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TWI899861B - 壓電振動片及壓電振動裝置 - Google Patents

壓電振動片及壓電振動裝置

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TWI899861B
TWI899861B TW113107183A TW113107183A TWI899861B TW I899861 B TWI899861 B TW I899861B TW 113107183 A TW113107183 A TW 113107183A TW 113107183 A TW113107183 A TW 113107183A TW I899861 B TWI899861 B TW I899861B
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TW202439778A (zh
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阿波健太
藤原宏樹
山下弘晃
Original Assignee
日商大真空股份有限公司
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    • 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
    • H03H9/17Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/19Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

晶體振動片中,具備振動部、外框部、及保持部,振動部與外框部之間設有切除部,一個主面上形成的電極經由外框部的內壁面上形成的內部佈線與另一個主面上形成的電極連接,切除部中,若將夾在外框部的內壁面與振動部的外壁面之間的區域作為第一區域;從切除部的空間去除第一區域後剩餘的區域中,若將夾在外框部的內壁面與保持部的外壁面之間的區域作為第二區域、將夾在外框部的內壁面彼此之間的區域作為第三區域,則內部佈線被形成在外框部的內壁面上的面向第二區域和第三區域中的至少一個的位置。

Description

壓電振動片及壓電振動裝置
本發明關於一種壓電振動片及具備該壓電振動片的壓電振動裝置。
近年,各種電子設備的工作頻率的高頻化、封裝體的小型化(尤其是低矮化)在不斷發展。因此,隨著高頻化、封裝體的小型化,要求晶體振動裝置(例如晶體振動子、晶體振盪器等)也要與高頻化、封裝體的小型化相對應。
作為適於小型化及低矮化的晶體振動裝置,已知有被稱為三明治結構的晶體振動裝置。三明治結構的晶體振動裝置的殼體由近似長方體的封裝體構成。該封裝體包括例如由玻璃或水晶構成的第一密封構件和第二密封構件、以及在兩個主面上形成有激勵電極的晶體振動片,第一密封構件與第二密封構件經由晶體振動片層疊並接合。這樣,配置在封裝體內部(內部空間)的晶體振動片的振動部被第一密封構件和第二密封構件氣密密封(例如,參照專利文獻1)。
如上所述的壓電振動片中,如果在外框部例如設置有貫穿孔等,將一個主面上形成的電極與另一個主面上形成的電極連接,則需要用於設置貫穿孔等的空間,從而難以對應小型化。另一方面,伴隨小型化,振動部與外框部之間的距離變小,則振動部有可能與形成在外框部的佈線接觸,從而存在發生斷線等的可能性。
[專利文獻1]:日本特開第2010-252051號公報
鑒於上述情況,本發明的目的在於,提供一種能夠對應小型化、並能維持電氣特性的穩定的壓電振動片及具備該壓電振動片的壓電振動裝置。
作為解決上述技術問題的技術方案,本發明採用以下結構。即,本發明是在基板的一個主面上形成有第一激勵電極、在所述基板的另一個主面上形成有與所述第一激勵電極成對的第二激勵電極的矩形的壓電振動片,其中:具備矩形的振動部、包圍該振動部的外周的外框部、及將所述振動部的一部分與所述外框部的一部分連結的保持部,所述振動部與所述外框部之間設有對所述基板進行切除後形成的切除部,所述基板的一個主面上形成的電極經由所述外框部的內壁面上形成的內部佈線與所述基板的另一個主面上形成的電極電連接,所述切除部的空間中,若將夾在所述外框部的內壁面與所述振動部的外壁面之間的區域作為第一區域;從所述切除部的空間去除所述第一區域後剩餘的區域中,若將夾在所述外框部的內壁面與所述保持部的外壁面之間的區域作為第二區域、夾在所述外框部的內壁面彼此之間的區域作為第三區域,則所述內部佈線被形成在所述外框部的內壁面上的面向所述第二區域及所述第三區域中的至少一個的位置。此處,作為在基板的一個主面、另一個主面上形成的電極,例如有將壓電振動片的振動部氣密密封的環狀的密封部(密封路徑)的電極、接地連接的佈線電極、從第一激勵電極、第二激勵電極引出的引出電極、與壓電振盪器所具備的IC(integrated circuit,積體電路)連接的佈線電極等。
