TWI819803B

TWI819803B - 壓電振動元件

Info

Publication number: TWI819803B
Application number: TW111135487A
Authority: TW
Inventors: 岡前裕基
Original assignee: 日商大真空股份有限公司
Priority date: 2021-09-24
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2023-10-21
Also published as: CN117769803A; TW202324922A; WO2023048014A1

Abstract

一種壓電振動元件，其包括壓電振動片、以及具有收納該壓電振動片之收納部的殼體，於收納部之搭載壓電振動片之搭載面上形成導電焊墊，且壓電振動片藉由金屬凸塊而接合於導電焊墊上；成為與搭載面相反側之面的殼體之外表面係為了於俯視時與導電焊墊重疊之區域中形成空間而向搭載面側凹陷。

Description

壓電振動元件

本發明係關於壓電振動子或壓電振盪器等壓電振動元件。

壓電振動子、例如音叉型壓電振動子尤其作為時鐘源而廣泛用於包含鐘錶之各種電子設備。

專利文獻1中揭示有一種壓電振盪器，其使用將音叉型水晶振動片之連接電極藉由金屬凸塊而與容器之凹部內之搭載用電極接合的音叉型水晶振動子。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第6390206號公報

[發明所欲解決之問題]

如上述專利文獻1所述，將音叉型壓電振動片藉由金屬凸塊而與容器之電極接合之構成與利用導電性樹脂黏接劑來接合之構成相比，導電性高，可縮小接合面積，因此接合穩定性高，對小型化有利。

但是，存在由於製造不均而產生振動洩漏之情況。尤其於音叉型壓電振動片中，一對振動臂部之平衡調整於振動特性上很重要，但於產生該等平衡偏差等之情形時，存在與容器之接合部分（支持部分）之振動能量未衰減即經由金屬凸塊而向容器外部洩漏之情況。如上所述，於音叉型壓電振動片之製造上之精度差之狀態時，存在產生音叉型水晶振動片之振動臂之振動能量經由基部而洩漏至容器內部之振動洩漏，即所謂聲響洩漏之情況。若產生如上所述之聲響洩漏，則於作為壓電振動元件而安裝於外部之電路基板上時，會產生電特性之變動。

又，於將搭載有音叉型壓電振動片之容器安裝於外部之電路基板上之情形時，無法如導電性樹脂黏接劑般緩和來自該電路基板之應力，存在應力作用於由金屬凸塊形成之接合部而使連接可靠性下降之顧慮。

本發明係鑒於如上所述之方面而完成，目的為提供一種不僅可抑制振動洩漏，而且可減少自外部作用之應力的壓電振動元件。 [解決問題之手段]

本發明中，為了達成上述目的而以如下方式來構成。

即，本發明之壓電振動元件包括壓電振動片、以及具有收納該壓電振動片之收納部的殼體，於上述收納部之搭載上述壓電振動片之搭載面上形成導電焊墊，上述壓電振動片藉由金屬凸塊而接合於上述導電焊墊上；成為與上述搭載面相反側之面的上述殼體之外表面為了於俯視時與上述導電焊墊重疊之區域中形成空間而向上述搭載面側凹陷。

根據本發明，收納於殼體之收納部中之壓電振動片之振動係經由藉由金屬凸塊而與該壓電振動片接合之搭載面之導電焊墊來傳播至殼體，但搭載面之相反側之面即殼體之外表面為了於俯視時與導電焊墊重疊之區域中形成不傳遞振動之空間而向搭載面側凹陷，因此來自導電焊墊之振動之傳播被空間所阻斷，藉此，能夠抑制振動洩漏擴散，減少振動洩漏。

又，於該壓電振動元件安裝於外部之電路基板上，且來自該電路基板之應力施加於殼體之情形時，藉由形成於俯視時與導電焊墊重疊之區域中之空間，能夠減少應力傳遞至導電焊墊與金屬凸塊之接合部，能夠提高上述接合部之連接可靠性。

本發明之較佳實施方式中，上述壓電振動片為音叉型壓電振動片。

根據該實施方式，對於抑制音叉型壓電振動片之一對振動臂部之振動洩漏而言有效。

本發明之其他實施方式中，於上述殼體之外底面，於俯視時不與上述導電焊墊重疊之區域中形成有外部端子。

根據該實施方式，殼體之外底面之外部端子形成於俯視時不與藉由金屬凸塊而與壓電振動片接合之導電焊墊重疊之區域中，因此能夠抑制壓電振動片之振動經由金屬凸塊與導電焊墊之接合部而向外部端子傳播，減少振動向殼體外洩漏。

