JP5276411B2 - Piezoelectric device - Google Patents

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Description

本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスに関するものである。
The present invention relates to a piezoelectric device for use in electronic devices.

図６は、従来の圧電デバイスを示す断面図である。以下、圧電デバイスの例の１つである圧電振動子について説明する。
図６に示すように、従来の圧電振動子２００は、基板体２０１、圧電振動素子２０２、蓋体２０３とから主に構成されている。
基板体２０１の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド２０４ａ、２０４ｂが設けられている。
基板体２０１の他方の主面には、外部接続用電極端子２０９が設けられている。
また、基板体２０１は、積層構造となっており、その内層には配線パターン（図示せず）等が設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド２０４ａ、２０４ｂ上には、導電性接着剤２０５を介して電気的に接続される一対の励振用電極２０２ａを表裏主面に有した圧電振動素子２０２が搭載されている。この圧電振動素子２０２が搭載されている基板体２０１の一方の主面の外周側には、封止用導体パターン２０６が設けられている。
前記蓋体２０３は、圧電振動素子２０２が内包できるように、凹部空間２０７が形成され、その凹部空間２０７を囲繞し且つ延設した鍔部２０３ａを有している。鍔部２０３ａの封止用導体パターン２０６と対向する箇所にはメッキ層またはロウ材等の封止材２０８が設けられている。
この蓋体２０３は、圧電振動素子２０２と凹部空間２０７内に収容した形態で、基板体２０１の一方の主面に、封止材２０８と封止用導体パターン２０６が重なるように配置される。この封止材２０８をレーザ溶接またはシーム溶接によって封止材２０８を溶融し、基板体２０１の封止用導体パターン２０６と接合される。これにより、凹部空間２０７は、気密封止されている（例えば、特許文献１参照）。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional piezoelectric device. Hereinafter, a piezoelectric vibrator, which is one example of a piezoelectric device, will be described.
As shown in FIG. 6, the conventional piezoelectric vibrator 200 mainly includes a substrate body 201, a piezoelectric vibration element 202, and a lid body 203.
A pair of piezoelectric vibration element mounting pads 204 a and 204 b are provided on one main surface of the substrate body 201.
An external connection electrode terminal 209 is provided on the other main surface of the substrate body 201.
The substrate body 201 has a laminated structure, and an inner layer is provided with a wiring pattern (not shown).
On the piezoelectric vibration element mounting pads 204a and 204b, a piezoelectric vibration element 202 having a pair of excitation electrodes 202a electrically connected via a conductive adhesive 205 on the front and back main surfaces is mounted. A sealing conductor pattern 206 is provided on the outer peripheral side of one main surface of the substrate body 201 on which the piezoelectric vibration element 202 is mounted.
The lid 203 is formed with a recessed space 207 so that the piezoelectric vibration element 202 can be enclosed, and has a flange 203 a surrounding and extending the recessed space 207. A sealing material 208 such as a plating layer or a brazing material is provided at a position facing the sealing conductor pattern 206 of the flange 203a.
The lid body 203 is accommodated in the piezoelectric vibration element 202 and the recessed space 207, and is arranged so that the sealing material 208 and the sealing conductor pattern 206 overlap with one main surface of the substrate body 201. The sealing material 208 is melted by laser welding or seam welding to be joined to the sealing conductor pattern 206 of the substrate body 201. Thereby, the recessed space 207 is hermetically sealed (see, for example, Patent Document 1).

また、基板体部と捨代部を交互に複数個マトリックス状に配列し、一体に構成されているシート基板を用いている。
この基板体部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。
圧電振動素子２０２が搭載されている基板体２０１の一方の主面の外周側には、封止用導体パターン２０６が設けられている。
この捨代部には、隣り合う基板体部に設けられた封止用導体パターン同士を接続するために配線パターンが設けられている。
凹部空間２０７を有した蓋体２０３で圧電振動素子２０２を内包するように基板体部２０１に接合することにより製造する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。 In addition, a plurality of substrate body portions and abandonment portions are alternately arranged in a matrix, and a sheet substrate configured integrally is used.
Two main pairs of piezoelectric vibration element mounting pads are provided on one main surface of the substrate body.
A sealing conductor pattern 206 is provided on the outer peripheral side of one main surface of the substrate body 201 on which the piezoelectric vibration element 202 is mounted.
This surplus portion is provided with a wiring pattern for connecting the conductor patterns for sealing provided on the adjacent substrate body portions.
A method has been proposed in which a lid 203 having a recessed space 207 is joined to the substrate body 201 so as to contain the piezoelectric vibration element 202 (see, for example, Patent Document 2).

