JP2022164190A - 振動デバイス - Google Patents
振動デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022164190A JP2022164190A JP2021069524A JP2021069524A JP2022164190A JP 2022164190 A JP2022164190 A JP 2022164190A JP 2021069524 A JP2021069524 A JP 2021069524A JP 2021069524 A JP2021069524 A JP 2021069524A JP 2022164190 A JP2022164190 A JP 2022164190A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base
- conductive layer
- layer
- electrode
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 37
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 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
- H03H9/15—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
-
- 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
- H03H9/1014—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
- H03H9/1021—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device the BAW device being of the cantilever type
-
- 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
- H03H9/09—Elastic or damping supports
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
-
- 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
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02086—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02133—Means for compensation or elimination of undesirable effects of stress
-
- 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
-
- 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
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
【課題】高精度な発振周波数を出力する振動デバイスを提供する。【解決手段】振動デバイス１は、表裏関係にある第１面１１ａ及び第２面１１ｂを有するベース１１と、ベース１１に対して第１面１１ａ側に位置し、振動基板３１及び振動基板３１のベース１１側の面に配置されている電極３４を備える振動素子３０と、第１面１１ａに配置され、電極３４に接合されている接合部１７を有する導電層１６と、ベース１１と導電層１６との間に介在し、ベース１１の平面視で、少なくとも一部が接合部１７と重なる応力緩和層２４と、を有し、応力緩和層２４は、導電層１６から露出している露出部２５を有する。【選択図】図１
Description
本発明は、振動デバイスに関する。
特許文献１には、水晶振動素子が金属バンプを介してパッケージに固定された振動デバイスとしての水晶振動子が開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載の振動デバイスは、金属バンプの弾性率（ヤング率）が高く硬いため、例えば、水晶振動素子とパッケージとの線膨張係数差に起因して生じる熱応力によって塑性変形し易い。金属バンプが塑性変形してしまうと、水晶振動素子に不要振動や周波数ヒステリシスが生じ、振動特性が劣化するという課題があった。
振動デバイスは、表裏関係にある第１面及び第２面を有するベースと、前記ベースに対して前記第１面側に位置し、振動基板及び前記振動基板の前記ベース側の面に配置されている電極を備える振動素子と、前記第１面に配置され、前記電極に接合されている接合部を有する導電層と、前記ベースと前記導電層との間に介在し、前記ベースの平面視で、少なくとも一部が前記接合部と重なる応力緩和層と、を有し、前記応力緩和層は、前記導電層から露出している露出部を有する。
