[go: up one dir, main page]

TWI757459B - 音叉型壓電振動片及使用該音叉型壓電振動片之音叉型壓電振動子 - Google Patents

音叉型壓電振動片及使用該音叉型壓電振動片之音叉型壓電振動子 Download PDF

Info

Publication number
TWI757459B
TWI757459B TW107110397A TW107110397A TWI757459B TW I757459 B TWI757459 B TW I757459B TW 107110397 A TW107110397 A TW 107110397A TW 107110397 A TW107110397 A TW 107110397A TW I757459 B TWI757459 B TW I757459B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electrodes
main surface
vibrating
electrode
vibrating arm
Prior art date
Application number
TW107110397A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201904193A (zh
Inventor
山下弘晃
Original Assignee
日商大真空股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商大真空股份有限公司 filed Critical 日商大真空股份有限公司
Publication of TW201904193A publication Critical patent/TW201904193A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI757459B publication Critical patent/TWI757459B/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/15Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/21Crystal tuning forks
    • H03H9/215Crystal tuning forks consisting of quartz
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders or supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • H03H9/1007Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1014Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
    • H03H9/1021Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device the BAW device being of the cantilever type
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/13Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
    • H03H9/132Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials characterized by a particular shape
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/08Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a mechanical oscillator other than a pendulum or balance, e.g. by a tuning fork, e.g. electrostatically
    • G04C3/12Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a mechanical oscillator other than a pendulum or balance, e.g. by a tuning fork, e.g. electrostatically driven by piezoelectric means; driven by magneto-strictive means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

各振動腕之正背之兩主面電極係透過貫通基部之正背面之各貫通電極而分別電性連接,並且各振動腕之正背之兩主面電極之一主面電極透過以經過兩振動腕之間之交叉部之方式形成的引繞配線而電性連接於側面電極,透過該側面電極而電性連接於兩主面電極之另一主面電極。

Description

音叉型壓電振動片及使用該音叉型壓電振動片之音叉型壓電振動子
本發明係關於一種廣泛用作鐘錶等之時鐘源之音叉型壓電振動子。
