JP6538408B2 - Piezoelectric device - Google Patents

Piezoelectric device Download PDF

Info

Publication number
JP6538408B2
JP6538408B2 JP2015079211A JP2015079211A JP6538408B2 JP 6538408 B2 JP6538408 B2 JP 6538408B2 JP 2015079211 A JP2015079211 A JP 2015079211A JP 2015079211 A JP2015079211 A JP 2015079211A JP 6538408 B2 JP6538408 B2 JP 6538408B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lead
electrode
frame
main surface
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015079211A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016201624A (en
Inventor
水沢 周一
周一 水沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Dempa Kogyo Co Ltd filed Critical Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority to JP2015079211A priority Critical patent/JP6538408B2/en
Publication of JP2016201624A publication Critical patent/JP2016201624A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6538408B2 publication Critical patent/JP6538408B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、振動部とそれを囲う枠部とを有する圧電チップをリッド部およびベース部で挟んだ構造の圧電デバイスに関する。   The present invention relates to a piezoelectric device having a structure in which a piezoelectric chip having a vibrating portion and a frame portion surrounding the vibrating portion is sandwiched between a lid portion and a base portion.

ATカット水晶振動子は、圧電デバイスの代表的なものとして知られている。しかし、ATカット水晶振動子の小型化が進むに従い、機械式加工による製造方法では水晶振動子の製造が困難になり、それを回避する構造が提案されている。   An AT-cut quartz oscillator is known as a representative of piezoelectric devices. However, with the progress of miniaturization of AT-cut quartz oscillators, production of quartz oscillators becomes difficult with a mechanical processing method, and a structure has been proposed to avoid this.

例えば特許文献1には、振動部とそれを囲う枠部とを一体的に形成した圧電チップ(文献では水晶フレームと称する)を、リッド部とベース部とで挟んだ構造の圧電デバイスが提案されている。詳細には、この圧電デバイスは、振動部と枠部との間に、両者を縁切りする貫通部、及び、振動部の一部と枠部とを連結する連結部を具えている。さらに、振動部の表裏に励振電極を具えている。さらに、連結部および枠部各々の第1の主面上に第1引出電極を具え、連結部および枠部各々の第2の主面上に第2引出電極を具えている。これら第1、第2引出電極は、対応する励振電極に接続してある。そして、この第1引出電極は前記枠部の第1主面のほぼ全面に、第2引出電極は前記枠部の第2主面のほぼ全面に設けてある。   For example, Patent Document 1 proposes a piezoelectric device having a structure in which a piezoelectric chip (referred to as a quartz frame in the literature) integrally formed with a vibrating portion and a frame portion surrounding it is sandwiched between a lid portion and a base portion. ing. Specifically, the piezoelectric device includes, between the vibrating portion and the frame portion, a penetrating portion that cuts off both of the vibrating portion and the frame portion, and a connecting portion that connects a part of the vibrating portion and the frame portion. Furthermore, excitation electrodes are provided on the front and back of the vibrating portion. Furthermore, a first lead-out electrode is provided on the first main surface of each of the connection portion and the frame portion, and a second lead-out electrode is provided on the second main surface of each of the connection portion and the frame portion. These first and second lead-out electrodes are connected to corresponding excitation electrodes. The first lead-out electrode is provided on substantially the entire first main surface of the frame portion, and the second lead-out electrode is provided on substantially the entire second main surface of the frame portion.

一方、リッド部およびベース部各々の、上記枠部と接する領域には、上記の第1引出電極又は第2引出電極と共晶結合することのできる金属膜を具えている。そして、第1引出電極又は第2引出電極と、上記金属膜とを共晶接合させることで、圧電チップの一方の面にリッド部を、圧電チップの他方の面にベース部を、それぞれ接合している。   On the other hand, the region of each of the lid portion and the base portion in contact with the frame portion is provided with a metal film capable of eutectic bonding with the first lead electrode or the second lead electrode. Then, the first lead electrode or the second lead electrode and the metal film are joined by eutectic bonding to join the lid portion to one surface of the piezoelectric chip and the base portion to the other surface of the piezoelectric chip. ing.

特開2012−195918号公報JP 2012-195918 A

しかしながら、上述した従来の圧電デバイスの場合、第1引出電極および第2引出電極が圧電チップの枠部の表裏に対向する状態で設けられているため、引出電極に起因する静電容量が生じてしまい、水晶振動子の並列容量を増加させてしまう。このため、水晶振動子のいわゆる容量比が大きくなるので、水晶振動子の用途によっては周波数可変量が不足する。   However, in the case of the conventional piezoelectric device described above, since the first lead electrode and the second lead electrode are provided to face the front and back of the frame portion of the piezoelectric chip, capacitance caused by the lead electrode is generated. As a result, the parallel capacitance of the crystal unit is increased. For this reason, since the so-called capacity ratio of the crystal unit becomes large, depending on the application of the crystal unit, the variable amount of frequency is insufficient.

この発明は上述した点に鑑みなされたものであり、従ってこの発明の目的は、並列容量が増加しにくい圧電デバイスを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric device in which the parallel capacitance is difficult to increase.

