专利名称：引线型压电振动器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及引线型(lead type)压电振动器件。
背景技术：
引线型压电振动器件设置有压电振动片、保持压电振动片的一对引线端子、植入设置引线端子并搭载压电振动片的基体、以及对搭载于基体的压电振动片进行气密密封的盖。在该引线端子压电振动器件中，由基体和盖构成封装，基体和盖被接合而形成气密密封的内部空间。在内部空间中，使用焊锡等对引线端子机电地接合了晶体振动片(例如，参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2007-37003号公报
发明内容
但是，在专利文献1记载的引线端子压电振动器件中，存在如下问题由于在回流 (reflow)时(基体与盖的接合时、或将该引线端子压电振动器件载置到印刷基板等外部基板上时等)所产生的热而使焊锡熔融，导致压电振动片从引线端子脱离而倒塌。特别是在使用由无铅材料构成的焊锡(以下，设为无铅焊锡)的情况下，无铅焊锡的耐热性低，仅利用无铅焊锡时，当回流时压电振动片会从引线端子脱离而倒塌。因此，当前有使用树脂粘接剂来防止在回流时压电振动片从引线端子脱离从而确保引线端子压电振动器件的可靠性的技术，但在该情况下，由于树脂粘接剂而产生气体，存在由于该气体的产生而使压电振动器件的特性降低这样的另一问题。因此，为了解决上述课题，本发明的目的在于提供一种即使在回流时也会抑制压电振动片从引线端子脱离、并具有耐热性优良的良好的特性的引线型压电振动器件。为了达成上述目的，本发明的引线型压电振动器件的特征在于，设置有压电振动片和支承所述压电振动片的弓I线端子，与所述弓I线端子电连接的端子电极形成于所述压电振动片，与所述压电振动片电连接的接合层形成于所述引线端子，所述压电振动片和所述弓I线端子通过所述端子电极和所述接合层而机电地接合，通过所述端子电极和所述接合层的接合，由所述端子电极和所述接合层形成了包含金属间化合物的接合材料。根据本发明，通过包含熔融温度比无铅焊锡等高的所述金属间化合物的所述接合材料，进行所述端子电极和所述接合层的接合，所以能够提高所述接合材料的耐热性。因此，即使在回流时也能够至少通过所述金属间化合物将所述压电振动片支承于所述引线端子。因此，根据本发明，即使在回流时，也能够通过包含所述金属间化合物的所述接合材料来抑制所述压电振动片从所述引线端子脱离。另外，根据本发明，不用为了使所述引线端子支承所述压电振动片而像以往技术那样使用树脂粘接剂，所以能够抑制该引线型压电振动器件的特性降低。在所述结构中，所述金属间化合物偏重存在于所述压电振动片与所述引线端子之间的最窄的间隙。
在该情况下，由于所述金属间化合物偏重存在于所述压电振动片与所述引线端子之间的最窄的间隙，所以能够通过偏重存在的所述金属间化合物来克服回流时的环境温度而将所述压电振动片与所述弓I线端子机电地进行接合。在所述结构中，所述压电振动片与所述引线端子之间的最窄的间隙是3 20 μ m。在该情况下，所述最窄的间隙是3 20 μ m，所以所述金属间化合物以良好的状态偏重存在于所述最窄的间隙的部分，进而，所述接合材料的形状能够维持对接合有利的圆角(fillet)。因此，根据本结构，能够使所述压电振动片与所述引线端子经由包含所述金属间化合物的接合材料而紧固地接合，有利于该引线型压电振动器件的小型化。相对于此，在所述最窄的间隙小于3 μ m的情况下，该间隙的部分变脆，所述接合材料的强度降低。另外， 在所述最窄的间隙超过20 μ m的情况下，所述压电振动片中形成的所述接合材料的圆角变小，所述压电振动片和所述引线端子的接合强度降低。