本發明之一實施方式中，上述殼體包括：基礎構件，包括形成有上述導電焊墊之上述搭載面及上述外部端子；以及蓋構件，與該基礎構件接合而將上述收納部密封；上述基礎構件包括：基板部；環狀之第1框部，形成於該基板部之其中一個主面之外周部；以及環狀之第2框部，形成於上述基板部之另一個主面之外周部；並且於上述第1框部之上端面接合上述蓋構件，由上述基板部、上述第1框部及上述蓋構件來構成上述收納部，且於上述第2框部之下端面形成有上述外部端子。

根據該實施方式，藉由於搭載壓電振動片之基礎構件上接合蓋構件，能夠將收納有壓電振動片之收納部密封。

進而，能夠於由基板部、第1框部及蓋構件所構成之收納部中收納壓電振動片且進行密封，另一方面，於由基板部及第2框部所構成之收納凹部中收納感測器或IC等電子元件。又，配置於將壓電振動片凸塊接合之導電焊墊與外部端子之間的第2框部成為對於外部應力之緩衝部，不產生壓電振動片之特性變動。

本發明之其他實施方式中，俯視時，上述基礎構件之上述基板部之另一個主面中之由上述第2框部之內周緣所劃分之區域較上述基板部之其中一個主面中之由上述第1框部之內周緣所劃分之區域更廣。

根據該實施方式，基礎構件之基板部中之由第2框部之內周緣所劃分之區域、即由環狀之第2框部所包圍之空間，與基礎構件之基板部中之由第1框部之內周緣所劃分之區域（保持有壓電振動片之框部）、即由環狀之第1框部所包圍之空間相比，於俯視時較廣，因此，收納於第1框部側之壓電振動片之振動向形成有外部端子之第2框部側之傳播，可藉由較第1框部側更廣之第2框部側之空間來阻斷，能夠抑制振動向外部端子之傳播而減少振動洩漏。

本發明之進而其他實施方式中，由上述基板部及上述第2框部來形成收納積體電路元件之收納凹部，並且於上述基板部之上述另一個主面上搭載上述積體電路元件，上述積體電路元件之搭載區域於俯視時不與上述導電焊墊與上述金屬凸塊之接合區域重疊。

根據該實施方式，能夠於基板部之其中一個主面側之收納部中收納壓電振動片且密封，另一方面，於基板部之另一個主面側之收納凹部中收納積體電路元件，構成壓電振盪器。

進而，基板部之另一個主面側之積體電路元件之搭載區域於俯視時不與基板部之其中一個主面側之收納部之導電焊墊與金屬凸塊之接合區域重疊，因此能夠抑制來自其中一個主面側之壓電振動片之振動經由導電焊墊與金屬凸塊之接合部而向另一個主面側之積體電路元件傳播，能夠減少向積體電路元件之振動洩漏。

本發明之其他實施方式中，由上述基板部及上述第2框部來形成收納積體電路元件之收納凹部，並且於上述基板部之上述另一個主面上搭載上述積體電路元件，於上述積體電路元件之搭載區域，填充有於俯視時擴散至上述導電焊墊與上述金屬凸塊之接合區域的底部填充劑。

根據該實施方式，填充於積體電路元件之搭載區域之底部填充劑於俯視時擴散至導電焊墊與金屬凸塊之接合區域，因此，能夠利用由彈性變形之樹脂構成之底部填充劑，來緩衝來自由硬的陶瓷構成之基礎構件之導電焊墊與金屬凸塊之接合區域之振動。

本發明之其他實施方式中，於上述殼體之上述基板部之上述其中一個主面上形成段部，並且於該段部之上表面形成上述導電焊墊而設為上述搭載面；將上述殼體之與上述基板部之上述其中一個主面正交之方向設為厚度方向，將從上述搭載面至上述外部端子之上述厚度方向之厚度設為第1厚度，將上述搭載面之形成有上述導電焊墊之區域之上述厚度方向之厚度設為第2厚度，以及將上述積體電路元件之搭載區域之上述厚度方向之厚度設為第3厚度時，上述第1厚度比上述第2厚度厚，上述第2厚度比上述第3厚度厚。

根據該實施方式，壓電振動片藉由金屬凸塊而接合之導電焊墊之形成區域之厚度即第2厚度與從形成有導電焊墊之搭載面至外部端子為止之厚度即第1厚度、以及積體電路元件之搭載區域之厚度即第3厚度分別不同，因此從壓電振動片經由金屬凸塊與導電焊墊之接合部而傳播之振動於不同之厚度部分中分別衰減，能夠抑制向外部端子及積體電路元件之振動洩漏。 [發明效果]

根據本發明，收納於殼體之收納部中之壓電振動片之振動係經由藉由金屬凸塊而與該壓電振動片接合之搭載面之導電焊墊來傳播至殼體，但搭載面之相反側之面即殼體之外表面為了於俯視時與導電焊墊重疊之區域中形成空間而凹陷，因此來自導電焊墊之振動之傳播由空間所阻斷，能夠抑制振動洩漏擴散，減少振動洩漏。