１．第１実施形態
先ず、第１実施形態に係る振動デバイス１について、図１、図２、及び図３を参照して説明する。
尚、図１において、振動デバイス１の内部構成を説明する便宜上、リッド１２を取り外した状態を図示している。また、図３において、振動デバイス１の内部構成を説明する便宜上、リッド１２と振動素子３０とを取り外した状態を図示している。また、説明の便宜上、以降の各図には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を図示している。また、Ｘ軸に沿った方向を「Ｘ方向」、Ｙ軸に沿った方向を「Ｙ方向」、Ｚ軸に沿った方向を「Ｚ方向」と言う。また、各軸の矢印側を「プラス側」、矢印と反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ方向プラス側を「上」、Ｚ方向マイナス側を「下」とも言う。また、本実施形態では、Ｘ方向が第１方向であり、Ｙ方向が第２方向である。
先ず、第１実施形態に係る振動デバイス１について、図１、図２、及び図３を参照して説明する。
尚、図１において、振動デバイス１の内部構成を説明する便宜上、リッド１２を取り外した状態を図示している。また、図３において、振動デバイス１の内部構成を説明する便宜上、リッド１２と振動素子３０とを取り外した状態を図示している。また、説明の便宜上、以降の各図には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を図示している。また、Ｘ軸に沿った方向を「Ｘ方向」、Ｙ軸に沿った方向を「Ｙ方向」、Ｚ軸に沿った方向を「Ｚ方向」と言う。また、各軸の矢印側を「プラス側」、矢印と反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ方向プラス側を「上」、Ｚ方向マイナス側を「下」とも言う。また、本実施形態では、Ｘ方向が第１方向であり、Ｙ方向が第２方向である。
振動デバイス１は、図１及び図２に示すように、ベース１１とリッド１２とで構成されるパッケージ１０と、パッケージ１０の内部空間２９に収納されている振動素子３０と、を有する。
パッケージ１０は、ベース１１と、ベース１１に接合されているリッド１２と、を有し、ベース１１とリッド１２との間に形成されている内部空間２９に振動素子３０を収納している。
ベース１１は、単結晶シリコンを含む半導体基板であり、特に、本実施形態ではシリコン基板である。尚、ベース１１としては、特に限定されず、シリコン以外の半導体基板、例えば、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化ガリウム、窒化ガリウム、炭化珪素等の半導体基板を用いてもよいし、セラミック基板のような半導体基板以外の基板を用いてもよい。
ベース１１は、単結晶シリコンを含む半導体基板であり、特に、本実施形態ではシリコン基板である。尚、ベース１１としては、特に限定されず、シリコン以外の半導体基板、例えば、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化ガリウム、窒化ガリウム、炭化珪素等の半導体基板を用いてもよいし、セラミック基板のような半導体基板以外の基板を用いてもよい。
ベース１１は、板状であり、振動素子３０が配置されている第１面１１ａと、第１面１１ａと表裏関係にある第２面１１ｂと、を有する。また、ベース１１のリッド１２との接合領域を除く表面には、絶縁膜１５が形成されている。
ベース１１の第１面１１ａには、振動素子３０の振動基板３１のベース１１側の面に配置されている電極３４に金属バンプ等の導電性部材２８を介して接合されている接合部１７を有する導電層１６と、ベース１１と導電層１６との間に介在し、図２及び図３に示すように、ベース１１の平面視、所謂、Ｚ方向から見た平面視で、少なくとも一部が接合部１７と重なる応力緩和層２４と、が配置されている。尚、第１面１１ａ上に配置されているとは、第１面１１ａ上に接合されていることを言う。従って、第１面１１ａ上に、応力緩和層２４、導電層１６、導電性部材２８、電極３４がこの順で積層して接合されていることとなる。
導電層１６は、導電性部材２８と接合している領域である接合部１７と、ベース１１の第１面１１ａに配置された配線部１８と、接合部１７と配線部１８とを接続する接続部１９と、を有する。
応力緩和層２４は、樹脂材料を含んで形成されており、樹脂材料の例としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等で耐熱性を有する材料である。ベース１１と導電層１６との間に導電層１６や導電性部材２８よりも弾性率が小さく柔らかい応力緩和層２４を介在させることで、高い応力緩和効果が得られ、振動素子３０とパッケージ１０との線膨張係数差に起因して生じる導電層１６や導電性部材２８の塑性変形に伴う振動素子３０の不要振動や周波数ヒステリシスの発生や振動特性の劣化を抑制することができる。
