TWI835299B - 壓電振動裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供在樹脂的模塑成型之際可抑制封閉構件撓曲的壓電振動裝置。壓電振動裝置1係具有:藉由封閉構件之第一封閉構件7及第二封閉構件8封閉至少振動部5的振動子2;至少屬於電子零件的積體電路元件10;供振動子2及積體電路元件10搭載於其安裝面11a的基板11;以及以樹脂覆蓋至少振動子2的模塑部12,其中,振動子2係具有覆蓋第一封閉構件7及第二封閉構件8之中的至少一者的一部分或全部的保護構件9。
Description
本發明係關於壓電振動裝置。
壓電振動裝置係包含採用例如水晶振動片的水晶振動子。前述水晶振動子係具有壓電元件之水晶振動片、保持前述水晶振動片的保持構件、以及封閉前述保持構件的蓋構件。前述水晶振動子係將前述水晶振動片保持在由陶瓷等絕緣體所構成的箱狀的前述保持構件內。前述水晶振動子係在前述水晶振動片的電極與前述保持構件內的電極接合的狀態下,藉由蓋構件密閉。
如此的壓電振動裝置由於以金屬製或玻璃製的前述蓋構件接合於陶瓷製的前述保持構件,故成本高。而且,前述壓電振動裝置由於前述箱狀的保持構件與前述蓋構件重疊,故前述壓電振動裝置的厚度增大。對此,已知有一種藉由封閉材來封閉壓電振動板的壓電振動裝置,其中,該壓電振動板係具有:振動部,其具有第一激振電極及第二激振電極;以及外框部,其經由連結部而連結於該振動部且包圍前述振動部。例如,專利文獻1中記載的壓電振動裝置係將由樹脂膜構成的封閉材接合於厚度比振動部厚的外框部而覆蓋前述振動部。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2020-141264號公報
專利文獻1中記載的壓電振動裝置,為了保護前述壓電振動裝置而以樹脂材料覆蓋至少振動部。專利文獻1中記載的構成的壓電振動裝置,或是以封閉材封閉收容有壓電振動板的箱狀的保持構件而構成的振動子與積體電路元件等電子零件組合而成的裝置,為了保護前述水晶振動子及電子零件不受外部環境影響,會有以樹脂覆蓋此等元件的情形。此種裝置係在密閉的模具內藉由樹脂成型(模塑)。此時,前述壓電振動裝置會承受來自充填到模具內的樹脂的成型壓力。因此,前述封閉材會因前述成型壓力而朝向前述振動部側彈性變形。因而,依前述封閉材的材質、厚度、前述壓電振動板的外框部的大小、前述成型壓力的大小,會有前述封閉材接觸到前述振動部相的可能性。
本發明的目的在於提供一種壓電振動裝置,在樹脂的模塑成型之際,可抑制封閉構件撓曲。
本發明的發明人針對在樹脂的模塑成型之際可抑制封閉構件撓曲的壓電振動裝置樹脂進行了研究探討。經過深入研究探討,本發明的發明人思及如下述的構成。
一種壓電振動裝置,係具有:藉由封閉構件封閉至少振動部的振動子;至少電子零件;供前述振動子及前述電子零件搭載於其安裝面的基板;以及以樹脂覆蓋至少前述振動子的模塑部。前述振動子係具有覆蓋前述封閉構件的至少一部分的保護構件。
上述構成中,藉由前述封閉構件封閉的前述振動子係藉由前述保護構件覆蓋前述封閉構件的至少一部分。充填到模具內的樹脂不會接觸到前述封閉構件之被前述保護構件覆蓋的部分。藉此,來自充填到模具內的樹脂的成型壓力不會作用於被前述保護構件覆蓋的封閉構件。因此,在前述樹脂的模塑成型之際,可抑制封閉構件撓曲。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述振動子係構成為三層以上的積層體,該積層體係包含:框部;由位於前述框部的框內的前述振動部經一體成型而成的壓電振動板;以及接合於前述壓電振動板的前述框部的一方的主面及另一方的主面,將前述一方的主面的開口部分及另一方的主面的開口部分分別封閉的封閉構件。並且,前述振動子係藉由保護構件覆蓋將前述一方的主面的開口部分及前述另一方的主面的開口部分之中的至少一方的開口部分封閉的封閉構件的一部分或全部。
上述構成中,前述振動子係藉由前述保護構件覆蓋將前述框部的開口部分封閉的前述封閉構件的至少一部分。來自充填到模具內的樹
脂的成型壓力會作用於覆蓋前述封閉構件的前述保護構件。藉此,由於前述封閉構件的至少一部被前述保護構件覆蓋,因而提高對來自充填到模具內的樹脂的成型壓力的耐性。因此,在前述樹脂的模塑成型之際可抑制封閉構件撓曲。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述振動子係至少包含:具有前述振動部的壓電元件;於一方的主面開口而構成框部的箱狀的保持構件;以及封閉將前述壓電元件保持於前述框部內的前述保持構件的開口部分的前述封閉構件;並且藉由保護構件覆蓋前述封閉構件的一部分或全部。
上述構成中,前述振動子係藉由前述保護構件覆蓋將前述保持構件的開口部分封閉的前述封閉構件的至少一部分。來自充填到模具內的樹脂的成型壓力會作用於覆蓋前述封閉構件的前述保護構件。藉此,由於前述封閉構件的至少一部分被前述保護構件覆蓋,因而提高對於來自充填到模具內的樹脂的成型壓力的耐性。因此,在前述樹脂的模塑成型之際可抑制封閉構件撓曲。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述振動子係構成為三層以上的積層體,該積層體係具有:由前述振動部在前述框部的框內經一體成型而成的壓電振動板;以及於前述壓電振動板中,接合於具有前述框部的開口部分的一方的主面及另一方的主面,分別將前述一方的主面的開口部分及另一方的主面的開口部分封閉的封閉構件;並且藉由保護構件覆蓋將至少前述框部的另一方的主面的開口部分封閉的封閉構件的一部分或全部。
上述構成中,振動子係構成為藉由封閉構件封閉由振動部在框部的框內經一體成型而成的壓電振動板的兩方的開口部的三層構造的積層體。並且,前述振動子的封閉構件藉由前述保護構件而提高對於成型壓力的耐性。因此,在前述樹脂的模塑成型之際可抑制封閉構件撓曲。藉此,即使調整前述壓電振動板的厚度來抑制前述振動子的積層方向的厚度,前述振動部與前述封閉構件也不會接觸。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述振動子的前述振動部的一部分係經由連結部而連結於前述框部;前述封閉構件係樹脂膜。
上述構成中,前述振動子係以容易彈性變形的前述樹脂膜覆蓋前述框部。並且,前述振動子係藉由前述保護構件覆蓋容易彈性變形的樹脂膜之前述封閉構件的至少一部分,藉此,提高前述封閉構件對於來自充填到前述模具內的前述樹脂的成型壓力的耐性。因此,在前述樹脂的模塑成型之際可抑制前述樹脂膜撓曲。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述振動子係於前述壓電振動板的一方的主面及另一方的主面的一方或兩方具有凹部,且以前述凹部作為前述振動部。
