专利名称：压电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及基部与盖部等的接合强度强的表面实装型(Surface Mount Device SMD)的压电装置。
背景技术：
表面实装型的压电装置一般由固定水晶振动片的基部和覆盖水晶振动片的盖部构成。例如，在专利文献1(日本特开2005-175686号公报)中，陶瓷制的基部和玻璃材料制的盖部由低熔点玻璃等的封装材料固定。另外，就专利文献1的压电装置而言，若盖部为表面加工成镜面的玻璃，则接合强度未必会充分，会存在比较容易产生界面破坏的危险，因此将盖部的周缘部的接合区域做成粗糙面。然后，由低熔点玻璃封装粗糙化的玻璃表面和陶瓷而提高接合强度。可是，随着压电装置的小型化，希望涂布低熔点玻璃等的封装材料的接合区域尽可能地小，并且希望以较强的接合强度接合盖部和基部的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供盖部和基部的接合强度强的压电装置。第1观点的压电装置，收放有利用电压的施加进行振动的压电振动片。压电装置具备具有以规定的宽度形成在平面的周围的第1端面的盖部；以及具有接合在盖部的第1 端面的第2端面与从第2端面凹进的凹部的基部。盖部的第1端面及基部的第2端面的至少一方为粗糙面，在粗糙面上形成金属膜，盖部与基部利用封装材料通过金属膜进行接合。第2观点的压电装置，压电振动片由压电材料构成，粗糙面形成得比压电材料的表面更粗糙。第3观点的压电装置，基部的第2端面形成得比规定的宽度更宽，压电振动片利用导电性粘接剂放置在基部的第2端面上，金属膜仅形成在第1端面与第2端面的接合区域上。第4观点的压电装置，在第2端面中仅接合区域为粗糙面。第5观点的压电装置，在接合区域与导电性粘接剂之间以防止封装材料流入到压电振动片侧的方式形成有从第2端面凹进的槽部。第6观点的压电装置，盖部的第1端面与基部的第2端面以相同的宽度形成，压电振动片利用导电性粘接剂放置在凹部内。第7观点的压电装置，在基部上形成贯通基部的一对通孔。第8观点的压电装置，具备包含利用电压的施加进行振动的压电振动片和以包围该压电振动片的方式形成并具有一主面与另一主面的外框的压电框架；具有接合在压电框架的外框的一主面上的第1端面的盖部；以及具有接合在压电框架的外框的另一主面上的第2端面的基部。外框的一主面与盖部的第1端面的至少一方，以及外框的另一主面与基部的第2端面的至少一方为粗糙面，在粗糙面上形成金属膜，盖部与外框，以及外框与基部利用封装材料通过金属膜进行接合。第9观点的压电装置，在压电框架的外框的外周的缘部形成一对第1侧槽，在接合压电框架与基部之前，在基部的外周的缘部形成与第1侧槽对应的一对第2侧槽。压电框架具有形成在压电振动片的一主面及另一主面上的一对励振电极；从一主面侧引出至第 1侧槽的一主面的第1引出电极以及从另一主面侧引出至第1侧槽上的另一主面的第2引出电极；以及电连接在第1引出电极上并形成于第1侧槽上的第1侧面电极。基部具有分别电连接在第1侧面电极或第2引出电极上并形成在一对第2侧槽上的一对第2侧面电极。 在第1及第2侧槽上以电连接第1侧面电极或第1引出电极与第2侧面电极的方式形成一对连接电极。第10观点的压电装置，封装材料包含在350°C 410°C熔融的玻璃或聚亚胺树脂。第11观点的压电装置，盖部及基部由玻璃或压电材料构成。第12观点的压电装置的制造方法，具有准备利用电压的施加进行振动的压电振动片的第1准备工序；准备包含多个盖部的盖部晶片的第2准备工序，盖部具有以规定的宽度形成在平面的周围的第1端面；在形成于基部晶片上的粗糙面上形成金属膜的第1金属膜形成工序；准备包含多个基部的基部晶片第3准备工序，基部具有第2端面与从对第2端面凹进的凹部；在形成于基部晶片上的粗糙面上形成金属膜的第2金属膜形成工序；将压电振动片利用导电性粘接剂放置在基部上的放置工序；以及利用封装材料接合盖部晶片与基部晶片的接合工序。第13观点的压电装置的制造方法，形成在盖部晶片及基部晶片上的粗糙面通过喷砂或蚀刻而形成。本发明可以得到基部与盖部的接合强度强的压电装置。
