JP4089149B2

JP4089149B2 - Piezoelectric device

Info

Publication number: JP4089149B2
Application number: JP2000326134A
Authority: JP
Inventors: 秀男遠藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: JP2002135074A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に使用される圧電振動子、圧電発振器やＳＡＷデバイス等の圧電デバイスに関し、特に圧電振動片を片持ち式に支持するパッケージ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、情報通信機器やコンピュータ等のＯＡ機器、民生機器等の様々な電子機器に、例えば電子回路のクロック源としての圧電振動子、圧電振動子とＩＣチップとを同一パッケージ内に封止した発振器やリアルタイムクロックモジュール等の圧電デバイスが広く使用されている。特に最近は、これら電子機器の小型化、薄型化に伴い、圧電デバイスのより一層の小型化・薄型化が要求されると共に、装置の回路基板への実装に適した表面実装型の圧電デバイスが多く採用されている。
【０００３】
図４は、パッケージ１の内部に封止されたＡＴカット水晶振動片２を有する従来の表面実装型圧電振動子の典型例を示している。パッケージ１は、絶縁材料からなるベース３と、その上端に例えばシーム溶接によりシールリング４を介して接合された金属製の蓋５とから構成される。水晶振動片２は、矩形水晶薄板の両面に形成した励振電極６と該励振電極からの引出電極とを有し、その基端部において、各引出電極をベース３表面に設けた接続電極７に整合させて、導電性接着剤８で片持ち式に実装されている。
【０００４】
このような圧電振動片を片持ち式に支持するパッケージ構造では、圧電振動子に落下等の衝撃が加わったときに、圧電振動片の自由端が大きく振れてパッケージ内面に衝突し、欠けや割れ等の破損を生じる虞がある。そこで、ベース３表面の水晶振動片２の先端自由端部付近には、金属材料の蒸着やめっき等のメタライズにより所謂枕部９を任意に形成して、ベース底面との隙間を小さくすることにより、圧電振動片の自由端をベース底面と接触させて、その上下の振れ幅を抑制し、耐衝撃性を向上させる手法が知られている。
【０００５】
同様に耐衝撃性を向上させるために、例えば特開平７−３５４２２８号公報には、パッケージ内部の底面に対向配置した２つの段差の一方に圧電振動片の一端を固定し、かつ自由端を他方の段差から僅かに離隔して片持ち式に固定支持することにより、圧電振動片の上面と蓋の内面との間隔を或る値以下に小さくした圧電振動子の構造が開示されている。また、特開平１０−２３８８２号公報には、傾斜面としたパッケージ内部の底面に圧電振動片を片持ち式に支持し、該傾斜面の上り側と圧電振動片の自由端とが僅かな隙間で離隔されるようにした構成が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように圧電振動片を片持ち式に支持する圧電デバイスは、従来の落下等の衝撃による圧電振動片の破損に加えて、最近は、小型化されるに連れて、例えば携帯電話に搭載されるバイブレータやスピーカのような、同じ電子機器に搭載される別の装置が使用中に生じる機械的振動との共振を起こす虞が生じている。かかる場合には、圧電振動片の自由端部がパッケージ内面に接触する可能性が高くなり、周波数特性の劣化を起こしかねないという問題がある。
【０００７】
これに対し、従来の金属材料からなる枕部やパッケージ内部の段差又は傾斜面により圧電振動片の自由端とパッケージ内面との隙間を小さくした圧電デバイスでは、共振によるパッケージ内面との衝突を十分に吸収することができない。特に、圧電デバイスの小型化・薄型化を図るためには、圧電振動片の自由端が上下に大きく振れてもパッケージ内面と衝突しない十分な隙間を設けることが困難である。
【０００８】
また、圧電デバイスの小型化・薄型化により圧電振動片とパッケージ内面との隙間が小さくなるに連れて、圧電振動片の自由端がパッケージ内面に接触した状態のまま、導電性接着剤で固定される虞があり、そのために圧電振動子の周波数にばらつきが生じたり、周波数特性に悪影響を与えるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、圧電振動片をパッケージ内に片持ち式に支持した圧電デバイスにおいて、より一層の小型化・薄型化への要求に対応しつつ、落下や振動等に対する優れた耐衝撃性を実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的を達成するために、パッケージと、その一方の端部において前記パッケージの内部に片持ち式に実装した圧電振動片とを有し、前記圧電振動片が他方の端部に弾性緩衝体を有することを特徴とする圧電デバイスが提供される。
