TWI822418B - 搭載熱敏電阻的壓電振動裝置 - Google Patents
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Abstract
一種搭載熱敏電阻的壓電振動裝置(1),具備三明治裝置(2)、及安裝在三明治裝置(2)中的第一密封構件(20)的外表面上的薄片式熱敏電阻(5)。薄片式熱敏電阻(5)被配置為,俯視時與三明治裝置(2)的振動部(13)的至少一部分重疊。並且,三明治裝置(2)中的壓電振動板(10)具有振動部(13)、包圍著振動部(13)的外周的外框部(14)、及通過將振動部(13)與外框部(14)連結而保持著振動部(13)的保持部(15)。薄片式熱敏電阻(5)被配置為,與三明治裝置(2)的彼此相向的兩邊上的外框部(14)重疊。
Description
本發明關於一種三明治結構的壓電振動裝置中安裝有熱敏電阻的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置。
近年來,各種電子設備的動作頻率的高頻化、封裝體的小型化(尤其是低矮化)不斷發展。因此,隨著高頻化、封裝體的小型化,要求壓電振動裝置(例如晶體振動子、晶體振盪器等)與高頻化、封裝體的小型化相對應。
這樣的壓電振動裝置的殼體由近似長方體的封裝體構成。該封裝體包括例如由玻璃或水晶構成的第一密封構件和第二密封構件、以及例如由水晶構成、且兩主面形成有激勵電極的壓電振動板,第一密封構件與第二密封構件隔著壓電振動板層疊並接合。並且,配置於封裝體內部(內部空間)的壓電振動板的振動部(激勵電極)被氣密密封。以下,將這樣的壓電振動裝置的層疊形式稱為三明治結構,並將三明治結構的壓電振動裝置稱為三明治裝置。
就壓電振動裝置而言,安裝有熱敏電阻的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置也被廣泛應用(例如,專利文獻1、專利文獻2)。然而,目前尚未出現將熱敏電阻安裝於三明治裝置而構成搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的產品。並且,三明治裝置中,存在對於該三明治裝置較為突出的技術問題。在三明治裝置為搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的情況下,也需要解決三明治裝置中存在的技術問題。
例如,由於三明治裝置是實現了低矮化的薄型裝置,內部的激勵電極容易受到外部雜訊的影響,因此雜訊對策很重要。在三明治裝置是搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的情況下,也需要解決這樣的技術問題。
此外,由於三明治裝置是實現了低矮化的薄型裝置,因此存在強度較低的技術問題。在三明治裝置為搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的情況下,也需要解決這樣的技術問題。
[專利文獻1]日本專利第5900582號公報
[專利文獻2]日本專利第5888347號公報
鑒於上述情況,本發明的目的在於,在三明治裝置為搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的情況下,利用所安裝的熱敏電阻來解決三明治裝置中存在的技術問題。具體而言,本發明的第一個目的在於,提供一種在使用三明治裝置的同時採取了優異的雜訊對策的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置;本發明的第二個目的在於,提供一種在使用三明治裝置的同時採取了強度方面的對策的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置。
為了解決上述技術問題,本發明的第一形態的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的特徵在於:具備三明治結構的壓電振動裝置及薄片式熱敏電阻,所述壓電振動裝置被構成為,在第一主面形成有第一激勵電極且第二主面形成有第二激勵電極的具有振動部的壓電振動板上,以將所述壓電振動板的所述第一主面側覆蓋的方式層疊接合第一密封構件、並以將所述壓電振動板的所述第二主面側覆蓋的方式層疊接合第二密封構件,由此形成將所述振動部氣密密封的內部空間;所述薄片式熱敏電阻安裝於所述壓電振動裝置中的所述第一密封構
件的外表面;所述薄片式熱敏電阻被配置為,俯視時與所述振動部的至少一部分重疊。
基於上述結構,通過將薄片式熱敏電阻配置為與壓電振動裝置的振動部重疊,薄片式熱敏電阻能被用於對振動部的遮罩。
另外,上述搭載熱敏電阻的壓電振動裝置中,所述薄片式熱敏電阻可被配置為,俯視時與所述第一激勵電極及所述第二激勵電極的整體重疊。
基於上述結構,通過使薄片式熱敏電阻與第一激勵電極及第二激勵電極的整體重疊,能夠最大限度地發揮薄片式熱敏電阻的遮罩效果。
另外,上述搭載熱敏電阻的壓電振動裝置中,所述薄片式熱敏電阻可被構成為,單片的熱敏電阻片的一個主面上形成有共通電極、另一個主面上形成有分割電極,所述共通電極形成在所述熱敏電阻片的幾乎整個面上。
基於上述結構,通過使薄片式熱敏電阻上的共通電極的面積擴大,能夠使薄片式熱敏電阻的遮罩性能提高。
另外,上述搭載熱敏電阻的壓電振動裝置中,所述薄片式熱敏電阻可被構成為,單片的熱敏電阻片的一個主面上形成有共通電極、另一個主面上形成有分割電極,所述分割電極的形成部分占所述熱敏電阻片的一半以上的面積。
基於上述結構,通過使薄片式熱敏電阻上的分割電極的面積擴大,能夠使薄片式熱敏電阻的遮罩性能提高。
另外,為了解決上述技術問題,本發明的第二形態的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的特徵在於:具備三明治結構的壓電振動裝置及薄片式熱敏電阻,所述壓電振動裝置被構成為,在第一主面形成有第一激勵電極且第二主面形成有第二激勵電極的具有振動部的壓電振動板上,以將所述壓電振動板的所述第一主面側覆蓋的方式層疊接合第一密封構件、並以將所述壓電振動板的所
述第二主面側覆蓋的方式層疊接合第二密封構件,由此形成將所述振動部氣密密封的內部空間;所述薄片式熱敏電阻安裝於所述壓電振動裝置中的所述第一密封構件的外表面;所述壓電振動板具有所述振動部、包圍著所述振動部的外周的外框部、及通過將所述振動部與所述外框部連結而保持著所述振動部的保持部;所述薄片式熱敏電阻被配置為,與所述壓電振動裝置的彼此相向的兩條邊上的所述外框部重疊。
基於上述結構,通過將薄片式熱敏電阻接合於壓電振動裝置的外周部,即,以與外框部重疊的方式配置,能夠確保搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的強度。
