JP2005039344A - 圧電振動片の接合方法および圧電デバイスとその製造方法ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器 - Google Patents
圧電振動片の接合方法および圧電デバイスとその製造方法ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、電極部を短絡させずに、十分な接合強度を得られるように圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する方法と、圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器を提供すること。
【解決手段】絶縁材料で形成された基板４６に設けた電極部３１，３１に対して、圧電振動片３２の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部３３，３３を接合する接合方法であって、前記基板側の各電極部３１，３１に対して、導電性接着剤４３を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向Ｙに沿って、小さな塗布径Ｂ１で、複数箇所に塗布し、前記導電性接着剤を介して、前記基板側と前記圧電振動片とを接合する。
【選択図】 図４
【解決手段】絶縁材料で形成された基板４６に設けた電極部３１，３１に対して、圧電振動片３２の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部３３，３３を接合する接合方法であって、前記基板側の各電極部３１，３１に対して、導電性接着剤４３を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向Ｙに沿って、小さな塗布径Ｂ１で、複数箇所に塗布し、前記導電性接着剤を介して、前記基板側と前記圧電振動片とを接合する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する方法とこの圧電振動片を基板に接合し、この基板を含むパッケージを蓋体で封止した圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
図１２は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略平面図、図１３は図１２のＡ−Ａ線断面図である（特許文献１参照）。
これらの図において、圧電デバイス１は、パッケージ２の内部に、圧電振動片３を収容している。パッケージ２はこの場合、絶縁材料を浅い箱状に形成したもので、内部に圧電振動片３を収容固定した後で、蓋体４により封止されるようになっている。
【０００３】
パッケージ２は、セラミックのグリーンシートでなる複数の基板を成形して積層し、焼結することにより形成されており、パッケージ２の内側には、成形時に材料を除去して形成した孔を設けることにより、図示するように圧電振動片３を収容する空間Ｓ１を形成している。
【０００４】
圧電振動片３は、例えば水晶をエッチングすることにより、矩形の板状に形成された所謂ＡＴカット振動片で構成されており、表面には駆動用の励振電極７が形成されている。そして、圧電発振器の一端部には、励振電極７と接続された接続用電極部７ａ，７ａが形成されている。これら励振電極７および接続電極部７ａ，７ａは、圧電振動片３の表裏に設けられている。
この圧電振動片３は、基部３ａの箇所がパッケージ２の内部空間Ｓ１で、パッケージ側に接合されて、片持ち式に支持されている。
【０００５】
具体的には、パッケージ２の基板２ａの表面にパッケージ底面に設けた実装電極部（図示せず）と接続された電極部５，５が形成されており、この電極部５，５と圧電振動片３の基部３ａに設けた接続電極部７ａ，７ａが接合されている。
つまり、電極部５、５の表面に対して、導電性接着剤６，６を塗布し、その上に圧電振動片３の基部３ａを載置して、導電性接着剤６，６が硬化されている。
この場合、特に圧電振動片３の接合強度を確保するために、導電性接着剤６，６は、圧電振動片３の短辺側端面３ｂと、長辺側端面３ｃ，３ｃに回り込んで、付着するようにされている。
【０００６】
これに対して、図１４は、パッケージ２内に設けられる電極部５，５の間に溝８を形成した例を示している（特許文献２参照）。
溝８を形成することにより、近接して配置される電極部５，５がはみ出した導電性接着剤により、短絡されることを極力防止しようとするものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−７７６５６
【特許文献２】特開平７−２４０６５３号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１２および図１３の構造においては、圧電振動片３の接合強度を確保するために、導電性接着剤６，６は、圧電振動片３の短辺側端面３ｂと、長辺側端面３ｃ，３ｃに回り込んで、付着するようにしているため、導電性接着剤６，６が、圧電振動片３の短辺方向にはみ出し、互いに接触すると、短絡を生じるおそれがある。
これに対して、図１４の構造を採用すると、パッケージの底部に溝を設けることになり、パッケージ２の強度が不足するおそれがある。このためパッケージ２の底部の厚みを厚くすると、圧電デバイス全体が大きくなってしまい、小型化の要請に反することとなる。
【０００９】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、電極部を短絡させずに、十分な接合強度を得られるように圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する方法と、圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第１の発明によれば、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合方法であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布し、前記導電性接着剤を介して、前記基板側と前記圧電振動片とを接合する、圧電振動片の接合方法により、達成される。
【００１１】
第１の発明の構成によれば、圧電振動片の複数の接続電極部は、近接して設けられていることから、前記基板側の電極部に接合用の導電性接着剤を塗布するに際して、前記接続電極部が近接して配置されている方向と交叉する方向に沿って、該導電性接着剤を小さな塗布径で、複数箇所並べるように塗布する。塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。導電性接着剤を複数箇所塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
かくして、本発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、電極部を短絡させずに、十分な接合強度を得られるように圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する方法を提供することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の構成において、 前記基板側の電極部が前記配置方向と交叉する方向に沿って長く形成されており、前記電極部の長さ方向に沿って前記導電性接着剤を小さな塗布径で、複数箇所塗布することを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、前記基板側の電極部を、圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向に沿って、長くするように設ければ、導電性接着剤を基板側の電極部の長さ方向に複数回に分けて塗布しやすい。
【００１３】
