JP3436249B2 - Package and piezoelectric oscillator for piezoelectric vibration device - Google Patents
Package and piezoelectric oscillator for piezoelectric vibration deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話等の通信機
器あるいは電子機器等に用いられる圧電発振器や圧電振
動子等の圧電振動デバイスに関するものであり、特に圧
電振動板の支持構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric vibrating device such as a piezoelectric oscillator or a piezoelectric vibrator used in a communication device such as a mobile phone or an electronic device, and more particularly to a support structure for a piezoelectric vibrating plate. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】圧電振動子や圧電発振器は、安定して精
度の高い発振周波数を得ることができるため、電子機器
等の基準周波数源として多種の分野で使用され、また近
年はセラミックパッケージ等を用いた表面実装タイプが
主流となっている。従来例として、特開平３−８８３７
３号を例にとり説明する。特開平３−８８３７３号は、
セラミックパッケージを用い、当該パッケージの内部に
保持電極を形成し、圧電片（圧電振動板）を片持ち支持
する構成である。2. Description of the Related Art Piezoelectric vibrators and piezoelectric oscillators are used in various fields as a reference frequency source for electronic devices and the like because they can stably obtain a highly accurate oscillation frequency. The surface mount type used is the mainstream. As a conventional example, JP-A-3-8837
Take No. 3 as an example. JP-A-3-88373 discloses
This is a configuration in which a ceramic package is used, a holding electrode is formed inside the package, and the piezoelectric piece (piezoelectric diaphragm) is cantilevered.
【０００３】ここで用いる圧電振動板例えばＡＴカット
水晶振動板は、その固有周波数が厚さに反比例する。従
って低周波数帯では外形サイズが大きい方が電気的特性
面で有利であるが、基本波を用いた高周波数帯では水晶
振動板が薄くなるため機械的強度が低下し、製造面にお
いて外形サイズを小さく設定することが一般的である。
またＶＣＸＯ（電圧制御型水晶発振器）においては負荷
容量特性の関係で水晶振動板の外形サイズが変化する。
すなわち、水晶振動板に形成された励振電極のサイズに
よって、周波数−負荷容量特性は変化するが、高周波に
なるほどその変化量が大きく、規定以上に変化してしま
うことがあった。このため高周波数化すると電極サイズ
が小さくなり、これに伴って水晶振動板の外形サイズも
小さくなっていた。以上のように水晶振動板においては
要求される仕様によって、その外形サイズが異なるのが
一般的であった。The piezoelectric diaphragm used here, for example, an AT-cut quartz crystal diaphragm, has a natural frequency inversely proportional to its thickness. Therefore, it is advantageous in terms of electrical characteristics that the outer size is large in the low frequency band, but in the high frequency band using the fundamental wave, the quartz crystal diaphragm becomes thin, so the mechanical strength decreases, and the outer size is reduced in terms of manufacturing. Generally, it is set small.
Further, in the VCXO (voltage control type crystal oscillator), the outer size of the crystal diaphragm changes depending on the load capacitance characteristic.
That is, although the frequency-load capacitance characteristic changes depending on the size of the excitation electrode formed on the quartz crystal diaphragm, the higher the frequency, the greater the change amount, and the change may exceed the specified value. For this reason, as the frequency becomes higher, the electrode size becomes smaller, and along with this, the outer size of the crystal diaphragm also becomes smaller. As described above, the crystal diaphragm generally has a different outer size depending on the required specifications.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】特開平３−８８３７３
号に開示された構成では、このような圧電振動板の外形
サイズの大小に対応させる構成については開示されてお
らず、仮に保持電極のサイズを長手方向に拡張して大小
の圧電振動板に対応させた場合でも、振動領域を阻害し
たり短絡事故の生じる可能性があった。すなわち、圧電
振動板の表裏には励振電極を形成するが、大きなサイズ
の圧電振動板を用いた場合、前記保持電極が励振電極と
接触することにより、振動領域を阻害したり電極間の短
絡の生じることがあった。[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-88373
The configuration disclosed in No. 1 does not disclose the configuration corresponding to the external size of such a piezoelectric diaphragm, and the size of the holding electrode is expanded in the longitudinal direction to accommodate the large and small piezoelectric diaphragms. Even if it was made to occur, there was a possibility that the vibration area was obstructed and a short circuit accident occurred. That is, although excitation electrodes are formed on the front and back sides of the piezoelectric vibrating plate, when a large-sized piezoelectric vibrating plate is used, contact between the holding electrode and the exciting electrode may disturb the vibrating region or short circuit between electrodes. It happened.