音叉型水晶振動子成為例如圖9所示之音叉形狀之音叉型水晶振動片7(以下,略記為振動片7)透過接合材接合於上部開口之箱狀之容器(省略圖示)之內部,並將前述容器之開口部分利用平板狀之蓋(省略圖示)氣密密封而成的構造。再者,為了便於說明,圖9中,以振動片7之正背兩個主面中的正面側之主面進行說明。
如圖9所示,振動片7具備:基部8;一對振動腕91、92,其等自基部8之一端側向同一方向伸長;及突出部9,其自基部8之另一端側之一側面朝向基部8之寬度方向(於圖9中為水晶之相互正交之結晶軸X、Y、Z中之X軸方向)之一側突出。於一對振動腕91、92各自之前端側,形成有寬度較振動腕91、92之臂寬更大的寬幅部93、93。於該寬幅部93、93,形成有作為頻率調整用配重件之金屬膜W。
於振動片7形成有由異極所構成之第1激勵電極11及第2激勵電極12、以及自第1激勵電極11與第2激勵電極12之各者經由後述引繞電極而引出之引出電極13、14。於兩振動腕91、92各自之正背主面,為了降低等效串聯電阻值(晶體阻抗值:CI值)而分別形成有長槽G。
於該圖9中,形成於一振動腕91之正面側之主面之第1激勵電極11係藉由引出電極13而引出至基部8之通孔H3之周圍。相對於此,形成於另一振動腕92之正面側之主面之第2激勵電極12係藉由引出電極14而引出至基部8之通孔H4之周圍,並且自通孔H4之周圍透過引出電極14而連接於形成於一振動腕91之外側面之第2激勵電極12。
於各振動腕91、92中,於包含構成寬幅部93、93之主面與側面之全周,形成有用以將形成於與該寬幅部93、93連接之振動腕之外側面與內側面之同極之激勵電極彼此電性連接的引繞電極(符號省略)。
因此,形成於一振動腕91之外側面之第2激勵電極12係透過寬幅部93之全周之第2激勵電極12而連接於形成於一振動腕91之內側面之第2激勵電極12。同樣地,形成於另一振動腕92之外側面之第1激勵電極11係透過寬幅部93之全周之第1激勵電極11而連接於形成於另一振動腕92之內側面之第1激勵電極11。
於圖9中,形成於一振動腕91之正面側之主面之第1激勵電極11僅引出至通孔H3之周圍為止,相對於此,形成於另一振動腕92之正面側之主面之第2激勵電極12引出至通孔H4之周圍,並且進而引出至一振動腕91之外側面之第2激勵電極12為止。
與表示該正面側之主面之圖9相反,於未圖示之背面側之主面中,形成於一振動腕91之背面側之主面之第1激勵電極11引出至通孔H3之周圍,並且進而引出至另一振動腕92之外側面之第1激勵電極11為止,相對於此,形成於另一振動腕92之背面側之主面之第2激勵電極12僅引出至通孔H4之周圍為止。
如此,形成於一振動腕91之正面側之主面之第1激勵電極11僅引出至形成有通孔H3之正面側之通孔之周圍為止。同樣地,形成於另一振動腕 92之背面側之主面之第2激勵電極12僅引出至通孔H4之周圍為止。
各通孔H3、H4係於在厚度方向貫通基部8之貫通孔之內壁面覆著金屬膜而成之貫通電極。
因此,形成於一振動腕91之正面側之主面之第1激勵電極11係透過通孔H3而連接於形成於背面側之主面之第1激勵電極11,並且連接於另一振動腕92之外側面及內側面之第1激勵電極11。
同樣地,形成於另一振動腕92之背面側之主面之第2激勵電極12係透過通孔H4而連接於形成於正面側之主面之第2激勵電極12,並且連接於一振動腕91之外側面及內側面之第2激勵電極12。
如此於基部設置有貫通孔之構成之音叉型壓電振動片例如揭示於專利文獻1至3中。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2004-200914號
[專利文獻2]日本專利第5333668號
[專利文獻3]日本專利第5831353號
關於構成前述通孔之貫通孔,於在水晶晶圓成膜金屬膜之後,藉由運用光微影技術而僅使前述金屬膜之特定之區域開口,將此用作蝕刻時之保護遮罩。如此形成有保護遮罩之水晶晶圓係藉由浸漬於酸性氟化銨等對水晶具有腐蝕性之溶液(蝕刻溶液),而將未由保護遮罩覆蓋之開口區域化學性地溶解(濕式蝕刻)。藉由管理前述浸漬時間而穿設貫通孔。
若將水晶晶圓浸漬於前述蝕刻溶液中,則根據由人工水晶所構成之水晶晶圓(Z板)之結晶之各向異性,而於水晶晶圓之厚度方向以Z板水晶固有之傾斜角逐漸進行浸蝕,如圖9所示形成以傾斜面16為內壁之貫通孔。因此,有被貫通之水晶晶圓之厚度越厚,則穿設之貫通孔之內部之開口直徑越小的傾向,又,貫通孔之內部之開口15之俯視形狀成為多邊形狀,例如,如圖9所示,成為大致三角形。
如此,較之水晶晶圓之貫通孔之正背主面中之開口直徑而貫通孔內部之開口直徑變小。
近年來,根據壓電元件之超小型化,而封入至其中之振動片亦變得超小型,例如若音叉型水晶振動子之俯視時之外形尺寸成為1.6mm×1.0mm以下之大小,則由於前述濕式蝕刻之不均,而難以確保構成前述通孔之貫通孔之充分之開口直徑。再者,即便於自水晶晶圓之正背主面之兩者同時進行濕式蝕刻之情形時,與僅自水晶晶圓之一主面側進行濕式蝕刻之情形相比,雖然可減輕貫通孔之直徑之縮小,但難以確保充分之開口直徑。
如此,於使用僅微小之區域開口之貫通孔而形成前述通孔之情形時,根據貫通孔之開口面積之大小或金屬膜向貫通孔之傾斜面之附著狀態如何而於貫通孔內之成為邊緣之部分導通狀態變得不穩定,有時於最終製品之回焊時或製品出貨時之絕緣檢查中產生貫通孔內之金屬膜之斷線。其結果,有時產生偏離頻率規格等之特性不良品。
本發明係鑒於該方面而完成者,其目的在於提供一種即便為超小型亦防止導通不良而具有穩定之特性的音叉型壓電振動片及使用該音叉型壓電振動片之音叉型壓電振動子。
於本發明中,為了達成上述目的,以如下方式構成。
