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JP2010177810A - Piezoelectric oscillation device and method of manufacturing the same - Google Patents

Piezoelectric oscillation device and method of manufacturing the same Download PDF

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JP2010177810A
JP2010177810A JP2009015852A JP2009015852A JP2010177810A JP 2010177810 A JP2010177810 A JP 2010177810A JP 2009015852 A JP2009015852 A JP 2009015852A JP 2009015852 A JP2009015852 A JP 2009015852A JP 2010177810 A JP2010177810 A JP 2010177810A
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric oscillation device that has high reliability enough to suppress metal diffusion while a brazing metal material is melted, and to provide a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: A crystal oscillator 1 includes a crystal vibrating plate 2, a package member 3 and a cover 4, wherein the crystal vibrating plate 2 and the package member 3 are electrically and mechanically connected with each other by a brazing metal material 6. A gold-tin alloy is formed inside the brazing metal material 6, and the outer periphery of the brazing metal material 6 gets into gold or gold-rich status. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子機器等に用いられる圧電振動デバイスと、圧電振動デバイスの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric vibration device used in electronic equipment and the like, and a method for manufacturing the piezoelectric vibration device.

近年、電子機器等に用いられる圧電振動デバイスにおいて超小型化および薄型化が進行している。例えば圧電振動デバイスとして水晶振動子を例に挙げると、圧電振動を行う水晶振動板が、上部が開口した容器体(パッケージ部材)の内部に導電性接着材を介して接合され、開口部分を平板状の蓋で気密封止した構造が一般的である。ここで、水晶振動子の経時変化の向上や、前記接着材供給ノズル内の接着材の詰まりの問題から、接着材に替えて金属ロウ材が用いられている(例えば特許文献1を参照)。   In recent years, piezoelectric vibration devices used for electronic devices and the like have been miniaturized and thinned. For example, taking a crystal resonator as an example of a piezoelectric vibration device, a crystal vibration plate that performs piezoelectric vibration is bonded to the inside of a container body (package member) having an upper opening through a conductive adhesive, and the opening portion is flat. In general, a structure hermetically sealed with a lid of a shape. Here, a metal brazing material is used in place of the adhesive because of the improvement of the change over time of the crystal resonator and the problem of clogging of the adhesive in the adhesive supply nozzle (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1の圧電振動デバイス(水晶発振器)では、水晶片およびICチップが、容器体(パッケージ部材)に、金(Au)と錫(Sn)の合金によって電気機械的に接続されている。。特許文献1の第2実施例では、金と錫とが高熱炉内での加熱溶融によって錫が金に拡散し、金と錫の合金を形成している。しかしながら、上記構成において、溶融した錫が、水晶片表裏の励振電極から引き出された引出電極を経由して水晶片側へ拡散し、励振電極にまで及ぶ危険性がある。拡散によって錫が励振電極にまで及ぶと、水晶振動子の特性に悪影響を及ぼすことになる。また、金と錫の金属ロウ材を加熱溶融させて合金を形成させる際に、金属ロウ材の周囲にある内部配線導体(例えば金膜で形成)等の金属を取り込んでしまう不具合(所謂、「金食われ」)も懸念される。   In the piezoelectric vibration device (crystal oscillator) of Patent Document 1, a crystal piece and an IC chip are electromechanically connected to a container body (package member) by an alloy of gold (Au) and tin (Sn). . In the second embodiment of Patent Document 1, gold and tin are diffused into gold by heating and melting in a high temperature furnace to form an alloy of gold and tin. However, in the above configuration, there is a risk that the molten tin diffuses to the crystal piece side via the extraction electrode drawn from the excitation electrodes on the front and back sides of the crystal piece and reaches the excitation electrode. If tin reaches the excitation electrode by diffusion, the characteristics of the crystal unit will be adversely affected. In addition, when a metal brazing material of gold and tin is heated and melted to form an alloy, a problem of taking in a metal such as an internal wiring conductor (for example, formed of a gold film) around the metal brazing material (so-called “ There is also concern about the “eating out”.

特開2002−135054号JP 2002-133504

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、金属ロウ材の溶融時の金属拡散を抑制し、信頼性の高い圧電振動デバイスと圧電振動デバイスの製造方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a highly reliable piezoelectric vibration device and a method for manufacturing the piezoelectric vibration device by suppressing metal diffusion during melting of the metal brazing material. Is.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、圧電振動板とパッケージ部材とが、金属ロウ材によって電気機械的に接続された圧電振動デバイスであって、前記金属ロウ材の内部で、金錫合金が形成され、該金属ロウ材の外周領域は金または金リッチな状態となっている。   To achieve the above object, the invention of claim 1 is a piezoelectric vibration device in which a piezoelectric diaphragm and a package member are electromechanically connected by a metal brazing material, and inside the metal brazing material, A gold-tin alloy is formed, and the outer peripheral region of the metal brazing material is in a gold or gold rich state.

上記構成によれば、金属ロウ材の内部で金錫合金が形成され、該金属ロウ材の外周領域が金または金リッチな状態となっているため、金属ロウ材の溶融時の錫の拡散を抑制することができる。具体的に、金属ロウ材の外周領域は金または金リッチな状態となっているため、前記外周領域の金が障壁となって錫の周囲への拡散を抑制することができる。なお、「金リッチ」な状態とは、金錫共晶合金(金:錫=80:20)よりも金の比率が高い合金状態のことをいう。   According to the above configuration, since the gold-tin alloy is formed inside the metal brazing material and the outer peripheral region of the metal brazing material is in a gold or gold-rich state, the diffusion of tin when the metal brazing material is melted is prevented. Can be suppressed. Specifically, since the outer peripheral region of the metal brazing material is in a gold or gold-rich state, the gold in the outer peripheral region serves as a barrier and can suppress diffusion of tin around. The “gold-rich” state refers to an alloy state in which the gold ratio is higher than that of the gold-tin eutectic alloy (gold: tin = 80: 20).

また、上記目的を達成するために、請求項2の発明は、前記圧電振動板と前記パッケージ部材とは、前記金属ロウ材の内部で、金錫合金の状態で繋がっている。つまり、圧電振動板とパッケージ部材とは、金属ロウ材の外周領域が金または金リッチな状態で電気機械的に接続されているとともに、金属ロウ材の内部の金錫合金によっても電気機械的に接続されている。このように、金属ロウ材の外周領域が金または金リッチな状態となっているため、金属ロウ材内部の金錫合金は金比率の高い状態となっている。金比率が高くなっているため、共晶点(共晶温度)が上昇し、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体等の金属を取り込む前に、金属ロウ材の溶融が終了する。これにより、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体等の金属を取り込むのを防止することができるとともに、錫が周囲へ拡散するのを抑制することができる。   In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, the piezoelectric diaphragm and the package member are connected in a gold-tin alloy state inside the metal brazing material. That is, the piezoelectric diaphragm and the package member are electromechanically connected with the outer peripheral region of the metal brazing material being gold or gold rich, and are also electromechanically connected by the gold-tin alloy inside the metal brazing material. It is connected. Thus, since the outer peripheral area of the metal brazing material is gold or gold rich, the gold-tin alloy inside the metal brazing material has a high gold ratio. Since the gold ratio is high, the eutectic point (eutectic temperature) rises and the melting of the metal brazing material is completed before the molten metal brazing material takes in the metal such as the surrounding internal wiring conductor. Thereby, it is possible to prevent the molten metal brazing material from taking in the metal such as the surrounding internal wiring conductor and to suppress the diffusion of tin to the surroundings.

また、上記目的を達成するために、請求項3の発明は、圧電振動板とパッケージ部材とが、金属ロウ材によって電気機械的に接続された圧電振動デバイスの製造方法であって、圧電振動板あるいはパッケージ部材のいずれか一方に、融点が異なる2種類の金属または、融点が異なる金属と合金で構成され、高融点の一方の金属が、低融点の他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の外側に配置された第1金属ロウ材を形成し、前記第1金属ロウ材が形成されていない圧電振動板あるいはパッケージ部材に、前記一方の金属と同材料からなる第2金属ロウ材を形成する金属ロウ材形成工程と、金属ロウ材形成工程後に、加熱溶融によって第1金属ロウ材と第2金属ロウ材とを一体化させて圧電振動板とパッケージ部材とを接合する接合工程とを、有する圧電振動デバイスの製造方法となっている。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 3 is a method of manufacturing a piezoelectric vibrating device in which a piezoelectric vibrating plate and a package member are electromechanically connected by a metal brazing material. Alternatively, either one of the package members is composed of two kinds of metals having different melting points, or a metal and an alloy having different melting points, and one metal having a high melting point is the other metal having a low melting point or one metal and the other metal. A second metal brazing material formed of the same material as the one metal is formed on the piezoelectric diaphragm or the package member on which the first metal brazing material is not formed and the first metal brazing material is formed. After the metal brazing material forming step for forming the metal brazing material and the metal brazing material forming step, the first metal brazing material and the second metal brazing material are integrated by heating and melting to join the piezoelectric diaphragm and the package member. And a step, which is a method for manufacturing a piezoelectric vibrating device having.

上記製造方法によれば、前記金属ロウ材形成工程において、第1金属ロウ材は一方の金属が他方の金属の外側に配置された構造となっている。そして、第1金属ロウ材は、融点が異なる2種類の金属または、融点が異なる金属と合金とで構成され、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の方が、一方の金属よりも融点が低くなっている。また、一方の金属と同材料からなる第2金属ロウ材が形成されているので、金属ロウ材の加熱溶融時に金属ロウ材全体では一方の金属の比率が増大する。これにより、共晶点が上昇し、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体等の金属を取り込む前に、金属ロウ材の溶融が終了する。したがって、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体等の金属を取り込むのを防止することができる。また、第1金属ロウ材の内側領域にある低融点金属(他方の金属)が溶融によって、周囲(具体的に圧電振動板側やパッケージ部材側)へ拡散するのを抑制することができる。   According to the above manufacturing method, in the metal brazing material forming step, the first metal brazing material has a structure in which one metal is disposed outside the other metal. The first metal brazing material is composed of two types of metals having different melting points, or a metal and an alloy having different melting points, and the other metal or an alloy of one metal and the other metal is more than one metal. Also has a low melting point. Further, since the second metal brazing material made of the same material as that of one metal is formed, the ratio of the one metal increases in the entire metal brazing material when the metal brazing material is heated and melted. As a result, the eutectic point rises and the melting of the metal brazing material is completed before the molten metal brazing material takes in the metal such as the surrounding internal wiring conductor. Therefore, it is possible to prevent the molten metal brazing material from taking in the metal such as the surrounding internal wiring conductor. Further, the low melting point metal (the other metal) in the inner region of the first metal brazing material can be prevented from diffusing to the surroundings (specifically, the piezoelectric diaphragm side or the package member side) due to melting.

