JPH04284006A - 圧電発振器 - Google Patents

圧電発振器

Info

Publication number
JPH04284006A
JPH04284006A JP4802391A JP4802391A JPH04284006A JP H04284006 A JPH04284006 A JP H04284006A JP 4802391 A JP4802391 A JP 4802391A JP 4802391 A JP4802391 A JP 4802391A JP H04284006 A JPH04284006 A JP H04284006A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
piezoelectric oscillator
semiconductor element
silicon substrate
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.)
Pending
Application number
JP4802391A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Igarashi
五十嵐 清一
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP4802391A priority Critical patent/JPH04284006A/ja
Publication of JPH04284006A publication Critical patent/JPH04284006A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、陽極接合法を用いて封
止した圧電発振器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の圧電発振器の例として水晶発振器
の例を図5の断面図により説明する。リードフレーム5
1に半導体素子52と水晶発振片53を搭載し、各接続
は金線54をワイヤーボンディングして行ない、セラミ
ック等の上下のケース部材55、56を、低融点ガラス
57によって封止して、水晶発振器を構成していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の圧電発
振器によれば、封止構造にセラミック基台に低融点ガラ
スの溶融構造を用いているため、封止時に低融点ガラス
から、多量のガス発生があり、封止した容器内にガスが
充満する結果、内蔵した圧電発振片の電極膜が酸化等の
化学変化をおこし、発振周波数の経年変化を生じる。
【0004】また、低融点ガラスで封止を行なうために
低融点ガラスの塗布工程及び、微妙な低融点ガラスの溶
融コントロールを、正確に行なわねばならず、製造コス
トが高くなる。
【0005】また、低融点ガラス封止を確実に行なうた
めに封着面積を大きくすると共に低融点ガラスの量をあ
る程度、多く使わねばならず、必然的にパッケージの面
積が大きく、厚みも厚くなる。
【0006】更には、半導体素子及び圧電発振片及びパ
ッケージの外部導通端子への接続において、接続点が多
く、接続の信頼性が劣るという課題を有している。
【0007】本発明は以上の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、封止構造に陽極
接合法を用いて、経年変化の少ない圧電発振器を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電発振器は、
半導体素子と圧電発振片をパッケージ中に内蔵する圧電
発振器において、パッケージの封止構造を陽極接合法に
より行なうことを特徴とする。
【0009】また、シリコン基板を用いて、シリコンの
表面から対向面に設けられる外部電極間の導通取り方法
に、導電性の拡散層を用いたことを特徴とする。
【0010】また、シリコン基板中に半導体を収容する
凹部を有し、半導体素子を収容してなることを特徴とす
る。
【0011】一方、シリコン基板中に半導体素子が形成
されていることを特徴とする。
【0012】更に、本発明の圧電発振器、基板にセラミ
ック(ガラスを含む)を用い、もう一方のセラミック部
材とをセラミック表面に形成した金属皮膜を用い、陽極
接合法により行なうことを特徴とする。
【0013】
【実施例】本発明の圧電発振器の実施例を水晶発振器を
例として、図1により説明する。図1は組立斜視図であ
って、1は基板であり本例では平板状のシリコン基板で
あり、基板上に半導体素子2が、通常の半導体製造工程
により形成されている。半導体素子2には水晶発振片の
接続電極3が形成されており、導電性の接着剤により矩
形状AT型の水晶発振片5が接続されている。その結果
、水晶発振片5は半導体素子2中の発振回路部のトラン
ジスタ(通常はFETで構成されるので)のドレイン・
ゲートに接続され、発振可能となる。半導体素子2への
電源供給及び、出力の取り出し方法は、シリコン基板1
の片面に形成された、半導体素子2から、シリコン基板
1の対向面にまで、導電性の拡散層6を設け、導通とり
を必要個所、形成しておく。更にシリコン基板1の対向
面には、半田付け等が可能となる。外部電極7を拡散層
6にあらかじめ接続して設けておく。
【0014】水晶発振片5の固定されたシリコン基板1
に水晶発振片5を収容する凹部を設けたガラスからなる
ケース8を被せ、真空中で陽極接合を行ないパッケージ
