JP5595196B2 - 圧電デバイス - Google Patents
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Description
<第1水晶振動子100の全体構成>
第1水晶振動子100の全体構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は第1水晶振動子100の分解斜視図で、図2は図1のS−S断面図である。
図3は、第1水晶振動子100の製造を示したフローチャートである。図3において、リッド部11の製造ステップS11と、水晶フレーム10の製造ステップS12と、ベース部12の製造ステップS13とは別々に並行して行うことができる。また、図4は第1実施形態のリッドウエハ11Wの平面図で、図5は第1実施形態の水晶ウエハ20Wの平面図で、図6は第1実施形態のベースウエハ12Wの平面図である。
ステップS111において、図4に示されたように、均一厚さの水晶平板のリッドウエハ11Wにリッド凹部111が数百から数千個形成される。リッドウエハ11Wには、エッチング又は機械加工によりリッド凹部111が形成され、リッド凹部111の周囲には第1接続面M1が形成される。
ステップS121において、図5に示されたように、均一の水晶ウエハ10Wにエッチングにより複数の水晶フレーム10の外形が形成される。すなわち、水晶振動部101と、外枠105と、一対の貫通開口部108a、108bとが形成される。同時に、各水晶フレーム10のX軸方向の両側には水晶ウエハ10Wを貫通するように角丸長方形の水晶貫通孔CHが形成される。水晶貫通孔CHが半分割されると1つの水晶キャスタレーション106a、106b(図1を参照)になる。
ステップS131において、図6に示されたように、均一厚さの水晶平板のベースウエハ12Wにベース凹部121が数百から数千個形成される。ベースウエハ12Wには、エッチング又は機械加工によりベース凹部121が形成され、ベース凹部121の周囲には第2接続面M2が形成される。同時に、各ベース部12の四隅にはベースウエハ12Wを貫通するように円形のベース貫通孔BHが形成される。ベース貫通孔BHが半分割されると1つのベースキャスタレーション122a、122b(図1を参照)になる。
ここで、低融点ガラスLG2の厚さG(図7(a)を参照)は接続パッド107M及び123Mの合計厚さより厚く形成される。また、低融点ガラスLG2は接続パッド123Mと距離F(図7(a)を参照)離れて形成される。
第1実施形態の変形例である第1水晶振動子100’の全体構成について、図8を参照しながら説明する。図8は、第1実施形態の変形例である第1水晶振動子100’の断面図で、図1のS−S断面に対応する。
<第2水晶振動子200の全体構成>
第2水晶振動子200の全体構成について、図9を参照しながら説明する。図9は第2水晶振動子200の断面図で、第1実施形態の図1のS−S断面に対応する。また、第1実施形態と同じ構成要件については、同じ符号を付して説明する。
第2水晶振動子200の製造方法について、第1実施形態の図3を参照しながら説明する。
水晶フレーム10の製造ステップS12は、第1実施形態と同じである。
ベース部22の製造ステップS13において、ステップS131ではベース貫通孔BHが形成されるがベース凹部121が形成されない。その後、ステップS132により各電極が形成され、ステップS133により水晶フレーム10の枠体105に対応される形状の低融点ガラスLG2がベースウエハに形成される。
ステップS15は、第1実施形態と同じである。
<第3水晶振動子300の全体構成>
第3水晶振動子300の全体構成について、図10を参照しながら説明する。図10は第3水晶振動子300の断面図で、第1実施形態の図1のS−S断面に対応する。また、第1実施形態と同じ構成要件については、同じ符号を付して説明する。
第3水晶振動子300の製造方法について、第1実施形態の図3及び図7を参照しながら説明する。
水晶フレーム30の製造ステップS12において、ステップS121でエッチングによって貫通開口部308a、308b、水晶キャスタレーション306a、306b及び段差部309が形成される。その後、ステップS122で励振電極102a、102b及び引出電極103a、103bが形成される。
<水晶振動子の全体構成>
第4実施形態の水晶振動子(不図示)は、リッド部11と、ベース部12と、リッド部11とベース部12とに挟まれた水晶フレーム40を備えている。水晶フレーム40について、図11を参照しながら説明する。図11は、水晶フレーム40の平面図である。なお、理解を助けるために、水晶フレーム40に付属されていないが、図11ではリッド部11と水晶フレーム40との間に形成された低融点ガラスLG1及び水晶フレーム40とベース部12との間に形成された低融点ガラスLG2を点線で描いて説明する。
第4実施形態の水晶振動子の製造方法について、図3で説明されたフローチャートとほぼ同じであるので、説明を省略する。
<第5水晶振動子500の全体構成>
