JP3975696B2 - 圧電振動子の製造方法および圧電振動子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動子の製造方法に係り、特に音叉型振動片のような縦横比の大きな振動片を有する圧電振動子の製造方法および圧電振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化に伴って、電子機器に搭載する圧電振動子の小型薄型化が要求されている。図８は、従来の薄型化された圧電振動子の一例を示す説明図である。図８において、圧電振動子１０は、パッケージ１１の内部に振動片１４が収納してある。パッケージ１１は、箱型のパッケージ容器１２と、このパッケージ容器１２の上部に設けた蓋体２２とからなっている。そして、振動片１４は、パッケージ容器１２と蓋体２２とによって形成したキャビティ(収納空間)１５に配置してある。
【０００３】
パッケージ容器１２は、薄いセラミックテープを積層して形成してあって、底面の長手方向の一端側に一対の電極パターン１６（１６ａ、１６ｂ）を有している。電極パターン１６の上には、スクリーン印刷などによって塗布して固化させたタングステンなどからなるマウント電極１８が設けてあって、このマウント電極１８に振動片１４の基端部を取り付けるようになっている。この振動片１４は、水晶などの圧電性材料によって音叉型に形成してあって、図８(２)の紙面に直交した面内(水平面内)で振動する。そして、音叉型振動片１４は、基端部に金薄膜などによる接続電極が設けてあって、接続電極を設けた基端部が導電性接着剤２０を介してマウント電極１８に固着されている。
【０００４】
パッケージ容器１２の上部には、蓋体２２が配置してある。この蓋体２２は、透明なガラスによって形成してあって、音叉型振動片１４の先端側に設けた重り用の金薄膜に蓋体２２越しにレーザ光を照射し、金薄膜を蒸発させて振動片１４の周波数調整を行なえるようにしてある。そして、蓋体２２は、封止ガラス２４によってパッケージ容器１２の縁部の上面に固着してある。また、パッケージ容器１２の底部には、封止孔２６が設けてあり、振動片１４を収納したパッケージ１１を図示しない真空容器内に配置し、パッケージ１１の内部を真空にした状態で封止孔２６にボール状のロウ材(封止金属)２８を配置し、ロウ材２８を溶融したのち固化させてパッケージ１１を封止し、パッケージ１１のキャビティ１５を真空に保持している。
【０００５】
このように構成してある圧電振動子１０は、セラミックテープを積層してパッケージ容器１２を形成し、パッケージ容器１２の縁部の上に封止ガラス２４を塗布したのち、マウント電極１８の上に導電性接着剤２０を塗布する。その後、画像処理技術によってパッケージ容器１２の電極１６の位置と、キャビティ１５の境界とを認識し、図示しないロボットによって振動片１４を吸着してパッケージ容器１２内に搬入し、振動片１４の基端部を導電性接着剤２０が塗布してあるマウント電極１８の上に配置する。そして、導電性接着剤２０を乾燥、硬化することによって振動片１４をマウント電極１８に固定するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、パッケージ本体１２の上部に塗布した封止ガラス２４は、パッケージ容器１２を形成しているセラミックと同色系の茶系であって、振動片１４を搬入するキャビティ１５の境界を画像処理技術によって認識することが難しい。このため、振動片１４を吸着したロボットのハンドがパッケージ容器１２の縁に当たり、振動片１４をキャビティ内に配置することができなかったり、キャビティ１５内に収納した振動片１４が曲がって配置され、振動片１４がパッケージ容器１２の縁部に当たって動作不能となったりすることがある。そして、このような不都合をなくすためにキャビティ１５を大きく形成すると、近年の電子機器の小型化に伴い、強く要求されている圧電振動子１０の小型化に応えることができない。
【０００７】
一方、圧電振動子１０の小型化の要求によって、高さ寸法ｈも小さくなってきている。そして、高さ寸法ｈが小さくなるのに伴って、振動片１４の下面とパッケージ容器１２の底面との距離ｄも小さくなっている。このため、圧電振動子１０を、例えば携帯電話のような携帯用電子機器に搭載した場合、これらの携帯用電子機器が落とされたりすると、その衝撃によって振動片１４が上下方向に振れ、欠けやすい振動片１４の先端か底面に衝突して損傷し、動作不能となることがある。そこで、振動片１４の先端部に対応したパッケージ容器１２の底面に凹部を形成し、電子機器の落下などによる衝撃によって振動片１４が上下方向に振れたときに、その先端部が底面に衝突するのを防止することが考えられている。しかし、圧電振動子１０の小型化の要求はますます強くなっており、衝突防止用の凹部を充分に深くすることができず、振動片１４の先端が凹部の底面に衝突して欠けるおそれがある。
【０００８】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、振動片を容易、確実にパッケージ内に配置できるようにすることを目的としている。
また、本発明は、小型化を図ることを目的としている。
そして、本発明は、衝撃を受けたときに、片持ち梁状に固定した振動片の先端がパッケージの底面に衝突するのを防止することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る圧電振動子は、パッケージ容器内の底部に設けたマウント電極に振動片の基端部を固定した圧電振動子において、前記振動片の先端部に対応した前記底部に凹部が形成してあるとともに、前記凹部の前記振動片の基端部側縁部に振動片の長手方向中間部が接触可能な衝撃受け部を設け、前記衝撃受け部は、前記パッケージ容器内に前記振動片を配置するときの位置決めマークであることを特徴としている。
【００１６】
このように構成した本発明に係る圧電振動子は、圧電振動子に落下などによる衝撃などが作用して振動片が上下方向に振れたとしても、振動片の中間部が衝撃受けに当たることにより、振動片の先端が凹部の底面に衝突するのを防止することができ、振動片の先端が損傷するのを防ぐことができる。従って、振動片の先端が衝突するのを防止する凹部を浅くすることができ、高さ寸法を小さくできて小型化が図れる。
また、衝撃受け部を位置決めマークとすることにより、振動片をパッケージ容器内に高精度で配置することができ、振動片を配置するパッケージのキャビティの寸法を小さくすることが可能で、パッケージの寸法を小さくすることができる。
【００１７】
本発明に係る圧電振動子は、パッケージ容器内の底部に設けたマウント電極に振動片の基端部を固定した圧電振動子において、前記振動片の先端部に対応した前記底部に凹部が形成してあるとともに、前記凹部の前記振動片の基端部側縁部に振動片の長手方向中間部が接触可能な衝撃受け部を設け、前記衝撃受け部は、金属によって形成され、前記振動片の基端部が電気的に接続される前記マウント電極と電気的に分離してあることを特徴としている。
【００１８】
このように構成した本発明に係る圧電振動子は、圧電振動子に落下などによる衝撃などが作用して振動片が上下方向に振れたとしても、振動片の中間部が衝撃受けに当たることにより、振動片の先端が凹部の底面に衝突するのを防止することができ、振動片の先端が損傷するのを防ぐことができる。従って、振動片の先端が衝突するのを防止する凹部を浅くすることができ、高さ寸法を小さくできて小型化が図れる。
