压电装置的制作方法

文档序号:7522166阅读:139来源:国知局
专利名称:压电装置的制作方法
技术领域
本发明涉及由盖部和基部夹持压电振动片的压电装置。
背景技术
为了减少制造成本,提案了在基部和盖部之间夹持带框的压电振动片的表面实装型的压电装置。专利文献1(日本特开2004-222053号公报)所公开的压电装置在压电振动片的周围形成有框体。然后,在基部和框体之间较厚地形成低熔点玻璃或胶态硅石等的封装材料,另外在盖部和框体之间也较厚地形成低熔点玻璃等的封装材料。但是,随着压电装置的小型化,框体的宽度也随之变窄。框体的宽度变窄则封装材料的宽度的也变窄,使得从压电装置的外侧向空腔内的气体或水蒸气、或者从空腔内向压电装置外的气体容易渗漏,框体的强度变弱。若想以压电振动片本身大小的变小来代替框体宽度的变窄,则会有压电振动片的CI值(晶体阻抗值)变高的倾向。因此,最好不要以压电振动片本身大小的变小来代替框体宽度的变窄。

发明内容
本发明的目的在于提供即使框体的宽度窄也可以使从压电装置的外侧向空腔内或其反方向的气体等的渗漏少且对外部的耐冲击性等也强大的压电装置。第1观点的一种压电装置,具有形成有压电振动片、从压电振动片隔着贯通开口而进行配置并包围压电振动片的框体、将压电振动片支撑在框体上的支撑部,并且分别具有第1面和第2面的压电框架;形成有至少一部分与框体的第1面对置的第1接合面的盖部;具有形成一对外部电极的实装面和位于该实装面的相反侧且形成有至少一部分与框体的第2面对置的第2接合面的底面的基部;以环状形成在第1接合面和框体的第1面之间的第1封装材料;以及以环状形成在第2接合面和框体的第2面之间的第2封装材料。另外,第1封装材料及第2封装材料的至少一方形成在框体的贯通开口侧的侧面。在第2观点的压电装置中,第1封装材料和第2封装材料在侧面相互接合。在第3观点的压电装置中,盖部、压电框架及基部从实装面观察为具有4个边的矩形形状,当1个边的长度为A,将框体的宽度为B时,具有B < ΑΧΟ. 1的关系。在第4观点的压电装置中,第1封装材料以在框体的宽度B上加上5 μ m以上的宽度形成在第1接合面上,第2封装材料以在框体的宽度B上加上5 μ m以上的宽度形成在第 2接合面上,贯通开口的宽度为ΙΟμπι以上。在第5观点的压电装置中,框体的贯通开口侧的侧面从第1面或第2面以厚度变薄的方式形成有段差部。在第6观点的压电装置中,从实装面观察,框体的贯通开口侧形成有连续的洼部。第7观点的压电装置,具有因施加电压而振动的压电振动片;具有放置压电振动片的基部凹部的基部;与基部接合而密封封装压电振动片的盖部;以及封装基部和盖部的、以环状形成的封装材料。另外,封装材料形成在基部凹部的侧面。
在第8观点的压电装置中,盖部在盖部凹部的周围具有第1接合面,基部在基部凹部的周围具有与第1接合面接合的第2接合面,盖部及基部为具有4个边的矩形形状,当1 个边的长度为A,将第1接合面及第2接合面的宽度为B时,具有B < ΑΧΟ. 1的关系。在第10观点的压电装置中,封装材料以在第1接合面及第2接合面的宽度B上加上5 μ m以上的宽度形成,基部及盖部的侧面至压电振动片的距离为10 μ m以上。本发明的压电装置使从压电装置的外侧向空腔内或其反方向的气体等的渗漏少且对外部的耐冲击性等也强大。


图1是第1实施方式的第1水晶振子100的分解立体图。图2是图1的S-S剖视图。图3是表示制造第1实施方式的第1水晶振子100的流程图。图4是盖部晶片IlW的俯视图。图5是水晶晶片IOW的俯视图。图6是基部晶片12W的俯视图。图7是表示接合盖部晶片11W、水晶晶片IOW和基部晶片12W的步骤S 14的说明图。图8是第1实施方式的变形例的第1水晶振子100’的剖视图,对应于图1的S-S 剖面。图9是第2实施方式的第2水晶振子200的剖视图,对应于图1的S-S剖面。图10是第3实施方式的第3水晶振子300的剖视图,对应于图1的S-S剖面。图11是第4实施方式的水晶框架40的俯视图。图12是第5实施方式的第5水晶振子500的分解立体图。图13是图12的T-T剖视图。图14是表示制造第5实施方式的第5水晶振子500的流程图。图15是水晶晶片50W的俯视图。图16是基部晶片52W的俯视图。图中10,30,40-水晶框架,IOff-水晶晶片,11、21、51_盖部,IlW-盖部晶片,12、22、 52-基部,12W-基部晶片,14a、14b-连接电极,50-水晶振动片,501-水晶片,53-导电性粘接剂,100、200、300、500-水晶振子,101-水晶振动部,102a、10 、502a、50 -励振电极,103a、103b、303a、303b、503a、503b-引出电极,104a、104b-支撑部,105,305,405-框体,106a、106b、122a、122b-侧槽,107a、107b、123a、123b-侧面电极,107M、123M-连接垫片,108a、108b、308a、308b、408a、408b-贯通开口 部,111,121,511,521-凹部,116a、116b、 126a、126b、206a、206b、406a、406b-隆起的低熔点玻璃区域,125a、125b、525a、525b_ 外部电极,309-段差部,409-洼部,522a,522b-通孔,523a,523b-通孔电极,524-填充材料, A-水晶振子的长度,B-框体的宽度,C-低熔点玻璃区域的宽度,D-贯通开口部的宽度,E-低熔点玻璃和连接垫片之间的距离,F-低熔点玻璃的初始宽度,G-低熔点玻璃的初始厚度, CT-空腔,LG1、LG2、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。