【００１１】
このように構成することにより、圧電振動片の他方の端部即ち自由端部とパッケージ内面との隙間が小さくなるので、外部からパッケージに作用する衝撃や振動で圧電振動片の自由端部が振れたり振動するときの振れ幅が小さくなる。このため、圧電振動片の自由端部がパッケージ内面に衝突したときの衝撃を小さくすることができ、かつその衝撃を弾性緩衝体で吸収することができ、圧電デバイスの耐衝撃性が大幅に向上する。
【００１２】
また、圧電振動片をパッケージに実装する際に、弾性緩衝体がパッケージ内面に接触した状態で固定しても、その周波数特性に与える影響が少ないので、高い性能安定性及び信頼性が得られる。
【００１３】
或る実施例では、前記パッケージが圧電振動片の実装面に、前記圧電振動片の他方の端部に対応する領域に枕部を有することにより、圧電振動片の他方の端部即ち自由端部とパッケージ内面との隙間をより小さくでき、その振れ幅をより小さくできるので、好ましい。
【００１４】
弾性緩衝体は、硬化後に弾性を有する樹脂接着剤からなり、これを圧電振動片の他方の端部に付着かつ硬化させることにより、従来の製造工程を利用して、比較的簡単で安価に形成することができる。
【００１５】
圧電振動片は厚みすべりモードを主振動とする圧電振動片であることが好ましく、その場合に弾性緩衝体は圧電振動片の励振電極が設けられていない部分に配置することが好ましい。
また、厚電振動片は弾性表面波振動片であることが好ましく、その場合に弾性緩衝体は弾性表面波振動片の電極膜が設けられていない部分に配置することが好ましい。
【００１６】
また、本発明によれば、圧電デバイスはパッケージの内部に実装されたＩＣ素子を更に有するものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した圧電振動子の好適な実施例を概略的に示しており、パッケージ１１内にＡＴカット水晶振動片１２が封止されている。パッケージ１１は、概ね矩形のベース１３と、その上端にシールリング１４を介して、例えばシーム溶接により接合された金属製の蓋１５とから構成される。別の実施例では、金属製の蓋１５をはんだ等の金属ろう材で接合し、又はガラス製の蓋を低融点ガラス等でベース１３上端に接合することができる。
【００１８】
ベース１３は、セラミックス材料の薄板からなる底板部１６とその上にフレーム１７とを積層した概ね矩形箱状の構造を有する。底板部１６の上面には、その一方の端部付近に左右１対の接続電極１８、１８が形成され、かつ底板部表面に形成された配線パターン１９を介してベース１３底面の外部電極２０に電気的に接続されている。これらの電極及び配線パターンは、一般にＷ、Ｍｏ等の金属配線材料をセラミック薄板表面にスクリーン印刷しかつその上にＮｉ、Ａｕをめっきすることにより形成される。
【００１９】
水晶振動片１２は、長方形の水晶薄板からなり、その両面にそれぞれ励振電極２１が形成され、かつ一方の端部即ち基端部には、左右に各励振電極からの引出電極２２、２２が形成されている。水晶振動片１２は、その基端部において各引出電極２２をベース１３の対応する接続電極１８と整合させ、導電性接着剤２３で片持ち式に固定されかつ電気的に接続されている。
【００２０】
本実施例の水晶振動片１２は、その自由端部の一方の角部付近に弾性緩衝体２４が、その上下両面に或る程度の厚さを有するように設けられている。弾性緩衝体２４は、水晶振動片１２の周波数特性に影響を与えないように、励振電極２１が設けられていない水晶部分に配置される。本実施例では、弾性緩衝体２４を前記自由端部の一方の角部に配置したが、想像線２４´で示すように、自由端の中央付近や反対側の角部付近に設けることができ、また２個所以上の位置に設けることもできる。また、水晶振動片１２の自由端部が振れてパッケージ１１内面と接触したときの衝撃は、ベース１３との接触の方が蓋１５との接触よりも大きいと考えられるから、弾性緩衝体２４は少なくとも水晶振動片の下面に設けられていることが必要である。
【００２１】
弾性緩衝体２４は、硬化後に弾性を有しかつより好適には電気的絶縁性を有する、例えばシリコーン系、ウレタン系などの公知の樹脂接着剤で形成することができる。特にＵＶ（紫外）硬化性の樹脂接着剤は、硬化させるための処理が比較的容易であり、水晶基板及び電極膜に何ら影響を与えることなく、所定位置に所望の形態で硬化させることができるので好ましい。
【００２２】
弾性緩衝体２４の形成は、従来工程に従って電極膜を形成した水晶振動片をウエハから切り出した後、適当なノズル手段を用いて個々の水晶振動片の所定個所に前記樹脂接着剤を塗布し、これを紫外線照射等で硬化させることにより、比較的簡単にかつ安価に行うことができる。このようにして弾性緩衝体を設けた水晶振動片１２は、従来と同様に公知の導電性接着剤を用いてベース１３に片持ち式にマウントし、周波数調整を行った後に、窒素雰囲気内で蓋１５をベース１３に接合してパッケージ１内に気密に封止する。