また、衝撃受け部をマウント電極と電気的に分離すると、レーザ光によって振動片に設けた金薄膜を蒸発させて振動片の周波数調整をしたときに、蒸発した金が凝固して振動片の両側部に対応して設けた衝撃受け部が電気的に接続された状態となったとしても、振動片の動作に影響を与えることがない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る圧電振動子の製造方法および圧電振動子の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２０】
図１は、第１実施の形態に係るパッケージ容器を示したものであって、(１)は平面図、(２)は断面図、(３)は底面図である。図１において、圧電振動子のパッケージを構成するパッケージ容器３０は、セラミックテープを積層して形成してある。すなわち、パッケージ容器３０は、同図(２)に示したように、ベース用シート３２の上に底板用シート３４が積層してあり、底板用シート３４の上にキャビティ用シート３６が積層してある。キャビティ用シート３６は、水晶などの圧電性材料からなる振動片４０を収納するキャビティ(収納空間)３８を形成するためのもので、額縁状に形成してあって、パッケージ容器３０の縁部を構成する。
【００２１】
額縁状のキャビティ用シート３６の上部には、透明なガラス板から形成した蓋体を固着するための低融点ガラスからなる封止ガラス４１が塗布してある。また、ベース用シート３２の中央部には、封止孔４２が設けてある。さらに、底板用シート３４には、中央部に封止孔４２と同心の排気孔４４が形成してある。これらの封止孔４２と排気孔４４とは、キャビティ３８に振動片４０を収納し、パッケージ容器３０の上部を蓋体によって閉鎖したのち、パッケージを真空雰囲気に配置してキャビティ３８内を真空にするためのものである。そして、封止孔４２は、真空雰囲気中において金と錫、銀ロウ等の合金からなる封止金属（ロウ材）が配置され、この封止金属がレーザ光や加熱ピンによって溶融されることにより閉塞され、キャビティ３８を封止してキャビティ３８内を真空に保持する。
【００２２】
底板用シート３４の上面には、スクリーン印刷方式などにより形成したタングステン金属膜からなる一対の電極４６(４６ａ、４６ｂ)が設けてある。これらの電極４６は、キャビティ３８の長手方向一端側に形成してあって、後述するように、振動片４０の基端部に設けた接続電極(図示せず)と電気的に接続される。また、ベース用シート３２の下面には、長手方向両側に電子機器の基板に平面実装するための実装用電極５２(５２ａ、５２ｂ)が設けてある。そして、電極４６は、ベース用シート３２の下面に設けた実装用電極５２に電気的に接続してある。すなわち、電極４６ａは実装用電極５２ａに電気的に接続され、電極４６ｂは実装用電極５２ｂに電気的に接続される。
【００２３】
さらに、底板用シート３４の上面には、キャビティ３８の幅方向両側に位置決めマーク４８（４８ａ、４８ｂ）、５０（５０ａ、５０ｂ）が一対ずつ設けてある。これらの位置決めマーク４８、５０は、キャビティ３８内に振動片４０を搬入、配置するためのもので、対向する位置決めマーク４８、５０の間隔が振動片４０の幅よりやや広くなっている。そして、位置決めマーク４８、５０は、図示しないＣＣＤカメラによって撮影して画像処理をしたときに、パッケージ容器３０を形成しているセラミック(セラミックテープ)と容易に区別できる部材によって形成してある。この実施形態の場合、位置決めマーク４８、５０は、電極４６と同様にタングステンによって形成してあって、電極４６の形成工程において電極と同時に形成される。すなわち、位置決めマーク４８、５０は、図２に示したように、電極４６ａ、４６ｂを構成する電極パターン５４ａ、５４ｂの一部として形成してあって、電極４６と一体となっている。そして、電極パターン５４ａは、図２において右上角部に設けた円弧状パターン部５５ａを介して、ベース用シート３２の下面に設けた実装用電極５２ａに電気的に接続され、電極パターン５２ｂは左下角部の円弧状パターン部５５ｂを介して実装用電極５２ｂに電気的に接続される。
【００２４】
電極４６の上部には、タングステンの厚塗りによるマウント電極５６(５６ａ、５６ｂ)が設けてある。このマウント電極５６は、セラミックテープを積層したのち、焼成する前にタングステンペーストをスクリーン印刷などによって電極４６の上に塗布して乾燥させ、さらに治具によって上方から押圧して上部が平坦面となるようにしてある。そして、マウント電極５６の上には、振動片４０の基端部をマウント電極５６に固着するための導電性接着剤５８が塗布してある（図１参照）。
【００２５】
このように形成されるパッケージ３０を有する圧電振動子の製造は、図３のようにして行なわれる。まず、図３のステップ６０に示したように、長尺のセラミックテープを所定の大きさにブランクカットして底板用シート３４を形成する。この実施形態においては、複数のパッケージを同時に形成できる大きさにセラミックテープを切断している。
【００２６】
次に、切断した底板用シート３４に電極４６、位置決めマーク４８、５０を有するタングステンからなる電極パターン５４を形成する(ステップ６２)。この電極パターンの形成は、実施形態の場合、スクリーン印刷方式によって形成しているが、蒸着、スパッタリングなどによって金薄膜を堆積し、これをエッチングして形成したり、メッキによって形成したりしてもよい。また、電極パターン５４を下方のベース用シート３２に電気的に接続する場合、底板用シート３４の適宜の位置にビアホールを形成し、このビアホールをスクリーン印刷方式によりタングステンなどの導電性金属によって埋める。
【００２７】
その後、電極パターン５４の電極４６の位置にマウント電極５６を形成する(ステップ６４)。このマウント電極５６は、タングステンペーストをスクリーン印刷方式によって厚く塗布したのち、１００〜２００℃程度に加熱して有機溶媒を蒸発さて形成する。このようにして形成したマウント電極５６は、表面張力の影響により、上部が球面状に盛り上がっているため、ステップ６６に示したように、有機溶媒を蒸発させたマウント電極５６を上方から押圧治具によって押圧し、上部を平坦化する。
【００２８】
次に、キャビティ用シート３６を形成する(ステップ６８)。このキャビティ用シート３６は、キャビティ３８に相当する部分が打ち抜かれた格子状となっている。また、ベース用シート３２は、底板用シート３４と並行して切断され、配線パターンなどが形成される。そして、このように形成したベース用シート３２、底板用シート３４、キャビティ用シート３６を順次積層する(ステップ７０)。これにより、図２に示したように、電極パターン５４は、電極４６、位置決め用マーク４８、５０の部分がキャビティ３８内に露出し、電極４６、位置決めパターン４８、５０を連結している部分キャビティ用シート３６の下部に隠れる。
【００２９】