の封止を完成する。以上の水晶発振器の周波数調整は、
封止後にレーザーを用いガラスのケース8を透過して行
なう。シリコン基板1に複数個、半導体素子2を構成し
、ケース8を複数個、半導体素子2の構成ピッチと等し
く構成しておくと、水晶発振片5を取りつける工程から
封止工程、そして、各水晶発振器をダイシングソー等で
切断する工程までが、IC同様に、ウエハー単位でバッ
チ処理が可能となり、その間に、周波数調整から特性検
査まで、効率的に行なうことが可能となる。また本例で
はシリコン基板上にICが形成されており、外部電極は
拡散により、対向面に露出しているので、導通とりが、
合理的でシンプルであり水晶発振片を表面に形成した接
続電極に固定するだけで、あとは簡単に陽極接合により
封止される結果、従来のワイヤーボンディング等の必要
クリアランスが不要であり、薄くて、導通とりの信頼性
の高い水晶発振器が得られる。
【0015】以上に示す本発明の圧電発振器の基板の他
の実施例を図2により説明する。先に示す水晶発振器の
シリコン基板中に半導体素子を構成していたが、そうす
ると、半導体素子の製造効率が落ちてしまうため、半導
体素子は従来のとおり、半導体素子だけで作り、シリコ
ン基板11中に凹部12を設け、そこに半導体素子13
を接着し、凹部周囲に設けた水晶発振片接続電極14及
び、対向面への外部導通電極15とを、ワイヤーボンデ
ィングもしくは、ポリイミド膜等に形成した導通薄板に
より、導通をとった例を示す。こちらのほうが実際の圧
電発振器の量産の際に実施される可能性は高い。
【0016】また、図3に示すように、ケースに凹部を
つけるかわりに、シリコン基板16に当初凹部を設けて
おき封止は、フラットなガラス板17で行なうようにし
ても良い。
【0017】シリコン基板のエッチングは、熱酸化Si
O2 膜をレジストとして、30%KOHにより凹部を
形成できる。
【0018】更に、本発明の圧電発振器の実現性を高く
するために、シリコン基板の表面から対向面までの外部
電極の導通とりは、以上の実施例に示すとおり、シリコ
ン基板の全厚みを拡散させるのではなく、必要により、
表面、もしくは裏面、あるいは両面からエッチングによ
り、厚みを薄く形成し、その間のみ拡散により導通とり
をさせると、拡散に要する工数が減るため、良好な手段
となる。
【0019】また、以上の水晶発振器における水晶発振
片の固定方法であるが、図1のように両端を導電性の接
着剤で固定する際はシリコン基板と水晶発振片の熱膨張
率が異なるために、温度変化により、水晶発振片に応力
が加わって、水晶発振片の発振周波数が変化するのを防
ぐために、硬化後にも弾性力を有する接着剤を利用する
ことや、必要によりS字形状をしたバネ材等を介在させ
て支持させるのが良い。
【0020】更には、水晶発振片にまったく、上記の応
力を加えないためには、水晶発振片の一方のみで支持す
る、いわゆる片持支持方式にすると良い。
【0021】本発明の圧電発振器は基板にシリコンを用
いガラスのケースと陽極接合して封止しているが、陽極
接合さえ可能ならば封止に関する限り他の組合せを用い
てもかまわない。
【0022】以下にその例を水晶発振器を例として図4
により説明する。
【0023】21はガラス基板であり、表面に単体の半
導体素子22を収容する凹部23を形成しておき、周囲
に、水晶発振片24の接続電極25及び外部導通とりの
ための穴26を複数あけ、それぞれの穴はガラスと密着
性の高い金属(たとえばCr)を用いて、スルーホール
化し、半田付け時の融点である260℃で溶けない金属
(Cu等)によって密封しておき、対向面には外部電極
としてCr膜の上にCuもしくはAu膜等をつけて半田
に対し、付着性を増しておくか、実際に半田を付着させ
ておく。更にガラス基板21の水晶発振片24の固定部
の周囲をニッケル等の封止金属膜27をスパッタ等で形
成しておく。
【0024】水晶発振器の組立は、ガラス基板21の凹
部23に半導体素子22を接着剤等で収容固定し、水晶
発振片24の接続電極25と外部導通とりのための穴2
6間とを、ワイヤーボンディングもしくは、ポリイミド
膜等に形成した導通薄板により接続して、電気導通を得
る。次に接続電極25に水晶発振片24をシリコン基板
を用いた圧電発振器に用いた方法と同様な方法で固定す
る。その後凹部を形成したガラスのケース28を封止金
属膜27に接し、N2 雰囲気中で、陽極接合法(36
0℃、500V×10分)により、封止して完成させる
【0025】以上ガラス基板を用いた例を示したが、本
発明はこれに限定されるものでなく、セラミック基板を
用いて同様な構成で作ってもよく、更には導通とり方法
をスルーホールでなく、セラミック製造時のグリーンシ
ート中に導電性を有する部分を一部混入して導通とりを
行なった基板を用いてもよい。
【0026】以上、本発明の実施例を、矩形型AT水晶
発振片を用いた水晶発振器を例として説明してきたが、
本発明はそれに限るものでなく、音叉型等の屈曲振動の
もの、縦振動のもの、またGT等の輪部振動するもの、
更にはSAW共振子等の弾性表面波型等の各種振動子、
又、水晶ばかりでなく、セラミック、LiTaO3 、
LiNbO3 等の他の素材の振動子を用いた圧電発振
器に適用できる。
【0027】また本発明の半導体素子には、水晶発振片
等の圧電発振片を最適条件で発振させる発振回路が最低
限、組込まれ、更に分周回路もしくは、コンピューター
等への時計情報を送り込むリアルタイムクロック機構、
及び各種コントロール機構、安定した出力信号を供給す
るバッファー機構等が、必要により組込まれている。
【0028】
