動子を実装するための実装端子が形成されている。
上記のような圧電振動子の多くは、セラミック製のベースに、金属製あるいはガラス製の蓋体が接合されてパッケージが構成されているので、パッケージが高価となり、圧電振動子が高価なものとなっている。
本発明は、上記のような点に鑑みて為されたものであって、安価な圧電振動デバイスを提供することを目的とする。
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
すなわち、本発明の圧電振動デバイスは、両主面の一方の主面に形成された第１励振電極及び前記両主面の他方の主面に形成された第２励振電極を有すると共に、前記第１，第２励振電極にそれぞれ接続された第１，第２実装端子を有する圧電振動板と、前記圧電振動板の前記第１，第２励振電極をそれぞれ覆うように、前記圧電振動板の前記両主面にそれぞれ接合される第１，第２封止部材とを備え、前記第１，第２封止部材の少なくとも一方の封止部材は、樹脂製のフィルムである。
本発明によれば、両主面に第１，第２励振電極が形成されると共に、前記第１，第２励振電極に接続された第１，第２実装端子を有する圧電振動板に、第１，第２励振電極を覆うように、第１，第２封止部材を接合するので、従来のように、実装端子を有するベース内に圧電振動片を搭載する必要がなく、高価なベースが不要になる。
また、第１，第２封止部材の少なくとも一方の封止部材を、樹脂製のフィルムで構成しているので、両封止部材を、金属製やガラス製の蓋体で構成するのに比べて、コストを低減することができる。
本発明の圧電振動デバイスでは、前記第１，第２封止部材の両封止部材を、前記樹脂製のフィルムとしてもよい。
上記構成によれば、両封止部材を、前記樹脂製のフィルムで構成するので、高価なベース及び蓋体が不要となり、一層コストを低減することができる。
本発明の圧電振動デバイスでは、前記圧電振動板は、前記両主面に前記第１，第２励振電極がそれぞれ形成された振動部と、該振動部に連結部を介して連結されると共に、前記振動部の外周を取り囲む外枠部とを有し、前記外枠部は、前記振動部より厚肉であり、前記フィルムは、その周端部が前記外枠部の両主面にそれぞれ接合されて、前記振動部を封止するようにしてもよい。
上記構成によれば、振動部よりも厚肉であって、振動部の外周を取り囲む外枠部の両主面に、両フィルムの周端部をそれぞれ接合することによって、外枠部の両主面に接合された両フィルムに接触することなく、振動部を封止することができる。
本発明の圧電振動デバイスでは、前記圧電振動板は、平面視矩形であり、前記平面視矩形の二組の対向辺の内の一方の組の対向辺に沿う方向の一方の端部の前記外枠部に、前記第１実装端子が形成され、他方の端部の前記外枠部に、前記第２実装端子が形成されるようにしてもよい。
上記構成によれば、平面視矩形の対向辺に沿う方向の両端部に、第１，第２実装電極がそれぞれ形成されているので、この第１，第２実装電極を、半田や金属バンプやワイヤ等の接合材によって、回路基板等に接合して、当該圧電振動デバイスを実装することができる。
本発明の圧電振動デバイスでは、前記第１，第２実装端子は、前記外枠部の前記両主面にそれぞれ形成され、前記両主面の前記第１実装端子同士が電気的に接続されると共に、前記両主面の前記第２実装端子同士が電気的に接続されるようにしてもよい。
上記構成によれば、両主面の各実装端子同士が電気的にそれぞれ接続されているので、当該圧電振動デバイスを、回路基板等に実装する場合に、表裏の両主面のいずれの面でも実装することができる。
本発明の圧電振動デバイスでは、前記外枠部の前記両主面の一方の主面には、前記第１励振電極と前記第１実装端子とを接続し、かつ前記振動部を取り囲むと共に、前記フィルムが接合される第１封止パターンが形成され、前記外枠部の前記両主面の他方の主面には、前記第２励振電極と前記第２実装端子とを接続し、かつ前記振動部を取り囲むと共に、前記フィルムが接合される第２封止パターンが形成されるようにしてもよい。
上記構成によれば、外枠部の両主面にそれぞれ形成される第１，第２封止パターンによって、第１，第２励振電極と第１，第２実装端子とをそれぞれ電気的に接続できると共に、フィルムを、振動部を取り囲む第１，第２封止パターンにそれぞれ強固に接合して、振動部を封止することができる。
本発明の圧電振動デバイスでは、前記第１封止パターン、及び、前記第２封止パターンは、前記平面視矩形の二組の対向辺の内の前記一方の組の対向辺に沿って延びる延出部をそれぞれ有し、各延出部の幅を、前記一方の組の対向辺に沿って延びる前記外枠部の幅より狭くしてもよい。
上記構成によれば、外枠部の両主面の一方の主面の第１封止パターンの延出部と、他方の主面の第２封止パターンの延出部とは、その幅が、外枠部の幅よりも狭いので、延出部の幅が外枠部の幅と同じ場合、すなわち、外枠部の全幅に亘って延出部を形成する場合のように、一方の主面の第１封止パターンの延出部と、他方の主面の第２封止パターンの延出部とが、外枠部の側面に回り込んで短絡するといったことがない。