また上記製造方法によれば、前記第1金属ロウ材は一方の金属が、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の外側に配置された構造となっているので、金属ロウ材の加熱溶融後には、圧電振動板とパッケージ部材とは金属ロウ材の外周領域が一方の金属の比率が高い状態で接合された状態にすることができる。   According to the above manufacturing method, the first metal brazing material has a structure in which one metal is arranged outside the other metal or an alloy of the one metal and the other metal. After heating and melting, the piezoelectric diaphragm and the package member can be in a state where the outer peripheral region of the metal brazing material is joined with a high ratio of one metal.

前記接合工程において、加熱溶融によって第2金属ロウ材と前記他方の金属との合金が形成されていてもよい。このように合金を形成することによって、圧電振動板とパッケージ部材間の良好な導通(内部配線導体を経由した励振電極とパッケージ部材底面の外部端子との導通)を確保することができる。   In the joining step, an alloy of the second metal brazing material and the other metal may be formed by heating and melting. By forming the alloy in this way, it is possible to ensure good conduction between the piezoelectric diaphragm and the package member (conduction between the excitation electrode via the internal wiring conductor and the external terminal on the bottom surface of the package member).

また、前述のように金属ロウ材の外周領域は加熱溶融後に一方の金属の比率が高い状態となっているため、金属ロウ材内部の第2金属ロウ材と前記他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金は、一方の金属の比率が高い状態となっている。一方の金属の比率が高くなっているため、共晶点(共晶温度)が上昇し、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体等の金属を取り込む前に、金属ロウ材の溶融が終了する。これにより、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体等の金属を取り込むのを防止することができるとともに、他方の金属が周囲へ拡散するのを抑制することができる。   Further, as described above, the outer peripheral region of the metal brazing material is in a state in which the ratio of one metal is high after heating and melting, so the second metal brazing material inside the metal brazing material and the other metal or one metal The alloy of the other metal is in a state where the ratio of the one metal is high. Since the ratio of one metal is high, the eutectic point (eutectic temperature) rises, and the melting of the metal brazing material is completed before the molten metal brazing material takes in the metal such as the surrounding internal wiring conductor. To do. Accordingly, it is possible to prevent the molten metal brazing material from taking in the metal such as the surrounding internal wiring conductor and to suppress the other metal from diffusing to the surroundings.

前記金属ロウ材形成工程において、前記第1金属ロウ材は、一方の金属が他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の外周面を包囲するように配置されていてもよい。このような構成においても、加熱溶融によって他方の金属と第2金属ロウ材とで合金が形成される。そして、一方の金属が他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の外周面を包囲するように配置されているので、金属ロウ材の外周領域は加熱溶融後に一方の金属の比率が高い状態となり、金属ロウ材内部の第2金属ロウ材と前記他方の金属との合金を一方の金属の比率の高い状態にすることができる。このように一方の金属の比率が高くなっているため、共晶点(共晶温度)が上昇し、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体等の金属を取り込む前に、金属ロウ材の溶融が終了する。これにより、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体等の金属を取り込むのを防止することができるとともに、他方の金属が周囲へ拡散するのを抑制することができる。   In the metal brazing material forming step, the first metal brazing material may be arranged so that one metal surrounds an outer peripheral surface of the other metal or an alloy of the one metal and the other metal. Even in such a configuration, an alloy is formed of the other metal and the second metal brazing material by heating and melting. Since one metal is arranged so as to surround the outer peripheral surface of the other metal or the alloy of one metal and the other metal, the outer peripheral region of the metal brazing material has a high ratio of one metal after heating and melting. Thus, the alloy of the second metal brazing material inside the metal brazing material and the other metal can be brought into a state in which the ratio of one metal is high. Since the ratio of one of the metals is increased in this way, the eutectic point (eutectic temperature) rises and before the molten metal brazing material takes in the metal such as the surrounding internal wiring conductor, Melting is complete. Accordingly, it is possible to prevent the molten metal brazing material from taking in the metal such as the surrounding internal wiring conductor and to suppress the other metal from diffusing to the surroundings.

前記金属ロウ材形成工程において、前記第1金属ロウ材は、一方の金属が他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の全体を被覆するように配置されていてもよい。このような構成においては、第1金属ロウ材の,他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の上面にも一方の金属が存在しているため、例えば超音波印加による圧電振動板とパッケージ部材とを仮止め接合する場合でも下記効果が得られる。つまり、第1金属ロウ材の上面は一方の金属で覆われており、第2金属ロウ材と同一元素となっているので、超音波と荷重を印加して圧電振動板とパッケージ部材とを仮止め接合する際、金属原子同士が結合しやすく、弱荷重の印加で前記仮止め接合を行うことができる。すなわち、異種金属同士を仮止め接合する場合よりも与える荷重が少なくて済む。これにより、超音波印加による仮止め接合時の部材の“すべり”を抑制することができる。   In the metal brazing material forming step, the first metal brazing material may be arranged so that one metal covers the other metal or an alloy of one metal and the other metal. In such a configuration, since one metal is also present on the upper surface of the other metal or one metal and the other metal alloy of the first metal brazing material, for example, a piezoelectric diaphragm by ultrasonic application and The following effects can be obtained even when temporarily bonding the package member. That is, since the upper surface of the first metal brazing material is covered with one metal and is made of the same element as the second metal brazing material, an ultrasonic wave and a load are applied to temporarily connect the piezoelectric diaphragm and the package member. When the stop bonding is performed, the metal atoms are easily bonded to each other, and the temporary bonding can be performed by applying a weak load. That is, less load is required than when dissimilar metals are temporarily bonded. Thereby, it is possible to suppress the “slip” of the member at the time of temporary bonding by applying ultrasonic waves.

なお、前記一方の金属と第2金属ロウ材とは、表面に酸化物が形成されにくく、かつ展性に富んだ金属が好ましい。その一例として、金が好ましい。   The one metal and the second metal brazing material are preferably metals that are difficult to form oxides on the surface and that are rich in malleability. As an example, gold is preferable.

前記金属ロウ材形成工程において、前記第1金属ロウ材が、一方の金属が、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の全体を被覆するように配置され、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の、上面部分を被覆する一方の金属の厚みよりも、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の、側面部分を被覆する一方の金属の幅の方が大きく形成されていてもよい。   In the metal brazing material forming step, the first metal brazing material is arranged so that one metal covers the other metal or an alloy of one metal and the other metal, and the other metal or the one metal The width of one metal covering the side portion of the other metal or the alloy of one metal and the other metal is larger than the thickness of one metal covering the upper surface portion of the alloy of the metal and the other metal. It may be formed large.

上記構成であれば、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の側面部分を被覆する一方の金属の幅の方が、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の上面部分を被覆する一方の金属の厚みよりも大きく形成されているので、横方向(水平方向)への他方の金属の拡散抑制効果をより高めることができる。また、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の側面の両外側に同一幅で一方の金属を形成するだけでなく、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の側面の両外側で異なる幅となるように一方の金属を形成してもよい。この場合、例えば金属ロウ材の,励振電極に近い側の一方の金属の幅が大きくなるように配置することで、圧電振動デバイスの内部方向への他方の金属の拡散をより効果的に抑制することできる。   If it is the said structure, the width | variety of one metal which coat | covers the side part of the other metal or one metal and the other metal alloy is the upper surface part of the other metal or one metal, and the other metal alloy. Is formed to be larger than the thickness of one of the metals covering the metal, the effect of suppressing the diffusion of the other metal in the lateral direction (horizontal direction) can be further enhanced. In addition to forming one metal with the same width on both outer sides of the other metal or one metal and the alloy of the other metal, the side of the other metal or one metal and the other metal alloy One metal may be formed so as to have different widths on both outer sides. In this case, for example, by disposing the metal brazing material so that the width of one metal on the side close to the excitation electrode is increased, the diffusion of the other metal in the inner direction of the piezoelectric vibration device is more effectively suppressed. I can.

以上のように、本発明によれば、金属ロウ材の溶融時の金属拡散を抑制し、信頼性の高い圧電振動デバイスと圧電振動デバイスの製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable piezoelectric vibration device and a method for manufacturing the piezoelectric vibration device by suppressing metal diffusion during melting of the metal brazing material.

本発明の第1の実施形態を示す水晶振動子の断面模式図。1 is a schematic cross-sectional view of a crystal resonator showing a first embodiment of the present invention. 図1のA部拡大図。The A section enlarged view of FIG. 本発明の第1の実施形態における水晶振動板と下パッケージ部材の部分拡大図。The elements on larger scale of the quartz-crystal diaphragm and lower package member in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態を示す水晶振動子の断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the crystal oscillator which shows the 2nd Embodiment of this invention. 図4のB部拡大図。The B section enlarged view of FIG. 本発明の第2の実施形態における水晶振動板と下パッケージ部材の部分拡大図。The elements on larger scale of the crystal diaphragm and lower package member in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における第1金属ロウ材の断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the 1st metal brazing material in the 2nd Embodiment of this invention.