S卩,在第1实施方式及第2实施方式中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’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S-S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的盖部11 ;具有基部凹部121的基部12 ;以及夹持在盖部11及基部12之间的矩形的水晶框架10。水晶框架10由在两面形成励振电极10h、102b的水晶振动部101和包围水晶振动部101的框体105构成。另外,在水晶振动部101和框体105之间具有从水晶振动部101 向X轴方向的两侧分别延伸与框体105连结的一对支撑部l(Ma、104b。因此,在水晶振动部 101和框体105之间形成一对“L”字型的贯通开口部108a、108b。在配置于水晶框架10的X 轴方向的两侧并沿Z’轴方向延伸的两边上,形成有形成圆角长方形的水晶贯通孔CH(参照图5)时的水晶侧槽106a、106b。在水晶侧槽106a、106b上分别形成有水晶侧面电极107a、 107b。在此,水晶侧面电极107a最好延伸至水晶框架10的里面Mi而形成连接垫片107M。 连接垫片107M可靠地与后述的基部侧面电极123a的连接垫片123M电连接。在支撑部10 及框体105的表面Me上形成有从励振电极10 引出的引出电极 103a。引出电极103a连接在水晶侧槽106a的水晶侧面电极107a上。另外,支撑部104b 及框体105的里面Mi形成有从励振电极102b引出的引出电极10 。引出电极10 与后述的基部侧面电极12 的连接垫片123M连接。如图2所示,水晶框架10的X轴方向的长度A为2000 μ m左右,Z’轴方向的长度 (未图示)为1600 μ m左右。在本说明书中,虽然使用了外形尺寸为2000 ymX 1600 μ m的水晶框架10,但是例如也可以使用较小的1600μπιΧ1200μπι或1200μπιΧ1000μπι的水晶框架10。另外,随着压电振子的小型化,框体105的宽度B变窄,成为0. IXA以下、即200 μ m 以下。再有,“L”字型的贯通开口部108a、108b的宽度D最好为10 μ m以上。基部12由玻璃或压电材料形成,在其表面(+Y’侧的面)具有形成在基部凹部121 的周围的第2接合面M2。在此,第2接合面M2以其宽度比水晶框架10的框体105的宽度 B更宽宽度C的方式形成。S卩,基部12的第2接合面M2的宽度为(B+C),宽度C为5 μ m以上。另外,在基部12的X轴方向的两侧形成有形成基部贯通孔BH(参照图6)时的在)(Z’ 平面洼进的圆角长方形的基部侧槽12h、122b。在基部12中,在实装面(水晶振子的实装面)M4的X轴方向的两侧分别形成一对外部电极12^1、125b。另外,在基部侧槽122a、122b 上分别形成有基部侧面电极123a、123b。基部侧面电极123a、123b的一端与外部电极125a、 125b连接。在此,基部侧面电极123a、123b的另外一端延伸至基部12的第2接合面M2而形成连接垫片123M。连接垫片123M可靠地与水晶侧面电极107a及引出电极10 分别电连接。设置在基部12的外部电极125a、12 通过基部侧面电极123a、123b、水晶侧面电极107a及引出电极10 分别与水晶框架10的励振电极10h、102b电连接。S卩,当在外部电极12如、12恥上施加交替电压(正负交替的电位)时,水晶振动片10进行厚度滑动振动。在此,水晶框架10和基部12例如由作为封装材料的低熔点玻璃LG2进行接合。低熔点玻璃包含熔点为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。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。再有,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。在第1实施方式中,水晶框架10的框体105的宽度B比基部12的第2接合面M2 的宽度(B+C)更窄地形成。因此,通过按压水晶框架10,使得形成在基部12的第2接合面 M2的低熔点玻璃LG2中的对应于水晶框架10的框体105的部分和对应于支撑部10 及支撑部104b的部分变薄。另一方面,没有被水晶框架10的框体105按压的、对应于宽度C的低熔点玻璃LG2不会变薄而隆起至贯通开口部108a、108b的侧面M3进行粘接。