【０００５】このように水晶振動板の外形寸法の変化に
対応したパッケージは、例えば実開平７−１６４２２号
に開示されている。実開平７−１６４２２号には階段状
に折り曲げた薄板の金属片からなる保持サポートを対向
して配置し、この階段部分を適当に選ぶことにより、外
形サイズの異なる２種類の素子を搭載可能としている。
しかしながら保持サポートを有する構成であるとどうし
てもそのスペースが大きくなり、超小型化には適さない
という欠点があった。A package adapted to a change in external dimensions of the quartz crystal diaphragm is disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-16422. In Kaikaihei No. 7-16422, holding supports made of thin metal pieces bent in steps are arranged facing each other, and by appropriately selecting the steps, it is possible to mount two types of elements with different external sizes. There is.
However, the structure having the holding support inevitably increases the space and is not suitable for ultra-miniaturization.
【０００６】また上記階段部分をセラミックの積層技術
によって構成すること可能であると考えられるが、現行
のセラミック積層技術においては一層の厚さ１００ミク
ロンが最下限であり、それ以上の薄さの層を得ることは
困難かつ高価になっていた。Further, it is considered possible to form the above-mentioned staircase portion by a ceramic laminating technique, but in the present ceramic laminating technique, the minimum thickness is 100 μm, and the thickness of the layer is thinner than that. It was getting hard and expensive.
【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、小型化並びに低背化が可能で、外形サイズ
の異なる圧電振動板の搭載可能な圧電振動デバイス用パ
ッケージおよび圧電発振器を提供することを目的とする
ものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a piezoelectric vibration device package and a piezoelectric oscillator which can be made smaller and have a lower height, and on which piezoelectric vibration plates having different outer sizes can be mounted. The purpose is to do.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は請求項１に示す
ように、励振電極が形成された圧電振動板を導電接合材
により接合する搭載部を有し、前記搭載部は金属膜から
なるとともに複数の高さの領域を有し、パッケージ中央
側に低部搭載部を、端部側に高部搭載部をそれぞれ設
け、前記圧電振動板の外形サイズに対応して支持する搭
載部を選択可能としたセラミックからなる圧電振動デバ
イス用パッケージであって、前記搭載部における最下層
の金属はタングステンあるいはモリブデンからなるとと
もに、前記高部搭載部にあってはタングステンあるいは
モリブデンは２層以上からなり、前記低部搭載部にあっ
ては、タングステンあるいはモリブデンは１層からな
り、これにより最下層の厚さは低部搭載部より高部搭載
部が厚く、他の層は低部搭載部と高部搭載部ともほぼ同
じ厚さとしたことを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a mounting portion for bonding a piezoelectric vibration plate on which an excitation electrode is formed with a conductive bonding material, and the mounting portion is made of a metal film. In addition, it has a plurality of height areas, the lower part mounting part is provided on the center side of the package, the high part mounting part is provided on the end side, and the mounting part that supports according to the external size of the piezoelectric diaphragm is selected. A piezoelectric vibrating device package made of possible ceramics, wherein the lowermost metal in the mounting portion is made of tungsten or molybdenum, and the higher mounting portion is made of two or more layers of tungsten or molybdenum, In the lower mounting portion, the tungsten or molybdenum is composed of one layer, so that the thickness of the lowermost layer is thicker in the upper mounting portion than in the lower mounting portion and lower in the other layers. It is characterized in that it has substantially the same thickness also between the mounting portion and the higher portion mounting portion.
【０００９】上記各構成によれば、金属膜からなる搭載
部に高低領域を設けた構成であるので、特別なサポート
部材を用いることなく複数サイズの圧電振動板搭載に対
応できる。また大きなサイズの圧電振動板を用いる場合
は、高部搭載部に搭載することにより圧電振動板に形成
された励振電極が短絡したり、また振動領域を阻害する
ことがない。さらに搭載部に高低領域が形成されている
ことにより、導電接合材を接合領域に必要量滞留させる
ことができ、接合強度を向上させることができる。この
高部搭載部と低部搭載部の形成はセラミック焼成時に最
下層のみの厚さを変え、他の層については例えば通常の
電解メッキ手法による同一の厚さとすることにより、き
わめて容易にかつ安価に搭載部の高低を形成できる。According to each of the above configurations, since the mounting portion made of a metal film is provided with the high and low regions, it is possible to mount a plurality of piezoelectric vibrating plates without using a special support member. Further, when a large-sized piezoelectric vibration plate is used, by mounting it on the high-mounting portion, the excitation electrodes formed on the piezoelectric vibration plate are not short-circuited and the vibration region is not obstructed. Further, since the high and low regions are formed in the mounting portion, the required amount of conductive bonding material can be retained in the bonding region, and the bonding strength can be improved. The formation of the high-mounting part and the low-mounting part is extremely easy and inexpensive by changing the thickness of only the bottom layer when firing the ceramic and making the other layers have the same thickness by, for example, normal electrolytic plating. The height of the mounting portion can be formed.