−第1の実施形態−
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態においては、圧電振動板として水晶板が使用された水晶振動子を例に挙げて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態を示す水晶振動子の断面模式図である。水晶振動子1は平面視矩形状で略直方体形状の圧電振動デバイスであり、水晶振動板2と、水晶振動板2を内部に収容する下パッケージ部材3(本実施形態では以下、ベースと略記)と、ベース3の開口部を気密封止する上パッケージ部材4(本実施形態では以下、蓋体と略記)とが主要構成部材となっている。セラミックからなるベース3の堤部30の上面と、金属製の蓋体4の外周部とは接合材5を介して接合されている。そして、蓋体とベースとの接合によって内部空間10が形成され、内部空間10に水晶振動板2が収容されている。具体的に、水晶振動板2はベース3とは金属ロウ材6によって電気機械的に接続された状態となっている。
-First embodiment-
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment of the present invention, a description will be given by taking as an example a crystal resonator in which a crystal plate is used as a piezoelectric vibration plate.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a crystal resonator showing a first embodiment of the present invention. The crystal resonator 1 is a piezoelectric vibration device having a rectangular shape in plan view and a substantially rectangular parallelepiped shape, and includes a crystal vibration plate 2 and a lower package member 3 that accommodates the crystal vibration plate 2 therein (hereinafter abbreviated as a base in the present embodiment). The upper package member 4 that hermetically seals the opening of the base 3 (hereinafter abbreviated as a lid in the present embodiment) is a main component. The upper surface of the bank portion 30 of the base 3 made of ceramic and the outer peripheral portion of the metal lid 4 are joined via a joining material 5. The internal space 10 is formed by joining the lid and the base, and the crystal diaphragm 2 is accommodated in the internal space 10. Specifically, the crystal diaphragm 2 is in an electromechanical connection with the base 3 by a metal brazing material 6.

ベース3はセラミック焼成体からなる箱状体であり、平面視では矩形状となっている。ベース3の内底面301の一方向端部寄りの位置には、金属からなる一対の搭載パッド7,7が形成されている。ベース3の底面302には、外部機器等と半田等によって接合される外部端子34が形成されている。搭載パッド7と外部端子34とは図示しない内部配線導体によって電気的に接続されている。なお、搭載パッド7はセラミックシート上にタングステン、ニッケルの順でそれぞれ印刷技術によって積層されて形成されている。また、内底面301上には絶縁性材料からなる枕8が形成されている。   The base 3 is a box-shaped body made of a ceramic fired body, and has a rectangular shape in plan view. A pair of mounting pads 7 and 7 made of metal is formed at a position near one end of the inner bottom surface 301 of the base 3. On the bottom surface 302 of the base 3, external terminals 34 are formed that are joined to an external device or the like by solder or the like. The mounting pad 7 and the external terminal 34 are electrically connected by an internal wiring conductor (not shown). The mounting pad 7 is formed by laminating tungsten and nickel in this order on the ceramic sheet by a printing technique. A pillow 8 made of an insulating material is formed on the inner bottom surface 301.

水晶振動板2は平面視矩形状のATカット水晶板であり、表裏主面(21,22)には水晶板を駆動させる一対の励振電極23,23が各々形成されている。そして励振電極23からは一対の引出電極24,24が表裏主面(21,22)それぞれに延出形成されている。水晶板の一主面21側の引出電極24は一主面21の端部まで延出されており、水晶板の他主面22側の引出電極24は他主面22の端部から水晶板の側端部を経由して一主面21の端部まで引き回されている。これらの引出電極は平面視では重ならない位置関係となっており、それぞれ水晶板の一短辺の両端部付近まで引き出されている。なお、図1は水晶振動子の長辺方向で、他主面22側の引出電極24を通る直線における断面図となっている。   The quartz diaphragm 2 is an AT-cut quartz plate having a rectangular shape in plan view, and a pair of excitation electrodes 23 and 23 for driving the quartz plate are formed on the front and back main surfaces (21 and 22), respectively. A pair of extraction electrodes 24 and 24 are formed on the front and back main surfaces (21 and 22) from the excitation electrode 23, respectively. The extraction electrode 24 on the one main surface 21 side of the crystal plate extends to the end of the one main surface 21, and the extraction electrode 24 on the other main surface 22 side of the crystal plate extends from the end of the other main surface 22 to the crystal plate. It is routed to the end of the one main surface 21 via the side end of the. These extraction electrodes have a positional relationship that does not overlap in plan view, and are each extracted to the vicinity of both ends of one short side of the quartz plate. FIG. 1 is a cross-sectional view taken along a straight line passing through the extraction electrode 24 on the other main surface 22 side in the long side direction of the crystal unit.

水晶振動板の引出電極24の終端部と、ベースの搭載パッド7とは金属ロウ材6で接合されており、図1におけるA部の拡大図を図2に示す。図2に示すように、金属ロウ材6の内部では、金錫合金(AuSn)が形成され、該金属ロウ材の外周領域は金(または金リッチ)の領域となっている。そして金(外周領域)と金錫合金領域の間の領域には、金(Au)と錫(Sn)の金属間化合物等が形成されていると発明者は思料している。なお、前述の「金リッチ」とは、金錫共晶合金(Au:Sn=80:20)よりも金の比率が高い合金状態のことをいう。   The terminal portion of the extraction electrode 24 of the crystal diaphragm and the mounting pad 7 of the base are joined by the metal brazing material 6, and an enlarged view of a portion A in FIG. 1 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, a gold-tin alloy (AuSn) is formed inside the metal brazing material 6, and the outer peripheral region of the metal brazing material is a gold (or gold rich) region. The inventors consider that an intermetallic compound of gold (Au) and tin (Sn) or the like is formed in a region between the gold (outer peripheral region) and the gold-tin alloy region. The above-mentioned “gold rich” means an alloy state in which the gold ratio is higher than that of the gold-tin eutectic alloy (Au: Sn = 80: 20).

図2に示すように、金錫合金(AuSn)が形成された領域は、引出電極24と搭載パッド7とを繋ぐように金属ロウ材6の内部で縦貫形成されており、これによって水晶振動板とベース間の良好な導通(内部配線導体を経由した励振電極とベース底面の外部端子との導通)を確保することができる。   As shown in FIG. 2, the region where the gold-tin alloy (AuSn) is formed is vertically formed inside the metal brazing material 6 so as to connect the extraction electrode 24 and the mounting pad 7. And good conduction between the base and the base (conduction between the excitation electrode via the internal wiring conductor and the external terminal on the bottom of the base) can be ensured.

また、上記構成によれば金属ロウ材6の内部で金錫合金が形成され、該金属ロウ材の外周領域が金または金リッチな状態となっているため、金属ロウ材の溶融時の錫の拡散を抑制することができる。具体的に、金属ロウ材の外周領域は金または金リッチな状態となっているため、外周領域の金が障壁となって錫の周囲への拡散を抑制することができる。   Further, according to the above configuration, the gold-tin alloy is formed inside the metal brazing material 6 and the outer peripheral region of the metal brazing material is in a gold or gold-rich state. Diffusion can be suppressed. Specifically, since the outer peripheral region of the metal brazing material is in a gold or gold-rich state, the gold in the outer peripheral region serves as a barrier and can suppress diffusion of tin into the periphery.

さらに、水晶振動板2とベース3とは、金属ロウ材6の外周領域が金または金リッチな状態で電気機械的に接続されているため、金属ロウ材内部の金錫合金は金比率の高い状態となっている。このように金比率が高くなることで、共晶点(共晶温度)が上昇し、溶融した金属ロウ材が周囲の引出電極の金属を取り込む前に、金属ロウ材の溶融が終了する。これにより、溶融した金属ロウ材が周囲の引出電極の金属を取り込むのを防止することができるとともに、錫が周囲へ拡散するのを抑制することができる。   Furthermore, since the outer peripheral area of the metal brazing material 6 is electromechanically connected to the quartz vibrating plate 2 and the base 3 in a gold or gold rich state, the gold-tin alloy inside the metal brazing material has a high gold ratio. It is in a state. By increasing the gold ratio in this way, the eutectic point (eutectic temperature) rises and the melting of the metal brazing material is completed before the molten metal brazing material takes in the metal of the surrounding extraction electrode. Accordingly, it is possible to prevent the molten metal brazing material from taking in the metal of the surrounding extraction electrode and to suppress the diffusion of tin to the surroundings.

次に、本発明の第1の実施形態における水晶振動子の製造方法について、水晶振動板とベースとを接合する工程を中心に説明する。図3は本発明の第1の実施形態における水晶振動板と下パッケージ部材(ベース)の部分拡大図である。べースの内底面301に形成された搭載パッド7の上には第1金属ロウ材61が形成されている。そして第1金属ロウ材61の上面には金フラッシュメッキ層610が形成されている。ここで金フラッシュメッキ層610は金で形成された極薄状態の金属薄膜であり、後述する仮止め接合工程において、超音波印加による圧電振動板とパッケージ部材との仮止め接合を容易に行うために形成されている。   Next, the manufacturing method of the crystal resonator according to the first embodiment of the present invention will be described focusing on the process of bonding the crystal diaphragm and the base. FIG. 3 is a partially enlarged view of the crystal diaphragm and the lower package member (base) in the first embodiment of the present invention. A first metal brazing material 61 is formed on the mounting pad 7 formed on the inner bottom surface 301 of the base. A gold flash plating layer 610 is formed on the upper surface of the first metal brazing material 61. Here, the gold flash plating layer 610 is an ultrathin metal thin film formed of gold, and in order to easily perform temporary bonding of the piezoelectric diaphragm and the package member by applying ultrasonic waves in a temporary bonding process described later. Is formed.