特開２００３−３１８６９０号公報JP 2003-318690 A 特開２００５−１５９２５８号公報JP 2005-159258 A

しかしながら、従来の圧電デバイスは、蓋体２０３を基板体２０１の封止用導体パターン２０６に接合する際に、蓋体２０３の鍔部２０３ａに形成された封止材２０８が溶接時の衝撃により凹部空間２０７内に飛散し、圧電振動素子２０２に付着してしまう恐れがある。よって、付着した封止材２０８により圧電デバイス２００の発振周波数が変動してしまうといった課題があった。
また、従来の圧電デバイスの製造方法では、隣り合う基板体の封止用導体パターン同士が、捨代部の配線パターンを介して接続されているシート基板を用いているが、蓋体２０３を基板体の封止用導体パターンに接合する際に、蓋体の鍔部に形成された封止材が溶融し、捨代部の配線パターンまで広がってしまう。よって、封止材の厚みが薄くなり、落下試験等の信頼性試験を行った際に、封止材に応力がかかり、封止材の剥がれや破損が生じ、凹部空間内の気密性が損なわれてしまうといった課題もあった。 However, in the conventional piezoelectric device, when the lid 203 is joined to the sealing conductor pattern 206 of the substrate body 201, the sealing material 208 formed on the flange portion 203a of the lid 203 is depressed by an impact during welding. There is a risk of scattering in the space 207 and adhering to the piezoelectric vibration element 202. Therefore, there has been a problem that the oscillation frequency of the piezoelectric device 200 varies due to the adhering sealing material 208.
Further, in the conventional method for manufacturing a piezoelectric device, a sheet substrate is used in which conductive conductors for sealing of adjacent substrate bodies are connected to each other via a wiring pattern of a surplus portion. When joining to the body sealing conductor pattern, the sealing material formed on the lid portion of the lid melts and spreads to the wiring pattern of the surplus portion. Therefore, when the thickness of the sealing material is reduced and a reliability test such as a drop test is performed, stress is applied to the sealing material, the sealing material is peeled off or damaged, and the airtightness in the recessed space is impaired. There was also a problem that it would be lost.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、圧電デバイスの発振周波数が変動せず、封止材の剥がれや破損を防止することができる圧電デバイスを提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, it does not vary the oscillation frequency of the piezoelectric device, and to provide a piezoelectric device capable of preventing peeling or breakage of the sealing material.

本発明の圧電デバイスは、基板体と、基板体の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、圧電振動素子を内包できるように、凹部空間が形成され、その凹部空間を囲繞し且つ延設した鍔部を有する蓋体と、を備え、前記基板体の一方の主面には、前記鍔部と対向するように設けられた環状の封止用導体パターンと、前記封止用導体パターンの内周側にかかるように絶縁膜とが設けられており、前記絶縁膜の一部は、前記封止用導体パターンの前記蓋体に対向する表面の内周側に重なって形成されていることを特徴とするものである。 The piezoelectric device of the present invention includes a substrate body, a piezoelectric vibration element mounted on a pair of two piezoelectric vibration element mounting pads provided on one main surface of the substrate body, and provided with an excitation electrode; as can encapsulating element, concave space is formed, a lid member having a flange portion and and extended surrounds the concave space, provided with, on one main surface of the substrate body, opposite the flange portion a sealing conductor pattern of annular arranged to, the and the inner peripheral side such as the insulating film of the sealing conductor pattern is provided, wherein a portion of the insulating film, for the sealing The conductor pattern is formed so as to overlap the inner peripheral side of the surface facing the lid .

本発明の圧電デバイスによれば、封止用導体パターンの内周側にかかるように、絶縁膜が設けられていることにより、封止の際に、蓋体の鍔部に形成された封止材がこの絶縁膜により止められ、凹部空間内に飛散することがない。よって、飛散した封止材が圧電振動素子に付着することを防止することができる。これにより、圧電振動素子の発振周波数が変動しないため、圧電デバイスは、安定した発振周波数を出力することができる。   According to the piezoelectric device of the present invention, since the insulating film is provided so as to cover the inner peripheral side of the sealing conductor pattern, the sealing formed on the collar portion of the lid body at the time of sealing. The material is stopped by the insulating film and is not scattered into the recessed space. Therefore, it is possible to prevent the scattered sealing material from adhering to the piezoelectric vibration element. Thereby, since the oscillation frequency of the piezoelectric vibration element does not fluctuate, the piezoelectric device can output a stable oscillation frequency.