另外,上述搭載熱敏電阻的壓電振動裝置中,可以為,所述薄片式熱敏電阻與所述壓電振動裝置之間通過導電性樹脂粘合劑實現電連接,並且,在所述薄片式熱敏電阻與所述壓電振動裝置之間的空隙中填充有非導電性樹脂粘合劑。
基於上述結構,薄片式熱敏電阻通過導電性樹脂粘合劑及非導電性樹脂粘合劑與壓電振動裝置實現面接合,從而能夠提高薄片式熱敏電阻與壓電振動裝置之間的導熱性。由此,能夠將薄片式熱敏電阻的溫度保持為與壓電振動裝置的振動部的溫度接近。另外,通過使壓電振動裝置與薄片式熱敏電阻面接合,還能提高搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的強度。
另外,上述搭載熱敏電阻的壓電振動裝置中,可以為,所述導電性樹脂粘合劑的導熱性高於所述非導電性樹脂粘合的導熱性。
基於上述結構,能夠進一步提高薄片式熱敏電阻與壓電振動裝置之間的導熱性。
另外,上述搭載熱敏電阻的壓電振動裝置中,可以為,所述非導電性樹脂粘合劑的硬度高於所述導電性樹脂粘合劑的硬度。
基於上述結構,不僅能夠緩解薄片式熱敏電阻與壓電振動裝置之間的應力,而且還能提高搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的封裝體強度。
另外,上述搭載熱敏電阻的壓電振動裝置中,可以為,所述第一密封構件及所述第二密封構件由脆性材料構成。
發明效果:
本發明的第一形態的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置能夠獲得以下效果。即,通過將具有較大面積的電極的薄片式熱敏電阻配置為與振動部重疊,而將薄片式熱敏電阻用於振動部的遮罩,從而能夠實現在使用三明治裝置的同時採取了優異的雜訊對策的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置。
另外,本發明的第二形態的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置能夠獲得以下效果。即,通過使薄片式熱敏電阻與三明治裝置的外周部接合,即,與外框部重疊地配置,能夠實現在使用三明治裝置的同時採取了強度方面的對策的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置。
1:搭載熱敏電阻的壓電振動裝置
2:三明治裝置(三明治結構的壓電振動裝置)
10:壓電振動板
11:(壓電振動板的)第一主面
111:第一激勵電極
112:第一引出佈線
113:振動側第一接合圖案
114~116:連接用接合圖案
12:(壓電振動板的)第二主面
121:第二激勵電極
122:第二引出佈線
123:振動側第二接合圖案
124、125:連接用接合圖案
13:振動部
14:外框部
15:保持部
16:貫穿孔
20:第一密封構件
21:(第一密封構件的)第一主面
211:電極圖案
212、213:佈線圖案
22:(第一密封構件的)第二主面
221:密封側第一接合圖案
222~225:連接用接合圖案
226:佈線圖案
23:貫穿孔
30:第二密封構件
31:(第二密封構件的)第一主面
311:密封側第二接合圖案
312:連接用接合圖案
32:(第二密封構件的)第二主面
321:外部電極端子
33:貫穿孔
5:薄片式熱敏電阻
51:熱敏電阻片
52:共通電極
53:分割電極
61:導電性樹脂粘合劑
62:非導電性樹脂粘合劑
S1、S2:密封部
T1、T2、T3:錐形部
V1、V2、V3、V4、V5:金屬通孔
R1:導電性接合材料
R2:樹脂材料
R3:絕緣性樹脂材料
在以下附圖以及說明中闡述了本說明書中所描述之主題之一或多個實施例的細節。從說明、附圖和申請專利範圍,本說明書之主題的其他特徵、態樣與優點將顯得明瞭,其中:圖1是本發明的第一實施方式的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的俯視圖。
圖2是圖1中的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置的截面圖。
圖3是表示三明治裝置中的壓電振動板的第一主面的俯視圖。
圖4是表示三明治裝置中的壓電振動板的第二主面的俯視圖。
圖5是表示三明治裝置中的第一密封構件的第一主面的俯視圖。
圖6是表示三明治裝置中的第一密封構件的第二主面的俯視圖。
圖7是表示三明治裝置中的第二密封構件的第一主面的俯視圖。
圖8是表示三明治裝置中的第二密封構件的第二主面的俯視圖。
圖9(a)是薄片式熱敏電阻的頂面圖;圖9(b)是薄片式熱敏電阻的底面圖。
圖10是表示本發明的第二實施方式的搭載熱敏電阻的晶體振動裝置的各個構件的分解立體圖。
圖11是壓電振動板的一個主面的俯視圖。
圖12是第二密封構件的另一個主面(底面)的俯視圖。
圖13是安裝圖10中的各個構件時的A-A線的截面圖。
圖14是板狀熱敏電阻的一個主面的俯視圖。
圖15是板狀熱敏電阻的另一個主面的俯視圖。
圖16是表示板狀熱敏電阻的另一例的截面圖。
□第一實施方式□
以下,參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。圖1是本實施方式的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置(以下稱為本裝置)1的俯視圖。圖2是本裝置1的截面圖(圖1中的A-A線的截面圖)。如圖1及圖2所示,本裝置1是在三明治裝置(三明治結構的壓電振動裝置)2上安裝了薄片式熱敏電阻5的裝置。
首先,對三明治裝置2的結構進行說明。如圖2所示,三明治裝置2具備壓電振動板10、第一密封構件20及第二密封構件30。三明治裝置2中,第一密封構件20與壓電振動板10接合,壓電振動板10與第二密封構件30接合,由此構成近似長方體的三明治結構的封裝體。
圖3是表示接合前的單個壓電振動板10的一個主面(與第一密封構件20接合的面),即,第一主面11的俯視圖。圖4是表示接合前的單個壓電振動板
10的另一個主面(與第二密封構件30接合的面),即,第二主面12的俯視圖。壓電振動板10是由水晶等壓電材料構成的壓電基板,其兩個主面(第一主面11、第二主面12)被加工(鏡面加工)為平坦平滑面。本實施方式中,壓電振動板10使用進行厚度滑動振動的AT切水晶片。
另外,圖3~圖8中,A1及A2方向表示壓電振動板10、第一密封構件20及第二密封構件30的長邊方向,B1及B2方向表示壓電振動板10、第一密封構件20及第二密封構件30的短邊方向。並且,壓電振動板10中,壓電振動板10的兩個主面為XZ′平面,與短邊方向平行的方向為X軸方向,與長邊方向平行的方向為Z′軸方向。
