JP2005136705A - 圧電振動片の接合構造及び接合方法、圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置と電子機器 - Google Patents
圧電振動片の接合構造及び接合方法、圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置と電子機器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 圧電デバイスの小型化を実現しつつ、簡単な製造工程で、十分な接合強度を得られるように圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する接合構造等を提供すること。
【解決手段】 接続電極部34等の表面であって基板電極部31に対向する第1表面34aから、接続電極部の表面であって第1表面とは反対側の表面である第2表面34cに向かって、圧電振動片32の端部及び接続電極部34を貫通する貫通孔53が形成されており、基板電極部31には、基板電極部31と接続電極部34等を接合するための導電性接着剤53が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤53には、圧電振動片32の接続電極部34等が固定されており、導電性接着剤43は、貫通孔53を貫通し、第2表面34cに突出する突出部を43a形成しており、突出部43aが、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されている。
【選択図】 図2
【解決手段】 接続電極部34等の表面であって基板電極部31に対向する第1表面34aから、接続電極部の表面であって第1表面とは反対側の表面である第2表面34cに向かって、圧電振動片32の端部及び接続電極部34を貫通する貫通孔53が形成されており、基板電極部31には、基板電極部31と接続電極部34等を接合するための導電性接着剤53が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤53には、圧電振動片32の接続電極部34等が固定されており、導電性接着剤43は、貫通孔53を貫通し、第2表面34cに突出する突出部を43a形成しており、突出部43aが、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、圧電振動片の接合構造及び接合方法、圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置と電子機器に関するものである。
HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
図12(a)は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略平面図である(特許文献1参照)。図12(b)は、図12(a)の圧電デバイスに、圧電振動片が搭載されていない状態を示す概略平面図である。図12(c)は、図12(a)のA−A線概略断面図である。
図12(a)において、圧電デバイス1は、パッケージ2の内部に、圧電振動片3を収容している。パッケージ2はこの場合、絶縁材料を浅い箱状に形成したもので、内部に圧電振動片3を収容固定した後で、図示しない蓋体により封止されるようになっている。
図12(a)は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略平面図である(特許文献1参照)。図12(b)は、図12(a)の圧電デバイスに、圧電振動片が搭載されていない状態を示す概略平面図である。図12(c)は、図12(a)のA−A線概略断面図である。
図12(a)において、圧電デバイス1は、パッケージ2の内部に、圧電振動片3を収容している。パッケージ2はこの場合、絶縁材料を浅い箱状に形成したもので、内部に圧電振動片3を収容固定した後で、図示しない蓋体により封止されるようになっている。
パッケージ2は、セラミックのグリーンシートでなる複数の基板を成形して積層し、焼結することにより形成されており、パッケージ2の内側には、成形時に材料を除去して形成した孔を設けることにより、圧電振動片3を収容する空間を形成している。
圧電振動片3は、例えば水晶をエッチングすることにより、矩形の板状に形成された所謂ATカット振動片で構成されており、表面には駆動用の励振電極7が形成されている。そして、圧電振動片3の長手方向の一端部であって、幅方向の各両端には、励振電極7と接続された接続用電極7a,7aが互いに近接して形成されている。これら励振電極7および接続電極部7a,7aは、圧電振動片3の表裏に設けられている。
この圧電振動片3は、基部3aに設けた接続電極部7a,7aの箇所がパッケージ2の内部空間で、パッケージ側に接合されている。
この圧電振動片3は、基部3aに設けた接続電極部7a,7aの箇所がパッケージ2の内部空間で、パッケージ側に接合されている。
具体的には、図12(b)及び図12(c)に示すように、パッケージ2の基板2aの表面にパッケージ底面に設けた実装電極部(図示せず)と接続された電極5,5が形成されており、さらに、電極5,5上に電極パッド6,6が形成されている。この電極パッド6,6と圧電振動片3の基部3aに設けた図12(a)の接続電極7a,7aが導電性接着剤8,8を介して接合されている。
つまり、電極パッド6,6の表面に対して、導電性接着剤8,8を塗布し、その上に圧電振動片3を押圧搭載して、導電性接着剤8,8が硬化されている。
つまり、電極パッド6,6の表面に対して、導電性接着剤8,8を塗布し、その上に圧電振動片3を押圧搭載して、導電性接着剤8,8が硬化されている。
ここで、圧電振動片3の接合強度を確保するためには、導電性接着剤8が圧電振動片3に接着する接着面積を大きくする必要がある。
そのため、導電性接着剤8,8を前記接続電極7a,7aに対して十分な量を塗布すれば接着面積は大きくなる。しかし、導電性接着剤の塗布量を多くすると、パッケージ2の幅方向に流れて、狭い間隔で設けた接続電極7a,7aが短絡するという問題がある。
そのため、導電性接着剤8,8を前記接続電極7a,7aに対して十分な量を塗布すれば接着面積は大きくなる。しかし、導電性接着剤の塗布量を多くすると、パッケージ2の幅方向に流れて、狭い間隔で設けた接続電極7a,7aが短絡するという問題がある。
そこで、この従来例では、導電性接着剤がパッケージ2の幅方向に拡がることを制限しつつ、圧電振動片3の接合強度を確保するために、導電性接着剤8,8を、接続電極部7a,7aと電極パッド6,6との間だけではなく、パッケージ2の壁面2bとの間にも塗布している。これにより、接合面積を大きくして固定保持されるようになっている。すなわち、電極パッド6,6上にパッケージ2の壁面2b側に開いたスリット6a,6aを設け、導電性接着剤8,8が側面2b側へ流れるように構成されている。これにより、ある程度の接続強度を確保しつつ、接続電極の短絡を防止している。
これに対して、図13(a)及び(b)は、図示しないパッケージ内に収容される圧電振動子22の端部に貫通孔24,24を設け、基部27にリードピン28,28を形成した部品26によって、圧電振動片22を固定する構成である(特許文献2参照)。すなわち、図13(b)に示すように、部品26のリードピン28を、パッケージ20の底面に設けた貫通孔20a及び圧電振動子22の貫通孔24を貫通させ、リードピン28と圧電振動子22を合金ハンダ29,29,29,29によって接合することにより、圧電振動子22をパッケージ20内部に固定するようになっている。
ところが、近時、携帯電話の普及などによって、圧電デバイスの基板に形成されている基板電極と圧電振動子の接続電極との接合強度について、より高強度の性能が要求されている。たとえば、従来行われていた衝撃試験では、振動子単体で750mmの高さからの落下衝撃に耐えればよかったものが、100乃至150グラム(g)程度の重りをつけた状態でより高い位置からの衝撃に耐える接合強度が必要であるという性能の要求がある。一方で、携帯電話等の小型化によってその内部の圧電デバイス及び圧電振動片も小型化しているため、導電性接着剤の塗布量、塗布面積も限定されてきており、十分な接合強度の確保が課題になっている。
この点、図12の構造においては、図12(c)に示すように、導電性接着剤8,8は電極パッド6,6の表面、電極部5,5の表面の一部、及びパッケージ2の壁面2b,2bと接している。
しかし、接続電極7a,7aについて見ると、導電性接着剤8,8と接する部分は電極パッド6,6側表面だけであり、接合強度は不十分である。
したがって、導電性接着剤8,8のパッケージ2側への接合強度は確保されているものの、導電性接着剤8,8と接続電極7a,7aとの接合強度は不十分である。その結果として、圧電デバイスの基板に形成されている基板電極と圧電振動子の接続電極との接合強度が十分に確保されていない。
しかし、接続電極7a,7aについて見ると、導電性接着剤8,8と接する部分は電極パッド6,6側表面だけであり、接合強度は不十分である。
したがって、導電性接着剤8,8のパッケージ2側への接合強度は確保されているものの、導電性接着剤8,8と接続電極7a,7aとの接合強度は不十分である。その結果として、圧電デバイスの基板に形成されている基板電極と圧電振動子の接続電極との接合強度が十分に確保されていない。
これに対して、図13の構造を採用すると、図13(b)に示すように、パッケージの底部に貫通孔を設けることになり、パッケージ2の強度が不足するおそれがある。このためパッケージ2の底部の厚みを厚くすると、圧電デバイス全体が大きくなってしまい、小型化の要請に反することとなる。さらに、部品26を準備し、リードピン28と圧電振動子22を合金ハンダで接合する必要があり、製造工程も複雑になる。