上述構成中,前述壓電振動板係藉由使兩主面的一方或兩方的一部分凹陷而成的前述凹部來構成振動部。藉此,前述振動板例如為AT切割水晶板時可使前述振動部薄化。而且,具有如此的壓電振動板的振動子,由於覆蓋前述凹部的前述封閉構件的一部分藉由前述保護部件予以覆
蓋,因而提高前述封閉構件對於來自充填到前述模具內的前述樹脂的成型壓力的耐性。因此,在前述樹脂的模塑成型之際可抑制封閉構件撓曲。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述振動子及前述積體電路元件係位於前述基板的同一安裝面上。
上述構成中,前述振動子及前述積體電路元件位於前述基板的同一安裝面上,因此,相較於前述振動子位於前述基板的一方的主面而前述積體電路元件位於另一方的主面的構成,可低高度化。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。從與前述主面垂直的方向觀看時,前述保護構件係至少一部分與前述框部重疊。
上述構成中,前述保護構件係在支持於前述框部的狀態下,覆蓋前述封閉構件的一部分。亦即,施加於前述保護構件的前述樹脂的成型壓力會由前述框部承接。因此,在前述樹脂的模塑成型之際可抑制前述封閉構件撓曲。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述振動子中,前述封閉構件的周緣位於比前述框部的外方的周緣偏靠內側的位置,前述保護構件的周緣位於比前述封閉構件的周緣偏靠外側的位置。
上述構成中,前述封閉構件的端面係位於前述框部與前述保護構件之間的間隙內。因此,前述樹脂會因為成型之際的壓力而進入前述間隙。藉此,位於前述框部與前述保護構件之間的間隙內的前述封閉構件的端面會受到前述樹脂的限制而抑制其變形。再者,由於前述保護構件大
於前述封閉構件,所以即使前述保護構件相對於前述封閉構件的位置略有偏移,也可覆蓋前述封閉構件的至少一部分。因此,在前述樹脂的模塑成型之際,可更確實地抑制前述封閉構件撓曲。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述保護構件係比前述封閉構件厚。
上述構成中,前述保護構件之與前述振動子的主面垂直的方向的剖面二次力矩係大於前述封閉構件之與前述主面垂直的方向的剖面二次力矩。因此,即使前述保護構件與前述封閉構件由相同的材料構成,前述保護構件的剛性也會比前述封閉構件高。因此,在前述樹脂的模塑成型之際可抑制前述封閉構件撓曲。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述基板係由樹脂材料所構成。前述構成中,前述壓電振動裝置的前述基板係由容易進行切斷等加工的樹脂材料所構成。因此,可容易地構成具有任意形狀的前述壓電振動裝置。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述保護構件係由脆性材料所構成。前述構成中,相較於彈性材料,前述保護構件對於荷重的撓曲量較小。因此,在前述樹脂的模塑成型之際可抑制前述封閉構件撓曲。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述保護構件係經由接合材而接合於前述封閉構件。前述構成中,前述保護構件係藉由前述接合材而密接於前述封閉構件。由於前述保護構件密接於前述封閉構件,因而更提高前述封閉構件對於來自充填到前述模具內的
前述樹脂的成型壓力的耐性。因此,在前述樹脂的模塑成型之際可抑制前述封閉構件撓曲。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述電子零件至少為具有前述振動子的振盪電路元件的積體電路元件。前述構成中,前述壓電振動裝置的前述振動子及前述振動子用的積體電路元件係配置於相同基板上。因此,可使壓電振動裝置的構成小型化。
依據其他觀點,本發明的壓電振動裝置以包含下述構成較佳。前述保護構件係由電子零件所構成。前述構成中,前述封閉構件係藉由前述壓電振動裝置所必需的電子零件保護。亦即,前述保護構件不僅保護前述封閉構件,也具有壓電振動裝置的控制所需的機能。因此,不僅可保護前述振動子,且可使壓電振動裝置的構成小型化。
根據本發明的一實施型態,在樹脂的模塑成型之際,可抑制封閉構件撓曲。
1,21,41:壓電振動裝置
2,14,22,42:振動子
3,15,23:壓電振動板
4,16,24,46:框部
4a,16a:第一接合面
4b,16b:第二接合面
4c,23a:貫通部
4d,16d,27a:振動子安裝端子
5,17,25:振動部
5a:第一激振電極
5b:第二激振電極
6:連結部
7,26:第一封閉構件
8,27:第二封閉構件
9,50:保護構件
10,28,51:積體電路元件
10a,28a,51a:積體電路元件安裝端子
10b,28b,51b:焊線
11,29,52:基板
11a,29a,52a:安裝面
11b,29c,52c:基板安裝端子
12:模塑部
12a:環氧樹脂
13,23b:接合材
16e,16f:凹部
25a:激振電極
26a:外部安裝端子
29b,52b:連接端子
43:保持構件
44:底部
45:電極墊
46a:接合面
47:外部端子
48:壓電元件
49:封閉構件
S:內部空間
G:間隙
X1,X2,X3,X4,X11,X12,X13,Y1,Y2,Y3,Y4,Y11,Y12,Y13:寬度
t1,t2,t3,t4:厚度
W:模具
圖1係顯示本發明的實施型態1的壓電振動裝置的整體構成的概略的平面圖。
圖2係本發明的實施型態1的壓電振動裝置的底面圖。
圖3係本發明的實施型態1的壓電振動裝置中的振動子的分解立體圖。
圖4係本發明的實施型態1的壓電振動裝置中的振動子的平面圖。
圖5係依圖4中的箭號A方向所見的剖面圖。
圖6係本發明的實施型態1的壓電振動裝置在模具內樹脂膜塑成型中的狀態下,依圖4中的箭號A方向所見的剖面圖。
圖7係本發明的實施型態1的壓電振動裝置的變化例的依圖4中的箭號A方向所見的剖面圖。
圖8係顯示本發明的實施型態2的壓電振動裝置的整體構成的概略的平面圖。
圖9係本發明的實施型態2中的振動子的側面圖。
圖10係依圖9中的箭號D方向所見的剖面圖。
圖11係本發明的實施型態2中的振動子的底面圖。
圖12係顯示相對於本發明的實施型態2中的振動子的積體電路元件的大小的平面圖。
圖13係本發明的實施型態2的壓電振動裝置的側面圖。
圖14係本發明的實施型態2的壓電振動裝置的變化例的側面圖。
圖15係顯示本發明的實施型態3的壓電振動裝置的整體構成的概略的平面圖。
圖16係顯示本發明的實施型態3的壓電振動裝置的整體構成的概略的側面圖。
以下,參照圖式來說明各實施型態。各圖中,對於相同部分係標記相同的符號而不重複其相同部分的說明。在此,各圖中的構成要素