ベース用シート３２、底板用シート３４、キャビティ用シート３６の積層体は、１３００℃程度で焼成される（ステップ７０）。これにより、ベース用シート３２、底板用シート３４、キャビティ用シート３６が相互に接合され、複数のパッケージ容器３０が連結されたパッケージブロックが形成される。その後、キャビティ３８内に露出している電極４６、マウント電極５６、位置決めパターン４８、５０の表面に、ＮｉメッキとＡｕメッキとをこの順に施し（ステップ７１）、さらに複数のパッケージ容器３０が一体となっている積層体を切断し、個々のパッケージ容器３０に分割する(ステップ７２)。次に、ステップ７４に示したように、焼成したキャビティ用シート３６の上に封止ガラス４１をスクリーン印刷方式によって塗布し、乾燥させる。そして、分割したパッケージ容器３０のマウント電極５６の上に導電性接着剤５８を塗布する(ステップ７６)。
【００３０】
次に、図１(２)に示したように、ロボット１００によって振動片４０を真空吸着し、パッケージ容器３０のキャビティ３８内に搬入し、振動片４０の接続電極部が設けてある基端部を導電性接着剤５８が設けてあるマウント電極５６の上に配置する(ステップ７８)。このロボット１００による振動片４０のキャビティ３８内への搬入、位置決めは、図示しないＣＣＤカメラによってパッケージ容器３０を上方から撮影し、画像処理技術によって撮影した画像を２値化するなどして電極４６、位置決めマーク４８、５０を、パッケージ容器３０を構成しているセラミックから識別し、キャビティ３８の境界および位置決めマーク４８、５０の内側端部をロボット１００に認識させることにより行なう。
【００３１】
このように、実施形態においては、茶色系と異なる色彩を有する金薄膜からなる電極４６と位置決めマーク４８、５０とを、画像処理によってパッケージ容器３０を構成しているセラミックから識別しているため、キャビティ３８の境界と位置決めマーク４８、５０との位置とを容易に認識することができ、ロボット１００による振動片４０のキャビティ３８内への搬入、位置決めを高精度で行なうことができる。このため、従来のようにロボット１００がパッケージ容器３０の縁に当たって振動片４０をパッケージ容器３０内に搬入できなかったり、振動片４０が曲がって配置されたりしてパッケージ容器３０の内壁に接触して動作しないなどの不都合をなくすことができる。しかも、振動片４０の位置決めを正確に行なうことができるため、キャビティ３８の幅方向寸法を小さくすることが可能で、パッケージを小さくでき、圧電振動子の小型化を図ることができる。
【００３２】
振動片４０の基端部部をマウント電極５６に上に配置したのちは、導電性接着剤５８を加熱して硬化させ(ステップ８０)、振動片４０のマウント電極５６の上に固着する。その後、パッケージ容器３０の上下を逆にして封止ガラス４１を下方にし、透明なガラス板からなる蓋体の上に配置する。そして、上方から封止ガラス４１を蓋体に押圧した状態でベルト炉などによって３２０℃程度に加熱し、封止ガラスを溶融して蓋体をパッケージ容器３０に接合する(ステップ８２)。
【００３３】
次に、パッケージ容器３０に蓋体を接合したパッケージを、封止孔４２が設けてあるベース用シート３２を上にして図示しない真空容器内に配置し、封止孔４２、排気孔４４を介してキャビティ３８の内部を真空にする(ステップ８４)。その後、真空中において金と錫、銀ロウなどの合金からなるロウ材を封止孔４２に配置し、このロウ材をレーザ光や加熱ピンなどによって溶融して封止孔４２を閉塞し、真空容器から取り出す(ステップ８６)。さらに、ステップ８８に示したように、透明なガラス板からなる蓋体の上方からレーザ光を振動片４０の先端部に照射し、この先端部に設けてある図示しない重り用金薄膜を蒸発させ、振動片４０の共振周波数を所定の周波数(例えば、３２ｋＨｚ)に調整する。
【００３４】
このように第１実施形態においては、パッケージ容器３０のキャビティ３８内に位置決めマーク４８、５０を設けたことにより、振動片４０の位置決めを容易、確実に高精度で行なうことができる。そして、振動片４０の位置決めを正確に行なえるため、キャビティ３８の幅方向寸法を小さくできて圧電振動子の小型化が図れる。また、実施の形態においては、位置決めマーク４８、５０を電極４６と同時に形成するため、工程の簡素化が図れる。しかも、実施形態においては、電極４６と位置決めパターン４８、５０とが電極パターン５４によって一体に形成してあるため、一対の電極パターン５４ａ、５４ｂをほぼ同じ大きさ、形状にすることができ、電極パターンによる静電容量などをバランスさせることができ、圧電振動子を電子機器の基板に実装する場合に、圧電振動子の向きを考慮することなく実装することができる。さらに、実施形態においては、振動片４０の両側に一対ずつの位置決めマーク４８、５０を設け、これらの対向部の間隔を振動片４０の幅よりわずかに大きくして振動片４０の位置決めを行なっているため、振動片４０の位置決めを極めて正確に行なうことができる。
【００３５】
なお、前記実施形態においては、振動片４０の長手方向に沿った２箇所に位置決めマーク４８、５０を設けた場合について説明したが、振動片４０の先端部に対応した位置の位置決めマーク５０または振動片４０の長手方向中間部に対応した位置の位置決めマーク４８のいずれか一方だけ設けてもよい。
【００３６】
図４は、第２実施形態の説明図であって、底板用シートに形成したパターンの説明図である。この第２実施形態においては、電極４６ａを構成する電極パターン９０ａと、電極４６ｂを構成する電極パターン９０ｂとが非対称となっている。すなわち、電極パターン９０ａは、底板用シート３４の図４における上辺に沿ってリード部９２を有しており、このリード部９２の先端がベース用シート３２に形成した実装用電極５２ａに接続するための円弧状パターン部５５ａに繋がっている。これに対して、他方の電極パターン９０ｂは、電極パターン９０ａのリード部９２に相当した部分を有していない。そして、電極用パターン９０ａのリード部９２は、底板用シート３４にキャビティ用シート３６を積層したときに、キャビティ用シート３６に下になって、キャビティ３８内に露出しないようになっている。
【００３７】
また、底板用シート３４ａには、幅方向中央部であって、長手方向の中心線に対して対象に位置決めパターン９４(９４ａ、９４ｂ)が設けてある。これらの位置決めパターン９４ａ、９４ｂは、電極パターン９０と同様に金薄膜によって形成してあり、電極パターン９０の形成工程において電極パターン９０と同時にスクリーン印刷によって形成される。そして、位置決めパターン９４は、電極パターン９０ａ、９０ｂと独立していて、電極４６と電気的に分離してある。また、各位置決めパターン９４の対向部には、位置決めマーク４８、５０が設けてある。これらの位置決めマーク４８、５０は、底板用シート３４ａにキャビティ用シート３６を積層したときに、キャビティ用シート３６から露出するようになっている。
【００３８】
このように構成した第２実施形態においても、底板用シート３４ａを用いてパッケージ容器３０を形成したときに、位置決めマーク４８、５０がキャビティ３８内に露出し、第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。しかも、位置決めパターン９４は、電極パターン９０と電気的に分離してあるため、前記したように、パッケージの封止後にレーザ光によって振動片４０の周波数調整をしたときに、振動片４０から蒸発した金が凝固してパッケージ容器３０の内面に付着し、位置決めマーク４８ａと位置決めマーク４８ｂ、または位置決めマーク５０ａと位置決めマーク５０ｂとが電気的に接続状態となったとしても、振動片４０の動作に影響を与えることがない。しかも、凝固した金粒子を金薄膜からなる位置決めマーク４８、５０に付着させることにより、金粒子が分散して電極４６ａ、４６ｂ間の短絡の原因などになるのを防止することができる。