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた場合について説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A case where quartz is used for the piezoelectric vibration element will be described.

図１は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図２のＢ部分拡大図である。また、説明を明りょうにするために図示した寸法を、一部誇張して示している。   FIG. 1 is an exploded perspective view showing a piezoelectric device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is an enlarged view of part B of FIG. For clarity of explanation, the illustrated dimensions are partially exaggerated.

圧電デバイスの例の１つである、圧電振動子について説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る圧電振動子１００は、基板体１１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０で主に構成されている。この圧電振動子１００は、前記基板体１１０に圧電振動素子１２０が搭載されている。また、蓋体１３０には、凹部空間１３１が設けられている。その凹部空間１３１内には、蓋体１３０を基板体１１０上に配置した際に、前記圧電振動素子１２０が内包される。 A piezoelectric vibrator, which is one example of a piezoelectric device, will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the piezoelectric vibrator 100 according to the embodiment of the present invention mainly includes a substrate body 110, a piezoelectric vibration element 120, and a lid body 130. In this piezoelectric vibrator 100, a piezoelectric vibration element 120 is mounted on the substrate body 110. The lid body 130 is provided with a recessed space 131. The piezoelectric vibration element 120 is included in the recess space 131 when the lid body 130 is disposed on the substrate body 110.

圧電振動素子１２０は、図１及び図２に示すように、水晶素板１２１に励振用電極１２２を被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板１２１は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極１２２は、前記水晶素板１２１の表裏両主面に金属を所定のパターンで被着・形成したものである。
このような圧電振動素子１２０は、その両主面に被着されている励振用電極１２２から延出する引き出し電極と基板体の主面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂとを、導電性接着剤１５０を介して電気的且つ機械的に接続することによって搭載される。このときの引き出し電極が設けられた一辺とは反対側の自由端となる端辺を圧電振動素子１２０の先端部１２３とする。 As shown in FIGS. 1 and 2, the piezoelectric vibration element 120 is formed by adhering an excitation electrode 122 to a crystal element plate 121, and an alternating voltage from the outside passes through the excitation electrode 122. When applied to 121, excitation occurs in a predetermined vibration mode and frequency.
The quartz base plate 121 is a substantially flat plate shape that is cut from an artificial crystalline lens at a predetermined cut angle and is subjected to outer shape processing, and has a planar shape of, for example, a quadrangle.
The excitation electrode 122 is formed by depositing and forming a metal in a predetermined pattern on both the front and back main surfaces of the crystal base plate 121.
Such a piezoelectric vibration element 120 includes an extraction electrode extending from the excitation electrode 122 attached to both main surfaces thereof and piezoelectric vibration element mounting pads 111a and 111b formed on the main surface of the substrate body. It is mounted by electrical and mechanical connection through the conductive adhesive 150. At this time, an end side that is a free end opposite to the side on which the extraction electrode is provided is defined as a tip end portion 123 of the piezoelectric vibration element 120.

図１〜図２に示すように、この基板体１１０は、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。
基板体１１０の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂが設けられている。
また、基板体１１０の一方の主面には、その一方の主面の外周縁部を囲繞するように封止用導体パターン１１２が設けられている。
封止用導体パターン１１２の内周側にかかるように、絶縁膜Ｒが形成されている。つまり、基板部１１０の一方の主面には、封止用導体パターン１１２の内側に、封止用導体パターンの内周に沿って絶縁膜Ｒが設けられている。
尚、この絶縁膜Ｒの一部は、封止用導体パターン１１２の内周側表面にかかるように設けられている。
基板体１１０の他方の主面の４隅には、外部接続用電極端子１１３が設けられている。
基板体１１０の内層には、例えば、圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂと外部接続用電極端子１１３と電気的に接続する配線パターン（図示せず）等が設けられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate body 110 is formed by laminating a plurality of ceramic materials such as alumina ceramics and glass-ceramics.
A pair of piezoelectric vibration element mounting pads 111 a and 111 b are provided on one main surface of the substrate body 110.
Further, a sealing conductor pattern 112 is provided on one main surface of the substrate body 110 so as to surround the outer peripheral edge portion of the one main surface.
An insulating film R is formed so as to cover the inner peripheral side of the sealing conductor pattern 112. That is, the insulating film R is provided on one main surface of the substrate portion 110 inside the sealing conductor pattern 112 along the inner periphery of the sealing conductor pattern.
A part of the insulating film R is provided so as to cover the inner peripheral surface of the sealing conductor pattern 112.
External connection electrode terminals 113 are provided at the four corners of the other main surface of the substrate body 110.
In the inner layer of the substrate body 110, for example, wiring patterns (not shown) that are electrically connected to the piezoelectric vibration element mounting pads 111a and 111b and the external connection electrode terminals 113 are provided.