上記目的は、第３の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合方法であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布し、前記導電性接着剤を介して、前記基板側と前記圧電振動片とを接合する、圧電振動片の接合方法により、達成される。
第３の発明の構成によれば、圧電振動片の複数の接続電極部は、近接して設けられていることから、前記基板側の電極部に接合用の導電性接着剤を塗布するに際して、前記接続電極部が近接して配置されている方向と交叉する方向に沿って、該導電性接着剤を引き延ばすように塗布することで、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。導電性接着剤を引き延ばし塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明の構成において、 前記基板側の電極部が前記配置方向と交叉する方向に沿って長く形成されており、前記電極部の長さ方向に沿って前記導電性接着剤を引き延ばすことを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、前記基板側の電極部を、圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向に沿って、長くするように設ければ、導電性接着剤を基板側の電極部の長さ方向に引き延ばして塗布しやすい。
【００１５】
また、上記目的は、第５の発明にあっては、 圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、前記塗布された導電性接着剤の上に、前記圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合工程と、前記パッケージを気密に封止する工程とを含んでおり、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布する、圧電デバイスの製造方法により、達成される。
第５の発明の構成によれば、圧電デバイスを製造するために、前記した塗布工程と、接合工程と、封止工程を順番に実行する。そして、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布するようにした。これにより、塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。導電性接着剤を複数箇所塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
【００１６】
また、上記目的は、第６の発明にあっては、 圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、前記塗布された導電性接着剤の上に、前記圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合工程と、前記パッケージを気密に封止する工程とを含んでおり、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布する、圧電デバイスの製造方法により、達成される。
第６発明の構成によれば、圧電デバイスを製造するために、前記した塗布工程と、接合工程と、封止工程を順番に実行する。そして、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばして塗布するようにした。これにより、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。そして、導電性接着剤を引き延ばす方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
【００１７】
また、上記目的は、第７の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、達成される。
第７の発明の構成によれば、この発明の圧電デバイスは、圧電振動片を接合する上で、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布して、接合されている。これにより、塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度が確保されている。また、導電性接着剤を複数箇所塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することが防止されている。
【００１８】
さらに、上記目的は、第８の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、達成される。
第８の発明の構成によれば、この発明の圧電デバイスは、圧電振動片を接合する上で、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばして塗布して、接合されている。これにより、接合面積を増大させ、接合強度が確保されている。また、導電性接着剤を引き延ばして塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することが防止されている。
【００１９】
さらにまた、上記目的は、第９の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、携帯電話装置により、達成される。
【００２０】
また、上記目的は、第１０の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、電子機器により、達成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の圧電デバイスの第１の実施の形態を示しており、図１はその概略平面図、図２は図１のＢ−Ｂ線概略断面図である。
図において、圧電デバイス３０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス３０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。パッケージ３６は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。
【００２２】
すなわち、この実施形態では、パッケージ３６は、図２に示すように、第１の基板４５と第２の基板４６と第３２の基板４７とを積層して形成されており、第３の基板４７の内側の材料を除去することで、内部空間Ｓ２のスペースを形成している。この内部空間Ｓ２が圧電振動片を収容するための収容空間である。このパッケージ３６を形成するための第２の基板４６が本発明の「基板」に相当する。
ここで、本実施形態では、箱状のパッケージ３６を形成して、圧電振動片３２を収容するようにしているが、例えば、基板である第１の基板４５に圧電振動片３２を接合し、厚みの薄い箱状のリッドないしは蓋体をかぶせて封止する構成としてもよい。
【００２３】
パッケージ３６の内部空間Ｓ２内の図において左端部付近において、内部空間Ｓ２に露出して内側底部を構成する第１の基板４５には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部３１，３１が設けられている。
この電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。具体的には、例えば、第１の基板４５の底面に実装電極部を形成し（図示せず）、この実装電極部と電極部３１，３１を、第２の基板４６の焼成前に後述するタングステンメタライズ等を利用して形成した導電スルーホール等で接続することができる。これら第２の基板４６の電極部３１，３１は、パッケージ３６の概略平面図である図４に示すように、Ｘ方向に近接して並んでいる。
【００２４】
この各電極部３１，３１の上に導電性接着剤４３，４３が塗布され、この導電性接着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１の幅方向両端部に設けた接続電極部３３，３３が載置されて、導電性接着剤４３，４３が硬化されるようになっている。