【００２３】
本実施例の水晶振動子は、水晶振動片１２の自由端部とベース１３の実装面及び蓋１５内面との隙間が弾性緩衝体２４の厚さ分だけ小さくなる。このため、これを搭載した電子機器の落下による衝撃や、該電子機器に搭載される別の装置の機械的振動との共振により、水晶振動片１２の自由端部が振れたり振動しても、その振れ幅が小さくなるので、パッケージ内面に衝突したときの衝撃を小さくすることができ、かつその衝撃を弾性緩衝体で吸収することができる。従って、水晶振動子の耐衝撃性が大幅に向上する。
【００２４】
更に、弾性緩衝体２４を形成する樹脂接着剤が電気的絶縁性を有すると、ベース１３実装面や蓋１５内面と接触したときに電気的ショートを起こす虞が無いので有利である。また、そのため、水晶振動片１２とベース１３実装面及び蓋１５内面との隙間を従来より小さくすることができ、パッケージの薄型化を図ることができる。
【００２５】
図２は、図１の水晶振動子の変形例を示している。この実施例は、ベース１３実装面の、少なくとも弾性緩衝体２４を含む水晶振動片１２の自由端部に対応する領域に所謂枕部２５が形成されている点において、図１の実施例と異なる。枕部２５は、前記各電極と同様に、Ｗ等の金属材料をセラミック薄板表面にスクリーン印刷することにより形成される。この枕部を設けることにより、水晶振動片１２の自由端部とベース１３実装面との隙間がより小さくなり、水晶振動子に外力が作用して水晶振動片が振動したときに、その振れ幅をより小さくすることができるので、耐衝撃性がより一層向上する。
【００２６】
実際に、図２の水晶振動子について、枕部２５の高さを変えて水晶振動片１２との隙間を少しずつ変化させ、多数のサンプルについて落下衝撃試験を行った。落下衝撃試験は、所定の重量を有する直方体のステンレス製治具の上面及び一方の側面にサンプルの水晶振動子を１個ずつ、互いに直交する３方向に衝撃力が作用するように向きを変えて貼り付け、一定の高さ例えば約１５０cmから床面に落下させ、これを数回繰り返した後に各水晶振動子を取り外してその周波数を測定し、所定の周波数範囲外となったものを不良品としてその発生率を算出するものである。その結果、枕部２５の高さを高くして水晶振動片１２との隙間を小さくする程、不良品発生率が低くなる即ち良品率が高くなることが確認された。
【００２７】
図３は、本発明による水晶発振器の実施例を示しており、水晶振動片１２に加えて、これと電気的に接続されたＩＣチップ２６がパッケージ１１内に実装されている点において、図１の実施例と異なる。ベース１３は、底板部１６がセラミックス材料からなる複数の薄板の積層構造を有し、その中央に画定される空所２７の底部にＩＣチップ２６が固着され、かつその上面に設けられた複数の電極パッドが、底板部１６上面に形成されたリード端子（図示せず）とボンディングワイヤ２８で電気的に接続されている。別の実施例では、ＩＣチップ２６を空所２７底部にフェイスダウンボンディング方式で実装することができる。
【００２８】
水晶振動片１２は、上記各実施例と同様に、その引出電極を形成した基端部において、底板部１６上面の一方の端部付近に形成した接続電極１８に導電性接着剤２３で片持ち式に固定支持されている。水晶振動片１２の自由端部には、図１の実施例と同様に、硬化後に弾性を有しかつより好適には電気的絶縁性を有する樹脂接着剤を付着させかつ硬化させた弾性緩衝体２４が設けられており、落下による衝撃や振動に対する耐衝撃性を大幅に向上させている。また、別の実施例では、底板部１６上面の、少なくとも弾性緩衝体２４を含む水晶振動片１２の自由端部に対応する領域に枕部を形成して、耐衝撃性をより一層向上させることができる。
【００２９】
以上、本発明の好適実施例について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、その技術的範囲内において上記各実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、本発明は水晶以外のタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの様々な圧電材料からなる振動片や、弾性表面波振動片を有する圧電デバイスについても同様に適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明の圧電デバイスによれば、圧電振動片の自由端部に設けた弾性緩衝体により、パッケージ内面との隙間を小さくして圧電振動片の自由端部の振れ幅を小さくし、パッケージ内面に衝突したときの衝撃を小さく、かつ弾性緩衝体で吸収することができるので、小型化・薄型化に対応しつつ、外部からの衝撃や振動に対する耐衝撃性を大幅に向上させることができ、高い信頼性及び安定性を有する高品質の圧電デバイスが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ図は本発明による水晶振動子の好適な実施例を示す断面図、Ｂ図はその平面図である。
