TWI517462B - Piezoelectric vibration parts - Google Patents

Description

壓電振動零件

本發明係關於一種在由第1、第2封裝材構成之內部之密封空間配置有壓電振動元件的壓電振動零件，尤其是關於利用導電性接著劑部將壓電振動元件接合於封裝材的壓電振動零件。

習知，被提出有各種將壓電振動元件收容於封裝內之密封空間的壓電振動零件。

例如，下述之專利文獻1中，揭示有於封裝內之內部空間收容晶體(crystal)振動元件的晶體振動器件(device)。此處，晶體振動元件係藉由導電性接著劑而接合於封裝的連接電極，且由懸臂梁支承。專利文獻1中，晶體振動元件之與導電性接著劑接合的電極部分，具有依序積層有Cr膜、Au膜及Cr膜的積層構造。

另一方面，下述之專利文獻2中，揭示有於封裝內收容有壓電振動元件的壓電振動裝置。專利文獻2中，於壓電振動元件之與導電性接著劑接合的主面所形成的電極，具有依序積層有接地金屬層、Au膜、及由Cr、Ni或鎳鉻合金構成之表面金屬膜之構造。於壓電振動元件之另一側之面所形成的激振電極及識別電極，係由接地金屬層、及積層於接地金屬層上之Au膜構成。

專利文獻1：日本特許第3925199號

專利文獻2：日本特許第4066614號

專利文獻1或專利文獻2中，以Cr膜構成壓電振動元件或晶體振動元件的電極之最表層，藉此謀求提升利用導電性接著劑的接合強度。然而，Cr膜係積層金屬膜的一部分，一般係厚度為0.5~5nm左右的薄膜。因此，難以辨別如此之Cr膜的有無。因此，於誤將壓電振動元件以與導電性接合材接合之背面側作為上面而構裝於封裝基板之情形，難以辨別出如此之安裝不良。若誤將對導電性接合材的接合力較低的面以位於封裝基板側之方式構裝，則恐有接合強度下降之情況。

此外，在位於上述封裝基板的相反側的壓電振動子的主面，多利用離子束照射等進行頻率調整。於如上所述誤辨壓電振動元件的表背而構裝之情形，尤其是，一旦將對導電性接著劑的接合強度較高的Cr膜等置於最表面，則有難以利用離子束調整頻率之情況。

另一方面，亦被提出有如下方法：僅將與導電性接著劑接合的電極部分、即壓電振動元件之與導電性接著劑接合之側之主面中的與導電性接著劑接合的電極墊部，設成Cr-Au-Cr的積層構造。然而，於如此方法中，於形成電極時必須準備、且更換多個掩膜(mask)。因此，存在生產成本增高的問題。

本發明之目的，係在於提供一種壓電振動零件，其能於由導電性接著劑接合之側之主面上的電極獲得充分的接合強度，而且能容易地辨別由導電性接著劑接合之側之主面與相反側的主面。

本發明之壓電振動零件，具備第1封裝材、第2封裝材、壓電振動元件、第1導電性接著劑部、及第2導電性接著劑部。於第1封裝材之上面設有第1、第2連接電極。第2封裝材，係與第1封裝材接合，而與第1封裝材一同使內部形成密封空間。上述壓電振動元件，係配置於密封空間內。壓電振動元件，具有包含彼此相對向的第1及第2主面的壓電基板。於壓電基板之第1主面設有第1振動電極，第1引出電極與第1振動電極電性連接。於壓電基板之第2主面設有第2振動電極。第2引出電極與第2振動電極電性連接。

設於第1封裝材之第1、第2連接電極、與壓電振動元件之第1、第2引出電極，係藉由第1、第2導電性接著劑部而分別電性連接。此外，上述第1、第2導電性接著劑部，係使上述壓電元件接合於第1封裝材。

上述壓電基板之上述第2主面係以與上述第1封裝材對向之方式配置，而設於上述第2主面之第2振動電極及第2引出電極之中至少第2引出電極係由對導電性接著劑部的接合強度高於上述第1引出電極的金屬材料構成。

此外，上述第2主面上的由第2振動電極及第2引出電極構成的第2電極形狀、與第1主面上的由第1振動電極及第1引出電極構成的第1電極形狀不同而能夠辨別。

本發明之壓電振動零件的某特定態樣中，於上述壓電基板的第1主面及第2主面中的至少一者，設有用於識別是第1主面或第2主面的識別標記。

本發明之壓電振動零件之另一特定態樣中，上述第1引出電極與上述第2引出電極的形狀不同。於此情形，無需使第1、第2振動電極的形狀不同，且無需標記其他之識別標記。因此，可價格低廉且不會增加成本地獲得本發明之壓電振動零件。