本発明の圧電振動デバイスでは、前記フィルムを、耐熱樹脂製のフィルムとしてもよい。
上記構成によれば、圧電振動板の振動部を封止するフィルムは、耐熱樹脂製のフィルムであるので、当該圧電振動デバイスを実装するための半田リフロー処理の際にフィルムが変形等することがない。
本発明の圧電振動デバイスは、前記フィルムは、少なくとも片面に熱可塑性の接着層を備えてもよい。
上記構成によれば、フィルムの熱可塑性の接着層を備える面を、圧電振動板に、重ねるようにして加熱圧着することができる。
本発明の圧電振動デバイスでは、前記圧電振動板を、水晶振動板としてもよい。
上記構成によれば、圧電振動板として水晶振動板を用いるので、周波数温度特性の良好な圧電振動デバイスとなる。
本発明によれば、両主面に第１，第２励振電極が形成されると共に、前記第１，第２励振電極に接続された第１，第２実装端子を有する圧電振動板に、第１，第２励振電極を覆うように、第１，第２封止部材を接合するので、従来のように、実装端子を有するベース内に圧電振動片を搭載する必要がなく、高価なベースが不要になる。
また、第１，第２封止部材の少なくとも一方の封止部材を、樹脂製のフィルムで構成しているので、両封止部材を、金属製やガラス製の蓋体で構成するのに比べて、コストを低減することができ、安価な圧電振動デバイスを提供することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では、圧電振動デバイスとして水晶振動子に適用して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る水晶振動子の概略斜視図であり、図２は、その概略平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う概略断面図であり、図４は、その概略底面図である。なお、図３及び後述の図５では、説明の便宜上、樹脂フィルム等の厚みを誇張して示している。
この実施形態の水晶振動子１は、水晶振動板２と、この水晶振動板２の表裏の両主面の一方の主面側を覆って封止する第１封止部材としての第１樹脂フィルム３と、水晶振動板２の他方の主面側を覆って封止する第２封止部材としての第２樹脂フィルム４とを備えている。
この水晶振動子１は、直方体であって、平面視矩形である。この実施形態の水晶振動子１は、平面視で、例えば、１．２ｍｍ×１．０ｍｍで、厚みは０．２ｍｍであり、小型化及び低背化を図っている。
なお、水晶振動子１のサイズは、上記に限定されるものではなく、これとは異なるサイズであっても適用可能である。
次に、水晶振動子１を構成する水晶振動板２及び第１，第２樹脂フィルム３，４の各構成について説明する。
この実施形態の水晶振動板２は、矩形の水晶板を水晶の結晶軸であるＸ軸の周りに３５°１５´回転させて加工したＡＴカット水晶板であり、その表裏の両主面が、ＸＺ´平面である。この実施形態では、図２，図４等に示すように、矩形の水晶振動板２の長辺方向にＺ´軸が、短辺方向にＸ軸がそれぞれ設定されている。
この水晶振動板２は、平面視が略矩形の振動部２１と、この振動部２１の周囲を、貫通部２２を挟んで取り囲む外枠部２３と、振動部２１と外枠部２３とを連結する連結部２４とを備えている。振動部２１及び連結部２４は、外枠部２３に比べて薄く形成されている、すなわち、外枠部２３は、振動部２１及び連結部２４に比べて厚肉である。
この実施形態では、平面視が略矩形の振動部２１を、その一つの角部に設けた一箇所の連結部２４によって外枠部２３に連結しているので、２箇所以上で連結する構成に比べて、振動部２１に作用する応力を低減することができる。
また、この実施形態では、連結部２４は、外枠部２３の内周のうちＸ軸方向に沿う一辺から突出し、かつ、Ｚ´軸方向に沿って形成されている。水晶振動板２のＺ´軸方向の両端部に形成された第１，第２実装端子２７，２８は、半田等によって回路基板等に直接接合される。このため、水晶振動子の長辺方向（Ｚ´軸方向）に収縮応力が働き、当該応力が振動部に伝搬することにより水晶振動子の発振周波数が変化し易くなることが考えられる。これに対して、この実施形態では、前記収縮応力に沿う方向に連結部２４が形成されているため、当該収縮応力が振動部２１に伝搬するのを抑制することができる。その結果、水晶振動子１を回路基板に実装した際の発振周波数の変化を抑制することができる。
振動部２１の表裏の両主面には、一対の第１，第２励振電極２５，２６がそれぞれ形成されている。平面視矩形の水晶振動板２の長辺方向（図２〜図４の左右方向）の両端部の外枠部２３には、第１，第２励振電極２５，２６にそれぞれ接続された第１，第２実装端子２７，２８が、水晶振動板２の短辺方向（図２，図４の上下方向）に沿ってそれぞれ形成されている。各実装端子２７，２８は、当該水晶振動子１を、回路基板等に実装するための端子である。
