JP6701161B2 - 圧電振動デバイス及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、圧電振動デバイス及びその製造方法に関する。
発振装置や帯域フィルタなどに用いられる圧電振動デバイスの一態様として、矩形形状のセラミック基板に水晶片が搭載され、セラミック基板の側壁面に形成されたスルー端子によって、基板の表裏を電気的に接続する構成が知られている。これによれば、基板の表面に水晶片の電極に接続する引出端子を形成し、当該引出端子を基板の裏面に形成された実装端子に電気的に接続させることができる（特許文献１参照）。
上記構成によれば、セラミック基板に形成される引出端子及びスルー端子などの電極は、セラミック基板の表面から側面にかけてその縁部を通ることになる。セラミック基板の縁部に形成された電極は、摩耗しやすい（セラミック基板の）縁部において外部に露出しているため、電極が損傷する可能性があり、ひいては電極の断線が発生する可能性があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電極の断線防止を図ることによって、電気的な接続信頼性の向上を図ることを目的とする。
本発明の一側面に係る圧電振動デバイスは、励振電極が形成された圧電振動子と、略矩形の外形形状を有し、圧電振動子が第１面に設けられたベース部材と、ベース部材の第１面からベース部材の側面を通って、ベース部材の第１面とは反対の第２面にかけて連続して形成された外部電極と、ベース部材の第１面に対向するように開口された凹部を有し、凹部とベース部材との内部空間に圧電振動子を密封封止するようにベース部材に接合された、リッド部材と、を備え、外部電極のうち、ベース部材の第１面と側面とによって構成された縁部が、絶縁性を有する被覆材によって少なくとも部分的に被覆されている。
上記構成によれば、外部電極のうち、ベース部材の第１面と側面とによって構成される縁部が、少なくとも部分的に被覆材によって被覆されているので、当該縁部において電極の露出が抑制され、電極の断線防止を図ることができる。したがって、電気的な接続信頼性の向上を図ることができる。
上記圧電振動デバイスにおいて、被覆材は、ベース部材の第１面においてリッド部材の凹部の開口縁部に沿って設けられた枠状封止部と、枠状封止部と一体的に形成され、外部電極の縁部を少なくとも部分的に被覆するように枠状封止部から延出された延出部と、を含んでもよい。
上記圧電振動デバイスにおいて、リッド部材は、凹部の開口縁部に沿って設けられた封止材を介して、ベース部材に接合され、被覆材は、ベース部材の第１面において封止材を囲んで形成された枠状ガイド部と、枠状ガイド部と一体的に形成され、外部電極の縁部を少なくとも部分的に被覆するように枠状ガイド部から延出された延出部と、を含んでもよい。
上記圧電振動デバイスにおいて、被覆材は、樹脂材料で形成されてもよい。
上記圧電振動デバイスにおいて、被覆材は、ガラス材料で形成されてもよい。
これによれば、被覆材とベース部材との密着強度を向上させることができる。
上記圧電振動デバイスにおいて、ベース部材は、側面の一部が切断して形成された切り欠き側面を有しており、外部電極は、ベース部材の第１面から、切り欠き側面を通って、ベース部材の第２面にかけて連続して形成されてもよい。なお、切り欠き側面は、２つの側面に隣接するコーナー部を切断して形成してもよい。
上記圧電振動デバイスにおいて、延出部は、ベース部材の側面に沿って第２面に至るまで延出されてもよい。
上記圧電振動デバイスにおいて、延出部は、ベース部材の側面に沿って第１面と第２面との間の位置まで延出されてもよい。
これによれば、延出部による段差がストッパとなるため、例えばリフロー工程中のハンダの這い上がりを防止することができる。また、被覆材が樹脂材料またはガラス材料で形成される場合は、被覆材にハンダが濡れず、さらにハンダの這い上がりを防止することができる。
上記圧電振動デバイスにおいて、外部電極が複数設けられており、延出部は、複数の外部電極のそれぞれに対応して形成されてもよい。
上記圧電振動デバイスにおいて、外部電極の縁部の全体が被覆材によって被覆されてもよい。
上記圧電振動デバイスにおいて、被覆材は、ベース部材の第１面においてリッド部材の凹部の開口縁部に沿って設けられたガラス材からなる枠状封止部と、枠状封止部と一体的に形成されたガラス材からなる延出部であって、外部電極の縁部を少なくとも部分的に被覆するように枠状封止部から延出された延出部と、を含み、圧電振動デバイスは、被覆材の枠状封止部の上に設けられた樹脂からなる封止材をさらに含み、リッド部材は、ガラス材の枠状封止部と樹脂の封止材とによって、ベース部材に接合されてもよい。
これによれば、被覆材とベース部材との密着強度を向上させることができる。
本発明の一側面に係る圧電振動デバイスの製造方法は、（ａ）励振電極が形成された圧電振動子を形成すること、（ｂ）略矩形の外形形状を有するベース部材であって、ベース部材の第１面からベース部材の側面を通って、ベース部材の第１面とは反対の第２面にかけて連続して形成された外部電極を有するベース部材を形成すること、（ｃ）外部電極のうち、ベース部材の第１面と側面とによって構成された縁部を、絶縁性を有する被覆材によって少なくとも部分的に被覆すること、（ｄ）圧電振動子をベース部材の前記第１面に搭載すること、及び、（ｅ）ベース部材の第１面に対向するように開口された凹部を有するリッド部材を、凹部とベース部材との内部空間に圧電振動子を密封封止するように、ベース部材に接合すること、を含む。
