TWI667879B - 壓電振動件和模組構件及其等之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種壓電振動件和模組構件及其等之製造方法。減少在基座構件與蓋構件間的接合部產生的應力。壓電振動件(1)具備基座構件(30)、搭載於基座構件(30)上的壓電振動裝置(10)以及與基座構件(30)接合並與基座構件(30)一起形成收容壓電振動裝置(10)的內部空間的蓋構件(20)，蓋構件(20)具有隔著壓電振動裝置(10)與基座構件(30)對置的頂面部(21)和沿與頂面部(21)的主面交叉的方向延伸的側壁部(22)，頂面部(21)的厚度(T1)大於側壁部(22)的厚度(T2)。

Description

壓電振動件和模組構件及其等之製造方法
本發明涉及一種壓電振動件和模組構件及其等之製造方法。
針對振盪裝置、帶通濾波器等所使用的基準信號的信號源，廣泛使用例如由人工水晶構成的水晶振動件。專利文獻1公開了，由平板狀的基座構件、凹狀的蓋構件以及收容於由基座構件和蓋構件接合而形成的內部空間中的水晶振動裝置構成的水晶振動件。由基座構件和蓋構件形成的內部空間為了具有使頻率穩定的效果等而被減壓。
專利文獻1：日本特開2010-245933號公報
水晶振動件在被安裝於電路基板時，出於使安裝姿勢穩定並保護水晶振動件免於脫落、損傷的目的，而使用樹脂製的密封構件覆蓋水晶振動件。密封構件在固化時收縮而使蓋構件變形。由此，存在應力在基座構件與蓋構件間的接合部集中的課題。應力集中的結果是，有時會產生裂縫。在像這樣產生了裂縫的情況下，如果水晶振動件的內部空間的氣密性降低，氣壓變化，則會導致振動件的頻率產生變動。
本發明有鑑於這樣的情況而產生，目的在於提供能夠減少在基座構件與蓋構件間的接合部產生的應力的壓電振動件和模組構件。
本發明的一個方面所涉及的壓電振動件具備：基座構件；壓電振動裝置，其搭載於所述基座構件之上；以及蓋構件，其與基座構件接合，並與基座構件一起形成收容壓電振動裝置的內部空間，蓋構件具有：頂面部，其隔著壓電振動裝置與基座構件對置；和側壁部，其沿與頂面部的主面交叉的方向延伸，頂面部的厚度大於側壁部的厚度。
根據上述方式，蓋構件藉由在側壁部處變形，由此能夠減少基座構件與蓋構件間的接合部在蓋構件受到外力時所受到的應力。由此，能夠抑制在接合部產生裂縫，保持內部空間的氣密，抑制氣密性降低。
本發明的另一個方面所涉及的壓電振動件的製造方法包括如下步驟：藉由對平板狀的金屬構件進行衝壓加工來設置具有頂面部和沿與頂面部的主面交叉的方向延伸的側壁部的蓋構件；將壓電振動裝置搭載於基座構件；以及將蓋構件與基座構件接合，將壓電振動裝置收容於由基座構件和蓋構件形成的內部空間，頂面部的厚度大於側壁部的厚度。
根據上述方式，蓋構件藉由在側壁部處變形，由此能夠減少基座構件與蓋構件間的接合部在蓋構件受到外力時所受到的拉伸應力。由此，能夠抑制在接合部產生裂縫，保持內部空間的氣密，抑制氣密性降低。
根據本發明，能夠提供能夠減少在基座構件與蓋構件間的接合部產生的應力的壓電振動件、模組構件以及它們的製造方法。
1‧‧‧水晶振動件(壓電振動件)
10‧‧‧水晶振動裝置(壓電振動裝置)
20‧‧‧蓋構件
21‧‧‧頂面部
22‧‧‧側壁部
23‧‧‧對置面
24‧‧‧內表面
25‧‧‧外表面
26‧‧‧內部空間
27‧‧‧連接部
28‧‧‧凸緣部
T1‧‧‧頂面部的厚度
T2‧‧‧側壁部的厚度
T3‧‧‧凸緣部的厚度
T2/T1‧‧‧厚度比率
30‧‧‧基座構件
37‧‧‧密封框
40‧‧‧接合構件
50‧‧‧密封構件
51‧‧‧電路基板
圖1是本發明的實施方式所涉及的水晶振動件的分解立體圖。
圖2是沿圖1示出的水晶振動件的II-II線剖視圖。
圖3是示出安裝於電路基板的水晶振動件的剖視圖。
圖4是示出水晶振動件的變形例的剖視圖。
圖5是表示在由密封構件覆蓋了水晶振動件時蓋構件的厚度比率與接合部受到的拉伸應力之間的相關性的圖。
圖6是示出使用夾具固定金屬構件的步驟的圖。
圖7是示出衝壓金屬構件而使之變形的步驟的圖。
圖8是示出取得所成形的蓋構件的步驟的圖。
下面將說明本發明的實施方式。在以下圖式記載中，使用相同或者類似的符號表示相同或者類似的構成要素。圖式為例示，各部分的尺寸、形狀為示意性的，不應侷限於該實施方式來解釋本發明的保護範圍。
