JP3824356B2

JP3824356B2 - How to hold quartz crystal resonator element

Info

Publication number: JP3824356B2
Application number: JP25253396A
Authority: JP
Inventors: 茂樹小尾; 秀仁内田; 成紀早川
Original assignee: River Eletec Corp
Current assignee: River Eletec Corp
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1996-09-25
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JPH1098349A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は段差が設けられた基板と、段差の上面に接着剤によって一端が固定され、他端がフリーとなっている水晶振動片の保持方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の圧電素子、圧電発振器、圧電フィルタ等として広く用いられている表面実装型の水晶振動子として、従来図６に示したようなものが知られている。これは、内部の両側に肩面１ａ，１ｂを有するパッケージベース２と、一方の肩面１ａに形成された電極部３と、パッケージベース２の両肩面１ａ、１ｂ間に掛け渡された水晶振動片４と、掛け渡された後に水晶振動片４の一端４ａを電極部３に固着する導電性接着剤５と、パッケージべース２内を気密封止する平板状のキャップ７とからなる。
【０００３】
このような構成からなる水晶振動子にあっては、水晶振動片４の一端４ａが固定されているだけで他端４ｂ側がフリーとなっているため、水晶振動片４の両端を固定した場合に比べて、パッケージベース２へ固定することによる水晶振動片４内に発生する応力を抑えることができ、性能の向上が可能である。しかし、水晶振動片４の他端４ｂがパッケージベース２の肩面１ｂに常時接触していることから、水晶振動片４内部の応力を完全に除くことができなかった。
【０００４】
そこで、従来にあっては図７に示したように、水晶振動片４の一端４ａを導電性接着剤５によって片面１ａに固定する際に水晶振動片４の他端４ｂとパッケージベース２の肩面１ｂとの間にスペーサ６を挟み込み、導電性接着剤５を硬化させた後にスペーサ６を取り除き、図８に示したように水晶振動片４の他端４ｂを完全にフリーにしたものがあった（類似の技術として特開平８−１８６４５７がある）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記水晶振動片４の保持構造では、スペーサ６を挟み込んだり取り除いたりするための作業が必要となる他、スペーサ６を取り除く際に水晶振動片４を破損させる虞れがあり品質管理上も問題があった。また、水晶振動片４とキャップ７との間にはある程度のクリアランスｈ１が必要となるが、水晶振動子４の他端４ｂを片面１ｂから離間させている分、水晶振動子を十分に薄型化することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明はスペーサ等を用いることなく簡単な製造工程で水晶振動片を片持ち支持すると共に、出来上がった水晶振動子のより薄型化を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る水晶振動片の保持方法は、基板上に設けられた段差の上面に水晶振動片の一端を接着剤によって固定し、他端をフリーにした平板状の水晶振動片の保持方法において、上記基板の段差上面に接着剤を塗布する工程と、この接着剤の上に水晶振動片の一端を載せ置くと共に段差の上面角部と下面との間に水晶振動片を斜めに配置する工程と、前記接着剤を固化させて水晶振動片の一端を固定する工程とからなり、前記接着剤が固化する際の接着剤の硬化収縮によって前記上面角部を支点として水晶振動片の他端を段差の下面から僅かに離間させたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に基づいて水晶振動子及び本発明に係る水晶振動片の保持方法を詳細に説明する。この実施例に係る水晶振動子は、図１及び図２に示したように、矩形状のパッケージベース１０と、このパッケージベース１０内に傾斜した状態で収納された平板状の水晶振動片１１と、この水晶振動片１１の上方を被覆して内部を気密封止するキャップ１２とで構成される。基板としてのパッケージベース１０は箱形をしており、内部底面１３とその周りを取り囲む周壁１４とで内部空間を形成している。また、内部底面１３の一辺側には段差部１５が形成され、この段差部１５の上面には一対の電極部１６ａ，１６ｂが形成されている。そして、この電極部１６ａ，１６ｂ上に塗布された導電性接着剤１７を介して水晶振動片１１が片持ち支持されるが、水晶振動片１１は段差部１５の上面と内部底面１３との間に傾斜した状態で載置される。また、この実施例では水晶振動片１１の一端１１ａが前記導電性接着剤１７に固定されており、他端１１ｂが内部底面１３と僅かに離間してフリー状態になっている。パッケージベース１０の内部底面１３と段差部１５の上面との間の寸法ｄは、０．０５〜０．５ｍｍ程度が適当であり、また水晶振動片１１の他端１１ｂと内部底面１３との離間距離ｋは極めて微小なものであり、最大でも寸法ｄ未満となる。
【００１０】