両主面の一方の主面では、図２に示されるように、第１実装端子２７は、後述の矩形環状の第１封止パターン２０１に連設され、他方の主面では、図４に示されるように、第２実装端子２８は、後述の矩形環状の第２封止パターン２０２に連設されている。
このように第１，第２実装端子２７，２８は、振動部２１を挟んで水晶振動板２の長辺方向（Ｚ´軸方向）の両端部にそれぞれ形成されている。
水晶振動板２の両主面の第１実装端子２７同士、及び、第２実装端子２８同士はそれぞれ電気的に接続されている。この実施形態では、第１実装端子２７同士及び第２実装端子２８同士は、水晶振動板２の対向する長辺側の側面電極でそれぞれ電気的に接続されると共に、水晶振動板２の対向する短辺側の端面電極でそれぞれ電気的に接続されている。
水晶振動板２の表面側には、第１樹脂フィルム３が接合される第１封止パターン２０１が、略矩形の振動部２１を取り囲むように矩形環状に形成されている。この第１封止パターン２０１は、第１実装端子２７に連なる接続部２０１ａと、この接続部２０１ａの両端部から水晶振動板２の長辺方向に沿ってそれぞれ延出する第１延出部２０１ｂ，２０１ｂと、水晶振動板２の短辺方向に沿って延出して前記各第１延出部２０１ｂ，２０１ｂの延出端を接続する第２延出部２０１ｃとを備えている。第２延出部２０１ｃは、第１励振電極２５から引出された第１引出し電極２０３に接続されている。したがって、第１実装端子２７は、第１引出し電極２０３及び第１封止パターン２０１を介して第１励振電極２５に電気的に接続されている。水晶振動板２の短辺方向に沿って延出する第２延出部２０１ｃと第２実装端子２８との間には、電極が形成されていない無電極領域が設けられて、第１封止パターン２０１と第２実装端子２８との絶縁が図られている。
水晶振動板２の裏面側には、図４に示されるように、第２樹脂フィルム４が接合される第２封止パターン２０２が、略矩形の振動部２１を取り囲むように矩形環状に形成されている。この第２封止パターン２０２は、第２実装端子２８に連なる接続部２０２ａと、この接続部２０２ａの両端部から水晶振動板２の長辺方向に沿ってそれぞれ延出する第１延出部２０２ｂ，２０２ｂと、水晶振動板２の短辺方向に沿って延出して、前記各第１延出部２０２ｂ，２０２ｂの延出端を接続する第２延出部２０２ｃとを備えている。第２延出部２０２ｃは、第２励振電極２６から引出された第２引出し電極２０４に接続されている。したがって、第２実装端子２８は、第２引出し電極２０４及び第２封止パターン２０２を介して第２励振電極２６に電気的に接続されている。水晶振動板２の短辺方向に沿って延出する第２延出部２０２ｃと第１実装端子２７との間には、電極が形成されていない無電極領域が設けられて、第２封止パターン２０２と第１実装端子２７との絶縁が図られている。
図２に示されるように、第１封止パターン２０１の、水晶振動板２の長辺方向に沿ってそれぞれ延出する第１延出部２０１ｂ，２０１ｂの幅は、前記長辺方向に沿って延びる外枠部２３の幅より狭く、第１延出部２０１ｂ，２０１ｂの幅方向（図２の上下方向）の両側には、電極が形成されていない無電極領域が設けられている。
この第１延出部２０１ｂ，２０１ｂの両側の無電極領域の内、外側の無電極領域は、第１実装端子２７まで延びていると共に、第２実装端子２８と第２延出部２０１ｃとの間の無電極領域に連なっている。これによって、第１封止パターン２０１の接続部２０１ａ、第１延出部２０１ｂ，２０１ｂ、及び、第２延出部２０１ｃの外側は、平面視で「コ」の字状の略等しい幅の無電極領域によって囲まれている。
第１封止パターン２０１の接続部２０１ａの幅方向の内側には、無電極領域が形成されており、この無電極領域は、第１延出部２０１ｂ，２０１ｂの内側の無電極領域に連なっている。第２延出部２０１ｃの幅方向の内側には、連結部２４の第１引出し電極２０３を除いて無電極領域が形成されており、この無電極領域は、第１延出部２０１ｂ，２０１ｂの内側の無電極領域に連なっている。これによって、第１封止パターン２０１の接続部２０１ａ、第１延出部２０１ｂ，２０１ｂ、及び、第２延出部２０１ｃの幅方向の内側は、連結部２４の第１引出し電極２０３を除いて平面視で矩形環状の略等しい幅の無電極領域によって囲まれている。
図４に示されるように、第２封止パターン２０２の、水晶振動板２の長辺方向に沿ってそれぞれ延出する第１延出部２０２ｂ，２０２ｂの幅は、前記長辺方向に沿って延びる外枠部２３の幅より狭く、第１延出部２０２ｂ，２０２ｂの幅方向（図４の上下方向）の両側には、電極が形成されていない無電極領域が設けられている。
この第１延出部２０２ｂ，２０２ｂの両側の無電極領域の内、外側の無電極領域は、第２実装端子２８まで延びていると共に、第１実装端子２７と第２延出部２０２ｃとの間の無電極領域に連なっている。これによって、第２封止パターン２０２の接続部２０２ａ、第１延出部２０２ｂ，２０２ｂ、及び、第２延出部２０２ｃの外側は、平面視で逆「コ」の字状の略等しい幅の無電極領域によって囲まれている。