【発明の効果】以上に示す本発明の圧電発振器によれば
、封止構造に陽極接合法を用いているため、基板もしく
は他の低融点ガラス等の接合材料を溶融することなく、
封止が行なえるので、封止時の温度が低く、圧電発振器
の半導体素子、圧電発振片及びその支持構造にダメージ
を与えることがなく、また封止時にガス発生がなく、圧
電発振片の電極膜が酸化等の化学変化をおこし、発振周
波数の経年変化が生じない。またガス発生がないので、
半導体素子及び各接続構造に対して、特別に保護処理を
行なう必要がない。
【0029】また陽極接合法を用いると基板と蓋との接
合の際に変形が少なく、また、余分な接合剤が不用とな
り、パッケージのサイズを必要最低限の大きさにまで縮
小できる。また、同理由により、基板と蓋のそれぞれを
バッチ処理し、複数個同時に製造することができるため
、低コストの圧電発振器が得られる。
【0030】更に、外部電極の接続構造に、シリコン基
板中の拡散構造を用いることで、他の導通とり構造、た
とえば、セラミックの上下ケース間にリードフレームを
低融点ガラスで封止する構造が、封止部に導通とり部が
兼ねている構造が、封止の信頼性を得るために多量の低
融点ガラスを用いねばならないのに対し以下の点で有利
となる。すなわち、導通とり部分が気密封止される部分
から完全に離れたところで行なわれるため必要最短距離
の位置に任意に導通とり部を設けることができ、複数個
の導通とり部を必要とする圧電発振器では設計の自由度
が高まり、又封止部では単に基板と蓋の封止のことだけ
考慮すれば良く、気密の信頼性が高まると共に、バッチ
処理時の信頼性が高まり低コストで圧電発振器を製造す
ることができる。
【0031】更にシリコン基板を用い、かつシリコン基
板中に半導体素子を組込んだ構造を用いると、構成はき
わめて単純化され、接続の信頼性が高まる。また、半導
体素子を搭載する構造及び工程がいらないので、組立コ
ストが下がり、また、接続に要するスペースが不用とな
り、特に小型、薄型化された圧電発振器が得られる。
【0032】シリコン基板中に半導体素子を搭載する凹
部を設け、半導体素子を搭載する構造のものは、接続点
が多くなる他は、単独の半導体素子が搭載できるので、
本発明のエッセンスを用いながらより商業的な実現性を
有する。
【0033】更にガラス基板及びセラミック基板を用い
、封止構造を陽極接合とし、外部電極取り出しにスルー
ホール構造もしくはグリーンシートの導電化を用いたも
のは、基板コストが低コストになり、本発明の他の実現
性の高い構造である。
【0034】ガラス基板にスルーホール構造もしくはセ
ラミック基板でグリーンシートの導電化を設ける点が、
製造上、シリコン基板の拡散を用いた導通取り構造に比
べて、工程上複雑であるが、他は本発明の良さを十分に
活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧電発振器の一実施例を示す組立斜視
図。
【図2】本発明の圧電発振器に使用する基板の他の実施
例を示す図。
【図3】本発明の圧電発振器の他の形状を示す図。
【図4】本発明の圧電発振器の他の例としてガラス基板
を用いた水晶発振器を示す図。
【図5】従来の圧電発振器の一実施例を示す図。
【符号の説明】
1  基板 2、13、22、52  半導体素子 3、25  水晶発振片の接続電極 5、24、53  水晶発振片 6  導電性の拡散層 7  外部電極 8、28  ケース 11、16  シリコン基板 12、23  凹部 15  外部導通電極 17  ガラス板 21  ガラス基板 26  穴 27  封止金属膜 51  リードフレーム 54  金線 55、56  ケース部材 57  低融点ガラス

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子と圧電発振片をパッケージ中に
    内蔵する圧電発振器において、前記パッケージの封止構
    造を陽極接合法により行なうことを特徴とする圧電発振
    器。
  2. 【請求項2】基板にシリコンを用い、シリコンの表面か
    ら対向面に設けられる外部電極間の導通取り方法に、導
    電性の拡散層を用いたことを特徴とする請求項1記載の
    圧電発振器。
  3. 【請求項3】シリコン基板中に、半導体素子を収容する
    凹部を有し、半導体素子を収容してなることを特徴とす
    る請求項1、請求項2記載の圧電発振器。
  4. 【請求項4】基板にシリコンを用い、前記シリコン基板
    中に半導体素子が形成されていることを特徴とする請求
    項1、請求項2記載の圧電発振器。
  5. 【請求項5】基板にセラミック(ガラスを含む)を用い
    、もう一方のセラミック部材とをセラミック表面に形成
    した金属皮膜により封止することを特徴とする請求項1
    記載の圧電発振器。
JP4802391A 1991-03-13 1991-03-13 圧電発振器 Pending JPH04284006A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4802391A JPH04284006A (ja) 1991-03-13 1991-03-13 圧電発振器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4802391A JPH04284006A (ja) 1991-03-13 1991-03-13 圧電発振器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04284006A true JPH04284006A (ja) 1992-10-08