壓電振動板10具有被構成為近似矩形的振動部13、包圍著該振動部13的外周的外框部14、及通過將振動部13與外框部14連結而保持著振動部13的保持部15。並且,振動部13與外框部14之間,除了形成有保持部15的部分以外,為切除部(將壓電振動板10在其厚度方向上穿通的開口部)。由此,壓電振動板10為振動部13、外框部14及保持部15被構成為一體的結構。在壓電振動板10的第一主面11及第二主面12上,形成有一對激勵電極(第一激勵電極111、第二激勵電極121)。
本實施方式中,保持部15僅設置在振動部13與外框部14之間的一個部位。另外,振動部13及保持部15比外框部14薄。通過使外框部14與保持部15厚度不同,能夠使外框部14與保持部15的壓電振動的固有頻率不同,從而使外框部14不易與保持部15的壓電振動產生共振。但是,保持部15的形成部位不限於一處,也可以在振動部13與外框部14之間的兩個部位設置保持部15。
第一激勵電極111設置於振動部13的第一主面11側,第二激勵電極121設置於振動部13的第二主面12側。在第一激勵電極111、第二激勵電極112上,連接著用於將這些激勵電極連接到外部電極端子上的引出佈線(第一引出佈
線112、第二引出佈線122)。第一引出佈線112從第一激勵電極111被引出,並經由保持部15而與形成在外框部14上的連接用接合圖案114相連。第二引出佈線122從第二激勵電極121被引出,並經由保持部15而與形成在外框部14上的連接用接合圖案124相連。
在壓電振動板10的第一主面11及第二主面12上,形成有用於將壓電振動板10與第一密封構件20及第二密封構件30接合的接合圖案。該接合圖案包含有用於將封裝體的內部空間氣密密封的密封圖案、及用於使佈線、電極導通的導電圖案。另外,圖3、圖4、圖6、圖7中,用斜線陰影表示形成有接合圖案的接合區域。
作為壓電振動板10中的密封圖案,在第一主面11形成有振動側第一接合圖案113,在第二主面12形成有振動側第二接合圖案123。振動側第一接合圖案113及振動側第二接合圖案123設置於外框部14,並被構成為俯視為環形。振動側第一接合圖案113及振動側第二接合圖案123的內側區域為振動部13的密封區域(接合後成為封裝體的內部空間的區域)。第一激勵電極111、第二激勵電極121與振動側第一接合圖案113及振動側第二接合圖案123沒有電連接。
作為壓電振動板10中的導電圖案,在第一主面11的密封區域外(振動側第一接合圖案113的外側)形成有四個連接用接合圖案115,在密封區域內(振動側第一接合圖案113的內側)形成有連接用接合圖案114、連接用接合圖案116。並且,在第二主面12的密封區域外(振動側第二接合圖案123的外側)形成有四個連接用接合圖案125,在密封區域內(振動側第一接合圖案113的內側)形成有連接用接合圖案124。連接用接合圖案115、連接用接合圖案125設置於外框部14的四個角落(拐角部)付近的區域。
另外,在壓電振動板10上,在第一主面11與第二主面12之間形成有多個貫穿孔16,各貫穿孔16的內壁面上形成有用於實現第一主面11與第二主
面12之間的導通的貫穿電極。具體而言,形成有:四個用於實現連接用接合圖案115與連接用接合圖案125之間的導通的貫穿孔16(及貫穿電極)、一個用於實現連接用接合圖案116與連接用接合圖案124之間的導通的貫穿孔16(及貫穿電極)。
壓電振動板10中,第一激勵電極111、第二激勵電極121、第一引出佈線112、第二引出佈線122、振動側第一接合圖案113、振動側第二接合圖案123、連接用接合圖案114~116、連接用接合圖案124、及連接用接合圖案125可以通過相同的處理來形成。具體而言,它們可以由在壓電振動板10的兩個主面上通過物理氣相沉積而形成的基底膜(Ti膜)、及在該基底膜上通過物理氣相沉積而層疊形成的接合膜(Au膜)來形成。並且,形成接合圖案的層疊膜的結構不限於Ti膜和Au膜的兩層結構,也可以是還包含其它膜(例如形成於Ti膜與Au膜之間的隔膜)的三層以上的結構。
圖5是表示接合前的單個第一密封構件20的一個主面(外表面),即,第一主面21的俯視圖。圖6是表示接合前的單個第一密封構件20的另一個主面(與壓電振動板10接合的面),即,第二主面22的俯視圖。第一密封構件20是由一枚玻璃晶圓或水晶晶圓構成的長方體基板,該第一密封構件20的第二主面22被加工(鏡面加工)為平坦平滑面。
如圖5所示,在第一密封構件20的第一主面21上,形成有兩個電極圖案211、及佈線圖案212和佈線圖案213。電極圖案211是用於安裝薄片式熱敏電阻5的安裝墊(參照圖1)。佈線圖案212是將第一激勵電極111連接到外部電極端子321(參照圖8)上的佈線路徑的一部分。佈線圖案213是將第二激勵電極121連接到外部電極端子321上的佈線路徑的一部分。
如圖6所示,在第一密封構件20的第二主面22上,形成有用於將第一密封構件20接合於壓電振動板10的接合圖案。該接合圖案包括用於將封裝體的內部空間氣密密封的密封圖案;及用於使佈線、電極導通的導電圖案。
作為第一密封構件20上的密封圖案,形成了密封側第一接合圖案221。密封側第一接合圖案221被構成為俯視為環形,其內側的區域為密封區域。作為第一密封構件20上的導電圖案,在密封區域外(密封側第一接合圖案221的外側)的四個角落(拐角部)付近形成了四個連接用接合圖案222,在密封區域內(密封側第一接合圖案221的內側)形成了連接用接合圖案223~225。並且,連接用接合圖案224與連接用接合圖案225之間通過佈線圖案226連接。
另外,第一密封構件20中,在第一主面21與第二主面22之間形成有多個貫穿孔23,在各貫穿孔23的內壁面上形成有用於實現第一主面21與第二主面22之間的導通的貫穿電極。具體而言,形成有:四個用於實現電極圖案211或佈線圖案212、213與連接用接合圖案222之間的導通的貫穿孔23(及貫穿電極);一個用於實現佈線圖案212與連接用接合圖案223之間的導通的貫穿孔23(及貫穿電極);及一個用於實現佈線圖案213與連接用接合圖案225之間的導通的貫穿孔23(及貫穿電極)。
第一密封構件20中,密封側第一接合圖案221、連接用接合圖案222~225、及佈線圖案226可以通過相同的處理來形成。具體而言,它們可以由在第一密封構件20的第二主面22上通過物理氣相沉積而形成的基底膜(Ti膜)、及在該基底膜上通過物理氣相沉積而層疊形成的接合膜(Au膜)來形成。
圖7是表示接合前的單個第二密封構件30的一個主面(與壓電振動板10接合的面),即,第一主面31的俯視圖。圖8是表示接合前的單個第二密封構件30的另一個主面(外表面),即,第二主面32的俯視圖。第二密封構件30是由一枚玻璃晶圓或水晶晶圓構成的長方體基板,該第二密封構件30的第一主面31被加工(鏡面加工)為平坦平滑面。
如圖7所示,在第二密封構件30的第一主面31上,形成有用於將第二密封構件30接合於壓電振動板10的接合圖案。該接合圖案包括用於將封裝體的內部空間氣密密封的密封圖案;及用於使佈線、電極導通的導電圖案。
