JP3438711B2 - 圧電デバイス及びその製造方法 - Google Patents

圧電デバイス及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動片をパッ
ケージ内に収容した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デ
バイスの構造と製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は、従来の圧電振動子の一例を示す
図であり、理解の便宜のため蓋体の図示を省略してあ
る。図８（ａ）は圧電振動子の蓋体を除いて中の状態を
示した平面図、図８（ｂ）は蓋体を除いて中の状態を示
したＡ−Ａ線に沿う概略断面図である。
【０００３】図において、圧電振動子１０は、板状の圧
電振動片１１を収納する空間部１３が形成された箱状の
パッケージベース１２を備えている。圧電振動片１１
は、一端部１１ａが空間部１３内に設けた段部１９に配
設されているふたつのマウント電極である金メッキされ
た電極１４、１４上に、シリコン系導電接着剤１５、１
５を介して接合固定され、他端部１１ｂが自由端とされ
ている。
【０００４】ここで、圧電振動片１１は、例えば水晶が
用いられ、その表面には、水晶に駆動電圧を印加して、
所定の振動をさせるために必要な電極が形成されている
（図示せず）。パッケージベース１２を封止する図示し
ない蓋体の材料としては、コバール等の金属あるいはア
ルミナ等のセラミックが用いられる。
【０００５】パッケージベース１２の材料としては、ア
ルミナ等のセラミックが用いられており、図示の場合、
平板な板状の第１のベース材１６の上に、内側に孔を形
成した第２のベース材１７を重ね、さらに第２のベース
材の孔よりも大きな孔を形成した第３のベース材１８を
重ねて構成されている。さらに、第３のベース１８の上
には、シームリング１８ａが配置される。これにより、
パッケージベース１２は内部に空間部１３を形成して、
圧電振動片１１を収容できるようにするとともに、この
圧電振動片１１を接合するための段部１９を設けてい
る。
【０００６】そして、この段部１９の表面のマウント電
極１４、１４は、ベース材を重ね合わせた層構造の中を
通る導通路１４ｂを通って、パッケージベース１２の外
部に露出した外部端子１４ａと接続されている。
【０００７】これにより、外部の電極１４ａから印加さ
れた駆動電圧が、マウント電極１４、１４を介して、圧
電振動片１１の表面に形成された電極に印加されて、圧
電振動片１１を所定の周波数により振動させるようにな
っている。
【０００８】図９は、このような圧電振動子１０を製造
する工程を簡単に示したフローチャートである。
【０００９】図において、先ず、アルミナ等のセラミッ
ク材料により、パッケージベース１２が形成され、圧電
振動子１０に対応するように、マウント電極１４、１４
等が例えばメッキ等により形成される。
【００１０】この時、パッケージベース１２は、上述し
たように、積層構造とするため、各層に対応したセラミ
ック材料のグリーンシートを層毎に成形して、これを重
ねて焼成するようにされている。
【００１１】例えば図１０は、図８のベース材の第２層
１７に対応したグリーンシートを示しており、多数の第
２層のベース材１７が１枚のグリーンシートに成形され
たままで、未だ切断されていない状態を示している。こ
の第２層のベース材１７には、例えば図示されているよ
うにマウント電極１４が導通路１４ｂと接続された状態
で電解メッキ等により形成される（導通路１４ｂは他の
層にまたがって形成される場合もある）。すなわち、各
層を積層して焼成した後でシームリング１８ａをロウ付
けし、外部電極１４ａに対して電解金メッキを施す。こ
の場合、上述したように、マウント電極１４は、導通路
１４ｂを介して、外部電極１４ａと接続されているの
で、マウント電極１４及び導通路１４ｂはタングステン
メタライズの下地層の上に、積層後の露出部分に金（Ａ
ｕ）がメッキされて形成される。
【００１２】図１１は、各ベース材を重ねたパッケージ
ベース１２を示しており、図１１（ａ）はパッケージベ
ース１２の平面図、図１１（ａ）はＢ−Ｂ線に沿う概略
断面図である。
【００１３】図示されているように、第２のベース材１
７の上に第３のベース材１８を重ねると、導電パターン
１４ｂは第３のベース材１８の下に入ってほぼ隠れ、段
部１９上には、ふたつの金メッキされたマウント電極１
４，１４が露出する。
【００１４】そして、第３のベース材１８の上にシーム
リングをロウ付けした後で、上記露出したマウント電極
１４，１４に金メッキがされる。
【００１５】したがって、露出した部分であるマウント
電極１４，１４だけが金メッキされ、積層間を通る導電
パターンには、金メッキはされない。
【００１６】一方、図９において、圧電振動片１１に励
振電極や接続電極を蒸着により形成して、この圧電振動
片１１がマウントされるマウント電極１４，１４にシリ
コン系導電接着剤１５，１５が塗布される（ＳＴ１）。
【００１７】次いで、図８のパッケージベース１２のマ
ウント電極１４，１４に、上記圧電振動片１１が、図８