由此,形成低熔点玻璃LG2对应于图1所示的贯通开口部108a、108b的形状而隆起的低熔点玻璃区域 126aU26b0第1水晶振子100还具有由接合在水晶框架10的表面Me的玻璃或作为压电材料的水晶构成的盖部11。盖部11具有形成在盖部凹部111的周围的第1接合面Ml。在此, 第1接合面Ml其宽度比水晶框架10的框体105的宽度B更宽宽度C左右地形成。S卩,基部12的第2接合面M2的宽度为(B+C),宽度C为5 μ m以上。另外,如图2所示,由盖部11、水晶框架10的框体105及基部12形成收放水晶框架10的水晶振动部101的空腔CT。空腔CT以填满氮气或真空状态形成。在此,盖部11和水晶框架10例如由作为封装材料的低熔点玻璃LGl进行接合。水晶框架10的框体105的宽度B比盖部11的第1接合面Ml的宽度(B+C)更窄地形成。因此,通过按压盖部11使得形成在盖部11的第1接合面Ml的低熔点玻璃LGl中的对应于水晶框架10的框体105的部分和对应于支撑部10 及支撑部104b的部分变薄。另一方面, 没有被水晶框架10的框体105按压的、对应于宽度C的低熔点玻璃LGl不会变薄而隆起至贯通开口部108a、108b的侧面M3进行粘接。由此,形成低熔点玻璃LGl对应于图1所示的贯通开口部108a、108b的形状而隆起的低熔点玻璃区域116a、116b。在此,在第1实施方式中没有必要必须连接形成在盖部11侧的隆起的低熔点玻璃区域116a、116b和形成在基部12侧的隆起的低熔点玻璃区域126a、U6b。根据这种构成,即使使水晶框架10的框体105以较窄的宽度形成也可以通过隆起的低熔点区域116a、116b及隆起的低熔点玻璃区域U6a、126b来使水晶框架10可以在更宽的接合面积更可靠地与盖部11和基部12进行接合。从而,使接合面积增加了相当于隆起的低熔点玻璃区域的大小,不容易产生从第1水晶振子100的外侧向空腔CT内的水蒸气或气体等的外气等的渗漏、或者从空腔CT向第1水晶振子100的外侧的气体渗漏。再有, 第1水晶振子100对来自外部的耐冲击性等也变强。<第1水晶振子100的制造方法>
图3是表示制造第1水晶振子100的流程图。在图3中,盖部11的制造步骤Sll 和水晶框架10的制造步骤S12和基部12的制造步骤S13可以分别并行。另外,图4是第 1实施方式的盖部晶片IlW的俯视图,图5是第1实施方式的水晶晶片IOW的俯视图,图6 是第1实施方式的基部晶片12W的俯视图。在步骤Sll中制造盖部11。步骤Sll包含步骤Slll及步骤S112。在步骤Slll中,如图4所示,在均勻厚度的水晶平板的盖部晶片IlW上形成数百至数千各盖部凹部111。在盖部晶片Iiw上通过蚀刻或机械加工而形成盖部凹部111,在盖部凹部111的周围形成第1接合面Ml。在步骤S112中,如图4所示,通过丝网印刷在盖部晶片IlW的第1接合面Ml上形成作为封装材料的低熔点玻璃LG1。之后,通过临时固化低熔点玻璃LGl而在盖部晶片 IlW的第1接合面Ml上形成低熔点玻璃LGl膜。低熔点玻璃膜不形成在对应于水晶贯通孔 CH(水晶侧槽106a、106b)的部位113上。在此,低熔点玻璃LGl的厚度G (参照图7 (a))形成得比连接垫片107M的厚度更厚。在步骤S12中,制造水晶框架10。步骤S12包含步骤S121及步骤S122。在步骤S121中,如图5所示,在均勻的水晶晶片IOW上通过蚀刻形成多个水晶框架10的外形。即,形成水晶振动片101、外框105及一对贯通开口部108a、108b。同时,在各水晶框架10的X轴方向的两侧上形成贯通水晶晶片IOW的圆角长方形的水晶贯通孔CH。 水晶贯通孔CH被分割一半而成为一个水晶侧槽106a、106b(参照图1)。在步骤S122中,首先通过溅射或真空蒸镀在水晶晶片IOW的两面及水晶贯通孔CH 上形成金属层。然后,在金属层的全面均勻地涂布光致抗蚀剂。之后,使用曝光装置(未图示)将绘制有光掩膜的励振电极10h、102b、引出电极103a、10 及水晶侧面电极107a、 107b的图案曝光在水晶晶片IOW上。其次,对从光致抗蚀剂露出的金属层进行蚀刻。由此, 在水晶晶片IOW的两面形成励振电极l(^a、102b及引出电极103a、103b,在水晶贯通孔CH 上形成水晶侧面电极107a、107b (参照图1及图2)。在步骤S13中,制造基部12。步骤S13包含步骤S131 S133。在步骤S131中,如图6所示,在均勻厚度的水晶平板的基部晶片12W上形成数百至数千个基部凹部121。在基部晶片12W上通过蚀刻或机械加工形成基部凹部121,在基部凹部121的周围形成第2接合面M2。同时,在各基板12的四角上形成贯通基部晶片12W的圆形的基部贯通孔BH。基部贯通孔BH被分割一半成为一个基部侧槽12h、122b(参照图 1)。在步骤S132中,通过在步骤S122中说明的溅射及蚀刻方法如图6所示地在基部 12的实装面上形成一对外部电极12fe、125b。同时,在基部贯通孔BH上形成基部侧面电极 123a、123b (参照图1及图2)。