圧電デバイス
【課題】圧電振動片と接続電極との接触面積を大きくするとともに、導電性接着剤が励振電極側へ漏れ出ないようにした圧電デバイスを提供する。
【解決手段】励振電極２２ａ、２２ｂと該励振電極から伸びた引出電極２３ａ、２３ｂとを有する圧電振動片２０と、圧電振動片を収納すると共に、引出電極に対応して形成された接続電極パッド４３ａを有するパッケージ４０Ａと、接続電極パッドに塗布され引出電極と接続電極パッドとを電気的に接続するとともに圧電振動片を固定する導電性接着剤６０と、を備える。そして、圧電デバイスの接続電極パッド４３ａは、くぼみ面と該くぼみ面の全周囲に形成された壁面とを有し、くぼみ面の底面と壁面の内側に形成される空間に導電性接着剤６０が塗布されている。
【解決手段】励振電極２２ａ、２２ｂと該励振電極から伸びた引出電極２３ａ、２３ｂとを有する圧電振動片２０と、圧電振動片を収納すると共に、引出電極に対応して形成された接続電極パッド４３ａを有するパッケージ４０Ａと、接続電極パッドに塗布され引出電極と接続電極パッドとを電気的に接続するとともに圧電振動片を固定する導電性接着剤６０と、を備える。そして、圧電デバイスの接続電極パッド４３ａは、くぼみ面と該くぼみ面の全周囲に形成された壁面とを有し、くぼみ面の底面と壁面の内側に形成される空間に導電性接着剤６０が塗布されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型の圧電デバイスに関し、特に圧電振動片をパッケージのキャビティ内に導電性接着剤を用いて接着する圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装用の圧電デバイスは、圧電振動片がアルミナセラミック等の絶縁性ベースに収納され、その絶縁性ベースの開口部にリッドを固着して封止してある。圧電デバイスを製造する場合には、絶縁性ベース又はリッドのいずれか一方の封止面に、予め封止材層を形成しておき、絶縁性ベースおよびリッドを重ね合わせて封止している。圧電振動片はパッケージ内に導電性接着剤を用いて接着されている。
【０００３】
近年、電子機器の小型化に伴い、圧電振動片等の圧電デバイスはより一層の小型化が要求されている。小型化に伴い圧電振動片と接続電極との接着に用いる導電性接着剤の塗布面積も小さくなり、導通不良及び電子機器の落下による強い外部衝撃が加わったときに圧電振動片の脱落が生じる恐れがある。特許文献１では、圧電振動片と接続電極との接触面積を大きくするために、セラミックの台座部に凸部を形成する。接続電極部に凸部を形成させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１７０９２号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、導電性接着剤が余分に塗布され圧接することで、導電性接着剤の余剰分が圧電振動片の下面から励振電極に付着するようなおそれがある。その結果、圧電振動片の振動性能が劣化するおそれがある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、圧電振動片と接続電極との接触面積を大きくするとともに、導電性接着剤が励振電極側へ漏れ出ないようにした圧電デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点の圧電デバイスは、励振電極と該励振電極から伸びた引出電極とを有する圧電振動片と、圧電振動片を収納するとともに、引出電極に対応して形成された接続電極パッドを有するベース板と、接続電極パッドに塗布され引出電極と接続電極パッドとを電気的に接続するとともに圧電振動片を固定する導電性接着剤と、を備える。そして、圧電デバイスの接続電極パッドは、くぼみ面と該くぼみ面の全周囲に形成された壁面と有し、くぼみ面の底面と壁面の内側に形成される空間に導電性接着剤が塗布されている。
【０００８】
第２観点の圧電デバイスは、ベース板はセラミックを含み、接続電極パッドは印刷によってセラミック上に形成される下地金属層と下地金属層上にメッキによって形成される金属メッキ層とを有する。
第３観点の圧電デバイスは、ベース板はガラス又は圧電材を含み、接続電極パッドはガラス又は圧電材上に形成される下地金属層と下地金属層上に形成される表面金属層とを有する。
【０００９】
第４観点の圧電デバイスにおいて、接続電極パッドのくぼみ面は圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、くぼみ面及び壁面のなす断面は円弧状である。
第５観点の圧電デバイスにおいて、接続パッドのくぼみ面は圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、くぼみ面及び壁面のなす断面は四角形状である。
第６観点の圧電デバイスにおいて、接続パッドのくぼみ面は圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、壁面からへこみ面への断面は直線状でありへこみ面の断面は凸凹状である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧電デバイスは、導電接着剤の導通不良率を小さくして歩留まりを向上させるとともに、圧電振動片の励振電極へ導電性接着剤が漏れ出ることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、リッドを取り外した第１実施形態の第１水晶デバイス１００の平面図である。 （ｂ）は、第１水晶デバイス１００のＡ−Ａ’断面図である。
【図２】接続電極パッド形成工程のフローチャートである。
【図３】（ａ）は、第１接続電極パッド４３ａの拡大平面図である。 （ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】（ａ）は、第２接続電極パッド４３ｂの拡大平面図である。 （ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
【図５】（ａ）は、第３接続電極パッド４３ｃの拡大平面図である。 （ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ’断面図である。
【図６】接着剤塗布面積と導通不良発生率の関係を示す図である。
【図７】（ａ）は、音叉型水晶振動片３０を装着した第２実施形態の第２水晶デバイス１１０の内面図である。 （ｂ）は、第２水晶デバイス１１０のＥ−Ｅ’断面図である。
【図８】第３実施形態の第３水晶デバイス１２０の分解斜視図である。
【図９】（ａ）は、リッドを取り外した第３実施形態の第３水晶デバイス１２０の平面図である。 （ｂ）は、第３水晶デバイス１２０のＦ−Ｆ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
＜第１水晶デバイス１００の全体構成＞
第１水晶デバイス１００の全体構成について、図１〜図６を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、第１リッド１０Ａを取り外した第１実施形態の第１水晶デバイス１００の平面図であり、（ｂ）は、第１リッド１０Ａとセラミックパッケージ４０Ａとを接合した第１水晶デバイス１００のＡ−Ａ’断面図である。図２は、接続電極パッド形成工程のフローチャートである。
【００１３】