另外，在以下說明中，作為壓電振動件的一個例子，例舉具備水晶振動裝置(Quartz Crystal Resonator)的水晶振動件(Quartz Crystal Resonator Unit)進行說明。水晶振動裝置(Quartz Crystal Resonator)利用水晶片(Quartz Crystal Blank)作為根據施加電壓而振動的壓電體。但是，本發明的實施方式所涉及的壓電振動件並不侷限於水晶振動件，也可以使用陶瓷等其它壓電體。
<實施方式>
參照圖1和圖2，說明本發明的實施方式所涉及的水晶振動件。這裡，圖1是本發明的實施方式所涉及的水晶振動件的分解立體圖。圖2是沿圖1表示的水晶振動件的II-II線剖視圖。
如圖1所示，本實施方式所涉及的水晶振動件1具備水晶振動裝 置10、蓋構件20以及基座構件30。基座構件30和蓋構件20是用於收容水晶振動裝置10的保持器。在一個例子中，蓋構件20為凹狀，具體而言，呈具有開口的箱形狀，基座構件30呈平板狀。只要蓋構件20呈凹狀，基座構件30的形狀並不特別限定，基座構件30也可以相對於蓋構件20呈平板狀或者凹狀。
水晶振動裝置10具有薄片狀的水晶片11。水晶片11具有相互對置的第一主面12a和第二主面12b。例如，是AT切割型(AT-cut)的水晶片(Quartz Crystal Blank)。AT切割型的水晶片是將與由X軸和Z’軸確定的面平行的面(以下稱XZ’面。由其它軸確定的面亦同。)作為主面切製工水晶而成。此外，X軸、Y軸、Z軸是人工水晶的晶軸，Y’軸和Z’軸分別為使Y軸和Z軸繞X軸從Y軸向Z軸的方向旋轉了35度15分±1分30秒的軸。即，在AT切割型的水晶片11中，第一主面12a和第二主面12b分別相當於XZ’面。此外，水晶片的切割角度可以使用AT切割以外的不同切割(例如BT切割(BT-cut)等)。
AT切割型的水晶片11具有與X軸方向平行的長邊延伸的長邊方向、與Z軸方向平行的短邊延伸的短邊方向以及與Y’軸方向平行的厚度延伸的厚度方向。水晶片11在從第一主面12a的法線方向俯視觀察時呈矩形狀，在中央具有有助於激勵的激勵部17，並具有：在靠X軸的負方向側與激勵部17相鄰的周邊部18，在靠X軸的正方向側與激勵部17相鄰的周邊部19。在激勵部17與周邊部19之間設置有階梯差13。水晶片11為激勵部17比周邊部18、19厚的凸台型構造。但是，水晶片11的形狀並不侷限於此，例如，可以是從第一主面12a的法線方向俯視觀察時為梳齒狀。另外，水晶片11也可以是X軸方向上和Z’軸方向上的厚度大致均勻的平板構造，激勵部17也可以是比周邊部18、19薄的倒凸台型構造。另外，還可以是激勵部17的厚度與周邊部18、19的厚度連續變化的凸面形狀或者斜面形狀。
使用AT切割水晶片的水晶振動裝置在較大的溫度範圍具有較高 的頻率穩定性，另外，經時變化特性優異，且能夠以低成本製造。另外，AT切割水晶振動裝置採用厚度剪切模式(Thickness Shear Mode)作為主振動。
水晶振動裝置10具有構成一對電極的第一激勵電極14a和第二激勵電極14b。第一激勵電極14a設置於激勵部17的第一主面12a。另外，第二激勵電極14b設置於激勵部17的第二主面12b。第一激勵電極14a和第二激勵電極14b隔著水晶片11相互對置地設置。第一激勵電極14a和第二激勵電極14b被配置為在XZ’面大致整體重合。
第一激勵電極14a和第二激勵電極14b分別具有與X軸方向平行的長邊、與Z’軸方向平行的短邊以及與Y’軸方向平行的厚度。在圖1所示的例子中，在XZ’面中，第一激勵電極14a和第二激勵電極14b的長邊與水晶片11的長邊平行，第一激勵電極14a和第二激勵電極14b的短邊與水晶片11的短邊平行。另外，第一激勵電極14a和第二激勵電極14b的長邊與水晶片11的長邊分離，第一激勵電極14a和第二激勵電極14b的短邊與水晶片11的短邊分離。
水晶振動裝置10具有一對引出電極15a、15b和一對連接電極16a、16b。連接電極16a經由引出電極15a與第一激勵電極14a電連接。另外，連接電極16b經由引出電極15b與第二激勵電極14b電連接。連接電極16a是用於將第一激勵電極14a與基座構件30電連接的端子，電極16b是用於將第二激勵電極14b與基座構件30電連接的端子。水晶振動裝置10被保持於基座構件30。水晶片11的第一主面12a位於與基座構件30對置一側的相反一側，水晶片11的第二主面12b位於與基座構件30對置一側。