【００２５】
圧電振動片３２は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形態の場合、圧電振動片３２は、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。
すなわち、圧電振動片３２は、パッケージ３６側と後述するようにして固定される基部５１と、この基部５１を基端として、図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
各振動腕３４，３５には、それぞれ長さ方向に延びる溝４４，４４を有している。この各溝４４，４４は、図１のＣ−Ｃ線切断端面図である図３に示されているように、各振動腕３４，３５の表裏両面に形成されている。
【００２６】
また、圧電振動片３２の基部５１の端部（図１では左端部）の幅方向両端付近には、上述したように、パッケージ３６の電極部３１，３１と接続するための接続電極部３３，３３が形成されている。各接続電極部３３，３３は、圧電振動片３２の基部５１の表裏に設けられている。また、これら接続電極部３３，３３は、圧電振動片３２の幅方向である図１のＸ方向に隣接して配置されている。このため、接続電極部３３，３３は圧電振動片３２のきわめて狭い幅方向に並んでいるために、互いに近接している。
また、接続電極部３３，３３と接合される第２の基板４６の電極部３１，３１も図１のＸ方向に近接して並んでいる。これらの各接続電極部３３，３３は、各振動腕３４，３５の溝４４，４４内に設けた励振電極と接続されている。すなわち、図３に示すように、圧電振動片の各振動腕３４，３５にはそれぞれの側面と溝４４内とに、互いに異極となる励振電極３１ａ，３１ｂが形成されている。図１の圧電振動片３２の２つの接続電極部３３，３３は、一方が励振電極３１ａに、他方が励振電極３１ｂに対して接続されている。これにより、接続電極部３３，３３から、励振電極３１ａ，３１ｂに駆動電圧が印加されることにより、各振動腕３４，３５内で電界が適切に形成され、振動腕３４，３５の各先端部３４ａ，３５ａが互いに接近したり離間したりするように駆動されて、所定の周波数で振動する。
【００２７】
パッケージ３６の圧電振動片３２の先端寄りの底部には、第２の基板４６の一部を除去することによって、凹部４８が形成されている。これにより、外部から衝撃が加えられた場合に、図２に示すように、圧電振動片３２の先端が矢印Ｄ方向に振れた際に、底部に衝突することが回避できるようにされている。このため、圧電デバイス３０の耐衝撃性が向上されている。
【００２８】
パッケージ３６の開放された上端には、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。蓋体３９は、パッケージ３６に封止固定した後で、図２に示すように、外部からレーザ光ＬＢを圧電振動片３２の金属被覆部もしくは励振電極の一部（図示せず）に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料，特に、薄板ガラスにより形成されている。
蓋体３９として適するガラス材料としては、例えば、ダウンドロー法により製造される薄板ガラスとして、例えば、硼珪酸ガラスが使用される。
【００２９】
図４は、パッケージ３６の概略平面図である。
図において、基板である第２の基板４６に形成される電極部３１，３１は、例えば、第２の基板４６の表面に配置される下地層としてのタングステン（Ｗ）メタライズと、タングステンメタライズの上に順次設けられるニッケル（Ｎｉ）メッキ層、金（Ａｕ）メッキ層を有している。
【００３０】
また、図４において、パッケージ３６の内部空間Ｓ２の幅方向（Ｘ方向）の寸法Ｗ１は、小さい場合には０．５ｍｍ程度であり、大きくても１．０ｍｍ程度である。そして、電極部３１，３１は、小型に形成したパッケージ３６の幅方向の寸法Ｗ１の制約から、Ｘ方向に近接して並んで配置されており、その間隔Ｗ２は０．０５ｍｍないし０．３０ｍｍ程度である。
そして、電極部３１，３１は、好ましくはＹ方向に長い形態とされており、接合のための面積をできるだけ大きくしている。つまり、各電極部３１，３１は、短絡を防止する観点から、Ｘ方向に大きくできないので、必要な面積をＹ方向に長くすることで確保するようにされていると好ましい。
【００３１】
図５は、圧電デバイス３０の製造方法の一例を示すフローチャート、図６は図５の製造方法における圧電振動片の接合工程（接合方法）の第１の実施形態を示すフローチャートである。
図５において、図１および図２で説明したパッケージ３６を上述した方法により、用意しておき、さらに、上述した構造の圧電振動片３２と、蓋体３９を製造しておく。
次いで、図４に示すように、パッケージ３６側の電極部３１，３１に導電性接着剤４３，４３を塗布し（ＳＴ１１）（塗布工程）、その上に図２に示されているように、圧電振動片３２の基部５１を載置し、導電性接着剤４３を硬化させることにより、圧電振動片３２接合する、所謂マウント工程を実行する（ＳＴ１２）（接合工程）。
【００３２】
続いて、図１および図２で説明したように、パッケージ３６に対して、真空雰囲気において、封止材３６ａを介して蓋体３９を接合し、パッケージ３６を気密に封止する（ＳＴ１３）。
そして、図２で説明したように、透明な蓋体３９を介して、外部からレーザ光ＬＢを圧電振動片３２の金属被覆部もしくは励振電極の一部（図示せず）に照射して、質量削減方式により周波数調整を行う（ＳＴ１４）。
最後に、必要な検査を行い（ＳＴ１５）、圧電デバイス３０が完成する。
【００３３】
ここで、上述したＳＴ１２のマウント工程ともいう圧電振動片３２の接合工程は、図７に示す塗布装置６０を用いて、図６のフローチャートに示す手順で行う。
先ず、図７の塗布装置６０の移動可能なシリンジ６１の先端部６１ａに導電性接着剤を吐出する（ＳＴ２１）。導電性接着剤４３，４３としては、例えば、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を使用することができる。この実施形態では、塗布工程における導電性接着剤４３の粘性は溶剤の種類や分量を調節することにより１０ｃｐないし４０ｃｐ程度とされている。
【００３４】
そして、シリンジ６１は先端部６１ａに吐出した導電性接着剤４３を付着した状態で、図７の矢印Ｅ方向に下降し、電極部３１の上に導電性接着剤４３ａとして塗布する。この場合、導電性接着剤４３ａは、この実施形態における圧電デバイスに使用されるパッケージのサイズにおいて、従来行われていた導電性接着剤の塗布径よりも小さくされている。すなわち、従来の導電性接着剤の塗布径は、最も小さくても０．４ｍｍ程度であるが、本実施形態における塗布径Ｂ１は、それより小さく、０．１ｍｍ＜Ｂ１＜０．４ｍｍ程度である。
【００３５】
次いで、シリンジ６１は、矢印Ｅ方向と反対の方向に上昇し（ＳＴ２３）、先端部６１ａに導電性接着剤を吐出し（ＳＴ２４）、矢印Ｆの方向、すなわちＹ方向に僅かに移動させて、シリンジ６１が矢印Ｅ方向に下降して、電極部３１の上に導電性接着剤４３ｂとして塗布する（ＳＴ２６）。この導電性接着剤４３ｂの塗布径は、導電性接着剤４３ａの塗布径Ｂ１と同じである。このようにして、少なくとも２回以上、上述の塗布動作を繰り返し、シリンジ６１は上昇し（ＳＴ２７）、塗布作業が終了する（ＳＴ２８）。
【００３６】
このように、上述の実施形態によれば、電極部３１，３１に接合用の導電性接着剤４３を塗布するに際して、圧電振動片３２の接続電極部３３，３３が近接して配置されている方向である図１のＸと交叉する図７のＹ方向に沿って、導電性接着剤４３ａ，４３ｂとして、小さな塗布径Ｂ１で、複数箇所並べるように塗布するようにしている。この場合、塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度を確保することができる。しかも、複数箇所塗布する方向Ｙを図１に示すように、圧電振動片３２の複数の接続電極３３，３３が近接して配置される方向Ｘと交叉する方向、すなわち、図示の場合、直交する方向とすることにより、導電性接着剤４３がはみ出して、隣接する電極部３１，３１どうしが短絡することを防止することができる。