ここで、水晶振動片としてＡＴカットの水晶振動片２０が使われている。つまり、ＡＴカットの水晶振動片２０は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。このため、第１実施形態ではＡＴカットの水晶振動片２０の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をｙ’軸及びｚ’軸として用いる。すなわち、第１実施形態において第１水晶デバイス１００の長手方向をｘ軸方向、第１水晶デバイス１００の高さ方向をｙ’軸方向、ｘ及びｙ’軸方向に垂直な方向をｚ’として説明する。
【００１４】
図１（ｂ）に示されたように、表面実装型の第１水晶デバイス１００は第１リッド１０Ａと、台座セラミック部４５を有する絶縁性のセラミックパッケージ４０Ａと、セラミックパッケージ４０Ａに載置される水晶振動片２０とを備える。第１リッド１０Ａは、コバール合金製又はガラス製である。
【００１５】
水晶振動片２０は、その水晶振動片２０の中央付近の両主面に配置された一対の励振電極２２ａと２２ｂとを備える。また、励振電極２２ａには水晶振動片２０の底面（−ｙ’側）の−ｘ側の一端まで伸びた引出電極２３ａ及び接続電極２４ａが形成され、励振電極２２ｂには水晶振動片２０の底面（−ｙ’側）の−ｘ側の他端まで伸びた引出電極２３ｂ及び接続電極２４ｂが形成されている。
【００１６】
また、励振電極２２ａ、２２ｂ、引出電極２３ａ、２３ｂ及び接続電極２４ａ、２４ｂは例えば下地としてのクロム層が用いられ、クロム層の上面に金層が用いられる。なお、クロム層の厚さは例えば０．０５μｍ〜０．１μｍで、金層の厚さは例えば０．２μｍ〜２μｍである。
【００１７】
セラミックパッケージ４０Ａは、アルミナを主原料とするセラミック粉末およびバインダー等を含むグリーンシートよりプレス抜きされた底面用セラミック層４１、台座セラミック部４５及び壁用セラミック層４９からなる。これら複数のセラミック層４１，４５及び４９より構成されたセラミックパッケージ４０は、キャビティＣＴを形成し、このキャビティＣＴ内にＡＴカットの水晶振動片２０を搭載する。セラミックパッケージ４０Ａはこれらの複数のセラミック層を積層し、焼結して形成されている。セラミックパッケージ４０Ａは、外側底面Ｍ１に表面実装型の外部電極５１，５２を有する。
【００１８】
また、第１接続電極パッド４３ａがキャビティＣＴに形成された台座セラミック部４５に形成されている。水晶振動片２０は、台座セラミック部４５の第１接続電極パッド４３ａに導電性接着剤６０を介して接続電極２４ａ，２４ｂに電気的に接着される。
【００１９】
ＡＴカットの水晶振動片２０は、セラミックパッケージ４０Ａの台座セラミック部４５の第１接続電極パッド４３ａに搭載され、導電性接着剤６０を介して接着される。壁用セラミック層４９の＋ｙ’面に封止材４８が均一に形成される。不活性ガスで満たされたチャンバー（不図示）又は真空のチャンバー（不図示）内で、ＡＴカットの水晶振動片２０を収容したセラミックパッケージ４０Ａに第１リッド１０Ａが配置される。セラミックパッケージ４０Ａと第１リッド１０Ａとは、真空中又は不活性ガス中で封止材４８により接合されパッケージ８０Ａを形成する。
【００２０】
＜接続電極パッド形成方法＞
図２は、接続電極パッド形成工程のフローチャートである。図３（ａ）は、第１接続電極パッド４３ａの拡大平面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。図４（ａ）は、第２接続電極パッド４３ｂの拡大平面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。図５（ａ）は、第３接続電極パッド４３ｃの拡大平面図であり、（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ’断面図である。
【００２１】
第１接続電極パッド４３ａ、第２接続電極パッド４３ｂ及び第３接続電極パッド４３ｃとはそれぞれ別の形成工程で形成される。図２では３つの接続電極パッドに共通する工程を、ステップＳ１０代の番号で示している。そして、第１接続電極パッド４３ａの工程をステップＳ２０代の番号で、第２接続電極パッド４３ｂの工程をステップＳ３０代の番号で、第３接続電極パッド４３ｃの工程をステップＳ４０代の番号で示している。
【００２２】
（第１接続電極パッド４３ａの製造工程）
ステップＳ１１において、台座セラミック部４５はアルミナセラミックシート（グリーンシートとも呼ばれる。）から形成されるため、アルミナセラミックシートが用意される。
【００２３】
ステップＳ１２において、スクリーン印刷によりタングステン（Ｗ）ペーストが台座セラミック部４５の領域に塗布される。パッド用のタングステンペーストの塗布厚さは２０μｍ以上の厚さで、配線などのペーストより厚く形成される。例えば２度塗りによって厚く形成されその厚さは一定厚さである。
【００２４】
ステップＳ２１において、台座セラミック部４５の位置に塗布されたタングステンペーストに円弧状の型を押圧して円弧状のくぼみ部ＣＯＮ１を形成する（図３を参照）。タンスステンペーストを円形のドリルで削って円弧状のくぼみ部ＣＯＮ１を形成してもよい。
【００２５】
ステップＳ１３において、台座セラミック部４５は底面用セラミック層４１に積層される。また壁用セラミック層４９が台座セラミック部４５に積層される。また積層された底面用セラミック層４１、台座セラミック部４５及び壁用セラミック層４９のセラミックシートが接合するようにそれらに所定の圧力が加えられる。なお、底面用セラミック層４１にはすでに外部電極５１，５２用にスクリーン印刷によりタングステンペーストが塗布されている。
【００２６】
ステップＳ１４において、底面用セラミック層４１、台座セラミック部４５及び壁用セラミック層４９のセラミックシートが積層された状態で、個々のデバイス用に切断される。
ステップＳ１５において、積層されたセラミックシートは、９００°Ｃから１３００°Ｃで加熱され焼成される。
【００２７】
ステップＳ１６において、第１接続電極パッド４３ａ用のタングステン上に、ニッケル及び金がメッキされる。表面に現れている外部電極５１，５２用のタングステン上にもメッキが施される。
【００２８】
図３（ａ）は、図１（ａ）において点線で囲まれたＥＮ部の拡大図である。第１接続電極パッド４３ａは、タングステン一層又は多層でその上にニッケルメッキ及び金メッキが施されているが、図３（ｂ）では一層として描かれている。図３（ｂ）に示されるように第１接続電極パッド４３ａには、円弧状のくぼみ部ＣＯＮ１が形成されている。くぼみ部ＣＯＮ１の周囲はすべてバンク（壁面）ＢＫが形成される。バンクＢＫがくぼみ部ＣＯＮ１の全周囲に形成されているため、第１接続電極パッド４３ａに塗布された導電性接着剤６０の塗布量が多少変動してもバンクＢＫから越えにくい。
【００２９】
図３（ｂ）に示されるように円弧状のくぼみ部ＣＯＮ１内部には小さな凹凸がない。しかしくぼみ部ＣＯＮ１内部にドット状の小さな凹凸を形成してもよい。また、くぼみ部ＣＯＮ１は、円錐形状又は四角錐形状で形成されてもよい。
【００３０】
（第２接続電極パッド４３ｂの製造工程）
ステップＳ１０代の共通する工程は、上述した第１接続電極パッド４３ａの製造工程と同じである。そのため、異なるステップＳ３０代を説明する。
【００３１】
ステップＳ３１において、スクリーン印刷によって台座セラミック部４５の位置にタングステンペーストで下地４３１が形成される。