【００１０】最下層の厚さは、ペースト状のタングステ
ンメタライズを厚膜印刷する回数を変更することにより
調整することができる。例えば、まず搭載部形成領域に
タングステンメタライズを厚膜印刷した後、その上部に
限定的に小さな面積のタングステンメタライズを厚膜印
刷することにより、きわめて簡便に最下層に高低をつけ
ることができる。The thickness of the lowermost layer can be adjusted by changing the number of times of thick film printing of the tungsten metallization in paste form. For example, first, a thick film of tungsten metallization is printed on the mounting portion forming region, and then a thick film of tungsten metallization having a limited small area is printed on the upper portion thereof, whereby the height of the lowermost layer can be very easily provided.
【００１１】特に金属膜による積層形成例えばタングス
テンメタライズ層は一層の厚さを１５ミクロン程度にす
ることができ、近年の高周波数化に対応した数１０ミク
ロン程度の極薄の圧電振動板を搭載するのに適した低部
搭載部及び高部搭載部を得ることができる。このタング
ステン等のメタライズ層はセラミックパッケージを積
層、焼成する際に同時に形成することができる。In particular, a stacked layer formed of a metal film, for example, a tungsten metallized layer can have a thickness of about 15 μm, and an ultra-thin piezoelectric vibration plate of about several tens of μm corresponding to the recent high frequency is mounted. It is possible to obtain a low-portion mounting portion and a high-portion mounting portion suitable for This metallized layer of tungsten or the like can be formed at the same time when the ceramic packages are laminated and fired.
【００１２】また請求項２に示すように、請求項１記載
の構成において、圧電振動板が矩形形状であり、前記搭
載部は圧電振動板の一方の短辺方向に並列配置されると
ともに、他方の短辺には圧電振動板の支持を安定ならし
める補助搭載部が形成されており、当該補助搭載部は圧
電振動板の外形サイズに対応する複数の高さ領域を有し
ており、かつ前記補助搭載部における最下層の金属は低
部搭載部より高部搭載部が厚く、他の層は低部搭載部と
高部搭載部ともほぼ同じ厚さとした構成であってもよ
い。According to a second aspect of the present invention, in the structure according to the first aspect, the piezoelectric vibrating plate has a rectangular shape, and the mounting portions are arranged in parallel in one short side direction of the piezoelectric vibrating plate, and the other is arranged. An auxiliary mounting part for stabilizing the support of the piezoelectric diaphragm is formed on the short side of the auxiliary mounting part, and the auxiliary mounting part has a plurality of height regions corresponding to the outer size of the piezoelectric diaphragm, and The metal of the lowermost layer in the auxiliary mounting portion may be thicker in the high portion mounting portion than in the lower portion mounting portion, and the other layers may have a configuration in which the lower portion mounting portion and the high portion mounting portion have substantially the same thickness.
【００１３】請求項２によれば、矩形形状の圧電振動板
を片持ち支持した場合、自由端側においても複数の高さ
領域を有している構成とすることにより、サイズの異な
る圧電振動板に対して安定した支持を行うことができ
る。また搭載部及び補助搭載部における高部搭載部と低
部搭載部の形成はセラミック焼成時に最下層のみの厚さ
を変え、他の層については例えば通常の電解メッキ手法
による同一の厚さとすることにより、きわめて容易にか
つ安価に搭載部の高低を形成できる。According to the second aspect of the present invention, when the rectangular piezoelectric vibrating plate is supported in a cantilever manner, the piezoelectric vibrating plates having different sizes are provided by having a plurality of height regions even on the free end side. Can be stably supported against. In addition, for the formation of the high-mounting part and the low-mounting part in the mounting part and the auxiliary mounting part, the thickness of only the bottom layer should be changed during firing of the ceramic, and the other layers should have the same thickness, for example, by the usual electrolytic plating method. Thus, the height of the mounting portion can be formed very easily and inexpensively.
【００１４】具体的な構成材料としては、例えば請求項
３に示すように、パッケージがセラミックからなるとと
もに、前記搭載部、または前記搭載部と前記補助搭載部
は複数の金属層で構成され、最下層がタングステンある
いはモリブデンからなり、最上層が金または銀または金
か銀の合金層からなる構成としてもよい。なお、最下層
と最上層間にニッケル等からなる中間層を設けた構成と
してもよい。As a concrete constituent material, for example, as shown in claim 3, the package is made of ceramic, and the mounting portion, or the mounting portion and the auxiliary mounting portion are constituted by a plurality of metal layers. The lower layer may be made of tungsten or molybdenum, and the uppermost layer may be made of gold or silver or an alloy layer of gold and silver. An intermediate layer made of nickel or the like may be provided between the lowermost layer and the uppermost layer.
【００１５】請求項３によれば、セラミック焼成時に最
下層のみの厚さを変え、他の層については例えば通常の
電解メッキ手法による同一の厚さとすることにより、き
わめて容易に搭載部の高低を形成できる。また最下層の
タングステンまたはモリブデンはセラミックと同時焼成
できるとともに、最上層を金または銀または金か銀の合
金層とすることにより、導電接合材との接合性を向上さ
せることができる。According to the third aspect, by changing the thickness of only the lowermost layer at the time of firing the ceramic and making the other layers have the same thickness by, for example, a usual electrolytic plating method, the height of the mounting portion can be extremely easily increased. Can be formed. Further, the lowermost layer of tungsten or molybdenum can be co-fired with the ceramic, and by forming the uppermost layer of gold or silver or an alloy layer of gold or silver, the bondability with the conductive bonding material can be improved.
