JP7454141B2 - 圧電振動子及び圧電振動子の製造方法 - Google Patents
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Description
まず、図1及び図2を参照しつつ、本実施形態に係る水晶振動子(Quartz Crystal Resonator Unit)1の構成を説明する。図1は、水晶振動子1の構成を示す斜視図である。図2は、図1のII-II線断面図である。以下の説明では、図2に示す水晶振動子1の状態を「組立状態」と呼ぶことがある。
次に、図1乃至図5を参照しつつ、水晶振動子1の各構成について詳細に説明する。図3は、水晶振動子1の接続電極35a,35b及び封止電極36a,36bを説明するための拡大図である。図4は、図3のIV-IV線断面図である。図5は、図3のV-V線断面図である。なお、図1及び図2において、水晶振動素子10及び基板30の一部電極、の図示は省略されている。また、図1に示すように、後述する接続電極35aの第1端351a及び接続電極35bの第1端351bが設けられた基板30の2つの角部の構成は同じであるため、図3乃至図5は、両者を合わせて表示している。また、図8乃至図10も、同様の方法で表示している。
水晶振動素子10は、圧電振動素子の一例であり、板状をなしている。また、水晶振動素子10は、水晶片11と、水晶片11に設けられている複数の電極と、を備える。水晶振動素子10の複数の電極は、励振電極14a,14bと、接続電極15a,15bと、引出電極16a,16bと、を含む。
基板30は、水晶振動素子10を搭載するための構成の一例であり、板状をなしている。基板30は、図1及び図2に示すように、基体31と、基体31に設けられた絶縁枠33と、基体31に設けられた複数の基板電極と、を有する。基板30の複数の基板電極は、接続電極35a,35b,35c,35dと、封止電極36a,36bと、外部電極37a,37b,37c,37dと、側面電極38a,38b,38c,38dと、を含む。それらの基板電極の表面には、めっき金属層34a,34bが設けられている。
基体31は、絶縁材料、例えばセラミックによって構成されている。基体31は、板状部材である。また、基体31は、図1及び図2に示すように、厚み方向の両側にある主面32a,32bと、複数の側面32cと、を有する。主面32aは、組立状態において、封止空間Sに向かい、水晶振動素子10が導電性保持部材45を介在して搭載される主面である。主面32bは、図示しない外部の実装基板に向かう面である。
接続電極35a,35bは、第1電極の一例である。また、接続電極35a,35bは、水晶振動素子10の励振電極14a,14bに電圧を供給するための電極である。接続電極35a,35bは、主面32aに設けられている。組立状態において、接続電極35a,35bは、図2に示すように、導電性保持部材45a,45bを介して接続電極15a,15bと電気的に接続されている。こうして、接続電極35a,35bは、導電性保持部材45a,45b及び接続電極15a,15bを介して、励振電極14a,14bに電圧を供給することができる。
絶縁枠33は、蓋部材20と基板30とを接合するための接着剤、すなわち硬化される前の絶縁層42及び接合部材43の広がりを抑制するための構成である。絶縁枠33は、絶縁材料、例えばガラス材料によって構成されている。また、絶縁枠33は、図1に示すように、枠状部材である。主面32aの平面視において、絶縁枠33は、水晶振動素子10を囲んで設けられかつ接続電極35a,35bの一部及び接続電極35c,35dを覆うように、主面32aの周縁部321に設けられている。また、絶縁枠33と、絶縁枠33によって覆われた、接続電極35a,35bの一部及び接続電極35c,35dとの間に、めっき金属層34a,34bが介在している。
封止電極36a,36bは、第2電極の一例である。また、封止電極36a,36bは、封止空間Sの密閉性を向上させるための電極である。封止電極36a,36bは、絶縁枠33と接続電極35a,35bとの継ぎ目部50a,50bを覆うように設けられている。図3に示す例では、封止電極36a,36bは、第1継ぎ目部51a,51bを覆うように設けられている。
導電性保持部材45は、水晶振動素子10の接続電極15a,15bと基板30の接続電極35a,35bとを電気的に接続するための接着材の硬化物である。また、導電性保持部材45は、例えば、導電性接着剤が熱硬化して形成されたものである。このように形成された導電性保持部材45によって、水晶振動素子10は、基板30に励振可能に保持されることができる。
蓋部材20は、図1及び図2に示すように、基板30と接合する側に開口が形成されている箱状をなしている。また、蓋部材20の材質は、例えば金属等の導電材料で構成される。組立状態において、蓋部材20は、図2に示すように、水晶振動素子10を封止するように、基板30の主面32aに接合されている。こうして、蓋部材20の内面と、基板30の主面32aの中央部322とは、水晶振動素子10を封止する封止空間Sを構成している。
絶縁層42は、蓋部材20と基板30の電極とを絶縁させるための構成である。絶縁層42は、図1及び図2に示すように、周縁部321の、絶縁枠33の内周縁331の内側に設けられている。絶縁層42は、絶縁部材、例えば、エポキシ系、シリコン系、ウレタン系またはイミド系の樹脂、又は金属酸化物によって形成されている。
続いて、図1乃至図10を参照しつつ、水晶振動子1の製造方法について説明する。図6は、水晶振動子1の製造方法を説明するためのフローチャート図である。図7は、図6のステップS10の詳細を説明するためのフローチャートである。図8は、図7のステップS14が行われた場合に係る接続電極及び封止電極の状態を示す図である。図9は、図8のIX-IX線断面図である。図10は、図8のX-X線断面図である。