この目的の達成を図るため、この発明の圧電デバイスは、圧電チップと、リッド部と、ベース部とを具えている。この圧電チップは、振動部と、この振動部を囲う枠部と、これら振動部および枠部を連結する連結部と、この振動部の第1の主面に設けた第1励振電極と、この振動部の第2の主面に設けた第2励振電極と、前記連結部および前記枠部各々の第1の主面に設けられ前記第1励振電極に接続されている第1引出電極と、前記連結部および前記枠部各々の第2の主面に設けられ前記第2励振電極に接続されている第2引出電極とを具えている。また、リッド部は、前記枠部の第1、第2主面のいずれかの主面で前記圧電チップに接合している。また、ベース部は、前記枠部の第1、第2主面のうち前記リッド部が接合している側とは反対側の主面で前記圧電チップに接合している。そして、前記第1引出電極の前記枠部上の部分を、前記枠部の前記第1の主面の、内周側又は外周側に設けてあり、前記第2引出電極の前記枠部上の部分を、前記枠部の前記第2の主面の、前記第1引出電極と対向しない側に設けてあることを特徴とする。   In order to achieve this object, the piezoelectric device of the present invention comprises a piezoelectric chip, a lid portion and a base portion. The piezoelectric chip includes a vibrating portion, a frame portion surrounding the vibrating portion, a connecting portion connecting the vibrating portion and the frame portion, and a first excitation electrode provided on a first main surface of the vibrating portion. A second excitation electrode provided on the second main surface of the vibrating portion, and a first lead-out electrode provided on the first main surface of each of the connecting portion and the frame portion and connected to the first excitation electrode; And a second lead-out electrode provided on the second main surface of each of the connecting part and the frame part and connected to the second excitation electrode. Further, the lid portion is joined to the piezoelectric chip on one of the first and second main surfaces of the frame portion. Further, the base portion is bonded to the piezoelectric chip on the main surface of the first and second main surfaces of the frame opposite to the side to which the lid portion is bonded. The portion of the first lead electrode on the frame is provided on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the first main surface of the frame, and the portion on the frame of the second lead electrode is provided. A portion is provided on a side of the second main surface of the frame portion not facing the first lead electrode.

ここで、内周側又は外周側とは、典型的には、枠部の幅の中央を境にして振動部側が内周側であり、その反対側が外周側である。枠部の幅の中央を境にした方が、第1、第2引出電極の各々の幅を同等にでき、かつ、共晶接合の接合幅を同等にできるので好ましい。ただし、内周側と外周側との境は、枠部中央から意図的に振動部側又はその反対側に偏在させる場合があっても良い。   Here, with the inner peripheral side or the outer peripheral side, typically, the vibrating portion side is the inner peripheral side bordering on the center of the width of the frame portion, and the opposite side is the outer peripheral side. It is preferable to border the center of the width of the frame because the widths of the first and second lead electrodes can be made equal and the bonding width of the eutectic bonding can be made equal. However, the boundary between the inner circumferential side and the outer circumferential side may be unevenly distributed intentionally on the vibrating portion side or the opposite side from the center of the frame portion.

また、第1、第2引出電極を枠部の内周側又は外周側に互いが対向しないように偏在させて設ける際は、好ましくは枠部の実質的に全周で偏在させるのが好ましい。しかし、場合によって、この偏在率は目的とする静電容量の低減率を考慮して変更できる。ただし、本発明の目的からして、枠部の全周の長さ又は面積に対し好ましくは50%以上、より好ましくは70%以上の割合で、第1、第2引出電極が対向しないように偏在させるのが良い。   When the first and second lead-out electrodes are provided so as not to oppose each other on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the frame, it is preferable to distribute the first and second lead electrodes substantially all around the frame. However, in some cases, this uneven distribution rate can be changed in consideration of the reduction rate of the target capacitance. However, for the purpose of the present invention, the first and second lead electrodes are not opposed to each other at a ratio of preferably 50% or more, more preferably 70% or more with respect to the length or area of the entire circumference of the frame. It is good to make it unevenly distributed.

また、連結部は1ケ所の場合でも2ケ所以上の場合でも良い。ただし、1ケ所の場合の方が、枠部と振動部との相互作用(例えば音響リークとか応力の影響)を軽減し易いというメリットがある。なお、連結部を1ケ所とする場合は、第1引出電極および第2引出電極各々の、この連結部の第1主面、第2主面に設ける部分同士は、対向しないように設けるのが良い。連結部での静電容量の増加を避けるためである。例えば連結部の第1主面の幅方向の半分の領域に第1引出電極を設け、連結部の第2主面では第2引出電極は第1引出電極と対向しない側に設けるのが良い。   Also, the connecting part may be one or two or more. However, in the case of one location, there is an advantage that the interaction between the frame and the vibrating part (for example, the effect of acoustic leak or stress) can be reduced easily. In addition, when making a connection part into one place, the parts provided in the 1st main surface of this connection part, and the 2nd main surface of each of the 1st lead-out electrode and the 2nd lead-out electrode do not face each other good. This is to avoid an increase in capacitance at the connection portion. For example, the first lead electrode may be provided in a half area of the first main surface in the width direction of the connection portion, and the second lead electrode may be provided on the second main surface of the connection portion not facing the first lead electrode.

また、圧電チップとリッド部との接合、圧電チップとベース部との接合は、低融点ガラスを用いる方法、共晶結合を用いる方法、接着剤を用いる方法等、任意の方法を用いることができる。共晶接合を用いる方法の場合、低融点ガラスや接着剤を用いる場合に比べて出ガスの影響が少ないこと、第1、第2引出電極を接合部材の一方として兼用できること等のメリットがある。共晶接合を用いる場合は、第1、第2引出電極を枠部の主面の全周に沿って設けると共に、前記ベース部は、これが接する前記第2引出電極又は第1引出電極に対応する領域に、当該引出電極と共晶接合する第1金属膜を具えたものとし、前記リッド部は、これが接する前記第1引出電極又は第2引出電極に対応する領域に、当該引出電極と共晶接合する第2金属膜を具えたものとする。こうすると、共晶接合を行い易いので、圧電デバイスの製造工数、コスト削減に有用である。   Further, for bonding between the piezoelectric chip and the lid portion and bonding between the piezoelectric chip and the base portion, any method such as a method using low melting point glass, a method using eutectic bonding, a method using an adhesive can be used. . In the case of the method using eutectic bonding, there are merits such as less influence of the outgassing as compared with the case of using a low melting point glass or an adhesive and that the first and second lead electrodes can be used as one of the bonding members. When eutectic bonding is used, the first and second lead electrodes are provided along the entire circumference of the main surface of the frame, and the base corresponds to the second lead electrode or the first lead electrode in contact with the first lead electrode. The region is provided with a first metal film to be eutectically bonded to the lead electrode, and the lid portion is eutectic to the lead electrode in a region corresponding to the first lead electrode or the second lead electrode in contact with the lid portion. A second metal film to be bonded is provided. In this case, eutectic bonding can be easily performed, which is useful for reducing the number of manufacturing steps and costs of the piezoelectric device.