图1是第1水晶振子100的分解立体图。图2是图1的A-A剖视图。图3(a)是表示进行关于水晶振子的接合强度的实验之前的状态的立体图。图3(b)是表示进行了关于水晶振子的接合强度的实验之后的状态的立体图。图4是表示制造第1水晶振子100的流程图。图5是水晶晶片IOW的俯视图。图6是盖部晶片IlW的俯视图。图7是基部晶片12W的俯视图。图8是第2水晶振子200的分解立体图，省略了连接电极14a、14b而进行描绘。图9是图8的B-B剖视图。图10(a)是从+Y’侧观察了水晶框架20的表面Me的俯视图。图10(b)是从-Y，侧观察了水晶框架20的背面Mi的俯视图。图10(c)是从+Y’侧观察了基部22的俯视图。图11是表示制造第2水晶振子200的流程图。图12是水晶晶片20W的俯视图。图13是盖部晶片21W的俯视图。
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图14是基部晶片22W的俯视图。图中10-水晶振动片，20-水晶框架，1U21-盖部，11W、21W_盖部晶片，12,22-基部， 12W、22W-基部晶片，13-导电性粘接剂，14a、14b-连接电极，23-间隙部，25-外框，26a、 26b-连结部，27-水晶振动部，100、200-水晶振子，101-水晶片，102a、102b、20la、20Ib-励振电极，103aU03b.202a.202b-引出电极，11U211-盖部凹部，121,221-基部凹部，122a, 122b-通孔，123a、123b-通孔电极，124-共晶合金，125a、125b、222a、222b_ 外部电极，203a、 203b,223a,223b-侧面电极，204a、204b、224a、224b_ 侧槽，ACU AC2、AClU AC12、AC21、 AC22-金属膜，EA-接合区域，LG-低熔点玻璃。
具体实施例方式在本实施方式中，作为压电振动片而使用AT切割的水晶振动片。AT切割的水晶振动片是主面αζ面)相对于晶轴(XYZ)的Y轴，以X轴为中心从Z轴方向朝向Y轴方向倾斜了 35度15分。因此，将AT切割的水晶振动片的轴方向为基准，将倾斜的新的轴作为Y’ 轴及Ζ’轴而使用。即，将水晶振子的长度方向作为X轴方向，将水晶振子的高度方向作为 Y’轴方向，将与X及Y’轴垂直的方向作为Ζ’轴方向进行说明。(第1实施方式)<第1水晶振子100的整体构成>参照图1及图2对第1水晶振子100的整体构成进行说明。图1是第1水晶振子 100的分解立体图，图2是图1的A-A剖视图。如图1及图2所示，第1水晶振子100包含具有盖部凹部111的矩形的盖部11 ； 具有基部凹部121的基部12 ；以及放置在基部12上的矩形的水晶振动片10。水晶振动片10由被AT切割的水晶片101构成，在其水晶片101的中央附近的两主面上对向配置有一对励振电极10h、102b。另外，在励振电极10 上连接有引出至水晶片101的底面的-X侧的+Z’轴方向的一角的引出电极103a，在励振电极102b上连接有引出至水晶片101的底面的+X侧的-Z，轴方向的另一角的引出电极10北。水晶振动片10通过导电性粘接剂13粘接在后述的基部12上。第1水晶振子100由具有包含盖部凹部111和形成在盖部凹部111的周围的第 1端面Ml的水晶材料或玻璃而成的盖部11。在此，第1端面Ml例如做成表面粗糙度为 RalO μ m 40 μ m的粗糙面。另外，在第1端面Ml上形成有由作为质地的铬(Cr)层和形成在铬层上的金(Au)层构成的金属膜AC1。在金属膜ACl中，铬层的厚度为500A左右，金层的厚度为1500 2500人左右。在此，由于形成金属膜AC 1的第1端面Ml做成了粗糙面， 因此金属膜ACl的接合强度高。第1水晶振子100具备由具有基部凹部121和形成在基部凹部121的周围的第2 端面M2的水晶材料或玻璃构成的基部12。基部12的凹部121与盖部11的凹部111形成收放水晶振动片10的空腔CT。空腔CT为填满氮气或振动状态。另外，第2端面M2的宽度比第1端面Ml宽。第2宽度M2在其外侧具有与盖部11 接合时接合在盖部11的第1端面Ml的接合区域EA。在此，接合区域EA是表面粗糙度例如为fcilO μ m 40 μ m的粗糙面。