即,本發明之音叉型壓電振動片係具有基部及自該基部之一端側向相同方向伸長之一對第1、第2振動腕者,且分別形成於前述第1振動腕之正背兩主面之兩主面電極中之一主面電極透過於前述基部之厚度方向設置之一對貫通電極中之一貫通電極而連接於前述第1振動腕之前述兩主面電極中之另一主面電極,且前述第1振動腕之前述一主面電極透過以經過自前述基部伸長之前述第1、第2振動腕之兩根部之間之交叉部之方式形成的引繞配線,而連接於由設置於前述第2振動腕之外側面與內側面之各者之一對所構成之側面電極,分別形成於前述第2振動腕之正背兩主面之兩主面電極中的、形成於與前述第1振動腕之前述一主面電極正背成為相反側之主面之另一主面電極透過前述一對貫通電極中之另一貫通電極而連接於前述第2振動腕之前述兩主面電極中之一主面電極,且前述第2振動腕之前述另一主面電極透過以經過前述交叉部之方式形成之引繞配線,而連接於由設置於前述第1振動腕之外側面與內側面之各者之一對所構成之側面電極,前述第1振動腕之前述兩主面電極中之前述另一主面電極連接於設置於前述第2振動腕之側面之前述側面電極,且前述第2振動腕之前述兩主面電極中之前述一主面電極連接於設置於前述第1振動腕之側面之前述側面電極。
根據本發明之音叉型壓電振動片,即便為超小型之音叉型水晶振動片,亦可確保各振動腕之正背之各主面之各主面電極彼此之可靠的導通。
其原因在於:各振動腕之正背之主面電極透過貫通基部之一對各貫通電極而分別電性連接,且各振動腕之正背之兩主面電極之一主面電極透過形成於交叉部之引繞配線,而分別電性連接於設置於與形成有前述一主面電極之振動腕相反側之振動腕之外側面及內側面之各者之一對側面電極,該一對 側面電極分別電性連接於正背之兩主面電極之另一主面電極。
即,其原因在於,假設於一對貫通電極之任一者或兩者中因製造不均等而導致導通狀態變得不穩定或產生斷線之情形時,亦可透過以經過交叉部之方式形成之導通路徑即引繞配線,而維持各振動腕之正背之各主面電極間之電性連接。
又,相反,即便於在以經過交叉部之方式分別形成於正背之兩主面之一對引繞配線之任一者或兩者中,因由光微影技術中之曝光時之位置偏移引起之該引繞配線之圖案偏移等而導致導通狀態變得不穩定或產生斷線之情形時,亦可藉由一對貫通電極而維持各振動片之正背之各主面電極間之電性連接。
較佳為,前述基部之正背之各主面中之前述貫通電極之俯視形狀為大致圓形。
若為了自壓電晶圓成形音叉型壓電振動片之外形,而進行使用蝕刻液之濕式蝕刻即wet etching,則構成貫通電極之貫通孔之俯視形狀成為多邊形。隨著音叉型壓電振動片之超小型化,為了使等效串聯電阻值降低而於振動腕之主面形成長槽,為此更需要濕式蝕刻。藉由進行該追加之濕式蝕刻,而俯視多邊形狀之貫通孔之開口直徑進一步擴大。
於前述追加之濕式蝕刻時,進行開口為與俯視多邊形狀之貫通孔之各頂點大致外切之大小之金屬膜的圖案化。根據該金屬膜之開口部之俯視形狀,而貫通孔之開口端之俯視形狀自多邊形變化為大致圓形或大致三角形。
於上述構成中,由於前述基部之正背之各主面中之貫通電極之俯視形狀為大致圓形,故而可使前述金屬膜之開口部之俯視形狀為與俯視多邊形狀之貫通孔之各頂點大致外切之圓。
如此,使前述金屬膜之開口部之俯視形狀為與俯視多邊形狀之 貫通孔之各頂點大致外切之圓而進行金屬膜之圖案化,故而於進行用以於振動腕之主面形成長槽之追加之濕式蝕刻時,可抑制俯視多邊形狀之貫通孔之開口直徑非期望地擴大,而謀求超小型之音叉型壓電振動片之基部中之貫通孔之佔有面積之最小化。
本發明之音叉型壓電振動子具備本發明之前述音叉型壓電振動片及收容該音叉型壓電振動片之封裝體,且前述音叉型壓電振動片具有從由前述第1、第2振動腕之前述主面電極及前述側面電極構成之激勵電極引出之連接電極,前述連接電極導電接合於設置於構成前述封裝體之基座之內部之搭載電極,且前述音叉型壓電振動片被氣密密封於前述封裝體內。
根據本發明之音叉型壓電振動子,即便為超小型之音叉型壓電振動片,亦可獲得確保其正背主面之電極間之可靠之導通的音叉型壓電振動子。
如以上般,根據本發明,可提供即便為超小型亦防止導通不良而具有穩定之特性的音叉型壓電振動片及使用該音叉型壓電振動片之音叉型壓電振動子。
1:音叉型水晶振動片
2:基部
31、32:振動腕
H1、H2:通孔(貫通電極)
34:交叉部
51:第1激勵電極
52:第2激勵電極
531、541:引繞配線
圖1係本發明之實施形態之音叉型水晶振動片之集合體之俯視示意圖。
圖2係本發明之實施形態之音叉型水晶振動子之剖面示意圖。
圖3係圖2之音叉型水晶振動片之一主面側之俯視示意圖。
圖4係圖2之音叉型水晶振動片之另一主面側之俯視示意圖。
圖5係表示接合部之變形例之音叉型水晶振動片之外形圖。
圖6係表示接合部之另一變形例之音叉型水晶振動片之外形圖。
圖7係將圖3之一部分放大之俯視示意圖。
圖8係本發明之另一實施形態之音叉型水晶振動片之與圖3對應之俯視示意圖。
圖9係習知之音叉型水晶振動片之一主面側之俯視示意圖。
以下,列舉音叉型水晶振動子為例對本發明之實施形態進行說明。
圖1係本發明之一實施形態之音叉型水晶振動片(以下,略記為振動片)之集合體之俯視示意圖。
振動片1具備基部2、一對振動腕31、32、及突出部4。該振動片1係自俯視矩形狀之1片水晶晶圓10(以下,略記為晶圓)一次同時成形多個。再者,於圖1中,將穿設於各振動片1之基部2之貫通孔、或形成於振動腕31、32之正背主面之槽、或形成於振動腕31、32及基部2之各種電極之記載省略,僅表示振動片1之外形。
圖2係將振動片1收納於封裝體之音叉型水晶振動子之剖面示意圖。
本實施形態中之音叉型水晶振動子(以下,略記為水晶振動子)係由大致長方體狀之封裝構造所構成之表面安裝型之水晶振動子70。於本實施形態中,其俯視之外形尺寸為縱(長邊)1.6mm、橫(短邊)1.0mm。再者,水晶振動子70之俯視之外形尺寸並不限定於該尺寸。即便為小於此之外形尺寸亦能夠應用。例如,水晶振動子之俯視之外形尺寸亦可為長邊為1.2mm、 短邊為1.0mm。