また、この発明の実施に当たり、圧電チップの枠部を平面視で四角形状のものとし、前記第1引出電極および第2引出電極を、前記枠部の四隅において前記枠部の全幅に渡るよう拡幅したもの(拡幅部を有したもの)とするのが良い。こうする際は、リッド部およびベース部に設ける第1、第2金属膜もその部分で幅を広げる。こうすると、圧電デバイスの四隅の接合面積が増える。圧電デバイスでは四隅から接合破壊が生じ易いが、上記のように四隅の接合面積を増やすことにより、四隅からの接合破壊の発生率を軽減できる。   Further, in the practice of the present invention, the frame portion of the piezoelectric chip has a rectangular shape in a plan view, and the first and second lead-out electrodes are widened so as to extend across the entire width of the frame portion at four corners of the frame portion. It is preferable to use one that has a wide portion. In this case, the first and second metal films provided on the lid portion and the base portion also widen in that portion. This increases the bonding area at the four corners of the piezoelectric device. In the piezoelectric device, junction breakdown is likely to occur from the four corners, but by increasing the junction area of the four corners as described above, the incidence of junction breakdown from the four corners can be reduced.

また、この発明の実施に当たり、前記ベース部は、前記圧電チップとは反対面に第1実装端子および第2実装端子を具え、かつ、前記第1引出電極と前記第1実装端子とを接続している第1ビア配線と、前記第2引出電極と前記第2実装端子とを接続している第2ビア配線とを具えたものとするのが良い。圧電チップとリッド部との接合、圧電チップとベース部との接合を、共晶接合で行う場合は、圧電デバイス外部への配線引き回しがし難くなるが、上記の第1、第2ビア配線構造を採用すると、それが容易になる。   Further, in the practice of the present invention, the base portion has a first mounting terminal and a second mounting terminal on the surface opposite to the piezoelectric chip, and connects the first lead electrode and the first mounting terminal. It is preferable to include a first via wiring and a second via wiring connecting the second lead electrode and the second mounting terminal. In the case where the bonding between the piezoelectric chip and the lid portion and the bonding between the piezoelectric chip and the base portion are performed by eutectic bonding, it becomes difficult to lead the wiring to the outside of the piezoelectric device, but the above first and second via wiring structures Adopting it makes it easy.

この発明によれば、連結部や枠部での第1引出電極と第2引出電極とが対向する面積を狭くできるので、不要な静電容量を低減できる。   According to this aspect of the invention, since the area of the connecting portion or the frame portion where the first and second lead-out electrodes face each other can be narrowed, unnecessary capacitance can be reduced.

(A),(B)は、第1実施例の圧電デバイスの特に圧電チップ10を説明するための斜視図であり、(A)は圧電チップ10の第1の主面側の図、(B)は圧電チップ10の第2の主面側の図である。(A), (B) is a perspective view for demonstrating especially the piezoelectric chip 10 of the piezoelectric device of 1st Example, (A) is a figure by the side of the 1st principal surface of piezoelectric chip 10, (B ) Is a diagram of the second main surface side of the piezoelectric chip 10. は、第1実施例の圧電デバイス100の全体を説明するための斜視図であり、圧電チップ10、ベース部30、リッド部50を分解した状態で示した図である。FIG. 1 is a perspective view for explaining the entire piezoelectric device 100 of the first embodiment, and is a diagram showing the piezoelectric chip 10, a base portion 30, and a lid portion 50 in a disassembled state. は、第1実施例の圧電デバイス100の外観を説明するため、その上面、側面、底面を併せて示した図である。These are the figure which showed the upper surface, the side, and the bottom face collectively, in order to demonstrate the external appearance of the piezoelectric device 100 of 1st Example. (A)、(B)は、第2実施例の圧電デバイスの特に圧電チップ200を説明するための斜視図であり、(A)は圧電チップ200の第1の主面側の図、(B)は圧電チップ200の第2の主面側の図である。(A), (B) is a perspective view for demonstrating especially the piezoelectric chip 200 of the piezoelectric device of 2nd Example, (A) is a figure of the 1st main surface side of the piezoelectric chip 200, (B) ) Is a diagram of the second main surface side of the piezoelectric chip 200. FIG. は、第1実施例の圧電デバイス100の製法例を説明する図であり、特に圧電チップ10を多数有した圧電ウエハ10Wの説明図である。[FIG. 6] is a figure explaining the example of a manufacturing method of the piezoelectric device 100 of 1st Example, and is explanatory drawing of the piezoelectric wafer 10W which had many piezoelectric chips 10 especially. は、第1実施例の圧電デバイス100の製法例を説明する図であり、特にベース部30を多数有したベースウエハ30Wの説明図である。[FIG. 6] is a figure explaining the example of a manufacturing method of the piezoelectric device 100 of 1st Example, It is explanatory drawing of base wafer 30W which had many base parts 30 especially. は、第1実施例の圧電デバイス100の製法例を説明する図であり、特にリッド部50を多数有したリッドウエハ50Wの説明図である。[FIG. 6] is a figure explaining the example of a manufacturing method of the piezoelectric device 100 of 1st Example, It is explanatory drawing of the lid wafer 50W which had many lid parts 50 especially.