的尺寸未忠實地表現實際的構成要素的尺寸及各構成要素的尺寸比例等。另外,以下的實施型態中,所謂的「主面」係指對象構件的面積最大的面,或是沿厚度方向觀看板狀構件時所能看到的最大面積的面。
此外,以下的本發明的實施型態的壓電振動裝置1的說明中,以振動子2的長邊方向作為「X方向」,以短邊方向作為「Y方向」,以振動子2的框部4的開口方向且為與X方向及Y方向皆正交的方向作為「Z方向」。另外,本實施型態中,X方向及Y方向為水平面上的方向,Z方向為鉛直方向。惟,壓電振動裝置1的使用時的方向不限於此方向的定義。
再者,以下說明中,「固定」、「連接」、「接合」及「安裝」等(以下稱為固定等)的表現,不僅包含構件彼此直接相固定等的情況,亦包含經由其他的構件來固定等的情況。亦即,以下的說明中,固定等的表現係包含構件彼此直接及間接地固定等之意。
[實施型態1]
<壓電振動裝置1的構成>
使用圖1至圖5來說明本發明的實施型態1的壓電振動裝置1。圖1係顯示壓電振動裝置1的整體構成的概略的平面圖。圖2係顯示壓電振動裝置1的整體構成的概略的底面圖。圖3係顯示壓電振動裝置1中的振動子2的整體構成的概略的分解立體圖。圖4係振動子2的平面圖。圖5係依圖4中的箭號A方向所見的剖面圖。
如圖1所示,壓電振動裝置1係具有振動子2、積體電路元件10、基板11及模塑部12(參照圖6)。
如圖3至圖5所示,振動子2係具有壓電體的壓電元件,壓電體係將所承受的力轉換為電壓,或將施加於此的電壓轉換為力。振動子2係具有壓電振動板3、第一封閉構件7、第二封閉構件8、及保護構件9。
壓電振動板3係沿特定方向切割水晶而成的矩形的水晶振動片。壓電振動板3係具有框部4、振動部5、及連結部6。壓電振動板3的框部4、振動部5、及連結部6係一體成型。亦即,框部4、振動部5、及連結部6係構成為單一個構件。
如圖4及圖5所示,框部4係包圍振動部5的周圍的構件。從與面積最大的一對主面垂直的方向觀看時,框部4係由矩形的板材構成。框部4為框狀構件,沿Z方向俯視觀看時,該框狀構件的前述一對主面係分別具有矩形的開口部分。亦即,框部4係具有從一方的前述主面貫通至另一方的前述主面的矩形的貫通部4c。
框部4的厚度即為框部4的一對主面的間隔,為厚度t1。框部4的一方的主面係具有與第一封閉構件7接合的第一接合面4a。框部4的另一方的主面係具有與第二封閉構件8接合的第二接合面4b。框部4的長邊方向的兩端部係分別具有振動子安裝端子4d。
振動部5係壓電體。從與面積最大的一對主面垂直的方向觀看時,振動部5為大致矩形的板材。振動部5係位於框部4的框內。沿Z方向俯視觀看時,振動部5係配置成前述一對主面與框部4的開口部分相向。而且,振動部5的主面配置成與框部4的主面大致平行。振動部5的厚度即為振動部5的一對主面間的間隔,為料厚小於框部4的厚度t1的厚度t2。振動部5係在框部4的框內,位於框部4的一對主面之間。
振動部5的一部分係經由板狀的連結部6而連結到框部4。振動部5係保持在經由連結部6而懸臂支持於框部4的狀態。亦即,框部4係隔著貫通部4c而圍繞於振動部5。振動部5的一方的主面係具有第一激振電極5a,振動部5的另一方的主面係具有第二激振電極5b。第一激振電極5a係連接至一方的振動子安裝端子4d,第二激振電極5b係連接至另一方的振動子安裝端子4d。
作為封閉構件之第一封閉構件7及第二封閉構件8係將框部4的框內封閉的構件。從與面積最大的一對主面垂直的方向觀看時,第一封閉構件7及第二封閉構件8係矩形的樹脂膜。第一封閉構件7及第二封閉構件8為例如具有300℃左右的耐熱性的聚醯亞胺樹脂製的膜。第一封閉構件7及第二封閉構件8係具有20μm至50μm左右的厚度t3。
沿Z方向俯視觀看時,第一封閉構件7及第二封閉構件8的長邊方向之X方向的寬度X3係小於框部4的外緣的X方向的寬度X1而大於框部4的內緣之開口部分的X方向的寬度X2。另外,沿Z方向觀看時,第一封閉構件7及第二封閉構件8的與X方向垂直的短邊方向之Y方向的寬度Y3係小於框部4的外緣的Y方向的寬度Y1而大於框部4的內緣之開口部分的Y方向的寬度Y2。亦即,第一封閉構件7及第二封閉構件8係小於框部4而大於框部4的開口部。
第一封閉構件7係藉由屬於熱塑性的接著劑之接合材13而接合於框部4的一方的主面所具有的第一接合面4a。第一封閉構件7的周緣係位於比框部4的外緣更靠內側且比框部4的內緣更靠外側的位置。第一封閉構件7的X方向的端部係接合於框部4的一方的主面的位於X方向
的第一接合面4a。第一封閉構件7的Y方向的端部係接合於框部4的一方的主面的位於Y方向的第一接合面4a。亦即,沿Z方向觀看時,第一封閉構件7係以與第一接合面4a重疊的部分藉由接合材13而接合於框部4。第一封閉構件7係覆蓋住框部4的一方的主面的開口部分。藉此,第一封閉構件7係封閉框部4的一方的主面的開口部分。
第二封閉構件8係藉由接合材13而接合於框部4的另一方的主面所具有的第二接合面4b。第二封閉構件8的周緣係位於比框部4的外緣更靠內側且比框部4的內緣更靠外側的位置。第二封閉構件8的X方向的端部係接合於框部4的另一方的主面的位於X方向的第二接合面4b。第二封閉構件8的Y方向的端部係接合於框部4的另一方的主面的位於Y方向的第二接合面4b。亦即,沿Z方向觀看時,第二封閉構件8係以與第二接合面4b重疊的部分利用接合材13而接合於框部4。第二封閉構件8覆蓋住框部4的另一方的主面的開口部分。因此,第二封閉構件8封閉框部4的另一方的主面的開口部分。
保護構件9係抑制第一封閉構件7或第二封閉構件8之中的至少第一封閉構件7因構成模塑部12的樹脂的成型壓力而撓曲變形的構件。從與面積最大的一對主面垂直的方向俯視觀看時,保護構件9係矩形的板狀構件。保護構件9係由屬於脆性材料的矽構成。保護構件9具有的剛性較佳為長邊方向的兩端受到支持的狀態下承受樹脂模塑成型之際所產生的壓力時,最大撓曲為20μm以下。
因此,保護構件9的材料的楊氏係數俯視觀看的方向之Z方向的剖面二次力矩要定為使其剛性大於第一封閉構件7或第二封閉構件8
之中的至少第一封閉構件7。本實施型態中,保護構件9係採用矽。另外,本實施型態中,保護構件9以具有30μm至100μm左右的厚度t4為佳。保護構件9的厚度t4係大於第一封閉構件7及第二封閉構件8的厚度t3。
沿Z方向觀看時,保護構件9的長邊方向之X方向的寬度X4係小於壓電振動板3的框部4的外緣的X方向的寬度X1而大於第一封閉構件7的X方向的寬度X3。沿Z方向觀看時,保護構件9的與X方向垂直的方向之Y方向的寬度Y4係小於框部4的外緣的Y方向的寬度Y1而大於第一封閉構件7的Y方向的寬度Y3。亦即,保護構件9係小於框部4而大於第一封閉構件7。