に示すようにシリコン系導電接着剤１５、１５を介して
接合固定される（ＳＴ２）。
【００１８】次に、図示しない熱硬化炉内にパッケージ
ベース１２を入れて、シリコン系導電接着剤１５、１５
を乾燥硬化させる（ＳＴ３）。そして、圧電振動片１１
がマウント電極１４，１４にシリコン系導電接着剤１
５、１５を介して完全に固定されたら、外部端子１４ａ
から、導通路１４ｂ及びマウント電極１４，１４を介し
て、圧電振動片１１に駆動電圧を印加して、その振動周
波数をモニタしながら、圧電振動片１１の表面にレーザ
光を照射したりして、電極の重さを減少させることによ
り、周波数調整を行う（ＳＴ４）。
【００１９】次いで、上記パッケージベース１２上に図
示しない蓋体を載せて、例えばシーム溶接することによ
り、封止を行う（ＳＴ５）。
【００２０】以上により、圧電振動子１０が完成する。
【００２１】このような工程は、別の圧電デバイスであ
る圧電発振器でもほぼ共通している。すなわち、圧電発
振器は、圧電振動子と異なりパッケージベース内に集積
回路が実装されているので、これに関連して、その構成
や工程が圧電振動子と若干異なる。
【００２２】図１２は、従来の圧電発振器の一例を示す
図であり、理解の便宜のため蓋体の図示を省略してあ
る。図１２（ａ）は圧電発振器の蓋体を除いて中の状態
を示した平面図、図１２（ｂ）は蓋体を除いて中の状態
を示したＣ−Ｃ線に沿う概略断面図である。
【００２３】これらの図において、図１０の圧電振動子
と共通する構成には、同じ符号を付して重複する説明は
省略し、相違点を中心に説明する。
【００２４】圧電発振器２０は、板状の圧電振動片１１
を収納する空間部２３が形成された箱状のパッケージベ
ース２２を備えている。圧電振動片１１は、一端部１１
ａが空間部２３内に設けた段部１９に配設されているふ
たつのマウント電極である金メッキされた電極１４、１
４上に、シリコン系導電接着剤１５、１５を介して接合
固定され、他端部１１ｂが自由端とされている。
【００２５】パッケージベース２２はセラミックによる
４枚のベース材２６，２７，２８，２９を重ねて形成さ
れており、一番下のベース材２６は平板で、上に重ねら
れるベース材２７，２８，２９は、順次内径が大きくな
るリング状もしくは枠状の材料で形成されている。これ
により、パッケージベース２２は内部に空間部１３を形
成して、圧電振動片１１を収容できるようにするととも
に、この圧電振動片１１を接合するための段部１９以外
に、より低い位置に第２の段部３１を設けている。
【００２６】そして、この段部１９の表面のマウント電
極１４、１４は、ベース材を重ね合わせた層構造の中を
通る導通路１４ｂを通って、集積回路２１と接続される
こととなる。
【００２７】さらに、パッケージベース２２の内部の底
部には、集積回路２１が実装されており、段部３１に
は、この集積回路２１と金線２５によりワイヤボンディ
ングされる複数の電極２４が形成されている。ここで複
数の電極２４の一部とマウント電極１４，１４とは導通
路１４ｂを介して接続されているので、マウント電極１
４，１４も金メッキされてしまう。
【００２８】図１３は、各ベース材を重ねたパッケージ
ベース２２を示すことで、各電極の構成を示したもの
で、図１３（ａ）はパッケージベース２２の平面図、図
１３（ａ）はＤ−Ｄ線に沿う概略断面図である。
【００２９】図示されているように、段部１９には、マ
ウント電極１４，１４が形成されており、段部３１に
は、ワイヤボンディングされる複数の電極２４が形成さ
れている。さらに、内側底面には、集積回路２１を実装
するための電極３２が設けられている。これらの電極の
形成方法は、圧電振動子１０の場合と同じである。
【００３０】これにより、圧電発振器２０では、集積回
路２１から印加された駆動電圧が、マウント電極１４、
１４を介して、圧電振動片１１の表面に形成された電極
に印加されて、圧電振動片１１を所定の周波数により振
動させると共に、その出力信号は集積回路２１に入力さ
れて、所定の周波数の信号が外部に取り出されるように
なっている。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の圧電
デバイスには、次のような問題がある。
【００３２】この問題は、圧電振動子１０と圧電発振器
２０において基本的には共通する問題であるから、圧電
振動子１０について説明する。
【００３３】図８、図１０、図１１で説明したように、
従来の圧電振動子１０では、マウント電極１４，１４は
導通路１４ｂを介して、外部端子１４ａ（圧電発振器２
０では、ワイヤボンディングされる電極２４）に接続さ
れている。
【００３４】ここで、これら外部端子１４ａや電極２４
は、ハンダの濡れ性を確保するためや、ボンディング特
性等の点から、あるいは酸化防止のためにも、上述の構
成のように金メッキされることは有益であり、これらと
接続されているマウント電極１４，１４も同時に金メッ
キされている。
【００３５】そして、このマウント電極１４，１４に
は、圧電振動片１１の電極をシリコン系導電接着剤１
５，１５を用いて接合している。これにより、外部から
駆動電圧を印加して、圧電振動片１１に供給するように