そこで、本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、簡単な製造工程で、十分な接合強度を得られるように圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する接合構造と、接合方法、圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置と電子機器を提供することを目的とする。
上述の目的は、第1の発明によれば、絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合される接合構造であって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔が形成されており、前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の前記接続電極部が固定されており、前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、前記突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていることを特徴とする、圧電振動片の接合構造によって、達成される。
第1の発明の構成によれば、前記基板電極部に塗布された前記導電性接着剤は、前記接続電極部の前記第1表面と接触し、さらに、前記貫通孔内部において前記接続電極部と接触しているから、前記導電性接着剤が前記接続電極部と接触する接触面積を大きく確保できる。
ここで、前記導電性接着剤と前記接続電極部との接触面積を、少なくとも前記各接続電極部の前記各第1表面及び前記各貫通孔内部において確保しているため、接合強度の確保を目的として、導電性接着剤を平面的に広く塗布しなくて済む。このため、幅方向に狭い間隔を置いて近接している接続電極どうしを短絡することがない。
さらに、小型化に伴い、前記接続電極とパッケージ内側側壁との間に他の電極がある場合でも、本発明の構成によれば、導電性接着剤を平面的に広く塗布しなくて済むため、前記接続電極部と前記他の電極を短絡することがない。
ここで、前記導電性接着剤と前記接続電極部との接触面積を、少なくとも前記各接続電極部の前記各第1表面及び前記各貫通孔内部において確保しているため、接合強度の確保を目的として、導電性接着剤を平面的に広く塗布しなくて済む。このため、幅方向に狭い間隔を置いて近接している接続電極どうしを短絡することがない。
さらに、小型化に伴い、前記接続電極とパッケージ内側側壁との間に他の電極がある場合でも、本発明の構成によれば、導電性接着剤を平面的に広く塗布しなくて済むため、前記接続電極部と前記他の電極を短絡することがない。
また、前記突出部は、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されているから、前記突出部が前記貫通孔の前記第1表面側の開口部から抜けることを防止する、たとえばリベットのような役割を果たし、前記基板電極部と前記接続電極部を物理的に固定できる。
これにより、本発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、前記導電性接着剤を介して、前記基板電極部と前記接続電極部間の十分な接合強度が得られるように、圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する接合構造を提供することができる。
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記突出部は、少なくとも前記貫通孔の前記第1表面側の開口部の内側寸法より大きな外側寸法、または、少なくとも前記第2表面側の開口部の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていることを特徴とする。
第2の発明の構成において、前記突出部が、少なくとも前記貫通孔の前記第1表面側の開口部の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されている場合には、前記突出部が前記第1表面側の開口部から抜けることを防止する、たとえばリベットのような役割を果たす。
そして、前記突出部は前記第1表面側の開口部の内側寸法よりも大きな外側寸法を形成して硬化されれば、上記リベットのような役割を果たすには十分であるから、より少ない導電性接着剤の使用で足りる。この結果、圧電デバイスの重量も軽量化できる。
第2の発明の構成において、前記突出部が、少なくとも前記貫通孔の前記第1表面側の開口部の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されている場合には、前記突出部が前記第1表面側の開口部から抜けることを防止する、たとえばリベットのような役割を果たす。
そして、前記突出部は前記第1表面側の開口部の内側寸法よりも大きな外側寸法を形成して硬化されれば、上記リベットのような役割を果たすには十分であるから、より少ない導電性接着剤の使用で足りる。この結果、圧電デバイスの重量も軽量化できる。
第2の発明の構成において、前記突出部が、前記貫通孔の前記第2表面側の開口部の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されている場合には、前記突出部は、前記接続電極部の前記第2表面と接触している。その結果、前記基板電極部と前記接続電極部との間においてより大きな接触面積を確保でき、より良好な導電性において電気的に接続される。
また、上述の目的は、第3の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合される接合構造であって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔が形成されており、前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の前記接続電極部が固定されており、前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、前記突出部に対して、さらに導電性接着剤が塗布されて拡大突出部を形成しており、前記拡大突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていることを特徴とする、圧電振動片の接合構造によって達成される。
第3の発明の構成によれば、前記基板電極部に塗布された前記導電性接着剤は、前記接続電極部の前記第1表面と接触し、前記貫通孔内部において前記接続電極部と接触し、さらに、前記拡大突出部が前記第2表面と確実に接触しているから、前記導電性接着剤が前記接続電極部と接触する接触面積を大きく確保できる。
また、前記拡大突出部は、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されているから、前記拡大突出部がたとえばリベットのような役割を果たし、前記基板電極部と前記接続電極部を物理的に固定できる。
また、前記拡大突出部は、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されているから、前記拡大突出部がたとえばリベットのような役割を果たし、前記基板電極部と前記接続電極部を物理的に固定できる。
さらに、前記拡大突出部は、導電性接着剤を追加して塗布することによって形成されるから、前記拡大突出部を形成するために、従来の製造装置の構成を変更を要することなく使用することができる。
これにより、本発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、前記導電性接着剤を介して、前記基板電極部と前記接続電極部間の十分な接合強度が得られるように、圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する接合構造を提供することができる。
これにより、本発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、前記導電性接着剤を介して、前記基板電極部と前記接続電極部間の十分な接合強度が得られるように、圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する接合構造を提供することができる。
また、上述の目的は、第4の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合されることにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔が形成されており、前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の前記接続電極部が固定されており、前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、前記突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていることを特徴とする、圧電デバイスにより、達成される。
また、上述の目的は、第5の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合されることにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔が形成されており、前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の前記接続電極部が固定されており、前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、前記突出部に対して、さらに導電性接着剤が塗布されて拡大突出部を形成しており、前記拡大突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていることを特徴とする、圧電デバイスにより、達成される。