上記構成によれば、外部電極うち、ベース部材の第１面と側面とによって構成された縁部を、少なくとも部分的に被覆材によって被覆するので、当該縁部において電極の露出が抑制され、電極の断線防止を図ることができる。したがって、電気的な接続信頼性の向上を図ることができる。
上記圧電振動デバイスの製造方法において、被覆材は、ベース部材の第１面においてリッド部材の凹部の開口縁部に沿って設けられたガラス材からなる枠状封止部と、枠状封止部と一体的に形成されたガラス材からなる延出部であって、外部電極の縁部を少なくとも部分的に被覆するように枠状封止部から延出された延出部と、を含み、（ｃ）において、ベース部材に被覆材を設けた後、被覆材を仮焼成し、（ｅ）において、リッド部材を被覆材の枠状封止部を介してベース部材に搭載した後、被覆材を本焼成してもよい。
上記圧電振動デバイスの製造方法において、（ｅ）において、リッド部材を、凹部の開口縁部に沿って設けられた封止材を介して、ベース部材に接合し、被覆材は、ベース部材の第１面において封止材を囲んで形成された枠状ガイド部と、枠状ガイド部と一体的に形成され、外部電極の縁部を少なくとも部分的に被覆するように枠状ガイド部から延出された延出部と、を含んでもよい。
上記圧電振動デバイスの製造方法において、被覆材は、ベース部材の第１面においてリッド部材の凹部の開口縁部に沿って設けられたガラス材からなる枠状封止部と、枠状封止部と一体的に形成されたガラス材からなる延出部であって、外部電極の縁部を少なくとも部分的に被覆するように枠状封止部から延出された延出部と、を含み、（ｃ）において、ベース部材に被覆材を設けた後、被覆材を焼成し、（ｅ）において、被覆材の枠状封止部の上、及び、リッド部材の凹部の開口縁部の上の少なくとも一方に、樹脂からなる封止材を形成し、リッド部材を被覆材の枠状封止部及び樹脂の封止材を介してベース部材に搭載した後、樹脂の封止材を熱硬化させてもよい。
本発明によれば、電極の断線防止を図ることによって、電気的な接続信頼性の向上を図ることができる。
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施の形態に限定して解するべきではない。
（第１実施形態）
図１〜図４を参照しつつ、本実施形態に係る圧電振動デバイスを説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る圧電振動デバイスの分解斜視図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。また、図３Ａ〜図３Ｃは、ベース部材の部分拡大図を示したものであり、本実施形態に係る被覆材の具体的構成を説明する図である。なお、図４は、ベース部材の変形例を説明するための図である。
図１〜図４を参照しつつ、本実施形態に係る圧電振動デバイスを説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る圧電振動デバイスの分解斜視図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。また、図３Ａ〜図３Ｃは、ベース部材の部分拡大図を示したものであり、本実施形態に係る被覆材の具体的構成を説明する図である。なお、図４は、ベース部材の変形例を説明するための図である。
図１に示すように、本実施形態に係る圧電振動デバイス１は、圧電振動子１００と、リッド部材２００と、ベース部材３００とを備える。リッド部材２００及びベース部材３００は、圧電振動子１００を収容するためのケース又はパッケージである。圧電振動子１００、リッド部材２００及びベース部材３００は、ＸＹ平面視において略同じ寸法及び形状を有しており、例えばＸ方向に平行な長手方向とＹ方向に平行な短手方向を有する略矩形の外形形状を有する。
図２に示すように、圧電振動子１００は、圧電基板１１０と、圧電基板１１０に形成された一対の第１及び第２励振電極１３０，１４０を有する。具体的には、圧電基板１１０の第１面１１２に第１励振電極１３０が形成され、他方、圧電基板１１０の第２面１１４に第２励振電極１４０が形成されている。
圧電基板１１０は、所与の圧電材料から形成され、その材料は特に限定されるものではないが、例えば水晶であってもよく、ＡＴカットで形成された水晶であってもよい。ＡＴカット水晶を用いた圧電振動子１００は、広い温度範囲で極めて高い周波数安定性を有し、また、経時変化特性にも優れている上、低コストで製造することが可能である。また、ＡＴカット水晶で構成された圧電振動子１００は、厚みすべり振動モード（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｓｈｅａｒ Ｍｏｄｅ）を主振動として用いられることが多い。あるいは、圧電材料は、ＡＴカット以外の他の水晶材料を適用してもよいし、あるいは、水晶以外のセラミックなどのその他の圧電材料を適用してもよい。
圧電基板１１０に形成される第１及び第２励振電極１３０，１４０は、一対の電極として、ＸＹ平面視において略全体が重なり合うように配置されている。また、圧電基板１１０の第１面１１２には、第１励振電極１３０に電気的に接続された延出電極１３２が形成されている。延出電極１３２は、圧電基板１１０の長手方向のＸ軸負方向に向かって延出しており、圧電基板１１０の側面を通って、第１面１１２とは反対の第２面１１４に形成された接続電極１３４と電気的に接続されている。他方、圧電基板１１０の第２面１１４には、第２励振電極１４０に電気的に接続された延出電極１４２が形成されている（図２参照）。延出電極１４２は、圧電基板１１０の長手方向のＸ軸負方向に向かって延出しており、第２面１１４に形成された接続電極１４４に電気的に接続されている。このように、第１及び第２励振電極１３０，１４０と電気的に接続された接続電極１３４，１４４が、圧電基板１１０の第２面１１４における長手方向の同じ端部側（すなわち同じ短辺側）に配置されている。