本實施形態之水晶振動子70具備具有凹部71之由絕緣材料所構成之容器72、振動片1、及將凹部71密封之平板狀之蓋73。藉由容器72與蓋73而構成收容振動片1之封裝體,振動片1藉由在收容於容器72之凹部71之內部之後,將蓋73以覆蓋凹部71之方式接合於容器72之開口端而氣密地密封。容器72與蓋73透過未圖示之密封材料而接合。再者,於圖2中,形成於振動片1之各種電極之記載省略。
容器72係由以氧化鋁等陶瓷為主體之絕緣材料所構成之2層構成之箱狀體,且藉由將2片陶瓷坯片積層並一體燒成而成形。於俯視矩形狀之凹部71之內底面之一短邊側,與振動片1導電接合且作為搭載電極之2個電極墊74(於圖2中僅圖示1個)以相互空開間隔之狀態並列形成。2個電極墊74透過未圖示之內部配線及通孔而與設置於容器72之外底面之4個角之4個外部連接端子75(於圖2中僅圖示2個)中之2個外部連接端子電性連接。該等2個電極墊74相互成為異極。
於本實施形態中,2個電極墊74例如係藉由在鎢金屬化層之上表面使用鍍覆等方法積層金而形成。再者,作為前述金屬化層,亦可代替鎢而使用鉬。
蓋73係以科伐合金為基體之俯視矩形狀之金屬性之蓋體,於該蓋之正背面形成有鍍鎳層。
於本實施形態中,水晶振動子70之標稱頻率成為32.768kHz。
圖3係振動片1之一主面側之俯視示意圖,圖4係振動片1之另一主面側之俯視示意圖。再者,為了便於說明,將振動片1之正背之兩主面中,搭載於容器72時與設置於容器72內之電極墊74面對之側之主面設為背面,將與該背面對向之相反側之主面設為正面而進行說明。即,將表示一主面側之圖3 設為正面側,將表示另一主面側之圖4設為背面側而進行說明。
本實施形態之振動片1具備基部2、自基部2之一端側21向同一方向伸長之作為一對第1、第2振動腕之振動腕31、32、及自基部2之另一端側22之一側面朝向基部2之寬度方向(於圖3及圖4中,為水晶之相互正交之結晶軸X、Y、Z中之X軸方向)之一方向突出的突出部4。
於前述一對振動腕31、32各自之前端側,形成有寬度較振動腕31、32之臂寬、即相對於振動腕之伸長方向正交之方向(圖3及圖4之前述X軸方向)上之臂之尺寸更大的寬幅部33、33。寬幅部33、33透過朝向振動腕之伸長方向逐漸擴幅之擴幅部(符號省略)而與振動腕31、32之前端部分一體地成形。振動腕31、32與擴幅部與寬幅部33、33具有對向之一對主面及對向之一對側面(符號省略)。
於一對振動腕31、32各自之正背主面,為了使等效串聯電阻值、即Crystal Impedance(以下,略記為CI值)進一步降低,而以相互對向之方式形成有長槽G。
於基部2,形成有另一端側22較一端側21而言基部之寬度變窄之縮幅部79。於該縮幅部79之一側面形成有前述突出部4。藉由該突出部4與基部2而形成俯視時直角地彎折之字母「L」字狀之部位。於基部2之背面側,如圖4所示,以後述方式形成有用以接合於上述容器72之作為搭載電極之電極墊74之接合材61、62。
再者,振動片並不限定於本實施形態中之形狀。例如,亦可為前述突出部4如圖5之外形圖所示,不僅自基部2之一側面而且自基部2之另一側面(與前述一側面對向之側面)突出之形狀,即突出部4分別向基部2之兩外側突出之形狀。或者,亦可為前述突出部4如圖6之外形圖所示,自基部2向兩外側突出之後,向振動腕31、32之伸長方向改變方向,相互平行地伸長之左右對 稱之形狀。再者,圖5及圖6係振動片之背面側之俯視示意圖,且將後述通孔H1、H2之外形一併表示。
前述振動片1之外形或槽係自1片水晶晶圓使用光微影技術與濕式蝕刻、即利用使水晶化學性地溶解之蝕刻液之濕式蝕刻一次同時成形。
於振動片1形成有由異極所構成之第1激勵電極51及第2激勵電極52、以及自第1激勵電極51與第2激勵電極52之各者經由後述引繞電極而引出之引出電極53、54。
又,第1及第2激勵電極51、52遍及一對振動腕31、32之長槽G、G之內部之整體而形成。藉由形成前述長槽G、G,即便使振動片1小型化亦可抑制一對振動腕31、32之振動洩漏,從而可獲得良好之CI值。
第1激勵電極51形成於作為第1振動腕之一振動腕31之正背主面、及作為第2振動腕之另一振動腕32之外側面與內側面。同樣地,第2激勵電極52形成於作為第2振動腕之另一振動腕32之正背主面、及作為第1振動腕之一振動腕31之外側面與內側面。再者,將設置於振動腕之正背主面之各者之由一對所構成之各激勵電極稱為主面電極,將設置於振動腕之外側面與內側面之各者之由一對所構成之各激勵電極稱為側面電極。
於構成寬幅部33、33之一對主面與一對側面之所有面,分別形成有引繞電極(符號省略)。該引繞電極係遍及寬幅部33之全周與擴幅部之一部分之全周、即一對主面與一對側面而形成。
因此,一振動腕31之外側面與內側面之側面電極52、52係透過形成於寬幅部33之全周之引繞電極而電性連接。同樣地,另一振動腕32之外側面與內側面之側面電極51、51係透過形成於寬幅部33之全周之引繞電極而電性連接。
前述第1及第2激勵電極51、52或引出電極53、54、引繞電極 (符號省略)成為於水晶基材上形成有鉻(Cr)層,且於該鉻層之上積層有金(Au)層之層構成。再者,前述各種電極之層構成並不限定於在鉻層之上形成有金層之層構成,亦可為其他層構成。
第1及第2激勵電極51、52與引出電極53、54或引繞電極係於藉由真空蒸鍍法或濺鍍等而於水晶晶圓之主面整體成膜之後,藉由光微影技術與金屬蝕刻而一次同時成形為所期望之圖案。
如圖3所示,於本實施形態中,於構成寬幅部33之面中之一主面、即僅正面藉由電鍍法而形成調整用金屬膜W作為頻率調整用配重件。藉由照射雷射光束或離子束等射束削減該調整用金屬膜W之質量而調整振動片1之頻率。再者,於本實施形態中,表示了調整用金屬膜僅形成於構成寬幅部33之面中之一主面之例,但調整用金屬膜亦可形成於構成寬幅部33之面中之一主面及與該主面對向之另一主面之兩者。