なお、パッケージベース１０の上面には接着剤を介してキャップ１２が被せられて内部空間を気密封止するが、水晶振動片１１の他端１１ｂ側が下方に傾斜している分、他端１１ｂとキャップ１２との間のクリアランスｈ２に余裕ができ、パッケージをより薄型化することができる。また、上記実施例では基板として箱型のパッケージベース１０を利用した場合について説明したが、本発明における基板の形状は何ら限定されるものではない。
【００１１】
次に、上記水晶振動片１１の保持方法について説明する。図３乃至図５は保持方法の工程を示したものである。パッケージベース１０は、上述したように、内部底面１３の一辺側に段差部１５を有し、その上面に電極部１６ａ，１６ｂを備える。第１の工程では図３に示したように、上記電極部１６ａ，１６ｂの上に導電性接着剤１７が塗布される。塗布方法はスクリーン印刷やエアー圧等により動作するディスペンサを使用するなど種々の方法を採ることができる。
【００１２】
第２の工程では、図４に示したように、導電性接着剤１７が塗布された電極部１６ａ，１６ｂ上に水晶振動片１１の一端１１ａを載置し、一方水晶振動片１１の他端１１ｂをパッケージベース１０の内部底面１３上に載置し、水晶振動片１１を傾斜した状態におく。そのため、水晶振動片１１の一端１１ａの近傍では、図５に示したように段差部１５の上面角部１８に当接した状態となる。
【００１３】
第３の工程では上記水晶振動片１１が載置されたパッケージベース１０をキュア炉に入れて導電性接着剤１７を硬化させる。この導電性接着剤１７は、エポキシ系の熱硬化性接着剤であるため硬化する際に分子間の架橋反応による収縮を伴う。そして、その際の導電性接着剤１７の収縮量は水晶振動片１１と電極部１６ａ，１６ｂとの間に介在する導電性接着剤１７の厚みｔに比例するので、図５に示したように、上面角部１８から離れるに従って次第に厚みｔが増していくと、端部の方が収縮量が大きくなり、図５に示したように、水晶振動片１１は上端角部１８での接触部分を支点として反時計方向へ僅かに回転する。水晶振動片１１の回転によって、パッケージベース１０の内部底面１３に接触していた水晶振動片１１の他端１１ｂが僅かに持ち上がり、図２に示したようにパッケージベース１０の間に隙間１９ができる。そして、キュア炉から出して導電性接着剤１７の硬化が完了すると前記図２の状態が保たれ、水晶振動子１１の他端１１ｂが完全にフリーとなる。なお、導電性接着剤１７の収縮率は、導電性接着剤１７が固有の値を持っているので、導電性接着剤１７の種類、塗布量の多少によって前記隙間１９の大きさを調整することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る本発明の水晶振動片の保持方法によれば、上述のように導電性接着剤が硬化する時の収縮を利用することで水晶振動片を片持ち支持することができるので、製造工程が極めて簡単であると共に、水晶振動子の薄型化が容易に達成できることになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水晶振動子の一実施例を示す断面斜視図である。
【図２】上記水晶振動子の断面図である。
【図３】接着剤塗布工程を示す断面図である。
【図４】水晶振動片の載置工程を示す断面図である。
【図５】導電性接着剤の収縮による水晶振動片の回転を示す説明図である。
【図６】従来の水晶振動子の一例を示す断面図である。
【図７】従来の水晶振動子の他の例を示したスペーサを挟んだ時の断面図である。
【図８】上記従来の水晶振動子においてスペーサを取り除いた時の断面図である。
【符号の説明】
１０パッケージベース
１１水晶振動片
１３内部底面
１５段差部
１７導電性接着剤
１９隙間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate provided with a step, and a method for holding a crystal vibrating piece in which one end is fixed to an upper surface of the step by an adhesive and the other end is free.
[0002]
[Prior art]
As a surface-mount type crystal resonator widely used as various piezoelectric elements, piezoelectric oscillators, piezoelectric filters, etc., the one shown in FIG. 6 has been known. This is because a package base 2 having shoulder surfaces 1a and 1b on both sides of the inside, an electrode portion 3 formed on one shoulder surface 1a, and a crystal spanned between both shoulder surfaces 1a and 1b of the package base 2. The vibrating piece 4 is composed of a conductive adhesive 5 for fixing one end 4a of the quartz crystal vibrating piece 4 to the electrode portion 3 after being stretched, and a flat cap 7 for hermetically sealing the inside of the package base 2. .