ステップＳ３２において、スクリーン印刷によって下地４３１の上面に四角形に中抜きされた枠部４３２がタングステンペーストの重ね塗りにより形成される。スクリーン印刷のスクリーン紗が四角形に中抜きされた枠に形成されている。このため、第２接続電極パッド４３ｂは、四角柱形状のくぼみ部ＣＯＮ２が形成される（図４を参照）。枠部４３２がさらにタングステンペーストで重ね塗りされ、枠部４３２が二層になってもよい。
【００３２】
図４（ａ）では、第２接続電極パッド４３ｂは、タングステン二層でその上にニッケルメッキ及び金メッキが施されているが、図４（ｂ）ではニッケルメッキ及び金メッキが描かれていない。図４（ａ）に示されるように第２接続電極パッド４３ｂは、四角柱のくぼみ部ＣＯＮ２が形成されているが、円柱のくぼみ部ＣＯＮ２であってもよい。くぼみ部ＣＯＮ２の周囲はすべてバンクＢＫ（枠部４３２）が形成される。バンクＢＫがくぼみ部ＣＯＮ２の全周囲に形成されているため、第２接続電極パッド４３ｂに塗布された導電性接着剤６０の塗布量が多少変動してもバンクＢＫから越えにくい。
【００３３】
（第３接続電極パッド４３ｃの製造工程）
ステップＳ１０代の共通する工程は、上述した第１接続電極パッド４３ａの製造工程と同じである。そのため、異なるステップＳ４０代を説明する。
【００３４】
ステップＳ４１において、スクリーン印刷によって台座セラミック部４５の位置にタングステンペーストで下地４３１が形成される。
ステップＳ４２において、下地４３１の上面に円形に中抜きされた枠部４３２の形成と同時にスクリーン印刷で帯状突起部４６がタングステンペーストの重ね塗りにより形成される（図５を参照）。
【００３５】
ステップＳ４３において、枠部４３２の上面に円形に中抜きされた枠部４３３がタングステンペーストの重ね塗りにより形成される。第３接続電極パッド４３ｃは、帯状突起部４６を有する円柱形のくぼみ部ＣＯＮ３が形成される。
【００３６】
図５（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第３接続電極パッド４３ｃは、円柱形のくぼみ部ＣＯＮ３の底部に帯状突起部４６が形成されている。第３接続電極パッド４３ｃは、台座セラミック部４５の上にタングステンの下地４３１と、帯状突起部４６を有する枠部４３２と枠部４３３との三層からなり、焼成後その上にニッケル、金メッキを施して形成される。帯状突起部４６は帯状形状ではなくドット状の形状であってもよい。
【００３７】
また図５（ａ）に示されるように第３接続電極パッド４３ｃは、円柱のくぼみ部ＣＯＮ３ではなく四角柱のくぼみ部ＣＯＮ３であってもよい。くぼみ部ＣＯＮ３の周囲はすべてバンクＢＫ（枠部４３２，４３３）が形成される。バンクＢＫがくぼみ部ＣＯＮ３の全周囲に形成されているため、第３接続電極パッド４３ｃに塗布された導電性接着剤６０の塗布量が多少変動してもバンクＢＫから越えにくい。
【００３８】
＜導電性接着剤の塗布面積＞
図６は、導電性接着剤の塗布面積と導通不良発生率の関係を示す図である。横軸に導電性接着剤の塗布面積（ｍｍ２）を示し、縦軸に対数目盛で導通不良の発生率（％）を示す。図６に示された塗布面積は、接続電極パッドと導電接着剤とが接している面積を示す。この塗布面積は、例えば、図５（ａ）のように上（＋ｙ’側）から見た投影面積ではなく、接続電極パッドに凹凸があると、その凹凸の側面の面積も合わせた面積である。また導通不良発生率（％）は、０．１ｍＶの電圧を印加した際に得られた不良率である。
【００３９】
図６に示すように、導電性接着剤６０の塗布面積（ｍｍ２）が０．２Φ（０．０３ｍｍ２）では不良発生率は４．０％であり、導電性接着剤６０の塗布面積（ｍｍ２）が０．３Φ（０．０７ｍｍ２）では不良発生率は１．０％であり、導電性接着剤６０の塗布面積（ｍｍ２）が０．４Φ（０．１２５ｍｍ２）では０．０５％で、導電性接着剤６０の塗布面積（ｍｍ２）が０．４５Φ（０．１５９ｍｍ２）では０．００７％である。これらの測定結果から、一点鎖線ＬＮに示されるように、導電性接着剤６０の塗布面積（ｍｍ２）が小さくなると指数的に導通不良発生率が増加することを示している。
【００４０】
図３〜図５に示されるように、第１接続電極パッド４３ａ、第２接続電極パッド４３ｂ，第３接続電極パッド４３ｃにくぼみ部ＣＯＮを形成することにより、これら接続電極パッドと導電性接着剤６０との塗布面積を大きくし、導通不良を減らすことができる。また、くぼみ部ＣＯＮの全周囲をバンクＢＫで囲むことにより、導電性接着剤６０の塗布量が多少多くても、導電性接着剤６０の広がりを抑える効果も得られる。このため、導電性接着剤６０の塗布径のばらつき及び塗布位置のばらつきを減らすことができる。また、余剰分の導電性接着剤６０が水晶振動片２０の下面から励振電極２２ｂに付着するおそれがない。
【００４１】
＜第２実施形態；第２水晶デバイス１１０の構成＞
第２水晶デバイス１１０の構成について図面を参照しながら説明する。
図７は、音叉型水晶振動片３０を備えた表面実装型の第２水晶デバイス１１０の概略図を示している。
【００４２】
図７（ａ）は、音叉型水晶振動片３０を収納した第２水晶デバイス１１０の内面図である。図７（ａ）に描かれた第２水晶デバイス１１０は、第２リッド１０Ｂを取り除いた状態である。図７（ｂ）は、第２水晶デバイス１１０をＥ−Ｅ’断面で切った断面構成図である。ただし、リッド１０と第１ベース板４０とが分離された状態が示されている。
【００４３】
第２水晶デバイス１１０は、第２リッド１０Ｂ及びベース板４０Ｂから構成されたパッケージ８０Ｂを有している。第２リッド１０Ｂは、リッド側凹部１７をベース板４０Ｂ側の片面に有している。ベース板４０Ｂはベース側凹部４７を第２リッド１０Ｂ側の片面に有している。第２リッド１０Ｂ及びベース板４０Ｂはホウ酸ガラス又は水晶材から構成される。リッド側凹部１７とベース側凹部４７とは接合されてキャビティ―ＣＴ（図７（ｂ）を参照）を形成する。キャビティ―ＣＴに音叉型水晶振動片３０が装着されている。
【００４４】
第２リッド１０Ｂは、枠部１９に接合面Ｍ３を備えている。第２リッド１０Ｂの接合面Ｍ３は低融点ガラスからなる非導電性の封止材４８が環状に塗布される。なお、封止材４８は後述するベース板４０Ｂの接合面Ｍ２に環状に塗布されてもよい。
【００４５】
音叉型水晶振動片３０は、一対の振動腕３６と基部３３とからなり、基部３３に引出電極３１ａ、３１ｂを備える。引出電極３１ａ、３１ｂは、導電性接着剤６０で後述するベース板４０Ｂの第１接続電極パッド４３ａに接続し導通する。一対の振動腕３６は、表面、裏面及び側面に励振電極３５ａ及び３５ｂが形成されており、励振電極３５ａは引出電極３１ａにつながっており、励振電極３５ｂは引出電極３１ｂにつながっている。振動腕３６の先端部は金属膜を備えた錘部３８を形成している。一対の振動腕３６の表裏両面には、溝部３４が形成されている。
【００４６】
引出電極３１ａ、引出電極３２ｂ、励振電極３５ａ、励振電極３５ｂ及び錘部３８は、ともに、１５０Å〜５００Å（１５ｎｍ〜５０ｎｍ）のクロム（Ｃｒ）層の上に４００Å〜８００Å（４０ｎｍ〜８０ｎｍ）の金（Ａｕ）層が形成された構成である。
【００４７】
図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、ベース板４０Ｂは、ベース側凹部４７を第２リッド１０Ｂ側の片面に有する。ベース側凹部４７が形成されることにより、一対の台座４５ａと突起部４５ｂと枠部４９１とがベース側凹部４７の底面から突き出るように形成されている。台座４５ａには第１接続電極パッド４３ａが形成され、導電性接着剤６０を介して音叉型水晶振動片３０が載置されている。ベース板４０Ｂは、エッチングによりベース側凹部４７を設ける際、同時に一対の台座４５ａと突起部４５ｂと枠部４９とスルーホール４２ａとスルーホール４２ｂとを形成する。スルーホール４２ａは一対の台座４５ａの一方に形成され、スルーホール４２ｂは、突起部４５ｂに形成される。台座４５ａには第１接続電極パッド４３ａが形成され、突起部４５ｂには接続電極４３が形成され、その接続電極４３は台座４５ａの他方にまで伸び、その台座４５ａの第１接続電極パッド４３ａに接続されている。