【図２】本発明の変形例を示す断面図である。
【図３】本発明による水晶発振器の実施例を示す断面図である。
【図４】従来の水晶振動子の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１１パッケージ
２、１２水晶振動片
３、１３ベース
４、１４シールリング
５、１５蓋
６、２１励振電極
７、１８接続電極
８、２３導電性接着剤
９、２５枕部
１９配線パターン
２０外部電極
２２引出電極
２４弾性緩衝体
２６ＩＣチップ
２７空所
２８ボンディングワイヤ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric device such as a piezoelectric vibrator, a piezoelectric oscillator, or a SAW device used in an electronic apparatus, and more particularly to a package structure that supports a piezoelectric vibrating piece in a cantilever manner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in various electronic devices such as OA equipment such as information communication equipment and computers, consumer equipment, etc., a piezoelectric vibrator as a clock source of an electronic circuit, a piezoelectric vibrator and an IC chip are sealed in the same package. Piezoelectric devices such as oscillators and real-time clock modules are widely used. Particularly recently, along with the miniaturization and thinning of these electronic devices, there has been a demand for further miniaturization and thinning of piezoelectric devices, and surface-mount type piezoelectric devices suitable for mounting on circuit boards of apparatuses have been developed. Many have been adopted.
[0003]
FIG. 4 shows a typical example of a conventional surface-mount type piezoelectric vibrator having an AT-cut crystal vibrating piece 2 sealed inside a package 1. The package 1 includes a base 3 made of an insulating material and a metal lid 5 joined to the upper end of the base 1 via a seal ring 4 by, for example, seam welding. The quartz crystal vibrating piece 2 has an excitation electrode 6 formed on both surfaces of a rectangular quartz thin plate and an extraction electrode from the excitation electrode, and a connection electrode 7 provided on the surface of the base 3 with each extraction electrode at its base end. In alignment, the conductive adhesive 8 is mounted in a cantilever manner.