另外，所述接合材料中的所述金属间化合物的生成量会相对变少，耐热性降低。在所述结构中，所述接合层也可以包含Cu和Sn。在该情况下，所述接合层由于包含Cu和Sn，所以在所述端子电极和所述接合层接合时，所述接合层中分散的Cu和Sn结合(例如Cu6Sn5、Cu3Sn)，并且由Cu和Sn构成的所述金属间化合物偏多地存在。另外，在接合层的Cu和Sn已经结合了的情况下(已经存在所述金属化合物的情况下)，由该Cu和Sn构成的所述金属间化合物偏多地存在。在所述结构中，所述接合层也可以包括由Cu构成的第1接合层和在所述第1接合层上由Cu和Sn构成的第2接合层。在该情况下，所述接合层由于包括由Cu构成的所述第1接合层和在所述第1接合层上由Cu和Sn构成的所述第2接合层，所以在接合时(加热时)从所述第1接合层对所述第2接合层的Sn供给Cu。其结果，促进生成新的所述金属间化合物，能够提高所述接合材料的耐热性。在所述结构中，也可以在所述端子电极的最上层形成由Cu构成的Cu层。在该情况下，由于在所述端子电极的最上层形成了由Cu构成的Cu层，所以在所述端子电极和所述接合层接合时，所述接合层的Sn向所述端子电极的Cu层扩散，通过所述接合层的所述Sn和所述端子电极的Cu层的Cu，能够形成对于回流时的环境温度具有耐热性的所述金属间化合物。在所述结构中，也可以在所述端子电极中，在所述Cr层与所述Cr-Sn层之间形成用于阻断Sn的扩散的势垒层。在该情况下，在所述端子电极中，由于在所述Cr层与所述Cr-Sn层之间形成了所述势垒层，所以在所述端子电极和所述接合层接合时，能够通过所述势垒层来防止所述接合层的Sn向所述端子电极的Cr层扩散。其结果，成为所述端子电极的下层的所述Cr层不会由于所述接合层、端子电极的Sn而被侵蚀，能够防止所述Cr层被所述Sn侵蚀而使所述端子电极从所述晶体振动片剥离。在所述结构中，也可以在所述接合材料中包含Sn，所述压电振动片的激励电极经由润湿性比所述激励电极低的薄膜而连接到所述端子电极。在该情况下，能够抑制所述接合材料的Sn从所述端子电极经由所述薄膜对所述激励电极进行侵蚀。
根据本发明，即使在回流时也能够抑制压电振动片从引线端子脱离而倒塌。
图1是本实施方式的公开了内部空间的晶体振子的概要侧面图。图2是示出本实施方式的晶体振动片的引出电极以及端子电极的图案的晶体振动片的概要部分放大俯视图。图3是本实施方式的引线端子的图1所示的A-A线截面图。图4是示出本实施方式的晶体振动片和引线端子的连接状态的图1所示的B-B线放大截面图。图5是示出本实施方式的晶体振动片和引线端子的连接状态的概要侧面图。图6是示出本实验例的晶体振动片和引线端子的连接状态的SEM图像。图7是示出其他实施方式的晶体振动片和引线端子的连接状态的与图4对应的放大截面图。图8是示出其他实施方式的晶体振动片和引线端子的连接状态的与图4对应的放大截面图。图9是示出其他实施方式的晶体振动片的表侧主面形成的引出电极以及端子电极的图案的晶体振动片的概要立体图。图10是示出其他实施方式的晶体振动片的背侧主面形成的引出电极以及端子电极的图案的晶体振动片的概要立体图。附图标记说明1 晶体振子；11 内部空间；2 晶体振动片；21 基部；22,23 脚部；24 侧面；25 主面；26 前端部；3 基体；31、32 引线端子；33 芯部；34 第1接合层；35 第2接合层； 36 =Sn ；37 金属化合物；38 绝缘玻璃；39 孔部；4 盖；51,52 激励电极；61,62 端子电极；63 薄膜；64 薄膜；71,72 引出电极；73 薄膜；74 薄膜；75 薄膜；8 集合薄膜(mass thin film) ；9 接合材料；91 :Sn_Cu金属间化合物；92 =Sn0