以下，基於圖式來對本發明之實施方式進行詳細說明。

本實施方式中，作為壓電振動元件，應用於將音叉型水晶振動片與作為積體電路元件之IC收納於1個殼體中之水晶振盪器來進行說明。

圖1係本發明之一實施方式之水晶振盪器之概略剖面圖，圖2係將圖1之蓋構件6去除之狀態之俯視圖。

本實施方式之水晶振盪器1基本上包括：殼體2、收納於該殼體2中之音叉型水晶振動片3、以及搭載於殼體2之IC 4。

殼體2包括：作為殼體本體之基礎構件5、以及蓋構件6。基礎構件5例如由氧化鋁等陶瓷材料構成，將第1層5a、第2層5b、第3層5c及第4層5d之陶瓷生片積層，一體煅燒而構成。

第2層5b構成俯視時為矩形之基板部，該第2層5b上之第3層5c及第4層5d於基板部之其中一個主面即上表面構成矩形環狀之第1框部。構成第1框部之下層之第3層5c包括矩形之一個短邊側（圖1、圖2之左側）向較第4層5d更內側伸出之部分。進而，第3層5c包括矩形之相向之各長邊側（圖2之上側及下側）向較第4層5d稍稍內側分別伸出之部分。上述從一個短邊側向內側伸出之部分、以及上述從相向之各長邊側向內側分別伸出之部分於基板部之上表面構成段部。

該段部之上表面之上述一個短邊側係搭載音叉型水晶振動片3之搭載面，形成有第1、第2導電焊墊9 ₁、9 ₂。第1導電焊墊9 ₁如圖2所示，從相向之一個長邊側（圖2之上側），延伸至較沿著短邊之方向（圖2之上下方向）之中央更靠另一個長邊側（圖2之下側）。與此相對，從相向之另一個長邊側（圖2之下側）向沿著短邊之方向延伸之第2導電焊墊9 ₂比第1導電焊墊9 ₁短。各導電焊墊9 ₁、9 ₂係沿著短邊之方向（圖2之上下方向）之各端部朝向另一個短邊側（圖1、圖2之右側）分別延伸。

音叉型水晶振動片3藉由後述之第1、第2金屬凸塊8 ₁、8 ₂而與上述搭載面之第1、第2導電焊墊9 ₁、9 ₂接合。該等導電焊墊9 ₁、9 ₂如後所述，藉由基礎構件5之未圖示之內部配線等，而與形成於構成基板部之第2層5b之下表面的6個電極焊墊26內之2個電極焊墊26、26分別連接。

第1層5a於由第2層5b所構成之基板部之另一個主面即下表面上構成矩形環狀之第2框部。

基礎構件5包括：基板部，由俯視時為矩形之第2層5b構成；第1框部，由形成於該基板部之上表面之外周部的矩形環狀之第3層5c及第4層5d構成；以及第2框部，由形成於基板部之下表面之外周部的矩形環狀之第1層5a構成。該基礎構件5如圖1所示，係其剖面為大致H之H型封裝體結構。

該H型之封裝體結構中，如上所述，基礎構件5之基板部即第2層5b上之第3層5c及第4層5d構成矩形環狀之第1框部，但第3層5c包括矩形之相向之各長邊側（圖2之上側及下側）向較第4層5d稍稍內側分別伸出之部分。

如上所述，第3層5c從相向之各長邊側向內側分別伸出，因此如基礎構件5之圖2之A-A線剖面圖即圖3所示，與以由第2層5b構成之基板部、以及由其上表面之第3層5c及第4層5d構成之第1框部所劃分之收納音叉水晶振動片3之空間相比，以由第2層5b構成之基板部、以及由其下表面之第1層5a構成之第2框部所劃分之收納IC 4之空間，擴大了相當於向內側伸出之段部不存在之量。

即，俯視時，較基板部之其中一個主面中之由第1框部之內周緣、即第3層5c之內周緣所劃分之區域而言，基礎構件5之基板部之另一個主面中之由第2框部之內周緣、即第1層5a之內周緣所劃分之區域更廣。

此外，該封裝體材料亦可以陶瓷材料以外之玻璃材料等其他絕緣材料構成。

於基礎構件5之第4層5d之上端面，經由未圖示之密封材而接合蓋構件6，且氣密地密封，構成收納音叉型水晶振動片3之收納部23。該基礎構件5與蓋構件6之接合係於真空環境、或者氮氣等惰性氣體環境中進行。蓋構件6例如由金屬材料或陶瓷材料、玻璃材料等構成，例如成形為俯視時為矩形狀之一塊板。

