JP5885825B1 - 圧電振動子および圧電振動子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、近年、圧電振動子の小型化にともなって、サイドアームタイプの圧電振動片に対しても小型化への要求が高まりつつある(例えば特許文献2参照)。
また、振動腕部に付着した導電性接着剤が固化すると、圧電振動子は、振動損失が高くなるとともにクリスタルインピーダンス値(以下「CI値」という。)が増加し、良好な振動特性が得られないおそれがある。
図1は、本発明の実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図であり、図2は、図1のA−A線に沿った断面図である。
図1および図2に示すように、本実施形態に係る圧電振動子10は、気密封止されたキャビティCを内部に有するパッケージ11と、キャビティC内に収容された圧電振動片12と、を備えたセラミックパッケージタイプの表面実装型振動子である。
圧電振動子10は、概略直方体状に形成されている。本実施形態では平面視において圧電振動子10の長手方向を第一方向といい、短手方向を第二方向といい、第一方向および第二方向に対して直交する方向を第三方向という。
パッケージ本体13は、互いに重ね合わされた状態で接合された下層ベース基板15および上層ベース基板16(請求項の「基板」に相当。)と、上層ベース基板16の面上に接合されたシールリング17と、を備えている。
下層ベース基板15は、平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされている。上層ベース基板16は、下層ベース基板15と同じ外形形状である平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされており、下層ベース基板15の上に重ねられた状態で焼結等によって一体的に接合されている。
その際、スルーホールが4分割されることで、上述した切欠部18となる。また、上層ベース基板16の上面は、圧電振動片12がマウントされる実装面19とされている。
なお、下層ベース基板15および上層ベース基板16はセラミックス製としたが、その具体的なセラミックス材料としては、例えばアルミナ製のHTCC(High Temperature Co−Fired Ceramic)や、ガラスセラミックス製のLTCC(Low Temperature Co−Fired Ceramic)等が挙げられる。
具体的には、シールリング17は、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付けによって実装面19の上に接合、あるいは、実装面19の上に形成(例えば、電解メッキや無電解メッキの他、蒸着やスパッタ等により形成)された金属接合層に対する溶着等によって接合されている。
第一電極パッド20、第二電極パッド21、第一外部電極22および第二外部電極23は、例えば蒸着やスパッタ等で形成された単一金属による単層膜、または異なる金属が積層された積層膜であり、互いにそれぞれ導通している。
なお、第二接続電極29は、後述する凹部30を回避するように、例えばシールリング17の下方をシールリング17に沿って延在するようにパターニングされている。
圧電振動片12は、水晶やタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された圧電板36を含む。
圧電板36は、第一方向に沿って延在するように形成された振動部37と、振動部37の基端部を支持する基部38と、を備えている。振動部37は、中心軸線Oを挟むように第二方向に並んで配置された一対の第一振動腕部31および第二振動腕部32を有している。一対の第一振動腕部31および第二振動腕部32は、第一方向に沿うように配置されている。第一振動腕部31および第二振動腕部32は、先端側の第二方向の幅が、基端側の第二方向の幅よりも広くなっている。
連結部39は、基部38と支持腕基部41との間に設けられている。連結部39は、基部38の第二方向における両端面から第二方向の外側に向かって延び、支持腕基部41に連結されている。一対の第一支持腕部42および第二支持腕部43は、支持腕基部41から第二方向と直交するように、第一方向に沿って延びている。一対の第一支持腕部42および第二支持腕部43は、第二方向において、振動部37の外側に配置されている。圧電振動片12は、振動部37が第二方向において一対の第一支持腕部42および第二支持腕部43の間に配置される、いわゆるサイドアームタイプの圧電振動片12である。
図3および図4に示すように、一対の第一振動腕部31および第二振動腕部32の主面(第三方向の両側となる表裏面)上には、第一方向に沿うように延びる一定幅の溝部44が形成されている。溝部44は、第一振動腕部31および第二振動腕部32の基端部側から中間部を越える範囲に亘って形成されている。一対の第一振動腕部31および第二振動腕部32は、それぞれ図4に示すように断面H型となっている。
具体的には、図4に示すように、第一励振電極45が、主に第一振動腕部31の溝部44と第二振動腕部32の側面上とに形成され、第二励振電極46が、主に第一振動腕部31の側面上と第二振動腕部32の溝部44とに形成されている。
一対の第一マウント電極34および第二マウント電極35は、一対の第一支持腕部42および第二支持腕部43の主面上であって、かつ第一方向における中間部分よりも先端側の領域に設けられている。一対の第一マウント電極34および第二マウント電極35は、それぞれ基部引出電極47から第一腕部引出電極48および第二腕部引出電極49を介して電気的に接続されている。第一腕部引出電極48および第二腕部引出電極49は、それぞれ連結部39、支持腕基部41、第一支持腕部42および第二支持腕部43の主面に沿って形成されている。
図5に示すように、圧電振動片12は、上層ベース基板16に導電性接着剤33を介して接合される。