引出電極53、54形成於基部2之正面側之一部分及基部2之背面側之整體與背面側之突出部4。
圖3所示之一振動腕31之正面側之主面電極51係藉由引出電極53而引出至基部2之通孔H1之周圍。
同樣地,圖4所示之另一振動腕32之背面側之主面電極52係藉由引出電極54而引出至基部2之通孔H2之周圍。
各通孔H1、H2係於在厚度方向貫通基部2之貫通孔之內壁面覆著金屬膜而成之貫通電極。
各通孔H1、H2係基部2之正背之主面之俯視形狀、即開口端之俯視形狀為大致圓形。於本實施形態中,如將圖3之基部2附近放大之俯視示意圖即圖7所示,大致圓形之各通孔H1、H2之直徑D、即開口直徑D相等,例如為0.065mm。為了作為振動片1謀求超小型化,且作為貫通電極確保導通,該開 口直徑D較佳為0.05mm~0.08mm。即,若開口直徑D未達0.05mm則通孔不貫通,而無法發揮作為導通路徑之作用。另一方面,若開口直徑D超過0.08mm,則通孔相對於基部2之佔有面積變得過大,產生裂縫或裂紋等。
於本實施形態中,基部2之厚度t為80μm。基部2之厚度t相對於通孔之開口直徑D之比即縱橫比(t/D)較佳為以下之範圍。
即,較佳之開口直徑D如上所述,為0.05mm(50μm)~0.08mm(80μm),故而縱橫比(t/D)較佳為t/D=1.0~1.6。
再者,若為開口直徑D之中心值即65μm,則成為縱橫比t/D=80/65=1.23。
又,沿著交叉部34之端面延伸之假想線與通過各通孔H1、H2之上端且與前述假想線平行之假想線間之距離L1例如為0.03~0.04mm。
再者,於濕式蝕刻時,根據水晶晶圓(Z板)之結晶各向異性,而以水晶固有之傾斜角進行浸蝕,因此,如圖7所示,通孔H1、H2之內壁成為傾斜面77。又,內部之開口直徑變小,開口78之俯視形狀例如成為大致三角形。
又,由於為了形成長槽G而進行追加之濕式蝕刻,而自貫通孔之開口端附近之基部2之主面至貫通孔之內部產生之傾斜面成為多級狀。藉此,自基部2之主面至貫通孔之內部連續之傾斜面之邊緣之角度階段性地變緩,故而可防止貫通孔之開口端附近之內壁面中之金屬膜之斷線(電極開裂)。
於本實施形態中,圖3所示之一振動腕31之正面側之主面電極51係藉由引出電極53而引出至基部2之通孔H1之周圍,透過該通孔H1而電性連接於圖4所示之一振動腕31之背面側之主面電極51。
進而,圖3所示之一振動腕31之正面側之主面電極51係自基部2之通孔H1之周圍透過以經過兩振動腕31、32之根部部分之間之交叉部34之方式形成之引繞配線531而引出並直接電性連接於另一振動腕32之內側面之側面電極51。
該引繞配線531係其路徑長度越長,則斷線之危險性越高。於本實施形態中,為了降低斷線之危險性,以引繞配線531之路徑成為最短路徑之方式,自通孔H1之周圍之引出電極53朝向交叉部34之電極傾斜地引出。
該引繞配線531之長度及寬度依存於上述圖7所示之沿著交叉部34之端面延伸之假想線與通過各通孔H1、H2之上端且與前述假想線平行之假想線之間之距離L1。
引繞配線531之長度如上所述較佳為較短,於本實施形態中,圖7所示之傾斜地延伸之引繞配線531之長度L2設為0.03mm以下。
又,引繞配線531之寬度自防止斷線之觀點而言較佳為較粗。然而,為了防止與鄰接之異極之通孔H2周圍之引出電極54之短路,引繞配線531之寬度較佳為較細。因此,於本實施形態中,自防止斷線及防止短路之觀點而言,引繞配線531之寬度設為0.02mm~0.04mm。
透過該引繞配線531而連接於一振動腕31之正面側之主面電極51的另一振動腕32之內側面之側面電極51如上所述,引繞並電性連接於另一振動腕32之外側面之側面電極51。該另一振動腕32之外側面之第1側面電極51如圖4所示,透過背面側之引出電極53而電性連接於一振動腕31之背面側之主面電極51。
如此,一振動腕31之正面側之主面電極51透過通孔H1而電性連接於一振動腕31之背面側之主面電極51,且一振動腕31之正面側之主面電極51透過以經過交叉部34之方式形成之引繞配線531及另一振動腕32之側面電極51 而電性連接於一振動腕31之背面側之主面電極51。
即,一振動腕31之正面側之主面電極51以經過通孔H1之路徑,電性連接於一振動腕31之背面側之主面電極51。同時,一振動腕31之正面側之主面電極51以經過形成於交叉部34之附近之引繞配線531之路徑,透過另一振動腕32之側面電極51而電性連接於一振動腕31之背面側之主面電極51。
與上述一振動腕31之正面側之主面電極51同樣地,另一振動腕32之背面側之主面電極52如圖4所示,藉由引出電極54而引出至通孔H2之周圍,透過該通孔H2而電性連接於另一振動腕32之正面側之主面電極52。
進而,圖4所示之另一振動腕32之背面側之主面電極52透過以經過兩振動腕31、32之根部部分之間之交叉部34之方式傾斜地形成之引繞配線541,而引出並直接電性連接於一振動腕31之內側面之側面電極52。該引繞配線541之長度或寬度等係與前述引繞配線531相同。
一振動腕31之內側面之側面電極52如上所述,引繞並電性連接於一振動腕31之外側面之側面電極52。該一振動腕31之外側面之側面電極52如圖3所示,透過正面側之引出電極54而電性連接於另一振動腕32之正面側之主面電極52。
如此,另一振動腕32之背面側之主面電極52透過通孔H2而電性連接於另一振動腕32之正面側之主面電極52,且另一振動腕32之背面側之主面電極52透過以經過交叉部34之方式形成之引繞配線541及一振動腕31之側面電極52而電性連接於另一振動腕32之正面側之主面電極52。
