JP6293518B2 - Mounting structure of piezoelectric device, piezoelectric device and mounting method thereof - Google Patents

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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスの実装構造と、圧電デバイスおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a mounting structure of a piezoelectric device used in an electronic apparatus or the like, a piezoelectric device, and a manufacturing method thereof.

表面実装型の圧電デバイスは、パッケージ内に圧電素子、例えば水晶素子を収容し、パッケージを実装基板に導電接合材で接合する。   A surface-mount type piezoelectric device accommodates a piezoelectric element, for example, a crystal element, in a package, and bonds the package to a mounting substrate with a conductive bonding material.

実装基板は、ガラスエポキシ樹脂等のベース基板材に金属製の配線を設けて形成される。配線には、圧電デバイスの複数の外部端子を導電接合材により接合する複数の端子接合パッド部を含む。
圧電素子の場合、外部端子は２個又は４個の場合が一般的であり、その配置と個数に合わせて、実装基板に複数の端子接合パッドが予め形成される。 The mounting substrate is formed by providing a metal wiring on a base substrate material such as glass epoxy resin. The wiring includes a plurality of terminal bonding pad portions for bonding a plurality of external terminals of the piezoelectric device with a conductive bonding material.
In the case of a piezoelectric element, the number of external terminals is generally two or four, and a plurality of terminal bonding pads are formed in advance on the mounting substrate in accordance with the arrangement and the number.

下記特許文献１は、水晶発振器において、小型パッケージのデバイスを、大型（旧式）のデバイス仕様の端子接合パッド部を有する実装基板に実装するための技術を開示する。具体的に、下記特許文献１に開示されたデバイス実装構造では、上面に狭ピッチの端子接合パッドを形成し、底面に旧式仕様の比較的大きなピッチの端子接合パッドを形成した表面実装用印刷配線基板を、小型のパッケージと実装基板との間に介在させている。これにより、パッケージサイズの変更があっても従来の実装基板に搭載可能な水晶発振器を提供することを可能としている。   Patent Document 1 below discloses a technique for mounting a small package device on a mounting substrate having a terminal bonding pad portion of a large (old) device specification in a crystal oscillator. Specifically, in the device mounting structure disclosed in Patent Document 1 below, a surface-mount printed wiring in which terminal pitch pads with a narrow pitch are formed on the top surface and terminal pitch pads with a relatively large pitch of the old specifications are formed on the bottom surface The substrate is interposed between the small package and the mounting substrate. This makes it possible to provide a crystal oscillator that can be mounted on a conventional mounting board even if the package size is changed.

特開２０１１−２１１３４０号公報JP 2011-2111340 A

圧電デバイスは、上記特許文献１等に記載されたパッケージサイズの縮小による小型化（および薄型化）に加えて、特に車載用途等では高信頼性が要求される。   Piezoelectric devices are required to have high reliability, particularly for in-vehicle applications, in addition to miniaturization (and thinning) by reducing the package size described in Patent Document 1 and the like.

例えば車載用途では、大きな温度変化があり振動を常に受ける環境を想定して、そのような環境に耐えうる構造の圧電デバイスが求められる。このような大きな環境変化に耐えうる高信頼性のデバイスは、上記特許文献１に記載の水晶発振器のように、単に異なる端子ピッチに対応した実装構造を採用しても得られない。   For example, in an in-vehicle application, a piezoelectric device having a structure capable of withstanding such an environment is required assuming an environment where there is a large temperature change and constantly receives vibration. A highly reliable device that can withstand such a large environmental change cannot be obtained by simply adopting a mounting structure corresponding to different terminal pitches as in the crystal oscillator described in Patent Document 1.

本発明の目的は、実装基板との接合にかかる応力を緩和し、大きな環境温度変化があっても接合にクラックや剥がれが発生し難い圧電デバイスの実装構造と、圧電デバイスおよびその実装方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a piezoelectric device mounting structure, a piezoelectric device and a mounting method thereof, in which stress applied to the mounting substrate is relieved and cracks and peeling are not easily generated even when there is a large environmental temperature change. There is to do.

本発明の一態様に係る圧電デバイスの実装構造は、圧電素子を内部に収容し、底面に複数の外部端子を有するパッケージ本体と、複数の端子接合パッド部を有する実装基板と、前記パッケージ本体と実装基板との間に前記外部端子ごとに設けられ、当該外部端子に第１主面が接合し、前記複数の端子接合パッド部の何れかに第２主面が接合する複数の金属チップと、を有する。   A mounting structure of a piezoelectric device according to an aspect of the present invention includes a package body that houses a piezoelectric element and has a plurality of external terminals on a bottom surface, a mounting substrate that has a plurality of terminal bonding pad portions, and the package body. A plurality of metal chips provided for each external terminal between the mounting substrate, a first main surface bonded to the external terminal, and a second main surface bonded to any of the plurality of terminal bonding pad portions; Have

好適に、各金属チップの前記第１主面と、対応する前記外部端子が、導電接着剤で接合され、各金属チップの前記第２主面と、対応する前記端子接合パッド部が、導電接合材で接合されている。
あるいは好適に、各金属チップの前記第１主面と、対応する前記外部端子が、スポット溶接により接合され、各金属チップの前記第２主面と、対応する前記端子接合パッド部が、導電接合材で接合されている。 Preferably, the first main surface of each metal chip and the corresponding external terminal are bonded by a conductive adhesive, and the second main surface of each metal chip and the corresponding terminal bonding pad portion are conductive bonded. Joined with materials.
Alternatively, preferably, the first main surface of each metal tip and the corresponding external terminal are joined by spot welding, and the second main surface of each metal tip and the corresponding terminal joining pad portion are conductively joined. Joined with materials.

好適に、各金属チップの前記第１主面及び前記第２主面は、前記パッケージ本体の少なくとも１つの側面に対して近接する側の外形が曲線状に形成されている。   Preferably, the first main surface and the second main surface of each metal chip have a curved outer shape on the side adjacent to at least one side surface of the package body.

好適に、各金属チップは、前記第１主面と前記第２主面を有する薄板状の主部と、前記パッケージ本体の側面に沿う向きに前記主部の端から折れ曲がる薄板状の、少なくとも１つの屈曲部と、を有する。
ここで、さらに好適に、屈曲部が設けられた側の外形が曲線状に形成されてよい。
また、さらに好適に、各金属チップの前記第１主面と、対応する前記外部端子が、導電接着剤で接合され、各金属チップの前記第２主面と、対応する前記端子接合パッド部が、導電接合材で接合され、前記導電接着剤が、前記屈曲部の内側面と前記パッケージ本体の側面との間に延在し、前記導電接合材が前記屈曲部の外面に這い上がって、フィレットが形成されている。 Preferably, each metal chip includes at least one of a thin plate-like main portion having the first main surface and the second main surface, and a thin plate shape bent from an end of the main portion in a direction along a side surface of the package body. And two bends.
Here, more preferably, the outer shape on the side where the bent portion is provided may be formed in a curved shape.
Further preferably, the first main surface of each metal chip and the corresponding external terminal are bonded with a conductive adhesive, and the second main surface of each metal chip and the corresponding terminal bonding pad portion are And the conductive adhesive extends between the inner side surface of the bent portion and the side surface of the package body, and the conductive bonding material crawls up to the outer surface of the bent portion to fillet Is formed.

本発明の一態様に係る圧電デバイスは、圧電素子を内部に収容し、底面に複数の外部端子を有するパッケージ本体と、前記パッケージ本体と実装基板との間に前記外部端子ごとに設けられ、前記複数の外部端子の何れかに第１主面が接合し、前記実装基板に設けられた複数の端子接合パッド部の何れかに第２主面が接合する複数の金属チップと、を有する。   A piezoelectric device according to an aspect of the present invention is provided for each external terminal between a package body that houses a piezoelectric element therein and has a plurality of external terminals on a bottom surface, and the package body and the mounting substrate, A first main surface is bonded to any one of the plurality of external terminals, and a plurality of metal chips are bonded to the second main surface to any of the plurality of terminal bonding pad portions provided on the mounting substrate.