本發明之壓電振動零件之再另一特定態樣中，壓電基板係晶體基板。因為晶體基板為透明的，因此在俯視觀察方向中，難以辨別設於晶體基板之第1及第2主面的電極形狀。然而，根據本發明，如上所述般因第1電極形狀與第2電極形狀不同而能夠辨別，因此即使是使用晶體基板之情形，亦能夠容易地辨別壓電振動元件的表面及背面。

本發明之壓電振動零件之再另一特定態樣中，上述第1封裝材係板狀的封裝基板，第2封裝材係由具有朝下方開口的開口之蓋體材構成。

本發明之壓電振動零件之再另一特定態樣中，上述封裝基板係由單層陶瓷層構成的陶瓷基板。

本發明之壓電振動零件之再另一特定態樣中，上述第1、第2導電性接著劑部係以環氧樹脂為主成分。

本發明之壓電振動零件中，第1主面上的第1電極形狀與第2主面上的第2電極形狀不同而能夠辨別，因此能夠容易且確實地辨別第1主面與第2主面。因此，能夠藉由對導電性接著劑的接合強度優異的金屬材料將至少構成有第2引出電極的第2主面側以與第1封裝材對向之方式確實地配置，並利用第1、第2導電性接著劑部接合壓電振動元件。由此，能夠提供一種接合強度優異、且於第1主面側中容易地利用離子束等進行 頻率調整的壓電振動零件。

1‧‧‧壓電振動零件

2‧‧‧封裝基板

3‧‧‧第1連接電極

4‧‧‧第2連接電極

5、6‧‧‧通孔電極

7‧‧‧外部電極

8‧‧‧蓋體

9‧‧‧接合材

10‧‧‧密封空間

11‧‧‧壓電振動元件

12‧‧‧壓電基板

12a‧‧‧第1主面

12b‧‧‧第2主面

12c、12d、12d1‧‧‧長邊

12e、12f‧‧‧短邊

13‧‧‧第1振動電極

14‧‧‧第1引出電極

14a、14b‧‧‧側邊

15‧‧‧第2振動電極

16‧‧‧第2引出電極

16a‧‧‧側邊

16b‧‧‧Cr膜

16c‧‧‧Au膜

16d‧‧‧Cr薄膜

17、19‧‧‧電極墊

18‧‧‧第1導電性接著劑部

18A‧‧‧第2導電性接著劑部

21‧‧‧接地金屬層

22‧‧‧Au膜

圖1(a)及(b)，係表示本發明之第1實施形態之壓電振動零件的壓電元件的第2主面上的電極構造、及透過壓電基板所觀察到的第1主面上的電極構造之各示意性的俯視圖。

圖2，係本發明之第1實施形態之壓電振動零件的前視剖面圖。

圖3，係第1實施形態之壓電振動零件中所使用作為第1封裝材的封裝基板之俯視圖。

圖4(a)及(b)，係分別表示第1引出電極及第2引出電極中的積層金屬膜的構造之示意性的部分放大前視剖面圖。

圖5(a)及(b)，係表示本發明之第2實施形態之壓電振動零件中的壓電元件的第2主面及第1主面上的電極構造之各示意性的俯視圖。

圖6，係表示本發明之第2實施形態之壓電振動零件的主要部分的部分切開放大前視剖面圖，且係表示相當於沿圖5之B1-B1及B2-B2線的部分的剖面之圖。

以下，一邊參照圖式一邊說明本發明之具體的實施形態，以使本發明更清楚。

圖2係本發明之第1實施形態之壓電振動零件的前視剖面圖。

壓電振動零件1，具有作為第1封裝材的封裝基板2。在本 實施形態中，封裝基板2係由單層的絕緣性陶瓷層構成。然而，封裝基板2亦可由積層多個陶瓷層而成之積層陶瓷基板構成。

如圖3所示，於封裝基板2的上面，形成有連接電極3、4。於連接電極3、4，連接有圖3中以虛線表示的通孔電極5、6的上端。

如圖2所示，通孔電極5的另一端到達封裝基板2的下面。而且，於封裝基板2的下面形成有外部電極7。雖未特別圖示，但通孔電極6的下端亦與未圖示的外部電極電性連接。

連接電極3、4與外部電極亦可由通孔電極以外的基板側面電極等連接。

上述連接電極3、4、通孔電極5、6及外部電極7，可由適宜的金屬構成。然而，為了提高與後述之導電性接著劑的接合強度，較佳為：連接電極3、4的最外層由Cr、Ni或鎳鉻合金(nichrome)等對導電性接著劑的接合強度優異的金屬構成。