即,另一振動腕32之背面側之主面電極52以經過通孔H2之路徑,電性連接於另一振動腕32之正面側之主面電極52。同時,另一振動腕32之背面側之主面電極52以經過形成於交叉部34之附近之引繞配線541之路徑,透過一振動腕31之側面電極52而電性連接於另一振動腕32之正面側之主面電極 52。
引出電極53、54係於振動片1之正面側,如圖3所示,自基部2之一端側21引出至縮幅部79為止。另一方面,於振動片1之背面側,如圖4所示,引出至另一端側22及突出部4之前端側為止。而且,如圖4所示,振動片1之背面中之基部2之另一端側22之區域與突出部4之前端側之各區域成為與設置於上述容器72之內部之一對電極墊74分別電性機械地連接之連接電極532、542。
於2個連接電極532、542各自之上表面,分別形成有導電性之接合材62、61。於本實施形態中,接合材61、62成為藉由電鍍法而形成之鍍覆凸塊。而且,振動片1與一對電極墊74之導電接合係藉由FCB法(Flip Chip Bonding)而進行。
根據上述構成,即便為超小型之音叉型水晶振動片,亦可確保各振動腕31、32之正背之各主面之各主面電極彼此51、51;52、52之可靠之導通。其原因在於,正背之主面電極51、51;52、52係透過貫通基部2之正背面之貫通電極即通孔H1、H2而電性連接,且正背之兩主面電極51、51;52、52之一主面電極51、52透過以經過交叉部34之方式形成之引繞配線531、541而電性連接於側面電極51、52,該側面電極51、52電性連接於正背之兩主面電極之另一主面電極51、52。
即,其原因在於,假設於一對通孔H1、H2之任一者或兩者中因製造不均等而導致導通狀態變得不穩定或產生斷線之情形時,亦可藉由以經過交叉部34之方式形成之導通路徑即引繞配線531、541而維持振動片1之正背之兩主面電極51、51;52、52間之電性連接。
又,相反,即便於在以經過交叉部34之方式形成之引繞配線531、541之任一者或兩者中,因由光微影技術中之曝光時之位置偏移引起之該 引繞配線之圖案偏移等而導致導通狀態變得不穩定或產生斷線之情形時,亦可藉由一對通孔H1、H2而維持振動片1之正背之主面電極51、51;52、52間之電性連接。
圖8係本發明之另一實施形態之與圖3對應之正面側之俯視示意圖。
於本實施形態中,使以經過交叉部34之方式形成之引繞配線531a之寬度較上述實施形態之引繞配線531之寬度寬而謀求防止斷線。
同時,於上述實施形態中,與引繞配線531鄰接之引出電極54之角部為直角,相對於此,於本實施形態中,對與引繞配線531a鄰接之引出電極54a之直角之角部實施倒角76。該倒角76係與傾斜地延伸之引繞配線531a平行地延伸。
由於如此對與引繞配線531a鄰接之引出電極54a之直角之角部實施倒角76,故而引繞配線531a與鄰接之引出電極54a之間隔較上述實施形態之引繞配線531與鄰接之引出電極54之角部之間隔寬。藉此,可進一步防止引繞配線與鄰接之引出電極之間之短路。
再者,於背面側,亦與正面側同樣地,使以經過交叉部34之方式形成之引繞配線之寬度較上述實施形態之引繞配線541之寬度寬,同時,對與引繞配線541鄰接之引出電極53之直角之角部實施倒角。
其他構成與上述實施形態相同。
本發明可於不脫離其精神或主要特徵之範圍內以其他各種形式實施。因此,上述實施形態於所有方面只不過為單純之例示,不能限定性地進行解釋。本發明之範圍由申請專利範圍表示,並不受說明書本文任何拘束。進而,屬於申請專利範圍之均等範圍之變形或變更全部係本發明之範圍內者。
[產業上之可利用性]
可應用於音叉型壓電振動子之量產。
1‧‧‧音叉型水晶振動片
2‧‧‧基部
4‧‧‧突出部
10‧‧‧水晶晶圓
31、32‧‧‧振動腕

Claims (3)

  1. 一種音叉型壓電振動片,其係具有基部及自該基部之一端側向相同方向伸長之一對第1、第2振動腕者;且分別形成於前述第1振動腕之正背兩主面之兩主面電極中之一主面電極透過於前述基部之厚度方向設置之一對貫通電極中之一貫通電極而連接於前述第1振動腕之前述兩主面電極中之另一主面電極,且前述第1振動腕之前述一主面電極透過以經過自前述基部伸長之前述第1、第2振動腕之兩根部之間之交叉部之方式形成的第1引繞配線,而直接連接於由設置於前述第2振動腕之外側面與內側面之各者之一對所構成之側面電極中的內側面的側面電極;分別形成於前述第2振動腕之正背兩主面之兩主面電極中的、形成於與前述第1振動腕之前述一主面電極正背成為相反側之主面之另一主面電極透過前述一對貫通電極中之另一貫通電極而連接於前述第2振動腕之前述兩主面電極中之一主面電極,且前述第2振動腕之前述另一主面電極透過以經過前述交叉部之方式形成之第2引繞配線,而直接連接於由設置於前述第1振動腕之外側面與內側面之各者之一對所構成之側面電極中的內側面的側面電極;前述第1振動腕之前述兩主面電極中之前述另一主面電極連接於設置於前述第2振動腕之側面之前述側面電極;且前述第2振動腕之前述兩主面電極中之前述一主面電極連接於設置於前述第1振動腕之側面之前述側面電極。
  2. 如請求項1所述之音叉型壓電振動片,其中,前述基部之正背之各主面中之前述貫通電極之俯視形狀為大致圓形。
  3. 一種音叉型壓電振動子,其具備如請求項1或2所述之前述音叉型壓電振動片及收容該音叉型壓電振動片之封裝體;且前述音叉型壓電振動片具有從由前述第1、第2振動腕之前述主面電極及前 述側面電極構成之激勵電極引出之連接電極,前述連接電極導電接合於設置於構成前述封裝體之基座之內部之搭載電極,且前述音叉型壓電振動片被氣密密封於前述封裝體內。