本発明の一態様に係る圧電デバイスの実装方法は、底面に複数の外部端子を有する圧電デバイスのパッケージ本体内に圧電素子を固定し、蓋体をパッケージに被せて前記圧電素子が収容されたパッケージ内部を気密封止する工程と、前記圧電デバイスの前記複数の外部端子のそれぞれに対して、金属チップをスポット溶接により接合する工程と、前記圧電デバイスに接合された各金属チップを、実装基板の対応する端子接合パッド部に導電接合材で接合することにより、前記圧電デバイスを前記実装基板に実装する工程と、を備える。   A method for mounting a piezoelectric device according to an aspect of the present invention includes a package in which a piezoelectric element is fixed in a package body of a piezoelectric device having a plurality of external terminals on a bottom surface, and a lid is placed on the package to accommodate the piezoelectric element. A step of hermetically sealing the inside, a step of bonding a metal chip to each of the plurality of external terminals of the piezoelectric device by spot welding, and each metal chip bonded to the piezoelectric device, A step of mounting the piezoelectric device on the mounting substrate by bonding to a corresponding terminal bonding pad portion with a conductive bonding material.

上記の構成によれば、実装基板との接合にかかる応力を緩和し、大きな環境温度変化があっても接合にクラックや剥がれが発生し難い圧電デバイスの実装構造と、圧電デバイスおよびその実装方法が提供される。   According to the above configuration, there is provided a piezoelectric device mounting structure, a piezoelectric device, and a mounting method thereof that relieve stress applied to the mounting substrate and hardly cause cracking or peeling even when there is a large environmental temperature change. Provided.

第１の実施形態に係る圧電デバイスの実装構造の概略断面図（Ａ）と、その一部拡大図（Ｂ）。The schematic sectional drawing (A) of the mounting structure of the piezoelectric device which concerns on 1st Embodiment, and its partially expanded view (B). パッケージ蓋部を外した内部の概略構成を例示する圧電デバイスの上面図（Ａ）と裏面図（Ｂ）。The top view (A) and back view (B) of the piezoelectric device which illustrate the outline internal structure which removed the package cover part. 第１の実施形態に係る金属チップをパッケージ本体の裏面に接合する２つの方法を説明するための概略的な断面図（Ａ）（Ｂ）。Schematic sectional drawing (A) (B) for demonstrating two methods of joining the metal chip which concerns on 1st Embodiment to the back surface of a package main body. ２つの方法により第１の実施形態に係る金属チップが接合された後のパッケージ本体の裏面図（Ａ）（Ｂ）。The back view (A) (B) of the package main body after the metal chip which concerns on 1st Embodiment was joined by two methods. 第２の実施形態に係る圧電デバイスの実装構造の概略断面図（Ａ）と、その一部拡大図（Ｂ）。The schematic sectional drawing (A) of the mounting structure of the piezoelectric device which concerns on 2nd Embodiment, and its partially expanded view (B). 第２の実施形態に係る金属チップをパッケージ本体の裏面に接合する２つの方法を説明するための概略的な断面図（Ａ）（Ｂ）。Schematic sectional drawing (A) (B) for demonstrating two methods of joining the metal chip which concerns on 2nd Embodiment to the back surface of a package main body. ２つの方法により第２の実施形態に係る金属チップが接合された後のパッケージ本体の裏面図（Ａ）（Ｂ）。The back view (A) (B) of the package main body after the metal chip which concerns on 2nd Embodiment was joined by two methods. 第３の実施形態に係るパッケージ本体の裏面図。The back view of the package main body which concerns on 3rd Embodiment. ２つの方法により第３の実施形態に係る金属チップが接合された後のパッケージ本体の裏面図（Ａ）（Ｂ）。The back view (A) (B) of the package body after the metal chip which concerns on 3rd Embodiment was joined by two methods.

本発明の実施形態を、圧電デバイスが水晶振動子の場合を例として、図面を参照して各種実施形態および変形例を説明する。
また、第２の実施形態以降において、既に説明した構成と同一又は類似する構成については、互いに同一の符号を付して説明することがある。 Various embodiments and modifications of the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example the case where the piezoelectric device is a crystal resonator.
In the second and subsequent embodiments, the same or similar configurations as those already described may be described with the same reference numerals.

以下、次の順で説明を行う。
１．第１の実施形態：２端子の圧電デバイスに対応した形状の金属チップ（屈曲部なし）を用いた圧電デバイスの実装構造および実装方法の形態である。
２．第２の実施形態：２端子の圧電デバイスに対応した形状の金属チップ（屈曲部あり）を用いた圧電デバイスの実装構造および実装方法の形態である。
３．第３の実施形態：４端子の圧電デバイスに対応した形状の金属チップ（屈曲部あり）を用いた圧電デバイスの実装構造および実装方法の形態である。
４．変形例
５．別発明 Hereinafter, description will be given in the following order.
1. 1st Embodiment: It is the form of the mounting structure and mounting method of a piezoelectric device using the metal chip (without a bending part) of the shape corresponding to the piezoelectric device of 2 terminals.
2. Second Embodiment: A piezoelectric device mounting structure and a mounting method using a metal chip (with a bent portion) having a shape corresponding to a two-terminal piezoelectric device.
3. Third Embodiment: A piezoelectric device mounting structure and mounting method using a metal chip (with a bent portion) having a shape corresponding to a four-terminal piezoelectric device.
4). Modification 5 Another invention

＜１．第１の実施形態＞
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスの実装構造の概略断面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の一部の拡大断面図である。また、図２（Ａ）と図２（Ｂ）は、圧電デバイスの上面図と裏面図である。なお、図２（Ａ）の上面図では、最上部のパッケージ蓋部５を外した内部の概略構成を例示している。
最初に、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を用いて、圧電デバイスの構造と簡単な製法を説明する。 <1. First Embodiment>
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a piezoelectric device mounting structure according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG. 2A and 2B are a top view and a back view of the piezoelectric device. Note that the top view of FIG. 2A illustrates an internal schematic configuration with the uppermost package lid 5 removed.
First, the structure of a piezoelectric device and a simple manufacturing method will be described with reference to FIGS. 2 (A) and 2 (B).

［圧電デバイスの構造と製法］
図２に示す圧電デバイス１は、主な構成として、パッケージ本体２と、パッケージ本体２の凹部２Ａの内部に実装された水晶素子４とを有している。なお、後述する第３の実施形態のように４端子デバイスの場合、水晶素子４の環境温度を検知する感温素子の一例としてのサーミスタ素子等がパッケージ本体２内に設けられることもあるが、本実施形態では２端子デバイスであるため、感温素子は有さない。 [Piezoelectric device structure and manufacturing method]
The piezoelectric device 1 shown in FIG. 2 has a package body 2 and a crystal element 4 mounted inside a recess 2A of the package body 2 as main components. In the case of a four-terminal device as in a third embodiment to be described later, a thermistor element as an example of a temperature-sensitive element that detects the environmental temperature of the crystal element 4 may be provided in the package body 2, In this embodiment, since it is a two-terminal device, it does not have a temperature sensitive element.

パッケージ本体２は、主に、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミックス等のセラミック材料からなる絶縁層を１層または複数層積層し、焼成して形成することができる。   The package body 2 can be formed mainly by laminating one or more insulating layers made of a ceramic material such as alumina ceramics and glass-ceramics, and firing them.

パッケージ本体２は、上方側がパッケージ蓋体５で封止されたときに内部空間を形成するための凹部２Ａを有する。凹部２Ａを形成するための好適な構成として、パッケージ本体２が基板部と枠体部とを有し、基板部の上面に枠体部を貼り付けたときに、基板部の上面に枠体部で囲まれた凹部が形成される構成を採用できる。この構成では、基板部及び枠体部を、上記したセラミック材料から形成してもよいし、基板部を上記したセラミック材料から形成し、枠体部を例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金などの金属によって環状をなすように形成してもよい。   The package body 2 has a recess 2 </ b> A for forming an internal space when the upper side is sealed with the package lid 5. As a preferred configuration for forming the recess 2A, the package body 2 has a substrate portion and a frame portion, and the frame portion is attached to the upper surface of the substrate portion when the frame portion is attached to the upper surface of the substrate portion. It is possible to adopt a configuration in which a recess surrounded by is formed. In this configuration, the substrate portion and the frame portion may be formed from the above-described ceramic material, or the substrate portion is formed from the above-described ceramic material, and the frame portion is made of a metal such as an Fe—Ni—Co alloy. You may form so that it may form a ring.