【００３９】
図５ないし図７は、第３実施形態の説明図であって、図５は底板用シートの平面図、図６はベース用シートの平面図、図７は圧電振動子の断面図である。この第３実施形態に係る底板用シート３４ｃの上面には、電極４６ａ、４６ｂを形成する一対の電極パターン１１０（１１０ａ、１１０ｂ）が、底板用シート３４ｃの長手方向に沿う中心線に対して対象に設けてある。そして、底板用シート３４ｃには、各電極パターン１１０に対応した位置にタングステンプラグ１１２（１１２ａ、１１２ｂ）を設けたビアホールが形成してある。このタングステンプラグ１１２は、スクリーン印刷によってタングステン元素を有する有機物をビアホールに充填し、溶媒を蒸発させることにより形成される。
【００４０】
また、ベース用シート３２ｃの上面には、タングステンプラグ１１２と対応した位置に、タングステンによって形成した配線パターン１１４(１１４ａ、１１４ｂ)のランド部１１６(１１６ａ、１１６ｂ)が配置してあって、配線パターン１１０ａ、１１０ｂがタングステンプラグ１１２を介してランド部１１６ａ、１１６ｂに電気的に接続される。そして、配線パターン１１４ａはベース用シート３２ｃの下面に形成した実装用電極５２ａに電気的に接続され、配線パターン１１４は実装用電極５２ｂに電気的に接続される。
【００４１】
各ランド部１１６の間には、アースパターン１１８が形成してある。このアースパターン１１８は、ベース用シート３２ｃの幅方向中心部に、長手方向に延びる中心線に沿って設けられ、ベース用シート３２ｃの中心側にランド部１２０を有する。そして、このランド部１２０には、底板用シート３４ｃに形成したタングステンプラグ１２２が接触するようになっている。このタングステンプラグ１２２は、底板用シート３４ｃの上面に設けたダミーパターン１３０のアース部１３２と対応した位置の底板用シート３４ｃに形成したビアホールを埋めている。
【００４２】
ダミーパターン１３０は、底板用シート３４ｃの長手方向に沿った中心線に対象に形成してあって、その中心線に沿った連結部１３４(１３４ａ、１３４ｂ)を有する。そして、ダミーパターン１３０は、電極パターン１１０の形成工程において電極パターン１１０と同時に形成され、金薄膜からなっている。また、ダミーパターン１３０は、電極パターン１１０と独立して形成してあって、電極パターン１１０と電気的に分離されている。
【００４３】
ダミーパターン１３０の各連結部１３４は、一端側である電極４６側においてアース部１３２により相互に連結してある。また、各連結部１３４は、他端側の対向部に位置決めマーク１３６(１３６ａ、１３６ｂ)が設けてある。これらの位置決めマーク１３６は、振動片４０の下方まで延在させて形成してある。一方、底板用シート３４ｃの振動片４０の先端部と対応した位置には、振動片４０の先端が衝突するのを避けるための凹部を形成する矩形状の開口１４０が設けてある。そして、ダミーパターン１３０に設けた一対の位置決めマーク１３６は、開口１４０の電極４６側の縁部、すなわち開口１４０の振動片４０の基端部側となる縁部に位置していて、図７に示した圧電振動子１５０に衝撃が作用して振動片４０が上下方向に振れたときに、振動片４０の長手方向中間部が当たるようになっている。なお、図７に示した符号１５２は、封止孔４２を封止する封止用ロウ材である。
【００４４】
このようになっている第３実施形態においては、位置決めマーク１３６を設けたことにより、図７に示した圧電振動子１５０のキャビティ３８の境界を容易に検出することができ、前記したように振動片４０の位置決めを容易、正確に行なうことができ、圧電振動子１５０の小型化が図れる。しかも、パッケージ容器３０の底面に凹部を形成する底板用シート３４ｃの、開口１４０の振動片４０基端部側縁部に金薄膜からなる位置決めマーク１３６が配置してあるため、振動片４０の先端が凹部の底面となるベース用シート３２ｃの上面に衝突して損傷するのを防ぐことができる。
【００４５】
すなわち、圧電振動子１５０に衝撃が作用して振動片４０が上下方向に振れた場合、振動片４０の長手方向中間部が開口１４０の縁部に設けた位置決めマーク１３６に当たるため、欠けやすい振動片４０の先端がベース用シート３２ｃの上面に衝突するのを防止することができる。しかも、位置決めマーク１３６は、パッケージ容器３０を構成しているセラミックよりも軟らかいため、衝突のエネルギーを吸収して振動片の損傷を防止する。
【００４６】
【発明の効果】
以上に説明したように、パッケージ容器に位置決めマークを設けたことにより、振動片をパッケージ容器内に容易、確実に高精度で配置することができる。そして、振動片のパッケージ内の位置決めを高精度に行なえるため、振動片を収容するパッケージのキャビティを小さくすることが可能となり、パッケージの寸法を小さくできて圧電振動子の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、本発明によれば、衝撃により振動片が上下方向に振れたとしても、凹部の振動子基端部側に設けた衝撃受け部に振動片の長手方向中間部が当たるため、欠けしやすい振動片の先端が凹部の底面に衝突するのを防止することができ、振動片の先端が損傷するのを防ぐことができ、振動片の先端が衝突するのを防止する凹部を浅くすることが可能で、高さ寸法を小さくできて小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るパッケージ容器の説明図である。
【図２】第１実施形態に係る底板用シートに形成した電極パターンの説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る圧電振動子の製造方法を説明するフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係る底板用シートの平面図である。
【図５】第３実施形態に係る底板用シートの平面図である。
【図６】第３実施形態に係るベース用シートの平面図である。
【図７】第３実施形態に係る圧電振動子の断面図である。
【図８】従来の圧電振動子の説明図である。
【符号の説明】
３０………パッケージ容器、３２、３２ｃ………ベース用シート、
３４、３４ａ、３４ｃ………底板用シート、３６………キャビティ用シート、
３８………キャビティ、４０………振動片、４６、４６ａ、４６ｂ………電極、
４８ａ、４８ｂ、５０ａ、５０ｂ………位置決めマーク、５４ａ、５４ｂ、
９０ａ、９０ｂ、１１０ａ、１１０ｂ………電極パターン、
５８………導電性接着剤、９４ａ、９４ｂ………位置決めパターン、
１００………ロボット、１３０………ダミーパターン、１３６ａ、
１３６ｂ………位置決めマーク（衝撃受け部）、１５０………圧電振動子。
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動子の製造方法に係り、特に音叉型振動片のような縦横比の大きな振動片を有する圧電振動子の製造方法および圧電振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化に伴って、電子機器に搭載する圧電振動子の小型薄型化が要求されている。図８は、従来の薄型化された圧電振動子の一例を示す説明図である。図８において、圧電振動子１０は、パッケージ１１の内部に振動片１４が収納してある。パッケージ１１は、箱型のパッケージ容器１２と、このパッケージ容器１２の上部に設けた蓋体２２とからなっている。そして、振動片１４は、パッケージ容器１２と蓋体２２とによって形成したキャビティ(収納空間)１５に配置してある。