作為第二密封構件30上的密封圖案,形成了密封側第二接合圖案311。密封側第二接合圖案311被構成為俯視為環形,其內側的區域為密封區域。作為第二密封構件30上的導電圖案,在密封區域外(密封側第二接合圖案311的外側)的四個角落(拐角部)付近形成了四個連接用接合圖案312。
如圖8所示,在第二密封構件30的第二主面32上,設置有四個將本裝置1與外部電連接的外部電極端子321。外部電極端子321分別位於第二密封構件30的四個角落(拐角部)。
另外,第二密封構件30中,在第一主面31與第二主面32之間形成多個貫穿孔33,在各貫穿孔33的內壁面上形成有用於實現第一主面31與第二主面32之間的導通的貫穿電極。具體而言,形成有四個用於實現連接用接合圖案312與外部電極端子321之間的導通的貫穿孔33(及貫穿電極)。
第二密封構件30中,密封側第二接合圖案311和連接用接合圖案312可以通過相同的處理來形成。具體而言,它們可以由在第二密封構件30的第一主面31上通過物理氣相沉積而形成的基底膜(Ti膜)、及在該基底膜上通過物理氣相沉積而層疊形成的接合膜(Au膜)來形成。
三明治裝置2中,壓電振動板10與第一密封構件20在作為密封圖案的振動板側第一接合圖案113和密封側第一接合圖案221相重疊的狀態下擴散接合;壓電振動板10與第二密封構件30在作為密封圖案的振動板側第二接合圖案123和密封側第二接合圖案311相重疊的狀態下擴散接合,從而製成三明治結構的封裝體。即,振動側第一接合圖案113和密封側第一接合圖案221接合後成為壓電振動板10與第一密封構件20之間的密封圖案層,振動側第二接合圖案123和
密封側第二接合圖案311接合後成為壓電振動板10與第二密封構件30之間的密封圖案層。由此,封裝體的內部空間,即,振動部13的容納空間被氣密密封。
此時,作為導電圖案的連接用接合圖案也彼此接合,彼此接合後的導電圖案成為壓電振動板10與第一密封構件20之間或壓電振動板10與第二密封構件30之間的導電圖案層。三明治裝置2中,第一激勵電極111及第二激勵電極121與(圖8的右下及左上的)外部電極端子321之間實現了電導通。並且,安裝在三明治裝置2上的薄片式熱敏電阻5與(圖8的右上及左下的)外部電極端子321之間實現了電導通。
圖9(a)是薄片式熱敏電阻5的頂面圖;圖9(b)是薄片式熱敏電阻5的底面圖。薄片式熱敏電阻5是為了與三明治裝置2良好地組合而被薄型化了的NTC(Negative Temperature Coefficient)熱敏電阻,在單片的熱敏電阻片51的一個主面上形成有作為中繼電極的共通電極52,在另一個主面上形成有作為動作電極的分割電極53。本裝置1中,三明治裝置2的厚度在120μm左右,薄片式熱敏電阻5的厚度可以為三明治裝置2的厚度的一半以下(50μm左右)。
作為熱敏電阻片51,例如可採用錳類半導體陶瓷板。更具體而言,將Mn-Fe-Ni類材料與粘接劑等一起製成漿料狀,使用網版印刷技術或刮刀技術等厚膜形成技術,將熱敏電阻片51的晶圓狀態的構件製成生胚,並利用鍛燒技術將該生胚燒結成形為熱敏電阻片51的晶圓。另外,不限於Mn-Fe-Ni類材料,也可以使用Mn-Co類或Fe-Ni類材料。
共通電極52形成在熱敏電阻片51的整個面(或者大致整個面)上。分割電極53沿著熱敏電阻片51的一個方向(較佳為長邊方向)配置於兩端的兩個部位,並且占熱敏電阻片51的一半以上的面積。各電極是通過在熱敏電阻片51上通過濺鍍而形成電極膜(金屬膜),並利用微影法技術進行圖案形成而構成的。作為具體的金屬材料,可以採用Ti膜、NiTi膜、及Au膜層疊的層疊結構,也可以採
用其它的金屬膜結構。採用所述Ti膜、NiTi膜、及Au膜層疊的層疊結構的情況下,在最後將薄片式熱敏電阻5焊錫接合在安裝基板(在此情況下為第一密封構件20)上時,能夠穩定地進行導電接合,且不易發生焊料腐蝕。
如此,薄片式熱敏電阻5由於具有大面積的金屬電極(共通電極52及分割電極53),所以能夠作為三明治裝置2的遮罩構件而發揮作用。在薄片式熱敏電阻5還被用作遮罩構件的情況下,本裝置1中,俯視時薄片式熱敏電阻5被配置為與三明治裝置2的振動部13的至少一部分重疊(參照圖1)。另外,較佳為,薄片式熱敏電阻5被配置為,俯視時與第一激勵電極111及第二激勵電極121的整體重疊,這樣便能最大限度地發揮薄片式熱敏電阻5的遮罩效果。
另外,薄片式熱敏電阻5被配置為,兩端至少在三明治裝置2彼此相對的兩個邊與外框部14重疊。三明治裝置2中的第一密封構件20及第二密封構件30是超薄的基板,且使用的是玻璃、水晶等脆性材料。因此,三明治裝置2的中央部(壓電振動板10中的外框部14不存在的區域)的強度變得尤其弱。這樣的三明治裝置2中,若將薄片式熱敏電阻5配置在三明治裝置2的中央部的區域內,則第一密封構件20有可能因安裝薄片式熱敏電阻5時的按壓力而發生破裂。
對此,通過將薄片式熱敏電阻5接合於三明治裝置2的外周部(壓電振動板10中的外框部14存在的區域),即,將薄片式熱敏電阻5的端部配置為與外框部14重疊,能夠防止第一密封構件20破裂,並能確保本裝置1的強度。尤其是,通過使薄片式熱敏電阻5與三明治裝置2的密封部(振動側第一接合圖案113等密封圖案)重疊,能夠使本裝置1的強度更加穩定。另外,圖1及圖2中示出在三明治裝置2的短邊方向上相對的兩個邊將薄片式熱敏電阻5的兩端重疊配置在外框部14上的例子,但也可以使薄片式熱敏電阻5在三明治裝置2的長邊方向上相對的兩個邊與外框部14重疊。或者,薄片式熱敏電阻5不僅可以被配置為在三明治裝置2的彼此相對的兩個邊重疊,也可以被配置為在三個邊或四個邊重疊。
薄片式熱敏電阻5以將分割電極53作為底面(與三明治裝置2接合的面),並使分割電極53與第一密封構件20的電極圖案211電接合的狀態,被安裝於三明治裝置2。此時,較佳為,採用分割電極53與電極圖案211之間通過導電性樹脂粘合劑61(參照圖2)實現電接合的結構。但本發明不局限於此,分割電極53與電極圖案211之間也可以通過Au(金)突起(bump)相接合。並且,較佳為,在薄片式熱敏電阻5與三明治裝置2之間的空隙(導電性樹脂粘合劑61不存在的空隙)內填充非導電性樹脂粘合劑62(參照圖2)。非導電性樹脂粘合劑62不僅可以填充在薄片式熱敏電阻5的底面,也可以作為將整個薄片式熱敏電阻5密封的密封樹脂。另外,作為導電性樹脂粘合劑61,較佳為使用矽酮類樹脂;作為非導電性樹脂粘合劑62,較佳為使用環氧類樹脂。
由此,在利用導電性樹脂粘合劑61及非導電性樹脂粘合劑62使薄片式熱敏電阻5與三明治裝置2面接合的情況下,能夠提高薄片式熱敏電阻5與三明治裝置2之間的導熱性。從而,能夠使薄片式熱敏電阻5的溫度保持與三明治裝置2的振動部13的溫度接近。另外,三明治裝置2與薄片式熱敏電阻5之間的面接合還具有能夠提高本裝置1的強度的優點。