【００１６】当該圧電振動デバイス用パッケージを用い
た例として、請求項４に示すように圧電振動デバイス用
パッケージ内に、励振電極形成された圧電振動板と必要
な回路素子を収納した圧電発振器をあげることができ
る。As an example of using the piezoelectric vibrating device package, a piezoelectric oscillator in which a piezoelectric vibrating plate having an excitation electrode and a necessary circuit element are housed in the piezoelectric vibrating device package is shown. be able to.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を水晶発振器
を例にとり図１乃至図６とともに説明する。図１は本発
明の実施形態を示す水晶発振器の分解斜視図、図２と図
３は図１において大きな水晶振動板（圧電振動板）を用
いた場合を示し、それぞれ図２は金属フタにて気密封止
した状態の内部断面図、図３は気密封止前の平面図であ
る。また、図４と図５は図１において小さな水晶振動板
（圧電振動板）を用いた場合を示し、それぞれ図４は金
属フタにて気密封止した状態の内部断面図、図５は気密
封止前の平面図である。図６は搭載部の電極膜構成を示
す図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 by taking a crystal oscillator as an example. FIG. 1 is an exploded perspective view of a crystal oscillator showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 show a case where a large crystal diaphragm (piezoelectric diaphragm) is used in FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is an internal cross-sectional view in a hermetically sealed state, and FIG. 3 is a plan view before hermetically sealing. 4 and 5 show a case where a small crystal diaphragm (piezoelectric diaphragm) is used in FIG. 1, FIG. 4 is an internal cross-sectional view in a state of being hermetically sealed with a metal lid, and FIG. 5 is a hermetic seal. It is a top view before stopping. FIG. 6 is a diagram showing the electrode film configuration of the mounting portion.
【００１８】水晶発振器は、セラミックパッケージ１
と、当該パッケージ内に格納されるＩＣ３３並びに水晶
振動板３と、パッケージを気密封止する金属フタ２とか
らなる。The crystal oscillator is a ceramic package 1.
And an IC 33 and a crystal diaphragm 3 housed in the package, and a metal lid 2 that hermetically seals the package.
【００１９】セラミックパッケージ１はアルミナ等のセ
ラミックスを主材料としたパッケージ本体１０と金属シ
ール部１１からなり、全体として上方に開口した収納部
１２を有する構成である。開口部には金属シール部１１
が形成され、また収納部１２には２段の凹部すなわち下
方の下部凹部１２ａとその上方の上部凹部１２ｂが形成
されている。下部凹部１２ａには図示しない電極パッド
が形成され、電極パッド上にＩＣ３３がフリップチップ
搭載されている。当該ＩＣはパッケージにワイヤーボン
ディングにより接続してもよい。また上部凹部１２ｂに
はパッケージ長手方向の一端に金属膜からなる搭載部１
４，１５が形成され、他方には金属膜からなる補助搭載
部１３が形成されている。後述する水晶振動板３はこれ
ら搭載部に片持ち支持され、導電材料の添加されたペー
スト状接着剤や半田等の導電性接合材Ｚにより電気的接
続がなされる。また補助搭載部により水晶振動板の他方
端を補助的に支持している。The ceramic package 1 is composed of a package body 10 mainly made of ceramics such as alumina and a metal seal portion 11, and has a storage portion 12 which is opened upward as a whole. Metal seal part 11 in the opening
In addition, the storage portion 12 is formed with a two-step recess, that is, a lower recess 12a below and an upper recess 12b above it. An electrode pad (not shown) is formed in the lower recess 12a, and the IC 33 is flip-chip mounted on the electrode pad. The IC may be connected to the package by wire bonding. The upper recess 12b has a mounting portion 1 made of a metal film at one end in the package longitudinal direction.
4 and 15 are formed, and the auxiliary mounting portion 13 made of a metal film is formed on the other side. A crystal vibrating plate 3 which will be described later is cantilevered on these mounting portions, and is electrically connected by a conductive bonding material Z such as a paste adhesive or solder to which a conductive material is added. Further, the auxiliary mounting portion supports the other end of the crystal diaphragm in an auxiliary manner.