また、上述の目的は、第6の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部を接合する接合方法であって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部に、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔を形成し、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤を前記基盤電極部に塗布し、前記基板電極部に塗布された前記導電性接着剤に、前記圧電振動片の前記接続電極部を押しながら載置し、前記貫通孔に前記導電性接着剤を貫通させることによって前記第2表面に突出する突出部を形成し、前記突出部を、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法となるように形成して硬化させることを特徴とする、圧電振動片の接合方法により、達成される。
第6の発明の構成によれば、前記基板電極部に塗布された前記導電性接着剤を、前記接続電極部の前記第1表面と接触させ、前記貫通孔内部において前記接続電極部と接触させているから、前記導電性接着剤が前記接続電極部と接触する接触面積を大きく確保できる。
また、前記突出部は、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されているから、前記突出部がたとえばリベットのような役割を果たし、前記基板電極部と前記接続電極部を物理的に固定できる。
これにより、本発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、前記導電性接着剤を介して、前記基板電極部と前記接続電極部間の十分な接合強度が得られるように、圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する接合方法を提供することができる。
また、前記突出部は、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されているから、前記突出部がたとえばリベットのような役割を果たし、前記基板電極部と前記接続電極部を物理的に固定できる。
これにより、本発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、前記導電性接着剤を介して、前記基板電極部と前記接続電極部間の十分な接合強度が得られるように、圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する接合方法を提供することができる。
また、上述の目的は、第7の発明にあっては、圧電振動片を形成する形成工程と、前記圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた基板電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、前記基板電極部と前記圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部を接合する接合工程と、前記パッケージを気密に封止する封止工程とを含んでおり、前記形成工程においては、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部に、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔を形成し、前記接合工程においては、前記塗布工程で前記基板電極部に塗布した前記導電性接着剤に前記圧電振動片の前記接続電極部を押しながら載置し、前記貫通孔に前記導電性接着剤を貫通させることによって、前記導電性接着剤が前記第2表面に突出する突出部を形成し、前記突出部を、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法となるように形成して硬化させることを特徴とする、圧電デバイスの製造方法により、達成される。
また、上述の目的は、第8の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部を接合する接合方法であって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部に、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔を形成し、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤を前記基板電極部に塗布し、前記塗布された前記導電性接着剤に、前記圧電振動片の前記接続電極部を押しながら載置し、前記貫通孔に前記導電性接着剤を貫通させることによって前記第2表面に突出する突出部を形成し、前記突出部に、さらに導電性接着剤を塗布して拡大突出部を形成し、前記拡大突出部を、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法となるように形成して硬化させることを特徴とする、圧電振動片の接合方法により、達成される。
このため、前記基板電極部に塗布された前記導電性接着剤を、前記接続電極部の前記第1表面と接触させ、前記通孔内部において前記接続電極部と接触させ、さらに、前記拡大突出部を確実に前記第2表面に接触させているから、前記導電性接着剤が前記接続電極部と接触する接触面積を大きく確保できる。
また、前記拡大突出部は、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されているから、前記拡大突出部がたとえばリベットのような役割を果たし、前記基板電極部と前記接続電極部を物理的に固定できる。
また、前記拡大突出部は、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されているから、前記拡大突出部がたとえばリベットのような役割を果たし、前記基板電極部と前記接続電極部を物理的に固定できる。
さらに、拡大突出部は、導電性接着剤を追加して塗布することによって形成されるから、拡大突出部を形成するために、従来の製造装置の構成を変更することなく使用することができる。
これにより、本発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、前記導電性接着剤を介して、前記基板電極部と前記接続電極部間の十分な接合強度が得られるように、圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する接合方法を提供することができる。
これにより、本発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、前記導電性接着剤を介して、前記基板電極部と前記接続電極部間の十分な接合強度が得られるように、圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する接合方法を提供することができる。
また、上述の目的は、第9の発明にあっては、圧電振動片を形成する形成工程と、前記圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた基板電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、前記基板電極部と前記圧電振動片の端部に設けた複数の接続電極部を接合する接合工程と、前記パッケージを気密に封止する封止工程とを含んでおり、前記形成工程においては、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部に、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔を形成し、前記接合工程においては、前記塗布工程で前記基板電極部に塗布した前記導電性接着剤に前記圧電振動片の前記接続電極部を押しながら載置し、前記貫通孔に前記導電性接着剤を貫通させることによって、前記導電性接着剤が前記第2表面に突出する突出部を形成し、前記突出部に、さらに導電性接着剤を塗布して拡大突出部を形成し、前記拡大突出部を、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法となるように形成して硬化させることを特徴とする、圧電デバイスの製造方法により、達成される。
また、上述の目的は、第10の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合されることにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通している貫通孔が形成されており、前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の接続電極部が固定されており、前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、前記突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする、携帯電話装置により、達成される。