【００４８】
ベース板４０Ｂは枠部４９１に接合面Ｍ２を有している。接合面Ｍ２の形状及び面積は、第２リッド１０Ｂの枠部１９の接合面Ｍ３の形状及び面積とほぼ同じである。ベース板４０Ｂの実装面Ｍ１には、第１外部電極５１及び第２外部電極５２が形成される。
【００４９】
スルーホール４２ａ及びスルーホール４２ｂには、スルーホール配線１５が形成される。第１接続電極パッド４３ａは、スルーホール４２ａのスルーホール配線１５を通じてベース板４０Ｂの実装面Ｍ１に設けた外部電極５１に接続する。接続電極４３は、スルーホール４２ｂのスルーホール配線１５を通じてベース板４０Ｂの実装面Ｍ１に設けた外部電極５２に接続する。つまり、引出電極３１ａは外部電極５１と電気的に接続し、引出電極３１ｂは外部電極５２と電気的に接続している。スルーホール４２ａ及びスルーホール４２ｂは、共晶金属７０を用いて封止される。
【００５０】
ベース板４０Ｂは一枚の水晶板がエッチングされることによってベース側凹部４７が形成される。エッチングされなかった一対の台座４５ａ、突起部４５ｂ及び枠部４９１は実装面Ｍ１から同じ高さに形成される。
【００５１】
一対の台座４５ａには、図３に示された第１接続電極パッド４３ａが形成されている。図示していないが、図４又は図５に示された第２接続電極パッド４３ｂ又は第３接続電極パッド４３ｃであってもよい。第１接続電極パッド４３ａ、第２接続電極パッド４３ｂ及び第３接続電極パッド４３ｃには、くぼみ部ＣＯＮが形成されているため、接続電極パッドと導電性接着剤６０との塗布面積が大きくなる。またくぼみ部ＣＯＮの全周囲をバンクＢＫで囲むことにより、導電性接着剤６０の塗布量が多少多くても、導電性接着剤６０の広がりを抑える。
【００５２】
＜第３実施形態；第３水晶デバイス１２０の構成＞
第３水晶デバイス１２０の構成について、図８及び図９を参照しながら説明する。
図８は、第３水晶デバイス１２０の第２リッド１０Ｂ側から見た斜視図である。図９（ａ）は、リッドを取り外した第３水晶デバイス１２０の平面図であり、（ｂ）は、第３水晶デバイス１２０のＦ−Ｆ’断面図である。第３水晶デバイス１２０と第２水晶デバイス１１０との違いは、第３水晶デバイス１２０にキャスタレーションを備えた点が異なっている。第２実施形態と同じ構成要件には同じ符号を付し説明を省略し相違点について説明する。
【００５３】
ベース板４０Ｃは、実装面Ｍ１に一対の外部電極５１，５２がそれぞれ形成され、ベース板４０ＣのＹ軸方向の両辺には一対のキャスタレーション２２２ａ、２２２ｂが形成されている。また、キャスタレーション２２２ａには外部電極５１に接続された側面電極２２３ａが形成され、キャスタレーション２２２ｂには外部電極５２と接続された側面電極２２３ｂが形成されている。ベース板４０Ｃの接合面Ｍ２にはベース側凹部４７及び一対の台座４５ａ及び枠部４９１（図１０を参照）が形成されている。キャスタレーション２２２ａ、２２２ｂはトラック状の貫通孔（不図示）をダイシングされた際に形成される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。たとえば、リッド及びベースは水晶材であったがガラス板であってもよい。
【００５５】
また、実施形態では水晶振動片が使用されたが、水晶以外にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を利用することができる。また、接合材として低融点ガラスが使用されたが、ポリイミド樹脂などの非導電性の樹脂接合材が使用されてもよい。さらに圧電デバイスとして、発振回路を組み込んだＩＣなどをパッケージ内に配置させた圧電発振器にも本発明は適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１０Ａ、１０Ｂ … リッド
１５ … スルーホール配線
１７ … リッド側凹部、 ４７ … ベース側凹部
１９、４９１ … 枠部
２０， … ＡＴカット水晶振動片
２２ａ，２２ｂ，３５ａ，３５ｂ … 励振電極
２３ａ，２３ｂ，３１ａ，３１ｂ … 引出電極
２４ａ，２４ｂ … 接続電極
３０ … 音叉型水晶振動片
３３ … 基部、３４ … 溝部、３６ … 振動腕、３８ … 錘部
４０Ａ … パッケージ、４０Ｂ，４０Ｃ … ベース
４１ … 底部セラミック層
４２ａ，４２ｂ … スルーホール
４３，４４ … 接続電極
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ … 接続電極パッド
４５ … 台座セラミック部，４５ａ … 台座，４５ｂ … 突起部
４６ … 帯状突起部
４８ … 封止材
４９ … 壁用セラミック層
５１、５２ … 外部電極
６０ … 導電性接着剤
７０ … 共晶金属
８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ … パッケージ
１００、１１０，１２０ … 圧電デバイス
２２２（ａ，ｂ） … キャスタレーション
２２３（ａ，ｂ） … 側面電極
ＢＨ … 貫通孔
ＣＴ … キャビティ
Ｍ１ … 実装面、 Ｍ２、Ｍ３ … 接合面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型の圧電デバイスに関し、特に圧電振動片をパッケージのキャビティ内に導電性接着剤を用いて接着する圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装用の圧電デバイスは、圧電振動片がアルミナセラミック等の絶縁性ベースに収納され、その絶縁性ベースの開口部にリッドを固着して封止してある。圧電デバイスを製造する場合には、絶縁性ベース又はリッドのいずれか一方の封止面に、予め封止材層を形成しておき、絶縁性ベースおよびリッドを重ね合わせて封止している。圧電振動片はパッケージ内に導電性接着剤を用いて接着されている。
【０００３】
近年、電子機器の小型化に伴い、圧電振動片等の圧電デバイスはより一層の小型化が要求されている。小型化に伴い圧電振動片と接続電極との接着に用いる導電性接着剤の塗布面積も小さくなり、導通不良及び電子機器の落下による強い外部衝撃が加わったときに圧電振動片の脱落が生じる恐れがある。特許文献１では、圧電振動片と接続電極との接触面積を大きくするために、セラミックの台座部に凸部を形成する。接続電極部に凸部を形成させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１７０９２号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、導電性接着剤が余分に塗布され圧接することで、導電性接着剤の余剰分が圧電振動片の下面から励振電極に付着するようなおそれがある。その結果、圧電振動片の振動性能が劣化するおそれがある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、圧電振動片と接続電極との接触面積を大きくするとともに、導電性接着剤が励振電極側へ漏れ出ないようにした圧電デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点の圧電デバイスは、励振電極と該励振電極から伸びた引出電極とを有する圧電振動片と、圧電振動片を収納するとともに、引出電極に対応して形成された接続電極パッドを有するベース板と、接続電極パッドに塗布され引出電極と接続電極パッドとを電気的に接続するとともに圧電振動片を固定する導電性接着剤と、を備える。そして、圧電デバイスの接続電極パッドは、くぼみ面と該くぼみ面の全周囲に形成された壁面と有し、くぼみ面の底面と壁面の内側に形成される空間に導電性接着剤が塗布されている。