[0003]
In the crystal resonator having such a configuration, only one end 4a of the crystal vibrating piece 4 is fixed and the other end 4b side is free. Therefore, when both ends of the crystal vibrating piece 4 are fixed, In comparison, the stress generated in the crystal vibrating piece 4 due to fixing to the package base 2 can be suppressed, and the performance can be improved. However, since the other end 4b of the crystal vibrating piece 4 is always in contact with the shoulder surface 1b of the package base 2, the stress inside the crystal vibrating piece 4 cannot be completely removed.
[0004]
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 7, when the one end 4 a of the crystal vibrating piece 4 is fixed to the one surface 1 a by the conductive adhesive 5, the other end 4 b of the crystal vibrating piece 4 and the shoulder of the package base 2. In some cases, the spacer 6 is sandwiched between the surface 1b, the conductive adhesive 5 is cured, the spacer 6 is removed, and the other end 4b of the crystal vibrating piece 4 is completely free as shown in FIG. (A similar technique is disclosed in JP-A-8-186457).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the holding structure for the quartz crystal vibrating piece 4 requires an operation for inserting and removing the spacer 6 and may cause damage to the quartz crystal vibrating piece 4 when the spacer 6 is removed. There was a problem. In addition, a certain amount of clearance h1 is required between the quartz crystal resonator element 4 and the cap 7, but the crystal oscillator is sufficiently thinned by separating the other end 4b of the crystal oscillator 4 from the one surface 1b. I couldn't.
[0006]
Therefore, the present invention aims at cantilevering the quartz crystal vibrating piece in a simple manufacturing process without using a spacer or the like, and at the same time reducing the thickness of the finished quartz crystal resonator.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for holding a quartz crystal resonator element comprising: a flat plate crystal resonator element in which one end of a crystal oscillator piece is fixed to an upper surface of a step provided on a substrate by an adhesive and the other end is free. In the holding method, an adhesive is applied to the upper surface of the step of the substrate, one end of the crystal vibrating piece is placed on the adhesive, and the crystal vibrating piece is inclined between the upper surface corner and the lower surface of the step. And a step of solidifying the adhesive to fix one end of the crystal vibrating piece, and the crystal vibrating piece using the upper surface corner as a fulcrum by curing shrinkage of the adhesive when the adhesive is solidified. The other end is slightly spaced from the lower surface of the step.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a crystal resonator and a method for holding a crystal resonator element according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the crystal resonator according to this embodiment includes a rectangular package base 10, and a flat plate crystal resonator element 11 housed in an inclined state in the package base 10. The cap 12 covers the upper part of the crystal vibrating piece 11 and hermetically seals the inside. A package base 10 as a substrate has a box shape, and an internal space is formed by an inner bottom surface 13 and a peripheral wall 14 surrounding the periphery. Further, a step portion 15 is formed on one side of the inner bottom surface 13, and a pair of electrode portions 16 a and 16 b are formed on the upper surface of the step portion 15. The crystal vibrating piece 11 is cantilevered via the conductive adhesive 17 applied on the electrode portions 16 a and 16 b, and the crystal vibrating piece 11 is interposed between the upper surface of the step portion 15 and the inner bottom surface 13. Placed in an inclined state. In this embodiment, one end 11a of the crystal vibrating piece 11 is fixed to the conductive adhesive 17, and the other end 11b is slightly separated from the inner bottom surface 13 to be in a free state. The dimension d between the inner bottom surface 13 of the package base 10 and the upper surface of the step portion 15 is suitably about 0.05 to 0.5 mm, and the distance between the other end 11b of the crystal vibrating piece 11 and the inner bottom surface 13 is appropriate. The distance k is extremely small and is at most less than the dimension d.
[0010]
Note that the upper surface of the package base 10 is covered with a cap 12 via an adhesive to hermetically seal the internal space, but the other end 11b of the crystal vibrating piece 11 is inclined downward, A clearance h2 between the cap 12 and the cap 12 can be provided, and the package can be made thinner. Moreover, although the case where the box-shaped package base 10 is used as the substrate has been described in the above embodiment, the shape of the substrate in the present invention is not limited at all.