如圖2所示，於封裝基板2上接合有作為第2封裝材的蓋體8。蓋體8的材料並無特別限定，但在本實施形態中係由金屬構成。構成蓋體8之金屬並無特別限定，可使用42合金(42 alloy)、Cu、Al等。蓋體8係藉由接合材9而接合於封裝基板2的上面。藉此，於封裝基板2與蓋體8之間形成密封空間10。上述之連接電極3、4係位於密封空間10內。

如圖2所示，於封裝基板2上搭載有壓電振動元件11。在本實施形態中，壓電振動元件11具有由晶體基板構成的壓電基板12。壓電基板12，具有作為上面的第1主面12a、及作為下面的第2主面12b。第1主面12a與第2主面12b彼此相對向。如圖1(a)所示，於壓電基板12的 第1主面12a上，形成有第1振動電極13。第1引出電極14與第1振動電極13相連。亦即，第1引出電極14與第1振動電極13電性連接。

第1主面12a具有大致矩形的形狀。更具體而言，具有長邊12c、12d及彼此相對向的短邊12e、12f。

第1振動電極13，並未到達一對長邊12c、12d及一對短邊12e、12f，而係形成於中央區域。

另一方面，第1引出電極14，係以到達長邊12c與短邊12e所形成的角部分之方式設置。更詳細而言，第1引出電極14係以到達長邊12c的一部分、及到達短邊12e的一部分之方式劃分。

如圖1(b)所示，於第2主面12b形成有第2振動電極15。第2振動電極15，成為隔著壓電基板12而與第1振動電極13大致重疊的形狀。

另一方面，以與第2振動電極15電性接合之方式形成有第2引出電極16。第2引出電極16，係設於相對於上述之設有第1引出電極14的角部而位於上述第1主面12a的短邊12e的相反側之端面的角部。然而，第2引出電極16，並未到達長邊12d側。亦即，第2引出電極16之朝向角部延伸的側邊16a，係從引出電極16的內側朝向角部的頂點呈直線狀延伸。因此，第2引出電極16，並未到達對第1主面12a的長邊12d往下方投影而得的長邊12d1。

另一方面，於第2主面12b，電極墊17隔著短邊12e而設在上述第1引出電極16之相反側的位置。電極墊17，係以隔著壓電基板12而與上述第1引出電極14重疊之方式設置。雖未圖示，但電極墊17到達壓 電基板12的側面，且與上面側的第1引出電極14電性連接。

上述第1、第2振動電極13、15及第1、第2引出電極14、16以及電極墊17、19係由金屬膜形成。然而，在本實施形態中，以相當於由導電性接著劑接合之部分的第2引出電極16及電極墊17的對導電性接著劑的接合強度高於其餘的電極部分之方式，形成第2引出電極16及電極墊17。另外，在本實施形態中，第2引出電極16的對導電性接著劑的上述接合強度高於第1引出電極14的對導電性接著劑的接合強度即可。亦即，並不限定於本實施形態之構成。

如在圖4(a)中所示，第2引出電極16具有從下方依序積層有Cr膜16b、Au膜16c及Cr薄膜16d的構造。電極墊17亦同樣。另一方面，第1、第2振動電極13、15及第1引出電極14、電極墊19等之其餘的電極部分，如圖4(b)所示，係由在接地金屬層21上積層Au膜22而成的積層金屬膜構成。

返回圖2，上述壓電振動元件11，係藉由第1導電性接著劑部18而接合於封裝基板2。此外，第1導電性接著劑部18，亦發揮將第1引出電極14及電極墊17與第1連接電極3電性連接的功能。

第2振動電極15，係通過第2引出電極16並藉由圖3所示的被賦予於第2連接電極4上的第2導電性接著劑部18A而與第2連接電極4電性連接。此外，亦藉由第2導電性接著劑部18A，將壓電振動元件11接合於封裝基板2。

關於上述第1、第2導電性接著劑部18、18A，可適宜地使用使導電性粉末分散於環氧樹脂中而成的導電性接著劑。於該情形，能夠 更進一步提升接合強度。然而，並不限於環氧樹脂系之導電性接著劑，亦可採用使導電性填充料分散於矽氧樹脂(silicone resin)等各種熱硬化性樹脂中而成的適宜的導電性接著劑。此外，亦可使用熱可塑性樹脂來代替熱硬化性樹脂。

本實施形態之壓電振動零件1的特徵在於：在上述壓電振動元件11中，第1主面12a側之第1電極形狀、與第2主面12b側之第2電極形狀在俯視觀察下不同。亦即，如在圖1(a)中所示，第1電極形狀具有第1振動電極13、第1引出電極14及電極墊19。此處，第1引出電極14如上文所述，係以沿長邊12c及短邊12e之方式設於角部。