(金属ロウ材形成工程)
第1金属ロウ材61は、融点の異なる2種離の金属で構成されている。具体的に、外側に高融点材料の一方の金属(611)が形成され、一方の金属の内側には低融点材料の他方の金属(612)が形成されている。ここで、一方の金属611には金が、他方の金属612には錫が使用されており、ともに電解メッキ法によって所定の膜厚で成膜されている。ここで、他方の金属612(錫)の表面には、図示しない極薄の金ストライクメッキ層(錫メッキ層上に金をメッキ形成する際のシード層の役割)が形成されている。そして、第1金属ロウ材61の上面に金フラッシュメッキ層610を電解メッキ法によって形成する。ここで、金フラッシュメッキ層および金ストライクメッキ層の厚みは、一方の金属および他方の金属の形成厚みに比べて非常に薄く形成されている。一方、水晶振動板については、水晶素板に一対の励振電極23および引出電極24を真空蒸着法によって形成し、水晶振動板2の一主面21側の一端に引き出された引出電極24,24の端部に電解メッキ法によって第2金属ロウ材62を所定の膜厚で成膜する。
(Metal brazing material forming process)
The first metal brazing material 61 is composed of two kinds of metals having different melting points. Specifically, one metal (611) of the high melting point material is formed on the outside, and the other metal (612) of the low melting point material is formed on the inside of the one metal. Here, gold is used for one metal 611 and tin is used for the other metal 612, both of which are formed with a predetermined film thickness by electrolytic plating. Here, on the surface of the other metal 612 (tin), an ultrathin gold strike plating layer (the role of a seed layer when gold is plated on the tin plating layer) (not shown) is formed. Then, a gold flash plating layer 610 is formed on the upper surface of the first metal brazing material 61 by an electrolytic plating method. Here, the thicknesses of the gold flash plating layer and the gold strike plating layer are very thin compared to the formation thickness of one metal and the other metal. On the other hand, as for the quartz diaphragm, a pair of excitation electrodes 23 and a lead electrode 24 are formed on a quartz base plate by a vacuum deposition method, and lead electrodes 24 and 24 drawn to one end on the main surface 21 side of the quartz diaphragm 2. A second metal brazing material 62 is deposited at a predetermined film thickness on the edge of the first metal by electrolytic plating.

(仮止め工程)
次に、第1金属ロウ材61が形成されたベース3に、水晶振動板2を仮止め接合する。具体的に、第1金属ロウ材61上に、第2金属ロウ材62が平面視で略一致するように水晶振動板2がベース3上に画像認識手段によって位置決め載置される。前記位置決め載置後に、超音波ホーンを水晶振動板に接触させた状態で加圧しながら超音波を印加する。これにより、第1金属ロウ材61と第2金属ロウ材62とが仮止め接合される。なお、前述の金フラッシュメッキ層610は、表層の金属を第2金属ロウ材62と同種金属とすることによって金属原子同士が結合しやすく、弱荷重の印加で前記仮止め接合を行うことができる。また、フラッシュメッキ層610と第2金属ロウ材62に使用されている金は、表面に酸化物が形成されにくく、かつ展性に富んでいるため、前記仮止め接合に好適である。以上のように、同種金属同士を仮止め接合する方が、異種金属同士を仮止め接合する場合よりも与える荷重が少なくて済む。これにより、超音波印加による仮止め接合時の部材の“すべり”を抑制することができる。
(Temporary fixing process)
Next, the crystal diaphragm 2 is temporarily bonded to the base 3 on which the first metal brazing material 61 is formed. Specifically, the crystal vibrating plate 2 is positioned and placed on the base 3 by the image recognition means so that the second metal brazing material 62 substantially coincides with the first metal brazing material 61 in plan view. After the positioning and mounting, an ultrasonic wave is applied while applying pressure while the ultrasonic horn is in contact with the quartz diaphragm. Thereby, the first metal brazing material 61 and the second metal brazing material 62 are temporarily bonded. Note that the gold flash plating layer 610 described above can easily bond the metal atoms by applying a weak load by making the metal of the surface layer the same kind of metal as the second metal brazing material 62 so that the metal atoms are easily bonded. . Further, the gold used for the flash plating layer 610 and the second metal brazing material 62 is suitable for the temporary bonding because it is difficult to form an oxide on the surface and is highly malleable. As described above, the temporary bonding of the same kind of metals requires less load than the case of temporarily bonding the dissimilar metals. Thereby, it is possible to suppress the “slip” of the member at the time of temporary bonding by applying ultrasonic waves.

(接合工程)
仮止め工程の後、所定温度に加熱された雰囲気中にて、加熱溶融によって第1金属ロウ材61と第2金属ロウ材62とを一体化させる。これにより、水晶振動板2とベース3とを接合する(本実施形態では水晶振動板を片持ち接合)。このとき低融点材料である他方の金属612(錫)は加熱溶融によって金属ロウ材6の内部で拡散が生じるとともに、他方の金属612(金)と接した一方の金属611(錫)も溶融し、金属ロウ材6の内部で拡散する。さらに、金フラッシュメッキ層を介して隣接した第2金属ロウ材62も溶融し、金属ロウ材6の内部で拡散する。前記加熱雰囲気は所定温度と所定時間に管理された温度プロファイルおよびその他諸条件によって管理されており、これにより、金属ロウ材6の内部では金錫合金が形成され、金属ロウ材6の外周領域は金または金リッチな状態に変化する。
(Joining process)
After the temporary fixing step, the first metal brazing material 61 and the second metal brazing material 62 are integrated by heating and melting in an atmosphere heated to a predetermined temperature. As a result, the quartz crystal plate 2 and the base 3 are joined (in this embodiment, the quartz plate is cantilevered). At this time, the other metal 612 (tin), which is a low melting point material, diffuses inside the metal brazing material 6 by heating and melting, and one metal 611 (tin) in contact with the other metal 612 (gold) also melts. Then, it diffuses inside the metal brazing material 6. Further, the second metal brazing material 62 adjacent through the gold flash plating layer is also melted and diffused inside the metal brazing material 6. The heating atmosphere is controlled by a temperature profile controlled at a predetermined temperature and a predetermined time and other various conditions, whereby a gold-tin alloy is formed inside the metal brazing material 6, and an outer peripheral region of the metal brazing material 6 is Changes to gold or gold rich state.

前記接合工程の後、励振電極の質量を調整することによる周波数の微調整等を行い、ベース上部の開口部を接合材5を介して蓋体4で気密封止する。接合材5には金錫合金等の金属ロウ材が用いられる。   After the joining step, fine adjustment of the frequency is performed by adjusting the mass of the excitation electrode, and the opening in the upper part of the base is hermetically sealed with the lid 4 via the joining material 5. A metal brazing material such as a gold-tin alloy is used for the bonding material 5.

本発明の第1の実施形態において、図3では第2金属ロウ材62の形成幅は、第1金属ロウ材61の形成幅と略同一となっているが、これに限定されるものではなく、第2金属ロウ材62と第1金属ロウ材61の形成幅は異なっていてもよい。例えば第2金属ロウ材62の形成幅の方を第1金属ロウ材61の形成幅よりも大きく形成すれば、水晶振動板のベース(第1金属ロウ材61)上への位置決め載置をより行いやすくすることができる。   In the first embodiment of the present invention, in FIG. 3, the formation width of the second metal brazing material 62 is substantially the same as the formation width of the first metal brazing material 61, but is not limited thereto. The formation width of the second metal brazing material 62 and the first metal brazing material 61 may be different. For example, if the formation width of the second metal brazing material 62 is larger than the formation width of the first metal brazing material 61, the crystal plate is positioned and placed on the base (first metal brazing material 61). It can be made easier.

本発明の製造方法によれば、前記金属ロウ材形成工程において、第1金属ロウ材61は一方の金属611が他方の金属612の外側に配置された構造となっている。そして、第1金属ロウ材61は、融点が異なる2種類の金属で構成され、他方の金属612の方が一方の金属611よりも融点が低くなっている。また、一方の金属611と同材料からなる第2金属ロウ材62が形成されているので、金属ロウ材の加熱溶融時に金属ロウ材全体では一方の金属611の比率が増大する。これにより、共晶点が上昇し、溶融した金属ロウ材が周囲の引出電極等の金属を取り込む前に、金属ロウ材の溶融が終了する。したがって、溶融した金属ロウ材が周囲の引出電極等の金属を取り込むのを防止することができる。また、第1金属ロウ材61の内側領域にある低融点金属(他方の金属612)が溶融によって、周囲(具体的に水晶振動板側やベース側)へ拡散するのを抑制することができる。   According to the manufacturing method of the present invention, in the metal brazing material forming step, the first metal brazing material 61 has a structure in which one metal 611 is disposed outside the other metal 612. The first metal brazing material 61 is composed of two types of metals having different melting points, and the other metal 612 has a lower melting point than the one metal 611. Further, since the second metal brazing material 62 made of the same material as that of the one metal 611 is formed, the ratio of the one metal 611 increases in the entire metal brazing material when the metal brazing material is heated and melted. As a result, the eutectic point rises and the melting of the metal brazing material is completed before the molten metal brazing material takes in the metal such as the surrounding extraction electrode. Therefore, it is possible to prevent the molten metal brazing material from taking in the metal such as the surrounding extraction electrode. Further, the low melting point metal (the other metal 612) in the inner region of the first metal brazing material 61 can be prevented from diffusing to the surroundings (specifically, the crystal diaphragm side or the base side) due to melting.

また、本発明の製造方法によれば、第1金属ロウ材61は一方の金属611が他方の金属612の外側に配置された構造となっているので、金属ロウ材の加熱溶融後には、水晶振動板とベースとは金属ロウ材6の外周領域が金または金リッチな状態で接合された状態にすることができる。   In addition, according to the manufacturing method of the present invention, the first metal brazing material 61 has a structure in which one metal 611 is disposed outside the other metal 612. The diaphragm and the base can be in a state where the outer peripheral region of the metal brazing material 6 is joined in a gold or gold rich state.

加熱溶融によって第2金属ロウ材と前記他方の金属との合金が形成されていてもよい。このように合金を形成することによって、圧電振動板とパッケージ部材間の良好な導通(内部配線導体を経由した励振電極とパッケージ部材底面の外部端子との導通)を確保することができる。   An alloy of the second metal brazing material and the other metal may be formed by heating and melting. By forming the alloy in this way, it is possible to ensure good conduction between the piezoelectric diaphragm and the package member (conduction between the excitation electrode via the internal wiring conductor and the external terminal on the bottom surface of the package member).