さらに、上述の目的は、第11の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合されることにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通している貫通孔が形成されており、前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の前記接続電極部が固定されており、前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、前記突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする、電子機器により、達成される。
(第1の実施の形態)
図1及び図2は、本発明の圧電デバイスの第1の実施の形態を示しており、図1はその概略平面図、図2は図1のB−B線概略断面図である。
図1および図2において、圧電デバイス30は、水晶振動子を構成した例を示しており、この圧電デバイス30は、パッケージ36内に、たとえば水晶振動片である圧電振動片32を収容している。パッケージ36の製法を簡単に説明すると、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成される。複数の各基板は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間S2を形成するようにされている。
この内部空間S2が圧電振動片32を収容するための収容空間である。
すなわち、図2に示されているように、この実施形態では、パッケージ36は、例えば、下から第1の積層基板51、第2の積層基板52を重ねて形成されている。
なお、本実施の形態とは異なり、パッケージはセラミックグリーンシート以外の材料で形成されていてもよい。
図1及び図2は、本発明の圧電デバイスの第1の実施の形態を示しており、図1はその概略平面図、図2は図1のB−B線概略断面図である。
図1および図2において、圧電デバイス30は、水晶振動子を構成した例を示しており、この圧電デバイス30は、パッケージ36内に、たとえば水晶振動片である圧電振動片32を収容している。パッケージ36の製法を簡単に説明すると、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成される。複数の各基板は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間S2を形成するようにされている。
この内部空間S2が圧電振動片32を収容するための収容空間である。
すなわち、図2に示されているように、この実施形態では、パッケージ36は、例えば、下から第1の積層基板51、第2の積層基板52を重ねて形成されている。
なお、本実施の形態とは異なり、パッケージはセラミックグリーンシート以外の材料で形成されていてもよい。
パッケージ36の内部空間S2内の図において左端部付近において、内部空間S2に露出して内側底部を構成するパッケージ基板である第1の積層基板51には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキおよび金メッキで形成した基板電極部31,31が設けられている。
この基板電極部31,31は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものであり、このため基板電極部31,31は、パッケージ36の底面に露出して形成された実装端子48,49と電気的に接続されている。
この基板電極部31,31は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものであり、このため基板電極部31,31は、パッケージ36の底面に露出して形成された実装端子48,49と電気的に接続されている。
また、パッケージ36はこのような浅い箱状のものに限らず、例えば、パッケージ基板である第1の基板51に、浅い箱状の蓋体(図示せず)を、その開口を下にして、内部に圧電振動片を収容し、伏せるようにして封止する形態のもの等、種々の形態のパッケージを使用することができる。
パッケージ36の開放された上端には、低融点ガラス33を用いて蓋体(リッドとも呼ぶ)39が接合されることにより、封止されている。蓋体39は、セラミックスやコバール等の金属で形成してもよいが、この実施形態では、好ましくは、パッケージ36に封止固定した後で、図2に示すように、外部からレーザ光L2を圧電振動片32の金属被覆部(図示せず)に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料,特に、薄板ガラスにより形成されている。
蓋体39として適するガラス材料としては、例えば、ダウンドロー法により製造される薄板ガラスとして、例えば、硼珪酸ガラスが使用される。
蓋体39として適するガラス材料としては、例えば、ダウンドロー法により製造される薄板ガラスとして、例えば、硼珪酸ガラスが使用される。
本実施形態では、圧電振動片32は、水晶で形成されており、水晶ウエハを所定の方位にしたがって、矩形にカットして得た、所謂、ATカット振動片が使用されている。
なお、圧電振動片32は、本実施の形態とは異なり、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することもできる。
なお、圧電振動片32は、本実施の形態とは異なり、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することもできる。
図1および図2に示すように、この矩形の圧電振動片32の主面、すなわち、表面および裏面には、励振電極45,45が形成されている。さらに、圧電振動片32の基部46側の幅方向の両端部には、それぞれ接続電極部34,35が設けられており、各接続電極部34,35は、圧電振動片32の表面から周縁部を回り込んで裏面に同じ形態で形成されている。これら各接続電極部34,35は励振電極45,45と一体に接続されている。
図2に示すように、圧電振動片32の端部46及び接続電極部34には、接続電極部34の表面であって基板電極部31に対向する第1表面34aから、接続電極部34の表面であって第2表面34aとは反対側の表面である第2表面34cに向かって、圧電振動片32の基部46及び接続電極部34を貫通する貫通孔53が形成されている。接続電極部35にも同様に貫通孔53が形成されているが、接続電極部35は接続電極部34と同様の構成であるから、以下、説明を適宜省略する。
そして、基板電極部31の上に、基板電極部31と接続電極部34を接合するためのマウント剤としての導電性接着剤43が塗布され、この導電性接着剤43の上に圧電振動片32の接続電極部34が載置されて、固定されている。
尚、導電性接着剤43,43としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀(Ag)製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を利用することができる。
尚、導電性接着剤43,43としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀(Ag)製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を利用することができる。
図2に示すように、導電性接着剤43は、貫通孔53を貫通し、接続電極部34の第2表面34cに突出する突出部43aを形成している。そして、突出部43aは、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されている。
以上の構成によれば、基板電極部31に塗布された導電性接着剤は43、接続電極部34の第1表面34aと接触し、さらに、貫通孔53内部において接続電極部の貫通孔側表面34bと接触しているから、導電性接着剤43が接続電極部34と接触する接触面積を大きく確保できる。
ここで、導電性接着剤43と接続電極部34,35との接触面積を、少なくとも各接続電極部34,35の各第1表面34a等及び各貫通孔53,53内部において確保しているため、接合強度の確保を目的として、導電性接着剤43を平面的に広く塗布しなくて済む。このため、幅方向に狭い間隔で近接している接続電極34,35どうしを短絡することがない。
ここで、導電性接着剤43と接続電極部34,35との接触面積を、少なくとも各接続電極部34,35の各第1表面34a等及び各貫通孔53,53内部において確保しているため、接合強度の確保を目的として、導電性接着剤43を平面的に広く塗布しなくて済む。このため、幅方向に狭い間隔で近接している接続電極34,35どうしを短絡することがない。
また、導電性接着剤43の突出部43aは、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されているから、突出部43aが第1表面34aから抜け落ちることを防止する、たとえばリベットのような役割を果たし、基板電極部31と接続電極部34,35を物理的に固定できる。
このように、本実施形態によれば、パッケージ36内に圧電振動片32を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、導電性接着剤43を介して、基板電極部31と接続電極部34,35間の十分な接合強度が得られるように、圧電振動片32を絶縁材料でなる基体に接合する接合構造を提供することができる。
ここで、圧電振動片32は、ATカット振動片に限らず、例えば、パッケージ36側と固定される基部と、この基部を基端として、一方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕を備え、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片(図示せず)を使用することもできる。図1および図2のようなATカット振動片の両端の短辺をラッピングして薄く形成した、所謂、コンベックス型の振動片(図示せず)等を使用することもできる。