[0004]
In such a package structure that supports the piezoelectric vibrating piece in a cantilever manner, when an impact such as a drop is applied to the piezoelectric vibrator, the free end of the piezoelectric vibrating piece shakes greatly and collides with the inner surface of the package, causing chipping or cracking. There is a risk of causing damage. Therefore, in the vicinity of the free end of the crystal resonator element 2 on the surface of the base 3, a so-called pillow portion 9 is arbitrarily formed by metallization such as vapor deposition or plating of a metal material, thereby reducing the gap with the base bottom surface. A method is known in which the free end of the piezoelectric vibrating piece is brought into contact with the bottom surface of the base to suppress the upper and lower deflection width and improve the impact resistance.
[0005]
Similarly, in order to improve the impact resistance, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-354228, one end of a piezoelectric vibrating piece is fixed to one of two steps opposed to the bottom surface inside a package, and the other end is connected to the other end. A structure of a piezoelectric vibrator is disclosed in which the distance between the upper surface of the piezoelectric vibrating piece and the inner surface of the lid is reduced to a certain value or less by being fixedly supported in a cantilevered manner slightly apart from the step. Japanese Patent Laid-Open No. 10-23882 discloses that a piezoelectric vibrating piece is supported in a cantilever manner on the bottom surface inside the package having an inclined surface, and a slight gap is formed between the rising side of the inclined surface and the free end of the piezoelectric vibrating piece. The structure which was made to separate by is described.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the piezoelectric device that supports the piezoelectric vibrating piece in a cantilever manner as described above has recently been reduced in size in addition to the damage of the piezoelectric vibrating piece due to an impact such as a drop. There is a risk of causing resonance with mechanical vibration that occurs during use by another device mounted on the same electronic device, such as a mounted vibrator or speaker. In such a case, there is a high possibility that the free end portion of the piezoelectric vibrating piece comes into contact with the inner surface of the package, which may cause deterioration in frequency characteristics.
[0007]
On the other hand, in a piezoelectric device in which the gap between the free end of the piezoelectric vibrating piece and the inner surface of the package is reduced by a conventional metal pillow part or a step or inclined surface inside the package, the collision with the inner surface of the package due to resonance is sufficient. It cannot be absorbed. In particular, in order to reduce the size and thickness of the piezoelectric device, it is difficult to provide a sufficient gap that does not collide with the inner surface of the package even when the free end of the piezoelectric vibrating piece swings up and down.
[0008]
Also, as the gap between the piezoelectric vibrating piece and the inner surface of the package becomes smaller as the piezoelectric device becomes smaller and thinner, it is fixed with a conductive adhesive while the free end of the piezoelectric vibrating piece is in contact with the inner surface of the package. For this reason, there is a problem in that the frequency of the piezoelectric vibrator varies and the frequency characteristics are adversely affected.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide excellent impact resistance against dropping, vibration, etc. while responding to the demand for further miniaturization and thinning in a piezoelectric device in which a piezoelectric vibrating piece is supported in a cantilever manner in a package. It is to realize sex.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in order to achieve the above object, a package and a piezoelectric vibrating piece mounted in a cantilever manner inside the package at one end thereof, the piezoelectric vibrating piece is disposed at the other end. There is provided a piezoelectric device having an elastic buffer in the portion.
[0011]
With this configuration, the gap between the other end of the piezoelectric vibrating piece, that is, the free end, and the inner surface of the package is reduced, so that the free end of the piezoelectric vibrating piece is shaken by an impact or vibration acting on the package from the outside. Or the vibration amplitude when vibrating. For this reason, the impact when the free end of the piezoelectric vibrating piece collides with the inner surface of the package can be reduced, and the impact can be absorbed by the elastic buffer, greatly improving the impact resistance of the piezoelectric device. To do.
[0012]
In addition, when the piezoelectric vibrating reed is mounted on the package, even if the elastic buffer is fixed in contact with the inner surface of the package, since the influence on the frequency characteristics is small, high performance stability and reliability can be obtained.
[0013]
In one embodiment, the package has a pillow portion in a region corresponding to the other end of the piezoelectric vibrating piece on the mounting surface of the piezoelectric vibrating piece, so that the other end or free end of the piezoelectric vibrating piece is provided. And the inner surface of the package can be made smaller, and the deflection width can be made smaller, which is preferable.