引出電極15a被設置於第一主面12a，引出電極15b被設置於第二主面12b。連接電極16a從周邊部18的第一主面12a到第二主面12b地設置，連接電極16b從周邊部18的第二主面12b到第一主面12a地設置。第一激勵電極14a、引出電極15a以及連接電極16a連續，第二激勵電極14b、引出電極15b以及連接 電極16b連續。圖1所示的結構例是所謂單支承構造，即，連接電極16a和連接電極16b沿水晶片11的短邊方向(Z’軸方向)排列且水晶振動裝置10在一個短邊被保持。水晶振動裝置10也可以是在兩個短邊被保持的所謂雙支承構造，此時連接電極16a和連接電極16b中的一者設置於周邊部18，另一者設置於周邊部19。
第一激勵電極14a和第二激勵電極14b的材料並不特別限定，但例如，在與水晶片11接觸一側具有鉻(Cr)層，作為基底層，在比基底層遠離水晶片11一側具有金(Au)層，作為表層。在基底層設置與氧的反應性高的金屬層，由此提高水晶片與激勵電極的緊貼力，在表層設置與氧的反應性低的金屬層，由此抑制激勵電極的劣化，從而提高電可靠性。
蓋構件20呈向基座構件30的第一主面32a開口的凹狀。蓋構件20與基座構件30接合，由此將水晶振動裝置10收容於內部空間26。蓋構件20只要能夠收容水晶振動裝置10，其形狀就不限定，例如，在從頂面部21的主面的法線方向俯視觀察時呈矩形狀。蓋構件20例如具有與X軸方向平行的長邊延伸的長邊方向、與Z’軸方向平行的短邊延伸的短邊方向以及與Y’軸方向平行的高度方向。
如圖2所示，蓋構件20具有內表面24和外表面25。內表面24是靠內部空間26側的面，外表面25是靠與內表面24相反一側的面。蓋構件20具有：頂面部21，其與基座構件30的第一主面32a對置；和側壁部22，其與頂面部21的外緣連接，並且沿相對於頂面部21的主面交叉的方向延伸。另外，蓋構件20在凹狀的開口端部(側壁部22的靠近基座構件30側的端部)，具有與基座構件30的第一主面32a對置的對置面23。即，對置面23包含於開口端部。該對置面23呈框狀延伸以包圍水晶振動裝置10的四周。
將頂面部21的厚度設為T1，將側壁部22的厚度設為T2，將開口 端部的厚度設為T3。在圖2所示的與XY’面平行的剖視圖中，厚度T1是頂面部21的與Y’軸方向平行的方向上的寬度，厚度T2是側壁部22的與X軸方向平行的方向上的寬度，厚度T3是開口端部的與X軸方向平行的方向上的寬度。此時，厚度T1大於厚度T2(T1>T2)。另外，厚度T2在厚度T3以下(T3T2)。藉由設為T1>T2，使得側壁部22比頂面部21容易變形，從而能夠藉由變形分散側壁部22受到的外力。
頂面部21和側壁部22由連接部27連接。連接部27例如形成為內表面24和外表面25為曲面。另外，在連接部27中，內表面24的曲率與外表面25的曲率相等。內表面24和外表面25的曲率半徑，例如設定在0.04mm以上0.1mm以下的範圍內。此外，連接部27的形狀並不侷限於上述情況，例如，可以是內表面24和外表面25中的一個為彎折的平面，另一個為曲面，也可以是兩者都是彎折的平面。但是，為利用拱型構造分散蓋構件20受到的外力，較佳為連接部27的至少外表面25為曲面。另外，在連接部27的內表面24和外表面25為曲面的情況下，內表面24和外表面25的曲率並不侷限於上述組合，內表面24和外表面25的曲率也可以不同，例如內表面24的曲率大於外表面25的曲率。
蓋構件20的材質並不特別限定，例如由金屬等導電材料構成。據此，使蓋構件20與接地電位電連接，從而能夠附加遮罩功能。例如，蓋構件20由含有鐵(Fe)和鎳(Ni)的合金(例如42合金(ALLOY42))構成。另外，可以在蓋構件20的最外表面設置用於防氧化等的金(Au)層等。或者，蓋構件20可以由絕緣材料構成，也可以是導電材料與絕緣材料的複合構造。
基座構件30是將水晶振動裝置10支承得能夠激勵的構件。基座構件30呈平板狀。基座構件30具有與X軸方向平行的長邊延伸的長邊方向、與Z’軸方向平行的短邊延伸的短邊方向以及與Y’軸方向平行的厚度延伸的厚度方向。