パッケージ蓋体５は、矩形平板状のセラミック材料から形成してもよいし、矩形状平板状のＦｅ−Ｎｉ合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から形成したものでもよい。パッケージ蓋体５は、真空に近い状態または窒素ガスなどが充填された凹部２Ａを気密的に封止するための封止部として機能する。   The package lid 5 may be formed from a rectangular flat plate-shaped ceramic material, or may be formed from a rectangular flat plate-shaped Fe—Ni alloy or Fe—Ni—Co alloy. The package lid 5 functions as a sealing portion for hermetically sealing the recess 2A filled with nitrogen gas or the like in a state close to a vacuum.

図２（Ａ）に示すように、パッケージ本体２の凹部２Ａの底面には、水晶素子４を接合するために金属材料からなる接続パッド２２Ａ，２２Ｂが配置されている。
一方、図２（Ｂ）に示すように、パッケージ本体２の裏面には、例えば水晶素子４の各端子に電気的に接続され、金属材料からなる２つの外部端子２３Ａ，２３Ｂが配置されている。
接続パッド２２Ａと外部端子２３Ａの接続は、特に図示しないが、凹部２Ａの内底面に形成された配線（またはセラミック材料内部に埋め込まれた配線）と、その下のビアにより達成される。また、接続パッド２２Ｂと外部端子２３Ｂの接続はビアにより達成される。 As shown in FIG. 2A, connection pads 22A and 22B made of a metal material are disposed on the bottom surface of the recess 2A of the package body 2 in order to join the crystal element 4.
On the other hand, as shown in FIG. 2B, on the back surface of the package body 2, for example, two external terminals 23A and 23B made of a metal material, which are electrically connected to the respective terminals of the crystal element 4, are arranged. .
The connection between the connection pad 22A and the external terminal 23A is achieved by a wiring (or a wiring embedded in the ceramic material) formed on the inner bottom surface of the recess 2A and a via thereunder, although not particularly shown. Further, the connection between the connection pad 22B and the external terminal 23B is achieved by a via.

水晶素子４は、矩形板状の水晶素板４１と、当該水晶素板４１の両面に形成された１対の電極を有する。各電極は、図２（Ａ）に示すように、水晶素板４１の主面に広く配置された矩形状の励振電極４２と、水晶素板４１の一方の角部を覆って水晶素板４１の両面に配置された接続電極４３Ａと、接続電極４３Ａを励振電極４２に接続する引出電極４４と、を有する。これらの電極（４２，４３Ａ，４４）は、一体の導電層（例えば金属膜）から形成したものである。図２（Ａ）では、水晶素板４１の短辺のもう片側の角部に他の電極の接続電極４３Ｂが図示してある。この他の電極は、接続電極４３Ｂと、不図示の水晶素板４１の他の面に配置された励振電極および引出電極とを一体の導電層から形成したものである。水晶素子４は、外部からの交番電圧が接続電極４３から引出電極４４及び励振電極４２を介して水晶素板４１に印加されると、水晶素板４１が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。   The crystal element 4 includes a rectangular plate-shaped crystal element plate 41 and a pair of electrodes formed on both surfaces of the crystal element plate 41. As shown in FIG. 2A, each electrode covers a rectangular excitation electrode 42 widely disposed on the main surface of the crystal base plate 41 and one corner of the crystal base plate 41 so as to cover the crystal base plate 41. The connection electrode 43A is disposed on both surfaces, and the extraction electrode 44 connects the connection electrode 43A to the excitation electrode 42. These electrodes (42, 43A, 44) are formed from an integral conductive layer (for example, a metal film). In FIG. 2A, a connection electrode 43B of another electrode is shown at the corner on the other side of the short side of the quartz base plate 41. In this other electrode, the connection electrode 43B and the excitation electrode and the extraction electrode arranged on the other surface of the crystal base plate 41 (not shown) are formed from an integral conductive layer. In the crystal element 4, when an alternating voltage from the outside is applied from the connection electrode 43 to the crystal base plate 41 through the extraction electrode 44 and the excitation electrode 42, the crystal base plate 41 is excited in a predetermined vibration mode and frequency. It is like that.

水晶素子４とパッケージ本体２の接合に関し、接続電極４３Ａと接続パッド２２Ａ、接続電極４３Ｂと接続パッド２２Ｂの接合時に導電接着剤ＤＳが用いられている。導電接着剤ＤＳとして、例えば、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものを、好適に用いることができる。   Regarding the bonding of the crystal element 4 and the package body 2, the conductive adhesive DS is used when the connection electrode 43A and the connection pad 22A and the connection electrode 43B and the connection pad 22B are bonded. As the conductive adhesive DS, for example, a conductive powder is contained as a conductive filler in a binder such as a silicone resin. As the conductive powder, aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten (W ), Platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), titanium (Ti), nickel (Ni), nickel iron (NiFe), or any combination thereof is suitably used. be able to.

圧電デバイス１の製造では、セラミック材料からなるパッケージ本体２と、水晶素子４と、パッケージ蓋体５をそれぞれ形成する。
水晶素子４の形成では、まず、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施すことによって水晶素板４１を得る。その後、例えば、水晶素板４１の両主面にスパッタリング等によって金属膜を被着させて加工する、あるいは印刷等により、励振電極４２、接続電極４３Ａ（４３Ｂ）、引出電極４４を有する１対の電極を一体として形成する。 In the manufacture of the piezoelectric device 1, a package body 2 made of a ceramic material, a crystal element 4, and a package lid 5 are formed.
In the formation of the crystal element 4, first, a quartz base plate 41 is obtained by cutting from an artificial crystalline lens at a predetermined cut angle and performing external processing. After that, for example, a metal film is deposited on both main surfaces of the quartz base plate 41 by sputtering or the like, or by printing or the like, a pair of excitation electrodes 42, connection electrodes 43A (43B), and extraction electrodes 44 are provided. The electrodes are integrally formed.

水晶素子４をパッケージ本体２の凹部２Ａに形成された接続パッド２２Ａ，２２Ｂに対し、片持構造となるように導電接着剤ＤＳで接合する。
パッケージ蓋体５を凹部２Ａが塞がれるようにパッケージ本体２に被せ、パッケージ蓋体５とパッケージ本体２を加熱等で密封されるように強固に接合する。パッケージ蓋体５は、上記合金製の場合に、例えば、所定雰囲気中でパッケージ本体２上にシーム溶接等で接合される。 The crystal element 4 is bonded to the connection pads 22A and 22B formed in the recess 2A of the package body 2 with a conductive adhesive DS so as to have a cantilever structure.
The package lid 5 is placed on the package body 2 so that the recess 2A is closed, and the package lid 5 and the package body 2 are firmly joined so as to be sealed by heating or the like. When the package lid 5 is made of the above alloy, for example, it is joined to the package body 2 by seam welding or the like in a predetermined atmosphere.

［圧電デバイスの基板実装］
つぎに、圧電デバイスの実装構造と実装法を、図１、図３及び図４を用いて説明する。
図１に示す実装構造では、上述した構成の圧電デバイス１を、プリント配線基板等と称される実装基板１００に実装する際に、両者間に金属チップ６を介在させることに特徴がある。 [Board mounting of piezoelectric devices]
Next, the mounting structure and mounting method of the piezoelectric device will be described with reference to FIGS.
The mounting structure shown in FIG. 1 is characterized in that when the piezoelectric device 1 having the above-described configuration is mounted on a mounting substrate 100 called a printed wiring board or the like, a metal chip 6 is interposed therebetween.