している。
【００３６】ここで、シリコン系導電接着剤１５を用い
ているのは、次のような理由があるからである。すなわ
ち、圧電振動子１０や圧電発振器２０が温度変化に晒さ
れた場合に、シリコン系導電接着剤ではなく、エポキシ
系やポリイミド系等の硬質樹脂による接着剤を用いる
と、圧電振動片１１とパッケージベース１２との間で膨
張や収縮に差が生じた場合、これら硬質樹脂による接着
剤では、このような差を吸収できないので、圧電振動片
１１に応力がかかり、周波数変化やＣＩ（クリスタルイ
ンピーダンス）値の上昇等の特性劣化につながる場合が
ある。
【００３７】この点、圧電振動子１０や圧電発振器２０
が実装基板等に実装された場合にも外力による変形作用
を受けて、これが接着剤を介して圧電振動片１１に伝え
られる場合にも、上述と同様なことは、考えられる。
【００３８】そこで、上述のように、マウント電極１
４，１４に、圧電振動片１１の電極を比較的柔らかいシ
リコン系導電接着剤１５，１５を用いて接合している。
このシリコン系導電接着剤は、比較的柔らかく、膨張や
収縮の差や変形作用を十分緩和できるからであり、シリ
コン系導電接着剤には、銀フィラーが含まれていて、こ
れにより導通をはかることができる。
【００３９】しかしながら、シリコン系導電接着剤１５
は、マウント電極の金成分と付着する付着強度が弱いと
いう問題がある。
【００４０】すなわち、金は、不活性金属であって、酸
化しにくく、接着剤に用いられている樹脂との結合力が
弱い、これに加えて、シリコン系導電接着剤は、熱によ
り硬化される時（図９のＳＴ３）の収縮率が小さいため
に、含有する銀フィラー成分がマウント電極１４の金の
表面に食い込む力が弱く、導通不良となる場合がある。
また、シリコン系導電接着剤１５は、金との界面で樹脂
層を形成することがあり、これによっても、導通不良を
生じることがある。
【００４１】本発明の目的は、上記課題を解消して、外
部からの衝撃や、圧電振動片に働く応力に強く、パッケ
ージベースの電極側と圧電振動片との導通を良好にする
ことができる構造の圧電デバイスを提供することであ
る。
【００４２】
【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明によれば、パッケージベースに設けた電極に対し
て、圧電振動片が接合される構造を有する圧電デバイス
において、前記パッケージベースに設けられており、導
通路を介して駆動電圧が導かれると共に、前記圧電振動
片がマウントされるマウント電極と、前記マウント電極
の表面に配置された、硬質樹脂による導電性接着剤から
なるアンカー部材とを備えており、前記アンカー部材の
上にシリコン系導電接着剤を介して前記圧電振動片が接
合されている、圧電デバイスにより、達成される。
【００４３】請求項１の構成によれば、パッケージベー
スのマウント電極には、その表面にアンカー部材が備え
られているから、このアンカー部材の上にシリコン系導
電接着剤を適用することで、従来のように、電極表面に
直接シリコン系導電接着剤を適用する場合と比べて、付
着強度が向上する。ここで、アンカー部材とは、その表
面が、主として粗面や微細な凹凸となった面，あるいは
少なくとも平滑でない表面を備えた部材であり、接着剤
に対するアンカー効果を向上させる作用を果たすものを
意味している。これにより、シリコン系導電接着剤は、
従来のように、付着性の悪い電極表面ではなく、例え
ば、凹凸のあるアンカー部材表面と付着することにな
る。この場合、シリコン樹脂がアンカー部材の微細な凹
凸に入り込んで、付着強度が向上すると同時に、含有さ
れる銀フィラーもアンカー部材の微細な凹凸に食い込む
ことで、導通性も良好となる。
【００４４】
【００４５】請求項２の発明は請求項１の構成におい
て、前記アンカー部材がエポキシ系またはポリイミド系
の導電性接着剤であることを特徴とする。
【００４６】また、上記目的は、請求項３の発明によれ
ば、パッケージベースに設けた電極に対して、圧電振動
片を接合する工程を含む圧電デバイスの製造方法であっ
て、前記圧電振動片の接合工程が、前記パッケージベー
スに設けられており、導通路を介して駆動電圧を導くマ
ウント電極の表面に対して、溶融状態の硬質樹脂による
導電性接着剤を先端に付着させた治具を、電極表面に対
してほぼ垂直に移動させて当接させ、次いで、この治具
を前記垂直な方向に沿って離間させることにより、マウ
ント電極の表面にアンカー部材を形成し、さらに、この
アンカー部材の上にシリコン系導電接着剤を適用して前
記圧電振動片を載置して、前記圧電振動片を接合するよ
うにした、圧電デバイスの製造方法によっても、達成さ
れる。
【００４７】請求項３の構成によれば、圧電デバイスの
製造工程における圧電振動片の接合工程に特徴とするも
のであって、先ず、パッケージベースのマウント電極の
表面に対して、電極表面の材料と密着性の高い、導電性
接着剤を先端に付着させた治具を、電極表面に対してほ
ぼ垂直に移動させて当接させると、ペースト状の導電性
接着剤が治具先端から、その当接対象であるマウント電
極に移る。この後、この治具を前記垂直な方向に沿って