また、応力緩和層２４は、Ｚ方向から見た平面視で、第１方向としてのＸ方向のマイナス側に導電層１６から露出している露出部２５を有する。そのため、導電層１６が応力緩和層２４の全体を覆って形成された場合に比べ、導電性部材２８を介して振動素子３０の電極３４と導電層１６とを接合する際に加わる熱が冷めた時に生じる応力緩和層２４の変形に伴う導電層１６の亀裂や断線を抑制することができる。
尚、本実施形態では、導電性部材２８を介して導電層１６と電極３４とを接合しているが、導電層１６と電極３４とを直接接合しても構わない。その場合、導電層１６の接合部１７とは、電極３４と接合している領域を言う。
ベース１１の第２面１１ｂには、振動素子３０の励振電極３２と電極３４や導電層１６等を介して電気的に接続されている外部端子１４が形成されている。
また、ベース１１には、ベース１１を厚さ方向に貫通する一対の貫通孔２０が形成されている。貫通孔２０内には導電性材料が充填され、貫通電極２１が形成されている。また、図２及び図３に示すように、ベース１１の第１面１１ａには、振動素子３０と電気的に接続された導電層１６が配置されている。導電層１６は、貫通電極２１及びベース１１の第２面１１ｂに形成された配線２２を介して外部端子１４と電気的に接続されている。そのため、外部端子１４から電圧を印加することで、励振電極３２を介して振動素子３０を振動させることができ、外部端子１４から振動信号を外部へ出力することができる。
内部空間２９に収納される振動素子３０は、ベース１１の第１面１１ａ側に位置し、振動基板３１と、振動基板３１を振動させる励振電極３２と、振動信号を外部に出力し、振動基板３１のベース１１側の面に配置されている電極３４と、励振電極３２と電極３４とを電気的に接続するリード電極３３と、を備えている。
振動素子３０は、導電性部材２８を介してパッケージ１０の第１面１１ａの上に配置されている。また、振動基板３１としては、ＡＴカット水晶基板、ＳＣカット水晶基板、ＢＴカット水晶基板等が用いられる。
振動素子３０は、導電性部材２８を介してパッケージ１０の第１面１１ａの上に配置されている。また、振動基板３１としては、ＡＴカット水晶基板、ＳＣカット水晶基板、ＢＴカット水晶基板等が用いられる。
リッド１２は、ベース１１と同様、シリコン基板である。これにより、ベース１１とリッド１２との線膨張係数が等しくなり、熱膨張に起因する熱応力の発生が抑えられ、優れた振動特性を有する振動デバイス１となる。また、振動デバイス１を半導体プロセスによって形成することができるため、振動デバイス１を精度よく製造することができるとともに、その小型化を図ることができる。ただし、リッド１２としては、特に限定されず、シリコン以外の半導体基板、例えば、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化ガリウム、窒化ガリウム、炭化珪素等の半導体基板を用いてもよい。また、例えば、コバール等の金属基板、ガラス基板等の半導体基板以外の基板を用いることもできる。
リッド１２は、ベース１１側に開口し、内部に振動素子３０を収納する有底の凹部２７を有する。そして、リッド１２は、その下面において接合部材１３を介してベース１１に接合されている。これにより、リッド１２は、ベース１１とともに振動素子３０を収納する内部空間２９を形成する。尚、ベース１１とリッド１２との接合方法としては、接合部材１３を介さず、ベース１１やリッド１２に含む金属同士の拡散を利用した拡散接合等の接合方法でも構わない。
また、内部空間２９は、気密であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態となっている。これにより、粘性抵抗が減り、振動素子３０の発振特性が向上する。ただし、内部空間２９の雰囲気は、特に限定されず、例えば、窒素又はアルゴン等の不活性ガスを封入した雰囲気であってもよく、減圧状態でなく大気圧状態又は加圧状態となっていてもよい。
以上述べたように本実施形態の振動デバイス１は、ベース１１と導電層１６との間に導電層１６や導電性部材２８よりも弾性率が小さく柔らかい応力緩和層２４を配置しているため、高い応力緩和効果が得られ、振動素子３０とパッケージ１０との線膨張係数差に起因して生じる導電層１６や導電性部材２８の塑性変形に伴う振動素子３０の不要振動や周波数ヒステリシスの発生や振動特性の劣化を抑制することができる。
また、応力緩和層２４が導電層１６から露出している露出部２５を有しているため、導電層１６が応力緩和層２４の全体を覆って形成された場合に比べ、導電性部材２８を介して振動素子３０の電極３４と導電層１６とを接合する際に加わる熱が冷めた時に生じる応力緩和層２４の変形に伴う導電層１６と応力緩和層２４との密着度の低下による剥離や亀裂による断線を抑制することができる。