[0014]
The elastic buffer is made of a resin adhesive that has elasticity after curing, and is attached to the other end of the piezoelectric vibrating piece and cured, making it relatively simple and inexpensive using conventional manufacturing processes. can do.
[0015]
The piezoelectric vibrating piece is preferably a piezoelectric vibrating piece having a thickness-shear mode as the main vibration, and in this case, the elastic buffer is preferably disposed in a portion where the excitation electrode of the piezoelectric vibrating piece is not provided.
Further, the thick electric vibrating piece is preferably a surface acoustic wave vibrating piece, and in that case, the elastic buffer is preferably disposed in a portion of the surface acoustic wave vibrating piece where the electrode film is not provided.
[0016]
According to the present invention, the piezoelectric device may further include an IC element mounted inside the package.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 schematically shows a preferred embodiment of a piezoelectric vibrator to which the present invention is applied. An AT-cut quartz crystal vibrating piece 12 is sealed in a package 11. The package 11 includes a generally rectangular base 13 and a metal lid 15 joined to the upper end of the package 11 by, for example, seam welding via a seal ring 14. In another embodiment, the metal lid 15 can be joined to the upper end of the base 13 with a low melting point glass or the like, or the glass lid can be joined with a metal brazing material such as solder.
[0018]
The base 13 has a substantially rectangular box-like structure in which a bottom plate portion 16 made of a thin plate of a ceramic material and a frame 17 are stacked thereon. A pair of left and right connection electrodes 18, 18 are formed near one end of the top surface of the bottom plate portion 16, and are connected to the external electrode 20 on the bottom surface of the base 13 through a wiring pattern 19 formed on the bottom plate surface. Electrically connected. These electrodes and wiring patterns are generally formed by screen-printing a metal wiring material such as W or Mo on the surface of a ceramic thin plate and plating Ni or Au thereon.
[0019]
The quartz crystal vibrating piece 12 is formed of a rectangular quartz thin plate, and excitation electrodes 21 are formed on both sides thereof, and extraction electrodes 22 and 22 from the excitation electrodes are formed on the left and right sides at one end portion, that is, the base end portion. Has been. The quartz crystal vibrating piece 12 has each extraction electrode 22 aligned with the corresponding connection electrode 18 of the base 13 at its base end, is fixed in a cantilever manner with a conductive adhesive 23, and is electrically connected.
[0020]
The quartz crystal vibrating piece 12 of this embodiment is provided with an elastic buffer 24 in the vicinity of one corner of its free end so as to have a certain thickness on both upper and lower surfaces. The elastic buffer 24 is disposed in a crystal part where the excitation electrode 21 is not provided so as not to affect the frequency characteristics of the crystal vibrating piece 12. In this embodiment, the elastic buffer 24 is arranged at one corner of the free end, but as shown by the imaginary line 24 ', it can be provided near the center of the free end or near the opposite corner. Also, it can be provided at two or more positions. Further, since the impact when the free end portion of the crystal vibrating piece 12 swings and contacts the inner surface of the package 11 is considered to be greater in contact with the base 13 than in contact with the lid 15, the elastic buffer 24 is It is necessary to be provided at least on the lower surface of the crystal vibrating piece.
[0021]
The elastic buffer 24 can be formed of a known resin adhesive such as a silicone-based resin or a urethane-based resin, which has elasticity after curing and more preferably has electrical insulation. In particular, a UV (ultraviolet) curable resin adhesive is relatively easy to cure, and can be cured in a desired form at a predetermined position without affecting the quartz substrate and the electrode film. Therefore, it is preferable.
[0022]
The elastic buffer 24 is formed by cutting out the quartz crystal vibrating piece on which the electrode film is formed according to the conventional process from the wafer, and then applying the resin adhesive to a predetermined portion of each quartz vibrating piece using an appropriate nozzle means. This can be done relatively easily and inexpensively by curing with ultraviolet irradiation or the like. The quartz crystal resonator element 12 thus provided with the elastic buffer is mounted in a cantilever manner on the base 13 using a known conductive adhesive in the same manner as in the past, and after adjusting the frequency, The lid 15 is joined to the base 13 and hermetically sealed in the package 1.