基座構件30具有基體31。基體31具有相互對置的第一主面32a(正面)和第二主面32b(背面)。基體31是例如絕緣性陶瓷(氧化鋁)等燒結材料。在該情況下，可以層疊多個絕緣性陶瓷片進行燒結。或者，基體31可以由無機玻璃材料(例如是矽酸鹽玻璃或者以矽酸鹽以外的成分為主成分的材料，是會因升溫而出現玻化現象的材料)、水晶材料(例如AT切割水晶)、具有耐熱性的製程塑料(例如聚醯亞胺、液晶聚合物)或者有機無機混合材料(例如玻璃環氧樹脂等纖維強化塑膠)等形成。基體31較佳由耐熱性材料構成。基體31可以是單層也可以是多層，在為多層的情況下，包括在第一主面32a的最外層形成的絕緣層。
基座構件30具有設置於第一主面32a的電極焊盤33a、33b和設置於第二主面32b的外部電極35a、35b、35c、35d。電極焊盤33a、33b是用於將基座構件30與水晶振動裝置10電連接的端子。另外，外部電極35a、35b、35c、35d是用於將未圖示的電路基板與水晶振動件1電連接的端子。電極焊盤33a經由沿Y’軸方向延伸的導通電極34a與外部電極35a電連接，電極焊盤33b經由沿Y’軸方向延伸的導通電極34b與外部電極35b電連接。導通電極34a、34b形成於沿Y’軸方向貫通基體31的導通孔內。
導電性保持構件36a將水晶振動裝置10的連接電極16a與基座構件30的電極焊盤33a電連接，導電性保持構件36b將水晶振動裝置10的連接電極16b與基座構件30的電極焊盤33b電連接。另外，導電性保持構件36a、36b在基座構件30的第一主面32a將水晶振動裝置10保持得能夠激勵地。導電性保持構件36a、36b，例如由包含熱固化樹脂、紫外線固化樹脂等導電性黏合劑形成。
在圖1所示的結構例中，基座構件30的電極焊盤33a、33b在第一主面32a上，設置於基座構件30的靠X軸負方向側的短邊附近，與基座構件30的短邊分離並且沿該短邊方向排列。一方面，電極焊盤33a經由導電性保持構件 36a與水晶振動裝置10的連接電極16a連接，另一方面，電極焊盤33b經由導電性保持構件36b與水晶振動裝置10的連接電極16b連接。
多個外部電極35a、35b、35c、35d設置於第二主面32b的各個角附近。在圖1所示的例子中，外部電極35a、35b被配置於電極焊盤33a、33b的正下方。由此，能夠借助沿Y’軸方向延伸的導通電極34a、34b，將外部電極35a、35b與電極焊盤33a、33b電連接。在圖1所示的例子中，在四個外部電極35a~35d中，配置於基座構件30的靠X軸負方向側的短邊附近的外部電極35a、35b是供給水晶振動裝置10的輸入輸出信號的輸入輸出電極。另外，被配置於基座構件30的靠X軸正方向側的短邊附近的外部電極35c、35d是不供給水晶振動裝置10的輸入輸出信號的虛設電極。也不向這樣的虛設電極供給供水晶振動件1安裝的未圖示的電路基板上的其它電子裝置的輸入輸出信號。或者，外部電極35c、35d也可以是供給接地電位的接地用電極。在蓋構件20由導電性材料構成的情況下，蓋構件20與接地用電極即外部電極35c、35d連接，由此能夠由蓋構件20附加遮罩性能高的電磁遮罩功能。
在基體31的第一主面32a設置有密封框37。在圖1所示的例子中，密封框37在從第一主面32a的法線方向俯視觀察時呈矩形的框狀。在從第一主面32a的法線方向俯視觀察時，電極焊盤33a、33b被配置於密封框37的內側，密封框37被設置為包圍水晶振動裝置10。密封框37由導電材料構成。在密封框37上設置後述的接合構件40，由此，蓋構件20隔著接合構件40和密封框37地與基座構件30接合。
在本結構例中，基座構件30的電極焊盤33a、33b、外部電極35a~35d以及密封框37都由金屬膜構成。例如，電極焊盤33a、33b、外部電極35a~35d以及密封框37是從與基體31接近一側(下層)到遠離基體31一側(上層)，依次層疊鉬(Mo)層、鎳(Ni)層以及金(Au)層而構成的。另外， 導通電極34a、34b能夠向基體31的導通孔填充鉬(Mo)等金屬材料而形成。