第5水晶振動子500の全体構成について、図12及び図13を参照しながら説明する。図12は第5水晶振動子500の分解斜視図で、図13は図12のT−T断面図である。
図14は、第5水晶振動子500の製造を示したフローチャートである。図14において、水晶振動片50の製造ステップT50と、リッド部51の製造ステップT51と、ベース部52の製造ステップT52とは別々に並行して行うことができる。また、図15は第5実施形態の水晶ウエハ50Wの平面図で、図16は第5実施形態のベースウエハ52Wの平面図である。
ステップT501において、図15に示されたように、均一の水晶ウエハ50Wにエッチングにより複数の水晶振動片50の外形が形成される。ここで、各水晶振動片50は連結部504により水晶ウエハ50Wに連接されている。
また、本明細書では低融点ガラスによりベースウエハと、水晶ウエハと、リッドウエハとが接合されているが、低融点ガラスの代わりにポリイミド樹脂を用いられてもよい。ポリイミド樹脂が用いられる場合においては、スクリーン印刷でもよいし、感光性のポリイミド樹脂を全面に塗布した後に露光することもできる。
さらに、本明細書ではATカット型の圧電振動片を一例として説明したが、基部の一端から伸びた一対の振動腕を有する音叉型の圧電振動片にも適用できる。
また、本明細書では水晶振動片が使用されたが、水晶以外にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を利用することができる。さらに圧電デバイスとして、発振回路を組み込んだICなどをパッケージ内に配置させた圧電発振器にも本発明は適用できる。
11、21、51 … リッド部、 11W … リッドウエハ
12、22、52 … ベース部、 12W … ベースウエハ
14a、14b … 接続電極
50 … 水晶振動片、 501 … 水晶片
53 … 導電性接着剤
100、200、300、500 … 水晶振動子
101 … 水晶振動部
102a、102b、502a、502b … 励振電極
103a、103b、303a、303b、503a、503b … 引出電極
104a、104b … 支持部
105、305、405 … 枠体
106a、106b、122a、122b … キャスタレーション
107a、107b、123a、123b … 側面電極
107M、123M … 接続パッド
108a、108b、308a、308b、408a、408b … 貫通開口部
111、121、511、521 … 凹部
116a、116b、126a、126b、206a、206b、406a、406b … 盛り上がった低融点ガラス領域
125a、125b、525a、525b … 外部電極
309 … 段差部
409 … 窪み部
522a、522b … スルーホール
523a、523b … スルーホール電極
524 … 充填材
A … 水晶振動子の長さ
B … 枠体の幅
C … 低融点ガラス領域幅
D … 貫通開口部の幅
E … 低湯点ガラスと接続パッドとの間隔
F … 低融点ガラスの最初幅
G … 低融点ガラスの最初厚さ
CT … キャビティ
LG1、LG2、LG … 低融点ガラス
Claims (5)
- 圧電振動片と、前記圧電振動片から貫通開口を隔てて配置され前記圧電振動片を囲む枠体と、前記圧電振動片を前記枠体に支持する支持部とが形成され、それぞれに第1面と第2面とを有する圧電フレームと、
前記枠体の前記第1面と少なくとも一部が対向する第1接合面が形成されたリッド部と、
一対の外部電極が形成される実装面と、その実装面の反対側であって前記枠体の前記第2面と少なくとも一部が対向する第2接合面が形成された底面とを有するベース部と、
前記第1接合面と前記枠体の前記第1面との間に環状に形成された第1封止材と、
前記第2接合面と前記枠体の前記第2面との間に環状に形成された第2封止材と、を備え、
前記第1封止材及び前記第2封止材が前記枠体の前記貫通開口側の側面に形成され、
前記第1封止材と前記第2封止材とは、前記側面で互いに接合している圧電デバイス。 - 前記リッド部、前記圧電フレーム及び前記ベース部は、前記実装面から見ると4辺を有する矩形形状であり、
前記4辺のうちの1辺の長さをAとし前記枠体の幅をBとすると、
B ≦ A×0.1 の関係を有する請求項1に記載の圧電デバイス。 - 前記第1封止材は前記第1接合面に前記枠体の幅Bに5μm以上加えた幅で形成され、
前記第2封止材は前記第2接合面に前記枠体の幅Bに5μm以上加えた幅で形成されており、
前記貫通開口の幅は10μm以上である請求項2に記載の圧電デバイス。 - 前記枠体の前記貫通開口側の側面は、前記第1面又は前記第2面から厚さが薄くなるように段差部が形成されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
- 前記枠体の前記貫通開口側は、前記実装面から見ると連続した窪み部が形成されている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
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