実装基板１００は、コアと称される基材が、例えばガラスエポキシ樹脂製であり、基材の片側主面または両側主面に金属製の配線を形成したものである。金属製の配線は基材の主面に形成される場合のほかに、基材内部に形成されることもある。
図１の断面図では、実装基板１００の上面の配線のうち、金属チップ６を介して圧電デバイス１の外部端子と電気的に接続される２つの端子接合パッド部１１０Ａ，１００Ｂを示す。 In the mounting substrate 100, a base material called a core is made of, for example, glass epoxy resin, and a metal wiring is formed on one or both main surfaces of the base material. In addition to the case where the metal wiring is formed on the main surface of the base material, the metal wiring may be formed inside the base material.
In the cross-sectional view of FIG. 1, two terminal bonding pad portions 110 </ b> A and 100 </ b> B that are electrically connected to the external terminals of the piezoelectric device 1 through the metal chip 6 among the wiring on the upper surface of the mounting substrate 100 are shown.

図３（Ａ）と図３（Ｂ）は、金属チップ６をパッケージ本体２の裏面に接合する２つの方法を説明するための圧電デバイスの概略的な断面図である。また、図４（Ａ）と図４（Ｂ）は、この２つの方法により金属チップ６が接合された後のパッケージ本体の裏面図である。図４（Ａ）が図３（Ａ）の方法で接合された場合を示し、図４（Ｂ）が図３（Ｂ）の方法で接合された場合を示す。   3A and 3B are schematic cross-sectional views of the piezoelectric device for explaining two methods of joining the metal chip 6 to the back surface of the package body 2. FIGS. 4A and 4B are back views of the package body after the metal chip 6 is bonded by these two methods. FIG. 4A shows a case where bonding is performed by the method of FIG. 3A, and FIG. 4B shows a case where bonding is performed by the method of FIG. 3B.

金属チップ６は、薄板状の金属平板からなる。金属チップ６の材料としては、鉄にニッケルを配合した合金、例えばニッケル４２％配合の４２アロイが好適である。あるいは、金属チップ６の材料として、リン青銅（銅を主成分とし、錫を含む青銅）が好適である。なお、金属チップ６の材料としては、強度が高い、熱膨張し変形し難い、導電接合材ＳＬとの親和性が高い等の種々の観点から他の金属材料を選択することも可能である。   The metal chip 6 is made of a thin metal plate. As a material of the metal chip 6, an alloy in which nickel is mixed with iron, for example, 42 alloy containing 42% nickel is preferable. Alternatively, phosphor bronze (a bronze containing copper as a main component and containing tin) is suitable as a material for the metal chip 6. In addition, as a material of the metal chip 6, it is possible to select another metal material from various viewpoints such as high strength, thermal expansion and difficulty in deformation, and high affinity with the conductive bonding material SL.

以下、金属チップ６の２つの主面に関し、圧電デバイス１の外部端子と接続される主面を第１主面Ｓ１と表記し、実装基板１００の端子接続パッド部と接続される主面を第２主面Ｓ２と表記する。また、パッケージ本体２の４つの側面を、短側面Ｓ３と長側面Ｓ４で特定し表記する。これらの定義は、後述する第２実施形態以降でも同様である。   Hereinafter, regarding the two main surfaces of the metal chip 6, the main surface connected to the external terminal of the piezoelectric device 1 is referred to as a first main surface S 1, and the main surface connected to the terminal connection pad portion of the mounting substrate 100 is referred to as the first main surface S 1. This is expressed as 2 main surface S2. Further, the four side surfaces of the package body 2 are specified and indicated by the short side surface S3 and the long side surface S4. These definitions are the same in the second and later embodiments described later.

本実施形態では、図４に示すように、金属チップ６が第２主面Ｓ２（または第１主面Ｓ１）側からみて楕円状の外形を有する。金属チップ６の厚さは数十μｍ、例えば５０μｍ程度とすることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the metal tip 6 has an elliptical outer shape when viewed from the second main surface S2 (or first main surface S1) side. The thickness of the metal tip 6 can be several tens of μm, for example, about 50 μm.

このような構成の金属チップ６は、圧電デバイス１の外部端子２３Ａ，２３Ｂに対し、例えば、耐熱性を有する導電接着剤ＤＳにより１対１で接合されるように、圧電デバイス１と予め貼り合わされる（図１参照）。このとき、図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示す２つの接合方法の何れかを好適に用いることができる。   The metal chip 6 having such a configuration is bonded in advance to the piezoelectric device 1 so as to be bonded to the external terminals 23A and 23B of the piezoelectric device 1 by, for example, a one-to-one bonding with a heat-resistant conductive adhesive DS. (See FIG. 1). At this time, any one of the two joining methods shown in FIGS. 3A and 3B can be preferably used.

図３（Ａ）に示す接合方法では、まず、圧電デバイスの裏面を上にして、外部端子２３Ａ，２３Ｂに対し、それぞれ、耐熱性を有する導電接着剤ＤＳをディスペンサ等で供給する。そして、各金属チップ６を、第１主面Ｓ１側から、各外部端子２３Ａまたは２３Ｂに貼り付ける。その後、加熱により導電接着剤ＤＳを熱硬化させて、各金属チップ６と各外部端子を電気的および機械的に強固に接合する。   In the joining method shown in FIG. 3A, first, the conductive adhesive DS having heat resistance is supplied to the external terminals 23A and 23B with a dispenser or the like with the back surface of the piezoelectric device facing up. Then, each metal chip 6 is attached to each external terminal 23A or 23B from the first main surface S1 side. Thereafter, the conductive adhesive DS is thermally cured by heating, and each metal chip 6 and each external terminal are firmly joined electrically and mechanically.

図３（Ｂ）に示す他の接合方法は、各金属チップ６を、第１主面Ｓ１側から、各外部端子２３Ａまたは２３Ｂに密着させた後、少なくとも一箇所のスポット溶接を行う。これにより、各金属チップ６と各外部端子２３Ａまたは２３Ｂが電気的および機械的に強固に接合される。なお、図４（Ｂ）はスポット溶接箇所ＳＰが端子ごとに２つの場合を例示するが、スポット溶接箇所ＳＰは金属チップごとに１以上で任意の個数としてよい。このように、スポット溶接にて接合することで、金属チップ６と各外部端子２３Ａまたは２３Ｂとを強固に接合することができ、接合時に金属チップ６が位置ズレを起こすことを低減することができる。   In another joining method shown in FIG. 3B, after each metal tip 6 is brought into close contact with each external terminal 23A or 23B from the first main surface S1 side, at least one spot welding is performed. Thereby, each metal chip 6 and each external terminal 23A or 23B are firmly joined electrically and mechanically. FIG. 4B illustrates the case where there are two spot welds SP for each terminal, but the number of spot welds SP may be one or more for each metal tip. Thus, by joining by spot welding, the metal tip 6 and each external terminal 23A or 23B can be joined firmly, and it can reduce that the metal tip 6 raise | generates position shift at the time of joining. .

各金属チップ６が、その第２主面Ｓ１側から、端子接合パッド部１１０Ａ，１００Ｂの何れかと導電接合材ＳＬにて接合されることで、圧電デバイス１が金属チップ６を介して実装基板１００に実装される。導電接合材ＳＬは、例えば、銀ペースト又は鉛フリー半田により構成されている。また、導電接合材ＳＬには、塗布し易い粘度に調整するための添加した溶剤が含有されている。鉛フリー半田の成分比率は、錫が９５〜９７．５％、銀が２〜４％、銅が０．５〜１．０％のものが使用されている。   Each metal chip 6 is bonded to either one of the terminal bonding pad portions 110A and 100B with the conductive bonding material SL from the second main surface S1 side, so that the piezoelectric device 1 is mounted on the mounting substrate 100 via the metal chip 6. To be implemented. The conductive bonding material SL is made of, for example, silver paste or lead-free solder. In addition, the conductive bonding material SL contains an added solvent for adjusting the viscosity to be easily applied. The component ratio of the lead-free solder is 95 to 97.5% for tin, 2 to 4% for silver, and 0.5 to 1.0% for copper.

