压电元件的制作方法

文档序号:15277868发布日期:2018-08-28 23:10阅读:158来源:国知局

本发明涉及一种耐冲击性优异,容易实现低矮化且浮动电容的影响少的压电元件。



背景技术:

在手机或个人计算机(personalcomputer)等的各种电子设备中,大多使用晶体振子或晶体振荡器等的压电元件,以对频率进行选择或控制等。

作为此种压电元件的一种,已有如下构造的晶体振子,所述构造是指:利用一端支撑晶体片,即通过悬臂支撑固定于容器,且利用枕部来承受晶体片的另一端。图3a~图3c是此种晶体振子10的说明图。特别是,图3a是所述晶体振子10的平面图,图3b及图3c图是沿着图3a的iiib-iiib线的晶体振子10的剖视图。但是,图3a中表示了将盖部件17拆除后的状态。

在所述晶体振子10中,晶体片11在其表背面,具有激振用电极11a及引出电极11b。所述晶体片11在其一端即引出电极11b侧,通过导电性接着剂15而电性、机械性地连接固定于容器13内的连接焊盘13a。而且,在容器13的底面且与晶体片11的另一端接触的位置设置有枕部13b,晶体片11架设安装在连接焊盘13a与枕部13b之间。而且,通过盖部件17对容器13进行气密密封。另外,在容器13的外侧底面设置有外部连接端子13c。外部连接端子13c与连接焊盘13a经由通孔线13d而连接。

此种晶体振子已公开在例如以专利文献1为代表的多个较早的申请中。另外,在专利文献1中,为了能够将平面尺寸不同的晶体片安装于同种容器,在容器内的底面,位置彼此错开地配置有高度不同的多个枕部。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2012-90083号公报



技术实现要素:

[发明所要解决的问题]

使用了悬臂支撑及枕部13b的所述支撑构造,能够使晶体片11不与容器13的底面接触,而将所述晶体片11安装于容器13,因此,可谓是优选构造。但是,根据本申请的发明人的研究,存在如下所述的问题。

在悬臂支撑的晶体振子10的情况下,冲击施加至所述晶体振子10之后,如图3b、图3c所示,晶体片11的前端侧会以受到导电性接着剂15固定的位置为支点而振动。晶体片11的前端振动后,晶体片11的前端会与盖部件17及枕部13b接触而受到冲击。在盖部件17与晶体片11之间的间隙gx大的情况下,所述冲击会逐渐增大。所述冲击成为导致晶体片11的破损,或即使不导致破损,也引起频率变动的原因。在为了避免所述冲击而以使盖部件17与晶体片11之间的间隙成为比所述gx更小的gy(参照图3c)的方式设计了晶体振子10的情况下,有时晶体振子10仍容易受到在激振用电极11a与盖部件17之间产生、或因外部原因产生的浮动电容的影响,而使频率稳定性变差。

另外,随着电子设备的小型化,对于压电元件的低矮化的要求日益提高。期望在使用枕部的构造中,采用各种用以满足低矮化、耐冲击性、浮动电容的全部要求的设计方法。

本申请是鉴于如上所述的方面而成,提供一种使用悬臂支撑及枕部的构造的压电元件,所述压电元件的耐冲击性优异,容易实现低矮化且浮动电容的影响少。

[解决问题的技术手段]

为了实现所述目的,根据本发明,压电元件包括:经过斜面加工(bevelprocessed)的压电振动片,所述压电振动片是在所述压电振动片的一端具有斜面的压电振动片;容器,利用所述压电振动片的一端的所述斜面保持着所述压电振动片,且在所述容器的保持区域具有连接焊盘,在与所述压电振动片的另一端对应的区域具有枕部;以及盖部件,对所述容器进行密封,在所述压电元件中:

所述连接焊盘在所述保持区域中,以与所述容器的表面处于同一面的状态,且以所述连接焊盘的表面露出的状态埋设于所述容器,

所述压电振动片架设在所述连接焊盘的表面与所述枕部的顶面之间。

此处,本发明中所谓的经过斜面加工,是指通过机械研磨加工为斜面状的情况、通过湿式蚀刻(wetetching)等化学方法加工为斜面状的情况等任意情况。另外,连接焊盘表面与容器的表面处于同一面,是指真正处于同一面的情况与实质上处于同一面的情况这两种意思。例如因在连接焊盘的表面形成电镀膜而产生了厚度为数μm的极小的凸起的状态下的面也包含于本发明中所谓的同一面。