まず、基体31を準備する(S11)。
続いて、図3乃至図5及び図11を参照しつつ、図11に示された比較例の封止状態と比較しながら、本実施形態に係る封止電極36の効果を説明する。図11は、比較例に係る水晶振動子の封止状態を示す図である。
本発明の一実施形態に係る水晶振動子1では、水晶振動素子10と、水晶振動素子10が導電性保持部材45を介在して搭載された主面32aを有する基板30と、水晶振動素子10を封止する封止空間Sを形成するように基板30に接合された蓋部材20と、を備え、基板30は、主面32aに設けられかつ水晶振動素子10に電圧を供給する第1電極の一例である接続電極35a,35bと、主面32aの平面視において、水晶振動素子10を囲んで設けられかつ接続電極35a,35bの一部を覆うように設けられた絶縁枠33と、主面32aの平面視において、絶縁枠33と接続電極35a,35bとの継ぎ目部50a,50bを覆うように設けられた第2電極の一例である封止電極36a,36bと、を有する。
上記構成によれば、良好な密閉性及び生産性を有する水晶振動子を提供することができる。
上記構成によれば、封止電極の構成を簡易化させることができるとともに、封止空間Sの密閉性を向上させることができる。
上記構成によれば、良好な密閉性を有する水晶振動子を取得することができる。
上記構成によれば、封止空間Sの密閉性の向上を実現できる。
上記方法によれば、良好な密閉性及び生産性を有する水晶振動子の製造方法を提供することができる。
上記方法によれば、封止電極の形成を簡易化させることができるとともに、封止空間Sの密閉性を向上させることができる。
上記方法によれば、簡易な方法を用いて、良好な密閉性を有する水晶振動子を取得することができる。
上記方法によれば、良好な密閉性を有する封止空間Sを取得することができる。
上記方法によれば、接続電極と封止電極との隙間の形成を回避して、封止空間Sの密閉性を向上させることができる。
上記方法によれば、良好な性能を有するめっき金属層を得ることができる。
Claims (10)
- 圧電振動素子と、
前記圧電振動素子が導電性保持部材を介在して搭載された主面を有する基板と、
前記圧電振動素子を封止する封止空間を形成するように前記基板に接合された蓋部材と、
を備え、
前記基板は、
前記主面に設けられかつ前記圧電振動素子に電圧を供給する第1電極と、
前記主面の平面視において、前記圧電振動素子を囲んで設けられかつ前記第1電極の一部を覆うように設けられた絶縁枠と、
前記主面の平面視において、前記絶縁枠と前記第1電極との継ぎ目部を覆うように設けられた第2電極と、を有する、
圧電振動子。 - 前記第1電極は、前記主面の平面視において、前記絶縁枠の内周縁の側から前記絶縁枠の外周縁の側に亘って前記絶縁枠と交差して設けられており、
前記継ぎ目部は、前記絶縁枠の前記内周縁の側の第1継ぎ目部を含み、
前記第2電極は、少なくとも、前記第1継ぎ目部に設けられている、
請求項1に記載の圧電振動子。 - 前記第1電極と前記第2電極との間を含む部分にめっき金属層が形成されている、
請求項1又は2に記載の圧電振動子。 - 前記めっき金属層は、前記第1電極と前記第2電極との互いに対向する面と密着している、
請求項3に記載の圧電振動子。 - 圧電振動子の製造方法であって、
基板を準備する工程と、
導電性保持部材を介在して、圧電振動素子を前記基板の主面に搭載する工程と、
前記圧電振動素子を封止する封止空間を形成するように、蓋部材を前記基板に接合する工程と、
を含み、
前記基板を準備する工程は、
前記主面を有する基体を準備する準備工程と、
前記主面に第1電極を形成する第1電極形成工程と、
前記主面の平面視において、前記圧電振動素子が搭載される領域を囲んで設けられかつ前記第1電極の一部を覆う絶縁枠を形成する、絶縁枠形成工程と、
前記主面の平面視において、前記絶縁枠と前記第1電極との継ぎ目部を覆うように、第2電極を形成する、第2電極形成工程と、
前記第1電極及び前記第2電極に対してめっき処理を行う、めっき処理工程と、
を含む、
圧電振動子の製造方法。 - 前記絶縁枠形成工程は、前記主面の平面視において、前記第1電極が、前記絶縁枠の内周縁の側から前記絶縁枠の外周縁の側に亘って前記絶縁枠と交差するように、前記主面に前記絶縁枠を形成することを含み、
前記第2電極形成工程は、少なくとも、前記継ぎ目部に含まれた前記絶縁枠の内周縁の側の第1継ぎ目部に、前記第2電極を形成することを含む、
請求項5に記載の圧電振動子の製造方法。 - 前記めっき処理工程は、前記第1電極と前記第2電極との間を含む部分にめっき金属を成長させて、めっき金属層を形成することを含む、
請求項5又は6に記載の圧電振動子の製造方法。 - 前記めっき金属層を形成することは、前記第1電極と前記第2電極との互いに対向する面と密着する前記めっき金属層を形成する、
請求項7に記載の圧電振動子の製造方法。 - 前記第1電極形成工程及び前記第2電極形成工程のそれぞれにおいて、又は、前記第1電極形成工程及び前記第2電極形成工程が行われた後に、前記第1電極及び前記第2電極を焼成して、前記第1電極及び前記第2電極のそれぞれの表面を覆うガラスフリット層を形成することが行われており、
前記めっき処理工程は、
前記ガラスフリット層が形成された後に行われる工程であり、
前記ガラスフリット層を除去して、前記第1電極と前記第2電極との間に第1空間を形成することと、
前記第1空間に前記めっき金属層を形成することと、を含む、
請求項8に記載の圧電振動子の製造方法。 - 前記めっき金属層を形成することは、Niめっき層及びAuめっき層を形成することを含む、
請求項9に記載の圧電振動子の製造方法。
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