具体实施例方式以下，参照附图来说明本发明的实施方式。另外，在以下所示的实施方式中，示出作为引线型压电振动器件而在引线型晶体振子中应用了本发明的情况。在本实施方式的引线型晶体振子(以下，称作晶体振子1)中，如图1所示设置有 音叉型晶体振动片(是本发明中所称的压电振动片，以下称作晶体振动片幻；支承晶体振动片2的一对引线端子31、32 ；植入设置引线端子31、32并搭载晶体振动片2的基体3 ；以及对搭载于基体3的晶体振动片2进行气密密封的盖4。在晶体振子1中，由基体3和盖4构成了封装，基体3和盖4被接合而形成气密密封的内部空间11。在内部空间11中，晶体振动片2仅与引线端子31、32机电地接合。在本实施方式中，晶体振动片2不与基体3直接相接。接下来，使用图1 3，说明该晶体振子1的各结构。-晶体振动片2-晶体振动片2是从各向异性材料的晶体粗加工薄板(图示省略)使用光刻技术进行湿蚀刻形成而得到的晶体Z板，该晶体振动片2适合量产。晶体振动片2如图1、2所示，由基部21、和作为振动部的2个脚部22、23构成。2 个脚部22、23是从基部21的一端向同一方向突出而成形的。在该晶体振动片2中，在对晶体振动片2进行湿式蚀刻成形时，向晶体的结晶方向(X、Y方向)的蚀刻速度不同，所以其侧面M相对于主面25倾斜(图示省略)。另外，关于该晶体振动片2的加工，除了使用了上述光刻技术的湿蚀刻以外，也可以通过使用了公知的线锯的机械加工来进行。在各脚部22、23中，设置有由不同电位构成的一对激励电极51、52、与外部电极 (在本实施方式中是一对引线端子31、32)电连接的一对端子电极61、62、以及将激励电极 51、52向端子电极61、62分别引出的一对引出电极71、72。激励电极51形成于脚部22的两个主面25和脚部23的两个侧面Μ，激励电极52 形成于脚部23的两个主面25和脚部22的两个侧面24。这些激励电极51、52是利用如下薄膜构成的，其中，该薄膜是通过金属蒸镀而在各脚部22、23上形成由Cr构成的Cr层、在 Cr层上形成由Cr和Sn构成的Cr-Sn层、在Cr-Sn层上形成由Sn构成的Sn层、在Sn层上形成由Ag构成的Ag层而成的薄膜。弓丨出电极71、72是从激励电极51、52引出并形成的电极图案，由与激励电极51、52 同时形成于基部21以及脚部22、23的电极图案以及没有与激励电极51、52同时形成的电极图案构成。与激励电极51、52同时形成的电极图案的引出电极71、72形成于各脚部22、23的两个主面25以及两个侧面对、和基部21的两个主面25以及两个侧面对。这些与激励电极51、52同时形成的电极图案的引出电极71、72是利用如下薄膜73构成的，其中，该薄膜 73是通过金属蒸镀而在各脚部22、23以及基部21上形成由Cr构成的Cr层、在Cr层上形成由Cr和Sn构成的Cr-Sn层、在Cr-Sn层上形成由Sn构成的Sn层、在Sn层上形成由Ag 构成的Ag层而成的薄膜。薄膜73具有与激励电极51、52相同的厚度。未与激励电极51、52同时形成的电极图案的引出电极71、72是通过金属蒸镀而在基部21上形成了由Cr构成的Cr层的薄膜74。薄膜74的一部分如图2所示形成在薄膜 73上。端子电极61形成于基部21的一个主面25，端子电极62形成于基部21的另一主面25，不与基部21的两个主面25相向地形成有这些端子电极61、62。端子电极61、62由薄膜63和薄膜64构成，其中，薄膜63是通过金属蒸镀而在基部21的两个主面25上形成由Cr构成的Cr层、在Cr层上形成由Cr和Sn构成的Cr-Sn层、在Cr-Sn层上形成由Sn构成的Sn层、并在Sn层上形成由Ag构成的Ag层而成的薄膜，薄膜64是通过金属蒸镀而在薄膜63和基部21上形成由Cr构成的Cr层而成的薄膜。