【０００３】
パッケージ容器１２は、薄いセラミックテープを積層して形成してあって、底面の長手方向の一端側に一対の電極パターン１６（１６ａ、１６ｂ）を有している。電極パターン１６の上には、スクリーン印刷などによって塗布して固化させたタングステンなどからなるマウント電極１８が設けてあって、このマウント電極１８に振動片１４の基端部を取り付けるようになっている。この振動片１４は、水晶などの圧電性材料によって音叉型に形成してあって、図８(２)の紙面に直交した面内(水平面内)で振動する。そして、音叉型振動片１４は、基端部に金薄膜などによる接続電極が設けてあって、接続電極を設けた基端部が導電性接着剤２０を介してマウント電極１８に固着されている。
【０００４】
パッケージ容器１２の上部には、蓋体２２が配置してある。この蓋体２２は、透明なガラスによって形成してあって、音叉型振動片１４の先端側に設けた重り用の金薄膜に蓋体２２越しにレーザ光を照射し、金薄膜を蒸発させて振動片１４の周波数調整を行なえるようにしてある。そして、蓋体２２は、封止ガラス２４によってパッケージ容器１２の縁部の上面に固着してある。また、パッケージ容器１２の底部には、封止孔２６が設けてあり、振動片１４を収納したパッケージ１１を図示しない真空容器内に配置し、パッケージ１１の内部を真空にした状態で封止孔２６にボール状のロウ材(封止金属)２８を配置し、ロウ材２８を溶融したのち固化させてパッケージ１１を封止し、パッケージ１１のキャビティ１５を真空に保持している。
【０００５】
このように構成してある圧電振動子１０は、セラミックテープを積層してパッケージ容器１２を形成し、パッケージ容器１２の縁部の上に封止ガラス２４を塗布したのち、マウント電極１８の上に導電性接着剤２０を塗布する。その後、画像処理技術によってパッケージ容器１２の電極１６の位置と、キャビティ１５の境界とを認識し、図示しないロボットによって振動片１４を吸着してパッケージ容器１２内に搬入し、振動片１４の基端部を導電性接着剤２０が塗布してあるマウント電極１８の上に配置する。そして、導電性接着剤２０を乾燥、硬化することによって振動片１４をマウント電極１８に固定するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、パッケージ本体１２の上部に塗布した封止ガラス２４は、パッケージ容器１２を形成しているセラミックと同色系の茶系であって、振動片１４を搬入するキャビティ１５の境界を画像処理技術によって認識することが難しい。このため、振動片１４を吸着したロボットのハンドがパッケージ容器１２の縁に当たり、振動片１４をキャビティ内に配置することができなかったり、キャビティ１５内に収納した振動片１４が曲がって配置され、振動片１４がパッケージ容器１２の縁部に当たって動作不能となったりすることがある。そして、このような不都合をなくすためにキャビティ１５を大きく形成すると、近年の電子機器の小型化に伴い、強く要求されている圧電振動子１０の小型化に応えることができない。
【０００７】
一方、圧電振動子１０の小型化の要求によって、高さ寸法ｈも小さくなってきている。そして、高さ寸法ｈが小さくなるのに伴って、振動片１４の下面とパッケージ容器１２の底面との距離ｄも小さくなっている。このため、圧電振動子１０を、例えば携帯電話のような携帯用電子機器に搭載した場合、これらの携帯用電子機器が落とされたりすると、その衝撃によって振動片１４が上下方向に振れ、欠けやすい振動片１４の先端か底面に衝突して損傷し、動作不能となることがある。そこで、振動片１４の先端部に対応したパッケージ容器１２の底面に凹部を形成し、電子機器の落下などによる衝撃によって振動片１４が上下方向に振れたときに、その先端部が底面に衝突するのを防止することが考えられている。しかし、圧電振動子１０の小型化の要求はますます強くなっており、衝突防止用の凹部を充分に深くすることができず、振動片１４の先端が凹部の底面に衝突して欠けるおそれがある。
【０００８】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、振動片を容易、確実にパッケージ内に配置できるようにすることを目的としている。
また、本発明は、小型化を図ることを目的としている。
そして、本発明は、衝撃を受けたときに、片持ち梁状に固定した振動片の先端がパッケージの底面に衝突するのを防止することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る圧電振動子は、パッケージ容器内の底部に設けたマウント電極に振動片の基端部を固定した圧電振動子において、前記振動片の先端部に対応した前記底部に凹部が形成してあるとともに、前記凹部の前記振動片の基端部側縁部に振動片の長手方向中間部が接触可能な衝撃受け部を設け、前記衝撃受け部は、前記パッケージ容器内に前記振動片を配置するときの位置決めマークであることを特徴としている。
【００１６】
このように構成した本発明に係る圧電振動子は、圧電振動子に落下などによる衝撃などが作用して振動片が上下方向に振れたとしても、振動片の中間部が衝撃受けに当たることにより、振動片の先端が凹部の底面に衝突するのを防止することができ、振動片の先端が損傷するのを防ぐことができる。従って、振動片の先端が衝突するのを防止する凹部を浅くすることができ、高さ寸法を小さくできて小型化が図れる。
また、衝撃受け部を位置決めマークとすることにより、振動片をパッケージ容器内に高精度で配置することができ、振動片を配置するパッケージのキャビティの寸法を小さくすることが可能で、パッケージの寸法を小さくすることができる。
【００１７】
本発明に係る圧電振動子は、パッケージ容器内の底部に設けたマウント電極に振動片の基端部を固定した圧電振動子において、前記振動片の先端部に対応した前記底部に凹部が形成してあるとともに、前記凹部の前記振動片の基端部側縁部に振動片の長手方向中間部が接触可能な衝撃受け部を設け、前記衝撃受け部は、金属によって形成され、前記振動片の基端部が電気的に接続される前記マウント電極と電気的に分離してあることを特徴としている。
【００１８】
このように構成した本発明に係る圧電振動子は、圧電振動子に落下などによる衝撃などが作用して振動片が上下方向に振れたとしても、振動片の中間部が衝撃受けに当たることにより、振動片の先端が凹部の底面に衝突するのを防止することができ、振動片の先端が損傷するのを防ぐことができる。従って、振動片の先端が衝突するのを防止する凹部を浅くすることができ、高さ寸法を小さくできて小型化が図れる。
また、衝撃受け部をマウント電極と電気的に分離すると、レーザ光によって振動片に設けた金薄膜を蒸発させて振動片の周波数調整をしたときに、蒸発した金が凝固して振動片の両側部に対応して設けた衝撃受け部が電気的に接続された状態となったとしても、振動片の動作に影響を与えることがない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る圧電振動子の製造方法および圧電振動子の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２０】