電極墊19以沿短邊12e之方式、但以未到達長邊12d之方式設置。電極墊19亦可不一定要設置。

另一方面，作為下面的第2主面12b上的第2電極形狀具有第2振動電極15、第2引出電極16、及電極墊17。第2引出電極16的上述側邊16a延伸至角部。因此，引出電極形狀，於第1電極形狀及第2電極形狀中係為不同。換言之，即使是誤使壓電振動元件11的表背反轉之情形，因引出電極的形狀不同，亦能夠容易且確實地辨別表背。

另外，在本實施形態中，由於亦設有電極墊17，因此可藉此辨別壓電基板12的表背。然而，在壓電基板12如晶體基板般具有透明性之情形，電極墊17與第1主面12a側之第1引出電極14重疊。因此，無法藉由電極墊17辨別表背。即使是在該情形，於本實施形態中，由於第1引出電極14與第2引出電極16之平面形狀不同，因此在俯視觀察時兩者並非成為重疊的形狀，因此能夠確實地辨別表背。另外，第1電極形狀與第2 電極形狀在其他部分亦可不同。

而且，在本實施形態中，由導電性接著劑部18接合之電極墊17及第2引出電極16具有導電性接著劑之接合強度相對較高的金屬膜積層構造。

導電性接著劑，具有以上述環氧樹脂或矽氧樹脂等為主成分、且填充有Ag粉末等導電性填充料之組成。該情形，該主要的導電性接著劑，一旦加熱，則會於填充料之周圍的部分迅速硬化，且硬化時收縮。另一方面，作為由導電性接著劑接合之電極例如使用如Au等之金屬之情形，於如Au等金屬，一般具有先從分子量小的物質進行附著的性質。因此，上述導電性填充料被認為難附著於電極表面。因此，於導電性接著劑硬化時，導電性填充料可能會從電極表面分離，且其間形成樹脂部分。其結果為，例如於上述構造中，恐將產生第2引出電極16與第2連接電極4之導通不良、或產生電極墊17與第1連接電極3之間之導通不良等情況。

然而，在本實施形態中，上述第2引出電極16及電極墊17，亦即由導電性接著劑接合之部分之電極構造，係由在最表面具有Cr薄膜的積層金屬膜構成。更具體而言，係由依序積層有Cr膜16b、Au膜16c及Cr薄膜16d之積層金屬膜構成。於該情形，由於最表面係由Cr薄膜16d構成，因此能夠充分提高導電性接著劑的接合強度。

另一方面，包含第1振動電極13的其他之電極部分，在本實施形態中，最表面係由Au膜22構成。因此，在已將壓電振動元件12搭載於封裝基板2之狀態下，能夠從上方藉由離子束照射等而更容易地進行頻率調整。

另外，包含上述第1振動電極13的其餘電極部分，並不限於Au，可由能藉由離子束照射等進行頻率調整的適宜的金屬構成。

然而，在上述Cr薄膜存在於最表面之情形，由於Cr薄膜較薄，因此難以辨別該Cr薄膜的部分。然而，在本實施形態中，如上所述，由於第1引出電極16與第2引出電極14的形狀不同，因此可容易辨別表背。

因此，根據本實施形態，能充分提高壓電振動元件12的封裝基板2的接合強度，而且能夠容易且確實地辨別壓電振動元件11的表背。另外，能於壓電振動元件11的上面側，藉由離子束照射等而容易地對第1振動電極13進行加工，且進行頻率調整。

如上所述，在本實施形態中，由於僅使第1、第2引出電極14、16的形狀不同，因此可無需增加步驟數且無需增加材料種類而進行表背之辨別。因此，不易導致壓電振動零件的成本上升。

另外，在上述實施形態中，雖使第2引出電極16的形狀與第1引出電極14不同，但亦可藉由於圖1(a)中進一步追加由一點鏈線X表示之識別標記而更確實地進行表背之辨別。一點鏈線所示之識別標記，係於沿短邊12f的方向中位於長邊12c側。亦即，以相對於通過壓電基板12之中心且沿長度方向延伸的中心線非呈線對稱的形狀之方式設置識別標記。因此，如此般，在表背已反轉之情形，亦可以識別標記的位置為不同之方式形成識別標記而藉此辨別壓電基板12的表背。