封止用導体パターン１１２は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、等から成る基層の表面にニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層を順次積層するように設けられている。
タングステン（Ｗ）層の厚みは、例えば、１０〜３０μｍであり、ニッケル（Ｎｉ）層の厚みは、例えば、８〜２０μｍであり、金（Ａｕ）層の厚みは、例えば、０．３μｍ〜１μｍである。 The sealing conductor pattern 112 is provided so that a nickel (Ni) layer and a gold (Au) layer are sequentially laminated on the surface of a base layer made of, for example, tungsten (W), molybdenum (Mo), or the like.
The thickness of the tungsten (W) layer is, for example, 10 to 30 μm, the thickness of the nickel (Ni) layer is, for example, 8 to 20 μm, and the thickness of the gold (Au) layer is, for example, 0.3 μm to 1 μm. It is.

図３に示すように、絶縁膜Ｒは、封止用導体パターン１１２の内周側の表面の一部に重なるようにして形成されている。
封止用導体パターン１１２の幅をＷ１とした場合、封止用導体パターン１１２と重なっている絶縁膜Ｒの幅Ｗ２は、１／５Ｗ１≦Ｗ２≦１／２Ｗ１となっている。
例えば、封止用導体パターン１１２の幅Ｗ１を、１５０μｍとした場合、封止用導体パターン１１２に重なっている部分の絶縁膜Ｒの幅Ｗ２は、３０μｍ〜７５μｍとなる。
絶縁膜Ｒの封止用導体パターン１１２に重なっている部分における封止用導体パターン１１２の主面からの厚みＴ１は、５μｍ〜３０μｍとなっている。
絶縁膜Ｒは、例えば、アルミナコート、エポキシ樹脂等により形成されている。 As shown in FIG. 3, the insulating film R is formed so as to overlap a part of the inner peripheral surface of the sealing conductor pattern 112.
When the width of the sealing conductor pattern 112 is W1, the width W2 of the insulating film R overlapping with the sealing conductor pattern 112 is 1 / 5W1 ≦ W2 ≦ 1 / 2W1.
For example, when the width W1 of the sealing conductor pattern 112 is 150 μm, the width W2 of the portion of the insulating film R that overlaps the sealing conductor pattern 112 is 30 μm to 75 μm.
A thickness T1 from the main surface of the sealing conductor pattern 112 at a portion of the insulating film R overlapping the sealing conductor pattern 112 is 5 μm to 30 μm.
The insulating film R is formed by, for example, alumina coating, epoxy resin, or the like.

蓋体１３０は、前記圧電振動素子１２０を内包できるように、凹部空間１３１が形成され、その凹部空間１３１を囲繞し且つ延設した鍔部１３２を有している。
また、その鍔部１３２の基板体１１０に設けられた封止用導体パターン１１２と対応する位置には、例えば、Ｎｉメッキ、ＡｇＣｕ、ＡｕＳｎ等の封止材が設けられている。
前記蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。
具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、基板体１１０の封止用導体パターン１１１上に載置され、蓋体１３０の鍔部１３２に設けられた封止材１３３が溶融されるように、例えば、レーザやシーム溶接機を用いることにより、封止用導体パターン１１２に接合される。 The lid 130 has a recessed space 131 formed so as to contain the piezoelectric vibration element 120, and has a flange 132 surrounding and extending the recessed space 131.
Further, a sealing material such as Ni plating, AgCu, AuSn, or the like is provided at a position corresponding to the sealing conductor pattern 112 provided on the substrate body 110 of the flange portion 132.
The lid 130 is made of, for example, an Fe—Ni alloy (42 alloy), an Fe—Ni—Co alloy (Kovar), or the like.
Specifically, the lid 130 is placed on the sealing conductor pattern 111 of the substrate body 110 in a predetermined atmosphere so that the sealing material 133 provided on the flange 132 of the lid 130 is melted. In addition, for example, by using a laser or a seam welding machine, it is joined to the sealing conductor pattern 112.

前記導電性接着剤１５０は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。   The conductive adhesive 150 contains conductive powder as a conductive filler in a binder such as silicone resin. As the conductive powder, aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten (W ), Platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), titanium (Ti), nickel (Ni), nickel iron (NiFe), or a combination thereof is used. .