端子电极61、62的薄膜63与激励电极51、52、引出电极71、72的薄膜73同时形成于基部21，具有与激励电极51、52、引出电极71、72的薄膜73相同的厚度。端子电极61、62的薄膜64与引出电极71、72的薄膜74 同时形成于基部21，具有与引出电极71、72的薄膜74相同的厚度。另外，在各脚部22、23的前端部沈中，如图1所示，分别形成有作为频率调整用集合体的集合薄膜8。集合薄膜8与激励电极51、52分别电连接。集合薄膜8由如下薄膜构成，其中，该薄膜是通过金属蒸镀而在各脚部22、23上形成由Cr构成的Cr层、在Cr层上形成由Cr和Sn构成的Cr-Sn层、在Cr-Sn层上形成由Sn构成的Sn层、并在Sn层上形成由Ag构成的Ag层而成的薄膜。集合薄膜8与激励电极51、52同时形成于各脚部22、23上，具有与激励电极51、52相同的厚度。-引线端子31、32-一对引线端子31、32如图1所示，成形为由金属材料构成的细长的圆柱形状，截面形状如图3所示成为圆形。引线端子31、32如图3所示包括由科瓦铁镍钴合金(kovar) 构成的芯部33 ；和以覆盖芯部33的方式形成于其外周并与晶体振动片2(端子电极61、62) 机电地接合的接合层。接合层包括由Cu构成的第1接合层34、和以覆盖第1接合层34的方式形成于其外周的第2接合层35。在本实施方式中，芯部33的直径是0. 25nm,第1接合层；34的厚度是5 μ m，第2接合层35的厚度是10 μ m。另外，在引线端子31、32之中，将由基体3和盖4进行了气密密封的部分作为内部引线，将与外部设备等电连接的部分设为外部引线。第2接合层35是如图3所示含有由Sn和Cu构成的金属化合物37的由Sn36所构成的无铅的Sn-Cu层，镀敷形成在第1接合层34上。另外，第2接合层35成为Cu丰富的状态(7 13% Cu)。因此，在压接了基体3 和盖4的状态下将基体3和盖4进行接合时，能够顺利地进行基体3和盖4的压接，内部空间11成为气密状态。相对于此，在第2接合层35的Cu含有率超过13%的情况下，无法顺利地进行基体3和盖4的压接，内部空间11成为气密不佳。另外，在第2接合层35的Cu 含有率小于7%的情况下，难以生成金属间化合物(参照下述金属间化合物91)，接合材料 7的耐热性降低。-基体 3-基体3如图1所示由42合金(铁镍合金)等构成，作为整体成形为高度小的长圆柱形状。在该基体3的表面，作为基底层形成了 Cu镀层，在其上层通过电解镀敷法等而形成τ Sn-Cu镀层。在基体3的中心部，形成有植入设置引线端子31、32的孔部39。在使引线端子31、 32通过了该孔部39的状态下填充绝缘玻璃38，并使绝缘玻璃38固化，从而将引线端子31、 32经绝缘玻璃38而植入设置到基体3中。这样，在基体3中，将引线端子31、32经绝缘玻璃38而植入设置到基体3的中心部，所以引线端子31、32电气性地独立于基体3。另外，在引线端子31、32中也形成与第1接合层34对应的Cu镀层，并在其上层通过电解镀敷法等而形成Sn-Cu镀层。另外，在该Sn-Cu镀层中，从镀层形成时起就存在由Sn和Cu构成的金属间化合物37。_盖_盖4例如由铜镍锌合金(Cu、Ni、&i合金)构成，成形为下表面有开口且中空的长圆柱形状。在盖4的表面，通过镀敷等手法而形成有由Ni构成的防腐蚀用的膜(图示省略)。在由以上的结构构成的晶体振子1中，使晶体振动片2仅与引线端子31、32机电地接合，以覆盖与引线端子31、32机电地接合的晶体振动片2的方式对基体3配置盖4，在压接了基体3和盖4的状态下通过电阻焊接等而将基体3和盖4进行接合，从而将晶体振动片2进行气密密封。以下，说明此时的晶体振动片2和引线端子31、32的接合。-晶体振动片2和引线端子31、32的接合-