圖4係將收納於殼體2之收納部23中之音叉型水晶振動片3之其中一個主面側放大而示出之俯視圖，圖5係將音叉型水晶振動片3之另一個主面側放大而示出之俯視圖。

音叉型水晶振動片3如圖4、圖5所示，包括：俯視時左右對稱之基部10；一對第1、第2臂部11、12，其係從基部10之一個端面側平行地延伸出之振動臂部；以及接合部13，其設置於基部10之另一端側，用以接合於基礎構件5。

該接合部13包括經由寬度比基部10狹窄之中間細部13a而連設之延出部13b。該接合部13中，可藉由寬度比基部10狹窄之中間細部13a而使來自第1、第2臂部11、12之振動衰減。進而，延出部13b包括：突出部13b ₁，從基部10向與第1、第2臂部11、12相反之方向突出；以及屈曲部13b ₂，從該突出部13b ₁向與第1、第2臂部11、12之延出方向正交之方向屈曲。如上所述，延出部13b向與第1、第2臂部11、12之延出方向正交之方向屈曲，因此能夠利用該屈曲部分，使來自第1、第2臂部11、12之振動衰減，能夠減少振動洩漏。

又，於從基部10向與第1、第2臂部11、12相反之方向突出之突出部13b ₁，設置有第1金屬凸塊8 ₁，且於向與第1、第2臂部11、12之延出方向正交之方向屈曲之屈曲部13b ₂，設置有第2金屬凸塊8 ₂。設置於從基部10向與第1、第2臂部11、12相反之方向突出之突出部13b ₁上的第1金屬凸塊8 ₁設置於俯視時左右對稱之基部10之寬度方向之大致中央位置。如上所述，突出部13b ₁之第1金屬凸塊8 ₁設置於音叉型水晶振動片3之第1、第2臂部11、12所延伸出之基部10之寬度方向之大致中央位置，因此音叉型水晶振動片3之第1、第2臂部11、12之振動能量經由突出部13b ₁之第1金屬凸塊8 ₁而主要傳播至基礎構件5。該第1金屬凸塊8 ₁與第2金屬凸塊8 ₂相比，俯視時尺寸大。

音叉型水晶振動片3藉由突出部13b ₁之第1金屬凸塊8 ₁，如圖2所示，於俯視時為矩形之基礎構件5之沿著短邊之方向（圖2之上下方向）之大致中央位置，接合於第1導電焊墊9 ₁。

如上所述，使音叉型水晶振動片3之基部10之寬度方向之大致中央之振動能量所主要傳播之第1金屬凸塊8 ₁，位於俯視時為矩形之基礎構件5之沿著短邊之方向（圖2之上下方向）之大致中央而接合，因此能夠使音叉型水晶振動片3之第1、第2臂部11、12之振動能量，於沿著基礎構件5之短邊之方向上平衡而向基礎構件5傳播。藉此，與如使音叉型水晶振動片3之基部10之第1金屬凸塊8 ₁，位於靠近基礎構件5之沿著短邊之方向之其中一側而接合之情形般之不平衡狀態相比，能夠抑制振動洩漏。

一對第1、第2臂部11、12係其前端部11a、12a與其他部分相比，寬廣地形成於與各臂部11、12之延出方向正交之方向、即寬度方向（圖4、圖5之左右方向）上。

又，於第1、第2臂部11、12，於圖4及圖5所示之兩主面上，分別形成有沿著各臂部11、12之延出方向而延伸之各溝槽部14、14。

於音叉型水晶振動片3上設置有2個第1激振電極15及第2激振電極16以及引出電極17、18，該引出電極17、18係為了使該等各激振電極15、16分別電性連接於基礎構件5之電極焊墊9 ₁、9 ₂而從各激振電極15、16分別引出。2個第1、第2激振電極15、16之一部分形成於兩主面之溝槽部14、14之內部。

第1激振電極15形成於第1臂部11之包含溝槽部14之兩主面以及第2臂部12之兩側面，且與上述引出電極17共通連接。同樣，第2激振電極16形成於第2臂部12之包含溝槽部14之兩主面以及第1臂部11之兩側面，且與上述引出電極18共通連接。

此外，於基部10之各激振電極15、16之形成區域中，形成有一對貫通電極21、22，經由各貫通電極21、22而分別連接有兩主面之各激振電極15、16。

又，於第1臂部11及第2臂部12之前端部11a、12a之寬廣區域中，遍及其全周而分別形成有臂前端電極25、24。形成於前端部11a之全周之臂前端電極25與形成於第1臂部11之兩側面之第2激振電極16連接，且形成於前端部12a之全周之臂前端電極24與形成於第2臂部12之兩側面之第1激振電極15連接。

於圖4所示之其中一個主面側之各臂前端電極25、24上，以比各臂前端電極25、24稍小之面積來形成有頻率調整用金屬膜19、20，其用以藉由利用雷射束等之射束照射來進行金屬膜之質量削減，從而對音叉型水晶振動片3之頻率進行粗調整。