在步骤S133中,通过丝网印刷在基部晶片12W的第2接合面M2上形成作为封装材料的低熔点玻璃LG2。之后,通过临时固化低熔点玻璃LG2,在基部晶片12W的第2接合面M2上形成低熔点玻璃LG2。在此,低熔点玻璃LG2的厚度G(参照图7 (a))形成得比连接垫片107M及123M的合计厚度厚。另外,低熔点玻璃LG2与连接垫片123M相距距离F(参照图7(a))而形成。在步骤S14中,加热低熔点玻璃LGl、LG2,通过加压盖部晶片11W、水晶晶片IOW及基部晶片12W而进行接合。具体地讲,参照图7进行说明。图7是表示接合盖部晶片11W、 水晶晶片IOW和基部晶片12W的步骤S14的说明图。在图7中,左侧表示步骤S14的详细内容,右侧为对应于左侧流程图的各步骤的图1的A-A剖面的基部晶片12W的局部剖视图。在步骤S141中,对水晶晶片IOW和基部晶片12W进行定位。具体地讲,如图5所示的水晶晶片low及如图6所示的基部晶片12W在其周缘部的一部分上分别形成特定水晶的结晶方向的定向面OF。从而,以定向面OF为基准精密地重合在步骤S12中制造的水晶晶片IOW和在步骤S13中制造的基部晶片12W。在步骤S142中,将低熔点玻璃LG2加热至例如350°C 410°C左右,朝向基部晶片 12W按压水晶晶片10W。由此接合水晶晶片IOW和基部晶片12W。此时,按压水晶晶片IOW 以至水晶晶片IOW的连接垫片107M和基部晶片12W的连接垫片123M相互抵接。由于低熔点玻璃LG2的厚度G比连接垫片107M及123M的合计厚度更厚,因此低熔点玻璃LG2被水晶晶片IOW的框体105按压而局部变薄。由于低熔点玻璃具有一定的粘度,因此在水晶晶片 IOff的通孔开口部108a、108b的侧面上隆起低熔点玻璃区域126a, 126b (参照图2)。另外, 若低熔点玻璃LG2被按压,则在)(Z’平面上延伸。由于低熔点玻璃LG2与连接垫片123M相距距离F而形成,因此即使低熔点玻璃LG2在)(Z’平面内延伸,也可以保持与连接垫片107M 及123M的规定距离E。在步骤S143中,对盖部晶片IlW和水晶晶片IOW进行定位。具体地讲,如图4所示的盖部晶片IlW和如图5所示的水晶晶片IOW在其周缘部的一部分上分别形成有特定水晶的结晶方向的定向面OF。从而,将定向面OF作为基准而重合在步骤Sll中制造的盖部晶片IlW和在步骤S142中接合的水晶晶片IOW及基部晶片12W。在步骤S144中,将低熔点玻璃LGl加热至350°C 410°C左右,并朝向水晶晶片 IOW按压盖部晶片11W。由此接合盖部晶片IlW和水晶晶片10W。此时,由于低熔点玻璃LGl 的厚度G比连接电极107M的厚度厚,因此低熔点玻璃LGl被水晶晶片IOW的框体105按压而局部变薄。由此,在水晶晶片IOW的贯通开口部108a、108b的侧面M3隆起低熔点玻璃区域 116a、116b (参照图 2)。再次回到图3,在步骤S15中,已接合的盖部晶片11W、水晶晶片IOW及基部晶片 12W被切割成第1水晶振子100大小的单体。在切割工序中,利用使用激光的切割锯装置或使用切割用刀片的切割装置等沿图4 图6所示的点划线的切割线SL进行切割。由此,制造数百至数千个第1水晶振子100。(第1实施方式的变形例)参照图8,对于第1实施方式的变形例的第1水晶振子100’的整体构成进行说明。 图8是第1实施方式的变形例的第1水晶振子100’的剖视图,对应于图1的S-S剖面。如图8所示,第1水晶振子100’包含具有盖部凹部111’的盖部11’、具有基部凹部121,的基部12,、被盖部11,和基部12,夹持的水晶框架10。在第1实施方式的变形例中,形成在盖部11’的盖部凹部111’周围的第1接合面 Ml,、水晶框架10的框体105、形成在基部12’的基部凹部121,周围的第2接合面M2,为相同的宽度。从而,盖部凹部111,的侧面M5、贯通开口部108a、108b的侧面M3、基部凹部 121’的侧面M6在Y’轴方向上一致。但是,由于图8是通过侧槽的剖视图,因此在侧槽以外以虚线表示第1接合面Ml’、框体105、第2接合面M2’的宽度。
由此,若例如水晶框架10和基部12’被按压,则具有一定粘度的低熔点玻璃LG2’ 隆起至贯通开口部108a、108b的侧面M3及基部凹部121,的侧面M6,从而形成侧面的低熔点玻璃区域126a’、126b’。同样,若盖部11’和水晶框架10被按压,则具有一定粘度的低熔点玻璃LGl隆起至盖部凹部111,的侧面M5及贯通开口部108a、108b的侧面M3,从而形成低熔点玻璃区域116a,、116b,。在此,低熔点玻璃区域116a,、116b,及U6a,、U6b,的厚度 C,为5μπι以上。根据这种结构,即使水晶框架10的框体105以较窄的宽度形成,也可以通过隆起的低熔点玻璃区域116a、116b及126a、U6b,使水晶框架10在更加宽接合面积上更加可靠地与盖部11’及基部12’进行接合。从而,不容易产生从第1水晶振子100’的外侧向空腔 CT内或相反方向的渗漏,并且第1水晶振子100’对外部的耐冲击性增强。第1水晶振子 100’的制造方法如图3所示的流程图相同。