以下、図面を参照してこの発明の圧電デバイスの実施例について説明する。なお、説明に用いる各図はこの発明を理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の実施例中で述べる形状、寸法、材質等はこの発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、本発明が以下の実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the piezoelectric device of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings used for the description are only schematically shown to the extent that the present invention can be understood. Moreover, in each figure used for description, it attaches | subjects and shows the same number about the same component, and the description may be abbreviate | omitted. In addition, the shapes, dimensions, materials, and the like described in the following embodiments are only preferable examples within the scope of the present invention. Accordingly, the present invention is not limited to the following examples.

(第1実施例)
図1(A),(B)は第1実施例の圧電デバイスに具わる圧電チップ10を説明する斜視図であり、特に(A)は第1主面S1側の図、(B)は第2主面S2側の図である。
(First embodiment)
FIGS. 1A and 1B are perspective views for explaining a piezoelectric chip 10 provided in the piezoelectric device of the first embodiment, and in particular, FIG. 1A is a view on the first main surface S1, and FIG. It is a figure of 2 main surface S2 side.

圧電チップ10は、振動部12と、この振動部12を囲う枠部14と、これら振動部12および枠部14を連結する連結部16と、この振動部12の第1の主面S1に設けた第1励振電極18aと、この振動部の第2の主面S2(図1(B))に設けた第2励振電極18b(図1(B))と、連結部16および枠部14各々の第1の主面S1に設けられ前記第1励振電極18aに接続されている第1引出電極20aと、連結部16および枠部各々の第2の主面S2(図1(B))に設けられ第2励振電極18bに接続されている第2引出電極20b(図1(B))と、を具えている。   The piezoelectric chip 10 is provided on the vibrating portion 12, the frame portion 14 surrounding the vibrating portion 12, the connecting portion 16 connecting the vibrating portion 12 and the frame portion 14, and the first main surface S1 of the vibrating portion 12. The first excitation electrode 18a, the second excitation electrode 18b (FIG. 1B) provided on the second main surface S2 (FIG. 1B) of the vibrating portion, and the connecting portion 16 and the frame portion 14 respectively. On the first lead electrode 20a provided on the first main surface S1 of the first embodiment and connected to the first excitation electrode 18a, and on the second main surface S2 (FIG. 1B) of the connecting portion 16 and the frame portion. And a second lead-out electrode 20b (FIG. 1 (B)) provided and connected to the second excitation electrode 18b.

なお、第1引出電極20aは、連結部16上に設けられた第1部分20aaと、枠部14上に設けられた第2部分20abとで構成してある。第2引出電極20b(図1(B))は、連結部16上に設けられた第1部分20baと、枠部14上に設けられた第2部分20bbとで構成してある。また、連結部16は1ケ所としてあり、この圧電チップ10は、振動部12と枠部14との間の連結部16以外の部分に、振動部12と枠部14とを縁切りする貫通部22を具えている。さらに、この圧電チップ10は、枠部14の一部に、具体的にはこの例では枠部14の1つの隅部の内側部分に、キャスタレーション24を具えている。このキャスタレーション24は、第1引出電極20aをベース部(詳細は後述する)の第1ビア配線(詳細は後述する)に接続するためのものである。   The first lead electrode 20 a is configured of a first portion 20 aa provided on the connecting portion 16 and a second portion 20 ab provided on the frame portion 14. The second lead-out electrode 20 b (FIG. 1B) includes a first portion 20 ba provided on the connection portion 16 and a second portion 20 bb provided on the frame portion 14. Further, the connecting portion 16 is one place, and the piezoelectric chip 10 is a penetrating portion 22 which cuts off the vibrating portion 12 and the frame portion 14 in a portion other than the connecting portion 16 between the vibrating portion 12 and the frame portion 14. Is provided. Furthermore, the piezoelectric chip 10 is provided with castellations 24 in a part of the frame portion 14, specifically, in the inside portion of one corner of the frame portion 14 in this example. The castellation 24 is for connecting the first lead electrode 20a to the first via wiring (details will be described later) of the base portion (details will be described later).

また、振動部12は、その中央部分12aと、この中央部分12aより厚さが薄い周辺部分12bとからなる、いわゆるテーブルトップ構造としてある。さらに、振動部12は平面形状が四角形状のものとしてある。また、枠部14の平面形状も四角形状としてある。従って、この実施例の場合の圧電チップ10全体の平面形状は、四角形状となっている。   The vibrating portion 12 has a so-called table top structure including a central portion 12a and a peripheral portion 12b thinner than the central portion 12a. Furthermore, the vibrating portion 12 has a rectangular planar shape. Further, the planar shape of the frame portion 14 is also rectangular. Accordingly, the planar shape of the entire piezoelectric chip 10 in the case of this embodiment is square.

また、この圧電チップ10では、第1引出電極20aの第2の部分20abを、枠部14の第1の主面S1の、内周側(振動部10側)に設けてあり、第2引出電極20bの第2の部分20bb(図1(B))を、枠部14の第2の主面S2(図1(B))の、第1引出電極20aと対向しない側、すなわちこの例では枠部14の外周側に設けてある。しかも、これら第1の引出電極20a、第2の引出電極20b各々は、枠部14の全周に渡って、すなわち、この例の場合は平面視すると四角のリング状に枠部14上に設けてある。なお、この場合の第1引出電極20a、第2引出電極20bは、枠部14の幅方向の中央部分を境にして互いに異なる領域に設けてあるので、各引出電極20a、20b各々の幅は、枠部14の幅Wの半分の値(W/2)となっている。   Further, in the piezoelectric chip 10, the second portion 20ab of the first lead electrode 20a is provided on the inner peripheral side (the vibrating portion 10 side) of the first main surface S1 of the frame portion 14, and the second lead The second portion 20bb (FIG. 1B) of the electrode 20b is the side of the second main surface S2 (FIG. 1B) of the frame 14 not facing the first lead electrode 20a, that is, in this example It is provided on the outer peripheral side of the frame portion 14. Moreover, each of the first extraction electrode 20a and the second extraction electrode 20b is provided on the entire periphery of the frame portion 14, that is, in the case of this example, on the frame portion 14 in a square ring shape in plan view. It is In this case, since the first lead electrode 20a and the second lead electrode 20b are provided in different regions with respect to the central portion in the width direction of the frame portion 14, the width of each of the lead electrodes 20a and 20b is , Half the width W of the frame portion 14 (W / 2).