於接合部13之延出部13b之基部10側，延長形成有從第1激振電極15引出之引出電極17，且於延出部13b之延出端側，延長形成有從第2激振電極16引出之引出電極18。

於圖5所示之另一個主面側之接合部13，形成有成為與基礎構件5之各導電焊墊9 ₁、9 ₂之接合部位的2個金屬凸塊8 ₁、8 ₂。

於構成基礎構件5之基板部的第2層5b之下表面，如圖1所示，形成有用以搭載IC 4之複數個、該實施方式中為6個之電極焊墊26。該等6個電極焊墊26與IC 4之6個安裝端子分別對應。IC 4係內藏有振盪電路等之裸晶片IC。該IC 4藉由金屬凸塊27而與基礎構件5之電極焊墊26接合，且於接合部分填充有底部填充劑28。

基礎構件5之6個電極焊墊26內之2個電極焊墊26藉由未圖示之內部配線等，而與如上所述般搭載音叉型水晶振動片3之導電焊墊9 ₁、9 ₂連接，4個電極焊墊26與構成基礎構件5之第2框部之第1層5a之下端面之四角之4個外部端子29分別連接。該等4個外部端子29例如成為：電源端子、接地端子、輸出端子、以及OE（Output Enable，輸出賦能）端子。

此處，對現有例之壓電振盪器之音叉型振動片之振動洩漏進行說明。

圖6係現有例之水晶振盪器之概略剖面圖。

該水晶振盪器101藉由包括上方開放之收納凹部123之基礎構件105以及蓋構件106來構成殼體102。於基礎構件105之收納凹部123內收納音叉型水晶振動片103及IC 104，且於基礎構件105之上端接合蓋構件106而氣密地密封。該殼體102係將音叉型水晶振動片103及IC 104收納於同一收納凹部123中之所謂單封裝體結構。

音叉型水晶振動片103係藉由金屬凸塊108而與基礎構件105之收納凹部123內之段部105a之上表面之導電焊墊109接合。

如上所述之水晶振盪器101中，音叉型水晶振動片103之振動臂之振動能量經由基礎構件105之導電焊墊109與金屬凸塊108之接合部，如假想線所示般向其下方最近處之基礎構件105傳播而產生振動洩漏。

若如上所述產生振動洩漏，則水晶振盪器101之振盪頻率變得不穩定，頻率再現性變差。

又，水晶振盪器101安裝於外部之電路基板上，但來自該電路基板之彎曲應力等應力從殼體102之外底面傳遞至導電焊墊109與金屬凸塊108之接合部，存在音叉型水晶振動片103與基礎構件105之連接可靠性下降之顧慮。

與此相對，本實施方式之水晶振盪器1如上所述為H型之封裝體結構，如圖1所示，與形成有音叉型水晶振動片3藉由金屬凸塊8 ₁、8 ₂而接合之導電焊墊9 ₁、9 ₂的搭載面相反側之面即殼體2之下表面除了構成外周部之第2框部之矩形環狀之第1層5a以外，中央部分成為向收納部23側凹陷之凹部30。藉由該凹部30，殼體2之下表面之外周部以外之區域、該區域包含俯視時與導電焊墊9 ₁、9 ₂重疊之區域，但於該區域中形成振動不傳播之空間。

藉此，從音叉型水晶振動片3之臂部11、12，經由基礎構件5之導電焊墊9 ₁、9 ₂與金屬凸塊8 ₁、8 ₂之接合部且如假想線所示般於殼體2中傳播之振動係由形成於俯視時與導電焊墊9 ₁、9 ₂重疊之區域中的包含凹部30之空間來阻斷，能夠抑制振動洩漏擴散。

又，該實施方式之H型之封裝體結構中，如上所述，基礎構件5之第3層5c如圖2、圖3所示，俯視時為矩形之一對各長邊側（圖2之上側及下側、圖3之左側及右側）包括向較第4層5d稍稍內側分別伸出之部分，因此於俯視時，與收納音叉水晶振動片3之上側之空間相比，收納IC 4之下側之空間擴大了相當於向內側伸出之部分不存在之量。

藉此，可藉由較上側之空間更廣之下側之空間，來阻斷由收納於上側之空間中之音叉型水晶振動片3之一對臂部11、12而來的振動向形成於基礎構件5之下側之第1層5a上之外部端子29傳播，能夠抑制振動向外部端子29之傳播而減少振動洩漏。

進而，形成於殼體2之外底面即基礎構件5之第1層5a之下表面的外部端子29由於形成於俯視時不與基礎構件5之導電焊墊9 ₁、9 ₂與金屬凸塊8 ₁、8 ₂之接合部重疊之區域，故而能夠抑制來自音叉型水晶振動片3之臂部11、12之振動經由上述接合部向外部端子29傳播，能夠減少向殼體2之外部之振動洩漏。