基於上述結構,能夠對應壓電振動片的小型化,而且,能夠維持電氣特性的穩定。詳細而言,由於通過內部佈線將一個主面上形成的電極與另一個主面上形成的電極連接,所以無需在外框部形成貫穿孔等,既能確保振動部的有效面積、又能對應壓電振動片的小型化。另外,外框部的面向(接觸)第二區域、第三區域的內壁面與外框部的面向(接觸)鄰接的第一區域的內壁面相比,切除的寬度較大,從而能夠確保與相向的壁面之間的空間。由此,能夠防止振動部接觸到內部佈線,降低斷線等的危險性。並且,能夠在外框部的內壁面上容易且可靠地形成內部佈線。在此情況下,用於在外框部的內壁面上形成內部佈線的光微影工程中,能夠可靠地除去外框部的內壁面和振動部的外壁面的保護塗層,從而在外框部的內壁面上可靠地形成內部佈線。因而,一個主面上形成的電極與另一個主面上形成的電極能夠穩定且可靠地實現電導通,從而能夠防止壓電振動片的電氣特性降低、防止缺陷產品產生。
上述結構的壓電振動片中,較佳為,所述外框部的內壁面被構成為俯視呈矩形且為環狀,在所述內壁面的俯視的角部形成有陷入到該外框部側的切缺部,所述內部佈線形成在所述切缺部的內壁面上。
基於上述結構的壓電振動片,通過使切缺部的內壁面為傾斜面,能夠使內部佈線成為不易斷線的結構。另外,由於切缺部被形成為陷入外框部的狀態,所以能夠確保振動部的有效面積,實現小型化且電氣特性穩定的壓電振動片。
另外,本發明是具備如上所述的結構的壓電振動片的壓電振動裝置,其中:設置有將所述壓電振動片的所述第一激勵電極覆蓋的第一密封構件、及將所述壓電振動片的所述第二激勵電極覆蓋的第二密封構件,通過所述第一密封構件與所述壓電振動片接合、且所述第二密封構件與所述壓電振動片接合,而設置了將所述壓電振動片的包含了所述第一激勵電極和所述第二激勵電極的所述振動部氣密密封的內部空間。
基於上述結構的壓電振動裝置,能夠獲得與上述的壓電振動片的情形相同的效果。另外,由於內部佈線未暴露在壓電振動裝置的封裝體的外部表面,所以不會因組裝、搬運中的接觸等而發生內部佈線斷線或被刮傷的情況。
上述結構的壓電振動裝置中,較佳為,所述第一密封構件的兩個主面中的一方的主面上形成的接地用電極經由所述內部佈線,與所述第二密封構件的不面向所述內部空間的一側的主面上形成的外部電極端子電連接。基於該結構,通過內部佈線能夠將接地用電極與外部電極端子可靠地連接,並能提高接地用電極的遮罩性能。
上述結構的壓電振動裝置中,較佳為,在所述第一密封構件與所述壓電振動片之間、及所述第二密封構件與所述壓電振動片之間,分別設置有將所述壓電振動片的所述振動部氣密密封的環狀的密封部,所述各密封部與所述內部佈線電連接。基於該結構,通過內部佈線,密封部彼此能夠可靠地連接。
上述結構的壓電振動裝置中,較佳為,僅設置有一個所述保持部,該保持部從所述振動部的角部朝著所述外框部延伸。基於該結構,能夠確保多個切除部的第二區域、第三區域,因而能夠實現既能提高內部佈線的導通的穩定性、又難以抑制壓電振動片的主振動的結構。
上述結構的壓電振動裝置中,較佳為,所述壓電振動片為AT切割晶體振動片,所述內部佈線被形成在所述外框部的與AT切割的Z’軸方向平行的內壁面上。此處,外框部的與AT切割的X軸方向平行的內壁面中,在用於形成切除部的濕式蝕刻的製程中形成有傾斜面,容易出現銳角的部分,若形成內部佈線則存在斷線等的可能性。然而,在外框部的與AT切割的Z’軸方向平行的內壁面中,不容易出現這樣的銳角的部分,因而能夠容易地形成內部佈線,從而能夠降低斷線等的危險性。
<發明的效果> 基於本發明的壓電振動片及壓電振動裝置,能夠對應小型化,並能維持電氣特性的穩定。
以下,參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。另外,以下的實施方式中,對於應用本發明的壓電振動裝置是晶體振動子的情形進行說明。
首先,對本實施方式的晶體振動子100的基本結構進行說明。如圖1所示,晶體振動子100被構成為,具備晶體振動片(壓電振動片)10、第一密封構件20、及第二密封構件30。該晶體振動子100中,通過晶體振動片10與第一密封構件20接合、晶體振動片10與第二密封構件30接合,而構成了近似長方體的三明治結構的封裝體。即,晶體振動子100中,晶體振動片10的兩個主面上分別接合有第一密封構件20及第二密封構件30,從而形成了封裝體的內部空間(腔室),振動部11(參照圖4、圖5)被氣密密封於該內部空間。
本實施方式的晶體振動子100例如具有1.0×0.8mm的封裝體尺寸,實現了小型化和低矮化。另外,晶體振動子100通過焊料與設置在外部的外部電路基板(省略圖示)電連接。