したがって、本実施形態によれば、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容する圧電デバイス３０の小型化を実現しつつ、電極部３２，３２を短絡させずに、十分な接合強度を得られるように圧電振動片３２をパッケージ３６側に接合することができる。
【００３７】
図８は、圧電デバイス３０の圧電振動片３２の接合方法の第２の実施形態を説明する概略平面図であり、図示した構成以外は、第１の実施形態と同じであり、第１の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。図９は、第２の実施形態に係る接合方法に対応したフローチャートである。
【００３８】
図８において、第２の実施形態が、第１の実施形態と異なっているのは、導電性接着剤４３―１の塗布方法である。
図９において、図７で説明したのと同じ塗布装置６０を用いて、先ず、シリンジ６１の先端部６１ａに導電性接着剤を吐出する（ＳＴ３１）。導電性接着剤４３，４３としては、例えば、第１の実施形態で使用したものと同じものが使用できる。シリンジ６１は先端部６１ａに吐出した導電性接着剤４３を付着した状態で、図７の矢印Ｅ方向に下降し、電極部３１の上に導電性接着剤を塗布する。その塗布径は、図７のＢ１と同じである。つまり、この塗布径Ｂ１を小さくすることで、図８のＸ方向に導電性接着剤が大きくはみ出すことがなく、電極部３１，３１を短絡することが有効に防止される。
【００３９】
次いで、シリンジ６１は、上昇せず、導電性接着剤の塗布位置のまま、水平に図７の矢印Ｆ方向に所定距離移動する（ＳＴ３３）。この移動距離は、電極部３１のＹ方向の寸法よりも小さいと好ましい。そして、シリンジ６１は上昇し（ＳＴ３４）、塗布作業が終了する（ＳＴ３５）。
このように、第２の実施形態によれば、電極部３１，３１に接合用の導電性接着剤４３―１を塗布するに際して、圧電振動片３２の接続電極部３３，３３が近接して配置されている方向である図１のＸと交叉する図７のＹ方向に沿って、引き延ばすように塗布することで、接合面積を増大させ、接合強度を確保することができる。しかも、導電性接着剤を引き延ばす方向Ｙを図１に示すように、圧電振動片３２の複数の接続電極部３３，３３が近接して配置される方向Ｘと交叉する方向、すなわち、図示の場合、直交する方向とすることにより、導電性接着剤４３がはみ出して、隣接する電極部３１，３１どうしを短絡することを防止することができる。
【００４０】
図１０は、圧電デバイス３０の変形例である圧電デバイス７０を示している。図１０において、図１および図２と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
この変形例では、電極部３１―１の厚みＤ１が、特に厚く形成されており、例えば、１５ないし６０μｍ程度である。すなわち、電極部３１−１は、第１層３１ａの上に、同じ材料で第２層３１ｂが形成されており、その分、図２の場合よりも電極部３１―１の厚みが厚くなるようにされている。これにより、上述した製造工程において、導電性接着剤４３を塗布した際には、電極部３１―１の表面は、パッケージ３６底部と厚みＤ１の分だけ離れることになり、導電性接着剤４３の硬化前のたれ込みと、それにともなう電極部３１―１どうしの短絡を防止することができる。
【００４１】
図１１は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１を備えている。
ＣＰＵ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段（メモリ）３０３の制御を行うようになっている。このため、ＣＰＵ３０１には、圧電デバイス３０が取り付けられて、その出力周波数をＣＰＵ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このＣＰＵ３０１に取付けられる圧電デバイス３０は、圧電デバイス３０等単体でなくても、圧電デバイス３０等と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【００４２】
ＣＰＵ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、ＣＰＵ３０１からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００４３】
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電振動片３２の接合構造と、この接合構造を有する圧電デバイス３０を利用することにより、パッケージを小型に形成しても、圧電振動片に破損が生じないので、正確なクロック信号を生成することができる。
【００４４】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、パッケージや箱状の蓋体に被われるようにして、内部に圧電振動片を収容するものであれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電デバイスの実施形態を示す概略平面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ線概略断面図。
【図３】図１のＣ−Ｃ線概略端面図。
【図４】図１のパッケージの概略平面図。
【図５】図１の圧電デバイスの製造方法の実施形態を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施形態の圧電デバイスの製造工程の要部である圧電振動片の接合方法の第１の実施形態を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態としての圧電振動片の接合方法に用いる導電性接着剤の塗布装置の概略構成を示す図。
【図８】図１のパッケージの概略平面図であり、導電性接着剤の別の塗布方法に対応した図。
【図９】本発明の実施形態の圧電デバイスの製造工程の要部である圧電振動片の接合方法の第２の実施形態を示すフローチャート。
【図１０】図１の圧電デバイスの変形例を示す概略断面図。
【図１１】本発明の実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図１２】従来の圧電デバイスの一例を示す概略平面図。
【図１３】図１２の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断面図。
【図１４】従来の圧電デバイスのパッケージの構造例を示す要部の図。
【符号の説明】
３０・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動片、３４，３５・・・振動腕、３１，３１・・・電極部、３３，３３・・・接続電極部、３６・・・パッケージ、４３，４３・・・導電性接着剤、４５・・・第１の基板（基板）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する方法とこの圧電振動片を基板に接合し、この基板を含むパッケージを蓋体で封止した圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
図１２は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略平面図、図１３は図１２のＡ−Ａ線断面図である（特許文献１参照）。
これらの図において、圧電デバイス１は、パッケージ２の内部に、圧電振動片３を収容している。パッケージ２はこの場合、絶縁材料を浅い箱状に形成したもので、内部に圧電振動片３を収容固定した後で、蓋体４により封止されるようになっている。
【０００３】
パッケージ２は、セラミックのグリーンシートでなる複数の基板を成形して積層し、焼結することにより形成されており、パッケージ２の内側には、成形時に材料を除去して形成した孔を設けることにより、図示するように圧電振動片３を収容する空間Ｓ１を形成している。
【０００４】