図１は、第１実施の形態に係るパッケージ容器を示したものであって、(１)は平面図、(２)は断面図、(３)は底面図である。図１において、圧電振動子のパッケージを構成するパッケージ容器３０は、セラミックテープを積層して形成してある。すなわち、パッケージ容器３０は、同図(２)に示したように、ベース用シート３２の上に底板用シート３４が積層してあり、底板用シート３４の上にキャビティ用シート３６が積層してある。キャビティ用シート３６は、水晶などの圧電性材料からなる振動片４０を収納するキャビティ(収納空間)３８を形成するためのもので、額縁状に形成してあって、パッケージ容器３０の縁部を構成する。
【００２１】
額縁状のキャビティ用シート３６の上部には、透明なガラス板から形成した蓋体を固着するための低融点ガラスからなる封止ガラス４１が塗布してある。また、ベース用シート３２の中央部には、封止孔４２が設けてある。さらに、底板用シート３４には、中央部に封止孔４２と同心の排気孔４４が形成してある。これらの封止孔４２と排気孔４４とは、キャビティ３８に振動片４０を収納し、パッケージ容器３０の上部を蓋体によって閉鎖したのち、パッケージを真空雰囲気に配置してキャビティ３８内を真空にするためのものである。そして、封止孔４２は、真空雰囲気中において金と錫、銀ロウ等の合金からなる封止金属（ロウ材）が配置され、この封止金属がレーザ光や加熱ピンによって溶融されることにより閉塞され、キャビティ３８を封止してキャビティ３８内を真空に保持する。
【００２２】
底板用シート３４の上面には、スクリーン印刷方式などにより形成したタングステン金属膜からなる一対の電極４６(４６ａ、４６ｂ)が設けてある。これらの電極４６は、キャビティ３８の長手方向一端側に形成してあって、後述するように、振動片４０の基端部に設けた接続電極(図示せず)と電気的に接続される。また、ベース用シート３２の下面には、長手方向両側に電子機器の基板に平面実装するための実装用電極５２(５２ａ、５２ｂ)が設けてある。そして、電極４６は、ベース用シート３２の下面に設けた実装用電極５２に電気的に接続してある。すなわち、電極４６ａは実装用電極５２ａに電気的に接続され、電極４６ｂは実装用電極５２ｂに電気的に接続される。
【００２３】
さらに、底板用シート３４の上面には、キャビティ３８の幅方向両側に位置決めマーク４８（４８ａ、４８ｂ）、５０（５０ａ、５０ｂ）が一対ずつ設けてある。これらの位置決めマーク４８、５０は、キャビティ３８内に振動片４０を搬入、配置するためのもので、対向する位置決めマーク４８、５０の間隔が振動片４０の幅よりやや広くなっている。そして、位置決めマーク４８、５０は、図示しないＣＣＤカメラによって撮影して画像処理をしたときに、パッケージ容器３０を形成しているセラミック(セラミックテープ)と容易に区別できる部材によって形成してある。この実施形態の場合、位置決めマーク４８、５０は、電極４６と同様にタングステンによって形成してあって、電極４６の形成工程において電極と同時に形成される。すなわち、位置決めマーク４８、５０は、図２に示したように、電極４６ａ、４６ｂを構成する電極パターン５４ａ、５４ｂの一部として形成してあって、電極４６と一体となっている。そして、電極パターン５４ａは、図２において右上角部に設けた円弧状パターン部５５ａを介して、ベース用シート３２の下面に設けた実装用電極５２ａに電気的に接続され、電極パターン５２ｂは左下角部の円弧状パターン部５５ｂを介して実装用電極５２ｂに電気的に接続される。
【００２４】
電極４６の上部には、タングステンの厚塗りによるマウント電極５６(５６ａ、５６ｂ)が設けてある。このマウント電極５６は、セラミックテープを積層したのち、焼成する前にタングステンペーストをスクリーン印刷などによって電極４６の上に塗布して乾燥させ、さらに治具によって上方から押圧して上部が平坦面となるようにしてある。そして、マウント電極５６の上には、振動片４０の基端部をマウント電極５６に固着するための導電性接着剤５８が塗布してある（図１参照）。
【００２５】
このように形成されるパッケージ３０を有する圧電振動子の製造は、図３のようにして行なわれる。まず、図３のステップ６０に示したように、長尺のセラミックテープを所定の大きさにブランクカットして底板用シート３４を形成する。この実施形態においては、複数のパッケージを同時に形成できる大きさにセラミックテープを切断している。
【００２６】
次に、切断した底板用シート３４に電極４６、位置決めマーク４８、５０を有するタングステンからなる電極パターン５４を形成する(ステップ６２)。この電極パターンの形成は、実施形態の場合、スクリーン印刷方式によって形成しているが、蒸着、スパッタリングなどによって金薄膜を堆積し、これをエッチングして形成したり、メッキによって形成したりしてもよい。また、電極パターン５４を下方のベース用シート３２に電気的に接続する場合、底板用シート３４の適宜の位置にビアホールを形成し、このビアホールをスクリーン印刷方式によりタングステンなどの導電性金属によって埋める。
【００２７】
その後、電極パターン５４の電極４６の位置にマウント電極５６を形成する(ステップ６４)。このマウント電極５６は、タングステンペーストをスクリーン印刷方式によって厚く塗布したのち、１００〜２００℃程度に加熱して有機溶媒を蒸発さて形成する。このようにして形成したマウント電極５６は、表面張力の影響により、上部が球面状に盛り上がっているため、ステップ６６に示したように、有機溶媒を蒸発させたマウント電極５６を上方から押圧治具によって押圧し、上部を平坦化する。
【００２８】
次に、キャビティ用シート３６を形成する(ステップ６８)。このキャビティ用シート３６は、キャビティ３８に相当する部分が打ち抜かれた格子状となっている。また、ベース用シート３２は、底板用シート３４と並行して切断され、配線パターンなどが形成される。そして、このように形成したベース用シート３２、底板用シート３４、キャビティ用シート３６を順次積層する(ステップ７０)。これにより、図２に示したように、電極パターン５４は、電極４６、位置決め用マーク４８、５０の部分がキャビティ３８内に露出し、電極４６、位置決めパターン４８、５０を連結している部分キャビティ用シート３６の下部に隠れる。
【００２９】
ベース用シート３２、底板用シート３４、キャビティ用シート３６の積層体は、１３００℃程度で焼成される（ステップ７０）。これにより、ベース用シート３２、底板用シート３４、キャビティ用シート３６が相互に接合され、複数のパッケージ容器３０が連結されたパッケージブロックが形成される。その後、キャビティ３８内に露出している電極４６、マウント電極５６、位置決めパターン４８、５０の表面に、ＮｉメッキとＡｕメッキとをこの順に施し（ステップ７１）、さらに複数のパッケージ容器３０が一体となっている積層体を切断し、個々のパッケージ容器３０に分割する(ステップ７２)。次に、ステップ７４に示したように、焼成したキャビティ用シート３６の上に封止ガラス４１をスクリーン印刷方式によって塗布し、乾燥させる。そして、分割したパッケージ容器３０のマウント電極５６の上に導電性接着剤５８を塗布する(ステップ７６)。