下面,參照圖1~圖7,對上述晶體振動子100中的晶體振動片10、第一密封構件20及第二密封構件30的各個部件進行說明。在此,對尚未接合的分別為單體結構的各個部件進行說明。圖2~圖7僅示出晶體振動片10、第一密封構件20及第二密封構件30的各自的一個結構例,不用於對本發明進行限定。
如圖4、圖5所示,晶體振動片10是由水晶構成的壓電基板,其兩個主面(第一主面101、第二主面102)被加工(鏡面加工)為平坦平滑面。本實施方式中,作為晶體振動片10,採用進行厚度剪切振動的AT切割水晶片。圖4、圖5所示的晶體振動片10中,晶體振動片10的兩個主面(101、102)為XZ’平面。該XZ’平面中,與晶體振動片10的寬度方向(短邊方向)平行的方向為X軸方向,與晶體振動片10的長度方向(長邊方向)平行的方向為Z’軸方向。另外,AT切割是指對人工水晶的三個晶軸,即,電氣軸(X軸)、機械軸(Y軸)、及光學軸(Z軸)中,在X軸周向以相對於Z軸傾斜35°15’的角度進行切割的加工方法。AT切割水晶片中,X軸與水晶的晶軸一致。Y’軸及Z’軸與從水晶的晶軸的Y軸及Z軸分別大致傾斜35°15’(該切割角度在調節AT切割晶體振動片的頻率溫度特性的範圍內可以進行少許變更)而得到的軸一致。Y’軸方向及Z’軸方向相當於切割AT切割水晶片時的切割方向。
在晶體振動片10的兩個主面(101、102),形成有一對激勵電極(第一激勵電極111、第二激勵電極112)。晶體振動片10具有被構成為近似矩形的振動部11、包圍該振動部11的外周的外框部12、以及通過將振動部11與外框部12連接而保持著振動部11的保持部13。即,晶體振動片10採用振動部11、外框部12及保持部13被設置為一體的結構。保持部13僅從位於振動部11的+X方向及-Z’方向的一個角部,朝著-Z’方向延伸(突出)到外框部12。並且,在振動部11與外框部12之間,設有通過對晶體振動片10進行切除而獲得的切除部10a。本實施方式中,在晶體振動片10上僅形成有一個將振動部11與外框部12連結的保持部13,切除部10a被連續形成為將振動部11的週邊包圍。本實施方式中,採用在晶體振動片10的外框部12上未設置貫穿孔及雉堞牆的結構。晶體振動片10被構成為,不具有切除部10a以外的貫穿部。
第一激勵電極111設置在振動部11的第一主面101側,第二激勵電極112設置在振動部11的第二主面102側。在第一激勵電極111、第二激勵電極112上,連接有用於將這些激勵電極與外部電極端子連接的引出佈線(引出電極)。第一引出佈線113從第一激勵電極111被引出,並從保持部13通過而與形成在外框部12的第一主面101側的連接用接合圖案12a相連。進一步,連接用接合圖案12a經由外框部12的內壁面上形成的內部佈線12g,與形成在外框部12的第二主面102側的連接用接合圖案12e相連。內部佈線12g被形成在外框部12的內壁面中的與X軸方向平行的內壁面且為-Z’方向側的內壁面上。在此情況下,內部佈線12g被形成在設置在外框部12的內壁面上的俯視為V字狀的凹部中。如此,通過在外框部12的內壁面上形成V字狀的凹部,內部佈線12g能被形成為與AT切割的X軸方向以外的方向平行的狀態,因而即便是在濕式蝕刻的製程中形成了傾斜面,也會出現銳角以外的部分,從而能夠降低斷線等的危險性。第二引出佈線114從第二激勵電極112被引出,並從保持部13通過而與形成在外框部12的第二主面102側的連接用接合圖案12d相連。
在晶體振動片10的兩個主面(第一主面101、第二主面102)上,分別設置有振動板側密封部,用於將晶體振動片10與第一密封構件20及第二密封構件30接合。作為第一主面101的振動板側密封部,形成有振動板側第一接合圖案121;作為第二主面102的振動板側密封部,形成有振動板側第二接合圖案122。振動板側第一接合圖案121及振動板側第二接合圖案122被設置在外框部12上,並被形成為俯視呈環狀。振動板側第一接合圖案121的外周緣接近晶體振動片10(外框部12)的第一主面101的外周緣。振動板側第二接合圖案122的外周緣接近晶體振動片10(外框部12)的第二主面102的外周緣。本實施方式中,振動板側第一接合圖案121和振動板側第二接合圖案122通過形成在外框部12的內壁面上的內部佈線17相連接。內部佈線17被設置在外框部12的內壁面中的與Z’軸方向平行的內壁面且為-X方向側的內壁面上,並被設置在與設置有上述的內部佈線12g的內壁面垂直的內壁面上。另外,在外框部12的第一主面101側,形成有連接用接合圖案12b、連接用接合圖案12c,在外框部12的第二主面102側,形成有連接用接合圖案12f。
如圖2、圖3所示,第一密封構件20是由一塊AT切割水晶片構成的長方體基板,該第一密封構件20的第二主面202(與晶體振動片10接合的面)被加工(鏡面加工)成平坦平滑面。其中,第一密封構件20雖然不具有振動部,但通過與晶體振動片10一樣採用AT切割水晶片,能夠使晶體振動片10與第一密封構件20的熱膨脹率相同,從而能夠抑制晶體振動子100中的熱變形。另外,第一密封構件20的X軸、Y軸及Z’軸的方向也與晶體振動片10相同。本實施方式中,第一密封構件20採用未設置貫穿孔或雉堞牆的結構,因而能夠大幅度地縮短第一密封構件20的製作製程。另外,第一密封構件20中,通過消除水分向封裝體的內部空間滲入的滲入路徑,能夠提高耐腐蝕性能。