圖5(a)及(b)係示意性地表示本發明之第2實施形態之壓電振動零件中的壓電基板的第1主面及第2主面上的電極構造之各俯視圖。

如在圖5(a)中所示，於第1主面12a上，與第2振動電極13相連的第1引出電極14係位於長邊12c與短邊12e所構成的角部。短邊12e與第1引出電極14係於角部中沿著長邊12c及短邊12e雙方。另一方面，形成於第2主面12b之第2引出電極16同樣具有傾斜的側邊16a、16a。然而，側邊16a、16a之間的電極部分的面積，係設成小於第1引出電極14中的側邊14a、14b間所夾的電極部分的面積。第1引出電極14，獲得形成於側面的電極膜，而與形成於第2主面12b的電極墊17電性連接。

為了防止斷線，如上所述將第1引出電極14及電極墊17的面積設成充分大於第2引出電極16。因此，在本實施形態中，第1引出電極14與電極墊17之間難以產生斷線。

更詳細而言，如圖6所示，可更加確實地謀求第1引出電極14之與封裝基板側之第1連接電極的電性連接。第2實施形態，在其他方面，由於係與第1實施形態相同，因此針對相同的部分標記相同的參照編號，藉此省略其說明。

即使在第2實施形態中，由於第1引出電極14與第2引出電極16的平面形狀亦不同，因此可容易且確實地辨別第1主面12a與第2主面12b。

另外，上述第1、第2實施形態中，雖第1封裝材係封裝基板2，第2封裝材係蓋體8，但第1、第2封裝材亦可具有其他之形狀。例如，亦可以將具有朝上方開口的開口之第1封裝材的開口封閉之方式接合由平板的蓋材構成的第2封裝材，且形成密封空間。

此外，關於構成第1、第2封裝材之材料亦不限定為陶瓷或 金屬，亦可使用合成樹脂等其他材料。此外，壓電振動元件11並不限於使用晶體基板者，亦可為使用壓電陶瓷板之壓電元件。然而，在壓電基板為透明之情形，如上所述般，本發明更具有效果。

12‧‧‧壓電基板

12a‧‧‧第1主面

12b‧‧‧第2主面

12c、12d、12d1‧‧‧長邊

12e、12f‧‧‧短邊

13‧‧‧第1振動電極

14‧‧‧第1引出電極

15‧‧‧第2振動電極

16‧‧‧第2引出電極

16a‧‧‧側邊

17、19‧‧‧電極墊

X‧‧‧識別標記

Claims (6)

1. 一種壓電振動零件，其特徵在於，具備：第1封裝材，係於上面設有第1、第2連接電極；第2封裝材，係與該第1封裝材接合，而與第1封裝材一同使內部形成有密封空間；壓電振動元件，係配置於該密封空間內，具有包含彼此相對向的第1及第2主面的壓電基板、設於該壓電基板之第1主面的第1振動電極、與第1振動電極電性連接的第1引出電極、設於該壓電基板之第2主面的第2振動電極、及與第2振動電極電性連接的第2引出電極；第1導電性接著劑部，係分別與設於第1封裝材的第1連接電極、及該壓電振動元件的第1引出電極電性連接，且使壓電振動元件接合於第1封裝材；及第2導電性接著劑部，係與設於該第1封裝材的第2連接電極、及該壓電振動元件的第2引出電極電性連接，且使壓電振動元件接合於該第1封裝材；該壓電基板的該第2主面係以與該第1封裝材對向之方式配置，而設於該第2主面之第2振動電極及第2引出電極之中至少第2引出電極係由對導電性接著劑部的接合強度高於該第1引出電極的金屬材料構成，該第2主面上的由第2振動電極及第2引出電極構成的第2電極形狀、與第1主面上的由第1振動電極及第1引出電極構成的第1電極形狀不同而能夠辨別；該第1引出電極與該第2引出電極的形狀不同； 該壓電振動元件，進一步具有設於該壓電基板之該第2主面之電極墊、及電連接該第1引出電極與該電極墊之電極膜；該第1引出電極及該電極墊之面積，大於該第2引出電極之面積。
2. 如申請專利範圍第1項之壓電振動零件，其中，於該壓電基板的第1主面及第2主面中的至少一者，設有用於識別是第1主面或第2主面的識別標記。
3. 如申請專利範圍第1或2項之壓電振動零件，其中，該壓電基板為晶體基板。
4. 如申請專利範圍第1或2項之壓電振動零件，其中，該第1封裝材係板狀的封裝基板，第2封裝材係由具有朝下方開口的開口之蓋體材構成。
5. 如申請專利範圍第4項之壓電振動零件，其中，該封裝基板係由單層陶瓷層構成的陶瓷基板。
6. 如申請專利範圍第1或2項之壓電振動零件，其中，該第1、第2導電性接著劑部係以環氧樹脂為主成分。