TW107110397A 2017-03-30 2018-03-27 音叉型壓電振動片及使用該音叉型壓電振動片之音叉型壓電振動子 TWI757459B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017066798 2017-03-30
JPJP2017-066798 2017-03-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201904193A TW201904193A (zh) 2019-01-16
TWI757459B true TWI757459B (zh) 2022-03-11

Family

ID=63677476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107110397A TWI757459B (zh) 2017-03-30 2018-03-27 音叉型壓電振動片及使用該音叉型壓電振動片之音叉型壓電振動子

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11290082B2 (zh)
JP (1) JP6939876B2 (zh)
CN (1) CN110235363B (zh)
TW (1) TWI757459B (zh)
WO (1) WO2018180861A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7305948B2 (ja) * 2018-11-30 2023-07-11 株式会社大真空 圧電振動片および当該圧電振動片を用いた圧電デバイス
JP2021013132A (ja) * 2019-07-09 2021-02-04 セイコーエプソン株式会社 振動素子、振動子、電子機器、及び移動体
CN112910432A (zh) * 2021-03-29 2021-06-04 合肥晶威特电子有限责任公司 一种音叉型石英晶体压电振动片
JP7687073B2 (ja) * 2021-06-16 2025-06-03 セイコーエプソン株式会社 振動素子及び振動デバイス

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130119823A1 (en) * 2008-12-22 2013-05-16 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Tuning-Fork Type Piezoelectric Vibrating Piece and Piezoelectric Device
JP2014179706A (ja) * 2013-03-13 2014-09-25 Sii Crystal Technology Inc 圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計
TW201448462A (zh) * 2012-12-21 2014-12-16 Daishinku Corp 音叉型水晶振動片

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5360594A (en) * 1976-11-11 1978-05-31 Seiko Epson Corp Electronic watch
JP2004129181A (ja) 2002-10-03 2004-04-22 Herutsu Kk 水晶振動子の電極構造
JP2004200914A (ja) 2002-12-17 2004-07-15 Seiko Epson Corp 圧電デバイス、及び圧電デバイスを利用した携帯電話装置、電子機器
JP3951058B2 (ja) * 2003-08-19 2007-08-01 セイコーエプソン株式会社 音叉型圧電振動片
JP2005184767A (ja) * 2003-11-27 2005-07-07 Seiko Epson Corp 音叉型圧電振動片および音叉型圧電振動子の製造方法
JP2006262289A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Citizen Watch Co Ltd 圧電振動子及び圧電振動子の製造方法
JP2006005970A (ja) 2005-09-05 2006-01-05 Seiko Epson Corp 圧電デバイス、及び圧電デバイスを利用した携帯電話装置、電子機器
JP2007096900A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Seiko Epson Corp 圧電振動片および圧電デバイス
JP5138407B2 (ja) * 2008-02-14 2013-02-06 セイコーインスツル株式会社 ウエハ及びウエハ研磨方法
JP2010010734A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電振動片及び圧電デバイス
JP5353486B2 (ja) * 2009-06-30 2013-11-27 セイコーエプソン株式会社 振動片および振動子
JP5085679B2 (ja) 2010-03-15 2012-11-28 日本電波工業株式会社 圧電振動片および圧電デバイス
JP5062784B2 (ja) * 2010-03-31 2012-10-31 日本電波工業株式会社 音叉型圧電振動片及び圧電デバイス