離間させることにより、マウント電極の表面にアンカー
部材を形成している。すなわち、治具を前記垂直な方向
に沿って離間させると、その離間の際に、離間方向に沿
って、導電性接着剤の表面にて、電極表面の材料と密着
性が高い導電性接着剤が引かれた方向に微細に起立し
て、粗面，もしくは微細な凹凸面を形成するアンカー部
材ができる。
【００４８】したがって、これにより、シリコン系導電
接着剤は、従来のように、付着性の悪い電極表面ではな
く、例えば、凹凸のあるアンカー部材表面と付着するこ
とになる。この場合、シリコン樹脂がアンカー部材の微
細な凹凸に入り込んで、付着強度が向上すると同時に、
含有される銀フィラーもアンカー部材の微細な凹凸に食
い込むことで、導通性も良好となる。
【００４９】
【００５０】請求項４の発明は、請求項３の構成におい
て、前記治具に付着させる導電性接着剤がエポキシ系ま
たはポリイミド系の導電性接着剤であることを特徴とす
る。請求項５の発明は、請求項３または４の構成におい
て、前記治具がスタンプ治具であることを特徴とする。
【００５１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。
【００５２】（第１の実施形態）図１は、本発明を適用
した圧電デバイスの一例としての圧電振動子を示してい
る。
【００５３】図１では、理解の便宜のため蓋体の図示を
省略してある。図１（ａ）は圧電振動子の蓋体を除いて
中の状態を示した平面図、図１（ｂ）は蓋体を除いて中
の状態を示したＥ−Ｅ線に沿う概略断面図である。
【００５４】図において、圧電振動子４０は、板状の圧
電振動片１１を収納する空間部４３が形成された箱状の
パッケージベース４２を備えている。圧電振動片１１
は、一端部１１ａが空間部４３内に設けた段部４９に配
設されているふたつのマウント電極４４、４４上に、シ
リコン系導電接着剤１５、１５を介して接合固定され、
他端部１１ｂが自由端とされている。
【００５５】ここで、圧電振動片１１は、例えば水晶が
用いられ、その表面には、水晶に駆動電圧を印加して、
所定の振動をさせるために必要な電極が形成されている
（図示せず）。パッケージベース４２を封止する図示し
ない蓋体の材料としては、コバール等の金属あるいはア
ルミナ等のセラミックが用いられる。
【００５６】パッケージベース４２の材料としては、ア
ルミナ等のセラミックが用いられており、図示の場合、
平板な板状の第１のベース材４６の上に、内側に孔を形
成した第２のベース材４７を重ね、さらに第２のベース
材の孔よりも大きな孔を形成した第３のベース材４８を
重ね、さらにその上にシームリング４８ａを重ねて構成
されている。これにより、パッケージベース４２は内部
に空間部４３を形成して、圧電振動片１１を収容できる
ようにするとともに、この圧電振動片１１を接合するた
めの段部４９を設けている。
【００５７】そして、この段部４９の表面のマウント電
極４４、４４は、例えば、下地層としてタングステンメ
タライズを形成し、その上に、例えば金（Ａｕ）により
電極膜を形成している。そして、この金の表面には、後
述するように設けられた、アンカー部材４１，４１（図
１（ａ）参照）が形成されている。
【００５８】このアンカー部材４１，４１は、この実施
形態では、この硬質樹脂による導電性接着剤として、例
えば、エポキシ系もしくはポリイミド系の樹脂に、導電
性を与えるための導電材料として銀フィラー等を含有さ
せたものが好適に使用される。
【００５９】マウント電極４４，４４は、ベース材を重
ね合わせた層構造の中を通る導通路４４ｂと接続され、
パッケージベース４２の外部に露出した外部端子４４ａ
と接続されている。
【００６０】そして、マウント電極４４，４４の表面に
設けた上記アンカー部材４１，４１に対して、さらに、
シリコン系導電接着剤１５，１５を介して、圧電振動片
１１がマウントされている。
【００６１】ここで、シリコン系導電接着剤１５を用い
ているので、圧電振動子４０が温度変化にさらされた場
合に、圧電振動片１１とパッケージベース４２との間で
膨張や収縮に差が生じた時に、このような差を適切に吸
収することができる。したがって、膨張や収縮に差が生
じて、圧電振動片１１に応力がかかり、周波数変化やＣ
Ｉ（クリスタルインピーダンス）値の上昇等の特性劣化
につながるおそれがない。
【００６２】また、圧電振動子４０が実装基板等に実装
された場合にも外力による変形作用を受けて、これが接
着剤を介して圧電振動片１１に伝えられる場合にも、こ
の変形作用がそのまま圧電振動片１１に伝えられること
がないので、圧電振動片１１に上記と同様に応力が作用
することを防止することができる。
【００６３】そして、シリコン系導電接着剤１５，１５
は、比較的柔らかく、外部からの振動を圧電振動片１１
に直接伝えない緩衝作用があり、シリコン系導電接着剤
には、銀フィラーが含まれていて、これにより導通をは
かることができるようになっている。
【００６４】これにより、外部の電極である外部端子４
４ａから印加された駆動電圧が、導通路４４ｂを通って
マウント電極４４，４４に伝えられ、さらに駆動電圧
は、シリコン系導電接着剤１５，１５から、圧電振動片