このとき、特に図示しないが、実装基板１００の端子接合パッド部１１０Ａ，１００Ｂ上に導電接合材ＳＬをディスペンサ等で供給する。このとき導電接合材ＳＬは、中央部ほど導電接合材ＳＬが多い山なりの形状となっている。
金属チップ６との接合時に導電接合材ＳＬが押しつぶされ、周囲に広がる。このとき、図１に示すように、導電接合材ＳＬが少なくとも金属チップ６の側面側を保持するようになる。また、押し出される導電接合材量が多い場合は、導電接合材ＳＬが、パッケージ本体２の側面の下部にまで達し外部端子や金属チップのみならずパッケージ本体２を保持するようになる（図１参照）。導電接合材ＳＬは、金属チップ６の側面から実装基板１１０の上面にかけて導電接合材ＳＬの上下方向の厚みが薄くなるように傾斜が設けられている。また、導電性接合材ＳＬの上下方向の厚みが薄くなるように設けられた傾斜のことをフィレットとする。このようにして形成されたフィレットによって、導電接合材ＳＬの剥がれに対する強度が向上して強固な接合が達成される。このとき導電接合材ＳＬが全周方向で均一にスムーズに外側に広がれば、剥がれに弱い箇所が発生するのを未然に防止することができる。 At this time, although not particularly illustrated, the conductive bonding material SL is supplied onto the terminal bonding pad portions 110A and 100B of the mounting substrate 100 by a dispenser or the like. At this time, the conductive bonding material SL has a mountain shape with more conductive bonding material SL at the center.
The conductive bonding material SL is crushed during bonding with the metal chip 6 and spreads around. At this time, as shown in FIG. 1, the conductive bonding material SL holds at least the side surface side of the metal chip 6. When the amount of the conductive bonding material to be extruded is large, the conductive bonding material SL reaches the lower part of the side surface of the package body 2 and holds the package body 2 as well as the external terminals and metal chips (see FIG. 1). ). The conductive bonding material SL is inclined from the side surface of the metal chip 6 to the upper surface of the mounting substrate 110 so that the thickness of the conductive bonding material SL in the vertical direction is reduced. In addition, a slope provided so that the thickness of the conductive bonding material SL in the vertical direction is reduced is referred to as a fillet. By the fillet formed in this manner, the strength against peeling of the conductive bonding material SL is improved, and strong bonding is achieved. At this time, if the conductive bonding material SL spreads out uniformly and smoothly in the entire circumferential direction, it is possible to prevent the occurrence of a portion that is vulnerable to peeling.

なお、金属チップ６の外形は、楕円に限定されず、望ましくは、パッケージ本体２の少なくとも１つの側面に対して近接する側の外形が曲線状に形成されているものであればよい。例えば、図４のように外部端子２３Ａ，２３Ｂが略矩形の外形を有し、パッケージ長辺方向に離れて配置されている場合、各外部端子の長辺はパッケージ本体２の短側面Ｓ３側に位置するため、少なくとも金属チップ６の短側面Ｓ３側を曲線状の外形とすればよい。   Note that the outer shape of the metal chip 6 is not limited to an ellipse, and it is preferable that the outer shape on the side close to at least one side surface of the package body 2 is formed in a curved shape. For example, as shown in FIG. 4, when the external terminals 23 </ b> A and 23 </ b> B have a substantially rectangular outer shape and are spaced apart in the package long side direction, the long side of each external terminal is on the short side S <b> 3 side of the package body 2. Therefore, at least the short side surface S3 side of the metal tip 6 may have a curved outer shape.

金属チップ６の曲線形状は、導電接合材ＳＬを均一に拡散させることに寄与する。つまり、導電接合材ＳＬは、外側に押し出された後、セラミック材料に比べて親和性が高い金属材料からなる金属チップ６の縁に沿って移動しやすい。したがって、接合強度を均一化して全体として剥がれに強くしたい箇所で金属チップ６を曲線状に形成しておくことが望ましい。本例の場合、少なくとも、距離が長く最も接合強度に寄与する外部電極の長辺側（パッケージの短側面Ｓ３側）で、金属チップ６の外形を曲線状にすることが望ましい。但し、外部端子が矩形の場合に、金属チップ６で曲線箇所を多くし、あるいは曲率を大きくしすぎると、外形端子と金属チップ６の接触面積が減少する。そのため、これらを勘案して、金属チップ６の外形について曲率や曲線を設ける箇所を適正化することが望ましい。   The curved shape of the metal tip 6 contributes to uniformly diffusing the conductive bonding material SL. That is, the conductive bonding material SL is likely to move along the edge of the metal chip 6 made of a metal material having a higher affinity than the ceramic material after being pushed outward. Therefore, it is desirable to form the metal chip 6 in a curved shape at a location where it is desired to make the bonding strength uniform and to be strong against peeling as a whole. In the case of this example, it is desirable that the outer shape of the metal chip 6 is curved at least on the long side of the external electrode that has the longest distance and contributes most to the bonding strength (the short side S3 side of the package). However, when the external terminal is rectangular, if the number of curved portions is increased or the curvature is increased too much with the metal tip 6, the contact area between the outer shape terminal and the metal tip 6 decreases. For this reason, it is desirable to optimize the locations where the curvature and the curve are provided for the outer shape of the metal chip 6 in consideration of these.

本実施形態では、上述したように、金属チップ６を介在させたことにより、フィレットが形成されるため、導電接合材ＳＬの剥がれに対する強度が向上する。また、金属チップ６の外形に曲線部分を設けたことによって、導電接合材ＳＬの移動を阻害する角部がないため導電接合材量が金属チップの外周で均一になり、その結果、導電接合材ＳＬの剥がれに対する強度が向上する。これに加えて、金属チップ６と外部端子を導電接着剤ＤＳで接合したことによる、以下のような望ましい効果を有する。   In the present embodiment, as described above, since the fillet is formed by interposing the metal chip 6, the strength against peeling of the conductive bonding material SL is improved. In addition, since the curved portion is provided in the outer shape of the metal chip 6, there is no corner portion that hinders the movement of the conductive bonding material SL, so that the amount of the conductive bonding material becomes uniform on the outer periphery of the metal chip. The strength against peeling of SL is improved. In addition to this, the following desirable effects are obtained by joining the metal chip 6 and the external terminal with the conductive adhesive DS.

一般に、金属チップ６がない場合にパッケージ本体２と実装基板１００との大きな熱膨張係数差に起因した応力は、その殆どが導電接合材ＳＬの接合部にかかり導電接合材ＳＬにクラック等が発生することがある。とくにデバイスの小型化により導電接合材ＳＬの接合面積が小さくなると、小さなクラックでも接合不良を起こす可能性が高まる。   In general, in the absence of the metal chip 6, most of the stress caused by the large difference in thermal expansion coefficient between the package body 2 and the mounting substrate 100 is applied to the joint portion of the conductive bonding material SL, and cracks are generated in the conductive bonding material SL. There are things to do. In particular, when the bonding area of the conductive bonding material SL is reduced due to the miniaturization of the device, the possibility of causing a bonding failure even with a small crack increases.

本実施形態において、各金属チップ６と各外部端子との接合に、導電接合材ＳＬを接合する時の加熱に耐え得る耐熱性の導電接着剤ＤＳを用いている。このため、実装部品からの発熱や周囲の環境温度変化で実装基板１００が変形した場合でも、その変形による応力が金属チップ６の存在により、また、特に導電接着剤部分で緩和される。導電接着剤ＤＳは、耐熱性があり、しかもシリコーン樹脂等の樹脂をベース材料とするため応力印加による破断に強い（柔軟性が高い）。したがって、導電接着剤ＤＳは応力の一部を緩和する作用があり、その結果として、導電接合材ＳＬにかかる応力も緩和され、導電接合材ＳＬにクラックが発生し難くなる。   In the present embodiment, a heat-resistant conductive adhesive DS that can withstand heating when the conductive bonding material SL is bonded is used for bonding each metal chip 6 and each external terminal. For this reason, even when the mounting substrate 100 is deformed due to heat generation from the mounting component or a change in the ambient environmental temperature, the stress due to the deformation is relieved by the presence of the metal chip 6 and particularly at the conductive adhesive portion. The conductive adhesive DS has heat resistance and is resistant to breakage due to stress application (high flexibility) because it uses a resin such as a silicone resin as a base material. Therefore, the conductive adhesive DS has a function of relieving part of the stress. As a result, the stress applied to the conductive bonding material SL is also reduced, and the conductive bonding material SL is hardly cracked.

