专利名称：振动器件和振荡器的制作方法
技术领域：
本发明涉及将振动片安装在构成于2个基板之间的腔的振动器件和振荡器。
背景技术：
使用石英(水晶)振子的振动器件得到普及。使用石英振子的振动器件小型且相对于温度变化的频率特性稳定，作为便携电话等便携信息终端、其他许多电子器件的定时源而广泛得到利用。近几年，要求更进一步的小型化、振动周期的稳定性。因此，实行将石英振子进一步小型化、通过表面安装法而安装于基板。图3是专利文献I所记载的石英振子(振动器件)的说明图(专利文献I的图1)，图3 (a)是石英振子的剖面图，(b)是除去了金属罩盖53的石英振子的平面图。石英振子由形成有凹部的容器本体51、安装于凹部的底面的石英片52以及设置于凹部的上端并将凹部密闭的金属罩盖53构成。石英片52利用导电性粘接材料58以悬臂状支撑于容器本体51。石英片52具有扁平的长方形，在其表面具备用于使石英片52激振的激振电极56、与激振电极56电连接的第I引出部57a以及与第I引出部57a电连接并设置于石英片52的角部的第2引出部57b。激振电极56以夹着石英片52的方式形成于石英片52的两面。第2引出部57b形成于石英片52的短边的两个角部，一个角部的第2引出部57b与形成于一个表面的激振电极56电连接，另一个角部的第2引出部57b与形成于另一个表面的激振电极56电连接。第2引出部57b经由导电性粘接材料58而与石英端子54电连接，进一步与外部端子55电连接。所以，石英片5 2短边的两个角部由导电性粘接剂58固定于容器本体51，以悬臂状被支撑。专利文献1:日本特开2008 - 109538号公报。在专利文献I的安装方法中，石英片52的短边的2处由导电性粘接剂58固定于容器本体51。在石英片52与容器本体51之间存在热膨胀系数的差的情况下，如果周围温度变化，则应力被施加至该2处固定部之间。因此，相对于温度变化，频率特性劣化。尤其是，在石英片52是进行厚度滑动振动的AT切割石英片的情况下，如果利用导电性粘接剂58来固定石英片52的短边的2处，则相对于周围温度的变化，频率特性的劣化变得显著。另外，这种振动器件为了使空气阻力减少，将容器内保持为真空。然而，如果像专利文献I那样使用导电性粘接材料58，则从该导电性粘接剂58产生气体，所产生的气体导致石英片52的频率特性变动。将导电性粘接剂58加热熔融而将石英片52安装于容器本体51，熔融时导电性粘接剂58扩散，变得难以将石英片52与容器本体51之间的接合面积控制得较小。而且，接合面积扩大，由此，石英片52的振动特性劣化。因此，石英片52的小型化存在界限。此外，由于导电性粘接剂58到固化为止需要时间，因而在将石英片52粘接于容器本体51的期间，石英片52有时候由于自重而倾斜，与封装件接触而阻碍振动。出于这样的理由，为了得到高精度的频率特性，不能采用使用导电性粘接剂58将石英片52安装于容器本体51的方法。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于，抑制相对于周围温度的变化的频率特性的劣化，提供小型且高精度的振动器件。本发明的振动器件，具备基体、接合于所述基体而构成腔的盖体以及容纳于所述腔的振动片，所述振动片具备厚度较厚的中央部和厚度比所述中央部薄的外周部，所述中央部具备用于激发振动的激振电极，所述外周部具备与所述激振电极电连接且厚度比所述激振电极厚的端子电极，所述基体在所述腔侧的表面具备连接部和与所述连接部电连接的布线，所述连接部与所述端子电极连接并以悬臂状支撑所述振动片。另外，所述端子电极，厚度为2000A以上、4000A以下。另外，所述振动片是AT切割石英振动片。另外，所述连接部由金属凸点构成。本发明的振荡器，具备:上述任一个所记载的振动器件和将驱动信号供给至所述振动器件的驱动电路。本发明的振动器件，具备基体、接合于基体而构成腔的盖体以及容纳于腔的振动片，振动片具备厚度较厚的中央部和厚度比中央部薄的外周部，中央部具备用于激发振动的激振电极，外周部具备与激振电极电连接且厚度比激振电极厚的端子电极，基体在腔侧的表面具备连接部和与连接部电连接的布线，连接部与端子电极连接并以悬臂状支撑振动片。由此，即使周围温度变化，频率特性的劣化也较少，能够提供小型且高精度的振动器件。