晶体振动片2和引线端子31、32通过晶体振动片2的端子电极61、62的一部分、 以及引线端子31、32的第1接合层34的一部分及第2接合层35而被机电地接合，通过该接合，由端子电极61、62、第1接合层34以及第2接合层35形成包含Sn-Cu合金(Sn-Cu金属间化合物91)的接合材料9，第2接合层35中的金属间化合物37集中(偏重存在)于晶体振动片2 (具体而言成为端子电极61、62的最下层的Cr层)与引线端子31、32 (具体而言第1接合层34)之间的最狭窄的间隙中。具体而言，图2所示的晶体振动片2的端子电极61、62的Sn、和图3所示的引线端子31、32的第2接合层35的Cu、Sn如图4、5所示被金属间接合，形成包含Sn-Cu金属间化合物91的接合材料9。经由该接合材料9的晶体振动片2与引线端子31、32之间的最窄的间隙是3 20 μ m。说明该晶体振动片2和引线端子31、32的接合工序，对于植入设置到基体3中的引线端子31、32，通过软波束(Soft beam)来粘接晶体振动片2，使晶体振动片2与引线端子31、32电气性地接合。之后，在氮气环境下以200 230度进行几小时热处理，形成成为图4、5所示的晶体振动片2与引线端子31、32的接合状态的接合材料9。接合材料9具有比回流时的环境温度(例如，260°C以上)高的熔点。在该接合材料9中，Sn-Cu金属间化合物91偏重存在于引线端子31、32的第1接合层34附近、以及晶体振动片2与引线端子31、32之间的最窄的间隙及其附近。未与Cu进行金属间接合的 Sn92偏重存在于接合材料9的其它(生成了 Sn-Cu金属间化合物91的部位以外)的部位中。具体而言，Sn92偏重存在于在引线端子31、32的第1接合层34的外周形成的Sn-Cu金属间化合物91的外方、以及晶体振动片2与引线端子31、32之间的、最窄的间隙附近以外的位置。图6示出通过上述晶体振动片2和引线端子31、32的接合而形成的接合材料9的实验例。在图6所示的实验例中，在将晶体振动片2与引线端子31、32进行接合的接合材料9之中，颜色淡的部分对应于Sn92，颜色浓的部分对应于Sn-Cu金属间化合物91。另外，在图6所示的实验例中，晶体振动片2与引线端子31、32之间的最窄的间隙是约12 13 μ m0根据本实施方式的晶体振子1，利用包含熔融温度比无铅焊锡等还高的金属间化合物(Sn-Cu金属间化合物91)的接合材料9，至少进行端子电极61、62与接合层(第1接合层34、第2接合层35)的接合，所以能够提高接合材料9的耐热性。因此，即使在回流时， 也至少能够利用Sn-Cu金属间化合物91而使引线端子31、32支承晶体振动片2。因此，根据本实施方式，即使在回流时，也能够利用包含Sn-Cu金属间化合物91的接合材料9，抑制晶体振动片2从引线端子31、32脱离。另外，根据本实施方式，无需为了使引线端子31、32 支承晶体振动片2而如以往技术那样使用树脂粘接剂，所以能够抑制晶体振子1的特性降低。另外，与本实施方式不同，在使用导电性粘接剂而将晶体振动片2接合到引线端子31、32的情况下，即使在回流时也能够抑制晶体振动片2从引线端子31、32脱离。但是， 在使用导电性粘接剂而将晶体振动片2接合到引线端子31、32的情况下，由于从导电性粘接剂产生气体，因此由于该气体而使晶体振动片2的振动特性变差。因此，作为将引线端子 31,32和晶体振动片2进行接合的手段，不优选使用导电性粘接剂。