＜２．第２の実施形態＞
図５（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスの実装構造の概略断面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の一部の拡大断面図である。
図６（Ａ）と図６（Ｂ）は、金属チップをパッケージ本体２の裏面に接合する２つの方法を説明するための概略的な断面図である。また、図７（Ａ）と図７（Ｂ）は、この２つの方法により金属チップが接合された後のパッケージ本体の裏面図である。図７（Ａ）が図６（Ａ）の方法で接合された場合を示し、図７（Ｂ）が図６（Ｂ）の方法で接合された場合を示す。 <2. Second Embodiment>
FIG. 5A is a schematic cross-sectional view of a piezoelectric device mounting structure according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG.
FIGS. 6A and 6B are schematic cross-sectional views for explaining two methods of joining a metal chip to the back surface of the package body 2. FIGS. 7A and 7B are rear views of the package body after the metal chip is bonded by these two methods. FIG. 7A shows the case of joining by the method of FIG. 6A, and FIG. 7B shows the case of joining by the method of FIG. 6B.

第２の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、金属チップの形状である。その他の構成は、第１の実施形態と同様であり、以下、同一構成は同一符号を付すことで、その説明を省略または簡略化する。   The second embodiment is different from the first embodiment in the shape of the metal tip. Other configurations are the same as those of the first embodiment. Hereinafter, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

本実施形態に係る金属チップ６Ａは、第１主面Ｓ１および第２主面Ｓ２を有する薄板形状の主部６１と、主部６１の端から第１主面Ｓ１側に略直角に折り曲げられた屈曲部６２とを有する。
金属チップ６Ａの材料および厚さ等は、第１の実施形態に係る金属チップ６と同じにすることができる。 The metal tip 6A according to the present embodiment is bent at a substantially right angle from the end of the main portion 61 to the first main surface S1 side with a thin plate-shaped main portion 61 having the first main surface S1 and the second main surface S2. And a bent portion 62.
The material, thickness, and the like of the metal tip 6A can be the same as those of the metal tip 6 according to the first embodiment.

このような構成の金属チップ６Ａは、圧電デバイス１の外部端子２３Ａ，２３Ｂに、例えば、耐熱性を有する導電接着剤ＤＳにより１対１で接合されるように、圧電デバイス１と予め貼り合わされる（図５参照）。このとき、図６（Ａ）に示す導電接着剤ＤＳを用いる方法と、図６（Ｂ）に示すスポット溶接を用いる方法の何れかが好適に採用される。
各接合方法自体は、第１実施形態と共通するため、ここでの説明を省略する。 The metal chip 6A having such a configuration is bonded in advance to the piezoelectric device 1 so as to be bonded to the external terminals 23A and 23B of the piezoelectric device 1 by, for example, a one-to-one bonding with a heat-resistant conductive adhesive DS. (See FIG. 5). At this time, either the method using the conductive adhesive DS shown in FIG. 6A or the method using spot welding shown in FIG. 6B is suitably employed.
Since each joining method itself is common to the first embodiment, description thereof is omitted here.

各金属チップ６Ａが、その第２主面Ｓ２側から、端子接合パッド部１１０Ａ，１００Ｂの何れかと導電接合材ＳＬで接合されることで、圧電デバイス１が金属チップ６Ａを介して実装基板１００に実装される。   Each metal chip 6A is bonded to one of the terminal bonding pad portions 110A and 100B with the conductive bonding material SL from the second main surface S2 side, so that the piezoelectric device 1 is attached to the mounting substrate 100 via the metal chip 6A. Implemented.

このとき、特に図示しないが、実装基板１００の端子接合パッド部１１０Ａ，１００Ｂ上に導電接合材ＳＬをディスペンサ等で供給する。このとき導電接合材ＳＬは、中央部ほど導電接合材ＳＬが多い山なりの形状となっている。
金属チップ６Ａとの接合時に導電接合材ＳＬが押しつぶされ、周囲に広がる。このとき、図５に示すように、導電接合材ＳＬが少なくとも金属チップ６Ａの側面側を保持するようになる。また、押し出される導電接合材ＳＬの量が多い場合は、導電接合材ＳＬが、パッケージ本体２の側面より外側にまで達する（図５参照）。 At this time, although not particularly illustrated, the conductive bonding material SL is supplied onto the terminal bonding pad portions 110A and 100B of the mounting substrate 100 by a dispenser or the like. At this time, the conductive bonding material SL has a mountain shape with more conductive bonding material SL at the center.
At the time of joining with the metal chip 6A, the conductive joining material SL is crushed and spreads around. At this time, as shown in FIG. 5, the conductive bonding material SL holds at least the side surface side of the metal chip 6A. Further, when the amount of the conductive bonding material SL to be extruded is large, the conductive bonding material SL reaches the outside from the side surface of the package body 2 (see FIG. 5).

前記した第１の実施形態では、金属チップの外形の曲線部に沿って導電接合材ＳＬが回り込み易いものの、パッケージ側面の外側に押し出される箇所は、導電接合材ＳＬの供給量の偏り等に左右されて不安定である。
本第２の実施形態では、金属チップ６Ａをパッケージ本体２に接合するときに、その屈曲部６２をパッケージ本体２の側面に沿って位置させる。このとき屈曲部６２は、側面に接触させてもよいし側面から少し離してもよい。 In the first embodiment described above, although the conductive bonding material SL is likely to wrap around along the curved portion of the outer shape of the metal chip, the portion pushed out of the side surface of the package depends on the bias of the supply amount of the conductive bonding material SL. Has been unstable.
In the second embodiment, when the metal chip 6 </ b> A is joined to the package body 2, the bent portion 62 is positioned along the side surface of the package body 2. At this time, the bent portion 62 may be brought into contact with the side surface or may be slightly separated from the side surface.

このように金属チップ６Ａの主部６１の外周の一部に、パッケージ本体２の側面に沿う屈曲部６２を設けると、金属チップ６Ａが導電接合材ＳＬとの親和性が高い材料であることから、屈曲部６２付近で導電接合材ＳＬが押し出され、屈曲部６２の外面に沿って導電接合材ＳＬが這い上がる。そのため、金属チップ６Ａの屈曲部６２と実装基板１００の上面の端子接合パッド部１００Ａまたは１００Ｂとを接合する導電接合材ＳＬに、その接合を強固にするフィレットが形成される。本実施形態では、導電接合材ＳＬにおいて、その接合を強固にするフィレットの形成位置を限定できる。そのため、導電接合材ＳＬの剥がれに弱い箇所に、あるいは全体の導電接合材ＳＬの剥がれ強度を増すために有効な箇所に、導電接合材ＳＬによる接合を強固にするフィレットを形成することが容易になる。   As described above, when the bent portion 62 along the side surface of the package body 2 is provided in a part of the outer periphery of the main portion 61 of the metal chip 6A, the metal chip 6A is a material having high affinity with the conductive bonding material SL. The conductive bonding material SL is pushed out in the vicinity of the bent portion 62, and the conductive bonding material SL rises along the outer surface of the bent portion 62. Therefore, a fillet that strengthens the bonding is formed in the conductive bonding material SL that bonds the bent portion 62 of the metal chip 6A and the terminal bonding pad portion 100A or 100B on the upper surface of the mounting substrate 100. In the present embodiment, in the conductive bonding material SL, the formation position of the fillet that strengthens the bonding can be limited. Therefore, it is easy to form a fillet that strengthens the bonding with the conductive bonding material SL at a location that is weak to the peeling of the conductive bonding material SL or at a location that is effective for increasing the peeling strength of the entire conductive bonding material SL. Become.

フィレットの位置や大きさがばらつくと、高い周波数で振動させる水晶素子を用いた発振器の発振周波数に影響するパッケージ寄生容量値が若干であるが、変化する。
本実施形態では、フィレットの位置と大きさが屈曲部６２の位置と大きさで規定できるため、パッケージ寄生容量値が実装時に変動しないという効果も期待できる。 When the position and size of the fillet vary, the package parasitic capacitance value that affects the oscillation frequency of an oscillator using a crystal element that vibrates at a high frequency is slightly changed.
In the present embodiment, since the position and size of the fillet can be defined by the position and size of the bent portion 62, an effect that the package parasitic capacitance value does not change during mounting can be expected.