图1是本发明的第一实施方式所涉及的振动器件的说明图； 图2是本发明的第二实施方式所涉及的振荡器的俯视示意 图3是一直以来公知的石英振子的说明图。
具体实施例方式(第一实施方式)
图1是本发明的第一实施方式所涉及的振动器件I的说明图，图1 (a)是从箭头的方向观看图1 (b)的部分AA的纵剖面时的剖面示意图，图1 (b)是除去了盖体4的振动器件I的俯视不意图。如图1 (a)、(b)所示，振动器件I具备基体3、接合于基体3而构成腔5的盖体4以及容纳于该腔5的振动片6。振动片6具备厚度较厚的中央部7和厚度较薄的外周部8。中央部7在其两面具备用于激发振动的激振电极9a、9b。外周部8具备分别经由布线Ila和布线Ilb而与激振电极9a、9b电连接且厚度比激振电极9a、9b厚的第一和第二端子电极IOaUOb0基体3在腔5侧的表面具备第一和第二连接部12a、12b以及与该第一和第二连接部12a、12b分别电连接的第一和第二布线14a、14b。第一和第二连接部12a、12b与第一和第二端子电极10a、10b分别连接并以悬臂状支撑振动片6。振动片6是中央部7比周围的外周部8厚度更厚的台面型的振动片6。台面型的振动片6在中央部7与外周部8之间谐振频率不同。因此，若支撑外周部8则能够抑制对中央部7的振动造成的支撑部的影响，能够实现小型且高精度的振动器件。台面型的振动片6，通过蚀刻而将外周部8薄型化。可是，通过蚀刻而薄型化的外周部8的表面成为粗糙的表面。如果形成于该外周部8的第一和第二端子电极10a、10b的厚度为与激振电极9a、9b相同的程度，则第一和第二端子电极10a、10b的表面也成为粗糙的表面。在该状态下，即使想要通过倒装焊接(flip chip bonding)而将第一和第二端子电极10a、10b与第一和第二连接部12a、12b连接，连接强度也弱而不能安装振动片6。于是，将第一和第二端子电极10a、10b的厚度形成为比激振电极9a、9b的厚度更厚，使第一和第二端子电极10a、10b的表面更平坦化。例如，将第一和第二端子电极10a、10b的厚度设为2000A以上、4000A以下。由此，能够通过倒装焊接而将第一和第二端子电极10a、10b与第一和第二连接部12a、12b连接。能够进行使用例如金属凸点的倒装焊接，由此，不像使用导电性粘接剂的情况那样由于所产生的气体而导致腔5内的真空度下降且振动特性劣化。另外，如果作为第一和第二连接部12a、12b而使用金属凸点，则不像导电性粘接剂那样接合面积扩大。而且，在倒装焊接中，由于第 一和第二连接部12a、12b迅速地固化，因而没有振动片6倾斜与基体3或盖体4接触而阻碍振动的情况。具体地说明。如图1 (a)和(b)所示，振动片6具有扁平的长方形，厚度比外周部8厚的中央部7也具有长方形的形状。中央部7在盖体4侧的表面具备激振电极％，在基体3侧的背面具备激振电极9a。外周部8在振动片6的左边和上边的角部的基体3侧的表面具备第一端子电极10a，在左边和下边的角部的基体3侧的表面具备第二端子电极10b。第一和第二端子电极10a、IOb与形成在中央部7的两面的激振电极9a、9b分别经由布线11a、Ilb而电连接。此外，第一和第二端子电极10a、10b绕过外周部8的左边端面也形成于盖体4侧的表面,但形成于外周部8的基体3侧的表面的第一和第二端子电极10a、10b的厚度形成为比激振电极9a、9b的厚度更厚。基体3在其盖体4侧的表面具备第一和第二连接部12a、12b以及与第一和第二连接部12a、12b分别电连接的第一和第二布线14a、14b。