また、前述のように金属ロウ材の外周領域は加熱溶融後に金または金リッチな状態となっているため、金属ロウ材内部の金錫合金は金比率の高い状態となっている。金比率が高くなっているため、共晶点(共晶温度)が上昇し、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体等の金属を取り込む前に、金属ロウ材の溶融が終了する。これにより、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体等の金属を取り込むのを防止することができるとともに、錫が周囲へ拡散するのを抑制することができる。   Further, as described above, since the outer peripheral region of the metal brazing material is in a gold or gold-rich state after heat melting, the gold-tin alloy inside the metal brazing material has a high gold ratio. Since the gold ratio is high, the eutectic point (eutectic temperature) rises and the melting of the metal brazing material is completed before the molten metal brazing material takes in the metal such as the surrounding internal wiring conductor. Thereby, it is possible to prevent the molten metal brazing material from taking in the metal such as the surrounding internal wiring conductor and to suppress the diffusion of tin to the surroundings.

−第2の実施形態−
本発明の第2の実施形態を、第1の実施形態と同様に圧電振動板として水晶振動板を用いた水晶振動子を例に挙げて説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成については同番号を付して説明の一部を割愛するとともに、前述の実施形態と同様の効果を有する。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
-Second Embodiment-
The second embodiment of the present invention will be described by taking as an example a crystal resonator using a crystal diaphragm as a piezoelectric diaphragm as in the first embodiment. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, while attaching | subjecting the same number and omitting a part of description, it has an effect similar to the above-mentioned embodiment. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.

図4は本発明の第2の実施形態を示す水晶振動子の長辺方向の断面模式図である。本実施形態にかかる水晶振動子1は、図4に示すように水晶振動板2と、水晶振動板2の一主面21に形成された励振電極23を気密封止する下パッケージ部材3(以下、下蓋部材と略記)と、水晶振動板2の他主面22に形成された励振電極23を気密封止する上パッケージ部材4(以下、上蓋部材と略記)が主要構成部材となっている。なお、下蓋部材3と上蓋部材4は、接合材5を介して水晶振動板2とそれぞれ接合されている。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view in the long side direction of a crystal unit showing a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the crystal resonator 1 according to this embodiment includes a lower plate member 3 (hereinafter referred to as “hermetic seal”) that hermetically seals the crystal diaphragm 2 and the excitation electrode 23 formed on one main surface 21 of the crystal diaphragm 2. , And the upper package member 4 (hereinafter abbreviated as the upper lid member) that hermetically seals the excitation electrode 23 formed on the other main surface 22 of the crystal diaphragm 2 are the main constituent members. . The lower lid member 3 and the upper lid member 4 are bonded to the crystal diaphragm 2 via a bonding material 5, respectively.

下蓋部材3は平面視矩形状の平板であり、Z板水晶が使用されている。下蓋部材3は、下蓋部材の一主面31の外周付近の領域に水晶振動板2との接合領域を有している。下蓋部材3の一主面31は平坦平滑面(鏡面加工)となっており、前記接合領域には接合材(図示省略)が形成されている。なお、前記接合材は水晶振動板の外周付近に形成された金属膜と加熱溶融によって一体化されて接合材5が形成されるようになっている。前記接合材は複数の金属膜が積層された構成になっており、最下層側からクロム層(図示省略)、金層(図示省略)の順に蒸着法で形成されている。そして、前記金層の上層に錫(図示省略)、金(図示省略)の順にメッキ層が電解メッキ法によって形成されている。なお、前記接合材は最下層側からクロム層と金層とが蒸着形成され、その上に金錫合金のメッキ層が積層された膜構成であってもよい。   The lower lid member 3 is a flat plate having a rectangular shape in plan view, and a Z-plate crystal is used. The lower lid member 3 has a bonding region with the crystal diaphragm 2 in a region near the outer periphery of the one main surface 31 of the lower lid member. One main surface 31 of the lower lid member 3 is a flat and smooth surface (mirror finish), and a bonding material (not shown) is formed in the bonding region. The bonding material is integrated with a metal film formed in the vicinity of the outer periphery of the quartz crystal plate by heating and melting to form the bonding material 5. The bonding material has a structure in which a plurality of metal films are laminated, and is formed by a vapor deposition method in the order of a chromium layer (not shown) and a gold layer (not shown) from the bottom layer side. A plating layer is formed on the gold layer by electrolytic plating in the order of tin (not shown) and gold (not shown). The bonding material may have a film configuration in which a chromium layer and a gold layer are vapor-deposited from the lowermost layer side, and a gold-tin alloy plating layer is laminated thereon.

下蓋部材3の一主面31の,水晶振動板2との接合領域よりも内側には、電極パターン36が形成されている(図5参照)。電極パターン36のうち、水晶振動板の接合電極(25)と金属ロウ材を介して接合される部分は接合電極33となっている。電極パターン36は、下蓋部材の厚さ方向に貫通形成された貫通導体(ビア)34と繋がり、下蓋部材3の他主面(底面)32に形成された外部端子35と繋がっている。本実施形態において電極パターン36は、クロム層の上に金層がそれぞれ蒸着法によって成膜された層構成となっている。なお、電極パターン36と、前述の下蓋部材の外周付近の接合材のクロム層と金層とは同時に形成される。   An electrode pattern 36 is formed on the inner surface of one main surface 31 of the lower lid member 3 with respect to the bonding region with the quartz crystal diaphragm 2 (see FIG. 5). Of the electrode pattern 36, the portion bonded to the bonding electrode (25) of the crystal diaphragm via the metal brazing material is the bonding electrode 33. The electrode pattern 36 is connected to a through conductor (via) 34 formed so as to penetrate in the thickness direction of the lower lid member, and is connected to an external terminal 35 formed on the other main surface (bottom surface) 32 of the lower lid member 3. In the present embodiment, the electrode pattern 36 has a layer configuration in which a gold layer is formed on the chromium layer by an evaporation method. The electrode pattern 36 and the chromium layer and the gold layer of the bonding material near the outer periphery of the lower lid member are formed simultaneously.

図5に示すように、下蓋部材の接合電極33の上には、第1金属ロウ材61が形成されている。第1金属ロウ材61は、一方の金属611と他方の金属612とで構成されている。一方の金属611は金、他方の金属612は錫で構成されており、ともに電解メッキ法によって形成されている。一方の金属611は他方の金属612全体を被覆するように配置されている。ここで、他方の金属612(錫)の表面には、図示しない極薄の金ストライクメッキ層(錫メッキ層上に金をメッキ形成する際のシード層の役割)が形成されている。図5に示すように、他方の金属612の上面部分を被覆する一方の金属611の厚みよりも、他方の金属612の側面部分を被覆する一方の金属611の幅の方が大きく形成されている。そして、他方の金属612の側面部分を包囲する一方の金属611の幅は略一定となっている。つまり、図5において他方の金属612は、一方の金属611の幅方向の略中央に配置されている。   As shown in FIG. 5, a first metal brazing material 61 is formed on the bonding electrode 33 of the lower lid member. The first metal brazing material 61 is composed of one metal 611 and the other metal 612. One metal 611 is made of gold and the other metal 612 is made of tin, both of which are formed by electrolytic plating. One metal 611 is disposed so as to cover the entire other metal 612. Here, on the surface of the other metal 612 (tin), an ultrathin gold strike plating layer (the role of a seed layer when gold is plated on the tin plating layer) (not shown) is formed. As shown in FIG. 5, the width of one metal 611 covering the side surface portion of the other metal 612 is formed larger than the thickness of one metal 611 covering the upper surface portion of the other metal 612. . The width of one metal 611 surrounding the side surface portion of the other metal 612 is substantially constant. That is, in FIG. 5, the other metal 612 is disposed approximately at the center of the one metal 611 in the width direction.

図4において水晶振動板2は、所定の角度で切り出されたATカット水晶板である。水晶振動板2は、励振電極23が形成された薄肉領域の振動部20と、振動部20の一主面21の外周領域に形成された突起部26と、薄肉部27と枠部28とを備え、これらは一体的に成形されている。ここで枠部28は振動部20を環状に包囲し、振動部よりも厚肉に形成されている。なお、突起部26の上面と枠部28の一主面とは略同一平面上に位置するように成形されている。また、薄肉部27は振動部20と枠部28との間に形成され、振動部20よりも薄肉に形成されている。   In FIG. 4, the quartz crystal plate 2 is an AT cut quartz plate cut out at a predetermined angle. The quartz diaphragm 2 includes a vibrating portion 20 in a thin region where the excitation electrode 23 is formed, a protrusion 26 formed in an outer peripheral region of one main surface 21 of the vibrating portion 20, a thin portion 27, and a frame portion 28. These are integrally formed. Here, the frame portion 28 surrounds the vibrating portion 20 in an annular shape and is formed thicker than the vibrating portion. In addition, the upper surface of the projection part 26 and one main surface of the frame part 28 are shape | molded so that it may be located on substantially the same plane. Further, the thin portion 27 is formed between the vibration portion 20 and the frame portion 28 and is formed thinner than the vibration portion 20.

水晶振動板2の振動部20および突起部26、薄肉部27はウエットエッチングによって成形されている。そして、振動部20の表裏主面(一主面21と他主面22)には一対の励振電極23,23が蒸着法によって対向形成されている。本実施形態では励振電極23は振動部20の表裏主面に、下から順に、クロム,金の膜構成で形成されている。なお、前記電極の膜構成はこれに限定されるものではなく、その他の膜構成であってもよい。   The vibration part 20, the protrusion part 26, and the thin part 27 of the crystal diaphragm 2 are formed by wet etching. A pair of excitation electrodes 23 and 23 are formed on the front and back main surfaces (one main surface 21 and the other main surface 22) of the vibration unit 20 so as to face each other by vapor deposition. In the present embodiment, the excitation electrode 23 is formed on the front and back main surfaces of the vibration unit 20 in a chromium and gold film configuration in order from the bottom. The film configuration of the electrode is not limited to this, and other film configurations may be used.