此外，電極焊盤33a、33b、外部電極35a~35d的配置關係並不侷限於上述例子。例如，可以是電極焊盤33a配置於基座構件30的一個短邊附近，電極焊盤33b配置於基座構件30的另一個短邊附近。在這樣的結構中，水晶振動裝置10在水晶片11的長邊方向上的兩端部，被保持於基座構件30。
另外，外部電極的配置並不侷限於上述例子，例如，作為輸入輸出電極的兩個外部電極可以設置於第二主面32b的對角上。或者，四個外部電極可以不配置於第二主面32b的角而配置於各邊的中央附近。另外，外部電極的個數並不侷限於四個，例如也可以僅為作為輸入輸出電極的兩個。另外，連接電極與外部電極的電連接方式並不侷限於借助導通電極，還可以藉由將引出電極引出到第一主面32a或者第二主面32b上而實現它們的電導通。或者，還可以以多層形成基座構件30的基體31，並使導通電極延伸至中間層，藉由在中間層將引出電極引出從而實現連接電極與外部電極的電連接。
蓋構件20和基座構件30這兩者隔著密封框37和接合構件40接合，由此水晶振動裝置10被密封於由蓋構件20和基座構件30圍起的內部空間(腔體)26。在該情況下，較佳為內部空間26的壓力小於大氣壓力的真空狀態，由此能夠減少因第一激勵電極14a、第二激勵電極14b的氧化所致的水晶振動件1的頻率特性的經時變化等而較佳。
接合構件40在蓋構件20和基座構件30的各自整周上設置。具體而言，接合構件40設置於密封框37上。密封框37和接合構件40被夾設於蓋構件20的側壁部22的對置面23與基座構件30的第一主面32a之間，由此水晶振動裝置10被蓋構件20和基座構件30密封。
接合構件40例如為蠟構件。具體而言，接合構件40由金(Au)-錫(Sn)共晶合金構成。如此，將蓋構件20和基座構件30設為金屬接合。採用 金屬接合，能夠提高密封性。此外，接合構件40並不侷限於導電材料，例如可以是低熔點玻璃(例如鉛硼酸系、磷酸錫系等)等玻璃黏合材料或者樹脂黏合劑等絕緣性材料。由此，成本比金屬接合低，並能抑制加熱溫度，而且能夠簡化製造步驟。
本實施方式所涉及的水晶振動裝置10的水晶片11的長邊方向上的一端(靠供導電性保持構件36a、36b配置一側的端部)為固定端，另一端為自由端。另外，水晶振動裝置10、蓋構件20以及基座構件30在XZ’面中，分別呈矩形狀，且長邊方向和短邊方向相互相同。
其中，水晶振動裝置10的固定端的位置並不特別限定，如後述所示，水晶振動裝置10可以在水晶片11的長邊方向上的兩端，固定於基座構件30。在該情況下，只要在將水晶振動裝置10固定於水晶片11的長邊方向上的兩端的狀態下形成水晶振動裝置10和基座構件30的各電極即可。
在本實施方式所涉及的水晶振動件1中，經由基座構件30的外部電極35a、35b向構成水晶振動裝置10的第一激勵電極14a和第二激勵電極14b之間施加交變電場。由此，水晶片11以厚度剪切模式等規定的振動模式振動，從而獲得與該振動相伴隨的共振特性。
接下來，參照圖3，說明安裝有本實施方式所涉及的水晶振動件1的的方式。此時，圖3是示出安裝於電路基板的水晶振動件的剖視圖。這裡所說的剖視圖包含圖2所示的水晶振動件1的XY’剖面。圖3所示的模組構件具備水晶振動件1和至少搭載有水晶振動件1的電路基板50，水晶振動件1由電路基板51上的密封構件50覆蓋。此外，在電路基板51，除水晶振動件1，還可以例如搭載有半導體晶片、薄片電容器等其它電子構件。
電路基板51具有相互對置的安裝正面52a和安裝背面52b，在安裝正面52a安裝有水晶振動件1。在一個例子中，焊料構件55a、55c分別將安裝 正面52a的未圖示的端子與水晶振動件1的外部電極35a、35c電連接，並且使水晶振動件1固定於電路基板51。
水晶振動件1由密封構件50覆蓋。密封構件50設置於蓋構件20的外表面25、基座構件30以及電路基板51的安裝正面52a上，從而提高水晶振動件1與電路基板51的固定力。由此，密封構件50保護水晶振動件1免受衝擊影響，抑制水晶振動件1的損傷、從電路基板51的剝離。
密封構件50例如由包含熱固化樹脂、紫外線固化樹脂等具有絕緣性的樹脂材料形成。即，水晶振動件1的安裝步驟包括藉由焊料構件55a、55c將水晶振動件1固定於電路基板51的步驟、例如藉由塗覆、滴落將未固化的密封構件50配置為覆蓋水晶振動件1的步驟以及固化密封構件50的步驟。密封構件50在固化時收縮，而使蓋構件20變形。由此，接合構件40受到拉伸應力。