在第一密封構件20的第二主面202上形成有密封部件側第一接合圖案24,作為與晶體振動片10接合用的密封部件側第一密封部。密封部件側第一接合圖案24被構成為俯視呈環狀。密封部件側第一接合圖案24的外周緣接近第一密封構件20的第二主面202的外周緣。另外,在第一密封構件20的第二主面202上形成有連接用接合圖案(22a、22b、22c),用於與晶體振動片10的外框部12的第一主面101上形成的連接用接合圖案(12a、12b、12c)接合。
如圖6、圖7所示,第二密封構件30是由一塊AT切割水晶片構成的長方體基板,該第二密封構件30的第一主面301(與晶體振動片10接合的面)被加工(鏡面加工)成平坦平滑面。其中,較佳為,第二密封構件30也採用與晶體振動片10相同的AT切割水晶片,且X軸、Y軸及Z’軸的方向也與晶體振動片10相同。
在第二密封構件30的第一主面301上形成有密封部件側第二接合圖案31,作為與晶體振動片10接合用的密封部件側第二密封部。密封部件側第二接合圖案31被構成為俯視呈環狀。密封部件側第二接合圖案31的外周緣接近第二密封構件30的第一主面301的外周緣。另外,在第二密封構件30的第一主面301上形成有連接用接合圖案(34a、34b、34c),用於與晶體振動片10的外框部12的第二主面102上形成的連接用接合圖案(12d、12e、12f)接合。連接用接合圖案34a、連接用接合圖案34c通過在Z’軸方向上延伸的佈線圖案35相連接。
在第二密封構件30的第二主面302(不與晶體振動片10相向的外側的主面)上設置有四個外部電極端子32,用於與設置在晶體振動子100的外部的外部電路基板電連接。外部電極端子32被構成為近似矩形,分別位於第二密封構件30的第二主面302的四個角落(角部)。外部電極端子32被設置在俯視時與上述的晶體振動片10的外框部12重疊的位置。
如圖6、圖7所示,在第二密封構件30上形成有將第一主面301和第二主面302之間貫穿的三個貫穿孔(33a、33b、33c)。貫穿孔(33a、33b、33c)設置在第二密封構件30的四個角落(角部)區域。在貫穿孔(33a、33b、33c)中,沿著貫穿孔(33a、33b、33c)各自的內壁面,形成有用於實現第一主面301和第二主面302上形成的電極的導通的貫穿電極。通過貫穿孔(33a、33b、33c)的內壁面上形成的貫穿電極,第一主面301上形成的電極(連接用接合圖案)與第二主面302上形成的外部電極端子32導通。另外,貫穿孔(33a、33b、33c)各自的中央部分成為將第一主面301與第二主面302之間貫穿的中空狀態的貫穿部分。
包含上述結構的晶體振動片10、第一密封構件20、及第二密封構件30的晶體振動子100中,晶體振動片10與第一密封構件20在振動板側第一接合圖案121和密封部件側第一接合圖案24相重疊的狀態下擴散接合,晶體振動片10與第二密封構件30在振動板側第二接合圖案122和密封部件側第二接合圖案31相重疊的狀態下擴散接合,從而製成圖1所示的三明治結構的封裝體。由此,封裝體的內部空間,即,振動部11的収容空間被氣密密封。
此時,上述連接用接合圖案彼此也在重疊狀態下擴散接合。這樣,通過連接用接合圖案彼此的接合,晶體振動子100中,第一激勵電極111、第二激勵電極112與外部電極端子(32、32)之間能夠實現電導通。具體而言,第一激勵電極111依次經由第一引出佈線113、內部佈線12g、及貫穿孔33a的貫穿電極,與外部電極端子32連接。第二激勵電極112依次經由第二引出佈線114、佈線圖案35、及貫穿孔33b的貫穿電極,與外部電極端子32連接。
晶體振動子100中,較佳為,各種接合圖案是通過多個層在水晶片上層疊、從其最下層側起蒸鍍或濺射Ti(鈦)層和Au(金)層而形成的。另外,較佳為,晶體振動子100上形成的其它佈線或電極也採用與接合圖案相同的結構,便能將接合圖案或佈線及電極同時圖案化。
如上所述那樣構成的晶體振動子100中,將晶體振動片10的振動部11氣密密封的密封部(密封路徑15、密封路徑16)被構成為俯視呈環狀。密封路徑15是通過上述振動板側第一接合圖案121和密封部件側第一接合圖案24的擴散接合(Au-Au接合)而形成的。密封路徑15的外緣形狀被構成為近似矩形,密封路徑15的外周緣與封裝體的外周緣近接。同樣,密封路徑16是通過上述振動板側第二接合圖案122和密封部件側第二接合圖案31的擴散接合(Au-Au接合)而形成的。密封路徑16的外緣形狀被構成為近似矩形,密封路徑16的外周緣與封裝體的外周緣近接。密封路徑15、密封路徑16與第一激勵電極111、第二激勵電極112和外部電極端子32、外部電極端子32之間的電氣上的導通路徑沒有電連接。具體而言,密封路徑15經由內部佈線17與密封路徑16連接,進一步,密封路徑16經由貫穿孔33c的貫穿電極接地(接地連接,利用外部電極端子32的一部分)。