第２封止パターン２０２の接続部２０２ａの幅方向の内側には、連結部２４の第１引出し電極２０４を除いて無電極領域が形成されており、この無電極領域は、第１延出部２０２ｂ，２０２ｂの内側の無電極領域に連なっている。第２延出部２０２ｃの幅方向の内側には、無電極領域が形成されており、この無電極領域は、第１延出部２０２ｂ，２０２ｂの内側の無電極領域に連なっている。これによって、第２封止パターン２０２の接続部２０２ａ、第１延出部２０２ｂ，２０２ｂ、及び、第２延出部２０２ｃの幅方向の内側は、連結部２４の第１引出し電極２０４を除いて平面視で矩形環状の略等しい幅の無電極領域によって囲まれている。
上記のように第１，第２封止パターン２０１，２０２の第１延出部２０１ｂ，２０１ｂ；２０２ｂ，２０２ｂを、外枠部２３の幅よりも狭くし、第１延出部２０１ｂ，２０１ｂ；２０２ｂ，２０２ｂの幅方向の両側には、無電極領域を設けていると共に、接続部２０１ａ，２０２ａ及び第２延出部２０１ｃ，２０２ｃの幅方向の内側には、無電極領域を設けている。前記無電極領域は、スパッタリング時に外枠部２３の側面に回り込んだ第１，第２封止パターン２０１，２０２を、フォトリソグラフィー技術によりパターニングし、これをメタルエッチングで除去することによって形成される。これにより、第１，第２封止パターン２０１，２０２が外枠部２３の側面に回り込むことによる短絡を防止することができる。
上記のように、両主面の第１実装端子２７同士及び第２実装端子２８同士は、電気的にそれぞれ接続されているので、当該水晶振動子１を、回路基板等に実装する際に、表裏の両主面のいずれの面でも実装することができる。
水晶振動板２の表裏面にそれぞれ接合されて水晶振動板２の振動部２１を、封止する第１，第２樹脂フィルム３，４は、矩形のフィルムである。この矩形の第１，第２樹脂フィルム３，４は、水晶振動板２の長手方向の両端部の第１，第２実装端子２７，２８を除く矩形の領域を覆うサイズであり、前記矩形の領域に接合される。
この実施形態では、第１，第２樹脂フィルム３，４は、耐熱性の樹脂フィルム、例えば、ポリイミド樹脂製のフィルムであり、３００℃程度の耐熱性を有している。このポリイミド樹脂製の第１，第２樹脂フィルム３，４は、透明であるが、後述の加熱圧着の条件によっては、不透明となる場合がある。なお、この第１，第２樹脂フィルム３，４は、透明、不透明、あるいは、半透明であってもよい。
第１，第２樹脂フィルム３，４は、ポリイミド樹脂に限らず、スーパーエンジニアリングプラスチックに分類されるような樹脂、例えば、ポリアミド樹脂やポリエーテルエーテルケトン樹脂等を用いてもよい。
第１，第２樹脂フィルム３，４は、表裏両面の全面に熱可塑性の接着層が形成されている。この第１，第２樹脂フィルム３，４は、その矩形の周端部が、水晶振動板２の表裏両主面の外枠部２３に、振動部２１を封止するように、例えば、熱プレスによってそれぞれ加熱圧着される。
このように第１，第２樹脂フィルム３，４は、耐熱性の樹脂フィルムであるので、当該水晶振動子１を、回路基板等に半田実装する場合の半田リフロー処理の高温に耐えることができ、第１，第２樹脂フィルム３，４が変形等することがない。
水晶振動板２の第１，第２励振電極２５，２６、第１，第２実装端子２７，２８，第１，第２封止パターン２０１，２０２、及び、第１，第２引出し電極２０３，２０４は、例えば、ＴｉまたはＣｒからなる下地層上に、例えば、Ａｕが積層され、更に、例えば、Ｔｉ、ＣｒまたはＮｉが積層形成されて構成されている。
この実施形態では、下地層はＴｉであり、その上に、Ａｕ、Ｔｉが積層形成されている。このように最上層がＴｉであることによって、Ａｕが最上層である場合に比べて、ポリイミド樹脂との接合強度が向上する。
矩形の第１，第２樹脂フィルム３，４が接合される矩形環状の第１，第２封止パターン２０１，２０２の上層は、上記のように、Ｔｉ、ＣｒまたはＮｉ（またはこれらの酸化物）から構成されるので、Ａｕ等に比べて、第１，第２樹脂フィルム３，４との接合強度を高めることができる。
次に、この実施形態の水晶振動子１の製造方法について説明する。
図５は、水晶振動子１を製造する工程を示す概略断面図である。
先ず、図５（ａ）に示される加工前の水晶ウェハ（ＡＴカット水晶板）５を準備する。この水晶ウェハ５に対して、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、例えば、ウェットエッチングを行って、図５（ｂ）に示すように、複数の水晶振動板部分２ａ及びそれらを支持するフレーム部分（図示せず）等の外形を形成し、更に、水晶振動板部分２ａに、外枠部２３ａや、外枠部２３ａよりも薄肉の振動部２１ａ等を形成する。