２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る振動デバイス１ａについて、図４を参照して説明する。尚、図４において、振動デバイス１ａの内部構成を説明する便宜上、リッド１２と振動素子３０とを取り外した状態を図示している。
次に、第２実施形態に係る振動デバイス１ａについて、図４を参照して説明する。尚、図４において、振動デバイス１ａの内部構成を説明する便宜上、リッド１２と振動素子３０とを取り外した状態を図示している。
本実施形態の振動デバイス１ａは、第１実施形態の振動デバイス１に比べ、導電層１６ａの接合部１７から第１方向としてのＸ方向のプラス側及びマイナス側にそれぞれ延伸する第１接続部１９１及び第２接続部１９２を有し、応力緩和層２４ａの露出部２５ａが接合部１７のＹ方向両側に位置されていること以外は、第１実施形態の振動デバイス１と同様である。なお、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項は同じ符号を付してその説明を省略する。
振動デバイス１ａは、図４に示すように、導電層１６ａの接合部１７からＸ方向のプラス側に延伸し第１配線部１８１と接続する第１接続部１９１と、導電層１６ａの接合部１７からＸ方向のマイナス側に延伸し第２配線部１８２と接続する第２接続部１９２と、を有する。また、応力緩和層２４ａの露出部２５ａは、接合部１７のＹ方向両側に位置している。
このような構成とすることで、導電層１６と応力緩和層２４との密着度を向上させることができ、第１実施形態の振動デバイス１と同様の効果を得ることができる。
３．第３実施形態
次に、第３実施形態に係る振動デバイス１ｂについて、図５を参照して説明する。尚、図５において、振動デバイス１ｂの内部構成を説明する便宜上、リッド１２と振動素子３０とを取り外した状態を図示している。
次に、第３実施形態に係る振動デバイス１ｂについて、図５を参照して説明する。尚、図５において、振動デバイス１ｂの内部構成を説明する便宜上、リッド１２と振動素子３０とを取り外した状態を図示している。
本実施形態の振動デバイス１ｂは、第１実施形態の振動デバイス１に比べ、導電層１６ｂの接合部１７から第１方向としてのＸ方向のプラス側及びマイナス側にそれぞれ延伸する第１接続部１９１及び第２接続部１９２と、導電層１６ｂの接合部１７から第１方向と交わる第２方向としてのＹ方向のプラス側及びマイナス側にそれぞれ延伸する第３接続部１９３及び第４接続部１９４と、を有し、応力緩和層２４ｂの露出部２５ｂが応力緩和層２４ｂの上面の四隅に位置されていること以外は、第１実施形態の振動デバイス１と同様である。なお、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項は同じ符号を付してその説明を省略する。
振動デバイス１ｂは、図５に示すように、導電層１６ｂの接合部１７からＸ方向のプラス側に延伸し第１配線部１８１と接続する第１接続部１９１と、導電層１６ｂの接合部１７からＸ方向のマイナス側に延伸し第２配線部１８２と接続する第２接続部１９２と、導電層１６ｂの接合部１７からＹ方向のプラス側に延伸し第３配線部１８３と接続する第３接続部１９３と、導電層１６ｂの接合部１７からＹ方向のマイナス側に延伸し第４配線部１８４と接続する第４接続部１９４と、を有する。また、応力緩和層２４ｂの露出部２５ｂは、応力緩和層２４ｂの上面の四隅に位置している。
このような構成とすることで、導電層１６ｂと応力緩和層２４ｂとの密着度を更に向上させることができ、第１実施形態の振動デバイス１と同様の効果を得ることができる。
４．第４実施形態
次に、第４実施形態に係る振動デバイス１ｃについて、図６及び図７を参照して説明する。尚、図６において、振動デバイス１ｃの内部構成を説明する便宜上、リッド１２と振動素子３０とを取り外した状態を図示している。
次に、第４実施形態に係る振動デバイス１ｃについて、図６及び図７を参照して説明する。尚、図６において、振動デバイス１ｃの内部構成を説明する便宜上、リッド１２と振動素子３０とを取り外した状態を図示している。
本実施形態の振動デバイス１ｃは、第１実施形態の振動デバイス１に比べ、第１応力緩和層２４１と第２応力緩和層２４２とが一体化し、第１応力緩和層２４１と第２応力緩和層２４２との露出部２５ｃが第１導電層１６１と第２導電層１６２との間に配置されていること以外は、第１実施形態の振動デバイス１と同様である。なお、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項は同じ符号を付してその説明を省略する。
振動デバイス１ｃは、図６及び図７に示すように、導電性部材２８を介して第１電極３４１に接合される第１導電層１６１と、導電性部材２８を介して第２電極３４２に接合される第２導電層１６２と、ベース１１と第１導電層１６１との間に介在する第１応力緩和層２４１と、ベース１１と第２導電層１６２との間に介在する第２応力緩和層２４２と、を有し、第１応力緩和層２４１と第２応力緩和層２４２とが一体化している。また、第１応力緩和層２４１と第２応力緩和層２４２との露出部２５ｃは、第１導電層１６１と第２導電層１６２との間に位置している。