在用導電性樹脂粘合劑61及非導電性樹脂粘合劑62實現薄片式熱敏電阻5的接合的情況下,較佳為,導電性樹脂粘合劑61的導熱性高於非導電性樹脂粘合劑62的導熱性。由此,能夠提高薄片式熱敏電阻5與三明治裝置2之間的導熱性。另外,較佳為,非導電性樹脂粘合劑62的硬度高於導電性樹脂粘合劑61的硬度。由此,能夠緩解薄片式熱敏電阻5與三明治裝置2之間的應力,並能提高本裝置1的封裝體強度。
本次公開的實施方式是對各方面的示例,不構成限定性解釋的依據。因而,本發明的技術範圍不能僅根據上述實施方式來解釋,而需基於請求項的記載來界定。並且,本發明包括與請求項同等含義及範圍內的所有變更。
例如,上述說明中的本裝置1是在三明治裝置2上安裝了薄片式熱敏電阻5的結構,示例了用作壓電振子的裝置,但也可以是用作在薄片式熱敏電阻5上進一步安裝了IC晶片的壓電振盪器的裝置。
本次公開的實施方式是對各方面的示例,不構成限定性解釋的依據。因而,本發明的技術範圍不能僅根據上述實施方式來解釋,而需基於請求項的記載來界定。並且,本發明包括與請求項同等含義及範圍內的所有變更。
例如,上述說明中的本裝置1是在三明治裝置2上安裝了薄片式熱敏電阻5的結構,示例了用作壓電振子的裝置,但也可以是用作在薄片式熱敏電阻5上進一步安裝了IC晶片的壓電振盪器的裝置。
<第二實施方式>
以下,參照附圖對本發明的其它的實施方式進行詳細說明。本實施方式中,對將本發明的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置應用於搭載熱敏電阻的晶體振動裝置的情形進行示例。並且,本第二實施方式中,對與第一實施方式的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置1中的構件功能及結構相同的構件使用相同(即使附圖中示出的形狀不同)的標記。
本實施方式的搭載熱敏電阻的晶體振動裝置包括晶體振動裝置Xtl及熱敏電阻(相當於薄片式熱敏電阻5),如圖10所示,晶體振動裝置Xtl包括晶體振動片(相當於壓電振動板10)、第一密封構件20、第二密封構件30,是按第一密封構件20、壓電振動板10、第二密封構件30的順序層疊的結構。並且,熱敏電阻5與晶體振動裝置Xtl的頂面導電接合。
壓電振動板10為AT切晶體振動板,且是整體為矩形的板狀。壓電振動板10包括:振動部13、與振動部13的兩個拐角部連接的保持部15、保持部15t、及配置在振動部的外周並與保持部15和保持部15t連接的外框部14。另外,
在振動部13與外框部14之間,除了保持部15和保持部15t以外,還沿周向形成有貫穿部17。
振動部13為具有彼此相對的長邊及彼此相對的短邊、並具有四個拐角部的矩形。另外,振動部也可以為俯視呈正方形。並且,在振動部13的大致中央部的一個主面及另一個主面(正反主面)上,形成有矩形的第一激勵電極111及第二激勵電極121。在第一激勵電極111及第二激勵電極121各自的拐角部,分別連接有帯狀的第一引出電極112及第二引出電極122,並朝著一個邊的兩端(振動部的拐角部)被引出。另外,第一引出電極112經由保持部15,第二引出電極122經由保持部15t被分別引出至外框部14,然後最終被引出至後述的形成在第二密封構件30上的外部電極端子321a、外部電極端子321b。
具體而言,第一引出電極112從保持部15的表面通過,經由形成在外框部14上的金屬通孔(貫穿金屬)V1被引出至另一個主面,並與後述的形成在第二密封構件30上的金屬通孔V2連接。並且,金屬通孔V2與形成在第二密封構件30的另個一主面上的外部電極端子321a電連接。另外,第二引出電極122從保持部15t的背面通過,被引出至壓電振動板10的另個一面,並與形成在相向的第二密封構件30上的金屬通孔V3電連接。另外,金屬通孔V3與形成在第二密封構件30的另個一主面上的外部電極端子321b電連接。
這些第一激勵電極111、第二激勵電極121、第一引出電極112及第二引出電極122由多層金屬膜構成,例如是與壓電振動板10相接觸地形成Ti膜,然後在其上部形成Au膜的多層結構。作為各金屬膜的厚度的具體例子,例如,Ti膜為5nm,Au膜為200nm,但是這些厚度可以根據所期望的特性而進行變更。
在振動部13的一個邊上形成有厚壁部13a。該厚壁部13a位於X軸方向的一個邊,跨過該邊的整體地沿著Z′軸方向延伸。厚壁部13a的厚度大於振動部13的厚度。
如圖11所示,在振動部13的一個拐角部C1上,設置有保持部15;在振動部13的另一個拐角部C2上,設置有保持部15t。保持部15、保持部15t分別與外框部14相連。本實施方式中,利用微影技術以及濕式蝕刻技術,用水晶板一體地形成了振動部、保持部、及框體部。但也可以用乾式蝕刻技術來代替濕式蝕刻。
如圖10及圖13所示,保持部15被構成為比振動部13及厚壁部13a更厚,並且,從厚壁部13a至保持部15的頂面,形成有斜面狀的錐形部T2;從振動部13至保持部15,也形成有斜面狀的錐形部T3。並且,保持部15與外框部14連接,且從保持部15至外框部14的頂面,形成有錐形部T1。基於這樣的結構,各部分的厚度被設定為:振動部<厚壁部<保持部<框體部。另外,厚壁部13a與保持部15的厚度也可以相等。通過形成各錐形部,能夠使邊界區域鈍角化。另外,在所述邊界區域的高低差較小等短線風險較低的情況下,不形成所述錐形部,實際應用上也沒有問題。
壓電振動板10的具體尺寸例子如下所示。壓電振動板10使用矩形AT切水晶片,其外形尺寸為,寬1.2mm、長1.0mm;振動部13的外形尺寸為,寬0.7mm、長0.7mm;外框部14的尺寸為,寬0.2mm、長0.1mm;保持部15的尺寸為,寬0.05mm、長0.15mm,各個構件的厚度如下:外框部14的厚度為0.04mm,保持部15的厚度為0.03mm,厚壁部13a的厚度為0.017mm(17μm),振動部13的厚度為0.005mm(5μm)。另外,從確保機械強度的角度而言,較佳為,厚壁部13a的厚度比振動部13的厚度大十幾μm以上。
另外,本實施方式中採用的是只對壓電振動板10的一個主面實施了薄壁化的結構,例如,通過蝕刻技術僅將一個主面側薄壁加工為所期望的頻率(厚度)。在此情況下,由於不對另一個主面側進行蝕刻,所以能夠防止因蝕刻而
表面粗糙化所造成的振動特性降低。但是,也可以採用對兩個主面均進行薄壁加工的結構。
在外框部14的表裡外周端部,沿周向形成有密封膜(相當於振動側第一接合圖案113及振動側第二接合圖案123),這些密封膜與上述電極膜一樣,是與壓電振動板10相接觸地形成Ti膜,然後在其上部形成Au膜的多層結構。
另外,在外框部14的內周側且遠離保持部15的位置,形成有連接電極141和連接電極142。連接電極141、連接電極142分別由從外框部14的頂面經由外框部14的內側面擴展到外框部14的底面的帶狀金屬膜構成。這些連接電極141、連接電極142分別與後述的熱敏電阻5的電極墊(相當於分割電極53)電連接,並與第二密封構件30的外部電極端子321c、外部電極端子321d電連接。