また、第1引出電極20aの連結部14上に設けた第1の部分20aaは、連結部14の第1の主面S1の幅方向の半分の領域に設けてあり、第2引出電極20bの連結部14上に設けた第1の部分20ba(図1(B))は、第1の引出電極の第1の部分20aaと対向しない領域、すなわち連結部の幅方向の半分の領域に設けてある。   The first portion 20aa provided on the connection portion 14 of the first lead electrode 20a is provided in a half area of the first main surface S1 of the connection portion 14 in the width direction, and the first portion 20aa of the second lead electrode 20b is provided. The first portion 20ba (FIG. 1B) provided on the connecting portion 14 is provided in a region not facing the first portion 20aa of the first extraction electrode, that is, in a half region in the width direction of the connecting portion is there.

この圧電チップ10自体は、ATカットの水晶板で構成してある。励振電極および引出電極は、クロム又はニッケルを下地とし、この上に金を形成した積層膜で構成してある。
上記の圧電チップ10によれば、連結部14および枠部16での、第1引出電極20aと第2引出電極20bとが対向する面積を実質的にゼロにできるので、引出電極に起因する静電容量を従来に比べ低減できる。
The piezoelectric chip 10 itself is constituted by an AT-cut crystal plate. The excitation electrode and the extraction electrode are composed of a laminated film having chromium or nickel as a base and gold formed thereon.
According to the piezoelectric chip 10 described above, the area of the connecting portion 14 and the frame portion 16 in which the first and second lead-out electrodes 20a and 20b face each other can be substantially zero. The capacitance can be reduced compared to the conventional one.

次に、図2を参照して、ベース部30の構造と、リッド部50の構造と、これらベース部30、リッド部50および上記の圧電チップ10の接合構造について説明する。
第1実施例のベース部30は、圧電チップ10と外形が同じかつほぼ同じ寸法、すなわち、平面形状が四角形状でほぼ同じ寸法のものとしてある。そして、ベース部30の圧電チップ10と接合される側の面の、第2引出電極20bの第2の部分20bb(図1(B))と対応する領域に、第2引出電極20bと共晶接合する第1の金属膜32を具えている。
また、ベース部30の圧電チップ10が接合される面とは反対面に、この圧電デバイスを外部の配線基板(図示せず)等に接続するための実装端子34a〜34dを具えている。
Next, with reference to FIG. 2, the structure of the base 30, the structure of the lid 50, and the joint structure of the base 30, the lid 50, and the piezoelectric chip 10 described above will be described.
The base portion 30 of the first embodiment has the same and substantially the same dimensions as the piezoelectric chip 10, that is, the planar shape is square and substantially the same. Then, in a region of the surface of the base portion 30 to be joined to the piezoelectric chip 10, in a region corresponding to the second portion 20bb (FIG. 1B) of the second lead electrode 20b, eutectic with the second lead electrode 20b It comprises a first metal film 32 to be bonded.
Further, mounting terminals 34a to 34d for connecting the piezoelectric device to an external wiring board (not shown) or the like are provided on the surface of the base 30 opposite to the surface to which the piezoelectric chip 10 is bonded.

また、ベース部30の、圧電チップ10のキャスタレーション24と対応する部分に、圧電チップの第1引出電極20aを実装端子34a(第1実装端子34a)に接続するための第1ビア配線36aを具えている。また、ベース部30の、第1ビア配線36aを設けた領域以外の好適な領域に、この例では第1ビア配線36aの位置に対し対角線上の隅部に、第2ビア配線36bを具えている。この第2ビア配線36bは、圧電チップの第2引出電極20bを実装端子34b(第2実装端子34b)に接続するためのものである。これら第1、第2ビア配線36a,36bは、ベース30に貫通孔を設けこの貫通孔中に好適な導電性材料を埋める等の構造としてある。なお、この例では4個の実装端子34a〜34dを具えている。実装端子34c,34dは、例えばアース端子として使用するとか、実装強度を挙げるための端子として使用できるからである。ただし、第1、第2実装端子34a、34bのみの場合があっても良い。   Further, in the portion of the base portion 30 corresponding to the castellation 24 of the piezoelectric chip 10, the first via wiring 36a for connecting the first lead electrode 20a of the piezoelectric chip to the mounting terminal 34a (the first mounting terminal 34a) It is equipped. In addition, a second via wiring 36b is provided in a suitable area other than the area where the first via wiring 36a is provided in the base portion 30, in this example, at a corner diagonally to the position of the first via wiring 36a. There is. The second via wiring 36 b is for connecting the second lead electrode 20 b of the piezoelectric chip to the mounting terminal 34 b (second mounting terminal 34 b). The first and second via wirings 36a and 36b have a structure in which a through hole is provided in the base 30, and a suitable conductive material is filled in the through hole. In this example, four mounting terminals 34a to 34d are provided. The mounting terminals 34c and 34d can be used, for example, as a ground terminal or as terminals for increasing the mounting strength. However, only the first and second mounting terminals 34a and 34b may be provided.

また、実施例のリッド部50は、圧電チップ10と外形が同じかつほぼ同じ寸法、すなわち、平面形状が四角形状でほぼ同じ寸法のものとしてある。そして、圧電チップ10と接合される側の面の、第1引出電極20aの枠部14上に設けてある部分すなわち第2の部分20ab))と対応する領域に、第1引出電極20aと共晶結合する第2の金属膜52を具えている。   In addition, the lid portion 50 in the embodiment has the same and substantially the same dimensions as the piezoelectric chip 10, that is, the planar shape is substantially the same as the square shape. Then, in a region corresponding to the portion provided on the frame portion 14 of the first lead electrode 20a, that is, the second portion 20ab)) on the surface to be bonded to the piezoelectric chip 10, the first lead electrode 20a A second metal film 52 is crystallized.