このような構成とすることで、応力緩和層２４１，２４２の製造がし易く、より小型化を図ることができ、第１実施形態の振動デバイス１と同様の効果を得ることができる。
５．第５実施形態
次に、第５実施形態に係る振動デバイス１ｄの一例として、振動素子３０を発振させる発振回路６７を有する発振器を挙げ、図８、図９、及び図１０を参照して説明する。尚、図８において、振動デバイス１ｄの内部構成を説明する便宜上、リッド５２を取り外した状態を図示している。また、図１０において、振動デバイス１ｄの内部構成を説明する便宜上、リッド５２と振動素子３０とを取り外した状態を図示している。
次に、第５実施形態に係る振動デバイス１ｄの一例として、振動素子３０を発振させる発振回路６７を有する発振器を挙げ、図８、図９、及び図１０を参照して説明する。尚、図８において、振動デバイス１ｄの内部構成を説明する便宜上、リッド５２を取り外した状態を図示している。また、図１０において、振動デバイス１ｄの内部構成を説明する便宜上、リッド５２と振動素子３０とを取り外した状態を図示している。
本実施形態の振動デバイス１ｄは、第１実施形態の振動デバイス１に比べ、ベース５１の第２面５１ｂに発振回路６７を含む集積回路６６が形成されていること以外は、第１実施形態の振動デバイス１と同様である。なお、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項は同じ符号を付してその説明を省略する。
振動デバイス１ｄは、図８及び図９に示すように、ベース５１と、ベース５１に接合部材５３を介して接合されているリッド５２と、で構成されるパッケージ５０と、パッケージ５０の内部空間６０に収納されている振動素子３０と、を有する。
ベース５１及びリッド５２は、単結晶シリコンを含む半導体基板であり、特に、本実施形態ではシリコン基板である。尚、ベース５１及びリッド５２としては、特に限定されず、シリコン以外の半導体基板、例えば、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化ガリウム、窒化ガリウム、炭化珪素等の半導体基板を用いてもよい。
ベース５１は、板状であり、振動素子３０が配置されている第１面５１ａと、第１面５１ａと表裏関係にある第２面５１ｂと、を有する。また、ベース５１のリッド５２との接合領域を除く表面には、絶縁膜５５が形成されている。
ベース５１の第１面５１ａには、応力緩和層２４と導電層１６とが積層して配置され、導電性部材２８を介して振動素子３０が接合されている。
ベース５１の第２面５１ｂには、振動素子３０と電気的に接続された発振回路６７を含む集積回路６６が配置されている。ベース５１に集積回路６６を形成することにより、ベース５１を有効活用することができる。特に、第２面５１ｂに集積回路６６を形成することにより、第１面５１ａに集積回路６６を形成する場合と比べて、リッド５２との接合領域がない分、集積回路６６の形成スペースを広く確保することができる。ただし、集積回路６６は、ベース５１の第２面５１ｂではなく、第１面５１ａに形成してもよい。
集積回路６６には、振動素子３０と電気的に接続され、振動素子３０を発振させてクロック信号等の発振信号を生成する発振回路６７が含まれている。集積回路６６には、発振回路６７の他にも回路が含まれていてもよい。当該回路としては、例えば、発振回路６７からの出力信号を処理する処理回路が挙げられ、このような処理回路としては、例えば、ＰＬＬ回路が挙げられる。
第２面５１ｂには、配線層６２、絶縁層６３、パッシベーション膜６４、及び端子層６５が積層してなる積層体６１が形成されている。そして、配線層６２に含まれる配線５６を介して第２面５１ｂに形成された図示しない複数の能動素子が電気的に接続されて集積回路６６が構成される。また、端子層６５は、発振回路６７と電気的に接続された複数の実装端子５４を有する。なお、図示の構成では、積層体６１に１つの配線層６２が含まれているが、これに限定されず、複数の配線層６２が絶縁層６３を介して積層されていてもよい。つまり、配線層６２と絶縁層６３とが交互に複数回積層されていてもよい。これにより、例えば、回路内の配線５６の引き回し、複数の実装端子５４の設置自由度を高めることができる。
また、ベース５１には、ベース５１を厚さ方向に貫通する一対の貫通孔５７が形成されている。貫通孔５７内には導電性材料が充填され、貫通電極５８が形成されている。また、図９及び図１０に示すように、第１面５１ａ側の貫通電極５８の上には、振動素子３０と電気的に接続された導電層１６が配置されている。そのため、導電層１６は、貫通電極５８を介して発振回路６７と電気的に接続することができ、振動素子３０を発振させることができる。