又，藉由金屬凸塊27而與基礎構件5之基板部即第2層5b之下表面之電極焊墊26接合之IC 4由於其搭載區域成為於俯視時不與基礎構件5之導電焊墊9 ₁、9 ₂與金屬凸塊8 ₁、8 ₂之接合部重疊之區域，故而能夠抑制來自音叉型水晶振動片3之臂部11、12之振動經由上述接合部向IC 4傳播，能夠減少振動洩漏。

音叉型水晶振動片3之振動係如上所述經由導電焊墊9 ₁、9 ₂與金屬焊墊8 ₁、8 ₂之接合部而傳播。若將與作為基板部之第2層5b之上表面正交之方向設為厚度方向，則形成有外部端子29、導電焊墊9 ₁、9 ₂之各區域以及搭載有IC 4之區域之厚度成為如下所述。

即，若將基礎構件5之形成有導電焊墊9 ₁、9 ₂之第3層5c之上表面至外部端子29之厚度設為t1，將基礎構件5之形成有導電焊墊9 ₁、9 ₂之區域之厚度設為t2，且將搭載有IC 4之區域之厚度設為t3，則成為t1＞t2＞t3。

如上所述，基礎構件5之形成有導電焊墊9 ₁、9 ₂之區域之厚度t2、第3層5c之從上表面至外部端子29之厚度t1、以及搭載有IC 4之區域之厚度t3彼此不同，因此來自音叉型水晶振動片3之振動於不同之厚度部分中分別衰減而難以傳播，能夠抑制向外部端子29及IC 4之振動洩漏。

又，於基礎構件5之導電焊墊9 ₁、9 ₂與金屬凸塊8 ₁、8 ₂之接合部之下方最近處，形成有包含凹部30之空間，因此於將該水晶振盪器1安裝於外部之電路基板上之情形時，能夠藉由該空間而釋放來自電路基板之彎曲應力等應力，使對導電焊墊9 ₁、9 ₂與金屬凸塊8 ₁、8 ₂之接合部作用之應力減少，能夠提高音叉型水晶振動片3與基礎構件5之連接可靠性。

圖7係表示本實施方式之水晶振盪器1之頻率之再現性之測定結果的圖，橫軸為測定次數，縱軸為頻率之偏離量ΔF相對於所測定之頻率之平均值F之比ΔF/F（ppm）。

圖7中，將水晶振盪器1之樣品數N設為3，對各樣品之水晶振盪器1分別測定頻率10次，將該10次之測定值之平均值F作為基準，來示出各次測定之頻率之偏差。

各測定中，將水晶振盪器1插入至樹脂製之開頂插座中，藉由外部直流電源，對水晶振盪器1施加電壓而使其振盪，將水晶振盪器1之輸出，利用探針輸入頻率計數器中來測定頻率。

如圖7所示，本實施方式之水晶振盪器1中，關於3個各樣品，頻率之偏差幾乎不存在，再現性良好。

圖8係表示上述圖6所示之單封裝體結構之現有例之水晶振盪器101之頻率之再現性之測定結果的圖，係與圖7對應之圖。該水晶振盪器101之音叉型水晶振動片103及IC 104係與本實施方式之音叉型水晶振動片3及IC 4相同之構成。

該圖8亦與圖7同樣，將水晶振盪器101之樣品數N設為3，對於各樣品之水晶振盪器101，分別測定頻率10次，將該10次之測定值之平均值F作為基準，來示出各次測定之頻率之偏差。

圖6所示之現有例之單封裝體結構之水晶振盪器101中，無法如本實施方式般抑制振動洩漏，如圖8所示，各樣品之水晶振盪器101中，每次測定時，頻率自平均值偏離，頻率之再現性變差。

此外，如上所述之水晶振盪器1之頻率之再現性之測定結果實際上與將水晶振盪器1搭載於外部之電路基板上後所產生之振動洩漏之影響相通。

如以上所述，根據本實施方式，能夠藉由形成於俯視時與導電焊墊9 ₁、9 ₂重疊之區域中之包含凹部30之空間，來阻斷經由基礎構件5之導電焊墊9 ₁、9 ₂與金屬凸塊8 ₁、8 ₂之接合部而於殼體2中傳播之振動，因此能夠抑制向外部端子29及IC 4之振動洩漏。藉此，能夠使振盪頻率穩定，頻率再現性變得良好。

上述實施方式中，應用於在基礎構件5之基板部即第2層5b之上表面側包括音叉型水晶振動片3之收納部23，且於第2層5b之下表面側包括收納IC 4之凹部30的H型之封裝體結構，但本發明並不限定於H型之封裝體結構，例如亦可應用於圖9之概略剖面圖及圖10之俯視圖所示之單封裝體結構。