<變形例>
參照圖4，說明本發明的實施方式所涉及的水晶振動件的變形例。這裡，圖4表示水晶振動件的變形例的剖視圖。本變形例在蓋構件20的開口端部成為凸緣部28這一點上不同於本實施方式的結構例。
凸緣部28設置於側壁部22的靠近基座構件30一側。在從頂面部21的主面的法線方向俯視觀察時，凸緣部28與側壁部22重疊，且位於側壁部22的外側。若將凸緣部28的厚度(與X軸方向平行的方向上的寬度)設為T3，則厚度T3大於側壁部22的厚度T2(T2<T3)。在圖示的例子中，側壁部22和凸緣部28被連接為外表面25形成曲面。另外，側壁部22和凸緣部28被連接為內表面24不彎曲地連續。在本變形例中，對置面23的面積大於圖2所示的結構例。因此，能夠提高基座構件30與蓋構件20的接合強度。
接下來，參照圖5，說明使用密封構件50覆蓋水晶振動件1時接合構件40受到的應力的模擬結果。此時，圖5是示出由密封構件覆蓋水晶振動 件時蓋構件的厚度比率與接合部受到的應力之間的相關性的圖。縱軸表示接合部(密封框37、接合構件40)受到的應力的最大應力，橫軸表示側壁部22相對於頂面部21的厚度比率(T2/T1)。圓點表示沒有凸緣部的圖2示出的結構例中的類比結果，方點表示有凸緣部的圖4示出的變形例中的模擬結果。縱軸的最大應力越小，越能抑制因接合部處的裂縫所致的洩漏。此外，以下的表1示出最大應力相對於厚度比率的模擬結果，圖5的圖表是將該表1中示出的數值描繪成曲線而成的圖表。
無論有無凸緣部，最大應力都在0.5<T2/T1<0.9的範圍內變為極小。另外，在T2/T10.5的範圍內，側壁部22的變形較大，蓋構件可能與水晶振動件接觸。因此，用於降低在接合部產生裂縫的風險的厚度比率的較佳範圍為0.5<T2/T1<0.9。進而，由於T2/T1大致為0.7以上0.8以下時，最大應力便為極小而更加理想。
在沒有凸緣部的結構中，在0.65<T2/T1<1.0的範圍內，與1.0T2/T1時相比，最大應力減小。另外，在T2/T1=0.75時最大應力變為極小，在其T2/T1=0.75上下的厚度比率下，最大應力比T2/T1=0.75時升高。最大應力例如，在0.65<T2/T1<0.9的範圍內，比T2/T1=1.0時充分減小。在圖5所示的例 子中，在0.65<T2/T1<0.9的範圍內，最大應力為3.0×10-7以下，約為T2/T1=1.0時的3.71×10-7的80%以下。在T2/T1<0.65的範圍內，最大應力大於T2/T1=1.0時的最大應力，且厚度比率越小，最大應力越大。此外，在0.7<T2/T1<0.85的範圍內，沒有凸緣部的結構的最大應力小於有凸緣部的結構的最大應力。即，在0.7<T2/T1<0.85的範圍內，從接合部受到的最大應力這一觀點出發，沒有凸緣部的結構比有凸緣部的結構更加有利。
在有凸緣部的結構中，在T2/T1<1.0的範圍內，最大應力比1.0T2/T1時減小。另外，在T2/T1=0.75時最大應力變為極小，在其T2/T1=0.75上下的厚度比率下，最大應力比T2/T1=0.75時升高。最大應力例如在0.5<T2/T1<0.85的範圍內，比T2/T1=1.0時充分減小。在圖5所示的例子中，在0.5<T2/T1<0.85的範圍內，最大應力為3.0×10-7以下，為T2/T1=1.0時的5.88×10-7的約50%以下。此外，在0.5<T2/T1<0.7的範圍內，有凸緣部的結構的最大應力小於無凸緣部的結構的最大應力。即，在0.5<T2/T1<0.7的範圍內，從接合部受到的最大應力這一觀點出發，有凸緣部的結構比無凸緣部的結構有利。
接下來，參照圖6~圖8說明本發明所涉及的壓電振動件的製造方法。此外，這裡說明的是蓋構件的製造步驟，其它的將壓電振動裝置搭載於基座構件的步驟、將壓電振動裝置收容於由蓋構件在基座構件形成的內部空間的步驟、使樹脂固化以覆蓋蓋構件而設置密封構件的步驟等能夠參照上述圖1~圖3的說明，因此省略。此時，圖6是示出利用夾具固定金屬構件的步驟的圖。圖7是表示衝壓金屬構件而使之變形的步驟的圖。圖8是取得所成形的蓋構件的步驟的圖。
首先，使用夾具101固定平板狀的金屬構件111(圖6)。夾具101被組裝為空開金屬構件111的兩主面112a、112b的中央部而夾持端部。