これらベース部30及びリッド部50は、圧電チップ10と同様、水晶のATカット板で構成してある。また、第1の金属膜32及び第2の金属膜52の材料として、金シリコン合金、金ゲルマニウム合金、金スズ合金等の公知のものを用いている。
この図2を用いて説明した構成において、圧電チップ10とベース30とは、第2引出配線20bの第2の部分20bb(図1(B))と第1金属膜32との共晶接合によって接合し、圧電チップ10とリッド50とは、第1引出配線20aの第2の部分20abと第2金属膜52との共晶金属接合によって接合してある。圧電チップ10、ベース部30およびリッド部50を接合して構成される圧電デバイスの内部空間は真空又は窒素雰囲気若しくは不活性ガス雰囲気としてある。
As in the case of the piezoelectric chip 10, the base portion 30 and the lid portion 50 are constituted by an AT cut plate of quartz. Further, as a material of the first metal film 32 and the second metal film 52, known materials such as a gold silicon alloy, a gold germanium alloy, a gold tin alloy and the like are used.
In the configuration described with reference to FIG. 2, the piezoelectric chip 10 and the base 30 are formed by eutectic bonding of the second portion 20bb of the second lead wire 20b (FIG. 1B) and the first metal film 32. The piezoelectric chip 10 and the lid 50 are joined by eutectic metal joining of the second portion 20 ab of the first lead-out wiring 20 a and the second metal film 52. The internal space of the piezoelectric device configured by joining the piezoelectric chip 10, the base portion 30, and the lid portion 50 is a vacuum or a nitrogen atmosphere or an inert gas atmosphere.

図3は、上述した第1実施例の圧電デバイス100の外観を示した図であり、上面、側面及び底面を併せて示した図である。圧電チップ10、ベース部30およびリッド部50が積層されていて、かつ、ベース部の底面に4個の実装端子34a〜34dを具えた状態を示している。   FIG. 3 is a view showing the appearance of the piezoelectric device 100 according to the first embodiment described above, and is a view showing the top, side and bottom together. The figure shows a state in which the piezoelectric chip 10, the base portion 30 and the lid portion 50 are stacked, and four mounting terminals 34a to 34d are provided on the bottom surface of the base portion.

(第2実施例)
次に、第2実施例の圧電デバイスについて説明する。図4はその説明図であり、第2実施例の圧電デバイスに具わる圧電チップ200に着目した斜視図である。図1と同様に、圧電チップ200を一方の主面側から見た状態((A)図)、他方の主面側から見た状態((B)図)により示してある。
Second Embodiment
Next, the piezoelectric device of the second embodiment will be described. FIG. 4 is an explanatory view thereof, and is a perspective view focusing on the piezoelectric chip 200 provided in the piezoelectric device of the second embodiment. Similarly to FIG. 1, the piezoelectric chip 200 is shown in a state (FIG. A) when viewed from the one principal surface side and in a state (FIG. B) when viewed from the other principal surface side.

この第2実施例の圧電チップ200の第1実施例の圧電チップ10との相違点は、第1および第2引出電極の枠部上に設ける部分の形状である。すなわち、この第2実施例の圧電チップ200は、第1引出電極202および第2引出電極204各々を、枠部14の四隅において枠部14の全幅に渡るよう拡幅した拡幅部206を有したことを特徴するものである。図示は省略するが、ベース部およびリッド部についても、それに設ける第1金属膜および第2金属膜は、拡幅部206に対応する部分を拡幅させた拡幅部を有したものとする。それ以外は、第1実施例と同様の構成としてある。
この第2実施例の構造によれば、圧電デバイスの隅部での圧電チップとベース部との接合面積、圧電チップとリッド部との接合面積を第1実施例の場合と比べて少なくとも2倍に広くできるので、隅部での接合強度を第1実施例に比べて強くできる。
The difference between the piezoelectric chip 200 of the second embodiment and the piezoelectric chip 10 of the first embodiment is the shape of the portion provided on the frame of the first and second lead electrodes. That is, the piezoelectric chip 200 of the second embodiment has the widening portion 206 which is widened so that each of the first extraction electrode 202 and the second extraction electrode 204 is spread over the entire width of the frame 14 at the four corners of the frame 14. It is characterized by Although not shown, the first metal film and the second metal film provided to the base portion and the lid portion also have a widened portion obtained by widening the portion corresponding to the widened portion 206. The other configuration is the same as that of the first embodiment.
According to the structure of the second embodiment, the bonding area between the piezoelectric chip and the base and the bonding area between the piezoelectric chip and the lid at the corners of the piezoelectric device are at least twice as large as those in the first embodiment. Thus, the joint strength at the corners can be made stronger than in the first embodiment.

(製造法の説明)
次に、この発明の理解を深めるために、圧電デバイス100の製法例を図5〜図7を参照して簡単に説明する。
図5に示すように、ATカットの水晶ウエハを用意し、それら水晶ウエハを公知のフォトリソグラフィ技術、ウエットエッチング技術および成膜技術等により加工して、第1実施例の圧電チップ10をマトリクス状に形成した圧電ウエハ10Wを作製する。この際、振動部の周波数調整も行う。なお、図5中に「L」で示した破線は、後にダイシングにより分割する箇所である(図6、図7において同じ)。
圧電ウエハ10Wを作製した方法と同様の方法により、ベースウエハ30Wおよびリッドウエハ50Wをそれぞれ作成する(図6、図7)。
(Description of manufacturing method)
Next, in order to deepen the understanding of the present invention, an example of a method of manufacturing the piezoelectric device 100 will be briefly described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5, an AT-cut quartz wafer is prepared, and the quartz wafer is processed by a known photolithographic technique, wet etching technique, film forming technique, etc. to form the piezoelectric chips 10 of the first embodiment in a matrix The piezoelectric wafer 10W formed on is manufactured. At this time, the frequency adjustment of the vibration unit is also performed. In addition, the broken line shown by "L" in FIG. 5 is a location divided | segmented by dicing later (the same in FIG. 6, FIG. 7).
The base wafer 30W and the lid wafer 50W are formed respectively by the same method as the method of manufacturing the piezoelectric wafer 10W (FIG. 6, FIG. 7).