１１に印加される。これにより、圧電振動片１１を所定
の周波数により振動させるようになっている。
【００６５】図２は、このような圧電振動子４０を製造
する工程を簡単に示したフローチャートである。
【００６６】図において、先ず、アルミナ等のセラミッ
ク材料により、パッケージベース４２が形成され、圧電
振動子４０に対応する位置に、マウント電極４４、４４
等が形成される（ＳＴ１１）。
【００６７】この時、パッケージベース４２は、上述し
たように、積層構造とするため、各層に対応したセラミ
ック材料ののグリーンシートを層毎に成形して、これを
重ねて焼成するようにされている。次に、マウント電極
４４，４４の表面に、アンカー部材４１を形成する。
尚、圧電デバイスのうち圧電発振器を形成する場合に
は、集積回路（ＩＣ）や他の部品のマウントも行われる
（ＳＴ１２）。図３は、パッケージベース４２のマウン
ト電極４４，４４付近を拡大して示す部分平面図であ
り、この実施形態では、各マウント電極４４，４４の表
面の中央部分にアンカー部材４１，４１を適用してい
る。
【００６８】このアンカー部材４１，４１の形成方法を
詳細に説明する。
【００６９】図４は、アンカー部材４１，４１を形成す
る実際の工程を説明するための説明図である。図におい
て、アンカー部材４１，４１の形成は、アンカー部材の
材料供給手段６０と専用治具６１とを含むシステムによ
り行われる。
【００７０】材料供給手段６０は、支持部である台座状
の基部６６を有しており、この基部６６には、上方が開
放された貯留槽であるタンク６５が備えられており、タ
ンク６５は、アンカー部材４１，４１の材料を貯留して
いる。すなわち、アンカー部材４１，４１の材料は、あ
る程度粘性のある溶融した接着剤であり、特に、マウン
ト電極４４，４４を構成する表面材料，この実施形態の
場合には、金（Ａｕ）と付着性がよいものが適してい
る。このため、本実施形態では、アンカー部材４１，４
１の材料は、好ましくは、硬質樹脂による導電性接着剤
が選択され、特に、エポキシ系またはポリイミド系の導
電性接着剤が使用されている。
【００７１】タンク６５の上方には、ローラ６２が配置
されており、ローラ６２は、タンク６５の開放された上
部からタンク６５内の一部に侵入した位置で、矢印方向
Ｃの方向に回転可能に支持されており、ローラ６２の回
転する周面６４は、タンク６５内に貯留された材料の液
面に接触するようにされている。
【００７２】これにより、ローラ６２が回転されると、
材料４１ｂはローラ６２の表面に薄く付着するようにな
っている。したがって、材料の粘性が高すぎるとローラ
６２の周面に付着する材料の量が多くなってしまうの
で、その粘性は比較的低くなるようにされている。ま
た、好ましくは、ローラ６２の少なくとも周面は、完全
に平滑な面ではなく、例えば、ポーラス等の多孔質材料
で形成すると、粘性の低い接着剤４１ｂが付着し易く好
ましい。
【００７３】さらに、好ましくは、ローラ６２の回転す
る周面６４に接するスキージ６３が設けられており、ロ
ーラ６２が矢印方法に回転することにより、タンク６５
からの材料が付着したローラ６２の周面６４から、不必
要に多量に付着した材料を掻きおとすことによって、周
面６４に所望の厚みで材料を付着させることができるよ
うになっている。
【００７４】専用治具６１は、少なくとも、図において
矢印Ａで示す上下の方法に進退して移動できるととも
に、矢印Ｂの方向に移動して、材料供給手段６０のロー
ラ６２の上方と、被加工物であるパッケージベース４２
のマウント電極４４，４４の上方との間で移動されるよ
うになっている。このような構成を実現するためには、
例えば、電子部品の実装器の部品吸着治具を先端に備え
たアーム手段等を利用することができる。
【００７５】また、専用治具６１は、例えば、図５
（ａ）のような形状に形成され、少なくともその先端
に、例えば、マウント電極４４の大きさよりも小さな平
面を備えており、この先端部は、例えば、ポーラス等の
多孔質材料で形成すると、粘性の低い接着剤４１ｂが付
着し易く好ましい。
【００７６】材料供給手段６０と専用治具６１は、以上
のように構成されており、例えば、図４に示されている
ように、専用治具６１は、材料供給手段６０の上方に位
置する時に、垂直に上下動して、ローラ６２の周面６４
にその先端を当接させることで、接着剤４１ｂが付着す
る。
【００７７】次に、矢印Ｂ方向に移動されて、パッケー
ジベース４２の上方に位置され、好ましくは、この状態
で、例えば、図示しない画像処理手段からの情報に基づ
く制御によって、マウント電極４４，４４の各位置を検
出し、その真上に移動される。この状態から、矢印Ａ方
向に沿って専用治具６１が下降し、その接着剤が付着し
た先端をマウント電極４４の表面に垂直に当接させる。
次いで、このマウント電極４４の表面に対して、ほぼ垂
直な方向に上昇することで、電極から離間される。
【００７８】このように、専用治具６１の動作または作
用は、全体として、スタンプのような機能を発揮し、ロ
ーラ６２の周面６４に付着している薄い厚みの導電性接
着剤を専用治具６１の先端に付着させ、次いで、マウン
ト電極４４の表面にスタンプを押すようにして、当接し