另外，金属间化合物(Sn-Cu金属间化合物91)偏重存在于晶体振动片2与引线端子31、32之间的最窄的间隙及其附近，因此能够利用Sn-Cu金属间化合物91来克服回流时的环境温度而使晶体振动片2与引线端子31、32机电地接合。另外，晶体振动片2与引线端子31、32之间的最窄的间隙是3 20 μ m，所以Sn-Cu 金属间化合物91以良好的状态偏重存在于最窄的间隙的部分，而且接合材料9的形状能够维持对接合有利的圆角(fillet)。因此，根据本实施方式，能够经由包含Sn-Cu金属间化合物91的接合材料9紧固地接合晶体振动片2和引线端子31、32，有利于该晶体振子1的小型化。相对于此，在最窄的间隙小于3μπι的情况下，该间隙的部分变脆，接合材料9的强度降低。另外，在最窄的间隙超过20μπι的情况下，晶体振动片2中形成的接合材料9的圆角变小，晶体振动片2与引线端子31、32的接合强度降低。另外，接合材料9中的Sn-Cu金属间化合物91的生成量相对变少，耐热性降低。另外，接合层(第1接合层34、第2接合层3 包含Cu和Sn，所以在端子电极61、 62与接合层的接合时，分散在接合层中的Cu与Sn结合(例如Cu6Sn5、Cu3Sn)，偏重存在由 Cu和Sn构成的Sn-Cu金属间化合物91。另外，在接合层的Cu与Sn已经结合了的情况下 (在第2接合层35中已经存在Sn-Cu金属间化合物91的情况下)，偏重存在该由Cu和Sn 构成的Sn-Cu金属间化合物91。另外，接合层包括由Cu构成的第1接合层34、和在第1接合层34上由Cu和Sn构成的第2接合层35，所以在接合时(加热时)从第1接合层34对第2接合层35的Sn供给Cu。其结果，促进生成新的金属间化合物(Sn-Cu金属间化合物91)，能够提高接合材料 9的耐热性。另外，在端子电极61、62的最上层，形成由Cu构成的Cu层，所以在端子电极61、62 与接合层(第1接合层34、第2接合层3 接合时，接合层的Sn向端子电极61、62的Cu层扩散，通过接合层的Sn和端子电极61、62的Cu层的Cu，能够形成针对回流时的环境温度具有耐热性的Sn-Cu金属间化合物91。另外，也可以在本实施方式的晶体振动片2的脚部22、23的两个主面25中，为了改善由于晶体振动片2的小型化而劣化的串联共振电阻值(在本实施方式中是CI值)而形成凹部，激励电极51、52的一部分分别形成于凹部的内部。在该情况下，即使将晶体振动片2进行小型化，也能构抑制脚部22、23的振动损失，将CI值抑制得较低。另外，本实施方式的激励电极51、52由按照Cr层、Cr-Sn层、Sn层、Ag层的顺序进行了层叠的薄膜构成，但不限于此，也可以是按照由Cr构成的Cr层、由Au构成的Au层的顺序进行了层叠的薄膜。另外，也可以是按照由Cr构成的Cr层、由Cr以及Ag构成的Cr-Ag 层、由Ag构成的Ag层的顺序进行了层叠的薄膜。另外，本实施方式的引出电极71、72由2个图案的薄膜构成，但不限于此，也可以由1个图案的薄膜构成。另外，引出电极71、72由按照Cr层、Cr-Sn层、Sn层、Ag层的顺序进行了层叠的薄膜、或由Cr层构成的薄膜构成，但不限于此，也可以是按照由Cr构成的Cr 层、由Au构成的Au层的顺序进行了层叠的薄膜。另外，在本实施方式中，由第1接合层34和第2接合层35构成了接合层，但只要是由Cu和Sn构成的层就不限于此而也可以是其他方式。另外，在本实施方式中，在晶体振动片2的端子电极61、62中使用了 Cr，但不限于此，也可以代替Cr而使用Ni。