次に、図５（ｃ）に示すように、スパッタリング技術または蒸着技術、およびフォトリソグラフィー技術によって、水晶振動板部分２ａの所定の位置に、第１，第２励振電極２５ａ，２６ａ及び第１，第２実装端子２７ａ，２８ａ等を形成する。
更に、図５（ｄ）に示されるように、水晶振動板部分２ａの表裏の両主面を、連続した樹脂フィルム３ａ，４ａでそれぞれ覆うように、樹脂フィルム３ａ，４ａを加熱圧着し、各水晶振動板部分２ａの各振動部２１ａを封止する。
この樹脂フィルム３ａ，４ａによる各振動部２１ａの封止は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で行われる。
次に、図５（ｅ）に示すように、各水晶振動板２にそれぞれ対応するように、連続した各樹脂フィルム３ａ，４ａを、第１，第２実装端子２７，２８の一部が露出するように切断して不要部分を除去し、各水晶振動板２を分離して個片化する。
これによって、図１に示される水晶振動子１が複数得られる。
本実施形態によれば、水晶振動板２の表裏の両主面に、第１，第２樹脂フィルム３，４を接合して水晶振動子１を構成するので、セラミック等の絶縁材料からなる凹部を有するベースに、圧電振動片を搭載し、蓋体を接合して、気密に封止する従来例のように、高価なベースや蓋体が不要となり、圧電振動片をベースに搭載する必要もない。
これによって、水晶振動子１のコストを低減することができ、水晶振動子１を、安価に提供することができる。
また、ベースの凹部に、圧電振動片を搭載して蓋体で封止する従来例に比べて、薄型化（低背化）を図ることができる。
本実施形態の水晶振動子１では、第１，第２樹脂フィルム３，４によって振動部２１を封止しているので、ベースに金属製やガラス製の蓋体を接合して気密に封止する従来例に比べて気密性が劣り、水晶振動子１の共振周波数の経年変化が生じ易い。
しかし、例えば、近距離無線通信用途のうちBLE(Bluetooth（登録商標） Low Energy)等では、周波数偏差等の規格が比較的緩やかであるので、かかる用途では、樹脂フィルムで封止した安価な水晶振動子１を使用することが可能である。
上記実施形態では、水晶振動板２の両主面に、第１，第２樹脂フィルム３，４を接合して、振動部２１を封止したが、水晶振動板２の一方の主面のみに樹脂フィルムを接合し、他方の主面には、従来の蓋体を接合して振動部２１を封止してもよい。
上記実施形態では、両主面の第１実装端子２７同士及び第２実装端子２８同士は、水晶振動板２の側面電極や端面電極を介して電気的に接続されたが、両主面を貫通する貫通電極を介して電気的に接続されるようにしてもよく、あるいは、側面電極や端面電極を介して電気的に接続されると共に、貫通電極を介して電気的に接続されるようにしてもよい。
本発明は、水晶振動子等の圧電振動子に限らず、圧電発振器等の他の圧電振動デバイスに適用してもよい。
１ 水晶振動子
２ 水晶振動板
３ 第１樹脂フィルム
４ 第２樹脂フィルム
５ 水晶ウェハ
２１ 振動部
２３ 外枠部
２４ 連結部
２５ 第１励振電極
２６ 第２励振電極
２７ 第１実装端子
２８ 第２実装端子
２０１ 第１封止パターン
２０２ 第２封止パターン
２ 水晶振動板
３ 第１樹脂フィルム
４ 第２樹脂フィルム
５ 水晶ウェハ
２１ 振動部
２３ 外枠部
２４ 連結部
２５ 第１励振電極
２６ 第２励振電極
２７ 第１実装端子
２８ 第２実装端子
２０１ 第１封止パターン
２０２ 第２封止パターン
すなわち、本発明の圧電振動デバイスは、両主面の一方の主面に形成された第１励振電極及び前記両主面の他方の主面に形成された第２励振電極を有すると共に、前記第１，第２励振電極にそれぞれ接続された第１，第２実装端子を有する圧電振動板と、前記圧電振動板の前記第１，第２励振電極をそれぞれ覆うように、前記圧電振動板の前記両主面にそれぞれ接合される第１，第２封止部材とを備え、前記第１，第２封止部材の少なくとも一方の封止部材は、樹脂製のフィルムであり、前記圧電振動板は、前記両主面に前記第１，第２励振電極がそれぞれ形成された振動部と、該振動部に連結部を介して連結されると共に、前記振動部の外周を、貫通部を挟んで取り囲む外枠部とを有し、前記外枠部は、前記振動部より厚肉であり、前記フィルムは、その周端部が前記外枠部の主面に接合されて、前記振動部を封止するものであり、前記圧電振動板は、平面視矩形であり、前記平面視矩形の二組の対向辺の内の一方の組の対向辺に沿う方向の一方の端部の前記外枠部に、前記第１実装端子が形成され、他方の端部の前記外枠部に、前記第２実装端子が形成されている。
本発明によれば、振動部よりも厚肉であって、振動部の外周を取り囲む外枠部の主面に、フィルムの周端部を接合することによって、外枠部の主面に接合されたフィルムに接触することなく、振動部を封止することができる。