水晶振動板の表裏主面の励振電極23からは引出電極24が各々導出形成されている。他主面22側の励振電極23から引き出された引出電極24は、振動部20を厚さ方向に貫いて一主面21側へ導出されている。そして、引出電極24は突起部26(図4では左側にある突起部)の表面を覆うように該突起部の外側部分まで導出されている。なお、引出電極のうち、突起部26の表面に形成された導体部分は接合電極25となっている。一方、一主面21側の励振電極23から引き出された引出電極24は突起部26(図4では右側にある突起部)の表面を覆うように該突起部の外側部分まで導出されている。なお、引出電極のうち、突起部26の表面に形成された導体部分は接合電極25となっている。前述の接合電極25の上部には第2金属ロウ材62(図5参照)が形成される。本実施形態では第2金属ロウ材62は金が電解メッキ法によって形成されている。   Lead electrodes 24 are led out from the excitation electrodes 23 on the front and back main surfaces of the crystal diaphragm. The extraction electrode 24 extracted from the excitation electrode 23 on the other main surface 22 side passes through the vibration part 20 in the thickness direction and is led out to the one main surface 21 side. The extraction electrode 24 is led out to the outer portion of the protrusion so as to cover the surface of the protrusion 26 (the protrusion on the left side in FIG. 4). In addition, the conductor part formed in the surface of the protrusion part 26 becomes the joining electrode 25 among extraction electrodes. On the other hand, the extraction electrode 24 extracted from the excitation electrode 23 on the one principal surface 21 side is led out to the outer portion of the protrusion so as to cover the surface of the protrusion 26 (the protrusion on the right side in FIG. 4). In addition, the conductor part formed in the surface of the protrusion part 26 becomes the joining electrode 25 among extraction electrodes. A second metal brazing material 62 (see FIG. 5) is formed on the bonding electrode 25 described above. In the present embodiment, the second metal brazing material 62 is made of gold by electrolytic plating.

水晶振動板2の両主面21,22および枠部28の表裏主面は鏡面加工仕上げとなっており、平坦平滑面として成形されている。水晶振動板2では、枠部28の表裏主面は下蓋部材3と上蓋部材4との接合面として構成され、振動部20が振動領域として構成される。そして枠部28の表裏主面には下蓋部材3または上蓋部材4と接合するための接合材(図示省略)が形成されている。ここで枠部28の表裏主面に各々形成される接合材の形成幅は略同一となっているとともに、同一膜構成となっている。本実施形態では枠部28の表裏主面に各々形成される接合材は、最下層側からクロム層(図示省略)と金層(図示省略)とが蒸着法によって形成され、その上に金メッキ層(図示省略)が電解メッキ法によって積層された構成となっている。なお、枠部28の表裏主面にそれぞれ形成される接合材の形成幅は、前述の下蓋部材と後述する上蓋部材の各々の蓋部材の外周付近に形成される接合材と略同一となっている。   Both main surfaces 21 and 22 of the crystal diaphragm 2 and the front and back main surfaces of the frame portion 28 are mirror-finished and formed as flat smooth surfaces. In the crystal diaphragm 2, the front and back main surfaces of the frame portion 28 are configured as a joint surface between the lower lid member 3 and the upper lid member 4, and the vibration portion 20 is configured as a vibration region. A bonding material (not shown) for bonding to the lower lid member 3 or the upper lid member 4 is formed on the front and back main surfaces of the frame portion 28. Here, the formation widths of the bonding materials formed on the front and back main surfaces of the frame portion 28 are substantially the same and have the same film configuration. In the present embodiment, the bonding materials formed on the front and back main surfaces of the frame portion 28 are each formed with a chromium layer (not shown) and a gold layer (not shown) from the lowermost layer side by vapor deposition, and a gold plating layer thereon (Not shown) has a structure in which the layers are laminated by an electrolytic plating method. In addition, the formation width of the bonding material formed on the front and back main surfaces of the frame portion 28 is substantially the same as the bonding material formed near the outer periphery of each lid member of the lower lid member described above and the upper lid member described later. ing.

図5に示すように、下蓋部材の接合電極33と、水晶振動板の接合電極25とは、第1金属ロウ材61および第2金属ロウ材62とを介して接合されることになる。   As shown in FIG. 5, the bonding electrode 33 of the lower lid member and the bonding electrode 25 of the crystal diaphragm are bonded via the first metal brazing material 61 and the second metal brazing material 62.

図4において上蓋部材4は平面視矩形状の平板であり、下蓋部材3と同様にZ板水晶が使用されている。平面視において上蓋部材4の外形寸法は水晶振動板2の外形寸法と略同一となっており、上蓋部材4の水晶振動板2との接合面側は平坦平滑面(鏡面加工)となっている。上蓋部材4の外周付近の水晶振動板2との接合領域には、接合材(図示省略)が形成されている。なお、前記接合材は水晶振動板の外周付近に形成された金属膜と加熱溶融によって一体化されて接合材5が形成されるようになっている。前記接合材は複数の金属膜が積層された構成になっており、最下層側からクロム層(図示省略)と金層(図示省略)の順に蒸着法で形成されている。そして前記金層の上層に錫(図示省略)、金(図示省略)の順にメッキ層が電解メッキ法によって形成されている。なお、前記接合材は最下層側からクロム層と金層とが蒸着形成され、その上に金錫合金のメッキ層が積層された膜構成であってもよい。   In FIG. 4, the upper lid member 4 is a flat plate having a rectangular shape in plan view, and a Z-plate crystal is used in the same manner as the lower lid member 3. In a plan view, the outer dimension of the upper lid member 4 is substantially the same as the outer dimension of the crystal diaphragm 2, and the joint surface side of the upper lid member 4 with the crystal diaphragm 2 is a flat smooth surface (mirror finish). . A bonding material (not shown) is formed in a bonding region with the crystal diaphragm 2 near the outer periphery of the upper lid member 4. The bonding material is integrated with a metal film formed in the vicinity of the outer periphery of the quartz crystal plate by heating and melting to form the bonding material 5. The bonding material has a structure in which a plurality of metal films are laminated, and is formed by vapor deposition in the order of a chromium layer (not shown) and a gold layer (not shown) from the lowermost layer side. A plating layer is formed on the gold layer by electrolytic plating in the order of tin (not shown) and gold (not shown). The bonding material may have a film configuration in which a chromium layer and a gold layer are vapor-deposited from the lowermost layer side, and a gold-tin alloy plating layer is laminated thereon.

次に、本発明の第2の実施形態における水晶振動子1の製造方法について、水晶振動板と蓋部材とを接合する工程を中心に説明する。   Next, a method for manufacturing the crystal unit 1 according to the second embodiment of the present invention will be described with a focus on the process of bonding the crystal diaphragm and the lid member.

まず、多数個の前記下蓋部材が一体成形された,Z板水晶からなるウエハを用意する。次に、前記ウエハの一主面31に形成された各下蓋材領域の所定位置に、貫通導体34、下蓋材側の接合材の一部(クロムと金)および電極パターン36、外部端子35を形成する(以上、図示省略)。   First, a wafer made of Z-plate crystal, in which a large number of the lower lid members are integrally formed, is prepared. Next, at a predetermined position of each lower lid material region formed on one main surface 31 of the wafer, the through conductor 34, a part of the bonding material (chrome and gold) on the lower lid material side, an electrode pattern 36, an external terminal 35 is formed (not shown).

(金属ロウ材形成工程)
そして、下蓋材側の接合材の一部(金層)の上に電解メッキ法によって、錫メッキ層と金メッキ層を形成する。これにより、下蓋材側の接合材が形成される(図示省略)。一方、電極パターン36(接合電極33)の上に電解メッキ法によって、図5のような構造で一方の金属と他方の金属とを形成する。これにより、第1金属ロウ材61が形成される。ここで、第1金属ロウ材61は、融点の異なる2種離の金属で構成されている。具体的に、外側に高融点材料の一方の金属611が形成され、一方の金属の内側には低融点材料の他方の金属612が形成されている。ここで、一方の金属611には金が、他方の金属612には錫が使用されており、一方の金属611が他方の金属612全体を被覆するように配置されている。ここで、金フラッシュメッキ層および金ストライクメッキ層の厚みは、一方の金属および他方の金属の形成厚みに比べて非常に薄く形成されており、本実施形態では金フラッシュメッキ層は0.6〜1.4μm、金ストライクメッキ層は金フラッシュメッキ層よりもさらに薄膜で形成されている。
(Metal brazing material forming process)
Then, a tin plating layer and a gold plating layer are formed by electrolytic plating on a part of the bonding material (gold layer) on the lower lid material side. Thereby, the bonding material on the lower lid member side is formed (not shown). On the other hand, one metal and the other metal are formed on the electrode pattern 36 (joining electrode 33) by the electrolytic plating method with a structure as shown in FIG. Thereby, the first metal brazing material 61 is formed. Here, the first metal brazing material 61 is made of two types of metals having different melting points. Specifically, one metal 611 of the high melting point material is formed on the outside, and the other metal 612 of the low melting point material is formed on the inside of the one metal. Here, gold is used for one metal 611, and tin is used for the other metal 612, and one metal 611 is disposed so as to cover the entire other metal 612. Here, the thickness of the gold flash plating layer and the gold strike plating layer is very thin compared to the formation thickness of one metal and the other metal, and in this embodiment the gold flash plating layer is 0.6 to The 1.4 μm gold strike plating layer is formed as a thin film further than the gold flash plating layer.

前記第1金属ロウ材61の形成は、まず電極パターン36(接合電極33)上に錫(他方の金属)を電解メッキ法によって形成する。このとき、接合電極および下蓋部材の外周部の接合材形成領域以外にはメッキされないようにレジストを用いてマスキング処理が行われる。接合電極上に錫メッキ層を形成した後、レジストを剥離し、下蓋部材の一方の金属を形成する領域および下蓋部材の外周付近の接合材形成領域が開口したレジストを形成する。そして錫メッキ層(他方の金属)の表面および、前記レジスト開口部に、シード層となる金ストライクメッキ層を電解メッキ法によって被着させる。この状態で、電解メッキ法によって金(一方の金属)を形成した後、レジストを剥離する。これにより、第1金属ロウ材61が形成される。   The first metal brazing material 61 is formed by first forming tin (the other metal) on the electrode pattern 36 (joining electrode 33) by electrolytic plating. At this time, a masking process is performed using a resist so as not to be plated except in the bonding material forming region on the outer peripheral portion of the bonding electrode and the lower lid member. After the tin plating layer is formed on the bonding electrode, the resist is peeled off to form a resist in which a region for forming one metal of the lower lid member and a bonding material forming region near the outer periphery of the lower lid member are opened. Then, a gold strike plating layer serving as a seed layer is deposited on the surface of the tin plating layer (the other metal) and the resist opening by an electrolytic plating method. In this state, after forming gold (one metal) by electrolytic plating, the resist is peeled off. Thereby, the first metal brazing material 61 is formed.