リッド５２は、ベース５１側に開口し、内部に振動素子３０を収納する有底の凹部５９を有する。そして、リッド５２は、その下面において接合部材５３を介してベース５１に接合されている。これにより、リッド５２は、ベース５１とともに振動素子３０を収納する内部空間６０を形成する。
また、内部空間６０は、気密であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態となっている。これにより、粘性抵抗が減り、振動素子３０の発振特性が向上する。ただし、内部空間６０の雰囲気は、特に限定されず、例えば、窒素又はアルゴン等の不活性ガスを封入した雰囲気であってもよく、減圧状態でなく大気圧状態又は加圧状態となっていてもよい。
このような構成とすることで、発振回路６７を有する振動デバイス１ｄの小型化を図ることができ、第１実施形態の振動デバイス１と同様の効果を得ることができる。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…振動デバイス、１０…パッケージ、１１…ベース、１１ａ…第１面、１１ｂ…第２面、１２…リッド、１３…接合部材、１４…外部端子、１５…絶縁膜、１６…導電層、１７…接合部、１８…配線部、１９…接続部、２０…貫通孔、２１…貫通電極、２２…配線、２４…応力緩和層、２５…露出部、２７…凹部、２８…導電性部材、２９…内部空間、３０…振動素子、３１…振動基板、３２…励振電極、３３…リード電極、３４…電極、６６…集積回路、６７…発振回路。
Claims (6)
- 表裏関係にある第１面及び第２面を有するベースと、
前記ベースに対して前記第１面側に位置し、振動基板及び前記振動基板の前記ベース側の面に配置されている電極を備える振動素子と、
前記第１面に配置され、前記電極に接合されている接合部を有する導電層と、
前記ベースと前記導電層との間に介在し、前記ベースの平面視で、少なくとも一部が前記接合部と重なる応力緩和層と、を有し、
前記応力緩和層は、前記導電層から露出している露出部を有する、
振動デバイス。 - 前記応力緩和層は、樹脂材料を含んで形成されている、
請求項１に記載の振動デバイス。 - 前記導電層は、前記接合部と、前記第１面に配置された配線部と、前記接合部と前記配線部とを接続する接続部と、を有し、
前記接続部は、第１方向のプラス側に延伸する第１接続部と、前記第１方向のマイナス側に延伸する第２接続部と、を有する、
請求項１又は請求項２に記載の振動デバイス。 - 前記接続部は、前記第１方向と交わる第２方向のプラス側に延伸する第３接続部と、前記第２方向のマイナス側に延伸する第４接続部と、を更に有する、
請求項３に記載の振動デバイス。 - 前記電極は、第１電極と、第２電極と、を有し、
前記導電層は、前記第１電極に接合される第１導電層と、前記第２電極に接合される第２導電層と、を有し、
前記応力緩和層は、前記ベースと前記第１導電層との間に介在する第１応力緩和層と、前記ベースと前記第２導電層との間に介在する第２応力緩和層と、を有し、
前記第１応力緩和層及び前記第２応力緩和層は、一体化されている、
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の振動デバイス。 - 前記第２面に配置され、前記振動素子と電気的に接続されている発振回路を有する、
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の振動デバイス。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021069524A JP2022164190A (ja) | 2021-04-16 | 2021-04-16 | 振動デバイス |
| CN202210388273.2A CN115225059A (zh) | 2021-04-16 | 2022-04-14 | 振动器件 |
| US17/721,431 US11689183B2 (en) | 2021-04-16 | 2022-04-15 | Resonator device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021069524A JP2022164190A (ja) | 2021-04-16 | 2021-04-16 | 振動デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022164190A true JP2022164190A (ja) | 2022-10-27 |
Family
ID=83601708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021069524A Pending JP2022164190A (ja) | 2021-04-16 | 2021-04-16 | 振動デバイス |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11689183B2 (ja) |