該實施方式之水晶振盪器1 ₁中，由包括上方開放之凹部的基礎構件5 ₁以及蓋構件6來構成殼體2 ₁。於基礎構件5 ₁之凹部內收納音叉型水晶振動片3及IC 4，且於基礎構件5 ₁之上端接合蓋構件6而氣密地密封。該殼體2 ₁之音叉型水晶振動片3及IC 4收納於同一收納部23 ₁中。

基礎構件5 ₁係將第1層5 ₁a、第2層5 ₁b及第3層5 ₁c之陶瓷生片積層，一體煅燒而構成。

第1層5 ₁a構成俯視時為矩形之基板部，該第1層5 ₁a上之第2層5 ₁b以及第3層5 ₁c於基板部之上表面構成矩形環狀之框部。於第2層5 ₁b之從俯視時矩形之一個短邊側向內側伸出之段部之上表面，形成有用以搭載音叉型水晶振動片3之導電焊墊9 ₁、9 ₂。音叉型水晶振動片3藉由金屬凸塊8 ₁、8 ₂而與該等導電焊墊9 ₁、9 ₂接合。

於基礎構件5 ₁之內底面即第1層5 ₁a之上表面，形成有用以搭載IC 4之複數個電極焊墊26，IC 4藉由金屬凸塊27而與該等電極焊墊26接合。

該實施方式中，與基礎構件5 ₁之形成有導電焊墊9 ₁、9 ₂之搭載面相反側之面即殼體2 ₁之下表面成為向收納部231側凹陷之凹部30 ₁。該凹部30 ₁如圖10之俯視圖所示，形成於俯視時與金屬凸塊8 ₁、8 ₂與導電焊墊9 ₁、9 ₂之接合部重疊之矩形區域。此外，凹部30 ₁並不限定於俯視時與金屬凸塊8 ₁、8 ₂與導電焊墊9 ₁、9 ₂之接合部重疊之矩形區域，只要形成於俯視時至少與金屬凸塊8 ₁、8 ₂與導電焊墊9 ₁、9 ₂之接合部重疊之區域即可。例如以於俯視時包含金屬凸塊8 ₁、8 ₂與導電焊墊9 ₁、9 ₂之接合部之方式，沿著俯視時矩形之沿著第1層5 ₁a之短邊的方向（圖10之上下方向）而延伸，以從一個長邊至另一個長邊，遍及短邊之全長之方式形成為溝槽狀。

如上所述，於俯視時與金屬凸塊8 ₁、8 ₂與導電焊墊9 ₁、9 ₂之接合部重疊之矩形區域中形成有凹部30 ₁，因此從音叉型水晶振動片3，經由基礎構件5之導電焊墊9 ₁、9 ₂與金屬凸塊8 ₁、8 ₂之接合部而於殼體2 ₁中傳播之振動係藉由形成於俯視時與導電焊墊9 ₁、9 ₂重疊之區域中的包含凹部30 ₁之空間而阻斷，能夠抑制振動洩漏擴散。

其他構成及效果與上述實施方式相同。

圖11係本發明之進而其他實施方式之與圖1對應之概略剖面圖，對與圖1對應之部分標註同一參照符號。

該實施方式中，將藉由金屬凸塊27之IC 4與基礎構件5之電極焊墊26之接合部分覆蓋的底部填充劑28從IC 4之外周部一直填充至基礎構件5之第1層5a之內周緣。

因此，底部填充劑28係以如下方式擴散：於俯視時與音叉型水晶振動片3藉由金屬凸塊8 ₁、8 ₂而與基礎構件5之導電焊墊9 ₁、9 ₂接合之區域重疊。

底部填充劑28由於為彈性變形之樹脂製，故而緩衝從包含硬的陶瓷之基礎構件5之導電焊墊9與金屬凸塊8之接合部傳播之振動，能夠抑制振動洩漏。

此外，封裝體之結構並不限定於在包括凹部之基礎構件上接合平板狀之蓋構件而構成收納部之結構，亦可為於平板狀之基礎構件上，使包括凹部之頂蓋狀之蓋構件接合而構成收納部之結構。

上述實施方式中，已作為壓電振動元件而應用於振盪器來進行說明，但並不限定於振盪器，亦可應用於壓電振動子、或者代替上述IC而搭載有溫度感測器等之帶有感測器之壓電振動子等其他壓電振動元件。或者，上述各實施方式中，已應用於屈曲振動模式之音叉型水晶振動片來進行說明，但並不限定於音叉型，亦可使用厚度滑動振動模式之AT切割之水晶振動片等其他水晶振動片、或者水晶以外之其他壓電材料。