【０００８】
第２観点の圧電デバイスは、ベース板はセラミックを含み、接続電極パッドは印刷によってセラミック上に形成される下地金属層と下地金属層上にメッキによって形成される金属メッキ層とを有する。
第３観点の圧電デバイスは、ベース板はガラス又は圧電材を含み、接続電極パッドはガラス又は圧電材上に形成される下地金属層と下地金属層上に形成される表面金属層とを有する。
【０００９】
第４観点の圧電デバイスにおいて、接続電極パッドのくぼみ面は圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、くぼみ面及び壁面のなす断面は円弧状である。
第５観点の圧電デバイスにおいて、接続パッドのくぼみ面は圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、くぼみ面及び壁面のなす断面は四角形状である。
第６観点の圧電デバイスにおいて、接続パッドのくぼみ面は圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、壁面からへこみ面への断面は直線状でありへこみ面の断面は凸凹状である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧電デバイスは、導電接着剤の導通不良率を小さくして歩留まりを向上させるとともに、圧電振動片の励振電極へ導電性接着剤が漏れ出ることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、リッドを取り外した第１実施形態の第１水晶デバイス１００の平面図である。 （ｂ）は、第１水晶デバイス１００のＡ−Ａ’断面図である。
【図２】接続電極パッド形成工程のフローチャートである。
【図３】（ａ）は、第１接続電極パッド４３ａの拡大平面図である。 （ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】（ａ）は、第２接続電極パッド４３ｂの拡大平面図である。 （ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
【図５】（ａ）は、第３接続電極パッド４３ｃの拡大平面図である。 （ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ’断面図である。
【図６】接着剤塗布面積と導通不良発生率の関係を示す図である。
【図７】（ａ）は、音叉型水晶振動片３０を装着した第２実施形態の第２水晶デバイス１１０の内面図である。 （ｂ）は、第２水晶デバイス１１０のＥ−Ｅ’断面図である。
【図８】第３実施形態の第３水晶デバイス１２０の分解斜視図である。
【図９】（ａ）は、リッドを取り外した第３実施形態の第３水晶デバイス１２０の平面図である。 （ｂ）は、第３水晶デバイス１２０のＦ−Ｆ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
＜第１水晶デバイス１００の全体構成＞
第１水晶デバイス１００の全体構成について、図１〜図６を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、第１リッド１０Ａを取り外した第１実施形態の第１水晶デバイス１００の平面図であり、（ｂ）は、第１リッド１０Ａとセラミックパッケージ４０Ａとを接合した第１水晶デバイス１００のＡ−Ａ’断面図である。図２は、接続電極パッド形成工程のフローチャートである。
【００１３】
ここで、水晶振動片としてＡＴカットの水晶振動片２０が使われている。つまり、ＡＴカットの水晶振動片２０は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。このため、第１実施形態ではＡＴカットの水晶振動片２０の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をｙ’軸及びｚ’軸として用いる。すなわち、第１実施形態において第１水晶デバイス１００の長手方向をｘ軸方向、第１水晶デバイス１００の高さ方向をｙ’軸方向、ｘ及びｙ’軸方向に垂直な方向をｚ’として説明する。
【００１４】
図１（ｂ）に示されたように、表面実装型の第１水晶デバイス１００は第１リッド１０Ａと、台座セラミック部４５を有する絶縁性のセラミックパッケージ４０Ａと、セラミックパッケージ４０Ａに載置される水晶振動片２０とを備える。第１リッド１０Ａは、コバール合金製又はガラス製である。
【００１５】
水晶振動片２０は、その水晶振動片２０の中央付近の両主面に配置された一対の励振電極２２ａと２２ｂとを備える。また、励振電極２２ａには水晶振動片２０の底面（−ｙ’側）の−ｘ側の一端まで伸びた引出電極２３ａ及び接続電極２４ａが形成され、励振電極２２ｂには水晶振動片２０の底面（−ｙ’側）の−ｘ側の他端まで伸びた引出電極２３ｂ及び接続電極２４ｂが形成されている。
【００１６】
また、励振電極２２ａ、２２ｂ、引出電極２３ａ、２３ｂ及び接続電極２４ａ、２４ｂは例えば下地としてのクロム層が用いられ、クロム層の上面に金層が用いられる。なお、クロム層の厚さは例えば０．０５μｍ〜０．１μｍで、金層の厚さは例えば０．２μｍ〜２μｍである。
【００１７】
セラミックパッケージ４０Ａは、アルミナを主原料とするセラミック粉末およびバインダー等を含むグリーンシートよりプレス抜きされた底面用セラミック層４１、台座セラミック部４５及び壁用セラミック層４９からなる。これら複数のセラミック層４１，４５及び４９より構成されたセラミックパッケージ４０は、キャビティＣＴを形成し、このキャビティＣＴ内にＡＴカットの水晶振動片２０を搭載する。セラミックパッケージ４０Ａはこれらの複数のセラミック層を積層し、焼結して形成されている。セラミックパッケージ４０Ａは、外側底面Ｍ１に表面実装型の外部電極５１，５２を有する。
【００１８】
また、第１接続電極パッド４３ａがキャビティＣＴに形成された台座セラミック部４５に形成されている。水晶振動片２０は、台座セラミック部４５の第１接続電極パッド４３ａに導電性接着剤６０を介して接続電極２４ａ，２４ｂに電気的に接着される。
【００１９】
ＡＴカットの水晶振動片２０は、セラミックパッケージ４０Ａの台座セラミック部４５の第１接続電極パッド４３ａに搭載され、導電性接着剤６０を介して接着される。壁用セラミック層４９の＋ｙ’面に封止材４８が均一に形成される。不活性ガスで満たされたチャンバー（不図示）又は真空のチャンバー（不図示）内で、ＡＴカットの水晶振動片２０を収容したセラミックパッケージ４０Ａに第１リッド１０Ａが配置される。セラミックパッケージ４０Ａと第１リッド１０Ａとは、真空中又は不活性ガス中で封止材４８により接合されパッケージ８０Ａを形成する。
【００２０】
＜接続電極パッド形成方法＞