| JP (1) | JP2022164190A (ja) |
| CN (1) | CN115225059A (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102160285B (zh) * | 2008-03-31 | 2014-04-30 | 株式会社村田制作所 | 压电振动元件 |
| JP5466537B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2014-04-09 | エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 | 圧電振動子、発振器及び発振器パッケージ |
| JP6676875B2 (ja) | 2015-01-06 | 2020-04-08 | セイコーエプソン株式会社 | 振動デバイス、電子機器、および移動体 |
| US9712109B2 (en) | 2015-01-06 | 2017-07-18 | Seiko Epson Corporation | Resonation device, oscillator, electronic apparatus, and moving object |
-
2021
- 2021-04-16 JP JP2021069524A patent/JP2022164190A/ja active Pending
-
2022
- 2022-04-14 CN CN202210388273.2A patent/CN115225059A/zh active Pending
- 2022-04-15 US US17/721,431 patent/US11689183B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220337221A1 (en) | 2022-10-20 |
| US11689183B2 (en) | 2023-06-27 |
| CN115225059A (zh) | 2022-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7339309B2 (en) | Surface mount crystal oscillator | |
| TWI729621B (zh) | 壓電振動器件 | |
| WO2022025227A1 (ja) | 恒温槽型圧電発振器 | |
| JP2022114007A (ja) | 振動デバイスおよび振動デバイスの製造方法 | |
| US20230208388A1 (en) | Vibrator device and method for manufacturing vibrator device | |
| WO2022050414A1 (ja) | 恒温槽型圧電発振器 | |
| JP2022164190A (ja) | 振動デバイス | |
| JP2022032562A (ja) | 振動デバイス | |
| JP7196726B2 (ja) | 水晶ウエハ | |
| JP2022032563A (ja) | 振動デバイス | |
| JP2022084154A (ja) | 振動デバイス | |
| WO2022149541A1 (ja) | 圧電振動デバイス | |
| JP7423963B2 (ja) | 振動デバイスの製造方法 | |
| US12009801B2 (en) | Resonator device | |
| WO2023182062A1 (ja) | 恒温槽型圧電発振器 | |
| TWI804210B (zh) | 恆溫槽型壓電振盪器 | |
| US20230291381A1 (en) | Vibrator device and method for manufacturing vibrator device | |
| WO2022255113A1 (ja) | 圧電振動板および圧電振動デバイス | |
| WO2021199790A1 (ja) | 恒温槽型圧電発振器 | |
| JP2022168988A (ja) | 振動デバイス | |
| JP2022085834A (ja) | 振動デバイス | |
| JP2023074649A (ja) | 振動デバイス | |
| JP2022184006A (ja) | 圧電振動デバイス | |
| JP2023110338A (ja) | 振動デバイス | |
| JP2022154545A (ja) | 圧電振動板および圧電振動デバイス |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20210915 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20211102 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240304 |