第一密封構件20由矩形板狀的AT切水晶片構成,外形形狀及尺寸與壓電振動板10相同。在第一密封構件20的另一個主面(與壓電振動板10相向的面)上,沿周向形成有與振動側第一接合圖案113對應的密封膜(相當於密封側第一接合圖案221)。
並且,在第一密封構件20的一個主面上,並列設置有具有長邊和短邊的一對矩形電極墊(相當於電極圖案211),各個電極墊211從連接電極211a經由金屬通孔被引出到另一個主面
第二密封構件30由矩形板狀的AT切水晶片構成,外形形狀及尺寸與壓電振動板10相同。在第二密封構件30的與壓電振動板10相向的面上,沿周向形成有與振動側第二接合圖案123對應的密封膜(相當於密封側第二接合圖案311)。
另外,在第二密封構件30的不與壓電振動板10相向的面上,形成有外部電極端子321a~321d。外部電極端子321a~321d呈矩形,分別被形成於第二密封構件30的各個拐角部。外部電極端子321a、外部電極端子321b分別與第一
激勵電極111、第二激勵電極121電連接,外部電極端子321c、外部電極端子321d分別與熱敏電阻5的一個端子53電連接。另外,構成這些外部電極端子321的金屬膜採用Ti膜、NiTi膜及Au膜的層疊結構。
另外,在第二密封構件30上的與保持部15對應的區域附近,形成有貫穿表裡的金屬通孔V2,並與前述的金屬通孔V1電連接。另外,在與保持部15t對應的區域附近,形成有貫穿表裡的金屬通孔V3。基於這樣的結構,形成於壓電振動板10的第一引出電極112可經由金屬通孔V2而與外部電極端子321a連接,第二引出電極122可經由金屬通孔V3而與外部電極端子321b連接。並且,還形成有分別與連接電極141、連接電極142對應的金屬通孔V4、金屬通孔V5,金屬通孔V4、金屬通孔V5分別與外部電極端子321c、外部電極端子321d電連接。基於這樣的結構,晶體振動裝置用的外部電極端子321a和外部電極端子321b與熱敏電阻用的外部電極端子321c和外部電極端子321d分別排列於長邊側、且彼此相向。另外,通過改變電極佈線的設計,也可以採用晶體振動裝置Xtl用的外部電極端子321a、外部電極端子321b與熱敏電阻用的外部電極端子321c、外部電極端子321d對角配置的結構。
熱敏電阻5與第一密封構件20的兩個電極墊211電連接和機械連接。熱敏電阻5為矩形板狀的NTC熱敏電阻,矩形板狀的熱敏電阻元件(相當於熱敏電阻片51)具有厚度G2,共通電極52形成在熱敏電阻元件51的一個主面的整個面上,兩個矩形的電極墊53形成在熱敏電阻元件51的另一個主面上,且在熱敏電阻元件51的長邊方向上隔開規定間隔G1。
熱敏電阻5中,形成在熱敏電阻元件51上的兩個電極墊53構成作為電阻的端子,導電路徑從一個電極墊53經由共通電極52通往另一個電極墊53。基於這樣的結構,由於導電路徑的截面面積大幅增加,並且兩個電極墊53與共通
電極52彼此相向的面之間形成了路徑,因此,以小面積降低了電阻值,從而易於使特性穩定、承受電壓提高。
然而,在採用兩個電極墊53相互接近的結構的情況下,還取決於所施加的電壓,導電路徑被兩個電極墊53之間的流路支配,有時可能無法獲得所期的電阻值。因此,在實施過程中,一個電極墊53與共通電極52之間的距離G2a、另一個電極墊53與共通電極52之間的距離G2b、以及兩個電極墊53之間的距離G1被設定為滿足G2a+G2b<G1的關係。基於這樣的設定,能夠獲得所期的電阻值,並能使熱敏電阻的精度穩定。
熱敏電阻5與晶體振動裝置Xtl之間的接觸面積越大,越能準確地檢測出晶體振動裝置Xtl的溫度。因此,形成在熱敏電阻5上的兩個電極墊53相對於熱敏電阻5而言,面積較大為好。但如果過大,相鄰接的電極墊之間容易發生短路或容易因導電性接合材料而發生短路。如果所述接觸面積較小,則晶體振動裝置Xtl的溫度檢測精度會降低。因此,因所期的電阻值而異,使各電極墊53的總和面積為熱敏電阻5的面積的40%~85%,能夠實現穩定的溫度檢測。如果總和面積在40%以下,則熱敏電阻5的電極墊過小,無法準確地檢測出晶體振動裝置Xtl的溫度資訊,並且電阻值過高,熱敏電阻5的溫度檢測性能會降低。如果總面積在85%以上,則包括導電性接合材料在內的短路風險增加,若發生短路,則熱敏電阻5會失效。
具體的尺寸例子如下所示。熱敏電阻5的外形尺寸(熱敏電阻元件51的外形尺寸)是:長邊為0.8mm、短邊為0.6mm、厚度為0.05mm、面積為0.48mm2。另外,形成在熱敏電阻元件51上的各電極墊53的外形尺寸為:長邊為0.52mm(熱敏電阻元件51的短邊側)、短邊為0.3mm(熱敏電阻元件51的長邊側)、面積為0.156mm2。基於這樣的結構,各電極墊53的總和面積被設定為熱敏電阻5的面積
的65%左右,並設定為,電極墊53與共通電極52之間的距離G2a、距離G2b分別為0.05mm;電極墊53之間的距離G1為0.12mm,且所述G2a+G2b<G1成立。
其它的具體例子如下所示。熱敏電阻5的外形尺寸(熱敏電阻元件51的外形尺寸)是:長邊為0.7mm、短邊為0.6mm、厚度為0.04mm、面積為0.42mm2。另外,形成在熱敏電阻元件51上的各電極墊53的外形尺寸是:長邊為0.58mm(熱敏電阻元件51的短邊側)、短邊為0.3mm(熱敏電阻元件51的長邊側)、面積為0.174mm2。基於這樣的結構,各電極墊53的總和面積被設定為熱敏電阻5的面積的83%左右,並設定為,電極墊53與共通電極52之間的距離G2a、距離G2b分別為0.04mm、電極墊53之間的距離G1為0.09mm、且所述G2a+G2b<G1成立。另外,上述尺寸可以根據晶體振動裝置Xtl的尺寸、特性或搭載熱敏電阻的晶體振動裝置的規格進行適當的設計。
板狀的熱敏電阻是通過將例如Mn-Fe-Ni類材料與粘接劑等一起製成漿料後,使用網版印刷技術或刮刀技術等厚膜形成技術製成熱敏電阻晶圓的生胚,並通過鍛燒技術將其燒結成形為板狀的熱敏電阻晶圓而獲得的。
在該板狀的熱敏電阻晶圓上,通過濺鍍而形成電極膜(金屬膜),並通過微影法技術進行圖案形成。作為具體的金屬材料,與構成端子電極的金屬膜一樣,可以採用Ti膜、NiTi膜及Au膜層疊的層疊結構,也可以採用其它的金屬膜結構。在採用所述Ti膜、NiTi膜及Au膜層疊的層疊結構的情況下,最後將薄片式熱敏電阻焊錫接合在安裝基板上時,能夠穩定地進行導電接合,且不易發生焊料腐蝕。另外,兩個電極墊53的金屬膜結構可以與共通電極52的金屬膜結構不同,例如可以為,兩個電極墊53的金屬膜結構採用所述Ti膜、NiTi膜及Au膜層疊的層疊結構,共通電極52的金屬膜結構採用Ti膜和Au膜層疊的層疊結構。