【００３０】
次に、図１(２)に示したように、ロボット１００によって振動片４０を真空吸着し、パッケージ容器３０のキャビティ３８内に搬入し、振動片４０の接続電極部が設けてある基端部を導電性接着剤５８が設けてあるマウント電極５６の上に配置する(ステップ７８)。このロボット１００による振動片４０のキャビティ３８内への搬入、位置決めは、図示しないＣＣＤカメラによってパッケージ容器３０を上方から撮影し、画像処理技術によって撮影した画像を２値化するなどして電極４６、位置決めマーク４８、５０を、パッケージ容器３０を構成しているセラミックから識別し、キャビティ３８の境界および位置決めマーク４８、５０の内側端部をロボット１００に認識させることにより行なう。
【００３１】
このように、実施形態においては、茶色系と異なる色彩を有する金薄膜からなる電極４６と位置決めマーク４８、５０とを、画像処理によってパッケージ容器３０を構成しているセラミックから識別しているため、キャビティ３８の境界と位置決めマーク４８、５０との位置とを容易に認識することができ、ロボット１００による振動片４０のキャビティ３８内への搬入、位置決めを高精度で行なうことができる。このため、従来のようにロボット１００がパッケージ容器３０の縁に当たって振動片４０をパッケージ容器３０内に搬入できなかったり、振動片４０が曲がって配置されたりしてパッケージ容器３０の内壁に接触して動作しないなどの不都合をなくすことができる。しかも、振動片４０の位置決めを正確に行なうことができるため、キャビティ３８の幅方向寸法を小さくすることが可能で、パッケージを小さくでき、圧電振動子の小型化を図ることができる。
【００３２】
振動片４０の基端部部をマウント電極５６に上に配置したのちは、導電性接着剤５８を加熱して硬化させ(ステップ８０)、振動片４０のマウント電極５６の上に固着する。その後、パッケージ容器３０の上下を逆にして封止ガラス４１を下方にし、透明なガラス板からなる蓋体の上に配置する。そして、上方から封止ガラス４１を蓋体に押圧した状態でベルト炉などによって３２０℃程度に加熱し、封止ガラスを溶融して蓋体をパッケージ容器３０に接合する(ステップ８２)。
【００３３】
次に、パッケージ容器３０に蓋体を接合したパッケージを、封止孔４２が設けてあるベース用シート３２を上にして図示しない真空容器内に配置し、封止孔４２、排気孔４４を介してキャビティ３８の内部を真空にする(ステップ８４)。その後、真空中において金と錫、銀ロウなどの合金からなるロウ材を封止孔４２に配置し、このロウ材をレーザ光や加熱ピンなどによって溶融して封止孔４２を閉塞し、真空容器から取り出す(ステップ８６)。さらに、ステップ８８に示したように、透明なガラス板からなる蓋体の上方からレーザ光を振動片４０の先端部に照射し、この先端部に設けてある図示しない重り用金薄膜を蒸発させ、振動片４０の共振周波数を所定の周波数(例えば、３２ｋＨｚ)に調整する。
【００３４】
このように第１実施形態においては、パッケージ容器３０のキャビティ３８内に位置決めマーク４８、５０を設けたことにより、振動片４０の位置決めを容易、確実に高精度で行なうことができる。そして、振動片４０の位置決めを正確に行なえるため、キャビティ３８の幅方向寸法を小さくできて圧電振動子の小型化が図れる。また、実施の形態においては、位置決めマーク４８、５０を電極４６と同時に形成するため、工程の簡素化が図れる。しかも、実施形態においては、電極４６と位置決めパターン４８、５０とが電極パターン５４によって一体に形成してあるため、一対の電極パターン５４ａ、５４ｂをほぼ同じ大きさ、形状にすることができ、電極パターンによる静電容量などをバランスさせることができ、圧電振動子を電子機器の基板に実装する場合に、圧電振動子の向きを考慮することなく実装することができる。さらに、実施形態においては、振動片４０の両側に一対ずつの位置決めマーク４８、５０を設け、これらの対向部の間隔を振動片４０の幅よりわずかに大きくして振動片４０の位置決めを行なっているため、振動片４０の位置決めを極めて正確に行なうことができる。
【００３５】
なお、前記実施形態においては、振動片４０の長手方向に沿った２箇所に位置決めマーク４８、５０を設けた場合について説明したが、振動片４０の先端部に対応した位置の位置決めマーク５０または振動片４０の長手方向中間部に対応した位置の位置決めマーク４８のいずれか一方だけ設けてもよい。
【００３６】
図４は、第２実施形態の説明図であって、底板用シートに形成したパターンの説明図である。この第２実施形態においては、電極４６ａを構成する電極パターン９０ａと、電極４６ｂを構成する電極パターン９０ｂとが非対称となっている。すなわち、電極パターン９０ａは、底板用シート３４の図４における上辺に沿ってリード部９２を有しており、このリード部９２の先端がベース用シート３２に形成した実装用電極５２ａに接続するための円弧状パターン部５５ａに繋がっている。これに対して、他方の電極パターン９０ｂは、電極パターン９０ａのリード部９２に相当した部分を有していない。そして、電極用パターン９０ａのリード部９２は、底板用シート３４にキャビティ用シート３６を積層したときに、キャビティ用シート３６に下になって、キャビティ３８内に露出しないようになっている。
【００３７】
また、底板用シート３４ａには、幅方向中央部であって、長手方向の中心線に対して対象に位置決めパターン９４(９４ａ、９４ｂ)が設けてある。これらの位置決めパターン９４ａ、９４ｂは、電極パターン９０と同様に金薄膜によって形成してあり、電極パターン９０の形成工程において電極パターン９０と同時にスクリーン印刷によって形成される。そして、位置決めパターン９４は、電極パターン９０ａ、９０ｂと独立していて、電極４６と電気的に分離してある。また、各位置決めパターン９４の対向部には、位置決めマーク４８、５０が設けてある。これらの位置決めマーク４８、５０は、底板用シート３４ａにキャビティ用シート３６を積層したときに、キャビティ用シート３６から露出するようになっている。
【００３８】
このように構成した第２実施形態においても、底板用シート３４ａを用いてパッケージ容器３０を形成したときに、位置決めマーク４８、５０がキャビティ３８内に露出し、第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。しかも、位置決めパターン９４は、電極パターン９０と電気的に分離してあるため、前記したように、パッケージの封止後にレーザ光によって振動片４０の周波数調整をしたときに、振動片４０から蒸発した金が凝固してパッケージ容器３０の内面に付着し、位置決めマーク４８ａと位置決めマーク４８ｂ、または位置決めマーク５０ａと位置決めマーク５０ｂとが電気的に接続状態となったとしても、振動片４０の動作に影響を与えることがない。しかも、凝固した金粒子を金薄膜からなる位置決めマーク４８、５０に付着させることにより、金粒子が分散して電極４６ａ、４６ｂ間の短絡の原因などになるのを防止することができる。
【００３９】