ATカット振動片の場合は、いわゆる逆メサ構造で特に有効である。すなわち、導電性接着剤43を平面的に広く塗布しなくても、基板電極部31と接続電極部34,35の接合強度を確保できるから、振動面が凹状に形成されている逆メサ構造の圧電振動子においては、導電性接着剤43を塗布することができる領域が、振動面の外周部に限定されているところ、平面的に広く接着剤を塗布する必要がない本実施の形態の接合構造は、特にメリットが大きいのである。
ATカット振動片の場合は、いわゆる逆メサ構造で特に有効である。すなわち、導電性接着剤43を平面的に広く塗布しなくても、基板電極部31と接続電極部34,35の接合強度を確保できるから、振動面が凹状に形成されている逆メサ構造の圧電振動子においては、導電性接着剤43を塗布することができる領域が、振動面の外周部に限定されているところ、平面的に広く接着剤を塗布する必要がない本実施の形態の接合構造は、特にメリットが大きいのである。
本実施形態の圧電デバイス30は以上のように構成されており、次に、その製造方法の一例を主に図3乃至図6を参照しながら説明する。
図3は、圧電デバイス30の製造方法の一例を示すフローチャートであり、図4は、圧電振動片32の概略平面図である。図5は、圧電デバイス30の製造方法の一部であるマウント工程の一例を示すフローチャートである。図6は、図5の各ステップST121乃至ST124に対応する各工程を示す概略図である。
図3は、圧電デバイス30の製造方法の一例を示すフローチャートであり、図4は、圧電振動片32の概略平面図である。図5は、圧電デバイス30の製造方法の一部であるマウント工程の一例を示すフローチャートである。図6は、図5の各ステップST121乃至ST124に対応する各工程を示す概略図である。
(形成工程)
先ず、図1および図2で説明した上述した製造法でパッケージ36を形成(ST11)して用意しておき、これとは別に、蓋体39の形成(ST211)をする。
次いで、圧電振動片を形成する形成工程の第1段階であるステップST111において、水晶ウエハを所定の方位にしたがって矩形にカットし、所謂、ATカット振動片である図1に示す圧電振動片32を得る。そして、たとえば、水晶ウエハに貫通孔を穿孔またはエッチングによって形成する。これにより、図4(a)に示すように、圧電振動片32の幅方向の両端部にそれぞれ貫通孔53,53を形成した状態となる。
先ず、図1および図2で説明した上述した製造法でパッケージ36を形成(ST11)して用意しておき、これとは別に、蓋体39の形成(ST211)をする。
次いで、圧電振動片を形成する形成工程の第1段階であるステップST111において、水晶ウエハを所定の方位にしたがって矩形にカットし、所謂、ATカット振動片である図1に示す圧電振動片32を得る。そして、たとえば、水晶ウエハに貫通孔を穿孔またはエッチングによって形成する。これにより、図4(a)に示すように、圧電振動片32の幅方向の両端部にそれぞれ貫通孔53,53を形成した状態となる。
なお、本実施の形態とは異なり、形成工程の第1段階であるステップST111において、まず、水晶ウエハに貫通孔を穿孔またはエッチングによって形成し、その後に、その水晶ウエハを所定の方位にしたがって矩形にカットし、所謂、ATカット振動片である図1に示す圧電振動片32を得るようにしてもよい。
また、貫通孔53,53の開口の形状は、円形に限らない。たとえば、本実施の形態とは異なり、図4(b)に示すように楕円形でもよいし、図4(c)に示すように、振動片32の長辺側に解放された矩形でもよい。
また、貫通孔53,53の開口の形状は、円形に限らない。たとえば、本実施の形態とは異なり、図4(b)に示すように楕円形でもよいし、図4(c)に示すように、振動片32の長辺側に解放された矩形でもよい。
次いで、形成工程の第2段階であるステップST112において、圧電振動片32に、上述した励振電極45,45及び、圧電振動片32の幅方向の両端部にそれぞれ接続電極部34,35を形成する。励振電極45,45及び接続電極部34,35は、たとえばクロム等による下地金属層と、銀(Ag)または金(Au)層を、順次スパッタリングにより成膜し、マスクを用いたフォトプロセスにより形成する。
これにより、図6(b)に示すように、圧電振動片32の端部46及び接続電極部34には、接続電極部34の表面であって基板電極部31に対向する第1表面34aから、接続電極部34の表面であって第2表面34aとは反対側の表面である第2表面34cに向かって、圧電振動片32の端部46及び接続電極部34を貫通する貫通孔53が形成される。図示しないが、接続電極部35にも同様に、貫通孔53が形成される。
ついで、必要に応じてステップST113において、圧電振動片32に駆動電圧を印加して、周波数を測定し、電極膜を付加したり、その一部をレーザ光などでトリミングすることで、周波数の粗調整を行う。
これにより、図6(b)に示すように、圧電振動片32の端部46及び接続電極部34には、接続電極部34の表面であって基板電極部31に対向する第1表面34aから、接続電極部34の表面であって第2表面34aとは反対側の表面である第2表面34cに向かって、圧電振動片32の端部46及び接続電極部34を貫通する貫通孔53が形成される。図示しないが、接続電極部35にも同様に、貫通孔53が形成される。
ついで、必要に応じてステップST113において、圧電振動片32に駆動電圧を印加して、周波数を測定し、電極膜を付加したり、その一部をレーザ光などでトリミングすることで、周波数の粗調整を行う。
次いで、ステップST12において、用意したパッケージ36に圧電振動片32をマウントする。このマウント工程を、図5と図6を用いて詳細に説明する。
(塗布工程)
まず、ステップST121は導電性接着剤の塗布工程であり、パッケージ36の基板に設けた基板電極部31に対して、図示しないシリンジもしくはノズルを用いて、導電性接着剤43を滴下することで、図6(a)に示すように基板電極部31と接続電極部34を接合するための導電性接着剤43の塗布を行う。
(塗布工程)
まず、ステップST121は導電性接着剤の塗布工程であり、パッケージ36の基板に設けた基板電極部31に対して、図示しないシリンジもしくはノズルを用いて、導電性接着剤43を滴下することで、図6(a)に示すように基板電極部31と接続電極部34を接合するための導電性接着剤43の塗布を行う。
(接合工程)
次に、接合工程の第1段階であるステップST122において、図示しない実装装置のヘッドに保持された圧電振動片32を押しながら導電性接着剤43に載せる。具体的には、図6(b)に示すように、圧電振動片32の基部46に形成された接続電極部34をステップST121において塗布された導電性接着剤43上に位置決めし、図示しない実装装置のヘッドによって、圧電振動片32を図6(c)の矢印X1方向に押圧しながら載置する。これにより、貫通孔53に導電性接着剤43を貫通させ、接続電極部34の第2表面に突出する突出部43aを形成する。
次に、接合工程の第1段階であるステップST122において、図示しない実装装置のヘッドに保持された圧電振動片32を押しながら導電性接着剤43に載せる。具体的には、図6(b)に示すように、圧電振動片32の基部46に形成された接続電極部34をステップST121において塗布された導電性接着剤43上に位置決めし、図示しない実装装置のヘッドによって、圧電振動片32を図6(c)の矢印X1方向に押圧しながら載置する。これにより、貫通孔53に導電性接着剤43を貫通させ、接続電極部34の第2表面に突出する突出部43aを形成する。
次に、接合工程の第2段階であるステップST123において、図示しない実装装置の治具によって、図6(d)に示すように、導電性接着剤43の突出部43aを矢印X2方向に押圧する。これにより、図6(e)に示すように、導電性接着剤43の突出部43aは、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成し、たとえば、きのこ状の形状となる(ST124)。
ついで、導電性接着剤43が図示しない硬化装置によって硬化される。
なお、図1の接続電極部35と基板電極部31の接合については、上述した接続電極部34と基板電極部31の接合と同様の方法で、同時に行われる。
ついで、導電性接着剤43が図示しない硬化装置によって硬化される。
なお、図1の接続電極部35と基板電極部31の接合については、上述した接続電極部34と基板電極部31の接合と同様の方法で、同時に行われる。
(封止工程)
次に、封止工程である図3のステップST13において、図1および図2で説明したように、真空中もしくは窒素等の不活性ガス雰囲気下において、パッケージ36に封止材33を使用して蓋体39を封止することにより、パッケージ36を気密に封止する。
ついで、ステップST14において、図2で説明したように、周波数調整を行い、圧電振動子が完成する(ST15)
次に、封止工程である図3のステップST13において、図1および図2で説明したように、真空中もしくは窒素等の不活性ガス雰囲気下において、パッケージ36に封止材33を使用して蓋体39を封止することにより、パッケージ36を気密に封止する。
ついで、ステップST14において、図2で説明したように、周波数調整を行い、圧電振動子が完成する(ST15)
以上の製造方法により、ステップST121において基板電極部31に塗布された導電性接着剤は43、接続電極部34の第1表面34aと接触し、さらに、貫通孔53内部において接続電極部の貫通孔側表面34bと接触しているから、導電性接着剤43が接続電極部34と接触する接触面積を大きく確保できる。
ここで、導電性接着剤43と接続電極部34,35との接触面積を、少なくとも各接続電極部34,35の各第1表面34a等及び各貫通孔53,53内部において確保しているため、接合強度の確保を目的として、導電性接着剤43を平面的に広く塗布しなくて済む。このため、幅方向に狭い間隔で近接している接続電極34,35どうしを短絡することがない。