第一マウント電極34および第二マウント電極35と、第一電極パッド20および第二電極パッド21とは、導電性接着剤33によって固定される。第一電極パッド20および第二電極パッド21には、後述の塗布工程において、軟化状態の導電性接着剤33が塗布される。また、圧電振動片12は、後述の実装工程において、導電性接着剤33と第一マウント電極34および第二マウント電極35とが接するように、第一支持腕部42および第二支持腕部43を上層ベース基板16に押し付けながら載置する。第一支持腕部42および第二支持腕部43は、導電性接着剤33が固化することにより、第一電極パッド20、第二電極パッド21および導電性接着剤33を介して上層ベース基板16に固定される。
ここで、「はみ出し量」とは、第一支持腕部42および第二支持腕部43を平面視したときに、第一支持腕部42および第二支持腕部43のそれぞれの幅方向(本実施形態では第二方向に一致)に沿って、第一支持腕部42および第二支持腕部43の縁部からはみ出ている導電性接着剤33のはみ出し寸法をいう。
また、導電性接着剤33は、第一支持腕部42および第二支持腕部43の長手方向における中間部分よりも第一方向における先端側に配置される。なお、図5において、第一支持腕部42および第二支持腕部43の長手方向における中間部分の境界線を一点鎖線Rで図示している。
図7は、導電性接着剤の塗布工程の説明図であり、図8は、塗布の完了した導電性接着剤の平面図である。なお、図7および図8において、圧電振動片12を二点鎖線で図示している。また、図7および図8において、第一電極パッド20側のみを図示している。また、図7および図8において、第一支持腕部42の幅方向(本実施形態では第二方向に一致)における中間部の境界を、第一方向に沿った中心線Sで図示している。また、図7において、塗布途中の導電性接着剤33を図示しており、塗布された導電性接着剤33を実線で図示し、塗布される導電性接着剤33を二点鎖線で図示している。
圧電振動子10の製造工程では、まず、実装装置(図示略)の部品実装ステージに、上層ベース基板16が保持される。保持された上層ベース基板16に対し、塗布装置(図示略)の移動ヘッドに支持された供給ノズル57が配置される。
ここで、供給ノズル57は、上層ベース基板16の第一電極パッド20よりも上方おいて、実装される第一支持腕部42の幅方向(本実施形態では第二方向)における中心線Sよりも開口中心が外側に位置した状態で、第一方向に沿うように直線移動される。これにより、図8に示すように、供給ノズル57は、中心線Sよりも外側であって第一方向に沿うように長軸を有する、平面視楕円形状の導電性接着剤33を塗布することができる。なお、導電性接着剤33の塗布は、第一電極パッド20および第二電極パッド21に対して一方ずつ順に行ってもよいし、第一電極パッド20および第二電極パッド21に対して同時に行ってもよい。
その後、シールリング17および封口板14により、キャビティCを気密に封止してパッケージ11とした時点で、圧電振動子10の製造工程が終了する。
実施形態では、一対の第一支持腕部42および第二支持腕部43が第一方向に沿うように延在していたが、一対の第一支持腕部42および第二支持腕部43が第一方向に対して交差する方向に形成されていてもよい。より具体的には、例えば一対の第一支持腕部42および第二支持腕部43が圧電振動片12の基端側から先端側に向かって、互いの離間距離が漸次広がるように斜めに設けられていてもよい。
Claims (5)
- 基板に導電性接着剤を介して実装される圧電振動片を備えた圧電振動子であって、
前記圧電振動片は、
第一方向に沿って延びるとともに前記第一方向に直交する第二方向に並んで配置され
る一対の振動腕部と、
前記一対の振動腕部を支持する基部と、
前記一対の振動腕部の前記第二方向における外側に位置して前記第二方向と交差する
ように延びるとともに、前記基板に接着される一対の支持腕部と、
を有し、
前記支持腕部と前記基板との接着部分において、前記支持腕部よりも内側における前記導電性接着剤のはみ出し量は、前記支持腕部よりも外側における前記導電性接着剤のはみ出し量よりも少なく、
前記導電性接着剤は、前記支持腕部の内側及び外側のみに、はみ出すことを特徴とする圧電振動子。 - 基板に導電性接着剤を介して実装される圧電振動片を備えた圧電振動子であって、
前記圧電振動片は、
第一方向に沿って延びるとともに前記第一方向に直交する第二方向に並んで配置され
る一対の振動腕部と、
前記一対の振動腕部を支持する基部と、
前記一対の振動腕部の前記第二方向における外側に位置して前記第二方向と交差する
ように延びるとともに、前記基板に接着される一対の支持腕部と、
を有し、
前記支持腕部と前記基板との接着部分において、前記支持腕部よりも内側における前記導電性接着剤のはみ出し量は、前記支持腕部よりも外側における前記導電性接着剤のはみ出し量よりも少なく、
前記支持腕部よりも内側における前記導電性接着剤の前記基板の表面からの高さは、前記支持腕部よりも外側における前記導電性接着剤の前記基板の表面からの高さよりも低いことを特徴とする圧電振動子。 - 請求項1または請求項2に記載の圧電振動子であって、
前記導電性接着剤は、前記第一方向に沿うように長軸を有する平面視楕円形状をしていることを特徴とする圧電振動子。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の圧電振動子であって、
前記導電性接着剤は、前記支持腕部の前記第一方向における中間部分よりも先端側に配置されることを特徴とする圧電振動子。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の圧電振動子を製造するための圧電振動子の製造方法であって、
塗布装置の供給ノズルから前記導電性接着剤を前記基板の電極パッドに吐出する塗布工程と、
前記導電性接着剤を介して前記圧電振動片の前記支持腕部を前記電極パッドに押圧して接着し、前記基板に前記圧電振動片を実装する実装工程と、
を含み、
前記塗布工程では、前記供給ノズルの先端が、前記支持腕部の幅方向における中間部よりも外側に位置した状態で、前記導電性接着剤を塗布することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
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