圧電振動片３は、例えば水晶をエッチングすることにより、矩形の板状に形成された所謂ＡＴカット振動片で構成されており、表面には駆動用の励振電極７が形成されている。そして、圧電発振器の一端部には、励振電極７と接続された接続用電極部７ａ，７ａが形成されている。これら励振電極７および接続電極部７ａ，７ａは、圧電振動片３の表裏に設けられている。
この圧電振動片３は、基部３ａの箇所がパッケージ２の内部空間Ｓ１で、パッケージ側に接合されて、片持ち式に支持されている。
【０００５】
具体的には、パッケージ２の基板２ａの表面にパッケージ底面に設けた実装電極部（図示せず）と接続された電極部５，５が形成されており、この電極部５，５と圧電振動片３の基部３ａに設けた接続電極部７ａ，７ａが接合されている。
つまり、電極部５、５の表面に対して、導電性接着剤６，６を塗布し、その上に圧電振動片３の基部３ａを載置して、導電性接着剤６，６が硬化されている。
この場合、特に圧電振動片３の接合強度を確保するために、導電性接着剤６，６は、圧電振動片３の短辺側端面３ｂと、長辺側端面３ｃ，３ｃに回り込んで、付着するようにされている。
【０００６】
これに対して、図１４は、パッケージ２内に設けられる電極部５，５の間に溝８を形成した例を示している（特許文献２参照）。
溝８を形成することにより、近接して配置される電極部５，５がはみ出した導電性接着剤により、短絡されることを極力防止しようとするものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−７７６５６
【特許文献２】特開平７−２４０６５３号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１２および図１３の構造においては、圧電振動片３の接合強度を確保するために、導電性接着剤６，６は、圧電振動片３の短辺側端面３ｂと、長辺側端面３ｃ，３ｃに回り込んで、付着するようにしているため、導電性接着剤６，６が、圧電振動片３の短辺方向にはみ出し、互いに接触すると、短絡を生じるおそれがある。
これに対して、図１４の構造を採用すると、パッケージの底部に溝を設けることになり、パッケージ２の強度が不足するおそれがある。このためパッケージ２の底部の厚みを厚くすると、圧電デバイス全体が大きくなってしまい、小型化の要請に反することとなる。
【０００９】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、電極部を短絡させずに、十分な接合強度を得られるように圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する方法と、圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第１の発明によれば、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合方法であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布し、前記導電性接着剤を介して、前記基板側と前記圧電振動片とを接合する、圧電振動片の接合方法により、達成される。
【００１１】
第１の発明の構成によれば、圧電振動片の複数の接続電極部は、近接して設けられていることから、前記基板側の電極部に接合用の導電性接着剤を塗布するに際して、前記接続電極部が近接して配置されている方向と交叉する方向に沿って、該導電性接着剤を小さな塗布径で、複数箇所並べるように塗布する。塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。導電性接着剤を複数箇所塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
かくして、本発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容する圧電デバイスの小型化を実現しつつ、電極部を短絡させずに、十分な接合強度を得られるように圧電振動片を絶縁材料でなる基体に接合する方法を提供することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の構成において、 前記基板側の電極部が前記配置方向と交叉する方向に沿って長く形成されており、前記電極部の長さ方向に沿って前記導電性接着剤を小さな塗布径で、複数箇所塗布することを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、前記基板側の電極部を、圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向に沿って、長くするように設ければ、導電性接着剤を基板側の電極部の長さ方向に複数回に分けて塗布しやすい。
【００１３】
上記目的は、第３の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合方法であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布し、前記導電性接着剤を介して、前記基板側と前記圧電振動片とを接合する、圧電振動片の接合方法により、達成される。
第３の発明の構成によれば、圧電振動片の複数の接続電極部は、近接して設けられていることから、前記基板側の電極部に接合用の導電性接着剤を塗布するに際して、前記接続電極部が近接して配置されている方向と交叉する方向に沿って、該導電性接着剤を引き延ばすように塗布することで、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。導電性接着剤を引き延ばし塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明の構成において、 前記基板側の電極部が前記配置方向と交叉する方向に沿って長く形成されており、前記電極部の長さ方向に沿って前記導電性接着剤を引き延ばすことを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、前記基板側の電極部を、圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向に沿って、長くするように設ければ、導電性接着剤を基板側の電極部の長さ方向に引き延ばして塗布しやすい。
【００１５】
また、上記目的は、第５の発明にあっては、 圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、前記塗布された導電性接着剤の上に、前記圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合工程と、前記パッケージを気密に封止する工程とを含んでおり、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布する、圧電デバイスの製造方法により、達成される。
第５の発明の構成によれば、圧電デバイスを製造するために、前記した塗布工程と、接合工程と、封止工程を順番に実行する。そして、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布するようにした。これにより、塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。導電性接着剤を複数箇所塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
【００１６】
また、上記目的は、第６の発明にあっては、 圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、前記塗布された導電性接着剤の上に、前記圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合工程と、前記パッケージを気密に封止する工程とを含んでおり、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布する、圧電デバイスの製造方法により、達成される。