[发明的效果]

根据本发明的压电元件,压电振动片在架设于容器中所埋设的连接焊盘表面与枕部顶面的状态下,在所述连接焊盘的位置使压电振动片固定于容器。此处,因为埋设有连接焊盘,所以与像以往那样,在容器的底面上单独形成连接焊盘的情况相比,连接焊盘的高度的影响减少,因此,容易实现压电元件的低矮化。另外,因为连接焊盘的表面与容器表面处于同一面,且压电振动片的斜面固定于所述同一面的连续面,所以与其他情况相比,能够期待提高连接焊盘的表面与压电振动片的斜面的密合强度,因此,耐冲击性提高。另外,压电振动片是在以枕部侧高的状态倾斜的状态下,安装在容器内,因此,与不使压电振动片倾斜的情况相比,压电振动片的激振电极与盖部件的内表面之间的间隙扩大。因此,压电元件能够不易受到浮动电容的影响。

附图说明

图1a、图1b、图1c是用以对第一实施方式的压电元件30进行说明的图。

图2是另一实施方式的压电元件的说明图。

图3a、图3b、图3c是对现有技术及问题进行说明的图。

[符号的说明]

10:晶体振子;

11:晶体片;

11a、31a:激振用电极;

11b、31b:引出电极;

13、33:容器;

13a、33b:连接焊盘;

13b、33c:枕部;

13c:外部连接端子;

13d、33e:通孔线;

15、37:导电性接着剂;

17、35:盖部件;

30:第一实施方式的压电元件;

31:压电振动片(晶体振动片);

31c:斜面;

33a:凹部;

33ba:金属膜;

33bb:镀覆膜;

33d:外部端子;

40:其他实施方式的压电元件;

41:平板状的容器;

43:盖状的盖部件;

d:厚度;

g1、g2、gx、gy:间隙;

m:部分;

ib-ib、iiib-iiib:线。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。再者,说明中所使用的各图仅以能够理解这些发明的程度概略地进行表示。另外,在说明中所使用的各图中,有时也会对同样的结构成分附上同一序号并省略其说明。另外,以下的实施方式中所述的形状、尺寸、材质等仅是本发明范围内的较佳例。因此,本发明并非仅限定于以下的实施方式。

1.第一实施方式

图1a、图1b、图1c是对第一实施方式的压电元件30进行说明的图。特别是图1a是表示压电元件30的平面图,图1b是沿着图1a的ib-ib线的剖视图,图1c是图1b中的m部分的放大图。

第一实施方式的压电元件30具有:压电振动片31、内部包含所述压电振动片31的容器33、及对所述容器33进行密封的盖部件35。

压电振动片31例如是平面形状为长方形状的at切割晶体振子。所述压电振动片31在其表背面分别包括激振用电极31a、与从这些激振用电极31a引出到压电振动片31的一端的引出电极31b。另外,所述压电振动片31经过了斜面加工。即,压电振动片31的边缘区域被加工为从压电振动片31的中央侧向端部倾斜的形状。在图1c中,标记有31c的部分相当于一个斜面。利用如下方法进行此种斜面加工,例如将斜面加工之前的状态下的大致长方体状的压电振动片与研磨剂一起放入至圆筒状的研磨筒中,使所述研磨筒旋转而对压电振动片的边缘进行加工;或通过光刻(photolithography)技术及湿式蚀刻技术对压电振动片进行处理,在边缘形成倾斜面。

在所述例子的情况下,容器33包括凹部33a,所述凹部33a在内部包含压电振动片31。所述容器33例如能够由陶瓷制容器构成。所述容器33在其底板的一部分的区域即保持着压电振动片31的斜面的区域具有连接焊盘33b,并在与压电振动片31的另一端对应的区域具有枕部33c。但是,所述连接焊盘33b的构造与现有的连接焊盘不同。即,所述连接焊盘33b是:以连接焊盘33b与容器33的凹部33a的底面处于同一面的状态,且以连接焊盘33b的表面露出的状态,埋设于容器33的底板。更详细来说,所述连接焊盘33b为埋设于容器33的底板的金属膜33ba、与镀覆于所述金属膜33ba的表面的镀覆膜33bb的双层构造。金属膜33ba例如能够由对包含高熔点金属粉末即例如钼粉末或钨粉末的导电膏进行烧结而成的金属膜构成,镀覆膜33bb例如能够由镍与金的镀覆膜构成。作为将连接焊盘33b埋设于容器33的具体方法,能够列举如下方法,例如在将用以形成金属膜33ba的膏体印刷在制成陶瓷制容器的生片(greensheet)上,并对所述生片进行临时烧制后,进行加压,将相当于金属膜33ba的部分埋设在生片中,然后,与生片一起进行正式烧制。