在第2端面M2的接合区域EA上形成由作为质地的铬(Cr)层和形成在铬层上的金(Au)层构成的金属膜AC2。在金属膜AC2中，铬层的厚度为500A左右，金层的厚度为 1500 2500A左右。在此，由于将形成金属膜AC2的第2端面M2的接合区域EA做成粗糙面，因此金属膜AC2的附着强度高。另外，在第2端面M2的接合区域EA以外的区域中，在-X侧的+Z’轴方向的一角上形成有贯通了基部12的通孔12加。同样在+X侧的-Z’轴方向的另一角上形成有贯通了基部12的通孔122b。在通孔12加、122b上分别形成具有从实装面(水晶振子的实装面) 延伸至第2端面M2的连接垫片123M的通孔电极123a、123b。再有，在基部12的实装面的 X轴方向的两侧上形成有分别与通孔电极123a、123b电连接的一对外部电极12fe、125b。在此，如图2所示，通孔12加、122b为-Y’侧宽的圆锥台形状。这是因为接合了盖部11和基部12后，容易通过球状的共晶合金IM配置通孔12h、122b。在此，作为共晶合金IM可以使用金锡(Au-Sn)合金、金锗(Au-Ge)合金、金硅(Au-Si)合金或金浆及银浆。另一方面，如图2所示的水晶振动片10以引出电极103a电连接在通孔电极123a 上，引出电极10 通过连接垫片123M电连接在通孔12 上的方式通过导电性粘接剂13 固定在基部12的第2端面M2上。由此，水晶振动片10的励振电极10加、102b通过引出电极103a、103b、导电性粘接剂13及通孔电极123a、123b与外部电极12fe、125b电连接。即，当在第1水晶振子100 的一对外部电极12^1、12恥上施加交替电压(正负交替的电压)时，外部电极12 、通孔电极123a、引出电极103a及励振电极10 成为相同极性。同样，外部电极12 、通孔电极 12 、引出电极10 及励振电极102b成为相同极性。另外，盖部11及基部12利用作为封装材料的低熔点玻璃LG接合金属膜ACl及金属膜AC2。低熔点玻璃LG包含熔点为350°C 410°C的包含游离铅的钒系玻璃。钒系玻璃为加入了粘合剂及熔剂的胶状玻璃，通过熔融后进行固化可以与其他部件进行粘接。钒系玻璃的熔点比由压电材料或玻璃形等形成的盖部11及基部12的熔点低，另外，该钒系玻璃进行粘接时气密性、耐水性及耐湿性等信赖性高。钒系玻璃防止空气中的水分进入到空腔 CT内或降低空腔CT内的真空度。再有，由于钒系玻璃通过控制玻璃构造可以对热膨胀系数也柔然地进行控制，因此可以与水晶或玻璃等的热膨胀系数吻合。在第1水晶振子100中，通过在盖部11的粗糙面上形成金属膜ACl在基部12的粗糙面上金属膜AC2，可以加强盖部11和基部12的接合强度。因此，当例如盖部11和基部12的一方以玻璃形成另一方为水晶材料形成的情况，即产生热膨胀系数的差异，也可以可靠地接合盖部11和基部12。再有，由于在金属膜AC1、AC2内包含有热膨胀系数大的较为柔然的金(Au)层，因此可以吸收其热膨胀系数的差，即使在温度差比较大的情况也可以防止第1水晶振子100的破损。另外，可以减少从第1水晶振子100的外侧向空腔CT内或其反方向的气体等的泄漏。<关于水晶振子的接合强度的实验>在此，就关于水晶振子的接合强度的实验而言，难以判断盖部及基部在是加了多大的力时产生剥离。因此，测定接合有水晶振子的基板弯曲至什么程度时盖部与基板产生剥离。即，使接合有水晶振子的基板弯曲，测定当水晶振子的盖部及基部产生剥离时的基板
的弯曲量。
图3是关于水晶振子的接合强度的实验的说明图。在此，图3(a)是表示进行关于水晶振子的接合强度的实验之前的状态的立体图，图3(b)是表示进行了关于水晶振子的接合强度的实验之后的状态的立体图。如图3(a)所示，首先利用夹具FT夹持固定通过焊锡等接合水晶振子100A或100B 的基板BP的两端部。之后，如箭头AR所示地利用按压部件CX按压基板BP的接合有水晶振子100A或100B的部位。由此，基板BP如图3(b)所示地弯曲成圆弧状。在此，将通过按压部件CX按压而变形的基板BP的弯曲量为D。弯曲量D例如是接合有水晶振子100A或100B的部位从最初的弯曲前的位置至弯曲的位置的距离。S卩，在关于水晶振子的接合强度的实验中，测定弯曲量多大时水晶振子100A或 100B的盖部与基部产生剥离。其结果如以下的表1所示。[表 1]
权利要求
1.一种压电装置，其特征在于，收放有利用电压的施加进行振动的压电振动片， 具备具有以规定的宽度形成在平面的周围的第1端面的盖部；以及具有接合在所述盖部的所述第ι端面的第2端面与从所述第2端面凹进的凹部的基部，所述盖部的所述第1端面及所述基部的所述第2端面的至少一方为粗糙面，在所述粗糙面上形成金属膜，所述盖部与所述基部利用封装材料通过所述金属膜进行接合。