(第2实施方式)<第2水晶振子200的整体构成>参照图9对第2水晶振子200的整体构成进行说明。图9是第2水晶振子200的剖视图,对应于第1实施方式的图1的S-S剖面。另外,对于与第1实施方式相同的构成要素附上相同的符号进行说明。如图9所示,第2水晶振子200具有被盖部21和基部22夹持的水晶框架10。在此,盖部21及基部22是没有形成第1实施方式中说明的凹部的平板状。另外,在第2实施方式中形成有在第1实施方式中说明的隆起的低熔点玻璃区域 116a和隆起的低熔点玻璃区域参照图2、形成一体而上下相连的低熔点玻璃区域 206a。同样,形成隆起的低熔点玻璃区域116b和隆起的低熔点玻璃区域U6b(参照图2) 形成一体而上下相连的低熔点玻璃区域206b。根据这种构成,即使使水晶框架10的框体105以较窄的宽度形成也可以通过隆起的低熔点区域206a、206b来使水晶框架10可以在更宽的接合面积更可靠地与盖部21和基部22进行接合。从而,不容易产生从第2水晶振子200的外侧向空腔CT内的外气的渗漏、 或者其反方向的渗漏,并且第1水晶振子100对来自外部的耐冲击性等也变强。在第2实施方式中,由于在盖部21及基部22上没有形成凹部,因此可以将水晶振动部做成逆台面型,以便不对水晶振动部的振动产生影响。〈第2水晶振子200的制造方法>参照第1实施方式的图3对第2水晶振子200的制造方法进行说明。在盖部21的制造步骤Sll中,不需要形成凹部的步骤S111,在步骤S112中在盖部晶片上以对应于后述的水晶框架10的框体105的形状形成低熔点玻璃LG1。水晶框架10的制造步骤S12与第1实施方式相同。在基部22的制造步骤S13中,虽然在步骤S131中形成基部贯通孔BH但不形成基部凹部121。之后,通过步骤S132形成各电极,通过步骤S133在基部晶片上形成对应于水晶框架10的框体105的形状的低熔点玻璃LG2。在步骤S14中,接合盖部晶片、水晶晶片及基部晶片。此时,形成在盖部晶片上的低熔点区域116a、116b(参照图2)和形成在基部晶片上的低熔点玻璃126a、U6b(参照图 2)互相隆起而连接成一体。由此,在贯通开口部108a、108b的侧面M3上形成低熔点玻璃区域 206a、206b(参照图 9)。步骤S15与第1实施方式相同。(第3实施方式)<第3水晶振子300的整体构成>参照图10对第3水晶振子300的整体构成进行说明。图10是第3水晶振子300 的剖视图,对应于第1实施方式的图1的S-S剖面。另外,对于与第1实施方式相同的构成要素附上相同的符号进行说明。如图10所示,第3水晶振子300具有被盖部11和基部12夹持的水晶框架30。在第3实施方式中,水晶框架30的框体305在其内侧(水晶振动部侧)及外侧(侧槽侧)的侧面具有从表面Me及里面Mi凹进的段差部309。因此,可以使一对贯通开口部308a、308b 以较大的面积形成。由此,可以使形成在贯通开口部308a、308b上的低熔点玻璃LG1、LG2 在较宽的面积上可靠地接合盖部11、水晶框架30及基部12。根据这种构成,即使水晶框架30的框体305以较窄的宽度形成也可以使水晶框架 30在较宽的面积更加可靠地接合在盖部11及基部12上。从而,不容易产生从第3水晶振子300的外侧向空腔CT内的外气的渗漏、或者相反方向的渗漏,并且第3水晶振子300对来自外部的耐冲击性等也变强。另外,在水晶框架30的框体305中,其中央部形成得比两侧厚。即,由于水晶侧槽侧比中央部更薄,因此存在水晶侧面电极307a和基部侧面电极123a不能可靠地电连接的情况。因此,第3实施方式的水晶框架30在外侧形成覆盖外部电极12fe、125b的全部或一部分、基部侧面电极123a、123b、水晶侧面电极107a、107b的连接电极14a、14b。由此,外部电极125a、125b通过基部侧面电极123a、12北、连接电极14a、14b、水晶侧面电极107a、107b 及引出电极303a、303b可靠地电连接在励振电极102a、102b上。在第3实施方式中,虽然在外部电极12^1、125b上也形成连接电极14a、14b,但是也可以仅形成基部侧面电极123a、12 及水晶侧面电极107a、107b。〈第3水晶振子300的制造方法〉参照第1实施方式的图3及图7,对第3水晶振子300的制造方法进行说明。盖部11的制造步骤Sll及基部12的制造步骤S13与第1实施方式相同。在水晶框架30的制造步骤S12中,在步骤S121中通过蚀刻形成贯通开口部308a、 308b、水晶侧槽306a、306b及段差部309。之后,在步骤S122中形成励振电极10加、102b及引出电极103a、103b。在步骤S14中,接合盖部晶片、水晶晶片及基部晶片。在此,接合了水晶晶片和基部晶片后形成连接电极14a、14b。连接电极14a、14b以覆盖外部电极125a、12 的全部或一部分、基部侧面电极123a、123b、水晶侧面电极107a、107b的方式形成。具体地讲,接合的水晶晶片和基部晶片以水晶晶片朝下的方式放置。之后,将在对应于外部电极125a、12^ 的区域及对应于基部通孔BH的区域上形成有开口的掩膜(未图示)配置在基部晶片的实装面M4上。然后,通过溅射或真空蒸镀,形成连接电极14a、14b。由此,能够可靠地电连接基部侧面电极123a、12 及水晶侧面电极107a、107b。在步骤S15中,将接合的盖部晶片、水晶晶片及基部晶片切割成单体。由此,制造数百至数千个第3水晶振子300。