なお、接続電極１３４，１４４の配置は上記に限定されるものではなく、他の部材との電気的接続を考慮して適宜変更することができる。
第１及び第２励振電極１３０，１４０を含む上記各電極は、例えば、下地をクロム（Ｃｒ）層で形成し、クロム層の表面に金（Ａｕ）層を形成してもよく、その材料は限定されるものではない。
リッド部材２００は、ベース部材３００の第１面３０２に対向するように開口された凹部２０４を有する。また、リッド部材２００は、凹部２０４の開口縁部２０２を有する。リッド部材２００は、金属材料、絶縁材料又はそれらの複合材料のいずれで形成されてもよい。また、リッド部材２００の外形形状、凹部２０４の形状、あるいは開口縁部２０２の態様はいずれも限定されるものではない。例えば、開口縁部は、凹部開口中心から開口縁に向かって開口縁から突出するフランジ部であってもよい。
ベース部材３００は、略矩形の外形形状を有し、第１面３０２に圧電振動子１００が設けられる。ベース部材３００は、セラミックで形成されてもよい。図２に示すように、リッド部材２００及びベース部材３００の両者が接合されることによって、圧電振動子１００が、リッド部材２００の凹部２０４とベース部材３００とによって囲まれた内部空間（キャビティ）２０６に密封封止される。本実施形態においては、例えばガラス材料で構成された被覆材４００によって、リッド部材２００及びベース部材３００の両者が接合される。なお、図２に示す例では、圧電振動子１００は、接続電極１３４，１４４が配置された一方端が固定端となるように、リッド部材２００及びベース部材３００に支持され、圧電振動子１００の他方端が自由端となっている。
図１に示すように、ベース部材３００は、各コーナー部にそれぞれ形成された外部電極３３０，３３２，３３４，３３６を有する。各外部電極３３０〜３３６は、圧電振動子１００が実装される第１面３０２から、ベース部材３００の側面３０６を通って、ベース部材３００の第２面３０４にかけて連続して形成されている。図１に示す例では、ベース部材３００は、それぞれのコーナー部の一部が円筒曲面状（又はキャスタレーション形状）に切断して形成された側面３０６（切り欠き側面）を有しており、各外部電極３３０〜３３６は、圧電振動子１００が実装される第１面３０２から、このような円筒曲面状に切断して形成された側面３０６を通って、ベース部材３００の第２面３０４にかけて連続して形成されている。なお、ベース部材３００のコーナー部の形状は上記に限定されるものではなく、例えば、平面状に切断して形成された面（切り欠き側面）であってもよいし、あるいは、コーナー部の角が切断されずに残っていてもよい。
図１に示す例では、複数の外部電極３３０〜３３６のうち、いずれか一つの外部電極３３０は、第１面３０２に形成された接続電極３２０に延出電極３２０ａを介して電気的に接続され、他の一つの外部電極３３２は、第１面３０２に形成された接続電極３２２に延出電極３２２ａを介して電気的に接続され、残りの２つの外部電極３３４，３３６は上記接続電極とは電気的に接続されていないダミー電極として構成されている。また、ベース部材３００の接続電極３２０，３２２は、それぞれ導電保持部材３４０，３４２を介して、圧電振動子１００の接続電極１３４，１４４に電気的に接続されている。こうして形成された圧電振動子１００に電気的に接続された２つの外部電極３３０，３３２は、ＸＹ平面における対向する位置（つまり矩形の対角線上の位置）に設けられていてもよい。
なお、接続電極及び外部電極について、それらの電極の個数、電極の配置及びパターン形状は特に限定されるものではない。例えば、図１に示す例では、ベース部材３００上の接続電極３２０，３２２は、ベース部材３００の同じ短辺側に配置されているが、変形例として、図４に示すように、接続電極３５０，３５２が対向する異なる短辺側に配置されていてもよい。より具体的には、図４に示す例では、ベース部材３０１が、各コーナー部にそれぞれ形成された外部電極３６０，３６２，３６４，３６６を有し、これらの複数の外部電極３６０〜３６６のうち、いずれか一つの外部電極３６０は、第１面に形成された接続電極３５０に延出電極３５０ａを介して電気的に接続され、他の一つの外部電極３６２は、第１面に形成された接続電極３５２に延出電極３５２ａを介して電気的に接続され、残りの２つの外部電極３６４，３６６は上記接続電極とは電気的に接続されていないダミー電極として構成されている。接続電極３５０，３５２は、ベース部材３０１の短辺に沿って細長く形成されていてもよい。このような態様においては、圧電振動子は、長手方向の一方端及び他方端の両方においてベース部材３０１に支持されることになる。
こうして、ベース部材３００に外部電極３３０〜３３６が形成されることによって、圧電振動子１００が設けられた第１面３０２から、圧電振動デバイス１が実装される側の第２面３０４へ、電気的導通を図ることができる。
このような圧電振動デバイス１においては、外部電極３３０，３３２を介して、圧電振動子１００における一対の第１及び第２励振電極１３０，１４０の間に交流電圧を印加することにより、厚みすべりモードで圧電基板１１０が振動し、該振動に伴う共振特性が得られる。