保護構件9係藉由作為接合材13之熱塑性的接著劑或晶片接著劑(die attach adhesive)而接合於第一封閉構件7的與Z方向垂直的面。保護構件9的周緣係位於第一封閉構件7的周緣與框部4的外緣之間。亦即,沿Z方向觀看時,保護構件9的周緣部係與框部4的第一接合面4a重疊。藉此,保護構件9的周緣部受到框部4的支持。另外,保護構件9係隔著第一封閉構件7而覆於框部4的一方的主面的開口部分。亦即,沿Z方向觀看時,保護構件9係覆於第一封閉構件7之包含與開口部分重疊的部分全體。
如上述地構成的振動子2係構成為具有壓電振動板3、第一封閉構件7、及第二封閉構件8的三層構造,該第一封閉構件7係封閉壓電振動板3的一方的主面所具有的開口部分,該第二封閉構件8係封閉壓電振動板3的另一方的主面所具有的開口部分。振動子2係具有藉由壓電振動板3的框部4、第一封閉構件7及第二封閉構件8構成的內部空間S。
振動子2的振動部5係位於內部空間S內。而且,內部空間S內係封入氮氣等非活性氣體。振動子2係藉由從各振動子安裝端子4d施加的電壓而以預定的頻率振盪。
如圖1所示,作為電子零件的一例的積體電路元件10係控制振動子2的IC。積體電路元件10具有與檢知周圍溫度狀態的感溫元件(熱敏電阻)連接並產生預定的振盪輸出的振盪電路等的電子電路等。積體電路元件10係經由積體電路元件安裝端子10a將振盪電路所產生的振盪輸出輸出外部作為時脈訊號等基準訊號。積體電路元件10之積體電路元件安裝端子10a以外的部分係以樹脂包覆。
如圖1及圖2所示,基板11係藉由配線圖案(省略圖示)電性連接振動子2與積體電路元件10且一體地構成的絕緣性基板。基板11係由樹脂材料所構成。基板11係以例如屬於絕緣體的玻璃環氧樹脂作為基材。基板11的一方的主面係構成為安裝面11a,該安裝面11a具有藉由銅等導體形成的電路。基板11的另一方的主面係具有用來安裝到外部基板的基板安裝端子11b。安裝面11a的電路係與基板安裝端子11b電性連接。本實施型態中,基板11的厚度例如為0.17mm。
振動子2及積體電路元件10分別搭載於基板11的安裝面11a。振動子2的兩方的振動子安裝端子4d係分別經由導電性的接合材13而與安裝面11a的電路電性連接。此時,振動子2係配置成以第一封閉構件7及第二封閉構件8覆蓋的主面朝向Z方向,且振動子2係配置成第二封閉構件8與安裝面11a相向。第二封閉構件8係與安裝面11a接觸。同樣地,積體電路元件10的積體電路元件安裝端子10a係分別經由焊線10b
而與基板11的安裝面11a的電路電性連接。如此,振動子2及積體電路元件10係並排配置於基板11的安裝面11a上。
安裝於基板11的振動子2係從振動子安裝端子4d經由基板11的未圖示的配線圖案及基板安裝端子11b而電性連接於外部基板。另外,振動子2的振動部5係保持在藉由連結部6而懸臂支持於框部4的狀態。藉此,振動部5係藉由從外部基板施加的電壓而以預定的頻率振盪。
模塑部12係保護基板11以及安裝於基板11的振動子2、積體電路元件10之中的至少振動子2(參照圖6)。模塑部12係環氧樹脂12a等的熱硬化性樹脂。模塑部12係以熱硬化後的環氧樹脂12a覆蓋基板11及安裝於基板11的振動子2、積體電路元件10之中的至少振動子2。本實施型態中,模塑部12係覆蓋基板11及安裝於基板11的振動子2與積體電路元件10。
接著,使用圖6來說明藉由模塑部12覆蓋振動子2及基板11之際的第一封閉構件7的狀態。振動子2及基板11位於模具W的模穴內。圖6係壓電振動裝置1在模具W內樹脂模塑成型中的狀態下,依圖4中的箭號A方向所見的剖面圖。
如圖6所示,模塑部12係以將熔融的樹脂充填到模具W的模穴內的轉注方式成型。藉由未圖示的壓棒而熔融的環氧樹脂12a係充填到模穴內。環氧樹脂12a係藉由壓棒以預定的充填壓力充填到模穴內。環氧樹脂12a充滿整個模穴時,會保持預定的成型壓力持續加壓預定時間。環氧樹脂12a係在保持於預定的成型壓力的期間熱硬化。經熱硬化的環氧樹脂12a係成為覆蓋振動子2及基板11的模塑部12。
置於充填了環氧樹脂12a的模穴內的振動子2及基板11中,壓電振動板3的框部4、保護構件9及基板11會與環氧樹脂12a接觸。相對於此,沿Z方向觀看時,第一封閉構件7的主面係被保護構件9的主面覆蓋。第一封閉構件7與保護構件9係藉由接合材13而接合,保護構件9係密接於第一封閉構件7。因此,第一封閉構件7的主面不會與環氧樹脂12a接觸。另外,沿Z方向觀看時第二封閉構件8係被基板11覆蓋。因此,第二封閉構件8的主面也不會與環氧樹脂12a接觸。至於壓電振動板3的連結部6及振動部5,因藉由第一封閉構件7及第二封閉構件8密閉於內部空間S,因而不會與環氧樹脂12a接觸。
在環氧樹脂12a保持於成型壓力的期間,振動子2及基板11中與環氧樹脂12a接觸的壓電振動板3的框部4、保護構件9及基板11係從與環氧樹脂12a的接觸面垂直的方向承受成型壓力。保護構件9中與Z方向垂直的主面會承受Z方向的保持壓力(參照箭號)。在此,保護構件9中與振動子2的主面垂直的方向(亦即Z方向)的剖面二次力矩係大於第一封閉構件7的Z方向的剖面二次力矩。而且,保護構件9係由楊氏係數大於樹脂系材料的脆性材料所構成。因此,保護構件9的剛性會因其形狀及材料而大於第一封閉構件7。
如此的保護構件9會因預定的成型壓力而往Z方向的壓電振動板3側撓曲變形約20μm左右。此時,與保護構件9接合的第一封閉構件7會隨著保護構件9的Z方向的撓曲變形而往Z方向的壓電振動板3側撓曲變形20μm左右。撓曲變形前的第一封閉構件7係與壓電振動板3的振動部5在Z方向相隔超過20μm的距離。因此,第一封閉構件7即使因
為成型壓力的作用而往Z方向的壓電振動板3側撓曲變形,亦不會與振動部5接觸。
保護構件9的周緣係位於比第一封閉構件7的周緣偏靠外側且比框部4的外方的周緣偏靠內側的位置。亦即,保護構件9之中,比第一封閉構件7偏靠外側的周緣部與框部4的接合面之間會產生相當於第一封閉構件7的厚度t3加上接合材13的厚度的間隙G。環氧樹脂12a也會填入間隙G。因此,第一封閉構件7中,與X方向垂直的端面及與Y方向垂直的端面係與環氧樹脂12a接觸。在環氧樹脂12a熱硬化後,第一封閉構件7的X方向及Y方向的移動會受到限制。
如此構成的壓電振動裝置1的振動子2係具有以樹脂膜之第一封閉構件7及第二封閉構件8覆蓋將厚度小於框部4的振動部5支持於框部4的框內的壓電振動板3之三層構造。並且,藉由保護構件9覆蓋將框部4的包含開口部分的主面封閉的第一封閉構件7。因此,構成模塑部12的環氧樹脂12a不會接觸於第一封閉構件7之與Z方向垂直的主面。此外,保護構件9係以周緣被框部4支持的狀態覆蓋第一封閉構件7。亦即,施加於保護構件9的環氧樹脂12a的成型壓力將會由框部4承受。
依保護構件9的面積相對於第一封閉構件7覆蓋框部4的開口部分的面積的比率,可減低振動子2中作用於第一封閉構件7的成型壓力。本實施型態中,第一封閉構件7覆蓋框部4的開口部分的部分皆由保護構件9覆蓋。因此,振動子2中,保護構件9係承受作用於第一封閉構件7的環氧樹脂12a的所有成型壓力。因此,在環氧樹脂12a的模塑成型