1、1 ₁、101:水晶振盪器 2、2 ₁、102:殼體 3、103:音叉型水晶振動片 4、104:IC 5、5 ₁、105:基礎構件 5a、5 ₁a:第1層 5b、5 ₁b:第2層 5c、5 ₁c:第3層 5d:第4層 6、106:蓋構件 8 ₁、8 ₂、108:金屬凸塊 9 ₁、9 ₂、109:導電焊墊 10:基部 11:第1臂部 11a:前端部 12:第2臂部 12a:前端部 13:接合部 13a:中間細部 13b:延出部 13b ₁:突出部 13b ₂:屈曲部 14:溝槽部 15:第1激振電極 16:第2激振電極 17、18:引出電極 19、20:頻率調整用金屬膜 21、22:貫通電極 23、23 ₁:收納部 24、25:臂前端電極 26:電極焊墊 27:金屬凸塊 28:底部填充劑 29:外部端子 30、30 ₁:凹部 105a:段部 123:收納凹部 t1、t2、t3:厚度

[圖1]係本發明之一實施方式之水晶振盪器之概略剖面圖。 [圖2]係圖1之水晶振盪器之去除蓋構件之狀態之俯視圖。 [圖3]係基礎構件之圖2之A-A線剖面圖。 [圖4]係表示音叉型水晶振動片之其中一個主面側之圖。 [圖5]係表示音叉型水晶振動片之另一個主面側之圖。 [圖6]係現有例之水晶振盪器之概略剖面圖。 [圖7]係表示本實施方式之頻率再現性之結果之圖。 [圖8]係表示現有例之頻率再現性之結果之圖。 [圖9]係本發明之其他實施方式之與圖1對應之概略剖面圖。 [圖10]係圖9之實施方式之與圖2對應之俯視圖。 [圖11]係本發明之其他實施方式之與圖1對應之概略剖面圖。

1:水晶振盪器

2:殼體

3:音叉型水晶振動片

4:IC

5:基礎構件

5a:第1層

5b:第2層

5c:第3層

5d:第4層

6:蓋構件

8₁、8₂:金屬凸塊

9₁、9₂:導電焊墊

23:收納部

26:電極焊墊

27:金屬凸塊

28:底部填充劑

29:外部端子

30:凹部

t1、t2、t3:厚度

Claims

一種壓電振動元件，其包括壓電振動片、以及具有收納該壓電振動片之收納部的殼體，於上述收納部之搭載上述壓電振動片之搭載面上形成導電焊墊，且上述壓電振動片藉由金屬凸塊而接合於上述導電焊墊上；成為與上述搭載面相反側之面的上述殼體之外表面係為了於俯視時與上述導電焊墊重疊之區域形成空間而向上述搭載面側凹陷；於上述殼體之外底面上，於俯視時不與上述導電焊墊重疊之區域中形成有外部端子；上述殼體包括：基礎構件，包括形成有上述導電焊墊之上述搭載面及上述外部端子；以及蓋構件，與該基礎構件接合而將上述收納部密封；上述基礎構件包括：基板部；環狀之第1框部，形成於該基板部之其中一個主面之外周部；以及環狀之第2框部，形成於上述基板部之另一個主面之外周部；於上述第1框部之上端面上接合上述蓋構件，由上述基板部、上述第1框部及上述蓋構件來構成上述收納部；於上述第2框部之下端面上形成有上述外部端子；由上述基板部及上述第2框部來形成收納積體電路元件之收納凹部，並且於上述基板部之上述另一個主面上搭載上述積體電路元件；上述積體電路元件之搭載區域於俯視時不與上述導電焊墊與上述金屬凸塊之接合區域重疊。
如請求項1之壓電振動元件，其中上述壓電振動片為音叉型壓電振動片。
如請求項1之壓電振動元件，其中俯視時，上述基礎構件之上述基板部之另一個主面中之由上述第2框部之內周緣所劃分之區域較上述基板部之其中一個主面中之由上述第1框部之內周緣所劃分之區域更廣。
如請求項1之壓電振動元件，其中由上述基板部及上述第2框部來形成收納積體電路元件之收納凹部，並且於上述基板部之上述另一個主面上搭載上述積體電路元件；並且於上述積體電路元件之搭載區域，填充有於俯視時擴散至上述導電焊墊與上述金屬凸塊之接合區域的底部填充劑。
如請求項1之壓電振動元件，其中於上述殼體之上述基板部之上述其中一個主面上形成段部，並且於該段部之上表面形成上述導電焊墊而設為上述搭載面；將上述殼體之與上述基板部之上述其中一個主面正交之方向設為厚度方向，將從上述搭載面至上述外部端子之上述厚度方向之厚度設為第1厚度，將上述搭載面之形成有上述導電焊墊之區域之上述厚度方向之厚度設為第2厚度，以及將上述積體電路元件之搭載區域之上述厚度方向之厚度設為第3厚度時，上述第1厚度比上述第2厚度厚，上述第2厚度比上述第3厚度厚。