(第4实施方式)<水晶振子的整体构成>第4实施方式的水晶振子(未图示)具有盖部11、基部12、被盖部11及基部12 夹持的水晶框架40。参照图11,对水晶框架40进行说明。图11是水晶框架40的俯视图。 在此,为了有助于理解,虽然不隶属于水晶框架40,但是在图11中用虚线绘制形成在基部 11和水晶框架40之间的低熔点玻璃LGl及形成在水晶框架40和基部12之间的低熔点玻璃LG2而进行说明。如图11所示,水晶框架40具有大致为“L”字型的一对贯通开口部408a、408b。一对贯通开口部408a、408b在其框体405侧的侧面M3上形成多个连续的洼部409。另外,当通过低熔点玻璃LGl及LG2而接合盖部11、水晶框架40及基部12时,低熔点玻璃LGl及LG2在)(Z,平面上形成隆起至贯通开口部408a、408b的洼部409内的低熔点玻璃区域406。在此,隆起的低熔点玻璃区域406可以如第1实施方式的说明在Z轴方向上分离,也可以如第2及第3实施方式的说明在Z轴方向上形成一体。根据这种构成,即使水晶框架40的框体405以较窄的宽度形成也可以使水晶框架 40在较宽的面积更加可靠地接合在盖部及基部上。从而,不容易产生从第4水晶振子400 的外侧向空腔CT内的外气的渗漏、或者相反方向的渗漏,并且第4水晶振子400对来自外部的耐冲击性等也变强。<第4实施方式的水晶振子的制造方法>就第4实施方式的水晶振子的制造方法而言,由于与图3中所说明的流程图大致相同,因此省略其说明。(第5实施方式)〈第5水晶振子500的整体构成>参照图12及图13对第5水晶振子500的整体构成进行说明。图12是第5水晶振子500的分解立体图,图13是图12的T-T剖视图。如图12及图13所示,第5水晶振子500包含具有盖部凹部511的盖部51、具有基部凹部521的基部52以及放置在基部52内的矩形的水晶振动片50。水晶振动片50由水晶片501构成,在其水晶片501的中央附近的两个主面上相对向地配置有一对励振电极50h、502b。另外,在励振电极50 上连接有延伸至水晶片501 的底面的-X侧的+Z’轴方向的一角上的引出电极503a,在励振电极502b上连接有延伸至水晶片501的底面的+X侧的-Z’轴方向的另外一角上的引出电极50北。水晶振动片50由导电性粘接剂53粘接在后述的基部52的基部凹部521内。第5水晶振子500具有包含盖部凹部511和形成在盖部凹部511的周围的第1接合面Ml并且由玻璃或压电材料而成的盖部51。另外,具有包含基部凹部521和形成在基部凹部521的周围的第2接合面M2并且由玻璃或压电材料而成的盖部52。另外,由基部52 的基部凹部521和盖部51的盖部凹部511形成收放水晶振动片50的空腔CT。空腔CT由惰性气体填满或成为真空状态而进行气密封闭。在此,盖部51及基部52的X轴方向的长度A为2000 μ m左右,V轴方向的长度 (未图示)为1600 μ m左右左右。在本说明书中,虽然使用了外形尺寸为2000 μ mX 1600 μ m 的盖部51及基部52,但是也可以使用进一步小型化的例如1600 ymX 1200 μ m或1200 μ mX 1000 μ m的盖部51及基部52。另外,随着压电振子的小型化,盖部51的第1接合面Ml及基部52的第2接合面M2的宽度B成为0. IXA以下、即200 μ m以下。另外,在基部凹部521中,在其底面M9的-X侧的+Z’轴方向的一角上形成有贯通了基部52的通孔52加。同样,在基部凹部521中,在其底面M9的+X侧的-Z,轴方向的另外一角上形成有贯通了基部52的通孔522b。在此,如图13所示,通孔52h、522b成为-Y, 侧宽的圆锥台形状。这是因为,接合了盖部51和基部52之后,为了使流体的填充材料5M 更加容易填充通孔52h、522b。在此,填充材料5 使用金锡(Au-Sn)合金、金锗(Au-Ge) 合金、金硅(Au-Si)合金或由胶状的金及胶状的银而烧成的材料。再有,虽然在第5水晶振子500中通孔52h、522b为圆形,但是也可以是其他的矩形等的多边形。在通孔52h、522b上分别形成有具有延伸至基部凹部521的底面M9的连接垫片 523M的通孔电极523a、523b。再有,在基部52的实装面(水晶振子的实装面)的X轴方向的两侧形成有分别与通孔电极523a、523b电连接的一对外部电极52fe、525b。另一方面,图13所示的水晶振动片50,以引出电极503a电连接在通孔电极523a 上,引出电极50 电连接在通孔电极52 上(通过连接垫片523M)的方式,由导电性粘接剂53固定在基部52的底面M9上。由此,水晶振动片50的励振电极5(^a、502b通过弓丨出电极503a、503b、导电性粘结剂53及通孔电极523a、523b电连接在外部电极52如、52恥上。