て、接着剤をマウント電極４４表面に付着させ、かつ専
用治具６１は垂直に離間することで、例えば、部分拡大
断面図である図５（ｂ）に示されているようにアンカー
部材４１，４１を形成できる。すなわち、専用治具６１
を垂直な方向に沿って離間させると、その離間の際に、
離間方向に沿って、導電性接着剤の表面にて、材料が引
かれた方向に微細に起立して、粗面，もしくは微細な凹
凸面４１ａを有するアンカー部材４１，４１が形成され
る。
【００７９】次に、このアンカー部材４１，４１となる
接着剤４１ｂがマウント電極４４，４４の表面に適用さ
れた状態にて、パッケージベース４２が熱硬化炉内で加
熱し乾燥硬化させる（ＳＴ１３）。
【００８０】これにより、接着剤は、マウント電極４
４，４４の表面で硬化される。この場合、硬質樹脂，特
に、エポキシ系もしくはポリイミド系の樹脂は、マウン
ト電極４４，４４の金表面に対して接着力が高く、固い
ことから、マウント電極４４，４４の上にアンカー部材
４１は強固に配置されることになる。
【００８１】次いで、図１または図３のパッケージベー
ス４２のマウント電極４４，４４上に、シリコン系導電
接着剤１５，１５をそれぞれ塗布する（ＳＴ１４）。こ
れにより、図５（ｂ）の状態となる。
【００８２】次に、シリコン系導電接着剤１５，１５を
塗布したマウント電極４４，４４に、圧電振動片１１が
搭載され（ＳＴ１５）、図示しない熱硬化炉内にパッケ
ージベース４２を入れて、シリコン系導電接着剤１５、
１５を乾燥硬化させる（ＳＴ１６）ことにより、接合固
定される。
【００８３】そして、圧電振動片１１がマウント電極４
４，４４にシリコン系導電接着剤１５、１５を介して完
全に固定されたら、外部端子４４ａから、導通路４４ｂ
を介してマウント電極４４，４４に駆動電圧を伝え、マ
ウント電極４４，４４から圧電振動片１１に駆動電圧を
印加して、その振動周波数をモニタしながら、圧電振動
片１１の表面にレーザ光を照射したりして、電極の重さ
を減少させることにより、周波数調整を行う（ＳＴ１
７）。
【００８４】次いで、上記パッケージベース４２上に図
示しない蓋体を載せて、例えばシーム溶接することによ
り、封止を行う（ＳＴ１８）。
【００８５】以上により、圧電振動子４０が完成する。
【００８６】第１の実施形態は以上のように構成されて
おり、マウント電極４４，４４にアンカー部材４１，４
１を介して、シリコン系導電接着剤１５，１５により圧
電振動片１１を接合するようにしたので、シリコン系導
電接着剤１５，１５は、従来のように、付着性の悪い金
表面ではなく、微細な凹凸もしくは粗面であるアンカー
部材４１，４１に食い込んで、付着することになる。こ
の場合、シリコン樹脂がアンカー部材４１，４１の微細
な凹凸に入り込んで、付着強度が向上すると同時に、含
有される銀フィラーも微細な凹凸等に食い込むことで、
導通性も良好となる。
【００８７】ここで、圧電振動片１１のマウント電極４
４，４４への接合をシリコン系導電接着剤１５，１５に
より行っているので、圧電振動子４０が温度変化にさら
された場合に、圧電振動片１１とパッケージベース４２
との間で膨張や収縮に差が生じた時に、このような差を
適切に吸収することができる。したがって、膨張や収縮
に差が生じて、圧電振動片１１に応力がかかり、周波数
変化やＣＩ（クリスタルインピーダンス）値の上昇等の
特性劣化につながるおそれがない。
【００８８】また、圧電振動子４０が実装基板等に実装
された場合にも外力による変形作用を受けて、これが接
着剤を介して圧電振動片１１に伝えられる場合にも、こ
の変形作用がそのまま圧電振動片１１に伝えられること
がないので、圧電振動片１１に上記と同様に応力が作用
することを防止することができる。
【００８９】また、圧電振動片１１のマウント電極４
４，４４への接合をシリコン系導電接着剤１５，１５に
より行っているので、硬化後もシリコン系導電接着剤１
５，１５は比較的柔らかく、外部からの衝撃や振動を吸
収して、圧電振動片１１へ伝えないことから衝撃につよ
い構造とすることができる。
【００９０】そして、マウント電極４４，４４とシリコ
ン系導電接着剤１５とをエポキシ系もしくはポリイミド
系の導電性接着剤でなるアンカー部材４１，４１を介し
て接続しているので、シリコン系導電接着剤１５とマウ
ント電極４４，４４とが硬質の樹脂により確実に電気的
に接続される。このため、導通路４４ｂを介して、外部
端子４４ａからの駆動電圧を、アンカー部材４１，４１
から圧電振動片１１に確実に印加することができる。
【００９１】次に、本発明を圧電発振器に適用した第２
の実施形態を説明する。
【００９２】第１の実施形態における製造工程の特徴
は、別の圧電デバイスである圧電発振器でもほぼ共通し
ている。すなわち、圧電発振器は、圧電振動子と異なり
パッケージベース内に集積回路が実装されているので、
これに関連して、その構成や工程が圧電振動子と若干異
なる。
【００９３】（第２の実施形態）図６は、本発明を適用
した圧電発振器の実施形態を示す図であり、理解の便宜
のため蓋体の図示を省略してある。図６（ａ）は圧電発
振器の蓋体を除いて中の状態を示した平面図、図６