通過這樣的擴散接合而形成了密封路徑(15、16)的晶體振動子100中,第一密封構件20與晶體振動片10之間有1.00μm以下的間隙,第二密封構件30與晶體振動片10之間有1.00μm以下的間隙。即,第一密封構件20與晶體振動片10之間的密封路徑15的厚度在1.00μm以下,第二密封構件30與晶體振動片10之間的密封路徑16的厚度在1.00μm以下(具體而言,本實施方式的Au-Au接合中為0.15μm~1.00μm)。另外,作為比較例,使用Sn的以往的金屬漿料封裝劑中為5μm~20μm。
本實施方式中,上述結構的晶體振動片10中,在振動部11與外框部12之間,設有對基板進行切除而形成的切除部10a,基板的第一主面101上形成的電極(密封路徑15)經由外框部12的內壁面上形成的內部佈線17,與基板的第二主面102上形成的電極(密封路徑16)電連接。切除部10a的空間中,若將夾在外框部12的內壁面與振動部11的外壁面之間的區域作為第一區域A1;從切除部10a的空間將第一區域A1去除後剩餘的區域中,若將夾在外框部12的內壁面與保持部13的外壁面之間的區域作為第二區域A2、將夾在外框部12的內壁面彼此之間的區域作為第三區域A3,則內部佈線17被形成在外框部12的內壁面上的面向第二區域A2和第三區域A3中的至少一個的位置。對於此點,參照圖4進行說明。
如圖4所示,通過與俯視呈矩形的振動部11的外周緣(外壁面)平行的四根直線L1~L4,切除部10a的空間被劃分成多個區域(圖4中是八個區域)。直線L1、直線L2是與Z’軸方向平行的直線,直線L3、直線L4是與X軸方向平行的直線。夾在外框部12的內壁面與振動部11的外壁面之間的區域為第一區域A1。第一區域A1設在與振動部11的外壁面相接的四個部位。第一區域A1成為夾著振動部11在X軸方向和Z’軸方向上分別相向的區域。第一區域A1設在切除部10a的四個角落的空間以外的部位。
另外,從切除部10a的空間將第一區域A1去除後剩餘的區域中,夾在外框部12的內壁面與保持部13的外壁面之間的區域為第二區域A2。第二區域A2設在切除部10a的四個角落的空間中的-Z’方向側的兩個部位。從切除部10a的空間將第一區域A1去除後剩餘的區域中,夾在外框部12的內壁面彼此之間的區域為第三區域A3。第三區域A3設在切除部10a的四個角落的空間中的+Z’方向側的兩個部位。
本實施方式中,在外框部12的內壁面上的面向一個第三區域A3的位置上,形成有內部佈線17。詳細而言,內部佈線17被形成在面向切除部10a的-X方向側及+Z’方向側的角落上的第三區域A3的位置。外框部12的內壁面中,與Z’軸方向平行的內壁面上形成有內部佈線17。在切除部10a的空間中的對角位置上,配置有保持部13和內部佈線17。
基於本實施方式,晶體振動片10能夠對應晶體振動片10的小型化,並且能夠維持電氣特性的穩定。詳細而言,由於外框部12的第一主面101上形成的電極(密封路徑15)與第二主面102上形成的電極(密封路徑16)通過內部佈線17連接,所以無需在外框部12形成貫穿孔等,從而既能確保振動部11的有效面積,又能對應晶體振動片10的小型化。另外,與外框部12的面向(接觸)第一區域A1(與第三區域A3鄰接)的內壁面相比,外框部12的面向(接觸)第三區域A3的內壁面被構成為切除的寬度較大,從而能夠確保與相向的壁面之間的空間。因此,通過將內部佈線17形成在不與振動部11相向的位置,能避免振動部11接觸到內部佈線17,從而能降低斷線等的危險性。
並且,能夠在外框部12的內壁面上容易且可靠地形成內部佈線17。此處,用於在外框部12的內壁面上形成內部佈線17的光微影製程中,在振動部11與外框部12之間的距離較小的區域(例如第一區域A1)的內壁面上形成內部佈線17的情況下,該區域中有可能殘存保護塗層,從而難以形成內部佈線17。然而,基於本實施方式,用於在外框部12的內壁面上形成內部佈線17的光微影製程中,能夠可靠地去除外框部12的內壁面及振動部11的外壁面上的保護塗層,從而能夠在外框部12的內壁面上可靠地形成內部佈線17。因而,外框部12的第一主面101上形成的電極(密封路徑15)與第二主面102上形成的電極(密封路徑16)能夠穩定且可靠地實現電導通,從而能夠防止晶體振動片10的電氣特性降低、及缺陷產品的產生。
具有以上所述的晶體振動片10的晶體振動子100也能獲得與上述晶體振動片10的作用效果相同的作用效果。另外,由於內部佈線17未暴露於晶體振動子100的封裝體的外部表面,所以不會因組裝或搬運時的接觸等而內部佈線17斷線或被擦傷。