(仮止め工程)
次に、ウエハの各下蓋部材領域の接合材上に、個片状態の水晶振動板2,2・・・,2を画像認識手段によって、該水晶振動板の一主面21が下蓋部材の一主面31と対向するように位置決め載置する。このとき、各下蓋部材3の接合材と、水晶振動板の枠部28の下蓋部材との接合面側に形成された接合材とは平面視で略一致するように位置決め載置されている。また、下蓋部材3の一主面31に形成された接合電極33上の第1金属ロウ材61と、水晶振動板2の接合電極25に形成された第2金属ロウ材62も平面視で略一致するように位置決め載置されている。そして、位置決め載置後に超音波ホーンを水晶振動板2に接触させた状態で加圧しながら超音波を印加する。これにより、第1金属ロウ材61と第2金属ロウ材62、下蓋部材3の接合材と水晶振動板の枠部28の接合材とが仮止め接合される(下蓋部材3と水晶振動板2とが仮止め接合される)(以上、図示省略)。
(Temporary fixing process)
Next, on the bonding material in each lower lid member region of the wafer, the crystal vibrating plates 2, 2,... Is positioned and placed so as to face one main surface 31. At this time, the bonding material of each lower lid member 3 and the bonding material formed on the bonding surface side of the lower lid member of the frame portion 28 of the crystal diaphragm are positioned and placed so as to substantially coincide with each other in plan view. Yes. Further, the first metal brazing material 61 on the joining electrode 33 formed on the one principal surface 31 of the lower lid member 3 and the second metal brazing material 62 formed on the joining electrode 25 of the crystal diaphragm 2 are also seen in a plan view. Positioning is placed so as to substantially match. Then, after positioning and placing, an ultrasonic wave is applied while applying pressure while the ultrasonic horn is in contact with the crystal diaphragm 2. As a result, the first metal brazing material 61 and the second metal brazing material 62, the bonding material of the lower lid member 3, and the bonding material of the frame portion 28 of the crystal diaphragm are temporarily bonded (the lower lid member 3 and the crystal vibration). The plate 2 is temporarily fixed and joined) (not shown).

水晶振動板と下蓋部材との仮止め接合後、水晶振動板2の励振電極の質量を調整することによる周波数の微調整等を行う。その後、上蓋部材4を水晶振動板2に仮止め接合する。具体的に、仮止め接合された各水晶振動板の他主面22に、上蓋部材の一主面が対向するように個片状態の上蓋部材4,4・・・,4を画像認識手段によって位置決め載置する。このとき、各上蓋部材4の接合材と、各水晶振動板の枠部28の上蓋部材との接合面側の接合材とは平面視で略一致するように位置決め載置されている。そして、上蓋部材の水晶振動板への位置決め載置後に、超音波ホーンを上蓋部材に接触させた状態で加圧しながら超音波を印加する。これにより、上蓋部材4と水晶振動板2とが仮止め接合される(以上、図示省略)。   Fine adjustment of the frequency by adjusting the mass of the excitation electrode of the crystal diaphragm 2 is performed after the crystal plate and the lower cover member are temporarily fixed and joined. Thereafter, the upper lid member 4 is temporarily bonded to the crystal diaphragm 2. Specifically, the upper cover members 4, 4..., 4 are individually separated by the image recognition means so that one main surface of the upper cover member faces the other main surface 22 of each of the quartz diaphragms temporarily bonded. Position and mount. At this time, the bonding material of each upper lid member 4 and the bonding material on the bonding surface side of the upper lid member of the frame portion 28 of each crystal diaphragm are positioned and placed so as to substantially coincide with each other in plan view. Then, after positioning and mounting the upper lid member on the crystal diaphragm, ultrasonic waves are applied while applying pressure while the ultrasonic horn is in contact with the upper lid member. As a result, the upper lid member 4 and the crystal diaphragm 2 are temporarily bonded (not shown).

(接合工程)
仮止め工程の後、所定温度に加熱された雰囲気中にて、加熱溶融によって第1金属ロウ材61と第2金属ロウ材62とを一体化させる。また、同時に水晶振動板と上蓋部材および下蓋部材のそれぞれに形成された接合材も前記加熱溶融によって一体化される。これにより、上蓋部材4と水晶振動板2と下蓋部材3とを接合(接合)する。このとき低融点材料である他方の金属612(錫)は加熱溶融によって金属ロウ材6の内部で拡散が生じるとともに、他方の金属612(金)と接した一方の金属611(錫)も溶融し、金属ロウ材6の内部で拡散する。さらに、一方の金属611と接した第2金属ロウ材62も溶融し、金属ロウ材6の内部で拡散する。前記加熱雰囲気は所定温度と所定時間に管理された温度プロファイルおよびその他諸条件によって管理されており、これにより、金属ロウ材6の内部では金錫合金が形成され、金属ロウ材6の外周領域は金または金リッチな状態に変化する。なお、本実施形態では、真空雰囲気下において下蓋部材3と水晶振動板2と上蓋部材4との仮止接合および接合を行っているが、窒素などの不活性ガス雰囲気中で前記接合を行ってもよい。
(Joining process)
After the temporary fixing step, the first metal brazing material 61 and the second metal brazing material 62 are integrated by heating and melting in an atmosphere heated to a predetermined temperature. At the same time, the bonding material formed on each of the crystal diaphragm and each of the upper lid member and the lower lid member is also integrated by the heating and melting. As a result, the upper lid member 4, the crystal diaphragm 2 and the lower lid member 3 are joined (joined). At this time, the other metal 612 (tin), which is a low melting point material, diffuses inside the metal brazing material 6 by heating and melting, and one metal 611 (tin) in contact with the other metal 612 (gold) also melts. Then, it diffuses inside the metal brazing material 6. Further, the second metal brazing material 62 in contact with one metal 611 is also melted and diffused inside the metal brazing material 6. The heating atmosphere is controlled by a temperature profile controlled at a predetermined temperature and a predetermined time and other various conditions, whereby a gold-tin alloy is formed inside the metal brazing material 6, and an outer peripheral region of the metal brazing material 6 is Changes to gold or gold rich state. In the present embodiment, the lower lid member 3, the crystal diaphragm 2 and the upper lid member 4 are temporarily bonded and joined in a vacuum atmosphere. However, the joining is performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen. May be.

(個割り工程)
前記接合工程の後、ウエハ状態で繋がっている下蓋部材をダイシングによって切断する。具体的に、上蓋部材と水晶振動板が接合された下蓋部材の隣接する水晶振動子間をダイシングによって個割り切断することによって、多数個の水晶振動子1,1・・・,1が一括同時に得られる。
(Individual process)
After the joining step, the lower lid member connected in the wafer state is cut by dicing. Specifically, a large number of crystal resonators 1, 1,..., 1 are collectively formed by dividing and cutting adjacent crystal resonators of the lower lid member to which the upper lid member and the crystal diaphragm are joined by dicing. Obtained at the same time.

本発明の第2の実施形態において、加熱溶融によって他方の金属と第2金属ロウ材とで合金が形成される。そして、一方の金属が他方の金属の外周面を包囲するように配置されているので、金属ロウ材の外周領域は加熱溶融後に金リッチな状態となり、金属ロウ材内部の金錫合金を金比率の高い状態にすることができる。このように金比率が高くなっているため、共晶点(共晶温度)が上昇し、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体(電極パターン36)等の金属を取り込む前に、金属ロウ材の溶融が終了する。これにより、溶融した金属ロウ材が周囲の内部配線導体等の金属を取り込むのを防止することができるとともに、錫が周囲へ拡散するのを抑制することができる。   In the second embodiment of the present invention, an alloy is formed of the other metal and the second metal brazing material by heating and melting. And since one metal is arranged so as to surround the outer peripheral surface of the other metal, the outer peripheral region of the metal brazing material becomes a gold-rich state after heating and melting, and the gold-tin alloy inside the metal brazing material is converted into a gold ratio. Can be in a high state. Since the gold ratio is high in this way, the eutectic point (eutectic temperature) rises, and before the molten metal brazing material takes in the metal such as the surrounding internal wiring conductor (electrode pattern 36), the metal brazing The melting of the material is finished. Thereby, it is possible to prevent the molten metal brazing material from taking in the metal such as the surrounding internal wiring conductor and to suppress the diffusion of tin to the surroundings.

本発明の第2の実施形態において、低融点金属(他方の金属)の側面部分を被覆する一方の金属の幅の方が、他方の金属の上面部分を被覆する一方の金属の厚みよりも大きく形成されている。このため、横方向(水平方向)への低融点金属(他方の金属)の拡散抑制効果をより高めることができる。   In the second embodiment of the present invention, the width of one metal covering the side surface portion of the low melting point metal (the other metal) is larger than the thickness of the one metal covering the upper surface portion of the other metal. Is formed. For this reason, the effect of suppressing the diffusion of the low melting point metal (the other metal) in the lateral direction (horizontal direction) can be further enhanced.

−第2の実施形態の変形例−
本発明の第2の実施形態の変形例を図6乃至7に示す。図6では、第1金属ロウ材61は、一方の金属611は他方の金属612全体を被覆するように配置されている。ここで、第2の実施形態と同様に他方の金属612(錫)の表面には、図示しない極薄の金ストライクメッキ層が形成されている。
-Modification of the second embodiment-
Modifications of the second embodiment of the present invention are shown in FIGS. In FIG. 6, the first metal brazing material 61 is arranged so that one metal 611 covers the entire other metal 612. Here, as in the second embodiment, an ultrathin gold strike plating layer (not shown) is formed on the surface of the other metal 612 (tin).