（ｂ）は蓋体を除いて中の状態を示したＦ−Ｆ線に沿う
概略断面図である。
【００９４】これらの図において、第１の実施形態の圧
電振動子や図１２の圧電発振器と共通する構成には、同
じ符号を付して重複する説明は省略し、相違点を中心に
説明する。
【００９５】圧電発振器５０は、板状の圧電振動片１１
を収納する空間部５３が形成された箱状のパッケージベ
ース５２を備えている。圧電振動片１１は、一端部１１
ａが空間部５３内に設けた段部４９に配設されているふ
たつのマウント電極４４、４４上に、シリコン系導電接
着剤１５、１５を介して接合固定され、他端部１１ｂが
自由端とされている。
【００９６】パッケージベース５２はセラミックによる
４枚のベース材５６，５７，５８，５９を重ね、さらに
シームリング５９ａを重ねて形成されており、一番下の
ベース材５６は平板で、上に重ねられるベース材５７，
５８，５９は、順次内径が大きくなるリング状もしくは
枠状の材料で形成されている。
【００９７】これにより、パッケージベース５２は内部
に空間部５３を形成して、圧電振動片１１を収容できる
ようにするとともに、この圧電振動片１１を接合するた
めの段部４９以外に、より低い位置に第２の段部５１を
設けている。
【００９８】そして、この段部４９の表面のマウント電
極４４、４４は、第１の実施形態と同様の構造とされて
おり、マウント電極４４，４４は、それぞれ、ベース材
を重ね合わせた層構造の中を通る導通路４４ｂと接続さ
れ、パッケージベース４２の電極５４と接続されている
（後述）。
【００９９】マウント電極４４、４４の上には、図７の
拡大図に示されているように、アンカー部材４１，４１
が設けられており、このアンカー部材４１，４１の形成
方法や機能は第１の実施形態と全く同じである。
【０１００】これにより、集積回路２１（後述）から印
加された駆動電圧が、導通路４４ｂを通ってマウント電
極４４，４４に伝えられ、さらに駆動電圧は、シリコン
系導電接着剤１５，１５から、圧電振動片１１に印加さ
れる。これにより、圧電振動片１１を所定の周波数によ
り振動させるようになっている。
【０１０１】さらに、パッケージベース５２の内部の底
部には、集積回路２１が実装されており、段部５１に
は、この集積回路２１と金線２５によりワイヤボンディ
ングされる複数の電極５４が形成されている。また、図
７に示すように、パッケージベース５２の内側底面に
は、集積回路２１を実装するための電極３２が設けられ
ている。これらの電極の形成方法は、圧電振動子４０の
場合と同じである。
【０１０２】これにより、圧電発振器５０では、集積回
路２１から印加された駆動電圧が、マウント電極４４、
４４を介して、圧電振動片１１の表面に形成された電極
に印加されて、圧電振動片１１を所定の周波数により振
動させると共に、その出力信号は集積回路２１に入力さ
れて、所定の周波数の信号が外部に取り出されるように
なっている。
【０１０３】そして、この圧電発振器５０を製造する工
程は、図２で説明した圧電振動子４０の製造工程のＳＴ
１２の前に集積回路２１の実装工程が付加されるだけ
で、その他の工程は、図２と同じである。
【０１０４】第２の実施形態は以上のように構成されて
おり、マウント電極４４，４４とアンカー部材４１，４
１の構成は同じであり、圧電振動片１１の接合構造も同
じであることから、第１の実施形態と同じ作用効果を発
揮する。本発明は上述の実施形態に限定されない。
【０１０５】本発明は、圧電振動子や圧電発振器に限ら
ず、圧電振動片を利用した種々の圧電デバイスに適用す
ることができる。
【０１０６】また、例えば、製造工程の順序は変更する
ことが可能で、さらにまた、上述の実施形態の各条件や
各構成は適宜その一部を省略したり、相互に組み合わせ
ることが可能である。
【０１０７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、外
部からの衝撃や、圧電振動片に働く応力に強く、パッケ
ージベースの電極側と圧電振動片との導通を良好にする
ことができる構造の圧電デバイスを提供することができ
る構造の圧電デバイスとその製造方法を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電デバイスの好適な実施形態に係る
圧電振動子を示しており、図１（ａ）は圧電振動子の蓋
体を除いて中の状態を示した平面図、図１（ｂ）は蓋体
を除いて中の状態を示したＥ−Ｅ線に沿う概略断面図。
【図２】図１の圧電振動子の製造工程を簡単に示すフロ
ーチャート。
【図３】図１の圧電振動子のパッケージベースのマウン
ト電極付近を拡大して示す平面図。
【図４】図１の圧電振動子のマウント電極にアンカー部
材を形成する工程を説明する説明図。
【図５】図１の圧電振動子のマウント電極にアンカー部
材を形成する様子を示しており、図５（ａ）は治具によ
るスタンプの様子を示し、図５（ｂ）はマウント電極付
近の部分拡大断面図。
【図６】本発明の圧電デバイスの好適な第２の実施形態
に係る圧電発振器を示しており、図６（ａ）は圧電発振
器の蓋体を除いて中の状態を示した平面図、図６（ｂ）
は蓋体を除いて中の状態を示したＦ−Ｆ線に沿う概略断