本實施方式中,形成在晶體振動片10的外框部12的第一主面101側的環狀的密封路徑15與形成在外框部12的第二主面102側的環狀的密封路徑16通過內部佈線17相接觸。基於該結構,通過內部佈線17,密封路徑15與密封路徑16彼此能夠可靠地連接,且能夠將密封路徑15、密封路徑16可靠地接地連接,從而能夠提高密封路徑15、密封路徑16的遮罩性能。
本實施方式中,僅設置有一個保持部13,該保持部13從振動部11的角部朝著外框部12延伸。基於該結構,能夠確保獲得多個切除部10a的第二區域A2、第三區域A3,因而能夠實現既可提高利用內部佈線17的導通的穩定性、又不容易抑制晶體振動片10的主振動的結構。
另外,內部佈線17被形成在外框部12的與AT切割的Z’軸方向平行的內壁面上。此處,在外框部12的與AT切割的X軸方向平行的內壁面上,在用於形成切除部10a的濕式蝕刻的製程中形成有傾斜面,容易出現銳角的部分,若形成內部佈線則存在斷線等的可能性。然而,外框部12的與AT切割的Z’軸方向平行的內壁面上不容易出現這樣的銳角的部分,從而能夠容易地形成內部佈線17,並能減少斷線等的危險性。另外,較佳為,內部佈線17被形成為,與外框部12的平行於AT切割的Z’軸方向的內壁面的端部相隔一定距離。
本次公開的實施方式僅是對各個方面的示例,不構成限定性解釋的依據。因而,本發明的技術範圍不能僅根據上述實施方式來解釋,要基於請求項的記載來界定,另外,包含與請求項的記載等同的意義及範圍內的所有變更。
上述實施方式中,將內部佈線17設置在面向切除部10a的-X方向側及+Z’方向側的角落上的第三區域A3的位置,但不局限於此,也可以將內部佈線17設置在面向切除部10a的+X方向側及+Z’方向側的角落上的第三區域A3的位置,或者,還可以將內部佈線17設置在面向切除部10a的-X方向側及-Z’方向側的角落上的第二區域A2的位置。
另外,上述實施方式中,僅設置了一個內部佈線17,但不局限於此,也可以設置多個內部佈線17。例如,可以在外框部12的內壁面上的兩個面向第三區域A3的位置分別設置內部佈線17,或者,也可以在外框部12的內壁面上的面向第二區域A2的位置設置內部佈線17的同時、在面向第三區域A3的位置設置內部佈線17。在此情況下,可以在外框部12的內壁面中的與Z’軸方向平行的內壁面上設置內部佈線17,也可以在與X軸方向平行的內壁面上設置內部佈線17,或者,還可以在與X軸方向平行的內壁面及與Z’軸方向平行的內壁面的兩方設置內部佈線17。在與X軸方向平行的內壁面設置內部佈線17的情況下,較佳為,與上述內部佈線12g的情形一樣,將內部佈線17形成在外框部12的內壁面上設置的V字狀的凹部中。
圖8所示的例中,在外框部12的內壁面上設置有三個內部佈線17。具體而言,第一內部佈線17設置在外框部12的與Z’軸方向平行的內壁面且為-X方向側的內壁面上,並設置於面向切除部10a的-X方向側及-Z’方向側的角落部的第二區域A2的位置。另外,第二內部佈線17設置在外框部12的與Z’軸方向平行的內壁面且為+X方向側的內壁面上,並設置於面向切除部10a的+X方向側及+Z’方向側的角落部的第三區域A3的位置。進一步,第三內部佈線17設置在外框部12的與X軸方向平行的內壁面且為+Z’方向側的內壁面上,並設置於面向切除部10a的-X方向側及+Z’方向側的角落部的第三區域A3的位置。第三內部佈線17設置在外框部12的+Z’方向側的內壁面上設有的V字狀的凹部中。
上述實施方式中,通過內部佈線17,形成在晶體振動片10的外框部12的第一主面101側、第二主面102側的環狀的密封路徑(15、16)的電極彼此連接。但不局限於此,也可以利用內部佈線17將其它的電極連接。例如,也可以將內部佈線17連接在從第一激勵電極111引出的第一引出佈線113、從第二激勵電極112引出的第二引出佈線114上。另外,例如也可以如圖9所示那樣,將內部佈線17連接在接地連接的佈線電極上。
圖9的例中,在第一密封構件20的第二主面202上形成有接地用電極25,接地用電極25與晶體振動片10的外框部12的第一主面101側的密封路徑15連接,進一步,經由內部佈線17,與晶體振動片10的外框部12的第二主面102側的密封路徑16連接。並且,密封路徑16經由貫穿孔33c的貫穿電極,與第二密封構件30的第二主面302上形成的外部電極端子32連接。基於該結構,通過內部佈線17,能夠將接地用電極25與外部電極端子32可靠地連接,並能提高接地用電極25的遮罩性能。在此情況下,由於能夠將第一密封構件20的第二主面202作為接地用電極25的配置空間有效地利用,所以能夠確保接地用電極25具有較大的尺寸,從而能夠使接地用電極25的遮罩性能提高。另外,也可以在第一密封構件20的第一主面201設置接地用電極,或者,也可以在第一密封構件20的第一主面201、第二主面202的兩方設置接地用電極。