図５ないし図７は、第３実施形態の説明図であって、図５は底板用シートの平面図、図６はベース用シートの平面図、図７は圧電振動子の断面図である。この第３実施形態に係る底板用シート３４ｃの上面には、電極４６ａ、４６ｂを形成する一対の電極パターン１１０（１１０ａ、１１０ｂ）が、底板用シート３４ｃの長手方向に沿う中心線に対して対象に設けてある。そして、底板用シート３４ｃには、各電極パターン１１０に対応した位置にタングステンプラグ１１２（１１２ａ、１１２ｂ）を設けたビアホールが形成してある。このタングステンプラグ１１２は、スクリーン印刷によってタングステン元素を有する有機物をビアホールに充填し、溶媒を蒸発させることにより形成される。
【００４０】
また、ベース用シート３２ｃの上面には、タングステンプラグ１１２と対応した位置に、タングステンによって形成した配線パターン１１４(１１４ａ、１１４ｂ)のランド部１１６(１１６ａ、１１６ｂ)が配置してあって、配線パターン１１０ａ、１１０ｂがタングステンプラグ１１２を介してランド部１１６ａ、１１６ｂに電気的に接続される。そして、配線パターン１１４ａはベース用シート３２ｃの下面に形成した実装用電極５２ａに電気的に接続され、配線パターン１１４は実装用電極５２ｂに電気的に接続される。
【００４１】
各ランド部１１６の間には、アースパターン１１８が形成してある。このアースパターン１１８は、ベース用シート３２ｃの幅方向中心部に、長手方向に延びる中心線に沿って設けられ、ベース用シート３２ｃの中心側にランド部１２０を有する。そして、このランド部１２０には、底板用シート３４ｃに形成したタングステンプラグ１２２が接触するようになっている。このタングステンプラグ１２２は、底板用シート３４ｃの上面に設けたダミーパターン１３０のアース部１３２と対応した位置の底板用シート３４ｃに形成したビアホールを埋めている。
【００４２】
ダミーパターン１３０は、底板用シート３４ｃの長手方向に沿った中心線に対象に形成してあって、その中心線に沿った連結部１３４(１３４ａ、１３４ｂ)を有する。そして、ダミーパターン１３０は、電極パターン１１０の形成工程において電極パターン１１０と同時に形成され、金薄膜からなっている。また、ダミーパターン１３０は、電極パターン１１０と独立して形成してあって、電極パターン１１０と電気的に分離されている。
【００４３】
ダミーパターン１３０の各連結部１３４は、一端側である電極４６側においてアース部１３２により相互に連結してある。また、各連結部１３４は、他端側の対向部に位置決めマーク１３６(１３６ａ、１３６ｂ)が設けてある。これらの位置決めマーク１３６は、振動片４０の下方まで延在させて形成してある。一方、底板用シート３４ｃの振動片４０の先端部と対応した位置には、振動片４０の先端が衝突するのを避けるための凹部を形成する矩形状の開口１４０が設けてある。そして、ダミーパターン１３０に設けた一対の位置決めマーク１３６は、開口１４０の電極４６側の縁部、すなわち開口１４０の振動片４０の基端部側となる縁部に位置していて、図７に示した圧電振動子１５０に衝撃が作用して振動片４０が上下方向に振れたときに、振動片４０の長手方向中間部が当たるようになっている。なお、図７に示した符号１５２は、封止孔４２を封止する封止用ロウ材である。
【００４４】
このようになっている第３実施形態においては、位置決めマーク１３６を設けたことにより、図７に示した圧電振動子１５０のキャビティ３８の境界を容易に検出することができ、前記したように振動片４０の位置決めを容易、正確に行なうことができ、圧電振動子１５０の小型化が図れる。しかも、パッケージ容器３０の底面に凹部を形成する底板用シート３４ｃの、開口１４０の振動片４０基端部側縁部に金薄膜からなる位置決めマーク１３６が配置してあるため、振動片４０の先端が凹部の底面となるベース用シート３２ｃの上面に衝突して損傷するのを防ぐことができる。
【００４５】
すなわち、圧電振動子１５０に衝撃が作用して振動片４０が上下方向に振れた場合、振動片４０の長手方向中間部が開口１４０の縁部に設けた位置決めマーク１３６に当たるため、欠けやすい振動片４０の先端がベース用シート３２ｃの上面に衝突するのを防止することができる。しかも、位置決めマーク１３６は、パッケージ容器３０を構成しているセラミックよりも軟らかいため、衝突のエネルギーを吸収して振動片の損傷を防止する。
【００４６】
【発明の効果】
以上に説明したように、パッケージ容器に位置決めマークを設けたことにより、振動片をパッケージ容器内に容易、確実に高精度で配置することができる。そして、振動片のパッケージ内の位置決めを高精度に行なえるため、振動片を収容するパッケージのキャビティを小さくすることが可能となり、パッケージの寸法を小さくできて圧電振動子の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、本発明によれば、衝撃により振動片が上下方向に振れたとしても、凹部の振動子基端部側に設けた衝撃受け部に振動片の長手方向中間部が当たるため、欠けしやすい振動片の先端が凹部の底面に衝突するのを防止することができ、振動片の先端が損傷するのを防ぐことができ、振動片の先端が衝突するのを防止する凹部を浅くすることが可能で、高さ寸法を小さくできて小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るパッケージ容器の説明図である。
【図２】第１実施形態に係る底板用シートに形成した電極パターンの説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る圧電振動子の製造方法を説明するフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係る底板用シートの平面図である。
【図５】第３実施形態に係る底板用シートの平面図である。
【図６】第３実施形態に係るベース用シートの平面図である。
【図７】第３実施形態に係る圧電振動子の断面図である。
【図８】従来の圧電振動子の説明図である。
【符号の説明】
３０………パッケージ容器、３２、３２ｃ………ベース用シート、
３４、３４ａ、３４ｃ………底板用シート、３６………キャビティ用シート、
３８………キャビティ、４０………振動片、４６、４６ａ、４６ｂ………電極、
４８ａ、４８ｂ、５０ａ、５０ｂ………位置決めマーク、５４ａ、５４ｂ、
９０ａ、９０ｂ、１１０ａ、１１０ｂ………電極パターン、
５８………導電性接着剤、９４ａ、９４ｂ………位置決めパターン、
１００………ロボット、１３０………ダミーパターン、１３６ａ、
１３６ｂ………位置決めマーク（衝撃受け部）、１５０………圧電振動子。
Claims (2)
- パッケージ容器内の底部に設けたマウント電極に振動片の基端部を固定した圧電振動子において、前記振動片の先端部に対応した前記底部に凹部が形成してあるとともに、前記凹部の前記振動片の基端部側縁部に振動片の長手方向中間部が接触可能な衝撃受け部を設け、
前記衝撃受け部は、前記パッケージ容器内に前記振動片を配置するときの位置決めマークであることを特徴とする圧電振動子。 - パッケージ容器内の底部に設けたマウント電極に振動片の基端部を固定した圧電振動子において、前記振動片の先端部に対応した前記底部に凹部が形成してあるとともに、前記凹部の前記振動片の基端部側縁部に振動片の長手方向中間部が接触可能な衝撃受け部を設け、
前記衝撃受け部は、金属によって形成され、前記振動片の基端部が電気的に接続される前記マウント電極と電気的に分離してあることを特徴とする圧電振動子。
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