在以所述方式形成的金属膜33ba的表面,通过电镀形成镀覆膜33bb。当然,有时也可以利用无电镀(electrolessplating)来形成镀覆膜33bb。所埋设的金属膜33ba的厚度(在图1b中,由d表示)例如达到数10μm,但即使镀覆膜33bb厚,也仅为数μm,因此,连接焊盘33b成为实质上埋设在容器33的底板中的状态,且成为连接焊盘33b的表面与容器33的底板表面处于同一面的状态。

另外,枕部33c以使压电振动片31的前端侧升高的方式而使压电振动片31倾斜。枕部33c的高度优选为如下高度为宜,所述高度能够使压电振动片31倾斜,并且以使压电振动片31的斜面31c实质上与连接焊盘33b的表面平行的方式,使所述压电振动片31倾斜。由此,压电振动片31的斜面31c正对着容器33的连接焊盘33b而密合于所述连接焊盘33b,因此,容易确保固定面积,能够有助于提高耐冲击性。再者,图1b所示的枕部33c是以与容器33的侧壁接触的状态设置,但也存在像图3a~图3c的例子那样,以离开容器33的侧壁的方式而设置枕部33c的情况。

另外,在容器33外侧的底面设置有外部端子33d,所述外部端子33d用以将所述压电元件30连接于外部的任意的电子设备。所述外部端子33d与连接焊盘33b通过设置于容器33的底板的通孔线33e而电连接。

相对于此种容器33,以使压电振动片31的斜面31c的位置处于连接焊盘33b上的方式,且以使压电振动片31的前端处于枕部33c上的方式来放置所述压电振动片31,并通过导电性接着剂37将所述压电振动片31连接固定于连接焊盘33b的位置。接着,通过盖部件35对容器33进行密封。

在所述压电元件30中,利用压电振动片31的一端的斜面31c,将所述压电振动片31固定于容器33的连接焊盘33b,并且所述压电振动片31的前端架设于枕部33c。由此,压电振动片31牢固地固定于容器33,并且处于倾斜状态,因此,当将枕部33c的顶面与盖部件35的内表面之间的间隙表示为g1,将压电振动片31的从一端朝向另一端的方向上的压电振动片31的中央的表面与盖部件35的内表面之间的间隙表示为g2时,g2>g1。因此,即使压电元件30受到冲击,因为压电振动片31的支撑牢固且能够减小压电振动片31的前端的振动,所以耐冲击性提高。另外,盖部件35与压电振动片31的激振电极31a之间的间隙g2以使压电振动片31倾斜的程度扩大,因此,也能够减轻浮动电容的影响。另外,以规定关系将连接焊盘33b埋设于容器33,压电元件30相应地实现低矮化。

2.另一实施方式

在第一实施方式的压电元件30中,容器33是包括收纳压电振动片31的凹部33a的构造的容器。但是,容器不限于包括凹部的容器。图2是对其例子进行说明的图,且是由对应于图1b的剖视图表示的另一实施方式的压电元件40的说明图。

所述压电元件40使用了作为容器的平板状的容器41、与作为盖部件的盖状的盖部件43。平板状的容器41包括:结构与第一实施方式的压电元件30相同的连接焊盘33b、枕部33c、外部端子33d及通孔线33e。另外,盖状的盖部件43包括凹部,所述凹部内部包含压电振动片31。能够将本发明也应用于此种构造的压电元件,且能够获得同样的效果。

另外,在所述例子中,例示了晶体振子作为压电元件,但本发明也能够应用于晶体振荡器。另外,例举at切割晶体片作为压电振动片进行了说明,但也可以是其他切割方式的晶体片例如sc切割振子等二次旋转晶体片。而且,本揭露也能够应用于使用了晶体以外的压电材料的压电振子或压电振荡器。

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