JP2011250227A - 圧電デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧電デバイス100Aは、電圧の印加により振動する圧電振動片10と、圧電振動片を収納する凹部121とその凹部の周囲に形成された端面M2とを有する第1板12Aと、封止材SLによって端面に接合して圧電振動片を密閉する第2板11Aとを備える。また、封止材は封止ガラス膜g1、g2、g3と接着剤p1、p2とを含み、封止ガラス膜と接着剤とが端面を周回するように環状に配置される。
【選択図】図2
Description
撃性の点で問題があった。すなわち、ガラス封止はガラスが脆性材なので衝撃に対して破損(破壊)しやすく、蓋体がパッケージベースから外れてしまう問題があった。一方、ガラス封止ではなく、接着剤を使った樹脂封止では空気中の水分が接着剤を通過してパッケージに入って来てしまい、またパッケージ内の真空度を維持できないため、比較的湿気及び温度の高い環境で使用される圧電デバイスには不向きであった。
第3観点の圧電デバイスにおいて、端面の最も凹部側には封止ガラス膜が配置されている。
第7観点の圧電デバイスにおいて、接着剤はポリイミド樹脂であり、ポリイミド樹脂の硬化温度と封止ガラス膜の融点温度とは同じ温度帯域である。
第8観点の圧電デバイスにおいて、第1封止ガラス膜および第2封止ガラス膜は、第1板又は第2板の融点よりも低い低融点ガラスを含む。
第10観点の圧電デバイスにおいて、封止ガラス膜はマスクを使った印刷により形成され、接着剤はフォトリソグラフィにより形成される。
以下の各実施形態において、圧電振動片としてATカットの水晶振動片が使われている。ここで、ATカットの水晶振動片は、主面(YZ面)が結晶軸(XYZ)のY軸に対して、X軸を中心としてZ軸からY軸方向に35度15分傾斜されている。このため、以降の各実施形態ではATカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をX’軸、Y’軸及びZ’軸として用いる。また本明細書の説明としてY’軸方向の高低を、+方向を高く−方向を低いと表現する。
<第1水晶振動子100Aの全体構成>
第1水晶振動子100Aの全体構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。
図1は、第1水晶振動子100Aの分解斜視図である。図2(a)はリッド部11Aとベース部12Aとが接合される前の第1水晶振動子100Aの断面図である。図2(b)はリッド部11Aとベース部12Aとが接合された後の第1水晶振動子100Aの断面図である。
図3は、第1水晶振動子100Aの製造を示したフローチャートである。図3において、水晶振動片10の製造ステップS11と、リッド部11Aの製造ステップS12と、ベース部12Aの製造ステップS13とは別々に並行して行うことができる。また、図4は第1実施形態のリッドウエハ11Wの平面図で、図5は第1実施形態のベースウエハ12Wの平面図である。
図4に示されたように円形の水晶材料で均一平板のリッドウエハ11Wに、リッド110Aが数百から数千個形成される。リッドウエハ11Wの材質が水晶又はガラスであれば、エッチング又は機械加工によりリッド110の中央付近にリッド側凹部111が形成される。リッド側凹部111の周囲には第1端面M1が形成される。
ステップS131では、図5に示されたように円形の水晶材料で均一平板のベースウエハ12Wには、ベース120Aが数百から数千個形成される。ベース側凹部121はエッチング又は機械加工により形成され、同時にスルーホール14がさらに形成される。ベース側凹部121の周囲には第2端面M2が形成される。
図6はリッド部11Bとベース部12Bとが接合された後の第2実施形態の第2水晶振動子100Bの断面図である。なお、第1実施形態と同じ構成要件に対しては同じ符号を付して説明する。
<第3水晶振動子100Cの全体構成>
図7は、第3実施形態の第3水晶振動子100Cの分解斜視図である。図8は第3水晶振動子100Cの断面図であり、(a)はリッド部11Cと、水晶フレーム20と、ベース部12Cとを接合する前の状態で、(b)はリッド部11Cと、水晶フレーム20と、ベース部12Cとを接合した後の状態である。
図9は、第3水晶振動子100Cの製造を示したフローチャートである。図9において、水晶フレーム20の製造ステップP11と、リッド部11Cの製造ステップP12と、ベース部12Cの製造ステップP13とは別々に並行して行うことができる。また図10は、第3実施形態の水晶ウエハ20Wの平面図である。図11は、第3実施形態のベースウエハ32Wの平面図である。リッドウエハ31Wは点線で示したベース貫通穴BHが無い点でベースウエハ32Wと異なる。
ステップP111では、図10に示されたように円形の水晶材料で均一平板に形成された水晶ウエハ20Wに、エッチング又は機械加工により水晶振動部21及び水晶貫通穴CHが形成される。