【００２０】前記搭載部１４，１５は所定の電極配線に
よりＩＣ３３と電気的接続され、これら水晶振動板３と
ＩＣ３３により水晶発振回路を構成している。また前記
搭載部１４，１５は複数の高さの領域を有し、パッケー
ジ中央側に低部搭載部１４１，１５１を有し、パッケー
ジ端部側に高部搭載部１４２，１５２を有する構成であ
る。これら低部搭載部１４１，１５１と高部搭載部１４
２，１５２の形成は、セラミックパッケージ焼成時に同
時焼成するメタライズ層の積層数を調整することにより
必要な高低を得ている。例えば、図６に示すようにメタ
ライス層としてタングステン１４ａを用い、低部搭載部
においては当該層を１層形成し、高部搭載部においては
２層以上形成する。その上部に低部搭載部と高部搭載部
とも同じ厚さのニッケルメッキ１４ｂ、金メッキ１４ｃ
を順に形成する。これにより最下層のタングステン層１
４ａのみが厚肉化された搭載部を得ることができる。ま
た補助搭載部においても低部搭載部と高部搭載部を有し
ており、上記搭載部と同じ構成を採用している。なお、
補助搭載部は電極接続に寄与しないので、ニッケルメッ
キおよび金メッキは形成しなくても実用上問題はない。
これら搭載部と補助搭載部の低部搭載部と高部搭載部は
それぞれほぼ同じ高さに設定され、複数サイズの水晶振
動板搭載に対応するとともに、水晶振動板搭載時の傾き
を防止している。低部搭載部と高部搭載部の高低差は周
波数すなわち水晶振動板厚さに依存するが、例えば１０
〜３０ミクロン程度有ればよい。The mounting portions 14 and 15 are electrically connected to the IC 33 by a predetermined electrode wiring, and the crystal vibrating plate 3 and the IC 33 form a crystal oscillation circuit. Further, the mounting portions 14 and 15 have regions of a plurality of heights, the lower portion mounting portions 141 and 151 are provided on the center side of the package, and the higher portion mounting portions 142 and 152 are provided on the package end side. . The lower mounting portions 141 and 151 and the higher mounting portion 14
The formation of Nos. 2 and 152 achieves the required height by adjusting the number of stacked metallization layers that are co-fired when firing the ceramic package. For example, as shown in FIG. 6, tungsten 14a is used as the metal rice layer, one layer is formed in the lower mounting portion, and two or more layers are formed in the higher mounting portion. A nickel plating 14b and a gold plating 14c having the same thickness are provided on the upper portion and the lower portion.
Are sequentially formed. As a result, the lowermost tungsten layer 1
It is possible to obtain a mounting portion in which only 4a is thickened. Further, the auxiliary mounting portion also has a low portion mounting portion and a high portion mounting portion, and has the same configuration as the above mounting portion. In addition,
Since the auxiliary mounting portion does not contribute to electrode connection, there is no practical problem even if nickel plating and gold plating are not formed.
The lower part mounting part and the higher part mounting part of these mounting part and auxiliary mounting part are set to almost the same height, respectively, to support the mounting of multiple sizes of crystal diaphragms and prevent the tilt when mounting the crystal diaphragms. There is. The height difference between the lower mounting portion and the higher mounting portion depends on the frequency, that is, the thickness of the crystal diaphragm.
It may be about 30 microns.
【００２１】図２、図３は大きなサイズの水晶振動板３
Ａを搭載する場合を示す図である。水晶振動板３Ａは高
部搭載部１４２，１５２並びに補助搭載部の高部搭載部
１３２に架設状態に搭載され、導電接合材Ｚにより高部
搭載部１４２，１５２に片持ち支持される。高部搭載部
並びに低部搭載部が形成された凹凸部を有する構成によ
り導電接合材Ｚに表面張力が生じやすく、支持強度が向
上する。2 and 3 show a large-sized crystal diaphragm 3
It is a figure which shows the case where A is mounted. The crystal diaphragm 3A is mounted on the high-mounting portions 142, 152 and the high-mounting portion 132 of the auxiliary mounting portion in a erected state, and is cantilevered by the conductive bonding material Z on the high-mounting portions 142, 152. Due to the configuration having the uneven portion in which the high-portion mounting portion and the low-portion mounting portion are formed, surface tension is easily generated in the conductive bonding material Z, and the supporting strength is improved.
【００２２】図４、図５は小さなサイズの水晶振動板３
Ｂを搭載する場合を示す図である。水晶振動板３Ｂは低
部搭載部１４１，１５１並びに補助搭載部の低部搭載部
１３１に架設状態に搭載され、導電接合材Ｚにより低部
搭載部１４１，１５１に片持ち支持される。搭載位置の
低部搭載部に対し高部搭載部後方に位置する構成である
ので、導電接合材Ｚが溜まりやすくまた表面張力も生じ
やすいため支持強度が向上する。4 and 5 show a small-sized crystal diaphragm 3
It is a figure showing the case where B is installed. The crystal diaphragm 3B is mounted in a mounted state on the lower mounting portions 141, 151 and the lower mounting portion 131 of the auxiliary mounting portion, and is cantilevered by the conductive bonding material Z on the lower mounting portions 141, 151. Since it is located behind the high-portion mounting portion with respect to the low-portion mounting portion at the mounting position, the conductive bonding material Z is likely to accumulate and surface tension is likely to occur, so that the supporting strength is improved.