之際,可抑制第一封閉構件7及第二封閉構件8之中的至少第一封閉構件7的撓曲變形。
另外,在振動子2及積體電路元件10已接合在基板11的狀態下,振動子2的上表面係高於積體電路元件10的上表面。因此,壓電振動裝置1的厚度為振動子2的厚度、基板11的厚度、及模塑樹脂(環氧樹脂12a)的厚度的總和。此時,第一封閉構件7對於來自模塑樹脂的成型壓力的耐性因受到保護構件9的覆蓋而提高。因此,壓電振動裝置1在環氧樹脂12a的模塑成型之際,可抑制第一封閉構件7的撓曲變形。藉此,因構成為以樹脂膜之第一封閉構件7及第二封閉構件8覆蓋框內具有振動部5的前述框部4的三層構造,而可抑制壓電振動裝置1的厚度。
再者,壓電振動裝置1的振動子2在框部4與保護構件9之間具有由於第一封閉構件7而形成的間隙G。環氧樹脂12a因成型壓力而填入間隙G。因此,可藉由經熱硬化的環氧樹脂12a抑制位於框部4與保護構件9之間的第一封閉構件7的變形。另外,由於保護構件9大於第一封閉構件7,故即使保護構件9相對於第一封閉構件7的X方向及Y方向的位置略有偏移,亦可覆蓋第一封閉構件7的至少一部分。因此,在環氧樹脂12a的模塑成型之際,可抑制第一封閉構件7及第二封閉構件8之中的至少第一封閉構件7的撓曲變形。
再者,壓電振動裝置1的基板11係由容易進行切斷等的加工的玻璃環氧樹脂材料所構成。因此,可容易地構成具有任意的形狀的壓電振動裝置1。
[實施型態1的變化例]
上述實施型態1中,振動子2係在框部4與振動部5之間具有貫通部4c,且將振動部5支持成懸臂狀態。然而,如圖7所示,振動子2亦可為在框部4與振動部5之間不具有貫通部4c的構成。圖7係壓電振動裝置1的變化例的依圖4中的箭號A方向所見的剖面圖。
如圖7所示,不具有貫通部4c的振動子14係具有壓電振動板15、第一封閉構件7、第二封閉構件8及保護構件9。壓電振動板15的框部16及振動部17係一體成型。亦即,框部16及振動部17係構成為單一個構件。在此,以下的實施型態中,對於與已說明過的實施型態相同的部分,省略其具體的說明,僅以不同的部分為中心進行說明。
框部16係圍繞振動部17的周圍的構件。從與面積最大的一對主面垂直的方向觀看時,框部16係由矩形的板材構成。沿Z方向俯視觀看時,框部16係前述一對主面分別具有矩形的開口部分的框狀構件。框部16係具有要與第一封閉構件7接合的第一接合面16a及要與第二封閉構件8接合的第二接合面16b。框部16的長邊方向的兩端部分別具有振動子安裝端子16d。沿Z方向觀看時,框部16的一方的前述主面具有矩形的凹部16e,另一方的前述主面具有矩形的凹部16f。一方的前述主面的凹部16e與另一方的前述主面的凹部16f並未連通。亦即,框部16並不具有貫通部。
振動部17係壓電體。從與面積最大的一對主面垂直的方向俯視觀看時,振動部17係大致矩形的板材。振動部17的一方的主面係框部16的一方的凹部16e的底面。振動部17的另一方的主面係框部16的另一方的凹部16f的底面。沿Z方向俯視觀看時,振動部17係配置成前述一對
主面與框部16的開口部分相向。而且,振動部17的主面係配置成與框部16的主面大致平行。振動部17係在框部16的框內位於框部16的一對主面之間。振動部17的周緣係連結於框部16。亦即,振動部17的整個周緣皆由框部16支持。振動部17的一方的主面係具有第一激振電極17a,振動部17的另一方的主面係具有第二激振電極17b。
如此,壓電振動裝置1的振動子14在框部16的一方的主面具有凹部16e且在另一方的主面具有凹部16f。凹部16e及凹部16f的底面構成振動部17。另外,振動子14係具有以第一封閉構件7覆蓋框部16所具有的凹部16e的開口部且以第二封閉構件8覆蓋凹部16f的開口部的三層構造。由於第一封閉構件7被保護構件9覆蓋,因而提高對於來自環氧樹脂12a的成型壓力的耐性。因此,壓電振動裝置1在環氧樹脂12a的模塑成型之際,可抑制第一封閉構件7的撓曲變形。
[實施型態2]
<壓電振動裝置21的構成>
接著,使用圖8至圖13來說明本發明的實施型態2的壓電振動裝置21。圖8係顯示本發明的實施型態2的壓電振動裝置21的整體構成的概略的平面圖。圖9係壓電振動裝置21中的振動子22的側面圖。圖10係依圖9中的箭號D方向所見的剖面圖。圖11係振動子22的底面圖。圖12係顯示相對於振動子22的積體電路元件28的大小的平面圖。圖13係壓電振動裝置21的側面圖。另外,圖14係壓電振動裝置21的變化例的側面圖。以下的實施型態中,對於與已說明過的實施型態相同的部分,省略其具體的說明,僅以不同的部分為中心進行說明。
如圖8所示,壓電振動裝置21係具有振動子22、積體電路元件28、基板29及模塑部(未圖示)。
如圖9至圖11所示,振動子22係具有壓電振動板23、第一封閉構件26及第二封閉構件27的壓電振動子。振動子22係藉由第一封閉構件26及第二封閉構件27包夾壓電振動板23的三明治構造的三層積層體。
如圖10所示,壓電振動板23係由屬於壓電材料的水晶構成的矩形的板狀構件。壓電振動板23係具有框部24及振動部25。壓電振動板23的框部24及振動部25係一體成型。亦即,框部24及振動部25係構成為單一個構件。
框部24係圍繞振動部25的周圍的構件。壓電振動板23中,框部24係形成於面積最大的一對主面的外緣部分。被框部24圍繞的部分係相較於壓電振動板23的主面凹陷。亦即,沿與前述主面垂直的Z方向觀看時,框部24係具有矩形的開口部分的框狀部。
在壓電振動板23的一方的主面及另一方的主面之被框部24包圍的部分配置有一對的激振電極25a。一對激振電極25a係配置成沿壓電振動板23的厚度方向相向。另外,壓電振動板23具有貫通部23a,從與面積最大的一對主面垂直的方向之Z方向觀看時,貫通部23a係在框部24包圍的部分從一方的主面貫通至另一方的主面而圍繞一對激振電極25a。貫通部23a係保留一處而貫通成包圍繞一對激振電極25a。藉此,一對激振電極25a所在的部分係構成為懸臂支持構造的板狀構件。亦即,一對激振電極25a所在的部分係構成為可Z方向振動的振動部25。
振動部25係壓電體。從與面積最大的一對主面垂直的方向俯視觀看時,振動部25係大致矩形的板狀部。振動部25係位於框部24的框內。沿Z方向觀看時,振動部25係配置成前述一對主面與框部24的開口部分相向。另外,振動部25的主面係配置成與框部24的主面大致平行。振動部25的厚度係小於框部24的厚度。振動部25係在框部24的框內位於框部24的一對主面之間。
框部24的一方的主面係具有圍繞振動部25而要與第一封閉構件26接合的接合材23b。同樣地,框部24的另一方的主面係具有圍繞振動部25而要與第二封閉構件27接合的接合材23b。各個接合材23b係構成為環狀。接合材23b係由與構成一對激振電極25a的金屬相同的金屬構成的物理氣相沉積膜(PVD膜)。