第６発明の構成によれば、圧電デバイスを製造するために、前記した塗布工程と、接合工程と、封止工程を順番に実行する。そして、前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばして塗布するようにした。これにより、接合面積を増大させ、接合強度を確保する。そして、導電性接着剤を引き延ばす方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することを防止することができる。
【００１７】
また、上記目的は、第７の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、達成される。
第７の発明の構成によれば、この発明の圧電デバイスは、圧電振動片を接合する上で、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布して、接合されている。これにより、塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度が確保されている。また、導電性接着剤を複数箇所塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することが防止されている。
【００１８】
さらに、上記目的は、第８の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、達成される。
第８の発明の構成によれば、この発明の圧電デバイスは、圧電振動片を接合する上で、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばして塗布して、接合されている。これにより、接合面積を増大させ、接合強度が確保されている。また、導電性接着剤を引き延ばして塗布する方向を圧電振動片の複数の接続電極が近接して配置される方向と交叉する方向とすることにより、導電性接着剤がはみ出して、隣接する電極どうしを短絡することが防止されている。
【００１９】
さらにまた、上記目的は、第９の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、携帯電話装置により、達成される。
【００２０】
また、上記目的は、第１０の発明にあっては、絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、電子機器により、達成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の圧電デバイスの第１の実施の形態を示しており、図１はその概略平面図、図２は図１のＢ−Ｂ線概略断面図である。
図において、圧電デバイス３０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス３０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。パッケージ３６は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。
【００２２】
すなわち、この実施形態では、パッケージ３６は、図２に示すように、第１の基板４５と第２の基板４６と第３２の基板４７とを積層して形成されており、第３の基板４７の内側の材料を除去することで、内部空間Ｓ２のスペースを形成している。この内部空間Ｓ２が圧電振動片を収容するための収容空間である。このパッケージ３６を形成するための第２の基板４６が本発明の「基板」に相当する。
ここで、本実施形態では、箱状のパッケージ３６を形成して、圧電振動片３２を収容するようにしているが、例えば、基板である第１の基板４５に圧電振動片３２を接合し、厚みの薄い箱状のリッドないしは蓋体をかぶせて封止する構成としてもよい。
【００２３】
パッケージ３６の内部空間Ｓ２内の図において左端部付近において、内部空間Ｓ２に露出して内側底部を構成する第１の基板４５には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部３１，３１が設けられている。
この電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。具体的には、例えば、第１の基板４５の底面に実装電極部を形成し（図示せず）、この実装電極部と電極部３１，３１を、第２の基板４６の焼成前に後述するタングステンメタライズ等を利用して形成した導電スルーホール等で接続することができる。これら第２の基板４６の電極部３１，３１は、パッケージ３６の概略平面図である図４に示すように、Ｘ方向に近接して並んでいる。
【００２４】
この各電極部３１，３１の上に導電性接着剤４３，４３が塗布され、この導電性接着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１の幅方向両端部に設けた接続電極部３３，３３が載置されて、導電性接着剤４３，４３が硬化されるようになっている。
【００２５】
圧電振動片３２は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形態の場合、圧電振動片３２は、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。
すなわち、圧電振動片３２は、パッケージ３６側と後述するようにして固定される基部５１と、この基部５１を基端として、図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
各振動腕３４，３５には、それぞれ長さ方向に延びる溝４４，４４を有している。この各溝４４，４４は、図１のＣ−Ｃ線切断端面図である図３に示されているように、各振動腕３４，３５の表裏両面に形成されている。
【００２６】
また、圧電振動片３２の基部５１の端部（図１では左端部）の幅方向両端付近には、上述したように、パッケージ３６の電極部３１，３１と接続するための接続電極部３３，３３が形成されている。各接続電極部３３，３３は、圧電振動片３２の基部５１の表裏に設けられている。また、これら接続電極部３３，３３は、圧電振動片３２の幅方向である図１のＸ方向に隣接して配置されている。このため、接続電極部３３，３３は圧電振動片３２のきわめて狭い幅方向に並んでいるために、互いに近接している。
また、接続電極部３３，３３と接合される第２の基板４６の電極部３１，３１も図１のＸ方向に近接して並んでいる。これらの各接続電極部３３，３３は、各振動腕３４，３５の溝４４，４４内に設けた励振電極と接続されている。すなわち、図３に示すように、圧電振動片の各振動腕３４，３５にはそれぞれの側面と溝４４内とに、互いに異極となる励振電極３１ａ，３１ｂが形成されている。図１の圧電振動片３２の２つの接続電極部３３，３３は、一方が励振電極３１ａに、他方が励振電極３１ｂに対して接続されている。これにより、接続電極部３３，３３から、励振電極３１ａ，３１ｂに駆動電圧が印加されることにより、各振動腕３４，３５内で電界が適切に形成され、振動腕３４，３５の各先端部３４ａ，３５ａが互いに接近したり離間したりするように駆動されて、所定の周波数で振動する。
【００２７】
パッケージ３６の圧電振動片３２の先端寄りの底部には、第２の基板４６の一部を除去することによって、凹部４８が形成されている。これにより、外部から衝撃が加えられた場合に、図２に示すように、圧電振動片３２の先端が矢印Ｄ方向に振れた際に、底部に衝突することが回避できるようにされている。このため、圧電デバイス３０の耐衝撃性が向上されている。
【００２８】
パッケージ３６の開放された上端には、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。蓋体３９は、パッケージ３６に封止固定した後で、図２に示すように、外部からレーザ光ＬＢを圧電振動片３２の金属被覆部もしくは励振電極の一部（図示せず）に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料，特に、薄板ガラスにより形成されている。
蓋体３９として適するガラス材料としては、例えば、ダウンドロー法により製造される薄板ガラスとして、例えば、硼珪酸ガラスが使用される。
【００２９】