【００２３】またセラミックパッケージの側面にはキャ
スタレーション１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが設けられ、キ
ャスタレーション内部並びにパッケージ底面には各々導
出電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４が形成され、パッケージ
内部の水晶振動子とＩＣで構成される水晶発振回路の出
力端子、電源端子、アース端子が対応して引き出されて
いる。Further, castellations 1a, 1b, 1c, 1d are provided on the side surfaces of the ceramic package, and lead-out electrodes E1, E2, E3, E4 are formed inside the castellation and on the bottom of the package, respectively. An output terminal, a power supply terminal, and a ground terminal of a crystal oscillation circuit composed of a child and an IC are drawn out correspondingly.
【００２４】水晶振動子３は矩形状のＡＴカット水晶板
からなり、表裏面に励振電極３１，３２並びに引出電極
３１１，３２１（３２１は図示せず）が真空蒸着法等の
薄膜形成手段にて形成されている。The crystal unit 3 is made of a rectangular AT-cut crystal plate, and the excitation electrodes 31 and 32 and the extraction electrodes 311 and 321 (321 not shown) are formed on the front and back surfaces by a thin film forming means such as a vacuum deposition method. Has been formed.
【００２５】金属フタ２はコバール等の金属板の表裏に
ニッケルメッキされた構成であり、セラミックパッケー
ジの開口周囲部分の金属シール部１１とシーム溶接等の
手段にて接合され、セラミックパッケージ内を気密封止
する。なお、前記金属シール部１１は前記アース端子に
電気的接続されており、金属フタによる電磁シールド構
成となっている。The metal lid 2 has a structure in which the front and back of a metal plate such as Kovar is nickel-plated, and is joined to the metal seal portion 11 around the opening of the ceramic package by means such as seam welding to seal the inside of the ceramic package. Tightly seal. The metal seal portion 11 is electrically connected to the ground terminal and has an electromagnetic shield structure with a metal lid.
【００２６】本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではなく、他の圧電振動デバイスにも適用することがで
きる。例えば図７，図８に示すように表面実装型水晶振
動子に適用することも可能である。図７は大きな水晶振
動板を用い、気密封止した状態の内部断面図であり、ま
た、図８は小さな水晶振動板を用い、気密封止した状態
の内部断面図である。本実施の形態において、セラミッ
クパッケージ４は内部に必要な配線が施された平板構成
であり、セラミックパッケージ４の周囲に気密接合され
る逆凹形の金属フタ５を用いている。また、水晶振動板
の支持形態は長手方向で両持ちする構成であり、両端に
搭載部４４，４５が形成されている。またこれに伴い励
振電極３１，３２から延びる引出電極３１１，３２１が
長手方向両端に延出されている。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be applied to other piezoelectric vibration devices. For example, as shown in FIGS. 7 and 8, it can be applied to a surface mount type crystal resonator. FIG. 7 is an internal cross-sectional view of a large crystal diaphragm that is hermetically sealed, and FIG. 8 is an internal cross-sectional view of a small crystal diaphragm that is hermetically sealed. In the present embodiment, the ceramic package 4 has a flat plate structure in which necessary wiring is provided, and the reverse concave metal lid 5 that is airtightly joined to the periphery of the ceramic package 4 is used. The crystal diaphragm is supported on both sides in the longitudinal direction, and mounting portions 44 and 45 are formed at both ends. Along with this, extraction electrodes 311 and 321 extending from the excitation electrodes 31 and 32 are extended to both ends in the longitudinal direction.
【００２７】図７に示すように大きなサイズの水晶振動
板３Ａは高部搭載部４４２，４５２に搭載され、図８に
示すように小さなサイズの水晶振動板３Ｂは高部搭載部
４４１，４５１に搭載され、大小サイズの異なる水晶振
動板を選択的に搭載することが可能となっている。この
実施の形態においても高部搭載部並びに低部搭載部が形
成された構成により導電接合材に表面張力が生じやす
く、支持強度が向上する。As shown in FIG. 7, the large-sized crystal diaphragm 3A is mounted on the high-portion mounting portions 442 and 452, and as shown in FIG. 8, the small-size crystal diaphragm 3B is mounted on the high-portion mounting portions 441 and 451. It is possible to selectively mount different sizes of crystal diaphragms. Also in this embodiment, due to the structure in which the high-portion mounting portion and the low-portion mounting portion are formed, surface tension is easily generated in the conductive bonding material, and the supporting strength is improved.
【００２８】なお、前記搭載部に形成された複数の高さ
の領域は、上述のように２段階の高さのみならず、それ
以上の段階の高さを有する構成であってもよい。また最
上層は金層のみならず、銀層であってもよいし、また金
または銀からなる合金層であってもよい。The plurality of height regions formed on the mounting portion may have not only two heights as described above but also more heights. Further, the uppermost layer may be not only a gold layer but also a silver layer or an alloy layer made of gold or silver.