尚、前記基板体１１０は、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に、封止、圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂ、封止用導体パターン１１２、外部接続用電極端子１１３等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。   When the substrate body 110 is made of alumina ceramics, the surface of a ceramic green sheet obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent or the like to a predetermined ceramic material powder is sealed with a piezoelectric vibration element mounting pad 111a, 111b, conductor paste for sealing 112, electrode terminal 113 for external connection, and the like, and conductor paste to be a via conductor in a through-hole previously punched by punching a ceramic green sheet Is manufactured by conventionally known screen printing, and a plurality of these are laminated and press-molded, followed by firing at a high temperature.

本発明の実施形態に係る圧電デバイスによれば、
封止用導体パターン１１２の内周側にかかるように、絶縁膜Ｒが設けられていることにより、封止の際に、
蓋体１３０の鍔部１３２に形成された封止材１３３がこの絶縁膜Ｒにより止められ、凹部空間内に飛散することがない。よって、飛散した封止材１３３が圧電振動素子１２０に付着することを防止することができる。これにより、圧電振動素子１２０の発振周波数が変動しないため、圧電デバイス１００は、安定した発振周波数を出力することができる。 According to the piezoelectric device according to the embodiment of the present invention,
By providing the insulating film R so as to cover the inner peripheral side of the sealing conductor pattern 112, when sealing,
The sealing material 133 formed on the flange portion 132 of the lid body 130 is stopped by the insulating film R and does not scatter in the recess space. Therefore, the scattered sealing material 133 can be prevented from adhering to the piezoelectric vibration element 120. Thereby, since the oscillation frequency of the piezoelectric vibration element 120 does not fluctuate, the piezoelectric device 100 can output a stable oscillation frequency.

次に上述した圧電デバイスの製造方法について図４〜図５を用いて説明する。
図４（ａ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の絶縁膜形成工程を示す断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の圧電振動素子搭載工程を示す断面図であり、図４（ｃ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の蓋体接合工程を示す断面図であり、図４（ｄ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の個片化工程を示す断面図である。また、図５は、本発明の圧電デバイスの製造方法でシート基板を示した斜視図である。 Next, a method for manufacturing the above-described piezoelectric device will be described with reference to FIGS.
FIG. 4A is a cross-sectional view showing an insulating film forming step of the piezoelectric device manufacturing method of the present invention, and FIG. 4B shows a piezoelectric vibration element mounting step of the piezoelectric device manufacturing method of the present invention. FIG. 4C is a cross-sectional view showing a lid bonding step of the method for manufacturing a piezoelectric device of the present invention, and FIG. 4D is an individual piece of the method for manufacturing a piezoelectric device of the present invention. It is sectional drawing which shows a formation process. FIG. 5 is a perspective view showing a sheet substrate in the piezoelectric device manufacturing method of the present invention.

（絶縁膜形成工程）
図４（ａ）に示すように、絶縁膜形成工程は、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂと、封止用導体パターン１１２が設けられている矩形状の基板体部Ｋ１、Ｋ２と、前記基板体部Ｋ１、Ｋ２の一方の主面に形成し、隣り合う基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターン１１２を接続するための配線パターン１１４が設けられている捨代部Ｍと、を備え、前記基板体部Ｋ１、Ｋ２と前記捨代部Ｍが交互に複数個マトリックスに配列されて一体に構成されて形成されているシート基板Ｓｈに、絶縁膜Ｒを前記封止用導体パターン１１２の内周側及び前記配線パターン１１４に形成する工程である。
尚、図５は、４個の基板体部Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を２行×２列のマトリクス状に配置させた上、隣接する基板体部間に捨代部Ｍを配置させた例について示したものである。 (Insulating film formation process)
As shown in FIG. 4A, the insulating film forming step is a rectangular substrate body portion K1, K2 in which a pair of piezoelectric vibration element mounting pads 111a, 111b and a sealing conductor pattern 112 are provided. And an abandoned portion M provided with a wiring pattern 114 formed on one main surface of the substrate body portions K1 and K2 and connecting the sealing conductor patterns 112 of the adjacent substrate body portions K1 and K2. And an insulating film R for sealing the sheet substrate Sh formed by integrally forming a plurality of the substrate body portions K1, K2 and the discarding portion M in a matrix. This is a step of forming the inner side of the conductor pattern 112 and the wiring pattern 114.
FIG. 5 shows an example in which four substrate bodies K1, K2, K3, K4 are arranged in a matrix of 2 rows × 2 columns and a surplus portion M is arranged between adjacent substrate bodies. Is shown.