S卩,当在第5水晶振子500 的一对外部电极52^1、52恥上施加交替电压(正负交替的电位)时,外部电极52 、通孔 523a、引出电极503a及励振电极50 成为同极。同样,外部电极52 、通孔52北、引出电极50 及励振电极502b成为同极。另外,盖部51和基部52由作为封装材料的低熔点玻璃LG接合。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。在此,当例如对向按压盖部51和基部52时,具有一定粘度的低熔点玻璃LG隆起至盖部凹部511的侧面M7及基部凹部521的侧面M8而形成侧面的低熔点玻璃区域506。 在此,低熔点玻璃区域506的厚度C为5 μ m以上。从而,为了低熔点玻璃区域506不接触水晶振动片50,最好使从盖部凹部511的侧面M7或基部凹部521的侧面M8至水晶振动片 50的距离D为10 μ m以上。根据这种构成,即使盖部51的第1接合面Ml及基部52的第2接合面M2以较窄的宽度形成也可以通过隆起的低熔点区域506来使盖部51和基部52在较宽的接合面积上进行接合。从而,使接合面积增加了相当于隆起的低熔点玻璃区域的大小,通过盖部51和基部52的接合区域,不容易产生从第5水晶振子500的外侧向空腔CT内的气体的渗漏、或者相反方向的气体渗漏,并且第5水晶振子500对来自外部的耐冲击性等也变强。在此,在第5实施方式中,虽然在盖部51和基部52上形成有凹部,但是盖部可以是没有形成凹部的平板状。〈第5水晶振子500的制造方法>图14是表示制造第5水晶振子500的流程图。在图14中,水晶振动片50的制造步骤T50、盖部51的制造步骤T51及基部52的制造步骤T52可以并行。另外,图15是第5 实施方式的水晶晶片50W的俯视图,图16是第5实施方式的基部晶片52W的俯视图。在步骤T50中制造水晶振动片50。步骤T50包含步骤T501 T503。
在步骤T501中,如图15所示,通过蚀刻在均勻的水晶晶片50W上形成多个水晶振动片50的外形。在此,各水晶振动片50通过连结部504而连结在水晶晶片50W上。在步骤T502中,首先通过溅射或真空蒸镀在水晶晶片50W的两面及侧面形成铬层及金层。在此,作为质地的铬层的厚度例如为500A左右,金层的厚度例如为2500A左右。 然后,在金属层的全面均勻地涂布光致抗蚀剂。之后,使用曝光装置(未图示)将绘制有励振电极5(^a、502b及引出电极503a、503b的图案曝光在水晶晶片50W上。其次,对从光致抗蚀剂露出的金属层进行蚀刻。由此,如图15所示,在水晶晶片50W的两面及侧面形成励振电极502a,502b及引出电极503a、503b (参照图12)。在步骤T503中,将水晶振动片503切割成单体。在切割工序中,利用使用激光的切割锯装置或使用切割用刀片的切割装置等沿图15所示的点划线的切线CL进行切割。在步骤T51中制造盖部51。步骤T51包含步骤T511及T512。在步骤T511中,在均勻厚度的水晶平板的盖部晶片(参照图4)上形成数百至数千个盖部凹部511。通过蚀刻或机械加工在盖部晶片上形成盖部凹部511,在盖部凹部511 的周围形成第1接合面Ml。在步骤T512中,通过丝网印刷在盖部晶片的第1接合面Ml上印刷低熔点玻璃LG。 在此,作为丝网可以使用尼龙、的确良、不锈钢等的织物。之后,通过临时固化低熔点玻璃LG 而在盖部晶片的第1接合面Ml上形成低熔点玻璃LG。在步骤T52中制造基部52。步骤T52包含步骤T521及T522。在步骤T521中,如图16所示,在均勻厚度的水晶平板的基部晶片52W上形成数百至数千个基部凹部521。通过蚀刻或机械加工在基部晶片52W上形成基部凹部521,在基部凹部521的周围形成第2接合面M2。同时,在各基部52的X轴方向的两侧形成贯通基部晶片 52W 的通孔 522a、522b。在步骤T522中,通过溅射及蚀刻方法在基部52的实装面(水晶振子的实装面) 上形成外部电极52^1、525b。同时,在通孔52^1、525b上形成通孔电极523a、523b (参照图 13)。在步骤T53中,通过导电性粘接剂53将在步骤T50中制造的水晶振动片50放置在基部凹部521的底面M9上。此时,使水晶振动片50以水晶振动片50的引出电极503a、 503b和形成在基部52的底面M9的连接垫片523的位置对齐的方式,放置在基部52的底面 M9上(参照图13)。在步骤TM中,通过加热低熔点玻璃LG并加压盖部晶片和基部晶片52W,使盖部晶片和基部晶片52W通过低熔点玻璃LG进行接合。此时,当按压盖部51和基部52时,具有一定的粘度的低熔点玻璃LG隆起至盖部凹部511的侧面M7及基部凹部521的侧面M8而形成侧面的低熔点玻璃区域506(参照图13)。在步骤T55中,由金锡(Au-Sn)合金、金锗(Au-Ge)合金、金硅(Au-Si)合金或由胶状的金及胶状的银而烧成的填充材料524(参照图1 填充在通孔52h、522b内。然后, 保持封装在真空中或惰性气体中的反射炉内。由此,得到空腔CT内为真空或填满了惰性气体的多个第5水晶振子500。在步骤T56中,将已接合的盖部晶片和基部晶片52W切割成单体。