第一连接部12a设置于俯视时具有长方形的腔5的左边和上边的角部附近，第二连接部12b设置于腔5的左边和下边的角部附近，第一布线14a从腔5的左边和上边的角部附近延伸设置至上边和右边的角部附近，第二布线14b设置于腔5的左边和下边的角部附近。基体3在基体3的右边和上边的角部附近具备与第一布线14a电连接的第一贯通电极15a，在左边和下边的角部附近具备与第二布线14b电连接的第二贯通电极15b。基体3在与盖体4相反的一侧的背面的右边附近具备与第一贯通电极15a电连接的外部端子16a，在左边附近具备与第二贯通电极15b电连接的外部端子16b。作为第一和第二贯通电极15a、15b，能够使用FeNi合金。如果使用FeNi合金，则能够得到高的气密性。作为外部端子16a、16b,能够通过镀敷处理而形成Au/Ni。结果，夕卜部端子16a经由第一贯通电极15a、第一布线14a、第一连接部12a、第一端子电极IOa以及布线Ila而与激振电极9a电连接，外部端子16b经由第二贯通电极15b、第二布线14b、第二连接部12b、第二端子电极IOb以及布线Ilb而与激振电极9b电连接。盖体4经由例如铝的接合材料13而利用阳极接合来接合于基体3。被盖体4和基体3包围的腔5维持真空。在此，振动片6能够使用AT切割石英片。通过使用AT切割石英片，从而能够将振动器件小型化。AT切割石英片能够通过光刻和蚀刻法从AT切割石英板个个地切出。作为基体3或盖体4能够使用陶瓷材料，例如氧化铝陶瓷。另外，能够使用玻璃材料，以代替陶瓷材料。如果使用玻璃材料，则能够将热膨胀系数设为与振动片6相同的程度，能够使温度变化所导致的频率特性的劣化进一步降低。第一和第二连接部12a、12b能够使用金属凸点，例如金(Au)凸点。在中央部7和外周部8形成有Au和Cr的层叠构造的电极,对此进行构图而形成激振电极9a、9b、布线11a、Ilb以及第一和第二端子电极10a、10b。在电极沉积时，在将电极沉积于中央部7的形成有激振电极9a、9b的区域和外周部8的形成有布线IlaUlb的区域之后，对中央部7(和形成有布线IlaUlb的区域)进行掩蔽，在外周部8追加沉积金属膜。作为激振电极9a、9b和布线I la、11b，将例如Au/Cr的2层膜形成为大致1500A，作为第一和第二端子电极10a、10b，将Au/Cr的2层膜形成为2000A以上、4200A以下。然后，通过倒装焊接而将振动片6安装于基体3的第一和第二连接部12a、12b。此外，对金属膜而言，在膜厚和表面粗糙度的关系中，到2000A为止表面粗糙度增力口。这是因为，膜形成面的粗糙度，即本申请中的振动片6的外周部8表面的粗糙度被转印，随着膜厚增加，表面粗糙度增加。由于外周部8通过蚀刻而形成，因而表面粗糙度大。在该状态下，即使想要通过倒装焊接而将第一和第二端子电极10a、10b与第一和第二连接部12a、12b连接，连接强度也弱而不能安装振动片6。此时，金属膜本身的表面粗糙度，例如起因于金属膜的粒度的表面粗糙度增加，但外周部8的表面的粗糙度的转印变小。如果将金属膜的膜厚形成为2000A以上，则表面粗糙度变小。这是因为，通过使金属膜的膜厚增加，从而金属膜形成面不依存于外周部8表面的粗糙度，金属膜形成导致的平坦化取得进展。这样，在2000A以上的情况下，表面粗糙度逐渐地变小。进而，如果膜厚从4000A增加，则表面粗糙度变大。这是因为，由于使金属膜的厚度增加而没能保持平坦度。因此，更优选，夕卜周部8的金属膜的膜厚形成为2000A以上、4200A以下。但是，激振电极9a、9b形成为比第一和第二端子电极10a、10b的厚度更薄。由此，第一和第二端子电极10a、10b的表面平坦化，而倒装焊接变得容易，激振电极9a、9b薄，因而对中央部7的振动造成的影响得到抑制，即使周围温度变化，频率特性 的劣化也较少，能够提供小型且高精度的振动器件。