接下來，使用模具102按壓金屬構件111的中央部(圖7)。此 時，使金屬構件111變形，以使主面112a成為凹狀，主面112b成為凸狀。其結果是，金屬構件111成為蓋構件120，主面112a成為內表面124，主面112b成為外表面125。金屬構件111中，被夾具101夾持的部分成為凸緣部128，由模具102按壓的部分成為頂面部121，位於夾具101與模具102之間的部分成為側壁部122。另外，與模具102的角部接觸的部分，成為頂面部121與側壁部122間的連接部127。模具102的形狀被轉印於主面112a而成為內表面124，因此藉由使用圓角的模具102，而能夠加工為連接部127的內表面124是曲面。
設定為頂面部121的厚度為T11，側壁部的厚度為T12，凸緣部128的厚度為T13。側壁部122藉由金屬構件111延伸而形成，因此側壁部122的厚度T12小於頂面部121的厚度T11。此外，厚度T11、T12、T13能夠藉由變更加工條件來做調整。衝壓加工的條件是例如金屬構件111的溫度、模具102的按壓速度、夾具101與模具102的距離等。
接下來，拆下模具102和夾具101，由此取得蓋構件120(圖6)。
如上所述，根據本實施方式，提供一種壓電振動件1，其具備基座構件30、搭載於基座構件30上的壓電振動裝置10以及與基座構件30接合並與基座構件30一起形成收容壓電振動裝置10的內部空間26的蓋構件20，蓋構件20具有隔著壓電振動裝置10與基座構件30對置的頂面部21和沿與頂面部21的主面交叉的方向延伸的側壁部22，頂面部21的厚度T1大於側壁部22的厚度T2。
根據上述實施方式，藉由蓋構件在側壁部處變形，由此能夠減小基座構件與蓋構件間的接合部在蓋構件受到外力時所受到的應力。由此，能夠抑制在接合部產生裂縫，保持內部空間的氣密，抑制壓電振動件的頻率變動。
進而，將壓電振動件、半導體晶片、薄片電容器等電子構件搭 載於電路基板。接下來，覆蓋壓電振動件等電子構件地將因加熱而增加了流動性的密封構件供給到電路基板。接下來，冷卻密封構件並使之固化。藉由這樣的製造步驟，能夠獲得至少將壓電振動件搭載於電路基板且由密封構件覆蓋包括被搭載於電路基板上的壓電振動件的電子構件而成的模組構件。
在將頂面部21的厚度設為T1，將側壁部22的厚度設為T2時，可以滿足0.5<T2/T1<0.9。由此，厚度比率處於使蓋構件與基座構件間的接合部受到的應力的最大值(最大應力)能夠變為極小的範圍，因此能夠抑制在接合部產生裂縫。
也可以滿足0.65<T2/T1<0.9。據此，能夠與1T2/T1的範圍中的接合部的最大應力相比，充分減小最大應力。
還可以滿足0.7<T2/T1<0.85。據此，能夠比開口端部成為凸緣部的結構減小接合部的最大應力。
蓋構件20可以具有在從頂面部21的主面的法線方向俯視觀察時位於頂面部21的外側並與側壁部22連接的凸緣部28，且滿足0.5<T2/T1<0.85。據此，能夠增大與接合部對置的對置面，從而能夠提高接合強度。另外，能夠與1T2/T1的範圍中的接合部的最大應力相比，充分地減小最大應力。
蓋構件20具有凸緣部28，並且，可以滿足0.5<T2/T1<0.7。據此，與不具有凸緣部的結構相比，能夠減小接合部的最大應力。另外，能夠將最大應力設定為1T2/T1的範圍的最大應力的1/2以下。
蓋構件20具有將頂面部21與側壁部22連接的連接部27，連接部27的至少外表面25可以為曲面。據此，能夠分散蓋構件的外表面受到的外力。
連接部27的內表面24的曲率可以大於外表面25的曲率。據此，能夠增大由基座構件和蓋構件形成的內部空間，從而降低蓋構件與壓電振動裝 置接觸的風險。另外，能夠減小壓電振動件的尺寸。
連接部27的內表面24和外表面25的曲率可以相等。據此，能夠分散蓋構件的外表面受到的外力。另外，連接部的厚度均勻，由此能夠抑制應力集中於連接部的局部。
側壁部22與凸緣部28的連接部的外表面25也可以是曲面。據此，能夠分散蓋構件的外表面受到的外力。
壓電振動件1可以由樹脂製的密封構件50覆蓋。據此，蓋構件因密封構件的固化收縮而受到應力，但根據本實施方式，能夠抑制在該固化收縮時在接合部產生裂縫。