在切割工序中, 利用使用激光的切割锯装置或使用切割用刀片的切割装置等沿图16所示的点划线的切割线SL将第5水晶振子500切割成单体。由此,制造数百至数千个第5水晶振子500。以上,虽然对本发明的最优的实施方式进行了说明,但是在本领域技术人员的技术范围内,本发明可以在其技术范围内对实施方式进行各种变更、变形而实施。例如,本说明书中侧槽形成在X轴方向的两侧上,但是也可以在水晶框架及基部的四角上形成侧槽。另外,本说明书中由低熔点玻璃接合了基部晶片、水晶晶片及盖部晶片,但是可以以聚亚胺树脂来代替低熔点玻璃。当使用聚亚胺树脂的情况,可以进行丝网印刷,也可以将感光性的聚亚胺树脂涂布在整面上后进行曝光。另外,在本说明书中,外部电极形成在基部的底面的X轴方向的两侧上,但也可以在四角上形成外部电极。此时,多余的外部电极为接地用。再有,在本说明书中以AT切割型的压电振动片为一个例子进行了说明,但是也可以适用具有从基础部的一端延伸的一对振动臂的音叉型水晶振动片。另外,在本说明书中使用了水晶振动片,但也可以适用除了水晶之外的钽酸锂、铌酸锂等的压电材料。再有作为压电装置本发明还适用于将装入了振荡电路的IC等收放在空腔内的水晶振荡器。
权利要求
1. 一种压电装置,其特征在于,具有形成有压电振动片、从所述压电振动片隔着贯通开口而进行配置并包围所述压电振动片的框体、将所述压电振动片支撑在所述框体上的支撑部,并且分别具有第1面和第2面的压电框架;形成有至少一部分与所述框体的所述第1面对置的第1接合面的盖部; 具有形成一对外部电极的实装面和位于该实装面的相反侧且形成有至少一部分与所述框体的所述第2面对置的第2接合面的底面的基部;以环状形成在所述第1接合面和所述框体的所述第1面之间的第1封装材料;以及以环状形成在所述第2接合面和所述框体的所述第2面之间的第2封装材料, 所述第1封装材料及所述第2封装材料的至少一方形成在所述框体的贯通开口侧的侧
2.根据权利要求1所述的压电装置,其特征在于,所述第1封装材料和所述第2封装材料在所述侧面相互接合。
3.根据权利要求1或2所述的压电装置,其特征在于,所述盖部、所述压电框架及所述基部从所述实装面观察为具有4个边的矩形形状, 当所述1个边的长度为A,将所述框体的宽度为B时, 具有B彡ΑΧΟ. 1的关系。
4.根据权利要求3所述的压电装置,其特征在于,所述第1封装材料以在所述框体的宽度B上加上5 μ m以上的宽度形成在第1接合面上,所述第2封装材料以在所述框体的宽度B上加上5 μ m以上的宽度形成在第2接合面上,所述贯通开口的宽度为10 μ m以上。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的压电装置,其特征在于,所述框体的所述贯通开口侧的侧面从所述第1面或所述第2面以厚度变薄的方式形成有段差部。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的要点装置,其特征在于, 从所述实装面观察,所述框体的所述贯通开口侧形成有连续的洼部。
7.一种压电装置,其特征在于,具有 因施加电压而振动的压电振动片;具有放置所述压电振动片的基部凹部的基部; 与所述基部接合而密封封装所述压电振动片的盖部;以及封装所述基部和所述盖部的、以环状形成的封装材料, 所述封装材料形成在所述基部凹部的侧面。
8.根据权利要求7所述的压电装置,其特征在于, 所述盖部具有对应于所述基部凹部的盖部凹部, 所述封装材料形成在所述盖部凹部上。
9.根据权利要求8所述的压电装置,其特征在于, 所述盖部在所述盖部凹部的周围具有第1接合面,所述基部在所述基部凹部的周围具有与所述第1接合面接合的第2接合面, 所述盖部及所述基部为具有4个边的矩形形状,当所述1个边的长度为A,将所述第1 接合面及所述第2接合面的宽度为B时, 具有B彡ΑΧΟ. 1的关系。
10.根据权利要求9所示的压电装置,其特征在于,所述封装材料以在所述第1接合面及第2接合面的宽度B上加上5 μ m以上的宽度形成,所述基部及所述盖部的侧面至所述压电振动片的距离为10 μ m以上。
全文摘要
本发明提供一种压电装置。压电装置(100)具有形成有压电振动片(101)、从压电振动片隔着贯通开口(108)而进行配置的框体(105)、支撑部(104),并且具有第1面(Me)和第2面(Mi)的压电框架(10);形成有第1接合面(M1)的盖部(11);具有形成外部电极(125)的实装面(M4)和形成有第2接合面(M2)的底面的基部(12);以环状形成在第1接合面和框体的第1面之间的第1封装材料(LG1);以及以环状形成在第2接合面和框体的第2面之间的第2封装材料(LG2)。另外,第1封装材料及第2封装材料的至少一方形成在框体的贯通开口侧的侧面(M3)。
文档编号H03H9/10GK102403982SQ201110245399
公开日2012年4月4日 申请日期2011年8月22日 优先权日2010年9月16日
发明者高桥岳宽 申请人:日本电波工业株式会社
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