面図。
【図７】図６の圧電発振器のパッケージベースのマウン
ト電極付近を拡大して示す平面図。
【図８】従来の圧電振動子を示しており、図８（ａ）は
圧電振動子の蓋体を除いて中の状態を示した平面図、図
８（ｂ）は蓋体を除いて中の状態を示したＡ−Ａ線に沿
う概略断面図。
【図９】図８の圧電発振器の製造工程を簡単に示すフロ
ーチャート。
【図１０】図８の圧電振動子のベース材の第２層に対応
したグリーンシートを示す平面図。
【図１１】図８の圧電振動子の各ベース材を重ねたパッ
ケージベースを示しており、図１１（ａ）はパッケージ
ベースの平面図、図１１（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿う概略断
面図。
【図１２】従来の圧電発振器を示しており、図１２
（ａ）は圧電発振器の蓋体を除いて中の状態を示した平
面図、図１２（ｂ）は蓋体を除いて中の状態を示したＣ
−Ｃ線に沿う概略断面図。
【図１３】図１２の圧電発振器の各ベース材を重ねたパ
ッケージベースを示しており、図１３（ａ）はパッケー
ジベースの平面図、図１３（ｂ）はＤ−Ｄ線に沿う概略
断面図。
【符号の説明】
４０ 圧電振動子 １１ 圧電振動片 １５，１５ シリコン系導電性接着剤 ４１，４１ アンカー部材 ４２ パッケージベース ４４，４４ マウント電極 ４５，４５ 導電性接着剤 ５０ 圧電発振器 ５２ パッケージベース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０３Ｈ 3/02 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｃ 9/10 41/22 Ｚ (56)参考文献 特開 平11−135659（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−74581（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−246904（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−116047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−207008（ＪＰ，Ａ) 特開2000−22484（ＪＰ，Ａ) 特開2000−223982（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−83665（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−81136（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/02 H01L 21/52 H01L 23/12 H01L 41/09 H01L 41/22 H03H 3/02 H03H 9/10

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パッケージベースに設けた電極に対し
    て、圧電振動片が接合される構造を有する圧電デバイス
    において、 前記パッケージベースに設けられており、導通路を介し
    て駆動電圧が導かれると共に、前記圧電振動片がマウン
    トされるマウント電極と、 前記マウント電極の表面に配置された硬質樹脂による導
    電性接着剤からなるアンカー部材とを備えており、前記 アンカー部材の上にシリコン系導電接着剤を介して
    前記圧電振動片が接合されていることを特徴とする、圧
    電デバイス。
  2. 【請求項２】 前記アンカー部材がエポキシ系またはポ
    リイミド系の導電性接着剤であることを特徴とする、請
    求項１に記載の圧電デバイス。
  3. 【請求項３】 パッケージベースに設けた電極に対し
    て、圧電振動片を接合する工程を含む圧電デバイスの製
    造方法であって、 前記圧電振動片の接合工程が、 前記パッケージベースに設けられており、導通路を介し
    て駆動電圧を導くマウント電極の表面に対して、溶融状
    態の硬質樹脂による導電性接着剤を先端に付着させた治
    具を、電極表面に対してほぼ垂直に移動させて当接さ
    せ、 次いで、この治具を前記垂直な方向に沿って離間させる
    ことにより、マウント電極の表面にアンカー部材を形成
    し、 さらに、このアンカー部材の上にシリコン系導電接着剤
    を適用して前記圧電振動片を載置して、前記圧電振動片
    を接合するようにしたことを特徴とする圧電デバイスの
    製造方法。
  4. 【請求項４】 前記治具に付着させる導電性接着剤がエ
    ポキシ系またはポリイミド系の導電性接着剤であること
    を特徴とする、請求項３に記載の圧電デバイス。
  5. 【請求項５】 前記治具がスタンプ治具であることを特
    徴とする、請求項３ないし４のいずれかに記載の圧電デ
    バイスの製造方法。
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