2.根据权利要求1所述的压电装置，其特征在于， 所述压电振动片由压电材料构成，所述粗糙面形成得比所述压电材料的表面更粗糙。
3.根据权利要求1或2所述的压电装置，其特征在于， 所述基部的所述第2端面形成得比所述规定的宽度更宽，所述压电振动片利用导电性粘接剂放置在所述基部的所述第2端面上， 所述金属膜仅形成在所述第1端面与所述第2端面的接合区域上。
4.根据权利要求3所述的压电装置，其特征在于， 在所述第2端面中仅所述接合区域为粗糙面。
5.根据权利要求3或4所述的压电装置，其特征在于，在所述接合区域与所述导电性粘接剂之间以防止所述封装材料流入到所述压电振动片侧的方式形成有从所述第2端面凹进的槽部。
6.根据权利要求1所述的压电装置，其特征在于，所述盖部的所述第1端面与所述基部的所述第2端面以相同的宽度形成， 所述压电振动片利用导电性粘接剂放置在所述凹部内。
7.根据权利要求1至6的任意一项所述的压电装置，其特征在于， 在所述基部上形成贯通所述基部的一对通孔。
8.一种压电装置，其特征在于，具备包含利用电压的施加进行振动的压电振动片和以包围该压电振动片的方式形成并具有一主面与另一主面的外框的压电框架；具有接合在所述压电框架的所述外框的所述一主面上的第1端面的盖部；以及具有接合在所述压电框架的所述外框的所述另一主面上的第2端面的基部， 所述外框的一主面与所述盖部的所述第1端面的至少一方，以及所述外框的另一主面与所述基部的第2端面的至少一方为粗糙面，在所述粗糙面上形成金属膜，所述盖部与所述外框，以及所述外框与所述基部利用封装材料通过所述金属膜进行接I=I O
9.根据权利要求8所述的压电装置，其特征在于，在所述压电框架的所述外框的外周的缘部形成一对第1侧槽，在接合所述压电框架与所述基部之前，在所述基部的外周的缘部形成与所述第1侧槽对应的一对第2侧槽，所述压电框架具有形成在所述压电振动片的所述一主面及所述另一主面上的一对励振电极；从所述一主面侧引出至所述第1侧槽的所述一主面的第1引出电极以及从所述另一主面侧引出至所述第1侧槽上的所述另一主面的第2引出电极；以及电连接在所述第1 引出电极上并形成于所述第1侧槽上的第1侧面电极，所述基部具有分别电连接在所述第1侧面电极或所述第2引出电极上并形成在所述一对第2侧槽上的一对第2侧面电极，在所述第1及第2侧槽上以电连接所述第1侧面电极或所述第1引出电极与所述第2 侧面电极的方式形成一对连接电极。
10.根据权利要求1至9的任意一项所述的压电装置，其特征在于， 所述封装材料包含在350°C 410°C熔融的玻璃或聚亚胺树脂。
11.根据权利要求1至10的任意一项所述的压电装置，其特征在于， 所述盖部及所述基部由玻璃或压电材料构成。
12.—种压电装置的制造方法，其特征在于，具有准备利用电压的施加进行振动的压电振动片的第1准备工序； 准备包含多个盖部的盖部晶片的第2准备工序，所述盖部具有以规定的宽度形成在平面的周围的第1端面；在形成于所述基部晶片上的粗糙面上形成金属膜的第1金属膜形成工序； 准备包含多个基部的基部晶片第3准备工序，所述基部具有第2端面与从对所述第2 端面凹进的凹部；在形成于基部晶片上的粗糙面上形成金属膜的第2金属膜形成工序； 将所述压电振动片利用导电性粘接剂放置在所述基部上的放置工序；以及利用封装材料接合所述盖部晶片与所述基部晶片的接合工序。
13.根据权利要求12的压电装置的制造方法，其特征在于，形成在所述盖部晶片及所述基部晶片上的粗糙面通过喷砂或蚀刻而形成。
全文摘要
本发明提供一种压电装置，就该压电装置而言，基部与盖部的接合强度强，从压电装置的外侧向空腔内或其反向的气体等的泄漏少。压电装置(100)收放有利用电压的施加进行振动的压电振动片(10)。压电装置具备具有以规定的宽度形成在平面的周围的第1端面(M1)的盖部(11)；以及具有接合在盖部的第1端面的第2端面(M2)与从第2端面凹进的凹部的基部(12)。盖部的第1端面及基部的第2端面的至少一方为粗糙面，在粗糙面上分别形成金属膜(AC1、AC2)，盖部与基部利用封装材料(LG)通过金属膜进行接合。
文档编号H01L41/053GK102420580SQ20111026461
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月5日 优先权日2010年9月28日
发明者水泽周一 申请人:日本电波工业株式会社