図２は、接続電極パッド形成工程のフローチャートである。図３（ａ）は、第１接続電極パッド４３ａの拡大平面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。図４（ａ）は、第２接続電極パッド４３ｂの拡大平面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。図５（ａ）は、第３接続電極パッド４３ｃの拡大平面図であり、（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ’断面図である。
【００２１】
第１接続電極パッド４３ａ、第２接続電極パッド４３ｂ及び第３接続電極パッド４３ｃとはそれぞれ別の形成工程で形成される。図２では３つの接続電極パッドに共通する工程を、ステップＳ１０代の番号で示している。そして、第１接続電極パッド４３ａの工程をステップＳ２０代の番号で、第２接続電極パッド４３ｂの工程をステップＳ３０代の番号で、第３接続電極パッド４３ｃの工程をステップＳ４０代の番号で示している。
【００２２】
（第１接続電極パッド４３ａの製造工程）
ステップＳ１１において、台座セラミック部４５はアルミナセラミックシート（グリーンシートとも呼ばれる。）から形成されるため、アルミナセラミックシートが用意される。
【００２３】
ステップＳ１２において、スクリーン印刷によりタングステン（Ｗ）ペーストが台座セラミック部４５の領域に塗布される。パッド用のタングステンペーストの塗布厚さは２０μｍ以上の厚さで、配線などのペーストより厚く形成される。例えば２度塗りによって厚く形成されその厚さは一定厚さである。
【００２４】
ステップＳ２１において、台座セラミック部４５の位置に塗布されたタングステンペーストに円弧状の型を押圧して円弧状のくぼみ部ＣＯＮ１を形成する（図３を参照）。タンスステンペーストを円形のドリルで削って円弧状のくぼみ部ＣＯＮ１を形成してもよい。
【００２５】
ステップＳ１３において、台座セラミック部４５は底面用セラミック層４１に積層される。また壁用セラミック層４９が台座セラミック部４５に積層される。また積層された底面用セラミック層４１、台座セラミック部４５及び壁用セラミック層４９のセラミックシートが接合するようにそれらに所定の圧力が加えられる。なお、底面用セラミック層４１にはすでに外部電極５１，５２用にスクリーン印刷によりタングステンペーストが塗布されている。
【００２６】
ステップＳ１４において、底面用セラミック層４１、台座セラミック部４５及び壁用セラミック層４９のセラミックシートが積層された状態で、個々のデバイス用に切断される。
ステップＳ１５において、積層されたセラミックシートは、９００°Ｃから１３００°Ｃで加熱され焼成される。
【００２７】
ステップＳ１６において、第１接続電極パッド４３ａ用のタングステン上に、ニッケル及び金がメッキされる。表面に現れている外部電極５１，５２用のタングステン上にもメッキが施される。
【００２８】
図３（ａ）は、図１（ａ）において点線で囲まれたＥＮ部の拡大図である。第１接続電極パッド４３ａは、タングステン一層又は多層でその上にニッケルメッキ及び金メッキが施されているが、図３（ｂ）では一層として描かれている。図３（ｂ）に示されるように第１接続電極パッド４３ａには、円弧状のくぼみ部ＣＯＮ１が形成されている。くぼみ部ＣＯＮ１の周囲はすべてバンク（壁面）ＢＫが形成される。バンクＢＫがくぼみ部ＣＯＮ１の全周囲に形成されているため、第１接続電極パッド４３ａに塗布された導電性接着剤６０の塗布量が多少変動してもバンクＢＫから越えにくい。
【００２９】
図３（ｂ）に示されるように円弧状のくぼみ部ＣＯＮ１内部には小さな凹凸がない。しかしくぼみ部ＣＯＮ１内部にドット状の小さな凹凸を形成してもよい。また、くぼみ部ＣＯＮ１は、円錐形状又は四角錐形状で形成されてもよい。
【００３０】
（第２接続電極パッド４３ｂの製造工程）
ステップＳ１０代の共通する工程は、上述した第１接続電極パッド４３ａの製造工程と同じである。そのため、異なるステップＳ３０代を説明する。
【００３１】
ステップＳ３１において、スクリーン印刷によって台座セラミック部４５の位置にタングステンペーストで下地４３１が形成される。
ステップＳ３２において、スクリーン印刷によって下地４３１の上面に四角形に中抜きされた枠部４３２がタングステンペーストの重ね塗りにより形成される。スクリーン印刷のスクリーン紗が四角形に中抜きされた枠に形成されている。このため、第２接続電極パッド４３ｂは、四角柱形状のくぼみ部ＣＯＮ２が形成される（図４を参照）。枠部４３２がさらにタングステンペーストで重ね塗りされ、枠部４３２が二層になってもよい。
【００３２】
図４（ａ）では、第２接続電極パッド４３ｂは、タングステン二層でその上にニッケルメッキ及び金メッキが施されているが、図４（ｂ）ではニッケルメッキ及び金メッキが描かれていない。図４（ａ）に示されるように第２接続電極パッド４３ｂは、四角柱のくぼみ部ＣＯＮ２が形成されているが、円柱のくぼみ部ＣＯＮ２であってもよい。くぼみ部ＣＯＮ２の周囲はすべてバンクＢＫ（枠部４３２）が形成される。バンクＢＫがくぼみ部ＣＯＮ２の全周囲に形成されているため、第２接続電極パッド４３ｂに塗布された導電性接着剤６０の塗布量が多少変動してもバンクＢＫから越えにくい。
【００３３】
（第３接続電極パッド４３ｃの製造工程）
ステップＳ１０代の共通する工程は、上述した第１接続電極パッド４３ａの製造工程と同じである。そのため、異なるステップＳ４０代を説明する。
【００３４】
ステップＳ４１において、スクリーン印刷によって台座セラミック部４５の位置にタングステンペーストで下地４３１が形成される。
ステップＳ４２において、下地４３１の上面に円形に中抜きされた枠部４３２の形成と同時にスクリーン印刷で帯状突起部４６がタングステンペーストの重ね塗りにより形成される（図５を参照）。
【００３５】
ステップＳ４３において、枠部４３２の上面に円形に中抜きされた枠部４３３がタングステンペーストの重ね塗りにより形成される。第３接続電極パッド４３ｃは、帯状突起部４６を有する円柱形のくぼみ部ＣＯＮ３が形成される。
【００３６】
図５（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第３接続電極パッド４３ｃは、円柱形のくぼみ部ＣＯＮ３の底部に帯状突起部４６が形成されている。第３接続電極パッド４３ｃは、台座セラミック部４５の上にタングステンの下地４３１と、帯状突起部４６を有する枠部４３２と枠部４３３との三層からなり、焼成後その上にニッケル、金メッキを施して形成される。帯状突起部４６は帯状形状ではなくドット状の形状であってもよい。
【００３７】
また図５（ａ）に示されるように第３接続電極パッド４３ｃは、円柱のくぼみ部ＣＯＮ３ではなく四角柱のくぼみ部ＣＯＮ３であってもよい。くぼみ部ＣＯＮ３の周囲はすべてバンクＢＫ（枠部４３２，４３３）が形成される。バンクＢＫがくぼみ部ＣＯＮ３の全周囲に形成されているため、第３接続電極パッド４３ｃに塗布された導電性接着剤６０の塗布量が多少変動してもバンクＢＫから越えにくい。
【００３８】
＜導電性接着剤の塗布面積＞
図６は、導電性接着剤の塗布面積と導通不良発生率の関係を示す図である。横軸に導電性接着剤の塗布面積（ｍｍ２）を示し、縦軸に対数目盛で導通不良の発生率（％）を示す。図６に示された塗布面積は、接続電極パッドと導電接着剤とが接している面積を示す。この塗布面積は、例えば、図５（ａ）のように上（＋ｙ’側）から見た投影面積ではなく、接続電極パッドに凹凸があると、その凹凸の側面の面積も合わせた面積である。また導通不良発生率（％）は、０．１ｍＶの電圧を印加した際に得られた不良率である。