本発明によれば、平面視矩形の対向辺に沿う方向の両端部に、第１，第２実装端子がそれぞれ形成されているので、この第１，第２実装端子を、半田や金属バンプやワイヤ等の接合材によって、回路基板等に接合して、当該圧電振動デバイスを実装することができる。
Claims (10)
- 両主面の一方の主面に形成された第１励振電極及び前記両主面の他方の主面に形成された第２励振電極を有すると共に、前記第１，第２励振電極にそれぞれ接続された第１，第２実装端子を有する圧電振動板と、
前記圧電振動板の前記第１，第２励振電極をそれぞれ覆うように、前記圧電振動板の前記両主面にそれぞれ接合される第１，第２封止部材とを備え、
前記第１，第２封止部材の少なくとも一方の封止部材は、樹脂製のフィルムである、
ことを特徴とする圧電振動デバイス。 - 前記第１，第２封止部材の両封止部材は、前記樹脂製のフィルムである、
請求項１に記載の圧電振動デバイス。 - 前記圧電振動板は、前記両主面に前記第１，第２励振電極がそれぞれ形成された振動部と、該振動部に連結部を介して連結されると共に、前記振動部の外周を取り囲む外枠部とを有し、前記外枠部は、前記振動部より厚肉であり、
前記フィルムは、その周端部が前記外枠部の両主面にそれぞれ接合されて、前記振動部を封止する、
請求項２に記載の圧電振動デバイス。 - 前記圧電振動板は、平面視矩形であり、前記平面視矩形の二組の対向辺の内の一方の組の対向辺に沿う方向の一方の端部の前記外枠部に、前記第１実装端子が形成され、他方の端部の前記外枠部に、前記第２実装端子が形成されている、
請求項３に記載の圧電振動デバイス。 - 前記第１，第２実装端子は、前記外枠部の前記両主面にそれぞれ形成され、前記両主面の前記第１実装端子同士が電気的に接続されると共に、前記両主面の前記第２実装端子同士が電気的に接続されている、
請求項４に記載の圧電振動デバイス。 - 前記外枠部の前記両主面の一方の主面には、前記第１励振電極と前記第１実装端子とを接続し、かつ前記振動部を取り囲むと共に、前記フィルムが接合される第１封止パターンが形成され、前記外枠部の前記両主面の他方の主面には、前記第２励振電極と前記第２実装端子とを接続し、かつ前記振動部を取り囲むと共に、前記フィルムが接合される第２封止パターンが形成されている、
請求項４または５に記載の圧電振動デバイス。 - 前記第１封止パターン、及び、前記第２封止パターンは、前記平面視矩形の二組の対向辺の内の前記一方の組の対向辺に沿って延びる延出部をそれぞれ有し、各延出部の幅が、前記一方の組の対向辺に沿って延びる前記外枠部の幅より狭い、
請求項６に記載の圧電振動デバイス。 - 前記フィルムが、耐熱樹脂製のフィルムである、
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の圧電振動デバイス。 - 前記フィルムは、少なくとも片面に熱可塑性の接着層を備えている、
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の圧電振動デバイス。 - 前記圧電振動板が、水晶振動板である、
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の圧電振動デバイス。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019035579A JP6780718B2 (ja) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 圧電振動デバイス |
| US17/429,918 US20220131519A1 (en) | 2019-02-28 | 2020-01-16 | Piezoelectric vibrating device |
| EP20763265.4A EP3930189A4 (en) | 2019-02-28 | 2020-01-16 | PIEZOELECTRICAL VIBRATION DEVICE |
| CN202080006894.9A CN113243082B (zh) | 2019-02-28 | 2020-01-16 | 压电振动器件 |
| PCT/JP2020/001233 WO2020174915A1 (ja) | 2019-02-28 | 2020-01-16 | 圧電振動デバイス |
| TW109106527A TWI708479B (zh) | 2019-02-28 | 2020-02-27 | 壓電振動元件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019035579A JP6780718B2 (ja) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 圧電振動デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020141264A true JP2020141264A (ja) | 2020-09-03 |