本実施形態においては、いずれかの外部電極のうち、ベース部材３００の第１面３０２と側面３０６とによって構成された縁部が、絶縁性を有する被覆材によって少なくとも部分的に被覆されている。本実施形態に係る被覆材は、圧電振動子１００を密封封止するものである。
図１及び図２に示すように、被覆材４００は、枠状封止部４１０と、枠状封止部４１０から延出された複数の延出部４２０，４２２，４２４，４２６とを備えている。枠状封止部４１０は、ベース部材３００の第１面３０２において、リッド部材２００の開口縁部２０２に沿って一体的に設けられており、リッド部材２００の開口縁部２０２とベース部材３００の第１面３０２との間を隙間なく密封封止する。また、いずれかの延出部４２０〜４２６は、枠状封止部４１０と一体的に形成されるとともに、外部電極３３０〜３３６の縁部を少なくとも部分的に被覆している。
図３Ａに示す例では、延出部４２０は、枠状封止部４１０から、第１面３０２、側面３０６及び第２面３０４にかけて連続的に延出されており、外部電極３３０のうち、第１面３０２と側面３０６とによって構成された縁部３３０ａの全体を被覆している。また、延出部４２０は、側面３０６に沿って第２面３０４に至るまで形成されている。この場合、延出部４２０は、切り欠き部としての側面３０６の全体を被覆していてもよい。これにより、被覆材４００とベース部材３００との密着強度を向上させることができる。なお、このような延出部の構成は、図１に示される他の延出部４２２，４２４，４２６に対しても適用されてもよい。
被覆材４００の材料は、ガラス材料であってもよく、例えば低融点ガラス（例えば鉛ホウ酸系や錫リン酸系等）や、低温で乾燥するガラス（例えばアルミナ、シリカ等）を用いることができる。ガラス材からなる被覆材４００（すなわち、枠状封止部４１０及び延出部４２０〜４２６）を用いることによって、セラミックなどのベース基板との密着強度を向上させることができる。
あるいは、被覆材４００の材料は、絶縁性の樹脂材料であってもよい。このような樹脂材料は、熱硬化性樹脂であってもよく、エポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系接着剤であってもよい。
上記した被覆材４００の延出部の構成は、図３Ａに示す構成に限定されるものではない。ここで、図３Ｂ及び図３Ｃは、上記被覆材の変形例を示すものであり、各図においては変形例に伴って相違する部分に異なる符号を付している。
図３Ｂの変形例に示すように、被覆材４０２は、枠状封止部４１０から延出された延出部４３０を有し、この延出部４３０が、側面３０６に沿って第１面３０２と第２面３０４との間の位置まで延出され、側面３０６に延出部４３０の厚さによる段差が設けられていてもよい。このようにベース部材３００の側面３０６に段差が設けられることにより、例えば、ベース部材３００の第２面３０４にハンダ材料を設けた場合であっても、延出部４３０による段差がストッパとなって、リフロー工程中のハンダの這い上がりを防止し、例えば金属材料から形成したリッド部材２００との電気的ショートを防止することができる。また、被覆材４０２が樹脂材料又はガラス材料で形成される場合は、被覆材にハンダが濡れず、さらにハンダの這い上がりを防止することができる。
あるいは、図３Ｃの他の変形例に示すように、被覆材４０４は、枠状封止部４１０から延出された延出部４４０を有し、この延出部４４０が、外部電極３３０のうち、第１面３０２と側面３０６とによって構成された縁部３３０ａの一部を被覆してもよい。これにより、被覆材４０４（延出部４４０）によって被覆された箇所において、外部電極３３０の断線を防止することができる。
本実施形態に係る圧電振動デバイス１によれば、外部電極３３０のうち、ベース部材３００の第１面３０２と側面３０６とによって構成された縁部３３０ａが、少なくとも部分的に被覆材４００によって被覆されているので、当該縁部において電極の露出が抑制され、電極の断線防止を図ることができる。したがって、電気的な接続信頼性の向上を図ることができる。
次に、図５を参照しつつ、本実施形態に係る圧電振動デバイスの製造方法を説明する。
まず、図５に示すように、圧電振動子１００を形成する（図５のＳ１０）。圧電振動子１００として水晶振動子を形成する場合、まず、水晶材料を人工水晶又は天然水晶の原石から所定のカット角でウエハ状に切り出し、ダイシング又はエッチングすることによって所定の矩形の外形形状に形成し、その後、スパッタ法又は真空蒸着法等によって第１及び第２励振電極１３０，１４０をはじめとする各種電極を形成する（図１参照）。
次に、外部電極３３０〜３３６をはじめとする各種電極を有するベース部材３００を形成する（図５のＳ１２）。具体的には、電極ペーストの塗布、焼成により形成し、材質は銀又は銀パラジウム合金、モリブデン、タングステンなどの金属から成る。また、スパッタ法又は真空蒸着法等によって外部電極３３０〜３３６を含む各種電極を形成してもよい。