図４（ａ）に示すように、基板体部Ｋ１、Ｋ２の一方の主面には、圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂが形成されている。
また、基板体部Ｋ１、Ｋ２の一方の主面には、後述する蓋体１３０の前記鍔部１３１と対向するように環状の封止用導体パターン１１２が設けられている。つまり、基板体Ｋ１、Ｋ２の周縁には、封止用導体パターン１１２が設けられている。
封止用導体パターン１１２の内周側にかかるように、絶縁膜Ｒが形成されている。つまり、基板部１１０の一方の主面には、封止用導体パターン１１２の内側に、封止用導体パターンの内周に沿って絶縁膜Ｒを設ける。
尚、この絶縁膜Ｒの一部は、封止用導体パターン１１２の内周側表面にかかるように設ける。
捨代部Ｍには、隣り合う基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターン１１２を接続するための配線パターン１１４が設けられ、前記配線パターン１１４を覆うように設けられている絶縁膜Ｒが設ける。
また捨代部Ｍは、基板体部Ｋ１と基板体部Ｋ２の間に隣接するように設けられており、基板体部Ｋ１、Ｋ２を切断する際の余剰部としての役割を果たす。捨代部Ｍの厚みは、シート基板Ｓと同じ厚みであり、例えば、０．７ｍｍ〜１．２ｍｍである。
絶縁膜Ｒは、例えば、アルミナコート、エポキシ樹脂より形成されている。
絶縁膜Ｒを形成する方法としては、例えば、従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、高温にて焼成することによって、設けられる。 As shown in FIG. 4A, piezoelectric vibration element mounting pads 111a and 111b are formed on one main surface of the substrate body portions K1 and K2.
Further, an annular sealing conductor pattern 112 is provided on one main surface of the substrate body portions K1 and K2 so as to face the flange portion 131 of the lid body 130 described later. That is, the sealing conductor pattern 112 is provided on the periphery of the substrate bodies K1 and K2.
An insulating film R is formed so as to cover the inner peripheral side of the sealing conductor pattern 112. That is, the insulating film R is provided on one main surface of the substrate portion 110 inside the sealing conductor pattern 112 along the inner periphery of the sealing conductor pattern.
A part of the insulating film R is provided so as to cover the inner peripheral surface of the sealing conductor pattern 112.
In the abandoned portion M, a wiring pattern 114 for connecting the sealing conductor patterns 112 of the adjacent substrate body portions K1 and K2 is provided, and an insulating film R provided so as to cover the wiring pattern 114 is provided. Provide.
Further, the surrendering portion M is provided so as to be adjacent between the substrate body portion K1 and the substrate body portion K2, and serves as an excess portion when the substrate body portions K1 and K2 are cut. The thickness of the disposal part M is the same as that of the sheet substrate S, and is, for example, 0.7 mm to 1.2 mm.
The insulating film R is made of, for example, alumina coat or epoxy resin.
As a method of forming the insulating film R, for example, the insulating film R is provided by being applied by conventionally known screen printing and baking at a high temperature.

例えば、前記シート基板Ｓｈは、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に、封止用導体パターン１１２、圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂ、外部接続用電極端子１１３、配線パターン１１４等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。   For example, when the sheet substrate Sh is made of alumina ceramic, a sealing conductor pattern 112, a piezoelectric vibration element, and the like are formed on the surface of a ceramic green sheet obtained by adding and mixing a suitable organic solvent to a predetermined ceramic material powder. Conductor paste to be the mounting pads 111a and 111b, the external connection electrode terminals 113, the wiring pattern 114, etc., and the conductor to be a via conductor in the through hole previously punched by punching the ceramic green sheet The paste is applied by conventionally known screen printing, and a plurality of the pastes are laminated and press-molded, and then fired at a high temperature.

（圧電振動素子搭載工程）
図４（ｂ）に示すように、圧電振動素子搭載工程は、前記圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂ上に導電性接着剤１４０を塗布し、この圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂに塗布された導電性接着剤１４０に圧電振動素子１２０の表面に形成した励振用電極１２２から延設した引き出し電極を付着させる形態で圧電振動素子１２０を搭載する工程である。 (Piezoelectric vibrator mounting process)
As shown in FIG. 4B, in the piezoelectric vibration element mounting step, a conductive adhesive 140 is applied onto the piezoelectric vibration element mounting pads 111a and 111b, and applied to the piezoelectric vibration element mounting pads 111a and 111b. In this step, the piezoelectric vibration element 120 is mounted in a form in which a lead electrode extending from the excitation electrode 122 formed on the surface of the piezoelectric vibration element 120 is attached to the conductive adhesive 140.