図４は、パッケージ３６の概略平面図である。
図において、基板である第２の基板４６に形成される電極部３１，３１は、例えば、第２の基板４６の表面に配置される下地層としてのタングステン（Ｗ）メタライズと、タングステンメタライズの上に順次設けられるニッケル（Ｎｉ）メッキ層、金（Ａｕ）メッキ層を有している。
【００３０】
また、図４において、パッケージ３６の内部空間Ｓ２の幅方向（Ｘ方向）の寸法Ｗ１は、小さい場合には０．５ｍｍ程度であり、大きくても１．０ｍｍ程度である。そして、電極部３１，３１は、小型に形成したパッケージ３６の幅方向の寸法Ｗ１の制約から、Ｘ方向に近接して並んで配置されており、その間隔Ｗ２は０．０５ｍｍないし０．３０ｍｍ程度である。
そして、電極部３１，３１は、好ましくはＹ方向に長い形態とされており、接合のための面積をできるだけ大きくしている。つまり、各電極部３１，３１は、短絡を防止する観点から、Ｘ方向に大きくできないので、必要な面積をＹ方向に長くすることで確保するようにされていると好ましい。
【００３１】
図５は、圧電デバイス３０の製造方法の一例を示すフローチャート、図６は図５の製造方法における圧電振動片の接合工程（接合方法）の第１の実施形態を示すフローチャートである。
図５において、図１および図２で説明したパッケージ３６を上述した方法により、用意しておき、さらに、上述した構造の圧電振動片３２と、蓋体３９を製造しておく。
次いで、図４に示すように、パッケージ３６側の電極部３１，３１に導電性接着剤４３，４３を塗布し（ＳＴ１１）（塗布工程）、その上に図２に示されているように、圧電振動片３２の基部５１を載置し、導電性接着剤４３を硬化させることにより、圧電振動片３２接合する、所謂マウント工程を実行する（ＳＴ１２）（接合工程）。
【００３２】
続いて、図１および図２で説明したように、パッケージ３６に対して、真空雰囲気において、封止材３６ａを介して蓋体３９を接合し、パッケージ３６を気密に封止する（ＳＴ１３）。
そして、図２で説明したように、透明な蓋体３９を介して、外部からレーザ光ＬＢを圧電振動片３２の金属被覆部もしくは励振電極の一部（図示せず）に照射して、質量削減方式により周波数調整を行う（ＳＴ１４）。
最後に、必要な検査を行い（ＳＴ１５）、圧電デバイス３０が完成する。
【００３３】
ここで、上述したＳＴ１２のマウント工程ともいう圧電振動片３２の接合工程は、図７に示す塗布装置６０を用いて、図６のフローチャートに示す手順で行う。
先ず、図７の塗布装置６０の移動可能なシリンジ６１の先端部６１ａに導電性接着剤を吐出する（ＳＴ２１）。導電性接着剤４３，４３としては、例えば、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を使用することができる。この実施形態では、塗布工程における導電性接着剤４３の粘性は溶剤の種類や分量を調節することにより１０ｃｐないし４０ｃｐ程度とされている。
【００３４】
そして、シリンジ６１は先端部６１ａに吐出した導電性接着剤４３を付着した状態で、図７の矢印Ｅ方向に下降し、電極部３１の上に導電性接着剤４３ａとして塗布する。この場合、導電性接着剤４３ａは、この実施形態における圧電デバイスに使用されるパッケージのサイズにおいて、従来行われていた導電性接着剤の塗布径よりも小さくされている。すなわち、従来の導電性接着剤の塗布径は、最も小さくても０．４ｍｍ程度であるが、本実施形態における塗布径Ｂ１は、それより小さく、０．１ｍｍ＜Ｂ１＜０．４ｍｍ程度である。
【００３５】
次いで、シリンジ６１は、矢印Ｅ方向と反対の方向に上昇し（ＳＴ２３）、先端部６１ａに導電性接着剤を吐出し（ＳＴ２４）、矢印Ｆの方向、すなわちＹ方向に僅かに移動させて、シリンジ６１が矢印Ｅ方向に下降して、電極部３１の上に導電性接着剤４３ｂとして塗布する（ＳＴ２６）。この導電性接着剤４３ｂの塗布径は、導電性接着剤４３ａの塗布径Ｂ１と同じである。このようにして、少なくとも２回以上、上述の塗布動作を繰り返し、シリンジ６１は上昇し（ＳＴ２７）、塗布作業が終了する（ＳＴ２８）。
【００３６】
このように、上述の実施形態によれば、電極部３１，３１に接合用の導電性接着剤４３を塗布するに際して、圧電振動片３２の接続電極部３３，３３が近接して配置されている方向である図１のＸと交叉する図７のＹ方向に沿って、導電性接着剤４３ａ，４３ｂとして、小さな塗布径Ｂ１で、複数箇所並べるように塗布するようにしている。この場合、塗布箇所を複数にすることで、接合面積を増大させ、接合強度を確保することができる。しかも、複数箇所塗布する方向Ｙを図１に示すように、圧電振動片３２の複数の接続電極３３，３３が近接して配置される方向Ｘと交叉する方向、すなわち、図示の場合、直交する方向とすることにより、導電性接着剤４３がはみ出して、隣接する電極部３１，３１どうしが短絡することを防止することができる。
したがって、本実施形態によれば、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容する圧電デバイス３０の小型化を実現しつつ、電極部３２，３２を短絡させずに、十分な接合強度を得られるように圧電振動片３２をパッケージ３６側に接合することができる。
【００３７】
図８は、圧電デバイス３０の圧電振動片３２の接合方法の第２の実施形態を説明する概略平面図であり、図示した構成以外は、第１の実施形態と同じであり、第１の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。図９は、第２の実施形態に係る接合方法に対応したフローチャートである。
【００３８】
図８において、第２の実施形態が、第１の実施形態と異なっているのは、導電性接着剤４３―１の塗布方法である。
図９において、図７で説明したのと同じ塗布装置６０を用いて、先ず、シリンジ６１の先端部６１ａに導電性接着剤を吐出する（ＳＴ３１）。導電性接着剤４３，４３としては、例えば、第１の実施形態で使用したものと同じものが使用できる。シリンジ６１は先端部６１ａに吐出した導電性接着剤４３を付着した状態で、図７の矢印Ｅ方向に下降し、電極部３１の上に導電性接着剤を塗布する。その塗布径は、図７のＢ１と同じである。つまり、この塗布径Ｂ１を小さくすることで、図８のＸ方向に導電性接着剤が大きくはみ出すことがなく、電極部３１，３１を短絡することが有効に防止される。
【００３９】
次いで、シリンジ６１は、上昇せず、導電性接着剤の塗布位置のまま、水平に図７の矢印Ｆ方向に所定距離移動する（ＳＴ３３）。この移動距離は、電極部３１のＹ方向の寸法よりも小さいと好ましい。そして、シリンジ６１は上昇し（ＳＴ３４）、塗布作業が終了する（ＳＴ３５）。
このように、第２の実施形態によれば、電極部３１，３１に接合用の導電性接着剤４３―１を塗布するに際して、圧電振動片３２の接続電極部３３，３３が近接して配置されている方向である図１のＸと交叉する図７のＹ方向に沿って、引き延ばすように塗布することで、接合面積を増大させ、接合強度を確保することができる。しかも、導電性接着剤を引き延ばす方向Ｙを図１に示すように、圧電振動片３２の複数の接続電極部３３，３３が近接して配置される方向Ｘと交叉する方向、すなわち、図示の場合、直交する方向とすることにより、導電性接着剤４３がはみ出して、隣接する電極部３１，３１どうしを短絡することを防止することができる。
【００４０】
図１０は、圧電デバイス３０の変形例である圧電デバイス７０を示している。図１０において、図１および図２と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
この変形例では、電極部３１―１の厚みＤ１が、特に厚く形成されており、例えば、１５ないし６０μｍ程度である。すなわち、電極部３１−１は、第１層３１ａの上に、同じ材料で第２層３１ｂが形成されており、その分、図２の場合よりも電極部３１―１の厚みが厚くなるようにされている。これにより、上述した製造工程において、導電性接着剤４３を塗布した際には、電極部３１―１の表面は、パッケージ３６底部と厚みＤ１の分だけ離れることになり、導電性接着剤４３の硬化前のたれ込みと、それにともなう電極部３１―１どうしの短絡を防止することができる。
【００４１】