次に、ベース部材３００に被覆材４００を設け、当該被覆材４００（例えば延出部４２０）によって外部電極３３０の縁部３３０ａを被覆し（図５のＳ１４及び図３Ａ参照）、その後、リッド部材２００をベース部材３００に接合させることによって、圧電振動子１００を内部空間２０６に密封封止する（図５のＳ１６及び図２参照）。例えば、被覆材４００がガラス材からなる場合、ベース部材３００にガラス材からなる被覆材４００を設けた後、被覆材４００を仮焼成し、その後、リッド部材２００を被覆材４００の枠状封止部４１０を介してベース部材３００に搭載した後、被覆材４００を本焼成する。本焼成は、仮焼成の温度よりも高い温度で行われる。なお、仮焼成は必ずしも必要ではなく適宜行うことができる。こうして、最終的に、被覆材４００の枠状封止部４１０が、リッド部材２００の開口縁部２０２と、ベース部材３００の第１面３０２との間を隙間なく密封封止する。なお、上記各工程のいずれかにおいて、必要に応じて、圧電振動子１００の表面の周波数調整用の金属被覆部（例えば第１励振電極１３０）に、光ビームを照射することによって、周波数調整を行ってもよい。
ここで、枠状封止部４１０と延出部４２０とは別体で形成してもよい。また、枠状封止部４１０の形成は、例えば、ベース部材３００にガラス材を塗布することによって設けてもよく、あるいは、予めリッド部材２００の開口縁部２０２にガラス材を塗布又は転写し形成しておき、これをベース部材３００に搭載し転写することで設けてもよい。
また、リッド部材２００を密封封止する工程よりも前のいずれかの工程中（例えばベース部材３００に被覆材を設ける工程前でもよい）で、圧電振動子１００をベース部材３００に搭載することができる。具体的な工程は、例えば、ベース部材３００の接続電極３２０、３２２に、それぞれ導電性保持部材３４０、３４２を塗布し、圧電振動子１００を搭載し、導電性保持部材３４０、３４２と圧電振動子１００の接続電極１３４、１４４とを接続し、導電性保持部材３４０、３４２を硬化するものである。
なお、本実施形態に係る圧電振動デバイスの製造方法は、複数の上記ベース部材３００の集合体である集合基板を用意すること、及び、ベース部材３００に対する各工程を集合基板に対して行うことを含んでもよい。また、上記集合基板は、最終的には、ダイシングされて個片状態となる。
本実施形態に係る圧電振動デバイス１の製造方法によれば、外部電極３３０のうち、ベース部材３００の第１面３０２と側面３０６とによって構成された縁部３３０ａを、少なくとも部分的に被覆材４００によって被覆するので、当該縁部において電極の露出が抑制され、電極の断線防止を図ることができる。したがって、電気的な接続信頼性の向上を図ることができる。
（第２実施形態）
図６及び図７を参照しつつ、本実施形態に係る圧電振動デバイスを説明する。なお、以下の実施形態においては、上記第１実施形態と相違する部分について説明することとし、既に説明した内容と重複する部分については省略する。
図６及び図７を参照しつつ、本実施形態に係る圧電振動デバイスを説明する。なお、以下の実施形態においては、上記第１実施形態と相違する部分について説明することとし、既に説明した内容と重複する部分については省略する。
本実施形態に係る圧電振動デバイス３においては、圧電振動子１００を密封封止するために設けられた別途の封止材５００が設けられており、本実施形態に係る被覆材４０６は、封止材５００をガイドするものである。
具体的には、図６及び図７に示すように、被覆材４０６は、枠状ガイド部４１２と、枠状ガイド部４１２から延出された複数の延出部４５０，４５２，４５４，４５６とを備えている。
枠状ガイド部４１２は、ベース部材３００の第１面３０２において、封止材５００を囲んで、リッド部材２００の開口縁部２０２よりも僅かに大きい外形を有するように、開口縁部２０２に沿って一体的に設けられている。封止材５００は、例えば絶縁性の樹脂材料であり、エポキシ系接着剤などの熱硬化性樹脂であってもよい。枠状ガイド部４１２が設けられることによって封止材５００がその範囲内にガイドされ、封止材５００がその製造工程中及び製造後において、ベース部材３００の外側へ広がることが抑制される。なお、いずれかの延出部４５０，４５２，４５４，４５６は、枠状ガイド部４１２と一体的に形成されるとともに、外部電極の縁部を少なくとも部分的に被覆している。
また、本実施形態に係る圧電振動子の製造方法は、リッド部材２００とベース部材３００との両者の接合を封止材５００を介して行う点を除いて、既に第１実施形態において説明したとおりである。なお、封止材５００は、リッド部材２００の開口縁部２０２に設けてもよいし、ベース部材３００に被覆材４０６を設けた後（例えばガラス材からなる被覆材４０６を本焼成した後）、被覆材４０６の枠状ガイド部４１２に沿ってその内側に設けてもよい。
なお、本実施形態におけるその他の構成は、既に説明した内容を適用することができる。
（第３実施形態）
図８及び図９を参照しつつ、本実施形態に係る圧電振動デバイスを説明する。本実施形態に係る圧電振動デバイス５は、上記実施形態に係る圧電振動デバイス１の構成に対して、被覆材４００の枠状封止部４１０の上に設けられた封止材５１０をさらに備えている点で相違する。
図８及び図９を参照しつつ、本実施形態に係る圧電振動デバイスを説明する。本実施形態に係る圧電振動デバイス５は、上記実施形態に係る圧電振動デバイス１の構成に対して、被覆材４００の枠状封止部４１０の上に設けられた封止材５１０をさらに備えている点で相違する。