第一封閉構件26係封閉壓電振動板23的振動部25的構件。第一封閉構件26係由與壓電振動板23相同的水晶構成的矩形的板狀構件。第一封閉構件26係具有與壓電振動板23大致相同的形狀。亦即,第一封閉構件26具有的形狀係其一方的主面與壓電振動板23的一方的主面相向之際,可覆蓋壓電振動板23的一方的主面的全面的形狀。亦即,第一封閉構件26係具有可覆蓋框部24的全面的形狀。第一封閉構件26係在一方的主面具有要與壓電振動板23的接合材23b接合的接合材。第一封閉構件26的接合材係由與構成壓電振動板23的接合材23b的金屬相同的金屬構成的PVD膜。
如圖9所示,第一封閉構件26係在另一方的主面具有要與積體電路元件28的積體電路元件安裝端子28a電性連接的外部安裝端子26a。外部安裝端子26a係由導電性的金屬構成的板狀的端子。
如圖11所示,第二封閉構件27係封閉壓電振動板23的振動部25的構件。第二封閉構件27係由與壓電振動板23相同的水晶所構成的矩形的板狀構件。第二封閉構件27係具有與壓電振動板23大致相同的形狀。亦即,第二封閉構件27具有的形狀係其一方的主面與壓電振動板23的另一方的主面相向之際,可覆蓋壓電振動板23的另一方的主面的全面的形狀。亦即,第二封閉構件27係具有可覆蓋框部24的全面的形狀。第二封閉構件27係在一方的主面具有要與壓電振動板23的接合材23b接合的接合材。第二封閉構件27的接合材係由與構成壓電振動板23的接合材23b的金屬相同的金屬構成的PVD膜。
第二封閉構件27係在另一方的主面具有要與基板29的電極電性連接的四個振動子安裝端子27a。四個振動子安裝端子27a係由導電性的金屬構成的板狀的端子。沿Z方向觀看時,四個振動子安裝端子27a係構成為大致L字形。
如圖9所示,第一封閉構件26係配置於壓電振動板23的一方的主面。壓電振動板23的一方的主面係被第一封閉構件26覆蓋。此時,壓電振動板23的一方的主面的接合材23b與第一封閉構件26的接合材擴散接合。藉此,藉由第一封閉構件26將壓電振動板23的一方的主面側的激振電極25a氣密地封閉。
第二封閉構件27配置於壓電振動板23的另一方的主面。壓電振動板23的另一方的主面係被第二封閉構件27覆蓋。此時,壓電振動板23的另一方的主面的接合材23b與第二封閉構件27的接合材擴散接合)。藉此,藉由第二封閉構件27將壓電振動板23的另一方的主面側的激振電極25a氣密地封閉。
如此構成的振動子22係構成為三明治構造的封裝件,該三明治構造係藉由第一封閉構件26及第二封閉構件27分別封閉壓電振動板23的兩方的主面。此外振動子22係藉由第一封閉構件26及第二封閉構件27覆蓋壓電振動板23的兩方的主面而形成內部包含壓電振動板23所具有的振動部25的內部空間。亦即,振動子22的包含一對激振電極25a的振動部25係氣密地封閉於封裝件的內部空間。
如圖9所示,積體電路元件28係控制振動子22的IC。積體電路元件28的構成因與實施型態1的積體電路元件10相同,故省略其說明。積體電路元件28之積體電路元件安裝端子28a以外的部分係以樹脂包覆。積體電路元件28係搭載於第一封閉構件26的另一方的主面。積體電路元件28的積體電路元件安裝端子28a係藉由焊料等與第一封閉構件26的外部安裝端子26a電性連接。
從與面積最大的一對主面垂直的方向俯視觀看時,積體電路元件28係矩形的板狀構件。積體電路元件28具有的剛性較佳為長邊方向的兩端受支持的情況下承受樹脂模塑成型之際所產生的壓力時,最大撓曲為5μm以下。因此,積體電路元件28的材料的楊氏係數、俯視觀看的方向之Z方向的剖面二次力矩要定為使其剛性大於第一封閉構件26或第二
封閉構件27之中的至少第一封閉構件26。本實施型態中,積體電路元件28以具有80μm以上的厚度為佳。積體電路元件28的厚度係大於第一封閉構件26及第二封閉構件27的厚度。
如圖12所示,沿Z方向觀看時,積體電路元件28的長邊方向之X方向的寬度X13係小於框部24的外緣的X方向的寬度X11而大於框部24的內緣的X方向的寬度X12。另外,沿Z方向觀看時,積體電路元件28的與X方向垂直的方向之Y方向的寬度Y13係小於框部24的外緣的Y方向的寬度Y11而大於框部24的內緣的Y方向的寬度Y12。亦即,積體電路元件28係小於框部24而大於框部24的開口部。藉此,積體電路元件28的外緣部係隔著第一封閉構件26而由壓電振動板23的框部24所支持。
如圖8及圖13所示,基板29係藉由配線圖案(省略圖示)電性連接振動子22與積體電路元件28,且構成為一體的絕緣性基板。基板29的一方的主面係具有用以安裝振動子22的連接端子29b。基板29的另一方的主面係具有用以安裝到外部基板的基板安裝端子29c(參照圖13)。連接端子29b係與基板安裝端子29c電性連接。基板29的其他構成因與實施型態1的基板11大致相同,故省略其說明。
搭載了積體電路元件28的振動子22係搭載於安裝面29a。振動子22係於基板29配置成第二封閉構件27朝向安裝面29a。第二封閉構件27具有的振動子安裝端子27a係藉由導電性焊料等而與安裝面29a的連接端子29b電性連接。積體電路元件28的各積體電路元件安裝端子28a係藉由焊線28b而與基板29的安裝面29a的電路電性連接。
安裝於基板29的振動子22及屬於電子零件的積體電路元件28係從振動子安裝端子27a經由基板29的未圖示的配線圖案及基板安裝端子29c而與外部基板電性連接。此外,振動子22的振動部25係依從外部基板施加的電壓而以預定的頻率振盪。
未圖示的模塑部係藉由環氧樹脂保護基板29以及安裝於基板29的振動子22、積體電路元件28之中的至少振動子22。模塑部因與實施型態1的模塑部12一樣,故省略其說明。
接著,使用圖13來說明藉由未圖示的模塑部覆蓋振動子22及基板29之際的第一封閉構件26的狀態。
如圖13所示,藉由未圖示的環氧樹脂將振動子22及基板29模塑成型時,在注入環氧樹脂的期間,成型壓力係從與環氧樹脂接觸的面垂直的Z方向作用於振動子22及積體電路元件28(參照箭號)。第一封閉構件26之中,覆蓋壓電振動板23的開口部分的部分係由積體電路元件28覆蓋。因此,沿Z方向觀看時,作用於第一封閉構件26之覆蓋壓電振動板23的開口部分的部分的成型壓力會作用於積體電路元件28,而積體電路元件28為其外緣部被框部24支持之兩端受到支持的構造。因此,覆蓋壓電振動板23的開口部分的第一封閉構件26的撓曲量因積體電路元件28的覆蓋而受到抑制。藉此,第一封閉構件26即使因成型壓力而沿Z方向撓曲,也不會與振動部25接觸。如此,積體電路元件28係具有作為覆蓋第一封閉構件26的保護構件的機能以使成型壓力不作用於第一封閉構件26。
如此構成的壓電振動裝置21的振動子22係成為以水晶之第一封閉構件26及第二封閉構件27覆蓋將厚度小於框部24的振動部25支