JP2011234000A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Seiko Epson Corp 音叉型圧電振動片及び圧電ウェハ
WO2012108335A1 (ja) 2011-02-07 2012-08-16 株式会社大真空 音叉型圧電振動片、および音叉型圧電振動子
JP2013197994A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Seiko Instruments Inc 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
JP5831353B2 (ja) 2012-04-27 2015-12-09 株式会社大真空 音叉型圧電振動片、および音叉型圧電振動子
JP6013832B2 (ja) * 2012-08-24 2016-10-25 京セラクリスタルデバイス株式会社 水晶振動素子
JP6011282B2 (ja) * 2012-11-29 2016-10-19 株式会社大真空 音叉型圧電振動片、及び音叉型圧電振動デバイス
JP2014179902A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Sii Crystal Technology Inc 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130119823A1 (en) * 2008-12-22 2013-05-16 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Tuning-Fork Type Piezoelectric Vibrating Piece and Piezoelectric Device
TW201448462A (zh) * 2012-12-21 2014-12-16 Daishinku Corp 音叉型水晶振動片
JP2014179706A (ja) * 2013-03-13 2014-09-25 Sii Crystal Technology Inc 圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018180861A1 (ja) 2018-10-04
JP6939876B2 (ja) 2021-09-22
US11290082B2 (en) 2022-03-29
US20200014367A1 (en) 2020-01-09
CN110235363A (zh) 2019-09-13
CN110235363B (zh) 2023-05-26
TW201904193A (zh) 2019-01-16
JPWO2018180861A1 (ja) 2020-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5348133B2 (ja) 音叉型圧電振動片、および音叉型圧電振動デバイス
US9130148B2 (en) Piezoelectric resonator plate, piezoelectric resonator, method for manufacturing piezoelectric resonator plate, and method for manufacturing piezoelectric resonator
TWI757459B (zh) 音叉型壓電振動片及使用該音叉型壓電振動片之音叉型壓電振動子
JP5218104B2 (ja) 音叉型圧電振動片、および音叉型圧電振動デバイス
JP2005151423A (ja) 圧電振動片と圧電デバイスおよびこれらの製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器
CN102498666B (zh) 压电振动片以及压电振动片的制造方法
CN105827212B (zh) 压电振动片及压电振动器
JP6774311B2 (ja) 圧電振動片及び圧電振動子
TWI899861B (zh) 壓電振動片及壓電振動裝置
CN107888161B (zh) 晶圆、压电振动片以及压电振子
JP7380067B2 (ja) 音叉型圧電振動片および当該音叉型圧電振動片を用いた音叉型圧電振動子
JP2018056860A (ja) 水晶素子、水晶デバイスおよび水晶素子の製造方法
JP2018056861A (ja) 水晶素子および水晶デバイス
JP6901383B2 (ja) 音叉型水晶素子及びその音叉型水晶素子を用いた水晶デバイス
JP2020065223A (ja) 音叉型圧電振動片および当該音叉型圧電振動片を用いた音叉型圧電振動子
JP2006303761A (ja) 表面実装型圧電発振器
JP7342733B2 (ja) 圧電デバイス
JP6176057B2 (ja) 電子部品用パッケージのベース、電子部品用パッケージ
JP7645104B2 (ja) 圧電振動片及び圧電振動子
JP6476752B2 (ja) 圧電デバイスの製造方法
JP2015076746A (ja) 圧電振動子
JP2018037896A (ja) 音叉型圧電振動片および当該音叉型圧電振動片を用いた音叉型圧電振動子
JP2017200065A (ja) 圧電振動子
JP2017157934A (ja) 音叉型圧電振動片および当該音叉型圧電振動片を用いた圧電デバイス
JP6248539B2 (ja) 電子部品用パッケージのベース、電子部品用パッケージ