ステップP114では、仮焼成で接着剤が表面Me及び裏面Miに接合される。
ステップP116では、図10に示されたように水晶ウエハ20Wにおいて各水晶フレーム20の四隅に水晶貫通穴CHがエッチングにより形成される。
ステップP121では、図11に示されたように円形の水晶材料で均一平板に形成されたリッドウエハ31Wに、エッチング又は機械加工により複数のリッド側凹部311が形成される。
ステップP122では、孔版が用いられるスクリーン印刷でリッド部11Cの第1端面M3に封止ガラス膜g1、g2、g3が形成される。
ステップP131では、図11に示されたように円形の水晶材料で均一平板に形成されたベースウエハ32Wに、エッチング又は機械加工により複数のベース側凹部321が形成される。同時に、同じ方法で図11に示された位置にスルーホール14がさらに形成される。
ステップP133では、図11に示されたようにベースウエハ32Wにおいてベース部12Cの四隅にベース貫通穴BHがエッチングにより形成される。
11A〜11C … リッド部
11W、31W … リッドウエハ、 12W、32W … ベースウエハ、 20W … 水晶ウエハ
12A〜12C … ベース部
13 … 導電性接着剤
14 … スルーホール
15 … 外部電極
20 … 水晶フレーム
100A〜100C … 水晶振動子
101 … 水晶片、 102 … 励振電極
110A、110C … リッド
111、311 … リッド側凹部、 112、312 … リッド側突起部
120A、120C … ベース
121、321 … ベース側凹部、 122、322 … ベース側突起部
141 … 接続電極
BH、CH … 貫通穴
CL … カットライン
CT … キャビティ
FM … フィルム
g1〜g6 … 封止ガラス膜
M1、M2、M3、M4 … 端面
p1〜p4 … 接着剤
s1〜s4 … 隙間
Claims (10)
- 電圧の印加により振動する圧電振動片と、
前記圧電振動片を収納する凹部とその凹部の周囲に形成された端面とを有する第1板と、
封止材によって前記端面に接合して前記圧電振動片を密閉する第2板と、を備え、
前記封止材は封止ガラス膜と接着剤とを含み、前記封止ガラス膜と前記接着剤とが前記端面を周回するように環状に配置される圧電デバイス。 - 前記封止ガラス膜と前記接着剤とが前記凹部側から交互に前記端面に環状に配置されている請求項1に記載の圧電デバイス。
- 前記端面の最も前記凹部側には前記封止ガラス膜が配置されている請求項1又は請求項2に記載の圧電デバイス。
- 電圧の印加により振動する圧電振動片と、前記圧電振動片を囲んで前記圧電振動片と一体に形成され一主面と他主面とを含む枠体と、を有する圧電振動板と、
第1封止材によって前記枠体の前記一主面に接合された第1板と、
第2封止材によって前記枠体の他主面に接合され、前記第1板とともに前記圧電振動片を密閉する第2板と、を備え、
前記第1封止材は封止ガラス膜と接着剤とを含み、前記封止ガラス膜と前記接着剤とが前記一主面を周回するように環状に配置され、
前記第2封止材は封止ガラス膜と接着剤とを含み、前記封止ガラス膜と前記接着剤とが前記他主面を周回するように環状に配置される圧電デバイス。 - 前記第1封止材の前記封止ガラス膜と前記接着剤とが前記枠体の前記一主面に前記圧電振動片側から交互に配置され、
前記第2封止材の前記封止ガラス膜と前記接着剤とが前記枠体の前記他主面に前記前記圧電振動片側から交互に配置される請求項4に記載の圧電デバイス。 - 前記第1及び第2封止材における前記枠体の最も前記圧電振動片側には前記封止ガラス膜が配置されている請求項4又は請求項5に記載の圧電デバイス。
- 前記接着剤は、ポリイミド樹脂であり、
前記ポリイミド樹脂の硬化温度と前記封止ガラス膜の融点温度とは同じ温度帯域である請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の圧電デバイス。 - 前記封止ガラス膜は、前記第1板又は前記第2板の融点よりも低い低融点ガラスを含む請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
- 前記封止ガラス膜と前記接着剤との間には、封止ガラス膜および前記接着剤が配置されていない空隙が形成される請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
- 前記封止ガラス膜は、マスクを使った印刷により形成され、前記接着剤はフォトリソグラフィにより形成される請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
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