持於框部24的框內的壓電振動板23,而構成三層構造的振動子22,並且與積體電路元件28搭載於基板29的安裝面29a。而且,壓電振動裝置21係以環氧樹脂覆蓋至少振動子22。振動子22中,藉由積體電路元件28覆蓋將壓電振動板23的框部24的開口部分封閉的第一封閉構件26。
因此,構成模塑部的環氧樹脂不會接觸第一封閉構件26之中覆蓋壓電振動板23的開口部分的部分之與Z方向垂直的主面。再者,積體電路元件28係以周緣受到框部24支持的狀態覆於第一封閉構件26。亦即,作用於積體電路元件28的環氧樹脂的成型壓力會由框部24承受。因此,在環氧樹脂的模塑成型之際,可抑制第一封閉構件26及第二封閉構件27之中的至少第一封閉構件26的撓曲。
[實施型態2的變化例]
上述實施型態2中,在振動子22的第一封閉構件26的主面上搭載有積體電路元件28作為保護構件(參照圖13)。然而,如圖14所示,振動子22亦可將積體電路元件28搭載於與第一封閉構件26接合的保護構件9之上。亦即,第一封閉構件26係藉由保護構件9保護以免受到未圖示的模塑部的成型壓力。藉此,壓電振動裝置21可在振動子22搭載任意大小的積體電路元件28。在此,保護構件9可為具有配線圖案、貫通孔等電氣連接手段而與振動子22電性連接的構成。
[實施型態3]
<壓電振動裝置41的構成>
使用圖15及圖16來說明本發明的實施型態3的壓電振動裝置41。圖15係顯示壓電振動裝置41的整體構成的概略的平面圖。圖16係顯示壓電振動裝置41的整體構成的概略的側面圖。
如圖15及圖16所示,壓電振動裝置41具有振動子42、積體電路元件51、基板52及模塑部(未圖示)。
振動子42係具有保持構件43、壓電元件48、封閉構件49及保護構件50。
保持構件43係用以保持壓電元件48之由絕緣體構成的箱狀的容器。本實施型態中,保持構件43為陶瓷製的殼體。保持構件43係藉由將陶瓷粉末燒結而構成。在此,保持構件43亦可由複數個絕緣體積層而構成。保持構件43係具有底部44、電極墊45、框部46及外部端子47。
底部44係構成保持構件43的底面的部分。底部44係由矩形的板狀構件所構成。導電性的金屬之電極墊45係沿著矩形的板狀構件的一個短邊,形成於屬於底部44的一方的面之上表面。電極墊45係與壓電元件48電性連接。電極墊45係施加電壓至壓電元件48的電路的一部分。導電性的金屬之外部端子47係蒸鍍於屬於底部44的另一方的面之下表面。外部端子47係與基板52電性連接。外部端子47係用以從基板52對壓電元件48傳送訊號、施加電壓的端子。電極墊45與外部端子47係經由未圖示的配線圖案而電性連接。
框部46係構成保持構件43的側面的部分。框部46係位於底部44的外緣。框部46係包圍底部44的框狀的壁。框部46係從底部44的上表面向上方延伸。而且,框部46係從外側面到內側面具有預定的厚度。
框部46的上端部係具有要與封閉構件49接合的接合面46a。如此構成的保持構件43係藉由底部44的上表面與框部46的內側面構成收容壓電元件48的內部空間。保持構件43係從底部44的上表面朝上方開口。電極墊45係位於內部空間內。
屬於振動部的壓電元件48係將所承受的力轉換為電壓,或將施加於此的電壓轉換為力的壓電體。本實施型態中,壓電元件48係以特定的方向切割水晶而成的矩形的水晶振動片(例如AT切割水晶片)。壓電元件48中,於面積最大的一對主面的兩方蒸鍍未圖示的電極。壓電元件48係位於保持構件43的內部空間內。壓電元件48的電極係接著於保持構件43的電極墊45。藉此,壓電元件48可從電極經由電極墊45、未圖示的配線圖案及外部端子47而與基板52電性連接。另外,壓電元件48係藉由保持構件43保持成懸臂支持的狀態。藉此,壓電元件48係依從外部基板施加的電壓而以預定的頻率振動盪。
封閉構件49係使保持構件43的內部空間成為密封空間的蓋構件。封閉構件49係由例如Kovar合金(鐵鈷鎳合金)等金屬材料所構成。另外,封閉構件49係經過例如電鍍鎳或無電鍍鎳等處理。封閉構件49係使屬於一方的面之下表面朝向保持構件43而位於保持構件43的上端部。沿Z方向俯視觀看時,封閉構件49係具有覆蓋保持構件43的開口部分的大小。另外,沿Z方向觀看時,封閉構件49係小於保持構件43。沿Z方向觀看時,封閉構件49係在與保持構件43的框部46的接合面46a重疊的部分設有框狀的密封材。封閉構件49係接合於框部46的接合面46a。
藉此,壓電元件48係藉由封閉構件49氣密地密封於保持構件43的內部空間內。
保護構件50係抑制構成未圖示的模塑部的樹脂的成型壓力所造成的封閉構件49的撓曲的構件。保護構件50的構成因與實施型態1的保護構件9相同,故省略其說明。沿Z方向觀看時,保護構件50係構成為其大小與保持構件43大致相同。保護構件50係藉由作為接合材之熱可塑性的接著劑或晶片接著劑而接合於封閉構件49之與Z方向垂直的面。沿Z方向觀看時,保護構件50係覆蓋包含與開口部分重疊的部分之封閉構件49整體。
積體電路元件51係控制振動子42的IC。積體電路元件51的構成因與實施型態1的積體電路元件10相同,故省略其說明。積體電路元件51係經由積體電路元件安裝端子51a將振盪電路所產生的振盪輸出外部作為時脈訊號等基準訊號。
基板52係藉由配線圖案(省略圖示)電性連接振動子42與積體電路元件51且構成為一體的絕緣性基板。基板52的一方的主面係構成為具有用以安裝振動子42的連接端子52b的安裝面52a。積體電路元件51的積體電路元件安裝端子51a係藉由焊線51b而分別與基板52的安裝面52a的電路電性連接。基板52的另一方的主面係具有用以安裝到外部基板的基板安裝端子52c。基板52的其他構成因與實施型態1的基板11大致相同,故省略其說明。
未圖示的模塑部係藉由環氧樹脂保護基板52以及安裝於基板52的振動子42、積體電路元件51之中的至少振動子42。模塑部因與實施型態1的模塑部12一樣,故省略其說明。
藉由未圖示的環氧樹脂將振動子42及基板52模塑成型時,作用於振動子42的成型壓力係作用於覆於振動子42的封閉構件49的保護構件50。因此,覆蓋保持構件43的開口部分的封閉構件49的撓曲量因保護構件50的覆蓋而受到抑制。藉此,封閉構件49即使因成型壓力而沿Z方向撓曲也不會與壓電元件48接觸。
[其他的實施型態]
上述實施型態1中,構成第一封閉構件7及第二封閉構件8的樹脂膜係聚醯亞胺樹脂製的膜。然而,第一封閉構件及第二封閉構件不限於聚醯亞胺樹脂製的膜,亦可採用在分類上屬於超級工程塑膠的樹脂,例如聚醯胺樹脂及聚醚醚酮樹脂製的膜。
上述實施型態中,保護構件9係由矽構成。然而,保護構件亦可由屬於脆性材料的玻璃、水晶、石英、陶瓷等或屬於延性材料的氧化鋁等所構成。此外,保護構件9、50及積體電路元件28可覆蓋封閉構件的一部分亦可覆蓋全部。
上述實施型態1中,保護構件9的周緣係位於比壓電振動板3的框部4的外方的周緣偏靠內側的位置。然而,保護構件的周緣亦可位於比壓電振動板的框部的外方的周緣偏靠外側的位置。