本第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、金属チップ６Ａを介在させ、さらには金属チップ６の外形に曲線部分を設けたことによって、導電接合材ＳＬの剥がれに対する強度が向上する。これに加えて、金属チップ６と外部端子を導電接着剤ＤＳで接合したことによる、第１の実施形態と同様な望ましい効果が期待できる。   In the second embodiment, as in the first embodiment, the metal chip 6A is interposed, and the curved portion is provided in the outer shape of the metal chip 6, thereby improving the strength against peeling of the conductive bonding material SL. To do. In addition to this, a desirable effect similar to that of the first embodiment can be expected by joining the metal chip 6 and the external terminal with the conductive adhesive DS.

＜３．第３の実施形態＞
図８は、第３の実施形態に係る圧電デバイスのパッケージ本体２の裏面図である。
この圧電デバイスは４端子デバイスであり、パッケージ本体２の裏面に、水晶素子４に接続された２つの外部端子２３Ａ，２３Ｂが一方の対角側に配置されている。また、２つの外部端子２３Ｃ，２３Ｄが他方の対角側に配置されている。この２つの外部端子２３Ｃ，２３Ｄは、グランド端子としてよいし、圧電デバイス１内に感温素子が設けられている場合に、その感温素子の外部端子としてもよい。
なお、外部端子の外形は図示のものに限定されないが、ここではパッケージ本体２の外形と長辺方向が同じ矩形形状となっている。 <3. Third Embodiment>
FIG. 8 is a rear view of the package body 2 of the piezoelectric device according to the third embodiment.
This piezoelectric device is a four-terminal device, and two external terminals 23A and 23B connected to the crystal element 4 are arranged on one diagonal side on the back surface of the package body 2. Two external terminals 23C and 23D are arranged on the other diagonal side. The two external terminals 23C and 23D may be ground terminals, or may be external terminals of the temperature sensing element when a temperature sensing element is provided in the piezoelectric device 1.
In addition, although the external shape of an external terminal is not limited to the thing of illustration, the external shape of the package main body 2 is a rectangular shape with the same long side direction here.

図９（Ａ）は、図６（Ａ）と同様に、導電接着剤を用いて金属チップを接合した後のパッケージ本体の裏面図である。図９（Ｂ）は、図６（Ｂ）と同様に、スポット溶接を用いて金属チップを接合した後のパッケージ本体の裏面図である。
接合方法は既に説明したので、ここでは省略する。また、図９（Ａ）に示す破線に沿う断面構造自体は、図５と同様であるため、図示を省略する。 FIG. 9A is a rear view of the package body after the metal chip is bonded using a conductive adhesive, as in FIG. 6A. FIG. 9B is a rear view of the package body after joining the metal chips using spot welding, as in FIG. 6B.
Since the bonding method has already been described, the description is omitted here. The cross-sectional structure itself along the broken line shown in FIG. 9A is the same as that in FIG.

本実施形態に係る金属チップ６Ｂは、図８の端子配置に適合せるため、主部６１Ｂの大きさが第２の実施形態の金属チップ６Ａの主部６１と異なる。但し、主部の端に屈曲部６２が設けられている点は、第２実施形態の金属チップ６Ａと共通する。
また、金属チップを介在させた効果、屈曲部６２を設けた効果も第２の実施形態等と同じである。 Since the metal chip 6B according to this embodiment is adapted to the terminal arrangement of FIG. 8, the size of the main part 61B is different from the main part 61 of the metal chip 6A of the second embodiment. However, the point that the bent portion 62 is provided at the end of the main portion is common to the metal tip 6A of the second embodiment.
In addition, the effect of interposing the metal chip and the effect of providing the bent portion 62 are the same as those in the second embodiment.

なお、図９では、金属チップ６Ｂの主部６１Ｂの外形が曲線状の部分を有さない。このように、主部の外形に曲線状部分を設けることは、本発明では必須ではない。このことは、第１，第２の実施形態においても同様である。
但し、主部６１Ｂについても、第２の実施形態と同様に屈曲部６２が設けられた側（ここではパッケージ本体２の長側面Ｓ４側）の外形を曲面状に形成してもよい。さらに、パッケージ本体２の短側面Ｓ３側で主部６１Ｂの外形を曲線状に形成してもよい。 In FIG. 9, the outer shape of the main portion 61B of the metal tip 6B does not have a curved portion. Thus, it is not essential in the present invention to provide a curved portion in the outer shape of the main portion. The same applies to the first and second embodiments.
However, the outer shape of the main portion 61B on the side where the bent portion 62 is provided (here, the long side surface S4 side of the package main body 2) may be formed in a curved surface as in the second embodiment. Furthermore, the outer shape of the main portion 61B may be formed in a curved shape on the short side S3 side of the package body 2.

＜４．変形例＞
以上の第１〜第３の実施形態は、上記説明に限定されず、例えば以下に例示する種々の変形が可能である。 <4. Modification>
The above 1st-3rd embodiment is not limited to the said description, For example, the various deformation | transformation illustrated below is possible.

第２および第３の実施形態において、導電接着剤ＤＳは、圧電デバイスの外部端子と金属チップ６Ａ（または６Ｂ）との界面だけでなく、屈曲部６２の内側面とパッケージ本体２の側面との間にまで延在させてよい。これにより、パッケージ本体２に対する金属チップ６Ａ（または６Ｂ）の剥がれ強度が増し、屈曲部６２の外側面で導電接合材ＳＬにフィレットが形成され接合が強化されていることと相まって、圧電デバイスの固定強度がさらに向上し、特に剥がれ強度が著しく向上するという効果が得られる。   In the second and third embodiments, the conductive adhesive DS is not only the interface between the external terminal of the piezoelectric device and the metal chip 6A (or 6B), but also the inner surface of the bent portion 62 and the side surface of the package body 2. You may extend it in between. As a result, the peeling strength of the metal chip 6A (or 6B) with respect to the package body 2 is increased, and in combination with the fact that a fillet is formed on the conductive bonding material SL on the outer surface of the bent portion 62 and the bonding is strengthened, the piezoelectric device is fixed. The strength is further improved, and in particular, the effect that the peeling strength is remarkably improved can be obtained.

４端子対応の金属チップ６Ｂにおいて、第１の実施形態と同様に、屈曲部を有さない平板状の金属チップを用いることも可能である。
また、２端子対応の金属チップ６Ａ、４端子対応の金属チップ６Ｂにおいて、屈曲部６２を設ける位置と数は任意である。
さらに、２端子対応の金属チップ６，６Ａ、４端子対応の金属チップ６Ｂのいずれについても、外形を曲線とする位置や大きさは任意である。 In the metal chip 6B corresponding to four terminals, it is also possible to use a flat metal chip having no bent portion, as in the first embodiment.
In addition, the position and the number of the bent portions 62 are arbitrary in the two-terminal metal chip 6A and the four-terminal metal chip 6B.
Furthermore, the position and size of the outer shape of the metal chip 6, 6A corresponding to two terminals and the metal chip 6B corresponding to four terminals are arbitrary.

その他、本発明は、種々の態様で実施されてよい。   In addition, the present invention may be implemented in various modes.

上記第１〜第３の実施形態および変形例は、主に「実装構造」と「実装方法」の観点から本発明の好適な形態を記載している。
但し、屈曲部の有無を問わず、金属薄板からなる金属チップをパッケージ本体の裏面に接合した構成をもつ「圧電デバイス」に係る下記＜５．別発明＞の実施形態も、上記第１〜第３の実施形態及び変形例を含む、以上の記載全体に実質的に記載されている。 The first to third embodiments and the modified examples describe preferred embodiments of the present invention mainly from the viewpoints of “mounting structure” and “mounting method”.
However, regardless of the presence or absence of a bent portion, the following <5. Related to a “piezoelectric device” having a configuration in which a metal chip made of a thin metal plate is bonded to the back surface of the package body. Another embodiment> is substantially described throughout the above description, including the first to third embodiments and modifications.