ここで、導電性接着剤43と接続電極部34,35との接触面積を、少なくとも各接続電極部34,35の各第1表面34a等及び各貫通孔53,53内部において確保しているため、接合強度の確保を目的として、導電性接着剤43を平面的に広く塗布しなくて済む。このため、幅方向に狭い間隔で近接している接続電極34,35どうしを短絡することがない。
また、導電性接着剤43の突出部43aは、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されているから、突出部43aが第1表面34aから抜け落ちることを防止する、たとえばリベットのような役割を果たし、基板電極部31と接続電極部34,35を物理的に固定できる。
なお、導電性接着剤43を塗布する過程で導電性接着剤43を構成する銀(Ag)製の細粒等の導電性の粒子が導電性接着剤43の内側に位置し、接着剤成分としての合成樹脂が導電性接着剤43の外側に位置したとしても、導電性接着剤43は、貫通孔53内部において接続電極部34の貫通孔側表面34bと接触して互いに摩擦しつつ貫通するので、銀(Ag)製の細粒等は、導電性接着剤43が摺動する過程で外側に露出し、導電性接着剤43と接続電極部34との間において導通性能が向上する。
なお、図5のステップST124において、導電性接着剤43の突出部43aは、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成するが、このとき、突出部43aは、少なくとも前記貫通孔の前記第1表面側の開口部の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていればよい。
突出部43aが少なくとも貫通孔53の第1表面34a側の開口部の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されてれば、突出部43aが第1表面34a側の開口部から抜けることを防止する、たとえばリベットのような役割を果たすには十分であるからである。
これにより、より少ない導電性接着剤の使用で足り、また、圧電デバイスの重量も軽量化できる。
突出部43aが少なくとも貫通孔53の第1表面34a側の開口部の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されてれば、突出部43aが第1表面34a側の開口部から抜けることを防止する、たとえばリベットのような役割を果たすには十分であるからである。
これにより、より少ない導電性接着剤の使用で足り、また、圧電デバイスの重量も軽量化できる。
また、図3のステップST124において、突出部43aを、前記貫通孔の前記第2表面34c側の開口部の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化するようにすると、突出部43aは、接続電極部34の第2表面34cと接触することになる。その結果、基板電極部31と接続電極部34との間においてより大きな接触面積を確保でき、より良好な導通性能を得ることができる。
(第1の実施の形態の第1の変形例)
図4(b)は第1の実施の形態の第1の変形例を示す図である。貫通孔54,54の形状が圧電振動片32の長辺方向を長軸とする楕円となっている。これにより、54,54の開口面積を、図4(a)に示す円形の貫通孔53,53と同じくしても、貫通孔54,54間の距離W2を、図4(a)の貫通孔53,53間の距離W1よりも大きくとることができる。
このため、導電性接着剤43の塗布量を第1の実施の形態より多くしても、距離W1は距離W2より大きいから、たとえば、一方の接続電極部34の第2表面に突出する導電性接着剤43の突出部43aが、他方の接続電極部35に接することがない。
これにより、幅方向に狭い間隔で近接している接続電極34,35どうしを短絡することなく、導電性接着剤43の塗布量を、第1の実施の形態よりも多くして、接合強度をさらに確保することができる。
図4(b)は第1の実施の形態の第1の変形例を示す図である。貫通孔54,54の形状が圧電振動片32の長辺方向を長軸とする楕円となっている。これにより、54,54の開口面積を、図4(a)に示す円形の貫通孔53,53と同じくしても、貫通孔54,54間の距離W2を、図4(a)の貫通孔53,53間の距離W1よりも大きくとることができる。
このため、導電性接着剤43の塗布量を第1の実施の形態より多くしても、距離W1は距離W2より大きいから、たとえば、一方の接続電極部34の第2表面に突出する導電性接着剤43の突出部43aが、他方の接続電極部35に接することがない。
これにより、幅方向に狭い間隔で近接している接続電極34,35どうしを短絡することなく、導電性接着剤43の塗布量を、第1の実施の形態よりも多くして、接合強度をさらに確保することができる。
(第1の実施の形態の第2の変形例)
図4(c)は、第1の実施の形態の第2の変形例を示す図である。貫通孔55,55の形状が、圧電振動片32の長辺側に解放された矩形となっている。
このため、導電性接着剤43は、貫通孔55,55の解放された側から圧電振動片32の長辺側に流れるから、たとえば、一方の接続電極部34の第2表面に突出する導電性接着剤43の突出部43aが、他方の接続電極部35に接することがない。
これにより、幅方向に狭い間隔で近接している接続電極34,35どうしを短絡することなく、導電性接着剤43を、第1の実施の形態よりも多くして、接合強度をさらに確保することができる。
図4(c)は、第1の実施の形態の第2の変形例を示す図である。貫通孔55,55の形状が、圧電振動片32の長辺側に解放された矩形となっている。
このため、導電性接着剤43は、貫通孔55,55の解放された側から圧電振動片32の長辺側に流れるから、たとえば、一方の接続電極部34の第2表面に突出する導電性接着剤43の突出部43aが、他方の接続電極部35に接することがない。
これにより、幅方向に狭い間隔で近接している接続電極34,35どうしを短絡することなく、導電性接着剤43を、第1の実施の形態よりも多くして、接合強度をさらに確保することができる。
(第1の実施の形態の第3の変形例)
図7は、第1の実施形態の第3の変形例を示す図である。
本変形例では、第1の実施形態における導電性接着剤43を押圧する図5のステップST123を省略した。
ステップST123を省略しても、導電性接着剤43の粘度を制御することで、図5のステップST122で圧電振動片32を押圧して突出部43aを形成した段階で、図7に示すように、突出部43aは、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成することができる。
また、導電性接着剤43を図示しない硬化装置によって硬化させる工程において、硬化条件を制御することで、硬化開始から導電性接着剤43が完全に硬化するまでの時間に、導電性接着剤43が接続電極部34,35の第2表面34c等を流動し、突出部43aが、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成することができる。
本変形例によれば、第1の実施形態に比べて、製造ステップを一部省略できるから、生産効率を上げることができる。
図7は、第1の実施形態の第3の変形例を示す図である。
本変形例では、第1の実施形態における導電性接着剤43を押圧する図5のステップST123を省略した。
ステップST123を省略しても、導電性接着剤43の粘度を制御することで、図5のステップST122で圧電振動片32を押圧して突出部43aを形成した段階で、図7に示すように、突出部43aは、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成することができる。
また、導電性接着剤43を図示しない硬化装置によって硬化させる工程において、硬化条件を制御することで、硬化開始から導電性接着剤43が完全に硬化するまでの時間に、導電性接着剤43が接続電極部34,35の第2表面34c等を流動し、突出部43aが、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成することができる。
本変形例によれば、第1の実施形態に比べて、製造ステップを一部省略できるから、生産効率を上げることができる。
(第1の実施の形態の第4の変形例)
図8は、第1の実施形態の第4の変形例を示す図である。
本変形例においては、貫通孔53の接続電極部34の第1表面34a側の開口部の内側寸法が、第2表面34c側の開口部の内側寸法よりも小さい。
このため、貫通孔53内部は、図8に示すように第1表面34aから第2表面34cに向かって内側寸法が大きくなるようになっている。これは、貫通孔53内部の内側寸法が、第1表面34aから第2表面34bまで同一である場合に比べて、貫通孔53の内壁を構成する接続電極部34bの表面積が大きいこと意味する。
したがって、導電性接着剤43が接続電極部34と接触する接触面積を、貫通孔53内部において、より大きく確保することができる。
図8は、第1の実施形態の第4の変形例を示す図である。
本変形例においては、貫通孔53の接続電極部34の第1表面34a側の開口部の内側寸法が、第2表面34c側の開口部の内側寸法よりも小さい。
このため、貫通孔53内部は、図8に示すように第1表面34aから第2表面34cに向かって内側寸法が大きくなるようになっている。これは、貫通孔53内部の内側寸法が、第1表面34aから第2表面34bまで同一である場合に比べて、貫通孔53の内壁を構成する接続電極部34bの表面積が大きいこと意味する。
したがって、導電性接着剤43が接続電極部34と接触する接触面積を、貫通孔53内部において、より大きく確保することができる。
(第1の実施の形態の第5の変形例)
図9は、第1の実施形態の第5の変形例を示す図である。
本変形例においては、貫通孔53の接続電極部34の第1表面34a側の開口部の内側寸法が、第2表面34c側の開口部の内側寸法よりも大きい。