| JP6780718B2 JP6780718B2 (ja) | 2020-11-04 |
Family
ID=72239326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019035579A Active JP6780718B2 (ja) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 圧電振動デバイス |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220131519A1 (ja) |
| EP (1) | EP3930189A4 (ja) |
| JP (1) | JP6780718B2 (ja) |
| TW (1) | TWI708479B (ja) |
| WO (1) | WO2020174915A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023048051A1 (ja) * | 2021-09-22 | 2023-03-30 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2023053836A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5877920U (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-26 | 日本特殊陶業株式会社 | 圧電共振器 |
| JPH06188670A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-07-08 | Tdk Corp | 圧電部品及びその製造方法 |
| JPH11330903A (ja) * | 1998-05-11 | 1999-11-30 | Murata Mfg Co Ltd | ラダー型圧電フィルタおよびその製造方法 |
| JP3303777B2 (ja) * | 1998-06-02 | 2002-07-22 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子 |
| JP2001102900A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Kyocera Corp | 表面実装型圧電発振子 |
| JP2005184325A (ja) | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶振動子 |
| JP2006311015A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Seiko Epson Corp | 圧電振動片及び圧電振動子 |
| CN101107776B (zh) * | 2005-06-16 | 2010-05-19 | 株式会社村田制作所 | 压电器件及其制作方法 |
| WO2007026428A1 (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-08 | Kyocera Corporation | 圧電共振子 |
| JP4893296B2 (ja) * | 2006-12-22 | 2012-03-07 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス |
| JPWO2008099570A1 (ja) * | 2007-02-13 | 2010-05-27 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス |
| JP2008205761A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Daishinku Corp | 圧電振動デバイス |
| JP6158505B2 (ja) * | 2012-12-21 | 2017-07-05 | 京セラ株式会社 | 水晶デバイス |
| JP2015128147A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-07-09 | 日東電工株式会社 | 中空封止用樹脂シート、及び、中空パッケージの製造方法 |
| JP2018117243A (ja) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 株式会社村田製作所 | 圧電振動子及びその製造方法 |
-
2019