次に、これら圧電ウエハ10W、ベースウエハ30W及びリッドウエハ50Wを、所定の位置関係で重ね、次に、これらを所定の雰囲気中に置いた状態で、所定の圧力及び温度で加圧・加熱する。この処理にて、共晶接合が生じて、各ウエハ同士は接合する。次に、この接合状態のウエハをダイシングラインに沿ってダイシングすることで、ウエハから圧電デバイスを個片化する。   Next, the piezoelectric wafer 10W, the base wafer 30W and the lid wafer 50W are stacked in a predetermined positional relationship, and then, in a state where they are placed in a predetermined atmosphere, they are pressurized and heated at a predetermined pressure and temperature. In this process, eutectic bonding occurs to bond the wafers. Next, the bonded wafer is diced along dicing lines to separate the piezoelectric devices from the wafer.

上述においては、この発明の圧電デバイスの実施例を説明したが、この発明は上述の例に限られない。例えば、上述の例では、振動部をテーブルトップ構造のものとしたがこれ以外の構造でももちろん良い。振動部を平面視四角形状のものとしたが、振動部の形状は他の構造でも良い。また、圧電材料として水晶を用いたが、これに限られない。     Although the embodiment of the piezoelectric device of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-mentioned example, although a vibration part was made into the thing of a table top structure, of course, you may be a structure other than this. Although the vibrating portion has a square shape in plan view, the shape of the vibrating portion may be another structure. Moreover, although quartz was used as a piezoelectric material, it is not restricted to this.

10:実施例の圧電チップ、10W:圧電ウエハ
12:振動部
12a:振動部の中央部分、12b:振動部の周辺部分
14:枠部
16:連結部
18a:第1励振電極、18b:第2励振電極
20a:第1引出電極、20b:第2引出電極
20aa:第1引出電極の第1部分(連結部上にある部分)
20ab:第1引出電極の第2部分(枠部上にある部分)
20ba:第2引出電極の第1部分(連結部上にある部分)
20bb:第2引出電極の第2部分(枠部上にある部分)
22:貫通部
24:キャスタレーション
30:ベース部、30W:ベースウエハ
32:第1金属膜
34a:第1実装端子、34b:第2実装端子、34c、34d:実装端子
36a:第1ビア配線、36b:第2ビア配線
50:リッド部、50W:リッドウエハ
52:第2金属膜
S1:第1の主面、S2:第2の主面
L:ダイシングライン
100:第1実施例の圧電デバイス
200:第2実施例の圧電デバイスの圧電チップ
202:第2実施例の第1引出配線、
204:第2実施例の第2引出配線
206:拡幅部
10: Piezoelectric chip of the embodiment 10W: Piezoelectric wafer 12: Vibrating part 12a: Center part of vibrating part 12b: Peripheral part of vibrating part 14: Frame part 16: Connecting part 18a: First excitation electrode, 18b: Second Excitation electrode 20a: first extraction electrode, 20b: second extraction electrode 20aa: first portion of first extraction electrode (portion on connection portion)
20ab: Second portion of first extraction electrode (portion on frame)
20ba: The first part of the second extraction electrode (the part located on the connecting part)
20bb: second part of second extraction electrode (part on frame)
22: penetrating portion 24: castellation 30: base portion, 30 W: base wafer 32: first metal film 34a: first mounting terminal, 34b: second mounting terminal, 34c, 34d: mounting terminal 36a: first via wiring, 36b: second via wiring 50: lid portion, 50W: lid wafer 52: second metal film S1: first main surface, S2: second main surface L: dicing line 100: piezoelectric device of the first embodiment 200: Piezoelectric Chip of Piezoelectric Device of Second Embodiment 202: First Lead Wiring of Second Embodiment,
204: Second lead-out wire of the second embodiment 206: Widening section

Claims (2)