このため、本変形例によれば、第2の変形例と同様に、導電性接着剤43が接続電極部34と接触する接触面積を、貫通孔53内部において、より大きく確保することができる。
図9は、第1の実施形態の第5の変形例を示す図である。
本変形例においては、貫通孔53の接続電極部34の第1表面34a側の開口部の内側寸法が、第2表面34c側の開口部の内側寸法よりも大きい。
このため、本変形例によれば、第2の変形例と同様に、導電性接着剤43が接続電極部34と接触する接触面積を、貫通孔53内部において、より大きく確保することができる。
(第2の実施の形態)
図10は、圧電デバイス30の圧電振動片32の接合方法の第2の実施形態を説明する概略平面図であり、図示した構成以外は、第1の実施形態と同じであり、第1の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
図10は、圧電デバイス30の圧電振動片32の接合方法の第2の実施形態を説明する概略平面図であり、図示した構成以外は、第1の実施形態と同じであり、第1の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
第2の実施形態が第1の実施形態と異なっているのは、突出部43aに対して、さらに導電性接着剤が塗布されて拡大突出部143を形成しており、拡大突出部143が、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていることである。
具体的には、第1の実施形態の製造方法を示すフローチャートである図5において、導電性接着剤43を押圧するステップST123を省略し、ステップST123に換えて、突出部43aに対して、さらに導電性接着剤を塗布する。具体的には、この追加して塗布する導電性接着剤を貫通孔53の内径より大きな外側寸法を有する拡大突出部143(導電性接着剤143とも呼ぶ)を形成するように塗布し、硬化させる。
なお、拡大突出部143は非導電性の接着剤を用いてもよい。
具体的には、第1の実施形態の製造方法を示すフローチャートである図5において、導電性接着剤43を押圧するステップST123を省略し、ステップST123に換えて、突出部43aに対して、さらに導電性接着剤を塗布する。具体的には、この追加して塗布する導電性接着剤を貫通孔53の内径より大きな外側寸法を有する拡大突出部143(導電性接着剤143とも呼ぶ)を形成するように塗布し、硬化させる。
なお、拡大突出部143は非導電性の接着剤を用いてもよい。
本実施の形態によれば、基板電極部31に塗布された導電性接着剤43は、接続電極部34の第1表面34aと接触し、貫通孔53内部において接続電極部の貫通孔側表面34bと接触し、さらに、拡大突出部143が第2表面34cと確実に接触しているから、導電性接着剤43,143が接続電極部34と接触する接触面積を大きく確保できる。
また、拡大突出部143は、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されているから、拡大突出部143がたとえばリベットのような役割を果たし、基板電極部31と接続電極部34を物理的に固定できる。
また、拡大突出部143は、貫通孔53の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されているから、拡大突出部143がたとえばリベットのような役割を果たし、基板電極部31と接続電極部34を物理的に固定できる。
さらに、拡大突出部143は、導電性接着剤を追加して塗布することによって形成されるから、拡大突出部143を形成するために、従来の製造装置の構成を変更を要することなく使用することができる。
これにより、本実施の形態によれば、パッケージ36内に圧電振動片32を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、導電性接着剤43,143を介して、基板電極部31と接続電極部34間の十分な接合強度が得られるように、圧電振動片32を絶縁材料でなる基体に接合する接合構造を提供することができる。
これにより、本実施の形態によれば、パッケージ36内に圧電振動片32を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、導電性接着剤43,143を介して、基板電極部31と接続電極部34間の十分な接合強度が得られるように、圧電振動片32を絶縁材料でなる基体に接合する接合構造を提供することができる。
図11は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン308および受信内容を音声出力とするためのスピーカ309を備えており、さらに、送受信信号の変調および復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるコントローラ(CPU)301を備えている。
コントローラ301は、送受信信号の変調および復調の他に画像表示部としてのLCDや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部302や、RAM,ROM等でなる情報記憶手段であるメモリ303の制御を行うようになっている。このため、コントローラ301には、圧電デバイス30が取り付けられて、その出力周波数をコントローラ301に内蔵された所定の分周回路(図示せず)等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このコントローラ301に取付けられる圧電デバイス30は、圧電デバイス30単体でなくても、圧電デバイス30と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン308および受信内容を音声出力とするためのスピーカ309を備えており、さらに、送受信信号の変調および復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるコントローラ(CPU)301を備えている。
コントローラ301は、送受信信号の変調および復調の他に画像表示部としてのLCDや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部302や、RAM,ROM等でなる情報記憶手段であるメモリ303の制御を行うようになっている。このため、コントローラ301には、圧電デバイス30が取り付けられて、その出力周波数をコントローラ301に内蔵された所定の分周回路(図示せず)等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このコントローラ301に取付けられる圧電デバイス30は、圧電デバイス30単体でなくても、圧電デバイス30と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
コントローラ301は、さらに、温度補償水晶発振器(TCXO)305と接続され、温度補償水晶発振器305は、送信部307と受信部306に接続されている。これにより、コントローラ301からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器305により修正されて、送信部307および受信部306に与えられるようになっている。
このように、デジタル式携帯電話装置300のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイス30を利用することにより、パッケージ内に圧電振動片が正しく固定されていることにより、信頼性の高いデジタル式携帯電話装置300を得ることができる。
このように、デジタル式携帯電話装置300のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイス30を利用することにより、パッケージ内に圧電振動片が正しく固定されていることにより、信頼性の高いデジタル式携帯電話装置300を得ることができる。
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、パッケージ内に圧電振動片を収容するものであれば、水晶振動子、水晶発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
また、この発明は、パッケージ内に圧電振動片を収容するものであれば、水晶振動子、水晶発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
30・・・圧電デバイス、31,31・・・基板電極部、32・・・圧電振動片、
34,35・・・接続電極部、36・・・パッケージ、43・・・導電性接着剤、53,53・・・貫通孔
34,35・・・接続電極部、36・・・パッケージ、43・・・導電性接着剤、53,53・・・貫通孔
Claims (11)
- 絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合される接合構造であって、
前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔が形成されており、
前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の前記接続電極部が固定されており、
前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、
前記突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていることを特徴とする、圧電振動片の接合構造。 - 前記突出部は、少なくとも前記貫通孔の前記第1表面側の開口部の内側寸法より大きな外側寸法、または、少なくとも前記第2表面側の開口部の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていることを特徴とする請求項1に記載の圧電振動片の接合構造。