【００２９】[0029]
【発明の効果】本発明の請求項１によれば、金属膜から
なる搭載部に高低領域を設けた構成であるので、特別な
サポート部材を用いることなく複数サイズの圧電振動板
搭載に対応でき、この場合でも電極の短絡や振動領域を
阻害することがなく、良好な電気的特性を得ることがで
きる。また搭載部に高低領域が形成されていることによ
り表面積が増加し、また表面張力等により導電接合材を
接合領域に必要量滞留させることができ、接合強度を向
上させることができる。また金属膜による積層は一層の
厚さを比較的薄くできる。よって、電気的特性が良好で
小型化および低背化を可能にし、また外形サイズの異な
る圧電振動板の搭載可能な圧電振動デバイス用パッケー
ジ得ることができる。また、この高部搭載部と低部搭載
部の形成はセラミック焼成時に最下層のみの厚さを変
え、他の層については例えば通常の電解メッキ手法によ
る同一の厚さとすることにより、きわめて容易にかつ安
価に搭載部の高低を形成できる。According to claim 1 of the present invention, since the mounting portion made of a metal film is provided with the high and low regions, it is possible to mount piezoelectric vibration plates of a plurality of sizes without using a special support member. Even in this case, good electrical characteristics can be obtained without interfering with the short circuit of the electrodes or the vibration region. Further, since the high and low regions are formed in the mounting portion, the surface area is increased, and the necessary amount of the conductive bonding material can be retained in the bonding region due to surface tension and the like, and the bonding strength can be improved. Moreover, the thickness of one layer can be made relatively thin in the case of stacking with a metal film. Therefore, it is possible to obtain a package for a piezoelectric vibrating device which has good electrical characteristics, enables miniaturization and height reduction, and can mount piezoelectric vibrating plates having different outer sizes. Further, the formation of the high portion mounting portion and the low portion mounting portion can be made extremely easy by changing the thickness of only the bottom layer at the time of firing the ceramic and making the other layers have the same thickness by, for example, a normal electrolytic plating method. Moreover, the height of the mounting portion can be formed at low cost.
【００３０】請求項２によれば、上述の効果に加えて、
片持ち支持は両持ち支持に比べて圧電振動板の振動領域
を広く確保できるので、より小型化された圧電振動デバ
イスを得ることができる。また矩形形状の圧電振動板を
片持ち支持した場合、固定端側のみならず自由端側にお
いても複数の高さ領域を有している構成とすることによ
り、サイズの異なる圧電振動板に対して安定した支持を
行うことができる。従って超小型化しても電気的特性の
良好な圧電振動デバイスを得ることができる。According to claim 2, in addition to the above effects,
Since the cantilever support can secure a wider vibration region of the piezoelectric vibrating plate than the both-end support, it is possible to obtain a more compact piezoelectric vibrating device. When a rectangular piezoelectric diaphragm is supported in a cantilever manner, it has multiple height regions not only on the fixed end side but also on the free end side. It is possible to provide stable support. Therefore, it is possible to obtain a piezoelectric vibrating device having excellent electrical characteristics even if it is made extremely small.
【００３１】請求項３によれば、上述の効果に加えて、
最下層のタングステンまたはモリブデンはセラミックと
同時焼成できるとともに、最上層を金または銀または金
か銀の合金層とすることにより、導電接合材との接合性
を向上させることができる。According to claim 3, in addition to the above effects,
The lowermost layer of tungsten or molybdenum can be co-fired with the ceramic, and by forming the uppermost layer of gold or silver or an alloy layer of gold or silver, the bondability with the conductive bonding material can be improved.
【００３２】請求項４によれば、小型化が可能で、外形
サイズの異なる圧電振動板の搭載可能な圧電発振器を得
ることができる。According to the fourth aspect, it is possible to obtain a piezoelectric oscillator which can be miniaturized and in which piezoelectric diaphragms having different outer sizes can be mounted.
【図１】第１の実施の形態を示す分解斜視図FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment.
【図２】図１において大きな圧電振動板を用い各構成を
組み立てた状態の内部断面図FIG. 2 is an internal cross-sectional view of a state in which each component is assembled using the large piezoelectric vibration plate in FIG.
【図３】図１において大きな圧電振動板を用いた場合の
気密封止前の平面図FIG. 3 is a plan view before airtight sealing when a large piezoelectric vibration plate is used in FIG.
【図４】図１において小さな圧電振動板を用い各構成を
組み立てた状態の内部断面図FIG. 4 is an internal cross-sectional view of a state in which each component is assembled using the small piezoelectric diaphragm in FIG.
【図５】図１において小さな圧電振動板を用いた場合の
気密封止前の平面図FIG. 5 is a plan view before airtight sealing when a small piezoelectric diaphragm is used in FIG.
【図６】搭載部の電極膜構成を示す図FIG. 6 is a diagram showing an electrode film structure of a mounting portion.
【図７】他の実施の形態を示す内部断面図FIG. 7 is an internal cross-sectional view showing another embodiment.
