JP4352942B2 - 圧電デバイス、及び圧電発振器 - Google Patents
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Description
本発明の圧電デバイスによれば、バンプによる接合部分に対向した面の金属層を形成せず窓開け部とするため、光透過性を有する圧電振動片を通して接合状態を直接視認することが可能となる。従って、破壊試験を行うことなく接合の良否判定を行うことが可能となる。即ち、部品廃棄が不要となり、試験工数も削減できるなど効率的な接合の良否確認を行うことができる。
このようにすれば、接合形状が窓開け部の大きさに包含されるため、一目で接合状態を視認することが可能となる。
このようにすれば、窓開け部に設けられた判定マークと、接合部の形状とを比較して、接合状態の良否を判定することが可能となるため、良否判定の正確性をさらに高めることが可能となる。
このようにすれば、接合された接合バンプの形状を圧電振動片を通して直接視認することが可能となり、接合の良否判定の正確性を高めることが可能となる。
このようにすれば、スリットを通して視認することができるバンプの部分が増え、視認の正確性を高めることができる。
(第一の実施形態)
==ジャイロセンサの構成==
==リード線の説明==
リード線は、一例として厚み18μm、リード線幅30〜100μm程度の銅薄板にニッケルメッキが施されて形成されている。リード線20は、複数で構成され、本例では、ジャイロ振動片101の中心部に向かって4方向から1本ずつで構成されている。それぞれのリード線20は、一方の端近傍を支持基板21上に固着され、支持基板21上、或いは、支持基板21から外れた位置(本例では、支持基板21から外れた位置)で上方に折り曲げられ間隙形成部20aを有している。間隙形成部20aは、ジャイロ振動片101と支持基板21との間に隙間を設け、ジャイロ振動片101と支持基板21との接触を防止する。
==ジャイロ振動片の説明==
ジャイロセンサ100に用いられるジャイロ振動片101は、従来知られた駆動モード、検出モード、及びスプリアスモードという3つのモードで動作すべく、駆動部を構成する第一の駆動腕部及び第二の駆動腕部である第一の駆動アーム26A及び第二の駆動アーム26Bと、検出部である検出アーム27と、腕支持部であるアーム支持部28と、支持部である支持板29とを有している。
ジャイロ振動片101は、表面には、励振電極30等からなる第二電極層31を設け、裏面には、励振電極32及び複数のリード線20との接合部である接続パッド25等からなる第一電極層33を設けている。接続パッド25に対向する第二電極層には、電極層を形成しない、所謂、窓開け部34が、接続パッド25とほぼ等しい大きさの形状で設けられている。
==リード線とジャイロ振動片との接合==
接合は、リード線20に形成されたジャイロ振動片101の受け部24と、ジャイロ振動片101の接続パッド25との間に金バンプ23を挟み、加熱しながら加圧して接合する。また、加熱、加圧と同時に超音波を印加しながら接合することもある。
リード線20の受け部24の表面には図示しない金メッキが形成されており、また、ジャイロ振動片101の接続パッド25も金で形成されている。それぞれの被接合部の金と金バンプ23の金が加熱、加圧され共晶がおこることによって接合が行われる。
ここで、接続パッド25と金バンプ23とが接合すると、接合した部分の接続パッドの状態が変わり、所謂、接合痕35(共晶痕)がジャイロ振動片101の表面側(本図では上方)から視認することができることになる。
(第二の実施形態)
==圧電発振器の構成==
==水晶振動片の説明==
水晶振動片50は、表裏の面を、例えばポリッシング研磨加工などによって鏡面、或いは鏡面に近い状態まで研磨され、水晶振動片50を通して反対側が視認できる、所謂、光透過性を有する透明体となっている。
水晶振動片50は、表面には、励振電極51等からなる第二電極層が設けられ、裏面には、励振電極52及び接続パッド59等からなる第一電極層が設けられている。接続パッド59に対向する第二電極層には、電極層を形成しない、所謂、窓開け部54が、接続パッド59とほぼ等しい大きさの形状で設けられている。
==動作回路部の説明==