（蓋体接合工程）
図４（ｃ）に示すように、蓋体接合工程は、前記圧電振動素子１２０を内包できるように、凹部空間１３１が形成され、その凹部空間１３１を囲繞し且つ延設した鍔部１３２を有する蓋体１３０と前記封止用導体パターン１１２とを接合する工程である。
蓋体１３０を凹部空間１３１に納まるように、基板部Ｋ１、Ｋ２の一方の主面に配置する。このとき、鍔部１３２に設けられている封止材１３３と封止用導体パターン１１２は接触している。その後、加熱手段により、封止材１３３と封止用導体パターン１１２を接合する。
加熱手段としては、レーザやシーム溶接機等を用いて、蓋体１３０の鍔部１３２に形成された封止材１３３を溶融し、基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターンに接合する。
レーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、半導体レーザ、エキシマレーザ等を用いる。 (Cover body joining process)
As shown in FIG. 4C, in the lid bonding step, a recessed space 131 is formed so that the piezoelectric vibration element 120 can be included, and a flange 132 is formed surrounding and extending the recessed space 131. In this step, the lid 130 and the sealing conductor pattern 112 are joined.
The lid body 130 is disposed on one main surface of the substrate portions K1 and K2 so as to fit in the recessed space 131. At this time, the sealing material 133 provided on the flange 132 is in contact with the sealing conductor pattern 112. Then, the sealing material 133 and the sealing conductor pattern 112 are joined by a heating means.
As a heating means, using a laser, a seam welding machine, or the like, the sealing material 133 formed on the flange portion 132 of the lid body 130 is melted and joined to the sealing conductor patterns of the substrate body portions K1 and K2.
As the laser, for example, a carbon dioxide laser, a YAG laser, a YVO 4 laser, a semiconductor laser, an excimer laser, or the like is used.

（個片化工程）
図４（ｄ）に示すように、個片化工程は、前記シート基板１１０を各基板体部Ｋ１、Ｋ２の外周に沿って切断することにより、各基板体部Ｋ１、Ｋ２を捨代部Ｍより切り離す工程である。
前記シート基板１１０の切断は、ダイサーを用いたダイシングやレーザによる切断によって行なわれ、前記シート基板１１０が個々の基板体部Ｋ１、Ｋ２毎に分割される。これにより、複数個の圧電振動子１００が同時に得られる。
ダイサーとしては、例えば、ダイヤモンド砥粒等を電鋳により固定した円盤状の電鋳ブレードやダイヤモンド砥粒等を、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を結合材として使用したレジンブレードがある。
レーザとしては、ＹＡＧレーザの３倍波で、波長が例えば、３００〜４００ｎｍのものを用いる。 (Individualization process)
As shown in FIG. 4D, in the singulation process, the sheet substrate 110 is cut along the outer peripheries of the substrate body portions K1 and K2, so that the substrate body portions K1 and K2 are separated from each other. It is a process of separating more.
The sheet substrate 110 is cut by dicing using a dicer or cutting with a laser, and the sheet substrate 110 is divided into individual substrate body portions K1 and K2. Thereby, a plurality of piezoelectric vibrators 100 can be obtained simultaneously.
Examples of the dicer include a disk-shaped electroformed blade in which diamond abrasive grains and the like are fixed by electroforming, and a resin blade using an insulating resin such as an epoxy resin as a binder.
As the laser, a laser having a third harmonic of a YAG laser and a wavelength of, for example, 300 to 400 nm is used.

本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、前記蓋体接合工程における
蓋体１３０を基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターン１１２に接合する際に、蓋体１３０の鍔部１３２に形成された封止材１３３が溶融しても、捨代部Ｍの配線パターン１１４を覆うように絶縁膜Ｒが設けられているため、配線パターン１１４に封止材１３３が濡れ広がることを防ぐことができる。よって、封止材１３３の厚みを確保することができるので、落下試験等の信頼性試験を行っても、封止材１３３の剥がれや破損を生じることなく、気密性を保つことができる。 According to the piezoelectric device manufacturing method of the present invention, the lid 130 in the lid joining step is formed on the flange 132 of the lid 130 when the lid 130 is joined to the sealing conductor pattern 112 of the substrate bodies K1 and K2. Even if the sealing material 133 is melted, the insulating film R is provided so as to cover the wiring pattern 114 of the surplus portion M, so that it is possible to prevent the sealing material 133 from spreading on the wiring pattern 114. it can. Therefore, since the thickness of the sealing material 133 can be ensured, even if a reliability test such as a drop test is performed, the sealing material 133 can be kept airtight without being peeled off or damaged.