具体的には、図８及び図９に示すように、封止材５１０は、例えば絶縁性の樹脂材料であり、エポキシ系接着剤などの熱硬化性樹脂であってもよい。封止材５１０は、被覆材４００の枠状封止部４１０と同様に、ベース部材３００の第１面において、リッド部材２００の開口縁部２０２に沿って一体的に設けられており、リッド部材２００の開口縁部２０２とベース部材３００の第１面との間を隙間なく密封封止する。本実施形態において、被覆材４００の材料は、ガラス材料であることが好ましく、例えば低融点ガラスを用いることができる。これによれば、樹脂からなる封止材５１０の硬化物は、ガラスよりも弾性率が低いため、樹脂の硬化後のガラスへの応力を小さくすることができる。したがって、ガラスからなる被覆材４００と、セラミックなどのベース部材３００との密着強度をより向上させることができる。また、樹脂からなる封止材５１０の硬化物は、ガラスよりも金属材料に対する接合強度が高いため、リッド部材２００が金属材料のとき、リッド部材との接合強度を高めることができる。
また、本実施形態に係る圧電振動子の製造方法は、リッド部材２００とベース部材３００との両者の接合を封止材５１０及び被覆材４００を介して行う点を除いて、既に第１実施形態において説明したとおりである。なお、封止材５１０及び被覆材４００の形成方法については、例えば、まず、ベース部材３００にガラス材からなる被覆材４００を設けた後、当該被覆材４００を本焼成し、その後、樹脂からなる封止材を、被覆材４００の枠状封止部４１０の上、及び、リッド部材２００の凹部の開口縁部２０２の上の少なくとも一方に形成し、リッド部材２００を封止材及び枠状封止部４１０を介してベース部材３００に搭載した後、樹脂からなる封止材５１０を熱硬化させればよい。
なお、本実施形態におけるその他の構成は、既に説明した内容を適用することができる。
（第４実施形態）
図１０及び図１１を参照しつつ、本実施形態に係る圧電振動デバイスを説明する。上記各実施形態においては、ベース部材の各コーナー部に形成された外部電極を被覆材によって被覆する態様を説明したが、以下のとおり、コーナー部を除くベース部材のいずれかの側面に形成された外部電極を被覆材によって被覆してもよい。なお、図１０及び図１１においては、圧電振動子及びリッド部材の図示は省略している。
図１０及び図１１を参照しつつ、本実施形態に係る圧電振動デバイスを説明する。上記各実施形態においては、ベース部材の各コーナー部に形成された外部電極を被覆材によって被覆する態様を説明したが、以下のとおり、コーナー部を除くベース部材のいずれかの側面に形成された外部電極を被覆材によって被覆してもよい。なお、図１０及び図１１においては、圧電振動子及びリッド部材の図示は省略している。
図１０に示すように、ベース部材３７０には、略矩形の外形形状の対向する２辺のそれぞれに、例えば円筒形状の切り欠き側面が形成されており、当該切り欠き側面を通るように、圧電振動子が搭載される側の第１面からそれとは反対の第２面にかけて外部電極３７２，３７４が形成されている。かかる態様は、外部電極が２つである２端子構造である。被覆材６００は、枠状封止部６１０と、枠状封止部６１０から延出された複数の延出部６１２，６１４を有しており、一方の延出部６１２がそれに対応する外部電極３７２を被覆し、他方の延出部６１４がそれに対応する外部電極３７４を被覆するように構成されている。なお、外部電極３７２，３７４は、各辺の略中央であってもよいし、あるいは、中央からいずれかのコーナー部の側へずれた位置に設けられていてもよい。いずれにしても外部電極が形成された位置に対応して設けられた延出部によって、ベース部材３７０の第１面と切り欠き側面によって構成された縁部が少なくとも部分的に被覆される。
あるいは、図１１の変形例に示すように、ベース部材３８０には、略矩形の外形形状の対向する２辺のそれぞれに、例えば円筒形状の切り欠き側面が２個ずつ形成されており、当該切り欠き側面を通るように、圧電振動子が搭載される側の第１面からそれとは反対の第２面にかけて外部電極３８２，３８４，３８６，３８８が形成されていてもよい。この場合、被覆材７００は、枠状封止部７１０と、枠状封止部７１０から延出された複数の延出部７１２，７１４，７１６，７１８を有しており、当該各延出部がそれぞれ対応する外部電極３８２，３８４，３８６，３８８を被覆するように構成されている。かかる変形例は外部電極が４つである４端子構造であるが、外部電極の配置は図示する例に限定されるものではなく、例えば、ベース部材３８０の対向する長辺側に２個ずつ形成してもよいし、あるいは、４つの各辺にそれぞれ外部電極を形成してもよい。
なお、本実施形態においては外部電極及びそれに対応する被覆材の延出部の位置が上記各実施形態の構成と異なるものであり、本実施形態のその他の構成は既に説明したいずれかの内容を適宜選択し組み合わせることで得られる。
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
１，３，５ 圧電振動デバイス
１１０ 圧電基板
１３０ 第１励振電極
１４０ 第２励振電極
２００ リッド部材
２０２ 開口縁部
２０４ 凹部
２０６ 内部空間
３００，３０１ ベース部材
３０２ 第１面
３０４ 第２面
３０６ 側面
３３０，３３２，３３４，３３６ 外部電極
３３０ａ 縁部
４００，４０２，４０４，４０６ 被覆材
４１０ 枠状封止部
４１２ 枠状ガイド部
４２０，４２２，４２４，４２６ 延出部
５００，５１０ 封止材
１１０ 圧電基板
１３０ 第１励振電極
１４０ 第２励振電極
２００ リッド部材
２０２ 開口縁部
２０４ 凹部
２０６ 内部空間
３００，３０１ ベース部材
３０２ 第１面
３０４ 第２面
３０６ 側面
３３０，３３２，３３４，３３６ 外部電極
３３０ａ 縁部
４００，４０２，４０４，４０６ 被覆材
４１０ 枠状封止部
４１２ 枠状ガイド部
４２０，４２２，４２４，４２６ 延出部
５００，５１０ 封止材
Claims (10)
- 励振電極が形成された圧電振動子と、