如果将金属凸点使用于第一和第二连接部12a、12b，则能够将保持振动片6的保持部的面积形成为比使用导电性粘接剂的情况更小。金属凸点不像导电性粘接材料那样随时间推移而产生气体。因此，不因所产生的气体而导致频率特性变动。另外，与使用导电性粘接材料的情况相比较，第一和第二连接部12a、12b在短时间内固化，没有振动片6因自重而倾斜与基体3接触而阻碍振动的情况。盖体4和基体3能够经由例如铝膜的接合材料13而利用阳极接合来接合。在真空中进行阳极接合，能够将腔5内维持为真空。在本实施方式中，由于通过倒装焊接而将振动片6安装于基体3，因而能够较小地构成振动器件I的外形。例如，能够将振动片6的中央部7的厚度设为大致40 u m，将外周部8的厚度设为大致30 u m，将腔5的厚度设为大致0.1mm,将基体3的厚度设为0.2mnT0.3mm,将盖体4的厚度设为0.1mnT0.2mm，将振动器件I的整体的厚度设为0.W0.5mm。另外，能够将振动器件I的宽度方向(y方向)的幅度形成为1.2mnT2.5_，将长度方向(x方向)的幅度形成为1.6mnT3.2mm的大小。(第二实施方式)图2是本发明的第二实施方式所涉及的振荡器2的俯视示意图。本第二实施方式将上述第一实施方式的振动器件I装入而构成振荡器2。如图2所示，振荡器2具备基板43、设置于该基板上的振动器件1、集成电路41以及电子零件42。振动器件I基于施加至外部端子的驱动信号而生成一定频率的信号，集成电路41和电子零件42处理从振动器件I供给的一定频率的信号，生成时钟信号等基准信号。本发明所涉及的振动器件1，由于能够高可靠性地且小型地形成，因而能够更紧凑地构成振荡器2的整体。 附图标记说明
I振动器件；2振荡器；3基体；4盖体；5腔；6振动片；7中央部；8外周部；9a、9b激振电极；IOa第一端子电极；IOb第二端子电极；lla、llb布线；12a第一连接部；12b第二连接部；13接合材料；14a第一布线；14b第二布线；15a第一贯通电极；15b第二贯通电极；16a、16b外部端 子。
权利要求
1.一种振动器件，具备基体、接合于所述基体而构成腔的盖体以及容纳于所述腔的振动片， 所述振动片具备厚度较厚的中央部和厚度比所述中央部薄的外周部， 所述中央部具备用于激发振动的激振电极， 所述外周部具备与所述激振电极电连接且厚度比所述激振电极厚的端子电极， 所述基体在所述腔侧的表面具备连接部和与所述连接部电连接的布线， 所述连接部与所述端子电极连接并以悬臂状支撑所述振动片。
2.如权利要求1所述的振动器件，其中，所述端子电极厚度为2000A以上、4000A以下。
3.如权利要求1或2所述的振动器件，其中，所述振动片是AT切割石英振动片。
4.如权利要求广3的任一项所述的振动器件，其中，所述连接部由金属凸点构成。
5.—种振荡器,具备: 权利要求1所述的振动器件；和 将驱动信号供给至所述·振动器件的驱动电路。
全文摘要
本发明提供相对于周围温度的变化而频率特性劣化较少的小型振动器件。本发明的振动器件具备基体、接合于基体而构成腔的盖体以及容纳于腔的振动片。振动片具备厚度较厚的中央部和厚度较薄的外周部，中央部具备用于激发振动的激振电极，外周部具备与激振电极电连接且厚度比激振电极厚的第一和第二端子电极。在基体的表面具备第一和第二连接部，第一和第二连接部与第一和第二端子电极连接并以悬臂状支撑振动片。由此，实现以非常小的接合面积支撑振动片且相对于温度变化的频率特性的劣化较少的小型的振动器件。
文档编号H03H3/04GK103248331SQ20131004879
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月7日 优先权日2012年2月10日
发明者吉田宜史 申请人:精工电子有限公司