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where quartz is used as the piezoelectric material constituting the piezoelectric vibration element has been described. However, as other piezoelectric materials, lithium niobate, lithium tantalate, or piezoelectric ceramics is used as the piezoelectric material. The piezoelectric vibration element may be used.

また、上述した実施形態においては、圧電デバイスの１つである圧電振動子を例に説明したが、これに代えて、基板体の他方主面に枠部を設け、第２の凹部空間を形成し、その第２の凹部空間内に集積回路素子を別個搭載した形態の圧電発振器や、内部に搭載する圧電振動素子１２０をフィルタとして機能させた圧電フィルタ等の、他の圧電デバイスにおいても用いても構わない。   In the above-described embodiment, the piezoelectric vibrator, which is one of the piezoelectric devices, has been described as an example. Instead, a frame portion is provided on the other main surface of the substrate body to form the second recessed space. It is also used in other piezoelectric devices such as a piezoelectric oscillator in which an integrated circuit element is separately mounted in the second recess space, and a piezoelectric filter in which the piezoelectric vibration element 120 mounted inside functions as a filter. It doesn't matter.

本発明の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a piezoelectric device according to an embodiment of the present invention. 図１のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図２のＢ部分拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of part B of FIG. 2. （ａ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の絶縁膜形成工程を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の圧電振動素子搭載工程を示す断面図であり、（ｃ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の蓋体接合工程を示す断面図であり、（ｄ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の個片化工程を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the insulating film formation process of the manufacturing method of the piezoelectric device of this invention, (b) is sectional drawing which shows the piezoelectric vibration element mounting process of the manufacturing method of the piezoelectric device of this invention. (C) is sectional drawing which shows the cover body joining process of the manufacturing method of the piezoelectric device of this invention, (d) is sectional drawing which shows the individualization process of the manufacturing method of the piezoelectric device of this invention. . 本発明の圧電デバイスの製造方法で用いられるシート基板の斜視図である。It is a perspective view of the sheet | seat board | substrate used with the manufacturing method of the piezoelectric device of this invention. 従来における圧電デバイスを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional piezoelectric device.

符号の説明Explanation of symbols

１１０・・・基板部
１１１ａ、１１１ｂ・・・圧電振動素子搭載パッド
１１２・・・封止用導体パターン
１１３・・・外部接続用電極端子
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・先端部
１３０・・・蓋体
１３１・・・凹部空間
１３２・・・鍔部
１３３・・・封止材
１４０・・・導電性接着剤
１００・・・圧電デバイス
Ｓｈ・・・シート基板
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４・・・容器体部
Ｍ・・・捨代部
Ｒ・・・絶縁膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Substrate part 111a, 111b ... Piezoelectric vibration element mounting pad 112 ... Conductive pattern for sealing 113 ... Electrode terminal for external connection 120 ... Piezoelectric vibration element 121 ... Crystal element plate 122 ... Excitation electrode 123 ... Tip part 130 ... Lid 131 ... Recessed space 132 ... Gutter 133 ... Sealing material 140 ... Conductive adhesive 100 ... Piezoelectric Device Sh ... Sheet substrate K1, K2, K3, K4 ... Container body M ... Disposal part R ... Insulating film

Claims (1)

基板体と、
前記基板体の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、
前記圧電振動素子を内包できるように、凹部空間が形成され、その凹部空間を囲繞し且つ延設した鍔部を有する蓋体と、を備え、
前記基板体の一方の主面には、前記鍔部と対向するように設けられた環状の封止用導体パターンと、前記封止用導体パターンの内周側にかかるように絶縁膜とが設けられており、
前記絶縁膜の一部は、前記封止用導体パターンの前記蓋体に対向する表面の内周側に重なって形成されている
ことを特徴とする圧電デバイス。 A substrate body;
A piezoelectric vibration element mounted on two pairs of piezoelectric vibration element mounting pads provided on one main surface of the substrate body and provided with an excitation electrode;
A recessed space is formed so that the piezoelectric vibration element can be included, and a lid having a flange that surrounds and extends the recessed space, and
On one main surface of the substrate body, an annular sealing conductor pattern provided so as to face the flange portion and an insulating film provided on the inner peripheral side of the sealing conductor pattern are provided. And
A part of the insulating film is formed so as to overlap the inner peripheral side of the surface of the sealing conductor pattern facing the lid.
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