【００３９】
図６に示すように、導電性接着剤６０の塗布面積（ｍｍ２）が０．２Φ（０．０３ｍｍ２）では不良発生率は４．０％であり、導電性接着剤６０の塗布面積（ｍｍ２）が０．３Φ（０．０７ｍｍ２）では不良発生率は１．０％であり、導電性接着剤６０の塗布面積（ｍｍ２）が０．４Φ（０．１２５ｍｍ２）では０．０５％で、導電性接着剤６０の塗布面積（ｍｍ２）が０．４５Φ（０．１５９ｍｍ２）では０．００７％である。これらの測定結果から、一点鎖線ＬＮに示されるように、導電性接着剤６０の塗布面積（ｍｍ２）が小さくなると指数的に導通不良発生率が増加することを示している。
【００４０】
図３〜図５に示されるように、第１接続電極パッド４３ａ、第２接続電極パッド４３ｂ，第３接続電極パッド４３ｃにくぼみ部ＣＯＮを形成することにより、これら接続電極パッドと導電性接着剤６０との塗布面積を大きくし、導通不良を減らすことができる。また、くぼみ部ＣＯＮの全周囲をバンクＢＫで囲むことにより、導電性接着剤６０の塗布量が多少多くても、導電性接着剤６０の広がりを抑える効果も得られる。このため、導電性接着剤６０の塗布径のばらつき及び塗布位置のばらつきを減らすことができる。また、余剰分の導電性接着剤６０が水晶振動片２０の下面から励振電極２２ｂに付着するおそれがない。
【００４１】
＜第２実施形態；第２水晶デバイス１１０の構成＞
第２水晶デバイス１１０の構成について図面を参照しながら説明する。
図７は、音叉型水晶振動片３０を備えた表面実装型の第２水晶デバイス１１０の概略図を示している。
【００４２】
図７（ａ）は、音叉型水晶振動片３０を収納した第２水晶デバイス１１０の内面図である。図７（ａ）に描かれた第２水晶デバイス１１０は、第２リッド１０Ｂを取り除いた状態である。図７（ｂ）は、第２水晶デバイス１１０をＥ−Ｅ’断面で切った断面構成図である。ただし、リッド１０と第１ベース板４０とが分離された状態が示されている。
【００４３】
第２水晶デバイス１１０は、第２リッド１０Ｂ及びベース板４０Ｂから構成されたパッケージ８０Ｂを有している。第２リッド１０Ｂは、リッド側凹部１７をベース板４０Ｂ側の片面に有している。ベース板４０Ｂはベース側凹部４７を第２リッド１０Ｂ側の片面に有している。第２リッド１０Ｂ及びベース板４０Ｂはホウ酸ガラス又は水晶材から構成される。リッド側凹部１７とベース側凹部４７とは接合されてキャビティ―ＣＴ（図７（ｂ）を参照）を形成する。キャビティ―ＣＴに音叉型水晶振動片３０が装着されている。
【００４４】
第２リッド１０Ｂは、枠部１９に接合面Ｍ３を備えている。第２リッド１０Ｂの接合面Ｍ３は低融点ガラスからなる非導電性の封止材４８が環状に塗布される。なお、封止材４８は後述するベース板４０Ｂの接合面Ｍ２に環状に塗布されてもよい。
【００４５】
音叉型水晶振動片３０は、一対の振動腕３６と基部３３とからなり、基部３３に引出電極３１ａ、３１ｂを備える。引出電極３１ａ、３１ｂは、導電性接着剤６０で後述するベース板４０Ｂの第１接続電極パッド４３ａに接続し導通する。一対の振動腕３６は、表面、裏面及び側面に励振電極３５ａ及び３５ｂが形成されており、励振電極３５ａは引出電極３１ａにつながっており、励振電極３５ｂは引出電極３１ｂにつながっている。振動腕３６の先端部は金属膜を備えた錘部３８を形成している。一対の振動腕３６の表裏両面には、溝部３４が形成されている。
【００４６】
引出電極３１ａ、引出電極３２ｂ、励振電極３５ａ、励振電極３５ｂ及び錘部３８は、ともに、１５０Å〜５００Å（１５ｎｍ〜５０ｎｍ）のクロム（Ｃｒ）層の上に４００Å〜８００Å（４０ｎｍ〜８０ｎｍ）の金（Ａｕ）層が形成された構成である。
【００４７】
図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、ベース板４０Ｂは、ベース側凹部４７を第２リッド１０Ｂ側の片面に有する。ベース側凹部４７が形成されることにより、一対の台座４５ａと突起部４５ｂと枠部４９１とがベース側凹部４７の底面から突き出るように形成されている。台座４５ａには第１接続電極パッド４３ａが形成され、導電性接着剤６０を介して音叉型水晶振動片３０が載置されている。ベース板４０Ｂは、エッチングによりベース側凹部４７を設ける際、同時に一対の台座４５ａと突起部４５ｂと枠部４９とスルーホール４２ａとスルーホール４２ｂとを形成する。スルーホール４２ａは一対の台座４５ａの一方に形成され、スルーホール４２ｂは、突起部４５ｂに形成される。台座４５ａには第１接続電極パッド４３ａが形成され、突起部４５ｂには接続電極４３が形成され、その接続電極４３は台座４５ａの他方にまで伸び、その台座４５ａの第１接続電極パッド４３ａに接続されている。
【００４８】
ベース板４０Ｂは枠部４９１に接合面Ｍ２を有している。接合面Ｍ２の形状及び面積は、第２リッド１０Ｂの枠部１９の接合面Ｍ３の形状及び面積とほぼ同じである。ベース板４０Ｂの実装面Ｍ１には、第１外部電極５１及び第２外部電極５２が形成される。
【００４９】
スルーホール４２ａ及びスルーホール４２ｂには、スルーホール配線１５が形成される。第１接続電極パッド４３ａは、スルーホール４２ａのスルーホール配線１５を通じてベース板４０Ｂの実装面Ｍ１に設けた外部電極５１に接続する。接続電極４３は、スルーホール４２ｂのスルーホール配線１５を通じてベース板４０Ｂの実装面Ｍ１に設けた外部電極５２に接続する。つまり、引出電極３１ａは外部電極５１と電気的に接続し、引出電極３１ｂは外部電極５２と電気的に接続している。スルーホール４２ａ及びスルーホール４２ｂは、共晶金属７０を用いて封止される。
【００５０】
ベース板４０Ｂは一枚の水晶板がエッチングされることによってベース側凹部４７が形成される。エッチングされなかった一対の台座４５ａ、突起部４５ｂ及び枠部４９１は実装面Ｍ１から同じ高さに形成される。
【００５１】
一対の台座４５ａには、図３に示された第１接続電極パッド４３ａが形成されている。図示していないが、図４又は図５に示された第２接続電極パッド４３ｂ又は第３接続電極パッド４３ｃであってもよい。第１接続電極パッド４３ａ、第２接続電極パッド４３ｂ及び第３接続電極パッド４３ｃには、くぼみ部ＣＯＮが形成されているため、接続電極パッドと導電性接着剤６０との塗布面積が大きくなる。またくぼみ部ＣＯＮの全周囲をバンクＢＫで囲むことにより、導電性接着剤６０の塗布量が多少多くても、導電性接着剤６０の広がりを抑える。
【００５２】
＜第３実施形態；第３水晶デバイス１２０の構成＞
第３水晶デバイス１２０の構成について、図８及び図９を参照しながら説明する。
図８は、第３水晶デバイス１２０の第２リッド１０Ｂ側から見た斜視図である。図９（ａ）は、リッドを取り外した第３水晶デバイス１２０の平面図であり、（ｂ）は、第３水晶デバイス１２０のＦ−Ｆ’断面図である。第３水晶デバイス１２０と第２水晶デバイス１１０との違いは、第３水晶デバイス１２０にキャスタレーションを備えた点が異なっている。第２実施形態と同じ構成要件には同じ符号を付し説明を省略し相違点について説明する。
【００５３】
ベース板４０Ｃは、実装面Ｍ１に一対の外部電極５１，５２がそれぞれ形成され、ベース板４０ＣのＹ軸方向の両辺には一対のキャスタレーション２２２ａ、２２２ｂが形成されている。また、キャスタレーション２２２ａには外部電極５１に接続された側面電極２２３ａが形成され、キャスタレーション２２２ｂには外部電極５２と接続された側面電極２２３ｂが形成されている。ベース板４０Ｃの接合面Ｍ２にはベース側凹部４７及び一対の台座４５ａ及び枠部４９１（図１０を参照）が形成されている。キャスタレーション２２２ａ、２２２ｂはトラック状の貫通孔（不図示）をダイシングされた際に形成される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。たとえば、リッド及びベースは水晶材であったがガラス板であってもよい。