[0023]
In the crystal resonator of this embodiment, the gap between the free end of the crystal resonator element 12 and the mounting surface of the base 13 and the inner surface of the lid 15 is reduced by the thickness of the elastic buffer 24. For this reason, even if the free end portion of the crystal vibrating piece 12 shakes or vibrates due to an impact caused by a drop of an electronic device on which the crystal device 12 is mounted or a resonance with a mechanical vibration of another device mounted on the electronic device, Since the swing width is reduced, the impact when it collides with the inner surface of the package can be reduced, and the impact can be absorbed by the elastic buffer. Accordingly, the impact resistance of the crystal resonator is greatly improved.
[0024]
Furthermore, if the resin adhesive forming the elastic buffer 24 has electrical insulation, it is advantageous because there is no possibility of causing an electrical short when it comes into contact with the mounting surface of the base 13 or the inner surface of the lid 15. Therefore, the gap between the crystal resonator element 12 and the mounting surface of the base 13 and the inner surface of the lid 15 can be made smaller than before, and the package can be made thinner.
[0025]
FIG. 2 shows a modification of the crystal unit of FIG. This embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that a so-called pillow portion 25 is formed in a region corresponding to the free end portion of the crystal vibrating piece 12 including at least the elastic buffer 24 on the mounting surface of the base 13. . The pillow part 25 is formed by screen-printing a metal material such as W on the surface of the ceramic thin plate in the same manner as the electrodes. By providing this pillow portion, the gap between the free end of the crystal vibrating piece 12 and the mounting surface of the base 13 becomes smaller, and when the crystal vibrating piece vibrates due to an external force acting on the crystal resonator, Can be made smaller, so that the impact resistance is further improved.
[0026]
Actually, with respect to the crystal resonator of FIG. 2, the height of the pillow portion 25 was changed to gradually change the gap with the crystal vibrating piece 12, and a drop impact test was performed on a large number of samples. In the drop impact test, one sample crystal resonator is placed on each of the upper surface and one side surface of a rectangular parallelepiped stainless steel jig having a predetermined weight, and the direction is changed so that the impact force acts in three orthogonal directions. Paste it, drop it to the floor from a certain height, for example about 150cm, repeat this several times, then remove each quartz crystal and measure its frequency, and those that are out of the predetermined frequency range are regarded as defective products The occurrence rate is calculated. As a result, it was confirmed that as the height of the pillow portion 25 is increased and the gap between the crystal vibrating piece 12 is decreased, the defective product generation rate is decreased, that is, the non-defective product rate is increased.
[0027]
FIG. 3 shows an embodiment of the crystal oscillator according to the present invention. In addition to the crystal resonator element 12, an IC chip 26 electrically connected to the crystal resonator element 12 is mounted in the package 11. This is different from the embodiment. The base 13 has a laminated structure of a plurality of thin plates in which the bottom plate portion 16 is made of a ceramic material, and an IC chip 26 is fixed to the bottom portion of a space 27 defined at the center thereof, and a plurality of layers provided on the upper surface thereof. The electrode pad is electrically connected to a lead terminal (not shown) formed on the upper surface of the bottom plate portion 16 by a bonding wire 28. In another embodiment, the IC chip 26 can be mounted on the bottom of the cavity 27 by a face-down bonding method.
[0028]
The quartz crystal resonator element 12 is cantilevered with the conductive adhesive 23 on the connection electrode 18 formed near one end of the upper surface of the bottom plate 16 at the base end where the lead electrode is formed, as in the above embodiments. It is fixedly supported by the formula. As in the embodiment of FIG. 1, an elastic buffer in which a resin adhesive having elasticity after curing and more preferably having an electrical insulating property is attached to the free end of the crystal vibrating piece 12 and cured. 24 is provided, which greatly improves the impact resistance against impact and vibration caused by dropping. In another embodiment, a pillow portion is formed in a region corresponding to the free end portion of the crystal vibrating piece 12 including at least the elastic buffer body 24 on the upper surface of the bottom plate portion 16 to further improve the impact resistance. Can do.