Family

ID=12791716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4802391A Pending JPH04284006A (ja) 1991-03-13 1991-03-13 圧電発振器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04284006A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006180438A (ja) * 2004-11-25 2006-07-06 Kyocera Corp 圧電発振器及びその製造方法
JP2007013628A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Kyocera Kinseki Corp 圧電振動子の製造方法及び圧電振動子
US11653571B2 (en) 2019-03-25 2023-05-16 Seiko Epson Corporation Resonance device, oscillator, resonance module, electronic device and vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006180438A (ja) * 2004-11-25 2006-07-06 Kyocera Corp 圧電発振器及びその製造方法
JP4578231B2 (ja) * 2004-11-25 2010-11-10 京セラ株式会社 圧電発振器及びその製造方法
JP2007013628A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Kyocera Kinseki Corp 圧電振動子の製造方法及び圧電振動子
US11653571B2 (en) 2019-03-25 2023-05-16 Seiko Epson Corporation Resonance device, oscillator, resonance module, electronic device and vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1478090B1 (en) Tuning-fork-type piezoelectric resonator element
JP5184142B2 (ja) 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計並びに圧電振動片の製造方法
JP4221756B2 (ja) 圧電発振器およびその製造方法
JP5185650B2 (ja) 圧電振動片の製造方法及びウエハ
WO2001058007A1 (fr) Enceinte pour circuits oscillants utilisant un vibrateur piezo-electrique, son procede de fabrication et oscillateur
JP2006279872A (ja) 圧電振動子及びその製造方法並びにその圧電振動子を用いた圧電発振器の製造方法
TW200428753A (en) Piezoelectric oscillator and mobile phone and electrical machine using piezoelectric oscillator
JP2010183324A (ja) 恒温型圧電発振器
JP2004208236A (ja) 圧電デバイスとその製造方法ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器
JP2009206759A (ja) 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計並びに圧電振動片の製造方法
JP2007060593A (ja) 圧電デバイス及びその製造方法
JP5026016B2 (ja) 圧電デバイスの製造方法
JPH04284006A (ja) 圧電発振器
JP2008259004A (ja) 圧電デバイスおよびその製造方法
JP4380419B2 (ja) 電子装置の製造方法
JP2001085966A (ja) 表面実装型圧電デバイス
JP4578231B2 (ja) 圧電発振器及びその製造方法
JP5005336B2 (ja) 圧電発振器の製造方法
JP2004222053A (ja) 圧電デバイス、携帯電話装置及び電子機器
WO2022024880A1 (ja) 圧電デバイス
JPH11274889A (ja) 水晶片の保持機構
US11831296B2 (en) Piezoelectric vibrator element, piezoelectric vibrator, oscillator, and method of manufacturing piezoelectric vibrator element
US20220173715A1 (en) Resonator Device
US20230208388A1 (en) Vibrator device and method for manufacturing vibrator device
JP2007067832A (ja) 圧電発振器及びその製造方法