略矩形の外形形状を有し、前記圧電振動子が第１面に設けられたベース部材と、
前記ベース部材の平面視におけるコーナー部に位置する外部電極であって、前記ベース部材の前記第１面から前記ベース部材の前記コーナー部の円筒曲面状の側面を通って、前記ベース部材の前記第１面とは反対の第２面にかけて連続して形成された外部電極と、
前記ベース部材の前記第１面に対向するように開口された凹部を有し、前記凹部と前記ベース部材との内部空間に前記圧電振動子を密封封止するように前記ベース部材に接合された、リッド部材と、
を備え、
前記外部電極のうち、前記ベース部材の前記第１面と前記側面とによって構成された縁部が、絶縁性を有する被覆材によって少なくとも部分的に被覆され、
前記被覆材は、
前記ベース部材の前記第１面において前記リッド部材の前記凹部の開口縁部に沿って設けられた枠状封止部と、
前記枠状封止部と一体的に形成され、前記外部電極の前記縁部を少なくとも部分的に被覆するように前記枠状封止部から延出された延出部と、
を含み、
前記延出部は、前記ベース部材の前記第１面から、前記ベース部材の前記側面に沿って前記第１面と前記第２面との間の位置まで、前記外部電極の前記側面の一部が露出するように連続して一体的に延出され、前記ベース部材の前記側面において露出した部分と前記側面を部分的に被覆する前記延出部の厚さとによる段差が設けられた、圧電振動デバイス。 - 励振電極が形成された圧電振動子と、
略矩形の外形形状を有し、前記圧電振動子が第１面に設けられたベース部材と、
前記ベース部材の平面視におけるコーナー部に位置する外部電極であって、前記ベース部材の前記第１面から前記ベース部材の前記コーナー部の円筒曲面状の側面を通って、前記ベース部材の前記第１面とは反対の第２面にかけて連続して形成された外部電極と、
前記ベース部材の前記第１面に対向するように開口された凹部を有し、前記凹部と前記ベース部材との内部空間に前記圧電振動子を密封封止するように前記ベース部材に接合された、リッド部材と、
を備え、
前記外部電極のうち、前記ベース部材の前記第１面と前記側面とによって構成された縁部が、絶縁性を有する被覆材によって少なくとも部分的に被覆され、
前記リッド部材は、前記凹部の開口縁部に沿って設けられた封止材を介して、前記ベース部材に接合され、
前記被覆材は、
前記ベース部材の前記第１面において前記封止材を囲んで形成された枠状ガイド部と、
前記枠状ガイド部と一体的に形成され、前記外部電極の前記縁部を少なくとも部分的に被覆するように前記枠状ガイド部から延出された延出部と、
を含み、
前記延出部は、前記ベース部材の前記第１面から、前記ベース部材の前記側面に沿って前記第１面と前記第２面との間の位置まで、前記外部電極の前記側面の一部が露出するように連続して一体的に延出され、前記ベース部材の前記側面において露出した部分と前記側面を部分的に被覆する前記延出部の厚さとによる段差が設けられた、圧電振動デバイス。 - 前記被覆材は、樹脂材料で形成された、請求項１又は２に記載の圧電振動デバイス。
- 前記被覆材は、ガラス材料で形成された、請求項１又は２に記載の圧電振動デバイス。
- 前記ベース部材は、側面の一部が切断して形成された切り欠き側面を有しており、前記外部電極は、前記ベース部材の前記第１面から、前記切り欠き側面を通って、前記ベース部材の前記第２面にかけて連続して形成された、請求項１から４のいずれか一項に記載の圧電振動デバイス。
- 前記外部電極が複数設けられており、
前記延出部は、前記複数の外部電極のそれぞれに対応して形成された、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧電振動デバイス。 - 励振電極が形成された圧電振動子と、
略矩形の外形形状を有し、前記圧電振動子が第１面に設けられたベース部材と、
前記ベース部材の平面視におけるコーナー部に位置する外部電極であって、前記ベース部材の前記第１面から前記ベース部材の前記コーナー部の円筒曲面状の側面を通って、前記ベース部材の前記第１面とは反対の第２面にかけて連続して形成された外部電極と、
前記ベース部材の前記第１面に対向するように開口された凹部を有し、前記凹部と前記ベース部材との内部空間に前記圧電振動子を密封封止するように前記ベース部材に接合された、リッド部材と、
を備え、
前記外部電極のうち、前記ベース部材の前記第１面と前記側面とによって構成された縁部が、絶縁性を有する被覆材によって少なくとも部分的に被覆され、
前記被覆材は、
前記ベース部材の前記第１面において前記リッド部材の前記凹部の開口縁部に沿って設けられたガラス材からなる枠状封止部と、
前記枠状封止部と一体的に形成されたガラス材からなる延出部であって、前記外部電極の前記縁部を少なくとも部分的に被覆するように前記枠状封止部から延出された延出部と、
を含み、
圧電振動デバイスは、前記被覆材の前記枠状封止部の上に設けられた樹脂からなる封止材をさらに含み、
前記リッド部材は、前記ガラス材の枠状封止部と前記樹脂の封止材とによって、前記ベース部材に接合され、
前記延出部は、前記ベース部材の前記第１面から、前記ベース部材の前記側面に沿って前記第１面と前記第２面との間の位置まで、前記外部電極の前記側面の一部が露出するように連続して一体的に延出され、前記ベース部材の前記側面において露出した部分と前記側面を部分的に被覆する前記延出部の厚さとによる段差が設けられた、圧電振動デバイス。 - （ａ）励振電極が形成された圧電振動子を形成すること、