上述實施型態1中,第一封閉構件7的周緣係位於比壓電振動板3的外方的周緣及保護構件9的周緣偏靠內側的位置。然而,第一封
閉構件亦可位於比壓電振動板的外方的周緣及保護構件的周緣偏靠外側的位置。
上述實施型態中,基板11、29係由添加玻璃環氧樹脂所構成。然而,基板亦可採用其他玻璃纖維複合材料基板、氟樹脂基板、陶瓷基板等。
上述實施型態中,壓電振動裝置1、21係具有壓電振動板3、23、第一封閉構件7、26及第二封閉構件8、27積層而成的三層構造的振動子2、22。然而,壓電振動裝置亦可具有三層構造以上的振動子。振動子亦可為具有更將熱敏電阻等感測器搭載於第一封閉構件的主面而成的四層構造的振動子。
上述實施型態3中,振動子42所具有的壓電元件48係由作為振動部的矩形的水晶振動片(例如AT切割水晶片)所構成。然而,振動子不限於使用AT切割水晶板,亦可使用具有振動部的音叉型水晶振動板、SC切割水晶振動板等AT切割以外的切割角度的水晶振動板。
上述實施型態1中,壓電振動裝置1的振動部5、17位於壓電振動板3的內部空間S內。然而,壓電振動裝置亦可為所謂的H型構造的壓電振動裝置。該H型構造係具有底部以及框狀的側壁部。該框狀的側壁部係在該底部的相向兩方的兩個平面上分別沿與前述平面垂直的方向延伸。前述H型構造的壓電振動裝置中,壓電元件係位於前述底部的一方的平面上且為一方的前述側壁部的內側。另外,前述H型構造的壓電振動裝置的電子零件係搭載於前述底部的另一方的平面上且為另一方的前述側壁部的內側。前述H型構造的壓電振動裝置中,將第一封閉構件接合於前述
一方的側壁部的前端部,將第二封閉構件接合於前述另一方的側壁部的前端部。
上述實施型態2中,位於框部24內的振動部25的厚度係小於框部24的厚度。然而,振動部的厚度亦可與框部相同。此時,接合於框部的第一封閉構件及第二封閉構件係在與振動部相向的主面具有凹部。藉此,振動子係在第一封閉構件及第二封閉構件與振動部之間形成間隙。
上述實施型態2中,積體電路元件28藉由焊料而接合於第一封閉構件26上。然而,積體電路元件亦可藉由晶片黏結膠帶(die attach tape)、導電性的接著劑等而接合於第一封閉構件。
上述各實施型態中,作為控制振動子的電子零件之具有振盪電路元件的積體電路元件10、28、51係搭載於基板11、29、52。並且,屬於電子零件的積體電路元件28係作為保護構件而搭載於振動子22。然而,搭載於基板及振動子的電子零件亦可為振盪電路元件的熱敏電阻、各種感測器等電子零件。
以上已說明了本發明的實施型態,惟上述實施型態僅為用以實施本發明的例示。因此,本發明不限於上述實施型態,還可在未脫離本發明的要旨的範圍內適當地變更上述實施型態來實施。
2:振動子
3:壓電振動板
4:框部
4a:第一接合面
4b:第二接合面
4c:貫通部
4d:振動子安裝端子
5:振動部
5a:第一激振電極
5b:第二激振電極
6:連結部
7:第一封閉構件
8:第二封閉構件
9:保護構件
13:接合材
S:內部空間
t1,t2,t3,t4:厚度
Claims (14)
- 一種壓電振動裝置,係具有:振動子,係藉由封閉構件封閉至少振動部;至少電子零件;基板,係供前述振動子及前述電子零件搭載於其安裝面;以及模塑部,係以樹脂覆蓋至少前述振動子;前述振動子係具有覆蓋前述封閉構件的至少一部分且剛性高於前述封閉構件的保護構件。
- 如請求項1所述之壓電振動裝置,其中,前述振動子係構成為三層以上的積層體,該積層體係包含:框部;壓電振動板,係由位於前述框部的框內的前述振動部經一體成型而成者;以及前述封閉構件,係分別接合於前述壓電振動板的前述框部的一方的主面及另一方的主面,將前述一方的主面的開口部分及另一方的主面的開口部分封閉;並且藉由前述保護構件覆蓋將前述一方的主面的開口部分及前述另一方的主面的開口部分封閉的前述封閉構件之中的至少一方的前述封閉構件的一部分或全部。
- 如請求項1所述之壓電振動裝置,其中,前述振動子係至少包含:壓電元件,係具有前述振動部;箱狀的保持構件,係於一方的主面開口而構成框部;以及前述封閉構件,係封閉將前述壓電元件保持於前述框部內的前述保持構件的開口部分;並且藉由前述保護構件覆蓋前述封閉構件的一部分或全部。
- 如請求項2所述之壓電振動裝置,其中, 前述振動子的前述振動部的一部分係經由連結部而連結於前述框部;前述封閉構件係樹脂膜。
- 如請求項2所述之壓電振動裝置,其中,前述振動子係於前述壓電振動板的一方的主面及另一方的主面的一方或兩方具有凹部,且以前述凹部作為前述振動部。
- 如請求項1至5中任一項所述之壓電振動裝置,其中,前述振動子及前述電子零件係位於前述基板的同一安裝面上。
- 如請求項2至5中任一項所述之壓電振動裝置,其中,從與前述主面垂直的方向觀看時,前述保護構件係至少一部分與前述框部重疊。
- 如請求項2至5中任一項所述之壓電振動裝置,其中,前述振動子中,前述封閉構件的周緣位於比前述框部的外方的周緣偏靠內側的位置,前述保護構件的周緣位於比前述封閉構件的周緣偏靠外側的位置。
- 如請求項1至5中任一項所述之壓電振動裝置,其中,前述保護構件係比前述封閉構件厚。
- 如請求項1至5中任一項所述之壓電振動裝置,其中,前述基板係由樹脂材料所構成。
- 如請求項1至5中任一項所述之壓電振動裝置,其中,前述保護構件係由脆性材料所構成。
- 如請求項1至5中任一項所述之壓電振動裝置,其中,前述保護構件係經由接合材而接合於前述封閉構件。
- 如請求項1至5中任一項所述之壓電振動裝置,其中,前述電子零件至少為具有前述振動子的振盪電路元件的積體電路元件。
- 如請求項1至5中任一項所述之壓電振動裝置,其中,前述保護構件係由電子零件所構成。
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JP2021-154811 | 2021-09-22 |
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WO2018097132A1 (ja) | 2016-11-24 | 2018-05-31 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイスおよびそれを備えたSiPモジュール |
Patent Citations (1)
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WO2018097132A1 (ja) | 2016-11-24 | 2018-05-31 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイスおよびそれを備えたSiPモジュール |
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