【図８】他の実施の形態を示す内部断面図FIG. 8 is an internal cross-sectional view showing another embodiment.
１、４ セラミックパッケージ １４，１５、４４，４５ 搭載部 １３ 補助搭載部 １４１，１５１、１３１、４４１，４５１ 低部搭載部 １４２，１５２、１３２、４４２，４５２ 高部搭載部 １０ パッケージ本体 １１ 金属層 ２ フタ ２１ 金属層 ３ 水晶振動板（圧電振動板） ３３ ＩＣ 1,4 ceramic package 14,15,44,45 mounting part 13 Auxiliary mounting part 141, 151, 131, 441, 451 Lower part mounting part 142, 152, 132, 442, 452 High part mounting part 10 package body 11 metal layer 2 lid 21 metal layer 3 Crystal diaphragm (Piezoelectric diaphragm) 33 IC
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０３Ｈ 9/19 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｃ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/00 - 9/215 H03B 5/30 - 5/36 H01L 25/16 H01L 41/09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H03H 9/19 H01L 41/08 C (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H03H 9/00-9 / 215 H03B 5/30-5/36 H01L 25/16 H01L 41/09
Claims (4)
接合材により接合する搭載部を有し、前記搭載部は金属
膜からなるとともに複数の高さの領域を有し、パッケー
ジ中央側に低部搭載部を、端部側に高部搭載部をそれぞ
れ設け、前記圧電振動板の外形サイズに対応して支持す
る搭載部を選択可能としたセラミックからなる圧電振動
デバイス用パッケージであって、前記搭載部における最下層の金属は タングステンあるい
はモリブデンからなるとともに、前記高部搭載部にあっ
てはタングステンあるいはモリブデンは２層以上からな
り、前記低部搭載部にあっては、タングステンあるいは
モリブデンは１層からなり、これにより最下層の厚さは
低部搭載部より高部搭載部が厚く、他の層は低部搭載部
と高部搭載部ともほぼ同じ厚さとしたことを特徴とする
圧電振動デバイス用パッケージ。1. A mounting portion for bonding a piezoelectric vibration plate on which an excitation electrode is formed with a conductive bonding material, the mounting portion being made of a metal film and having regions of a plurality of heights. A piezoelectric vibrating device package made of ceramic in which a lower mounting portion is provided with a high mounting portion on an end side and a mounting portion supporting the outer size of the piezoelectric vibrating plate can be selected, lowermost layer of the metal in the mounting portion with tungsten or molybdenum, there to the higher portion mounting portion
As for tungsten or molybdenum,
In the lower part mounting part, tungsten or
Molybdenum consists of one layer, which allows the thickness of the bottom layer to be
The upper part is thicker than the lower part, and the other layers are lower parts.
The piezoelectric vibration device package is characterized in that both the upper portion and the high portion mounting portion have substantially the same thickness .
部は圧電振動板の一方の短辺方向に並列配置されるとと
もに、他方の短辺には圧電振動板の支持を安定ならしめ
る補助搭載部が形成されており、当該補助搭載部は圧電
振動板の外形サイズに対応する複数の高さ領域を有して
おり、かつ前記補助搭載部における最下層の金属は低部
搭載部より高部搭載部が厚く、他の層は低部搭載部と高
部搭載部ともほぼ同じ厚さであることを特徴とする請求
項１記載の圧電振動デバイス用パッケージ。2. The piezoelectric vibrating plate has a rectangular shape, and the mounting portions are arranged in parallel in one short side direction of the piezoelectric vibrating plate, and the other short side is used to stabilize the support of the piezoelectric vibrating plate. The mounting portion is formed, and the auxiliary mounting portion has a plurality of height regions corresponding to the outer size of the piezoelectric diaphragm.
And the lowermost metal in the auxiliary mounting part is the lower part
The upper part is thicker than the upper part, and the other layers are higher than the lower part.
The package for a piezoelectric vibration device according to claim 1, wherein the portion mounting portion has substantially the same thickness .
に、前記搭載部、または前記搭載部と前記補助搭載部は
複数の金属層で構成され、最下層がタングステンあるい
はモリブデンからなり、最上層が金または銀または金か
銀の合金層からなることを特徴とする請求項１または請
求項２記載の圧電振動デバイス用パッケージ。3. The package is made of ceramic, and the mounting part, or the mounting part and the auxiliary mounting part are composed of a plurality of metal layers, the lowermost layer being made of tungsten or molybdenum, and the uppermost layer being made of tungsten or molybdenum. The package for a piezoelectric vibration device according to claim 1 or 2, comprising gold or silver or an alloy layer of gold or silver.
圧電振動デバイス用パッケージ内に、励振電極形成され
た圧電振動板と必要な回路素子を収納したことを特徴と
する圧電発振器。4. A piezoelectric oscillator, comprising: a piezoelectric vibrating device package according to any one of claims 1 to 3; and a piezoelectric vibrating plate having excitation electrodes formed thereon and necessary circuit elements.
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