振動部と、前記振動部を囲う枠部と、前記振動部を前記枠部に連結する連結部と、前記振動部の第1の主面に設けた第1励振電極と、前記振動部の第2の主面に設けた第2励振電極と、前記連結部および前記枠部各々の第1の主面に設けられ前記第1励振電極に接続されている第1引出電極と、前記連結部および前記枠部各々の第2の主面に設けられ前記第2励振電極に接続されている第2引出電極とを具えた圧電チップ、前記枠部の主面のうちのいずれかの主面で前記圧電チップに接合しているリッド部、および、前記枠部の前記リッド部が接合している側とは反対側の主面で前記圧電チップに接合しているベース部を具える圧電デバイスにおいて、
前記第1引出電極の前記枠部上の部分を、前記枠部の前記第1の主面の、内周側又は外周側に設けてあり、
前記第2引出電極の前記枠部上の部分を、前記枠部の前記第2の主面の、前記第1引出電極と対向しない側に設けてあり、
前記ベース部は、これが接する前記第2引出電極又は第1引出電極に対応する領域に、当該引出電極と共晶接合する第1金属膜を具え、
前記リッド部は、これが接する前記第1引出電極又は第2引出電極に対応する領域に、当該引出電極と共晶接合する第2金属膜を具え、
前記枠部は平面視で四角形状であり、前記第1引出電極および第2引出電極は、前記枠部の四隅において前記枠部の全幅に渡るよう拡幅していること
を特徴とする圧電デバイス。
A vibrating portion; a frame portion surrounding the vibrating portion; a connecting portion connecting the vibrating portion to the frame; a first excitation electrode provided on a first main surface of the vibrating portion; A second excitation electrode provided on the main surface of 2, a first lead-out electrode provided on the first main surface of each of the connection portion and the frame portion and connected to the first excitation electrode, the connection portion, and A piezoelectric chip comprising a second lead-out electrode provided on a second main surface of each of the frame parts and connected to the second excitation electrode, the main surface of any one of the main surfaces of the frame parts A piezoelectric device comprising: a lid portion joined to a piezoelectric chip; and a base portion joined to the piezoelectric chip on a main surface of the frame opposite to the side to which the lid portion is joined.
A portion of the first lead electrode on the frame portion is provided on an inner peripheral side or an outer peripheral side of the first main surface of the frame portion,
A portion of the second lead electrode on the frame portion is provided on a side of the second main surface of the frame portion not facing the first lead electrode,
The base portion includes, in a region corresponding to the second lead-out electrode or the first lead-out electrode in contact therewith, a first metal film which is eutectically bonded to the lead-out electrode,
The lid portion includes, in a region corresponding to the first lead electrode or the second lead electrode in contact with the lid portion, a second metal film which is eutectic-bonded to the lead electrode,
The piezoelectric device according to claim 1, wherein the frame portion has a rectangular shape in plan view, and the first and second lead-out electrodes are widened at four corners of the frame portion so as to extend over the entire width of the frame portion.
請求項1に記載の圧電デバイスにおいて、
前記ベース部は、前記圧電チップとは反対面に第1実装端子および第2実装端子を具え、
かつ、
前記第1引出電極と前記第1実装端子とを接続している第1ビア配線と、前記第2引出電極と前記第2実装端子とを接続している第2ビア配線とを具えること
を特徴とする圧電デバイス。
In the piezoelectric device according to claim 1 ,
The base portion has a first mounting terminal and a second mounting terminal on the surface opposite to the piezoelectric chip,
And,
Providing a first via wiring connecting the first lead-out electrode and the first mounting terminal, and a second via wiring connecting the second lead-out electrode and the second mounting terminal; Feature Piezoelectric device.
JP2015079211A 2015-04-08 2015-04-08 Piezoelectric device Active JP6538408B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015079211A JP6538408B2 (en) 2015-04-08 2015-04-08 Piezoelectric device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015079211A JP6538408B2 (en) 2015-04-08 2015-04-08 Piezoelectric device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016201624A JP2016201624A (en) 2016-12-01
JP6538408B2 true JP6538408B2 (en) 2019-07-03

Family

ID=57424616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015079211A Active JP6538408B2 (en) 2015-04-08 2015-04-08 Piezoelectric device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6538408B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018212150A1 (en) 2017-05-15 2018-11-22 株式会社村田製作所 Liquid crystal oscillation element, liquid crystal oscillator, and method for manufacturing these
JP7015484B2 (en) * 2018-08-02 2022-02-03 株式会社村田製作所 MEMS device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1032456A (en) * 1996-07-17 1998-02-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Oscillator
DE19649332C1 (en) * 1996-11-28 1998-01-22 Tele Quarz Gmbh Crystal oscillator formed as surface-mounted-device (SMD)
JP4967707B2 (en) * 2006-05-01 2012-07-04 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric vibrator and manufacturing method thereof
JP5026197B2 (en) * 2007-08-28 2012-09-12 日本電波工業株式会社 Piezoelectric device and manufacturing method thereof
JP2012195918A (en) * 2011-03-18 2012-10-11 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Piezoelectric device
JP2013222790A (en) * 2012-04-16 2013-10-28 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Package for housing electronic component, and piezoelectric device
JP6435606B2 (en) * 2013-03-29 2018-12-12 セイコーエプソン株式会社 Vibration element, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object
JP5839024B2 (en) * 2013-12-20 2016-01-06 株式会社大真空 Piezoelectric vibration device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016201624A (en) 2016-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4647671B2 (en) Quartz device and method of manufacturing quartz device
JP6589982B2 (en) Piezoelectric vibration device
JP4864152B2 (en) Surface mount crystal unit
JP5708079B2 (en) Crystal oscillator
JP2008131549A (en) Quartz oscillation device
JP6538408B2 (en) Piezoelectric device
JP2012050057A (en) Crystal oscillator and manufacturing method therefor
WO2018003315A1 (en) Piezoelectric oscillating device, and method of manufacturing piezoelectric oscillating device
JP6358293B2 (en) Method for manufacturing piezoelectric vibration device
JP2009246583A (en) Piezoelectric vibration device
JP5050080B2 (en) Manufacturing method of surface mount crystal unit
JP6780718B2 (en) Piezoelectric vibration device
US20220077841A1 (en) Piezoelectric resonator device
JP2017108385A (en) Piezoelectric vibration device
JP6696378B2 (en) Piezoelectric vibration device
JP2009165102A (en) Piezoelectric oscillator, and method for manufacturing piezoelectric oscillator
JP6508217B2 (en) Substrate, method of manufacturing substrate, and elastic wave device
WO2021059731A1 (en) Piezoelectric vibration plate, piezoelectric vibration device, and method for manufacturing piezoelectric vibration device
JP4555068B2 (en) Method for manufacturing crystal resonator package
JP2010268439A (en) Surface mounting crystal vibrator
JPH09172346A (en) Piezoelectric resonance parts and manufacture of the same
JP2010258667A (en) Electronic component and manufacturing method thereof, and piezoelectric vibrator and manufacturing method thereof
JP2018019417A (en) Piezoelectric vibration device
JP2011071957A (en) Method of manufacturing surface-mounted crystal resonator
JP6744078B2 (en) Crystal oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181031

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190416

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190515

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190604

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190606

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6538408

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250