動作回路部55は、例えば、半導体チップ、回路基板等であり、少なくとも水晶振動片50を駆動させる機能を有している。動作回路部55には、その一面に水晶振動片50との接続を行うための接続端子58が形成されている。接続端子58は、アルミを用いて形成されている。なお、接続端子58は、動作回路部55内の図示しない駆動回路を初めとする種々の電気回路等と接続されている。
==動作回路部と水晶振動片との接合==
接合は、動作回路部55に形成された接続端子58と、水晶振動片50の接続パッド59との間に金バンプ53を挟み、加熱しながら加圧して接合する。また、加熱、加圧と同時に超音波を印加しながら接合することもある。
動作回路部55の接続端子58を形成するアルミと金バンプ53の金、及び、水晶振動片50の接続パッド59を形成する金と金バンプ53がそれぞれ共晶を起こすことによって接合が行われる。
接合による接合痕57(共晶痕)の形成は、第一の実施形態と同様であり、接合痕57が水晶振動片50の表面側(本図では上方)から視認できることは、第一の実施形態と同様に可能である。
<窓開け部の変形例>
図4(a)によれば、判定マーク63は、接合痕61の外周形状よりやや大きめの円形状を成した窓開け部62の内側にあって、接合痕61の外形形状よりやや小さめのリング状を成している。
本例の形状の窓開け部によれば、窓開け部62の大きさが接合痕61の許容できる最大形状、判定マーク63の外側が接合痕61の許容できる最小形状として接合痕61の大きさを判定することで接合状態の良否を判定することができる。
なお、判定マーク63は、リング状でなく円形の内側すべてに電極層を設ける形状でも判定マークとすることが可能である。
本例の形状の窓開け部によれば、4辺中央部の大きさが接合痕61の許容できる最大形状、張り出し部の頂点部の形状が接合痕61の許容できる最小形状として接合痕61の大きさを判定することで接合状態の良否を判定することができる。
(第三の実施形態)
23…金バンプ、24…ジャイロ振動片の受け部、25…接続パッド、
26a…第一の駆動アーム、26b…第二の駆動アーム、27…検出アーム、
28…アーム支持部、29…支持板、30…第二電極層の励振電極、31…第二電極層、
32…第一電極層の励振電極、33…第一電極層、34…窓開け部、35…接合痕、
100…ジャイロセンサ、101…ジャイロ振動片、110…圧電発振器。
Claims (8)
- 光透過性を有する圧電振動片と、
前記圧電振動片の一面に形成された第一電極層と、
前記圧電振動片における前記一面と表裏の関係にある他面に形成された第二電極層と、
前記第一電極層との接続のためのバンプにより接合され、前記圧電振動片を支持する支持体と、を有し、
前記第二電極層は、前記第一電極層と前記支持体との接合領域と対向する領域に窓開け部を有することを特徴とする圧電デバイス。 - 請求項1に記載の圧電デバイスであって、
前記窓開け部は、前記バンプの接合形状を包含する大きさであることを特徴とする圧電デバイス。 - 請求項1に記載の圧電デバイスであって、
前記窓開け部は、前記第一電極層と前記支持体との前記バンプを介した接合によって前記第一電極層に形成される接合痕の形状を視認し、接合の良否判定を行うための判定マークを有することを特徴とする圧電デバイス。 - 請求項3に記載の圧電デバイスであって、
前記判定マークは、前記第二電極層の一部で形成されることを特徴とする圧電デバイス。 - 請求項1に記載の圧電デバイスであって、
前記バンプが接合する部分の前記第一電極層に、前記バンプが接合する径以上の長さを有する電極層の形成されないスリット部が設けられていることを特徴とする圧電デバイス。 - 請求項5に記載の圧電デバイスであって、
前記スリット部は、前記バンプの接合の中心付近で2本以上が交差していることを特徴とする圧電デバイス。 - 請求項1に記載の圧電デバイスであって、
前記圧電振動片が、回転角速度を検出するための振動片であることを特徴とする圧電デバイス。 - 請求項1に記載の圧電デバイスと、
少なくとも前記圧電デバイスを駆動するための機能を有する回路素子と、
を有することを特徴とする圧電発振器。
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