図１１は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１を備えている。
ＣＰＵ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段（メモリ）３０３の制御を行うようになっている。このため、ＣＰＵ３０１には、圧電デバイス３０が取り付けられて、その出力周波数をＣＰＵ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このＣＰＵ３０１に取付けられる圧電デバイス３０は、圧電デバイス３０等単体でなくても、圧電デバイス３０等と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【００４２】
ＣＰＵ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、ＣＰＵ３０１からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００４３】
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電振動片３２の接合構造と、この接合構造を有する圧電デバイス３０を利用することにより、パッケージを小型に形成しても、圧電振動片に破損が生じないので、正確なクロック信号を生成することができる。
【００４４】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、パッケージや箱状の蓋体に被われるようにして、内部に圧電振動片を収容するものであれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電デバイスの実施形態を示す概略平面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ線概略断面図。
【図３】図１のＣ−Ｃ線概略端面図。
【図４】図１のパッケージの概略平面図。
【図５】図１の圧電デバイスの製造方法の実施形態を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施形態の圧電デバイスの製造工程の要部である圧電振動片の接合方法の第１の実施形態を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態としての圧電振動片の接合方法に用いる導電性接着剤の塗布装置の概略構成を示す図。
【図８】図１のパッケージの概略平面図であり、導電性接着剤の別の塗布方法に対応した図。
【図９】本発明の実施形態の圧電デバイスの製造工程の要部である圧電振動片の接合方法の第２の実施形態を示すフローチャート。
【図１０】図１の圧電デバイスの変形例を示す概略断面図。
【図１１】本発明の実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図１２】従来の圧電デバイスの一例を示す概略平面図。
【図１３】図１２の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断面図。
【図１４】従来の圧電デバイスのパッケージの構造例を示す要部の図。
【符号の説明】
３０・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動片、３４，３５・・・振動腕、３１，３１・・・電極部、３３，３３・・・接続電極部、３６・・・パッケージ、４３，４３・・・導電性接着剤、４５・・・第１の基板（基板）。
Claims (10)
- 絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合方法であって、
前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布し、
前記導電性接着剤を介して、前記基板側と前記圧電振動片とを接合する
ことを特徴とする、圧電振動片の接合方法。 - 前記基板側の電極部が前記配置方向と交叉する方向に沿って長く形成されており、前記電極部の長さ方向に沿って前記導電性接着剤を小さな塗布径で、複数箇所塗布することを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片の接合方法。
- 絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合方法であって、
前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布し、
前記導電性接着剤を介して、前記基板側と前記圧電振動片とを接合する
ことを特徴とする、圧電振動片の接合方法。 - 前記基板側の電極部が前記配置方向と交叉する方向に沿って長く形成されており、前記電極部の長さ方向に沿って前記導電性接着剤を引き延ばすことを特徴とする請求項３に記載の圧電振動片の接合方法。
- 圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布された導電性接着剤の上に、前記圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合工程と、
前記パッケージを気密に封止する工程と
を含んでおり、
前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布する
ことを特徴とする、圧電デバイスの製造方法。 - 圧電振動片を収容するためのパッケージの基板に設けた電極部に対して、導電性接着剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布された導電性接着剤の上に、前記圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合する接合工程と、
前記パッケージを気密に封止する工程と
を含んでおり、
前記塗布工程においては、前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤を、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布する
ことを特徴とする、圧電デバイスの製造方法。 - 絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、
前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている
ことを特徴とする、圧電デバイス。 - 絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスであって、
前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、引き延ばすようにして塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている
ことを特徴とする、圧電デバイス。 - 絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、
前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする、携帯電話装置。 - 絶縁材料で形成された基板に設けた電極部に対して、圧電振動片の端部に互いに近接して設けた複数の接続電極部を接合することにより、前記基板を含むパッケージに前記圧電振動片を収容するようにした圧電デバイスを利用した電子機器であって、
前記基板側の各電極部に対して、導電性接着剤が、前記圧電振動片側の前記複数の接続電極部が近接して配置されている配置方向と交叉する方向に沿って、小さな塗布径で、複数箇所に塗布されており、この導電性接着剤が硬化されることにより、前記圧電振動片が接合されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする、電子機器。
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