[0011]
Next, a method for holding the crystal vibrating piece 11 will be described. 3 to 5 show the steps of the holding method. As described above, the package base 10 has the step portion 15 on one side of the inner bottom surface 13, and includes the electrode portions 16 a and 16 b on the upper surface thereof. In the first step, as shown in FIG. 3, a conductive adhesive 17 is applied on the electrode portions 16a and 16b. Various application methods can be employed, such as using a dispenser that operates by screen printing or air pressure.
[0012]
In the second step, as shown in FIG. 4, one end 11 a of the crystal vibrating piece 11 is placed on the electrode portions 16 a and 16 b coated with the conductive adhesive 17, while the other end of the crystal vibrating piece 11 is placed. 11b is placed on the inner bottom surface 13 of the package base 10, and the crystal vibrating piece 11 is placed in an inclined state. Therefore, in the vicinity of the one end 11a of the crystal vibrating piece 11, the state comes into contact with the upper surface corner 18 of the step 15 as shown in FIG.
[0013]
In the third step, the package base 10 on which the crystal vibrating piece 11 is placed is placed in a curing furnace to cure the conductive adhesive 17. Since the conductive adhesive 17 is an epoxy thermosetting adhesive, it contracts due to a cross-linking reaction between molecules when it is cured. The shrinkage amount of the conductive adhesive 17 at that time is proportional to the thickness t of the conductive adhesive 17 interposed between the crystal vibrating piece 11 and the electrode portions 16a and 16b, and as shown in FIG. As the thickness t gradually increases as the distance from the top corner 18 increases, the amount of contraction at the end increases, and as shown in FIG. Slightly turns counterclockwise as a fulcrum. The rotation of the crystal vibrating piece 11 slightly lifts the other end 11b of the crystal vibrating piece 11 that has been in contact with the inner bottom surface 13 of the package base 10, and a gap 19 is formed between the package bases 10 as shown in FIG. . Then, when the conductive adhesive 17 is cured from the curing furnace, the state of FIG. 2 is maintained, and the other end 11b of the crystal unit 11 becomes completely free. In addition, since the conductive adhesive 17 has a specific value for the shrinkage rate of the conductive adhesive 17, the size of the gap 19 should be adjusted according to the type of conductive adhesive 17 and the amount of coating. Can do.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for holding a quartz vibrating piece of the present invention according to claim 1 , the quartz vibrating piece is cantilevered by utilizing the contraction when the conductive adhesive is cured as described above. Therefore, the manufacturing process is extremely simple, and the quartz resonator can be easily made thin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing an embodiment of a crystal resonator according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the crystal resonator.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an adhesive application process.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of placing a crystal vibrating piece.
FIG. 5 is an explanatory view showing rotation of a quartz crystal vibrating piece due to contraction of a conductive adhesive.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a conventional crystal resonator.
FIG. 7 is a cross-sectional view when a spacer showing another example of a conventional crystal unit is sandwiched.
FIG. 8 is a cross-sectional view when the spacer is removed from the conventional crystal unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Package base 11 Crystal vibrating piece 13 Internal bottom face 15 Step part 17 Conductive adhesive 19 Crevice

Claims

基板上に設けられた段差の上面に水晶振動片の一端を接着剤によって固定し、他端をフリーにした平板状の水晶振動片の保持方法において、
上記基板の段差上面に接着剤を塗布する工程と、この接着剤の上に水晶振動片の一端を載せ置くと共に段差の上面角部と下面との間に水晶振動片を斜めに配置する工程と、前記接着剤を固化させて水晶振動片の一端を固定する工程とからなり、
前記接着剤が固化する際の接着剤の硬化収縮によって前記上面角部を支点として水晶振動片の他端を段差の下面から僅かに離間させたことを特徴とする水晶振動片の保持方法。In the holding method of the flat plate-like crystal vibrating piece in which one end of the crystal vibrating piece is fixed to the upper surface of the step provided on the substrate with an adhesive and the other end is free.
A step of applying an adhesive on the upper surface of the step of the substrate, a step of placing one end of the crystal vibrating piece on the adhesive and disposing the crystal vibrating piece obliquely between the upper surface corner and the lower surface of the step; A step of solidifying the adhesive and fixing one end of the quartz crystal vibrating piece,
A method of holding a quartz crystal vibrating piece, wherein the other end of the quartz crystal vibrating piece is slightly spaced from the bottom surface of the step with the upper surface corner as a fulcrum by curing shrinkage of the adhesive when the adhesive is solidified.