- 2019-02-28 JP JP2019035579A patent/JP6780718B2/ja active Active
-
2020
- 2020-01-16 EP EP20763265.4A patent/EP3930189A4/en active Pending
- 2020-01-16 US US17/429,918 patent/US20220131519A1/en active Pending
- 2020-01-16 WO PCT/JP2020/001233 patent/WO2020174915A1/ja unknown
- 2020-02-27 TW TW109106527A patent/TWI708479B/zh active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023048051A1 (ja) * | 2021-09-22 | 2023-03-30 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202034628A (zh) | 2020-09-16 |
| EP3930189A4 (en) | 2022-05-04 |
| EP3930189A1 (en) | 2021-12-29 |
| CN113243082A (zh) | 2021-08-10 |
| JP6780718B2 (ja) | 2020-11-04 |
| TWI708479B (zh) | 2020-10-21 |
| US20220131519A1 (en) | 2022-04-28 |
| WO2020174915A1 (ja) | 2020-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4864152B2 (ja) | 表面実装用の水晶振動子 | |
| US11342899B2 (en) | Crystal resonator device | |
| JP2008131549A (ja) | 水晶振動デバイス | |
| JP6780718B2 (ja) | 圧電振動デバイス | |
| JP5251224B2 (ja) | 圧電振動デバイスの製造方法および圧電振動デバイス | |
| WO2021059731A1 (ja) | 圧電振動板、圧電振動デバイス、及び、圧電振動デバイスの製造方法 | |
| WO2021075124A1 (ja) | 圧電振動デバイス及びその製造方法 | |
| JP2008205761A (ja) | 圧電振動デバイス | |
| WO2022044949A1 (ja) | 圧電振動デバイス | |
| CN113243082B (zh) | 压电振动器件 | |
| JP6760430B1 (ja) | 水晶振動デバイス | |
| JP2022038151A (ja) | 圧電振動デバイス及びその製造方法 | |
| JP7375392B2 (ja) | 圧電振動デバイスの製造方法 | |
| JP2007318209A (ja) | 表面実装型圧電振動デバイス、およびその製造方法 | |
| JP2022038696A (ja) | 圧電振動デバイス | |
| WO2023136156A1 (ja) | 圧電振動デバイス | |
| JP2023048424A (ja) | 圧電振動デバイス及び圧電振動デバイスの製造方法 | |
| JP2022034229A (ja) | 圧電振動デバイスの製造方法及び圧電振動デバイス | |
| JP2022038150A (ja) | 圧電振動デバイス | |
| TWI849197B (zh) | 壓電振動板、壓電振動元件、以及壓電振動元件之製造方法 | |
| JP2014195133A (ja) | 圧電発振器 | |
| JP2022038149A (ja) | 圧電振動デバイス | |
| JP2001136047A (ja) | 水晶振動子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191209 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200310 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200508 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200915 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200928 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6780718 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |