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
【課題】導電性接着剤が振動腕部に付着するのを防止して小型化できるとともに、良好な振動特性を確保できる圧電振動子および圧電振動子の製造方法を提供する。【解決手段】上層ベース基板１６に導電性接着剤３３を介して実装される圧電振動片１２を備えた圧電振動子１０であって、圧電振動片１２は、第一方向に沿って延びるとともに第二方向に並んで配置される第一振動腕部３１および第一振動腕部３２と、第一振動腕部３１および第一振動腕部３２を支持する基部３８と、第一振動腕部３１および第一振動腕部３２の第二方向における外側に位置し、上層ベース基板１６に接着される第一支持腕部４２および第二支持腕部４３と、を有し、第一支持腕部４２および第二支持腕部４３よりも内側における導電性接着剤３３のはみ出し量は、第一支持腕部４２および第二支持腕部４３よりも外側における導電性接着剤３３のはみ出し量よりも少ないことを特徴とする。【選択図】図５
Description
この発明は、圧電振動子および圧電振動子の製造方法に関する。
携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子の一つとして、真空封止されたキャビティ内に圧電振動片を収容した圧電振動子が知られている。この圧電振動子によれば、振動腕部に形成された励振電極に電圧を印加することにより、所定の共振周波数によって該振動腕部を振動させることが可能になる。
圧電振動片としては、一対の振動腕部が接続される基部から、振動腕部の両外側において延びるように一対の支持腕部を設けた、いわゆるサイドアームタイプの圧電振動片が知られている。サイドアームタイプの圧電振動片は、導電性接着剤を介して支持腕部をパッケージの基板に接着することにより実装される（例えば特許文献１参照）。一般に、圧電振動片の実装工程では、吸着面積が最も広い基部を吸着ノズルにて真空吸着し、パッケージ内の実装位置に搬送して載置する方法が採用される。
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、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）。
しかしながら、圧電振動片の小型化が進むにつれ、圧電振動片を吸引する吸着ノズルと、支持腕部に対応する導電性接着剤の塗布領域との距離が短くなる傾向にある。このため、圧電振動片の実装工程において、硬化前の導電性接着剤は、吸着ノズルにより吸引されて基部および振動腕部に向かって流動し、振動腕部に付着するおそれがある。
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。
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。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みたものであって、導電性接着剤が振動腕部に付着するのを防止して小型化できるとともに、良好な振動特性を確保できる圧電振動子および圧電振動子の製造方法を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明の圧電振動子は、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いことを特徴としている。
本発明によれば、支持腕部よりも内側における導電性接着剤のはみ出し量が、支持腕部よりも外側における導電性接着剤のはみ出し量よりも少ない。このため、吸着ノズルで吸引および搬送して圧電振動片をパッケージに実装する際、吸着ノズルに近い側である支持腕部の内側にはみ出した導電性接着剤が吸着ノズルに吸引されて流出し、振動腕部に付着するのを抑制できる。したがって、導電性接着剤が振動腕部に付着するのを防止して小型化できるとともに、良好な振動特性を確保できる圧電振動子を得ることができる。
また、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している。
本発明によれば、支持腕部よりも内側における導電性接着剤のはみ出し量を抑制しつつ、基板に対して圧電振動片を強固に接着できる。したがって、導電性接着剤が振動腕部に付着するのを防止して小型化できるとともに良好な振動特性を確保でき、かつ耐久性に優れた圧電振動子を得ることができる。
また、前記導電性接着剤は、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している。
本発明によれば、導電性接着剤が、第一方向に沿う方向において、基部を吸引する吸着ノズルから離れた位置に配置される。このため、基部を吸引する吸着ノズルに、導電性接着剤が吸引されるのを確実に防止できる。したがって、導電性接着剤が振動腕部に付着するのを防止して小型化できるとともに、良好な振動特性を確保できる圧電振動子を得ることができる。
また、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している。
本発明によれば、導電性接着剤は、支持腕部の外側よりも支持腕部の内側が、基板からの高さ方向において、基部を吸引する吸着ノズルから離れた位置に配置される。このため、基部を吸引する吸着ノズルに、導電性接着剤が吸引されるのを確実に防止できる。したがって、導電性接着剤が振動腕部に付着するのを防止して小型化できるとともに、良好な振動特性を確保できる圧電振動子を得ることができる。
また、本発明の圧電振動子の製造方法は、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。
本発明によれば、塗布工程では、供給ノズルの先端が、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導電性接着剤を塗布するので、支持腕部の幅方向における中間部よりも外側に多くの導電性接着剤が塗布される。このとき、圧電振動片の実装工程において、支持腕部よりも内側における導電性接着剤のはみ出し量は、支持腕部よりも外側における導電性接着剤のはみ出し量よりも少なくなるよう制御される。このため、基部を吸引する吸着ノズルに、導電性接着剤が吸引されるのを確実に防止できる。したがって、導電性接着剤が振動腕部に付着するのを防止して小型化できるとともに、良好な振動特性を確保できる圧電振動子を得ることができる。
本発明によれば、支持腕部よりも内側における導電性接着剤のはみ出し量が、支持腕部よりも外側における導電性接着剤のはみ出し量よりも少ない。このため、吸着ノズルで吸引および搬送して圧電振動片をパッケージに実装する際、吸着ノズルに近い側である支持腕部の内側にはみ出した導電性接着剤が吸着ノズルに吸引されて流出し、振動腕部に付着するのを抑制できる。したがって、導電性接着剤が振動腕部に付着するのを防止して小型化できるとともに、良好な振動特性を確保できる圧電振動子を得ることができる。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
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。
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１１は、パッケージ本体１３と、このパッケージ本体１３に対して接合されるとともに、パッケージ本体１３の間にキャビティＣを形成する封口板１４と、を備えている。
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。
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。
下層ベース基板１５および上層ベース基板１６の四隅には、平面視１／４円弧状の切欠部１８が、第三方向の全体に亘って形成されている。下層ベース基板１５および上層ベース基板１６は、例えばウエハ状のセラミック基板を２枚重ねて接合した後、両セラミック基板を貫通する複数のスルーホールを行列状に形成し、その後、各スルーホールを基準としながら両セラミック基板を格子状に切断することで作製される。
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。
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。
シールリング１７は、下層ベース基板１５および上層ベース基板１６の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であり、上層ベース基板１６の実装面１９に接合されている。
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。
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。
シールリング１７の材料としては、例えばニッケル基合金等が挙げられ、具体的にはコバール、エリンバー、インバー、４２−アロイ等から選択すればよい。特に、シールリング１７の材料としては、セラミック製とされている下層ベース基板１５および上層ベース基板１６に対して熱膨張係数が近いものを選択することが好ましい。例えば、下層ベース基板１５および上層ベース基板１６として、熱膨張係数６．８１０−６／℃のアルミナを用いる場合には、シールリング１７としては、熱膨張係数５．２１０−６／℃のコバールや、熱膨張係数４．５〜６．５１０−６／℃の４２−アロイを用いることが好ましい。
封口板１４は、シールリング１７上に重ねられた導電性基板であり、シールリング１７に対する接合によってパッケージ本体１３に対して気密に接合されている。封口板１４とシールリング１７と上層ベース基板１６の実装面１９とで画成された空間は、気密に封止されたキャビティＣとして機能する。
封口板１４の溶接方法としては、例えばローラ電極を接触させることによるシーム溶接や、レーザ溶接、超音波溶接等が挙げられる。また、封口板１４とシールリング１７との溶接をより確実なものとするため、互いになじみのよいニッケルや金等の接合層を、少なくとも封口板１４の下面と、シールリング１７の上面とにそれぞれ形成することが好ましい。
上層ベース基板１６の実装面１９には、圧電振動片１２との接続電極である一対の第一電極パッド２０および第二電極パッド２１が、幅方向に間隔をあけて形成されている。下層ベース基板１５の下面には、一対の第一外部電極２２および第二外部電極２３が、長さ方向に間隔をあけて形成されている。
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。
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。
下層ベース基板１５には、第一外部電極２２に導通し、下層ベース基板１５を厚さ方向に貫通する一方の第一貫通電極２４が形成されている。上層ベース基板１６には、第一電極パッド２０に導通し、上層ベース基板１６を厚さ方向に貫通する一方の第二貫通電極２５が形成されている。下層ベース基板１５と上層ベース基板１６との間には、一方の第一貫通電極２４と一方の第二貫通電極２５とを接続する第一接続電極２６が形成されている。これにより、第一電極パッド２０と第一外部電極２２とは、互いに導通している。
また、下層ベース基板１５には、第二外部電極２３に導通し、下層ベース基板１５を厚さ方向に貫通する他方の第一貫通電極２７が形成されている。上層ベース基板１６には、第二電極パッド２１に導通し、上層ベース基板１６を厚さ方向に貫通する他方の第二貫通電極２８が形成されている。下層ベース基板１５と上層ベース基板１６との間には、他方の第一貫通電極２７と他方の第二貫通電極２８とを接続する第二接続電極２９が形成されている。これにより、第二電極パッド２１と第二外部電極２３とは、互いに導通している。
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。
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。
上層ベース基板１６の実装面１９には、後述する圧電振動片１２の第一振動腕部３１および第二振動腕部３２の先端部に対向する部分に、凹部３０が形成されている。凹部３０は、例えば落下等による衝撃の影響によって第一振動腕部３１および第二振動腕部３２が厚さ方向に変位（撓み変形）した際に、第一振動腕部３１および第二振動腕部３２と上層ベース基板１６との接触を回避するために設けられている。凹部３０は、上層ベース基板１６を貫通する貫通孔とされているとともに、シールリング１７の内側において四隅が丸み帯びた平面視正方形状に形成されている。
後述の圧電振動片１２は、導電性接着剤３３を介して、一対の第一支持腕部４２および第二支持腕部４３が、第一電極パッド２０および第二電極パッド２１にそれぞれ接触するようにマウントされる。これにより、圧電振動片１２は、図２に示すように、上層ベース基板１６の実装面１９の上から浮いた状態で支持されるとともに、一対の第一電極パッド２０および第二電極パッド２１に対して、それぞれ電気的に接続された状態とされている。なお、導電性接着剤３３の塗布位置等の詳細については後述する。
図３は、圧電振動片の平面図である。なお、図３において、一点鎖線により圧電振動片１２の中心軸線Ｏを図示している。
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。
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。
基部３８は、一対の第一振動腕部３１および第二振動腕部３２の第一方向における一方の端部同士を連結している。基部３８には、連結部３９を介して支持部４０が連結されている。支持部４０は、支持腕基部４１と、一対の第一支持腕部４２および第二支持腕部４３と、を有している。
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。
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４は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
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。
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。
図３に示すように、圧電板３６の外表面上には、第一励振電極４５、第二励振電極４６、第一マウント電極３４および第二マウント電極３５がそれぞれ形成されている。このうち、一対の第一励振電極４５および第二励振電極４６は、電圧が印加されたときに一対の第一振動腕部３１および第二振動腕部３２を互いに接近または離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、一対の第一振動腕部３１および第二振動腕部３２の外表面にそれぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
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。
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。
一対の第一励振電極４５および第二励振電極４６は、基部３８の主面および側面を含む外表面上に形成される基部引出電極４７にそれぞれ電気的に接続されている。
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。
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。
一対の第一励振電極４５および第二励振電極４６は、一対の第一マウント電極３４および第二マウント電極３５を介して電圧が印加されるようになっている。
なお、上述した第一励振電極４５、第二励振電極４６、第一マウント電極３４、第二マウント電極３５、基部引出電極４７、第一腕部引出電極４８および第二腕部引出電極４９の各電極は、例えば、クロム（Ｃｒ）と金（Ａｕ）との積層膜であり、水晶と密着性のよいクロム膜を下地として成膜した後に、表面に金の薄膜を施したものである。ただし、この場合に限られず、例えば、クロムとニクロム（ＮｉＣｒ）の積層膜の表面に更に金の薄膜を積層しても構わないし、クロム、ニッケル、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の単層膜でも構わない。
また、一対の第一振動腕部３１、第二振動腕部３２の先端部には、図３に示すように、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜５０が形成されている。重り金属膜５０は、粗調膜５１および微調膜５２により構成されている。重り金属膜５０を利用して周波数調整を行うことで、一対の第一振動腕部３１および第二振動腕部３２の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めている。
図５は、上層ベース基板に実装された圧電振動片の平面図であり、図６は、図５のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。なお、図５では、基部３８を吸引する吸着ノズル６０を二点鎖線で図示している。
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。
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。
第一支持腕部４２および第二支持腕部４３は、第一マウント電極３４および第二マウント電極３５が、上層ベース基板１６の第一電極パッド２０および第二電極パッド２１にそれぞれ接続される。
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。
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。
圧電振動子１０は、第一支持腕部４２および第二支持腕部４３と、上層ベース基板１６との接着部分において、第一支持腕部４２および第二支持腕部４３よりも内側における導電性接着剤３３のはみ出し量が、第一支持腕部４２および第二支持腕部４３よりも外側における導電性接着剤３３のはみ出し量よりも少なくなるように設定されている。
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。
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。
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の長手方向に沿うように、長軸を有する平面視楕円形状となるように形成される。ここで、平面視楕円形状とは、楕円形、長円形、角部を面取りした長方形状等を含む。
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。
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。
ここで、図５および図６において、第一支持腕部４２を接着する導電性接着剤３３のはみ出し部のうち、第一支持腕部４２よりも内側におけるはみ出し部を内側はみ出し部５４と定義し、第一支持腕部４２よりも外側におけるはみ出し部を外側はみ出し部５５と定義する。また、第二支持腕部４３を接着する導電性接着剤３３のはみ出し部についても、同様に内側はみ出し部５４および外側はみ出し部５５と定義する。
図６に示すように、導電性接着剤３３の内側はみ出し部５４の第二方向に沿うはみ出し寸法ｋ１は、外側はみ出し部５５の第二方向に沿うはみ出し寸法ｋ２よりも小さくなっている。また、導電性接着剤３３の内側はみ出し部５４の上層ベース基板１６の表面からの高さｈ１は、外側はみ出し部５５の上層ベース基板１６の表面からの高さｈ２よりも低くなっている。また、Ｃ−Ｃ線（図５参照）に沿う断面において、導電性接着剤３３の内側はみ出し部５４の断面積は、導電性接着剤３３の外側はみ出し部５５の断面積よりも小さくなっている。
次に、上記した圧電振動子１０の製造方法を説明する。
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。
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。
図７に示すように、本実施形態に係る圧電振動子１０の製造方法は、塗布工程と実装工程とを含む。
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。
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。
次いで、塗布工程において、供給ノズル５７は、上層ベース基板１６の第一電極パッド２０および第二電極パッド２１に、導電性接着剤３３を吐出によって塗布する。
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。
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。
塗布工程の後、実装工程を行う。実装工程では、まず、移動ヘッドに装備された吸着ノズル６０（図５参照）により、パレット等の容器内に収容された圧電振動片１２の基部３８を吸引する。次いで、圧電振動片１２の基部３８を吸引した状態で圧電振動片１２を持ち上げ、上層ベース基板１６上に移動させる。次いで、上層ベース基板１６上の第一電極パッド２０および第二電極パッド２１に対して、圧電振動片１２の位置決めを行う。次いで、吸着ノズル６０を下降させ、圧電振動片１２を上層ベース基板１６に載置する。このとき、圧電振動片１２の第一支持腕部４２および第二支持腕部４３は、第一電極パッド２０および第二電極パッド２１に塗布された導電性接着剤３３に対して押圧される。導電性接着剤３３が乾燥し、圧電振動片１２が上層ベース基板に対して接着固定された時点で、実装工程が終了する。
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。
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。
本実施形態によれば、一対の第一支持腕部４２および第二支持腕部４３よりも内側における導電性接着剤３３のはみ出し量が、一対の第一支持腕部４２および第二支持腕部４３よりも外側における導電性接着剤３３のはみ出し量よりも少ない。このため、吸着ノズル６０で吸引および搬送して圧電振動片１２をパッケージ１１に実装する際、吸着ノズル６０に近い側である一対の第一支持腕部４２および第二支持腕部４３の内側にはみ出した導電性接着剤３３が吸着ノズル６０に吸引されて流出し、第一振動腕部３１および第二振動腕部３２に付着するのを抑制できる。したがって、導電性接着剤３３が第一振動腕部３１および第二振動腕部３２に付着するのを防止して小型化できるとともに、良好な振動特性を確保できる圧電振動子１０を得ることができる。
また、導電性接着剤３３は、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ので、第一振動腕部３１および第二振動腕部３２よりも内側における導電性接着剤３３のはみ出し量を抑制しつつ、上層ベース基板１６に対して圧電振動片１２を強固に接着できる。したがって、導電性接着剤３３が第一振動腕部３１および第二振動腕部３２に付着するのを防止して小型化できるとともに良好な振動特性を確保でき、かつ耐久性に優れた圧電振動子１０を得ることができる。
また、導電性接着剤３３は、第一方向における中間部分よりも先端側に配置されるので、第一方向に沿う方向において、基部３８を吸引する吸着ノズル６０から離れた位置に配置される。このため、基部３８を吸引する吸着ノズル６０に、導電性接着剤３３が吸引されるのを確実に防止できる。したがって、導電性接着剤３３が第一振動腕部３１および第二振動腕部３２に付着するのを防止して小型化できるとともに、良好な振動特性を確保できる圧電振動子１０を得ることができる。
また、第一振動腕部３１および第二振動腕部３２よりも内側における導電性接着剤３３の上層ベース基板１６の表面からの高さは、第一振動腕部３１および第二振動腕部３２よりも外側における導電性接着剤３３の上層ベース基板１６の表面からの高さよりも低いので、導電性接着剤３３は、第一振動腕部３１および第二振動腕部３２の外側よりも内側のはみ出し部分が、上層ベース基板１６からの高さ方向において、基部３８を吸引する吸着ノズル６０から離れた位置に配置される。このため、基部３８を吸引する吸着ノズル６０に、導電性接着剤３３が吸引されるのを確実に防止できる。したがって、導電性接着剤３３が第一振動腕部３１および第二振動腕部３２に付着するのを防止して小型化できるとともに、良好な振動特性を確保できる圧電振動子１０を得ることができる。
また、塗布工程では、供給ノズル５７の先端における開口中心が、第一支持腕部４２および第二支持腕部４３の幅方向における中間部よりも外側に位置した状態で導電性接着剤３３を塗布するので、第一支持腕部４２および第二支持腕部４３の幅方向（本実施形態では第二方向）における中間部よりも外側に多くの導電性接着剤３３が塗布される。このとき、圧電振動片１２の実装工程において、第一支持腕部４２および第二支持腕部４３よりも内側における導電性接着剤３３のはみ出し量は、第一支持腕部４２および第二支持腕部４３よりも外側における導電性接着剤３３のはみ出し量よりも少なくなるよう制御される。このため、基部３８を吸引する吸着ノズル６０に、導電性接着剤３３が吸引されるのを確実に防止できる。したがって、導電性接着剤３３が第一振動腕部３１および第二振動腕部３２に付着するのを防止して小型化できるとともに、良好な振動特性を確保できる圧電振動子１０を得ることができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
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。
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。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
１０・・・圧電振動子 １２・・・圧電振動片 １６・・・上層ベース基板（基板） ２０・・・第一電極パッド（電極パッド） ２１・・・第二電極パッド（電極パッド） ３１・・・第一振動腕部（振動腕部） ３２・・・第二振動腕部（振動腕部） ３３・・・導電性接着剤 ３８・・・基部 ４２・・・第一支持腕部（支持腕部） ４３・・・第二支持腕部（支持腕部） ５７・・・供給ノズル
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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