図7に示すように、他方の金属612の上面部分を被覆する一方の金属611の厚み(c)よりも、他方の金属612の側面部分を被覆する、一方の金属611の幅(a,b)の方が大きく形成されている。そして、他方の金属612の両側面から一方の金属611の両外側面までの距離(幅)は、他方の金属金属612の左右で異なっている。つまり、図7のaとbの寸法は不等式では、「a<b」の関係となっている。   As shown in FIG. 7, the width (a, b) of one metal 611 covering the side surface portion of the other metal 612 is larger than the thickness (c) of the one metal 611 covering the upper surface portion of the other metal 612. ) Is larger. The distance (width) from both side surfaces of the other metal 612 to both outer surfaces of the one metal 611 differs between the left and right sides of the other metal metal 612. That is, the dimensions of a and b in FIG. 7 are in a relation of “a <b” in the inequality.

図7では、励振電極に近い側の一方の金属611の幅(b)を、励振電極から遠い側の一方の金属611の幅(a)よりも大きくなるように、他方の金属612の両側面外側に一方の金属611を配置されている。一方の金属611をこのような配置にすることによって、水晶振動子の内部方向への、他方の金属612(低融点金属)の拡散をより効果的に抑制することできる。つまり、他方の金属612を第1金属ロウ材61内で、より励振電極から離間する方向に位置させることによって、励振電極までの経路長を拡大できるためである。   In FIG. 7, both side surfaces of the other metal 612 have a width (b) of one metal 611 closer to the excitation electrode than a width (a) of one metal 611 far from the excitation electrode. One metal 611 is disposed outside. By arranging one metal 611 in this way, it is possible to more effectively suppress the diffusion of the other metal 612 (low melting point metal) in the internal direction of the crystal unit. That is, the path length to the excitation electrode can be increased by positioning the other metal 612 in the first metal brazing material 61 in a direction further away from the excitation electrode.

本発明の第2の実施形態において、振動部20は外周に突起部26が形成された逆メサ形状であり、振動部20の外側に薄肉部27が形成された構造となっているが、本発明の適用は前記構造に限定されるものではない。例えば、薄肉部を形成せず、枠部の内側を平板とし、部分的に貫通孔を設けた形状であってもよい。また、振動部の外周に突起部が形成されていない構造に対しても本発明は適用可能である。   In the second embodiment of the present invention, the vibration part 20 has a reverse mesa shape in which a protrusion part 26 is formed on the outer periphery, and has a structure in which a thin part 27 is formed outside the vibration part 20. The application of the invention is not limited to the above structure. For example, the shape which did not form a thin part but made the inner side of the frame part a flat plate, and provided the through-hole partially may be sufficient. Further, the present invention can be applied to a structure in which no protrusion is formed on the outer periphery of the vibration part.

また、本発明の第2の実施形態では、2つのパッケージ部材(上蓋部材および下蓋部材)の材料として水晶が使用されているが、水晶以外にガラスやサファイアを使用してもよい。   In the second embodiment of the present invention, quartz is used as a material for the two package members (upper lid member and lower lid member), but glass or sapphire may be used in addition to quartz.

上述した本発明の第1および第2の実施形態では、第1金属ロウ材の,一方の金属に金を、他方の金属に錫を用い、第2金属ロウ材に金を用いている。つまり金と錫の組み合わせとなっているが、本発明の適用は前記組み合わせに限定されるものではなく、他の組み合わせであってもよい。すなわち、共晶合金を形成する他の金属の組み合わせであってもよく、例えば金とゲルマニウム、金とシリコン、銀とゲルマニウム、銀とシリコン等の組み合わせであってもよい。また、他方の金属は低融点の単一元素の金属だけでなく、一方の金属と他方の金属の合金であってもよい。例えば一方の金属に金を、他方の金属に金錫を用いてもよい。   In the first and second embodiments of the present invention described above, the first metal brazing material uses gold for one metal, tin for the other metal, and gold for the second metal brazing material. That is, although it is a combination of gold and tin, application of the present invention is not limited to the above combination, and other combinations may be used. That is, it may be a combination of other metals forming the eutectic alloy, for example, a combination of gold and germanium, gold and silicon, silver and germanium, silver and silicon, or the like. The other metal is not limited to a single element metal having a low melting point, but may be an alloy of one metal and the other metal. For example, gold may be used for one metal and gold tin may be used for the other metal.

本発明の実施形態では表面実装型水晶振動子を例にしているが、水晶フィルタ、集積回路等の電子部品に水晶振動子を組み込んだ水晶発振器など、電子機器等に用いられる他の表面実装型の圧電振動デバイスの製造方法にも適用可能である。   In the embodiment of the present invention, a surface-mount type crystal resonator is taken as an example, but other surface-mount type used in electronic devices such as a crystal oscillator in which a crystal resonator is incorporated in an electronic component such as a crystal filter or an integrated circuit. This method can also be applied to a method for manufacturing a piezoelectric vibration device.

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。   The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

圧電振動デバイスの量産に適用できる。   It can be applied to mass production of piezoelectric vibration devices.

1 水晶振動子
2 水晶振動板
23 励振電極
24 引出電極
25,33 接合電極
3 下パッケージ部材
35 外部端子
4 上パッケージ部材
5 接合材
6 金属ロウ材
61 第1金属ロウ材
611 一方の金属
612 他方の金属
62 第2金属ロウ材
7 搭載パッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystal resonator 2 Crystal diaphragm 23 Excitation electrode 24 Extraction electrode 25, 33 Joining electrode 3 Lower package member 35 External terminal 4 Upper package member 5 Joining material 6 Metal brazing material 61 1st metal brazing material 611 One metal 612 Other Metal 62 Second metal brazing material 7 Mounting pad

Claims (7)

圧電振動板とパッケージ部材とが、金属ロウ材によって電気機械的に接続された圧電振動デバイスであって、
前記金属ロウ材の内部で、金錫合金が形成され、該金属ロウ材の外周領域は金または金リッチな状態となっていることを特徴とする圧電振動デバイス。
A piezoelectric vibration device in which a piezoelectric vibration plate and a package member are electromechanically connected by a metal brazing material,
A piezoelectric vibration device, wherein a gold-tin alloy is formed inside the metal brazing material, and an outer peripheral region of the metal brazing material is in a gold or gold-rich state.
前記圧電振動板と前記パッケージ部材とは、前記金属ロウ材の内部で、金錫合金の状態で繋がっていることを特徴とする請求項1に記載の圧電振動デバイス。   2. The piezoelectric vibration device according to claim 1, wherein the piezoelectric vibration plate and the package member are connected in a gold-tin alloy state inside the metal brazing material. 圧電振動板とパッケージ部材とが、金属ロウ材によって電気機械的に接続された圧電振動デバイスの製造方法であって、
圧電振動板あるいはパッケージ部材のいずれか一方に、融点が異なる2種類の金属または、融点が異なる金属と合金で構成され、高融点の一方の金属が、低融点の他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の外側に配置された第1金属ロウ材を形成し、
前記第1金属ロウ材が形成されていない圧電振動板あるいはパッケージ部材に、前記一方の金属と同材料からなる第2金属ロウ材を形成する金属ロウ材形成工程と、
金属ロウ材形成工程後に、加熱溶融によって第1金属ロウ材と第2金属ロウ材とを一体化させて圧電振動板とパッケージ部材とを接合する接合工程とを、
有する圧電振動デバイスの製造方法。
A method of manufacturing a piezoelectric vibration device in which a piezoelectric vibration plate and a package member are electromechanically connected by a metal brazing material,
Either one of the piezoelectric diaphragm and the package member is composed of two kinds of metals having different melting points, or a metal and an alloy having different melting points, and one metal having a high melting point is combined with another metal having a low melting point or one metal. Forming a first metal brazing material disposed on the outside of the other metal alloy;
A metal brazing material forming step of forming a second metal brazing material made of the same material as the one metal on a piezoelectric diaphragm or package member in which the first metal brazing material is not formed;
After the metal brazing material forming step, a joining step of joining the piezoelectric diaphragm and the package member by integrating the first metal brazing material and the second metal brazing material by heating and melting,
A method for manufacturing a piezoelectric vibration device.
前記接合工程において、加熱溶融によって前記第2金属ロウ材と前記他方の金属との合金が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の圧電振動デバイスの製造方法。   4. The method of manufacturing a piezoelectric vibration device according to claim 3, wherein an alloy of the second metal brazing material and the other metal is formed by heat melting in the joining step. 前記金属ロウ材形成工程において、前記第1金属ロウ材は、一方の金属が、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の外周面を包囲するように配置されていることを特徴とする請求項3乃至4に記載の圧電振動デバイスの製造方法。   In the metal brazing material forming step, the first metal brazing material is arranged such that one metal surrounds an outer peripheral surface of the other metal or an alloy of the one metal and the other metal. The method for manufacturing a piezoelectric vibration device according to claim 3. 前記金属ロウ材形成工程において、前記第1金属ロウ材は、一方の金属が、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の全体を被覆するように配置されていることを特徴とする請求項3乃至4に記載の圧電振動デバイスの製造方法。   In the metal brazing material forming step, the first metal brazing material is arranged so that one metal covers the other metal or an alloy of one metal and the other metal. The method for manufacturing a piezoelectric vibration device according to claim 3. 前記金属ロウ材形成工程において、前記第1金属ロウ材が、一方の金属が、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の全体を被覆するように配置され、
他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の、上面部分を被覆する一方の金属の厚みよりも、他方の金属もしくは一方の金属と他方の金属の合金の、側面部分を被覆する一方の金属の幅の方が大きく形成されていることを特徴とする請求項6に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
In the metal brazing material forming step, the first metal brazing material is arranged such that one metal covers the other metal or the whole alloy of one metal and the other metal,
One of the other metal or the alloy of one metal and the other metal that covers the side surface portion of the other metal or the alloy of the one metal and the other metal, rather than the thickness of the one metal that covers the upper surface portion. The method for manufacturing a piezoelectric vibration device according to claim 6, wherein the width of the metal is larger.
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