【００５５】
また、実施形態では水晶振動片が使用されたが、水晶以外にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を利用することができる。また、接合材として低融点ガラスが使用されたが、ポリイミド樹脂などの非導電性の樹脂接合材が使用されてもよい。さらに圧電デバイスとして、発振回路を組み込んだＩＣなどをパッケージ内に配置させた圧電発振器にも本発明は適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１０Ａ、１０Ｂ … リッド
１５ … スルーホール配線
１７ … リッド側凹部、 ４７ … ベース側凹部
１９、４９１ … 枠部
２０， … ＡＴカット水晶振動片
２２ａ，２２ｂ，３５ａ，３５ｂ … 励振電極
２３ａ，２３ｂ，３１ａ，３１ｂ … 引出電極
２４ａ，２４ｂ … 接続電極
３０ … 音叉型水晶振動片
３３ … 基部、３４ … 溝部、３６ … 振動腕、３８ … 錘部
４０Ａ … パッケージ、４０Ｂ，４０Ｃ … ベース
４１ … 底部セラミック層
４２ａ，４２ｂ … スルーホール
４３，４４ … 接続電極
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ … 接続電極パッド
４５ … 台座セラミック部，４５ａ … 台座，４５ｂ … 突起部
４６ … 帯状突起部
４８ … 封止材
４９ … 壁用セラミック層
５１、５２ … 外部電極
６０ … 導電性接着剤
７０ … 共晶金属
８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ … パッケージ
１００、１１０，１２０ … 圧電デバイス
２２２（ａ，ｂ） … キャスタレーション
２２３（ａ，ｂ） … 側面電極
ＢＨ … 貫通孔
ＣＴ … キャビティ
Ｍ１ … 実装面、 Ｍ２、Ｍ３ … 接合面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励振電極と該励振電極から伸びた引出電極とを有する圧電振動片と、
前記圧電振動片を収納するとともに、前記引出電極に対応して形成された接続電極パッドを有するベース板と、
前記接続電極パッドに塗布され前記引出電極と前記接続電極パッドとを電気的に接続するとともに前記圧電振動片を固定する導電性接着剤と、を備え、
前記接続電極パッドはくぼみ面と該くぼみ面の全周囲に形成された壁面と有し、前記くぼみ面の底面と前記壁面の内側に形成される空間に前記導電性接着剤が塗布されている圧電デバイス。
【請求項２】
前記ベース板はセラミックを含み、前記接続電極パッドは印刷によって前記セラミック上に形成される下地金属層と前記下地金属層上にメッキによって形成される金属メッキ層とを有する請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記ベース板はガラス又は圧電材を含み、前記接続電極パッドは前記ガラス又は圧電材上に形成される下地金属層と前記下地金属層上に形成される表面金属層とを有する請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記接続電極パッドのくぼみ面は前記圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、前記くぼみ面及び前記壁面のなす断面は円弧状である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記接続パッドのくぼみ面は前記圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、前記くぼみ面及び前記壁面のなす断面は四角形状である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記接続パッドのくぼみ面は前記圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、前記壁面から前記へこみ面への断面は直線状であり前記へこみ面の断面は凸凹状である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記圧電振動片は厚み滑り振動を主振動とする厚み滑り振動片又は一対振動腕を有し一体の振動腕の振動を主振動とする音叉型振動片を含む請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項１】
励振電極と該励振電極から伸びた引出電極とを有する圧電振動片と、
前記圧電振動片を収納するとともに、前記引出電極に対応して形成された接続電極パッドを有するベース板と、
前記接続電極パッドに塗布され前記引出電極と前記接続電極パッドとを電気的に接続するとともに前記圧電振動片を固定する導電性接着剤と、を備え、
前記接続電極パッドはくぼみ面と該くぼみ面の全周囲に形成された壁面と有し、前記くぼみ面の底面と前記壁面の内側に形成される空間に前記導電性接着剤が塗布されている圧電デバイス。
【請求項２】
前記ベース板はセラミックを含み、前記接続電極パッドは印刷によって前記セラミック上に形成される下地金属層と前記下地金属層上にメッキによって形成される金属メッキ層とを有する請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記ベース板はガラス又は圧電材を含み、前記接続電極パッドは前記ガラス又は圧電材上に形成される下地金属層と前記下地金属層上に形成される表面金属層とを有する請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記接続電極パッドのくぼみ面は前記圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、前記くぼみ面及び前記壁面のなす断面は円弧状である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記接続パッドのくぼみ面は前記圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、前記くぼみ面及び前記壁面のなす断面は四角形状である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記接続パッドのくぼみ面は前記圧電振動片側から見て円形状又は矩形状であり、前記壁面から前記へこみ面への断面は直線状であり前記へこみ面の断面は凸凹状である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記圧電振動片は厚み滑り振動を主振動とする厚み滑り振動片又は一対振動腕を有し一体の振動腕の振動を主振動とする音叉型振動片を含む請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２７００３（Ｐ２０１３−２７００３Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２９７４（Ｐ２０１１−１６２９７４）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]