上述實施方式中,晶體振動片10採用僅設置有一個將振動部11與外框部12連結的保持部13、切除部10a被連續形成為將振動部11的週邊包圍的結構,但只要是在振動部11與外框部12之間設置有切除部10a的結構即可,可以對晶體振動片10的結構進行各種變更。例如,可將晶體振動片10構成為,設置有兩個以上的將振動部11與外框部12連結的保持部13。另外,保持部13也可被構成為,從振動部11的角部以外向外框部12延伸。
也可以將上述接地連接用的內部佈線17設置在晶體振動片10的外框部12的沿短邊的區域。例如,如圖10、圖11所示,在外框部12的內壁面12h的Z’端面(與Z’軸方向平行的端面)的+Z’方向側的端部形成有切缺部17a,在切缺部17a的內壁面上形成有接地連接用的內部佈線17。具體而言,如圖10、圖11所示那樣,晶體振動片10的外框部12的內壁面12h被構成為,俯視呈矩形且為環狀,在內壁面12h的俯視的角部,形成有陷入到該外框部12側的切缺部17a。切缺部17a被構成為俯視呈近似矩形,並被設置在外框部12的內壁面12h中的與X軸方向平行的內壁面且為+Z’方向側的內壁面上。切缺部17a被構成為陷入到外框部12側,換言之,切缺部17a的空間被構成為朝著外框部12側向外方突出。切缺部17a被設置為與上述晶體振動片10的切除部10a相連。如此,內部佈線17被形成在外框部12的內壁面上的面向一個第三區域A3(參照圖4等)的位置。
此處,切缺部17a的第二內壁部17c(+Z’方向側的壁部及+X方向側的壁部)與外框部12的內壁面12h(+Z’方向側的內壁面)未形成直線。第二內壁部17c未沿著外框部12的內壁面12h的X端面(與X軸方向平行的端面)形成。因此,成為外框部12的內壁面12h的第二主面102側(-Y’方向的面側)中不存在向-Z’方向側及+X方向側突出的角部的結構,能夠避免形成因該角部引起的蝕刻的鑿痕。
在第二內壁部17c上,形成有將形成在外框部12的第一主面101側的振動板側第一接合圖案121延伸到第二主面102側的內部佈線17。通過內部佈線17,形成在外框部12的第一主面101側的振動板側第一接合圖案121與形成在外框部12的第二主面102側的振動板側第二接合圖案122連接。另外,雖未圖示,但與上述實施方式一樣,在第二內壁部17c上形成有使其與外框部12的第二主面102之間所成的角度為鈍角的傾斜面,該傾斜面上形成有內部佈線17。
圖10、圖11的例中,除了上述接地連接用的內部佈線17以外,在外框部12的內壁面12h的Z’端面的-Z’方向側的端部形成有切缺部18,在切缺部18的內壁面上形成有內部佈線19。切缺部18採用與上述切缺部17a大致相同的結構,被形成為俯視呈近似矩形,設置在外框部12的內壁面12h中的與X軸方向平行的內壁面且為-Z’方向側的內壁面上。內部佈線19被形成在外框部12的內壁面上的面向第二區域A2(參照圖4等)的位置。切缺部18被形成為陷入到外框部12側,並被設置為與晶體振動片10的切除部10a相連。並且,連接用接合圖案12a經由外框部12的內壁面12h上形成的切缺部18上設置的內部佈線19,與形成在外框部12的第二主面102側的連接用接合圖案12e相連。
圖10、圖11的例中,通過使切缺部17a、切缺部18的內壁面為傾斜面,能夠獲得內部佈線17、內部佈線19不易斷線的結構。另外,由於切缺部17a、切缺部18被形成為陷入外框部12,所以能夠確保振動部11的有效面積,實現小型化且電氣特性穩定的晶體振動片10。另外,切缺部17a、切缺部18被構成為俯視呈近似矩形,但不局限於此,切缺部17a、切缺部18的形狀也可以是V字形、梯形、圓弧形、或橢圓形等。
上述實施方式中,作為晶體振動片10,採用了AT切割晶體振動片,但也可以採用其它的晶體振動片(例如SC切割晶體振動片、水晶Z片等)。
上述實施方式中,第二密封構件30的第二主面302的外部電極端子32的個數為4個,但不局限於此,外部電極端子32的個數例如也可以為2個、6個、或8個等。另外,對將本發明應用於晶體振動子100的情形進行了說明,但不局限於此,例如也可以將本發明應用於晶體振盪器等的壓電振盪器。晶體振盪器的情形,可採用將內部佈線17連接在與晶體振動子中搭載的IC連接的佈線電極上的結構。
上述實施方式中,第一密封構件20及第二密封構件30由水晶片構成,但不局限於此,第一密封構件20及第二密封構件30例如也可以由玻璃或樹脂構成。
另外,上述實施方式中,對於將本發明應用於晶體振動片夾在第一密封構件和第二密封構件之間的三層結構的壓電振動裝置的例子進行了說明,但不局限於此,也可將本發明應用於晶體振動片安裝在陶瓷製等的基底內部的結構的壓電振動裝置。
本申請基於2023年3月3日在日本提出申請的特願2023-032554號要求優先權。不言而喻,其所有內容被導入於本申請。