這樣,通過濺鍍等薄膜形成方法在單層的板狀熱敏電阻元件51上形成作為兩個電極墊53及共通電極52的金屬膜,能夠獲得超薄的板狀熱敏電阻。
另外,可以通過對熱敏電阻晶圓的表面進行研磨和拋光,來降低板狀熱敏電阻表面的粗糙度。基於這樣的結構,能夠穩定地形成電極膜(金屬膜),並能提高製造精度,從而能夠使熱敏電阻5的性能高精度化。
如圖13所示,晶體振動裝置Xtl是第一密封構件20、壓電振動板10、第二密封構件30依次重疊而成的層疊結構。如上所述那樣,這些構件由水晶片構成,其表面被鏡面研磨加工成平滑面。作為具體例子,較佳為,平均表面粗糙度Ra=0.3~0.1nm。通過在這樣平滑的表面上形成所述密封膜,其表面的金屬膜(最上層Au膜)也成為非常平滑的表面狀態。
第一密封構件20與壓電振動板10的接合、以及壓電振動板10與第二密封構件30的接合是通過對上述金屬膜的Au進行表面處理後,利用擴散接合法將兩者加壓接合而實現的。由此,壓電振動板10的振動部13以被第一密封構件20、第二密封構件30及外框部14包圍的狀態,被氣密密封在由密封膜彼此接合而形成的密封部S1、密封部S2內。被氣密密封的內部為真空或惰性氣體氣氛。
熱敏電阻5被安裝於具有上述結構的晶體振動裝置Xtl的頂面,即,第一密封構件20的一個主面上。具體而言,使形成在晶體振動裝置Xtl的頂面上的電極墊(211、211)與形成在由板狀熱敏電阻構成的熱敏電阻5上的電極墊(53、53)通過導電性接合材料(例如,導電性樹脂粘合劑61)(R1、R1)而實現面接合。電極墊(211、211)的面積大於電極墊(53、53)的面積,因此,導電性接合材料(R1、R1)可以在具有圓角的狀態下將晶體振動裝置Xtl與熱敏電阻5導電接合,從而能夠提高兩者之間的接合強度。導電性接合材料R1是通過在糊狀的有機矽類樹脂接合材料中添加銀粉或銀片等導電性填料而構成的,具有優異的導熱性。由此,由於所述電極墊彼此面接合,導熱性良好,所以熱敏電阻5能夠在時間延遲較少的狀態下高精度地檢測晶體振動裝置Xtl的溫度。另外,在導電性接合材料R1是導電性樹脂粘合劑61的情況下,也可以使用矽酮類樹脂以外的聚氨酯樹脂、環氧
樹脂等其它樹脂。另外,導電性接合材料R1不限於導電性樹脂粘合劑61,也可以是焊錫。
如圖13所示,本實施方式中,採用由板狀熱敏電阻構成的熱敏電阻5被樹脂材料R2覆蓋的結構。在樹脂材料R2覆蓋晶體振動裝置Xtl的頂面的結構中,設置在熱敏電阻5、晶體振動裝置Xtl上的電極墊(211、211)、導電性接合材料R1也被樹脂材料R2覆蓋。這裡使用的樹脂材料R2是通過在環氧樹脂中添加二氧化矽(SiO2)填料而構成的,且導熱率比導電性接合材料R1低。另外,樹脂材料R2也可以使用環氧樹脂以外的聚氨酯樹脂、矽樹脂等其它樹脂材料。基於這樣的結構,能夠防止由熱敏電阻5檢測到的熱量散發到外部。
基於上述結構,熱敏電阻5能夠經由電極墊211和電極墊53、及導電性接合材料R1,以較小的時間延遲檢測到晶體振動裝置Xtl的溫度變化。並且,由於熱敏電阻5被導熱率比導電性接合材料低的樹脂材料覆蓋,所以熱敏電阻5吸收的熱量不會洩漏到外部。由此,能夠準確地檢測出晶體振動裝置Xtl正在動作時的溫度,從而能夠進行高精度的溫度檢測。另外,晶體振動裝置Xtl的頂面除了安裝熱敏電阻5以外,還可以安裝具有振盪電路和溫度補償電路的IC部件,並可以與晶體振盪裝置Xtl和熱敏電阻5導電接合。基於這樣的結構,能夠獲得構成了溫度補償型晶體振盪器的晶體振動裝置。
基於本實施方式,在振動部13中,沿著形成有保持部15、保持部15t的一邊的幾乎整個區域形成有厚壁部13a;另一邊具有與高頻對應的薄型振動片的厚度。因此,由振動部13激勵的振動能夠在不易受到因厚壁部13a而產生的邊界條件的影響的狀態下進行。由此,不易發生亂真等,並能獲得能將CI值(串聯諧振電阻)保持在良好的狀態的壓電振動板10。並且,通過厚壁部13a,還能提高振動部13的機械強度。
另外,如上所述那樣,保持部15的厚度大於或等於厚壁部13a的厚度,並且,在外框部14與保持部15之間、厚壁部13a與振動部13之間形成有錐形部。如上所述那樣,該錐形部的形成能夠使邊界鈍角化。因此,從第一激勵電極111及第二激勵電極121引出到壓電振動板10的一邊的第一引出電極112及第二引出電極122形成於該錐形部上,且不經過銳角的拐角部區域(台階部),從而能夠防止電極的導通性能降低、電極斷線。由此,能夠獲得具有良好的電氣特性的壓電振動板10。
基於本實施方式,外框部14與振動部13通過多個保持部(15、15t)相連,但保持部15t的厚度小於保持部15的厚度。這樣,通過用多個保持部來保持,能夠使機械強度穩定,並且,通過設置厚度較小(薄)的保持部,能夠防止振動部的振動受到阻礙。由此,能夠抑制晶體振動裝置Xtl的電氣特性的降低、確保實用性的電氣性能。另外,不局限於本實施方式,也可以採用只是保持部15的一處與振動部13相連的結構。
另外,壓電振動板10中,可以用薄壁部代替貫穿部17。在此情況下,振動部通過保持部和薄壁部與框體部相連。
另外,本實施方式中,在第一激勵電極111和第二激勵電極121的金屬膜及密封用金屬膜(即,密封膜)的例子中,列舉了Ti、Au的多層結構,但不局限於該結構的金屬膜。例如也可以採用Ti、NiTi、Au的多層結構。
另外,第一密封構件20及第二密封構件30與壓電振動板10的接合採用的是擴散接合法,但是,例如也可以採用使用AuSn合金焊材(或者也可以使用例如Sn合金焊材等其它焊材)的焊接。在採用這種銲接的情況下,金屬膜的結構也不同,例如,可以是在Cr基底層上形成Ag或Cu膜的結構,或者是形成與Au的合金膜的結構。
上述說明中,作為第一密封構件20和第二密封構件30的材料,使用的是水晶片,但也可以用玻璃材料或陶瓷材料來代替水晶片。另外,對其形狀,也只例示了板狀結構,但還可以在與壓電振動板10相向的位置設置凹部。在設置有凹部的情況下,可以減少振動部13與第一密封構件20及第二密封構件30之間接觸的機會,從而能夠使晶體振動器Xtl的特性穩定。
參照圖16對本第二實施方式的變形例進行說明。圖16中省略了晶體振動裝置Xtl的詳細結構。雖然是在晶體振動裝置Xtl的頂面安裝有熱敏電阻5的結構,但熱敏電阻5的結構及配置不同。
在第一密封構件20的頂面,形成有兩個電極墊24。不同於圖13的例子,這兩個電極墊24被形成為,面對附圖看時偏左側。由此,能夠在第一密封構件20的頂面確保未形成有電極墊24的區域。該區域可被用作調節區域25。在第一密封構件20由透光性材料構成的情況下,調節區域25能夠使鐳射等能量束B透過。因此,通過用該能量束照射形成在壓電振動板10上的金屬膜來去除這些金屬膜的一部分,能夠調節晶體振動裝置Xtl的頻率。
並且,通過預先在第一密封構件20的內側形成調節用金屬膜,用能量束照射該調節用金屬膜,使調節用金屬膜氣化而附著在形成於壓電振動板10的金屬膜上,能夠調節晶體振動裝置Xtl的頻率。