（ｂ）略矩形の外形形状を有するベース部材であって、前記ベース部材の平面視におけるコーナー部において前記ベース部材の前記第１面から前記ベース部材の前記コーナー部の円筒曲面状の側面を通って、前記ベース部材の前記第１面とは反対の第２面にかけて連続して形成された外部電極を有するベース部材を形成すること、
（ｃ）前記外部電極のうち、前記ベース部材の前記第１面と前記側面とによって構成された縁部を、絶縁性を有する被覆材によって少なくとも部分的に被覆すること、
（ｄ）前記圧電振動子を前記ベース部材の前記第１面に搭載すること、
（ｅ）前記ベース部材の前記第１面に対向するように開口された凹部を有するリッド部材を、前記凹部と前記ベース部材との内部空間に前記圧電振動子を密封封止するように、前記ベース部材に接合すること、
を含み、
前記被覆材は、
前記ベース部材の前記第１面において前記リッド部材の前記凹部の開口縁部に沿って設けられたガラス材からなる枠状封止部と、
前記枠状封止部と一体的に形成されたガラス材からなる延出部であって、前記外部電極の前記縁部を少なくとも部分的に被覆するように前記枠状封止部から延出された延出部と、
を含み、
前記延出部は、前記ベース部材の前記第１面から、前記ベース部材の前記側面に沿って前記第１面と前記第２面との間の位置まで、前記外部電極の前記側面の一部が露出するように連続して一体的に延出され、前記ベース部材の前記側面において露出した部分と前記側面を部分的に被覆する前記延出部の厚さとによる段差が設けられ、
前記（ｃ）において、前記ベース部材に前記被覆材を設けた後、前記被覆材を仮焼成し、
前記（ｅ）において、前記リッド部材を前記被覆材の前記枠状封止部を介して前記ベース部材に搭載した後、前記被覆材を本焼成する、圧電振動デバイスの製造方法。 - （ａ）励振電極が形成された圧電振動子を形成すること、
（ｂ）略矩形の外形形状を有するベース部材であって、前記ベース部材の平面視におけるコーナー部において前記ベース部材の前記第１面から前記ベース部材の前記コーナー部の円筒曲面状の側面を通って、前記ベース部材の前記第１面とは反対の第２面にかけて連続して形成された外部電極を有するベース部材を形成すること、
（ｃ）前記外部電極のうち、前記ベース部材の前記第１面と前記側面とによって構成された縁部を、絶縁性を有する被覆材によって少なくとも部分的に被覆すること、
（ｄ）前記圧電振動子を前記ベース部材の前記第１面に搭載すること、
（ｅ）前記ベース部材の前記第１面に対向するように開口された凹部を有するリッド部材を、前記凹部と前記ベース部材との内部空間に前記圧電振動子を密封封止するように、前記ベース部材に接合すること、
を含み、
前記（ｅ）において、前記リッド部材を、前記凹部の開口縁部に沿って設けられた封止材を介して、前記ベース部材に接合し、
前記被覆材は、
前記ベース部材の前記第１面において前記封止材を囲んで形成された枠状ガイド部と、
前記枠状ガイド部と一体的に形成され、前記外部電極の前記縁部を少なくとも部分的に被覆するように前記枠状ガイド部から延出された延出部と、
を含み、
前記延出部は、前記ベース部材の前記第１面から、前記ベース部材の前記側面に沿って前記第１面と前記第２面との間の位置まで、前記外部電極の前記側面の一部が露出するように連続して一体的に延出され、前記ベース部材の前記側面において露出した部分と前記側面を部分的に被覆する前記延出部の厚さとによる段差が設けられた、圧電振動デバイスの製造方法。 - （ａ）励振電極が形成された圧電振動子を形成すること、
（ｂ）略矩形の外形形状を有するベース部材であって、前記ベース部材の平面視におけるコーナー部において前記ベース部材の前記第１面から前記ベース部材の前記コーナー部の円筒曲面状の側面を通って、前記ベース部材の前記第１面とは反対の第２面にかけて連続して形成された外部電極を有するベース部材を形成すること、
（ｃ）前記外部電極のうち、前記ベース部材の前記第１面と前記側面とによって構成された縁部を、絶縁性を有する被覆材によって少なくとも部分的に被覆すること、
（ｄ）前記圧電振動子を前記ベース部材の前記第１面に搭載すること、
（ｅ）前記ベース部材の前記第１面に対向するように開口された凹部を有するリッド部材を、前記凹部と前記ベース部材との内部空間に前記圧電振動子を密封封止するように、前記ベース部材に接合すること、
を含み、
前記被覆材は、
前記ベース部材の前記第１面において前記リッド部材の前記凹部の開口縁部に沿って設けられたガラス材からなる枠状封止部と、
前記枠状封止部と一体的に形成されたガラス材からなる延出部であって、前記外部電極の前記縁部を少なくとも部分的に被覆するように前記枠状封止部から延出された延出部と、
を含み、
前記延出部は、前記ベース部材の前記第１面から、前記ベース部材の前記側面に沿って前記第１面と前記第２面との間の位置まで、前記外部電極の前記側面の一部が露出するように連続して一体的に延出され、前記ベース部材の前記側面において露出した部分と前記側面を部分的に被覆する前記延出部の厚さとによる段差が設けられ、
前記（ｃ）において、前記ベース部材に前記被覆材を設けた後、前記被覆材を焼成し、
前記（ｅ）において、前記被覆材の前記枠状封止部の上、及び、前記リッド部材の前記凹部の開口縁部の上の少なくとも一方に、樹脂からなる封止材を形成し、前記リッド部材を前記被覆材の前記枠状封止部及び前記樹脂の封止材を介して前記ベース部材に搭載した後、前記樹脂の封止材を熱硬化させる、圧電振動デバイスの製造方法。
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