10: 晶體振動片 10a: 切除部 11: 振動部 12: 外框部 12a: 連接用接合圖案 12b: 連接用接合圖案 12c: 連接用接合圖案 12d: 連接用接合圖案 12e: 連接用接合圖案 12f: 連接用接合圖案 12g: 內部佈線 13: 保持部 15: 密封路徑 16: 密封路徑 17: 內部佈線 17a: 切缺部 17c: 第二內壁部 18: 切缺部 19: 內部佈線 20: 第一密封構件 22a: 連接用接合圖案 22b: 連接用接合圖案 22c: 連接用接合圖案 24: 第一接合圖案 25: 接地用電極 30: 第二密封構件 31: 密封部件側第二接合圖案 32: 外部電極端子 33a: 貫穿孔 33b: 貫穿孔 33c: 貫穿孔 34a: 連接用接合圖案 34b: 連接用接合圖案 34c: 連接用接合圖案 35: 佈線圖案 100: 晶體振動子 101: 第一主面 102: 第二主面 111: 第一激勵電極 112: 第二激勵電極 113: 第一引出佈線 114: 第二引出佈線 121: 第一接合圖案 122: 第二接合圖案 201: 第一主面 202: 第二主面 301: 第一主面 302: 第二主面 A1: 第一區域 A2: 第二區域 A3: 第三區域 L1: 直線 L2: 直線 L3: 直線 L4: 直線
圖1是示意性地表示本實施方式的晶體振動子的概要結構圖。 圖2是晶體振動子的第一密封構件的第一主面側的概要俯視圖。 圖3是晶體振動子的第一密封構件的第二主面側的概要俯視圖。 圖4是本實施方式的晶體振動片的第一主面側的概要俯視圖。 圖5是本實施方式的晶體振動片的第二主面側的概要俯視圖。 圖6是晶體振動子的第二密封構件的第一主面側的概要俯視圖。 圖7是晶體振動子的第二密封構件的第二主面側的概要俯視圖。 圖8是其它的實施方式1的晶體振動片的相當於圖4的圖。 圖9是其它的實施方式2的第一密封構件的相當於圖3的圖。 圖10是其它的實施方式3的晶體振動片的相當於圖4的圖。 圖11是其它的實施方式3的晶體振動片的相當於圖5的圖。
10: 晶體振動片 10a: 切除部 11: 振動部 12: 外框部 12a: 連接用接合圖案 12b: 連接用接合圖案 12c: 連接用接合圖案 12g: 內部佈線 13: 保持部 17: 內部佈線 100: 晶體振動子 111: 第一激勵電極 113: 第一引出佈線 121: 第一接合圖案 A1: 第一區域 A2: 第二區域 A3: 第三區域 L1: 直線 L2: 直線 L3: 直線 L4: 直線

Claims (7)

  1. 一種壓電振動片,是在基板的一個主面上形成有第一激勵電極、在所述基板的另一個主面上形成有與所述第一激勵電極成對的第二激勵電極的矩形的壓電振動片,其中:具備矩形的振動部、包圍該振動部的外周的外框部、及將所述振動部的一部分與所述外框部的一部分連結的保持部,所述振動部與所述外框部之間設有對所述基板進行切除後形成的切除部,所述基板的一個主面上形成的電極經由所述外框部的內壁面上形成的內部佈線,與所述基板的另一個主面上形成的電極電連接,所述基板的一個主面上形成的電極及所述基板的另一個主面上形成的電極與所述第一激勵電極及所述第二激勵電極沒有電連接,所述切除部的空間中,若將夾在所述外框部的內壁面與所述振動部的外壁面之間的區域作為第一區域;從所述切除部的空間去除所述第一區域後剩餘的區域中,若將夾在所述外框部的內壁面與所述保持部的外壁面之間的區域作為第二區域、夾在所述外框部的內壁面彼此之間的區域作為第三區域,則所述內部佈線被形成在所述外框部的內壁面上的面向所述第二區域及所述第三區域中的至少一個的位置。
  2. 如請求項1所述的壓電振動片,其中:所述外框部的內壁面被構成為俯視呈矩形且為環狀,在所述內壁面的俯視的角部形成有陷入到該外框部側的切缺部,所述內部佈線形成在所述切缺部的內壁面上。
  3. 一種壓電振動裝置,具備請求項1或2所述的壓電振動片,其中:設置有將所述壓電振動片的所述第一激勵電極覆蓋的第一密封構件、及將所述壓電振動片的所述第二激勵電極覆蓋的第二密封構件,通過所述第一密封構件與所述壓電振動片接合、且所述第二密封構件與所述壓電振動片接合,而設置了將所述壓電振動片的包含了所述第一激勵電極和所述第二激勵電極的所述振動部氣密密封的內部空間。
  4. 如請求項3所述的壓電振動裝置,其中:所述第一密封構件的兩個主面中的一方的主面上形成的接地用電極經由所述內部佈線,與所述第二密封構件的不面向所述內部空間的一側的主面上形成的外部電極端子電連接。
  5. 如請求項3所述的壓電振動裝置,其中:在所述第一密封構件與所述壓電振動片之間、及所述第二密封構件與所述壓電振動片之間,分別設置有將所述壓電振動片的所述振動部氣密密封的環狀的密封部,所述各密封部與所述內部佈線電連接。
  6. 如請求項3所述的壓電振動裝置,其中:僅設置有一個所述保持部,該保持部從所述振動部的角部朝著所述外框部延伸。
  7. 如請求項3所述的壓電振動裝置,其中:所述壓電振動片為AT切割晶體振動片,所述內部佈線被形成在所述外框部的與AT切割的Z’軸方向平行的內壁面上。
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