另外，根據本實施方式的其它方式，提供一種壓電振動件1的製造方法，其包括設置藉由對平板狀的金屬構件111進行衝壓加工而具有頂面部121和沿與頂面部121的主面交叉的方向延伸的側壁部122的蓋構件120的步驟、將壓電振動裝置10搭載於基座構件30的步驟以及將蓋構件120(20)與基座構件30接合並將壓電振動裝置10收容於由基座構件30和蓋構件20形成的內部空間26的步驟，頂面部121的厚度大於側壁部122的厚度。
根據上述方式，蓋構件在側壁部變形，由此能夠減小基座構件與蓋構件間的接合部在蓋構件受到外力時所受到的應力。由此，能夠抑制在接合部產生裂縫，保持內部空間的氣密，抑制壓電振動件的頻率變動。
如上說明所示，根據本發明能夠提供能夠抑制頻率變動的壓電振動件及其製造方法。
此外，以上說明的實施方式是為便於理解本發明，並非用於限定解釋本發明。本發明能夠不脫離其主旨地進行變更/改進，並且，本發明亦包含其等同物。即，本發明所屬技術領域中具有通常知識者在各實施方式中適當地加入設計變更的而得到的方案，只要是具備本發明的特徵，也包含於本發明 的範圍中。例如，各實施方式所具備的各要素及其配置、材料、條件、形狀、尺寸等並不侷限於例示內容，而能夠適當地變更。另外，各實施方式所具備的各要素能夠在技術上可行的範圍內進行組合，它們組合而成的方案只要是包含本發明的特徵，也包含於本發明的範圍。

Claims (18)

  1. 一種壓電振動件，其中，具備：基座構件；壓電振動裝置，其搭載於所述基座構件之上；以及蓋構件，其與所述基座構件接合，與所述基座構件一起形成收容所述壓電振動裝置的內部空間，所述蓋構件具有：頂面部，其隔著所述壓電振動裝置與所述基座構件對置；和側壁部，其沿與所述頂面部的主面交叉的方向延伸，所述頂面部的厚度大於所述側壁部的厚度。
  2. 如請求項1所述的壓電振動件，其中，在將所述頂面部的厚度設為T1並將所述側壁部的厚度設為T2時，滿足0.5<T2/T1<0.9。
  3. 如請求項2所述的壓電振動件，其中，滿足0.65<T2/T1<0.9。
  4. 如請求項3所述的壓電振動件，其中，滿足0.7<T2/T1<0.85。
  5. 如請求項2所述的壓電振動件，其中，所述蓋構件具有在從所述頂面部的主面的法線方向俯視觀察時位於所述頂面部的外側並與所述側壁部連接的凸緣部，且滿足0.5<T2/T1<0.85。
  6. 如請求項5所述的壓電振動件，其中，滿足0.5<T2/T1<0.7。
  7. 如請求項1至6中任一項所述的壓電振動件，其中，所述蓋構件具有連接所述頂面部與所述側壁部的連接部，所述連接部至少外表面為曲面。
  8. 如請求項7所述的壓電振動件，其中，所述連接部的內表面的曲率大於外表面的曲率。
  9. 如請求項7所述的壓電振動件，其中，所述連接部的內表面和外表面的曲率相等。
  10. 如請求項5或6所述的壓電振動件，其中，所述側壁部與所述凸緣部間的連接部的外表面為曲面。
  11. 如請求項1~6中任一項所述的壓電振動件，其中，所述壓電振動子由密封構件覆蓋。
  12. 如請求項7所述的壓電振動件，其中，所述壓電振動件由密封構件覆蓋。
  13. 如請求項8所述的壓電振動件，其中，所述壓電振動件由密封構件覆蓋。
  14. 如請求項9所述的壓電振動件，其中，所述壓電振動件由密封構件覆蓋。
  15. 如請求項10所述的壓電振動件，其中，所述壓電振動件由密封構件覆蓋。
  16. 一種模組構件，其中，至少如請求項1至10中任一項所述的壓電振動件搭載於電路基板，在所述電路基板設置有密封構件，以覆蓋所述壓電振動件。
  17. 一種壓電振動件的製造方法，其包含，藉由對平板狀的金屬構件進行衝壓加工，設置具有頂面部和沿與所述頂面部的主面交叉的方向延伸的側壁部的蓋構件之步驟；將壓電振動裝置搭載於基座構件之步驟；以及將所述蓋構件接合於所述基座構件，將所述壓電振動裝置收容於由所述基座構件及所述蓋構件形成的內部空間之步驟，其中，所述頂面部的厚度大於所述側壁部的厚度。
  18. 一種模組構件的製造方法，其包含：包含如請求項17所述的壓電振動件的製造方法，將所述壓電振動件搭載於電路基板之步驟；以覆蓋所述壓電振動件的方式於所述電路基板設置具有流動性的密封構件之步驟；固化所述具有流動性之密封構件之步驟。
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