熱敏電阻5被構成為,在熱敏電阻元件的一個主面上未形成電極膜,在熱敏電阻元件的另一個主面上形成有兩個電極墊54、並形成有電極間間隙G3。因此,在兩個電極墊54之間形成有導電路徑,發揮熱敏電阻的功能。
通過用由焊料構成的導電接合材料R1將電極墊54與電極墊24接合,兩個電極墊實現了導電性面接合,由此,兩者能以導熱性良好的狀態接合。另外,在圖16的例子中,具有良好的導熱性的絕緣樹脂材料R3被填充在導電性
接合材料R1與導電性接合材料R1之間。基於該結構,熱敏電阻5的另一個主面成為整個面與晶體振動裝置Xtl面接合的狀態。
並且,樹脂材料R2覆蓋形成在第一密封構件20的頂面(一個主面)的整個面上。由此,整個熱敏電阻5被樹脂材料R2覆蓋。另外,樹脂材料R2也可以只形成在熱敏電阻5的安裝區域。在此情況下,由於調節區域25沒有被樹脂材料R2覆蓋,所以具有在接合熱敏電阻之後可通過能量束B進行頻率調節的優點。
基於本實施方式,熱敏電阻5通過導電性接合材料(焊錫)R1和絕緣樹脂材料R3接合在晶體振動裝置Xtl的另一個主面的幾乎整個面上,因此,熱敏電阻5能夠切實且正確地檢測到晶體振動裝置Xtl的溫度變化。另外,通過用樹脂材料R2覆蓋,還能夠抑制熱量散發。基於該結構,能夠獲得能進行高精度的溫度檢測的、搭載熱敏電阻的晶體振動裝置。並且,在氣密密封之後或安裝熱敏電阻5之後,可以利用調節區域25來調節晶體振盪器Xtl的頻率,從而能夠提高電氣特性。
另外,本第二實施方式中的用樹脂(樹脂材料R2)覆蓋的結構當然也可以用於第一實施方式中的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置1。
本申請基於2021年11月1日在日本申請的特願2021-178744號及2021年11月1日在日本申請的特願2021-178745號,要求優先權。不言而喻,其所有內容被導入於本申請。
以上概述了數個實施例的部件、使得在本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本發明實施例的概念。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者應該理解、可以使用本發明實施例作為基礎、來設計或修改其他製程和結構、以實現與在此所介紹的實施例相同的目的及/或達到相同的好處。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解、這些等效的結構並不背離本
發明的精神和範圍、並且在不背離本發明的精神和範圍的情況下、在此可以做出各種改變、取代和其他選擇。因此、本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。
1:搭載熱敏電阻的壓電振動裝置
2:三明治裝置(三明治結構的壓電振動裝置)
111:第一激勵電極
121:第二激勵電極
13:振動部
14:外框部
5:薄片式熱敏電阻
Claims (8)
- 一種搭載熱敏電阻的壓電振動裝置,其中:具備三明治結構的壓電振動裝置及薄片式熱敏電阻,所述壓電振動裝置被構成為,在第一主面形成有第一激勵電極且第二主面形成有第二激勵電極的具有振動部的壓電振動板上,以將所述壓電振動板的所述第一主面側覆蓋的方式層疊接合第一密封構件、並以將所述壓電振動板的所述第二主面側覆蓋的方式層疊接合第二密封構件,由此形成將所述振動部氣密密封的內部空間;所述薄片式熱敏電阻安裝於所述壓電振動裝置中的所述第一密封構件的外表面;所述薄片式熱敏電阻被配置為,俯視時與所述振動部的至少一部分重疊;所述薄片式熱敏電阻被構成為,單片的熱敏電阻片的一個主面上形成有共通電極、另一個主面上形成有分割電極,所述共通電極形成在所述熱敏電阻片的幾乎整個面上。
- 根據請求項1所述的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置,其中:所述薄片式熱敏電阻被配置為,俯視時與所述第一激勵電極及所述第二激勵電極的整體重疊。
- 根據請求項1所述的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置,其中:所述薄片式熱敏電阻被構成為,單片的熱敏電阻片的一個主面上形成有共通電極、另一個主面上形成有分割電極,所述分割電極的形成部分占所述熱敏電阻片的一半以上的面積。
- 一種搭載熱敏電阻的壓電振動裝置,其中: 具備三明治結構的壓電振動裝置及薄片式熱敏電阻,所述壓電振動裝置被構成為,在第一主面形成有第一激勵電極且第二主面形成有第二激勵電極的具有振動部的壓電振動板上,以將所述壓電振動板的所述第一主面側覆蓋的方式層疊接合第一密封構件、並以將所述壓電振動板的所述第二主面側覆蓋的方式層疊接合第二密封構件,由此形成將所述振動部氣密密封的內部空間;所述薄片式熱敏電阻安裝於所述壓電振動裝置中的所述第一密封構件的外表面;所述薄片式熱敏電阻被配置為,俯視時與所述振動部的至少一部分重疊;所述薄片式熱敏電阻與所述壓電振動裝置之間通過導電性樹脂粘合劑實現電連接,並且,在所述薄片式熱敏電阻與所述壓電振動裝置之間的空隙中填充有非導電性樹脂粘合劑。
- 一種搭載熱敏電阻的壓電振動裝置,其中:具備三明治結構的壓電振動裝置及薄片式熱敏電阻,所述壓電振動裝置被構成為,在第一主面形成有第一激勵電極且第二主面形成有第二激勵電極的具有振動部的壓電振動板上,以將所述壓電振動板的所述第一主面側覆蓋的方式層疊接合第一密封構件、並以將所述壓電振動板的所述第二主面側覆蓋的方式層疊接合第二密封構件,由此形成將所述振動部氣密密封的內部空間;所述薄片式熱敏電阻安裝於所述壓電振動裝置中的所述第一密封構件的外表面;所述壓電振動板具有所述振動部、包圍著所述振動部的外周的外框部、及通 過將所述振動部與所述外框部連結而保持著所述振動部的保持部;所述薄片式熱敏電阻被配置為,與所述壓電振動裝置的彼此相向的兩邊上的所述外框部重疊;所述薄片式熱敏電阻與所述壓電振動裝置之間通過導電性樹脂粘合劑實現電連接,並且,在所述薄片式熱敏電阻與所述壓電振動裝置之間的空隙中填充有非導電性樹脂粘合劑。
- 根據請求項4或5所述的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置,其中:所述導電性樹脂粘合劑的導熱性高於所述非導電性樹脂粘合劑的導熱性。
- 根據請求項4或5所述的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置,其中:所述非導電性樹脂粘合劑的硬度高於所述導電性樹脂粘合劑的硬度。
- 根據請求項1、4或5所述的搭載熱敏電阻的壓電振動裝置,其中:所述第一密封構件及所述第二密封構件由脆性材料形成。
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