- 絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合される接合構造であって、
前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔が形成されており、
前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の前記接続電極部が固定されており、
前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、
前記突出部に対して、さらに導電性接着剤が塗布されて拡大突出部を形成しており、
前記拡大突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていることを特徴とする、圧電振動片の接合構造。 - 絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合されることにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、
前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔が形成されており、
前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の前記接続電極部が固定されており、
前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、
前記突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていることを特徴とする、圧電デバイス。 - 絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合されることにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、
前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔が形成されており、
前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の前記接続電極部が固定されており、
前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、
前記突出部に対して、さらに導電性接着剤が塗布されて拡大突出部を形成しており、
前記拡大突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されていることを特徴とする、圧電デバイス。 - 絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部を接合する接合方法であって、
前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部に、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔を形成し、
前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤を前記基盤電極部に塗布し、
前記基板電極部に塗布された前記導電性接着剤に、前記圧電振動片の前記接続電極部を押しながら載置し、
前記貫通孔に前記導電性接着剤を貫通させることによって前記第2表面に突出する突出部を形成し、
前記突出部を、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法となるように形成して硬化させることを特徴とする、圧電振動片の接合方法。 - 圧電振動片を形成する形成工程と、
前記圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた基板電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、
前記基板電極部と前記圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部を接合する接合工程と、
前記パッケージを気密に封止する封止工程と
を含んでおり、
前記形成工程においては、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部に、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔を形成し、
前記接合工程においては、前記塗布工程で前記基板電極部に塗布した前記導電性接着剤に前記圧電振動片の前記接続電極部を押しながら載置し、前記貫通孔に前記導電性接着剤を貫通させることによって、前記導電性接着剤が前記第2表面に突出する突出部を形成し、前記突出部を、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法となるように形成して硬化させることを特徴とする、圧電デバイスの製造方法。 - 絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部を接合する接合方法であって、
前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部に、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔を形成し、
前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤を前記基板電極部に塗布し、
前記塗布された前記導電性接着剤に、前記圧電振動片の前記接続電極部を押しながら載置し、
前記貫通孔に前記導電性接着剤を貫通させることによって前記第2表面に突出する突出部を形成し、
前記突出部に、さらに導電性接着剤を塗布して拡大突出部を形成し、
前記拡大突出部を、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法となるように形成して硬化させることを特徴とする、圧電振動片の接合方法。 - 圧電振動片を形成する形成工程と、
前記圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた基板電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、
前記基板電極部と前記圧電振動片の端部に設けた複数の接続電極部を接合する接合工程と、
前記パッケージを気密に封止する封止工程と
を含んでおり、
前記形成工程においては、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部に、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通する貫通孔を形成し、
前記接合工程においては、前記塗布工程で前記基板電極部に塗布した前記導電性接着剤に前記圧電振動片の前記接続電極部を押しながら載置し、前記貫通孔に前記導電性接着剤を貫通させることによって、前記導電性接着剤が前記第2表面に突出する突出部を形成し、前記突出部に、さらに導電性接着剤を塗布して拡大突出部を形成し、前記拡大突出部を、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法となるように形成して硬化させることを特徴とする、圧電デバイスの製造方法。 - 絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合されることにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、
前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通している貫通孔が形成されており、
前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の接続電極部が固定されており、
前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、
前記突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする、携帯電話装置。 - 絶縁材料で形成された基板に設けた基板電極部に対して、圧電振動片の幅方向の両端部にそれぞれ設けた接続電極部が接合されることにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した電子機器であって、
前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部には、前記接続電極部の表面であって前記基板電極部に対向する第1表面から、前記接続電極部の表面であって前記第1表面とは反対側の表面である第2表面に向かって、前記圧電振動片の端部及び前記接続電極部を貫通している貫通孔が形成されており、
前記基板電極部には、前記基板電極部と前記接続電極部を接合するための導電性接着剤が塗布されるとともに、この塗布された導電性接着剤には、前記圧電振動片の前記接続電極部が固定されており、
前記導電性接着剤は、前記貫通孔を貫通し、前記第2表面に突出する突出部を形成しており、
前記突出部が、前記貫通孔の内側寸法より大きな外側寸法を形成して硬化されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする、電子機器。
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