＜５．別発明＞
『圧電素子を内部に収容し、底面に複数の外部端子を有するパッケージ本体と、
前記パッケージ本体と実装基板との間に前記外部端子ごとに設けられ、前記複数の外部端子の何れかに第１主面が接合し、前記実装基板に設けられた複数の端子接合パッド部の何れかに第２主面が接合する複数の金属チップと、
を有する圧電デバイス。』 <5. Another invention>
“A package body containing a piezoelectric element inside and having a plurality of external terminals on the bottom surface;
Any one of the plurality of terminal bonding pad portions provided on the mounting substrate is provided for each external terminal between the package body and the mounting substrate, the first main surface is bonded to any of the plurality of external terminals. A plurality of metal chips to which the second main surface is joined;
A piezoelectric device having: ]

１…圧電デバイス、２…パッケージ本体、２Ａ…凹部、２２Ａ，２２Ｂ…接続パッド、４…水晶素子、５…パッケージ蓋体、６，６Ａ，６Ｂ…金属チップ、２２Ａ，２２Ｂ…接続パッド、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ…外部端子、４１…水晶素板、４２…励振電極、４３Ａ，４３Ｂ…接続電極、４４…引出電極、６１，６１Ａ，６１Ｂ…主部、６２…屈曲部、１００…実装基板、１１０Ａ，１００Ｂ…端子接合パッド部、Ｓ１…第１主面、Ｓ２…第２主面、Ｓ３…短側面、Ｓ４…長側面、ＤＳ…導電接着剤、ＳＬ…導電接合材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric device, 2 ... Package main body, 2A ... Recessed part, 22A, 22B ... Connection pad, 4 ... Crystal element, 5 ... Package lid, 6, 6A, 6B ... Metal chip, 22A, 22B ... Connection pad, 23A, 23B, 23C, 23D ... external terminal, 41 ... crystal base plate, 42 ... excitation electrode, 43A, 43B ... connection electrode, 44 ... extraction electrode, 61, 61A, 61B ... main part, 62 ... bending part, 100 ... mounting substrate , 110A, 100B ... terminal bonding pad, S1 ... first main surface, S2 ... second main surface, S3 ... short side surface, S4 ... long side surface, DS ... conductive adhesive, SL ... conductive bonding material

Claims (9)

圧電素子を内部に収容し、底面に複数の外部端子を有するパッケージ本体と、
複数の端子接合パッド部を有する実装基板と、
前記パッケージ本体と前記実装基板との間に前記外部端子ごとに設けられ、当該外部端子に第１主面が接合されており、その背面の第２主面の平面視において前記外部端子の外縁の少なくとも一部を覆っている複数の金属チップと、
前記複数の金属チップの前記第２主面と、前記複数の端子接合パッド部とを個別に接合しているとともに、前記パッケージ本体に接合されている導電接合材と、
を有する圧電デバイスの実装構造。 A package body containing a piezoelectric element therein and having a plurality of external terminals on the bottom surface;
A mounting substrate having a plurality of terminal bonding pad portions;
Provided for each of the external terminal between the mounting substrate and the package body, to the external terminal and the first main surface is bonded, the outer edge of the external terminal in a plan view of the second main surface of the back A plurality of metal tips covering at least a portion ;
While electrically bonding the second main surface of the plurality of metal chips and the plurality of terminal bonding pad portions individually, a conductive bonding material bonded to the package body,
Mounting structure of piezoelectric device having 各金属チップの前記第１主面と、対応する前記外部端子が、導電接着剤で接合されている
請求項１に記載の圧電デバイスの実装構造。 Wherein a first major surface, said corresponding external terminals, the mounting structure of the piezoelectric device according to claim 1 which is bonded with a conductive adhesive of each metal chips. 各金属チップの前記第１主面と、対応する前記外部端子が、スポット溶接により接合されている
請求項１に記載の圧電デバイスの実装構造。 Said first major surface of the metal tip, said corresponding external terminals, the mounting structure of the piezoelectric device according to claim 1, which is joined by spot welding. 各金属チップの前記第１主面及び前記第２主面は、前記パッケージ本体の少なくとも１つの側面に対して近接する側の外形が曲線状に形成されている、
請求項１から３の何れか一項記載の圧電デバイスの実装構造。 Each of the first main surface and the second main surface of each metal chip has a curved outer shape on the side adjacent to at least one side surface of the package body.
The mounting structure for a piezoelectric device according to any one of claims 1 to 3. 各金属チップは、
前記第１主面と前記第２主面を有する薄板状の主部と、
前記パッケージ本体の側面に沿う向きに前記主部の端から折れ曲がる薄板状の、少なくとも１つの屈曲部と、
を有する請求項１から３の何れか一項記載の圧電デバイスの実装構造。 Each metal tip is
A thin plate-shaped main portion having the first main surface and the second main surface;
A thin plate-like shape that bends from the end of the main part in a direction along the side surface of the package body, and at least one bent part;
The piezoelectric device mounting structure according to any one of claims 1 to 3, further comprising: 各金属チップの前記第１主面及び前記第２主面は、前記屈曲部が設けられた側の外形が曲線状に形成されている、
請求項５記載の圧電デバイスの実装構造。 Each of the first main surface and the second main surface of each metal chip has a curved outer shape on the side where the bent portion is provided.
The mounting structure of the piezoelectric device according to claim 5. 各金属チップの前記第１主面と、対応する前記外部端子が、導電接着剤で接合され、
前記導電接着剤が、前記屈曲部の内側面と前記パッケージ本体の側面の間に延在し、
前記導電接合材が前記屈曲部の外面に這い上がって、前記屈曲部の外面から前記実装基板の上面にかけて上下方向の厚みが薄くなるように傾斜が設けられている、
請求項５または６記載の圧電デバイスの実装構造。 The first main surface of each metal chip and the corresponding external terminal are joined with a conductive adhesive ,
The conductive adhesive extends between an inner surface of the bent portion and a side surface of the package body;
The conductive bonding material crawls up the outer surface of the bent portion, inclined as toward the upper surface of the mounting substrate from the outer surface of the bent portion is vertical thickness becomes thinner is provided,
The mounting structure of the piezoelectric device according to claim 5 or 6. 圧電素子を内部に収容し、底面に複数の外部端子を有するパッケージ本体と、
前記パッケージ本体と実装基板との間に前記外部端子ごとに設けられ、前記複数の外部端子の何れかに第１主面が接合されており、その背面の第２主面の平面視において前記外部端子の外縁の少なくとも一部を覆っている複数の金属チップと、
を有しており、
前記第１主面は、その中央を含む領域において、又は２箇所以上において、対応する前記外部端子に接合されている
圧電デバイス。 A package body containing a piezoelectric element therein and having a plurality of external terminals on the bottom surface;
Provided for each of the external terminals between the package body and the mounting substrate, a first main surface is joined to any of the plurality of external terminals, and the external surface in plan view of the second main surface on the back surface A plurality of metal tips covering at least part of the outer edge of the terminal ;
And have a,
The first main surface is a piezoelectric device bonded to the corresponding external terminal in a region including the center thereof, or in two or more places . 底面に複数の外部端子を有する圧電デバイスのパッケージ本体内に圧電素子を固定し、蓋体を前記パッケージ本体に被せて前記圧電素子が収容された前記パッケージ本体内部を気密封止する工程と、
前記圧電デバイスの前記複数の外部端子のそれぞれに対して、前記外部端子の外縁の一部を覆うように配置された金属チップをスポット溶接により接合する工程と、
前記圧電デバイスに接合された各金属チップを、実装基板の対応する端子接合パッド部に導電接合材で接合するとともに、前記導電接合材を前記パッケージ本体に接合することにより、前記圧電デバイスを前記実装基板に実装する工程と、
を備える圧電デバイスの実装方法。 A step of the piezoelectric element is fixed to the package body of the piezoelectric device to hermetically seal the package body inside the piezoelectric element is accommodated covered with a lid to the package body having a plurality of external terminals on the bottom surface,
Bonding each of the plurality of external terminals of the piezoelectric device by spot welding a metal tip disposed so as to cover a part of the outer edge of the external terminal ;
Each of the metal chips bonded to the piezoelectric device is bonded to a corresponding terminal bonding pad portion of a mounting substrate with a conductive bonding material, and the conductive bonding material is bonded to the package body , whereby the piezoelectric device is mounted. Mounting on the substrate;
A mounting method of a piezoelectric device comprising:
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