[0029]
The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes are made to the above-described embodiments within the technical scope thereof. can do. For example, the present invention can be similarly applied to a vibrating piece made of various piezoelectric materials such as lithium tantalate and lithium niobate other than quartz and a piezoelectric device having a surface acoustic wave vibrating piece.
[0030]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the piezoelectric device of the present invention, the elastic buffer provided at the free end of the piezoelectric vibrating piece reduces the gap between the package inner surface and the free end of the piezoelectric vibrating piece. The width is reduced, the impact when it collides with the inner surface of the package is small, and it can be absorbed by an elastic buffer, greatly reducing the impact and resistance to external shocks and vibrations while supporting downsizing and thinning. A high quality piezoelectric device having high reliability and stability can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of a crystal resonator according to the present invention, and FIG. 1B is a plan view thereof.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a modification of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a crystal oscillator according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a conventional crystal resonator.
[Explanation of symbols]
1, 11 Package 2, 12 Crystal vibrating piece 3, 13 Base 4, 14 Seal ring 5, 15 Lid 6, 21 Excitation electrode 7, 18 Connection electrode 8, 23 Conductive adhesive 9, 25 Pillow part 19 Wiring pattern 20 External Electrode 22 Lead electrode 24 Elastic buffer body 26 IC chip 27 Space 28 Bonding wire

Claims

パッケージと、一方の端部において前記パッケージの内部に片持ち式に実装した圧電振動片とを有し、前記圧電振動片が他方の端部に少なくともその下面に或る厚さを有する弾性緩衝体を有し、前記パッケージが前記圧電振動片の実装面に、前記圧電振動片の他方の端部に対応する領域に或る高さの枕部を有し、前記枕部と前記圧電振動片の他方の端部及び前記弾性緩衝体との間に設けられる隙間が、前記弾性緩衝体の厚さ及び前記枕部の高さ分だけ前記圧電振動片の他方の端部と前記実装面との隙間よりも小さいことを特徴とする圧電デバイス。 An elastic shock absorber having a package and a piezoelectric vibrating piece mounted in a cantilever manner inside the package at one end, wherein the piezoelectric vibrating piece has a thickness at least on its lower surface at the other end The package has a pillow portion of a certain height in a region corresponding to the other end of the piezoelectric vibrating piece on the mounting surface of the piezoelectric vibrating piece, and the pillow portion and the piezoelectric vibrating piece The gap provided between the other end and the elastic buffer is a gap between the other end of the piezoelectric vibrating piece and the mounting surface by the thickness of the elastic buffer and the height of the pillow. Piezoelectric device characterized by being smaller than .

前記弾性緩衝体が、硬化後に弾性を有する樹脂接着剤からなることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。The piezoelectric device according to claim 1 , wherein the elastic buffer is made of a resin adhesive having elasticity after curing.

前記圧電振動片が、厚みすべりモードを主振動とする圧電振動片であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電デバイス。The piezoelectric vibrating piece, a piezoelectric device according to claim 1 or 2, characterized in that the piezoelectric vibrating piece to the main vibration thickness shear mode.

前記弾性緩衝体が、前記圧電振動片の励振電極が設けられていない部分に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の圧電デバイス。The piezoelectric device according to claim 3 , wherein the elastic buffer is disposed in a portion of the piezoelectric vibrating piece where no excitation electrode is provided.

前記圧電振動片が、弾性表面波振動片であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電デバイス。The piezoelectric vibrating piece, a piezoelectric device according to claim 1 or 2, characterized in that a surface acoustic wave resonator element.

前記弾性緩衝体が、前記弾性表面波振動片の電極膜が設けられていない部分に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の圧電デバイス。The piezoelectric device according to claim 5 , wherein the elastic buffer is disposed in a portion of the surface acoustic wave vibrating piece where no electrode film is provided.

前記パッケージの内部に実装されたＩＣ素子を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の圧電デバイス。The piezoelectric device according to any one of claims 1 to 6, characterized by further comprising an IC element mounted inside the package.