另外，在本实施方式中，在基体3的基部21上依次层叠Cr层、Cr-Sn层、Sn层、Ag 层而形成了端子电极61、62，但不限于此，也可以代替Ag层，而使用使Ag层含有Cu的Ag-Cu层。另外，本实施方式的端子电极61、62由2个图案的薄膜构成，但不限于此，也可以由1个图案的薄膜(例如薄膜63)构成。 另外，在本实施方式中，在基体3的基部21上依次层叠Cr层、Cr-Sn层、Sn层、Ag 层而形成了端子电极61、62的薄膜63，但不限于此，也可以在Ag层上进一步层叠由Cu构成的Cu层。在该情况下，由于在端子电极61、62的上层形成有Cu层，所以在端子电极61、62 和接合层(第1接合层34、第2接合层3 接合时，接合层的Sn36向端子电极61、62的Cu 层扩散，能够通过接合层的Sn和端子电极61、62的Cu层的Cu，形成具有耐热性的金属间化合物(Sn-Cu金属间化合物91)。图7示出基于该结构的晶体振动片2和引线端子31、32 的接合状态的示意图。如果比较图7所示的接合状态与图4所示的接合状态，则可知在图 7所示的接合状态的接合材料9的情况下，Sn-Cu金属间化合物91偏重存在于晶体振动片 2与引线端子31、32之间的最窄的间隙及其附近。因此，图7所示的接合状态的接合材料9 相比于图4所示的接合状态的接合材料，耐热性更佳、更优选。另外，在本实施方式中，在基体3的基部21上依次层叠Cr层、Cr-Sn层、Sn层、Ag 层而形成了端子电极61、62的薄膜63，但不限于此，也可以在Cr层与Cr-Sn层之间形成用于阻断Sn扩散的势垒层。作为势垒层，例如优选由Cr和Ag构成的Cr-^Vg层。根据该结构， 在将引线端子31、32和晶体振动片2进行了金属间接合之后，在晶体振动片2与Sn-Cu金属间化合物91之间存在Ag。在该情况下，在端子电极61、62中，在Cr层与Cr-Sn层之间形成势垒层，所以在端子电极61、62和引线端子31、32的接合层(第1接合层34、第2接合层3 接合时，能够通过势垒层来防止接合层的Sn36向端子电极61、62的Cr层扩散。其结果，从晶体振动片 2成为端子电极61、62的最下层的Cr层不会由于接合层的Sn36、端子电极61、62的Sn而被侵蚀，能够抑制Cr层由于被Sn侵蚀而使端子电极61、62从晶体振动片2剥离。图8示出基于该结构的晶体振动片2和引线端子31、32的接合状态的示意图。如果比较图8所示的接合状态和图4所示的接合状态，则可知在图8所示的接合状态的接合材料9的情况下， Sn-Cu金属间化合物91偏重存在于晶体振动片2与引线端子31、32之间的最窄的间隙及其附近。因此，图8所示的接合状态的接合材料9相比于图4所示的接合状态的接合材料，耐热性更佳、更优选。另外，在本实施方式中，将晶体振动片2与引线端子31、32之间的最窄的间隙作为成为晶体振动片2的端子电极61、62的最下层的Cr层与引线端子31、32的第1接合层34之间的最窄的间隙，但不限于此，也可以是没有生成金属化合物(在本实施方式中是Sn-Cu) 的晶体振动片2与引线端子31、32之间。另外，在本实施方式的接合材料9中，优选还含有Ni或Co。在该情况下，即使在生成了接合材料9之后增加受热过程(回流试验、长期受热过程等)，由于存在M、Co，也能够防止接合材料9的Sn与端子电极61、62反应而侵蚀端子电极61、62，其结果，能够抑制接合材料9从晶体振动片2剥离。作为具体的方式，例如可以举出在生成接合材料9之前的端子电极61、62的最上层形成Ni、Co的金属层。另外，即使不是最上层，是该Ni、Co存在于端子电极61、62内的结构(例如，构成为端子电极61、62的中间层)也可以。另外，在本实施方式的接合材料9中，优选还含有Au或Ag。在该情况下，即使在生成了接合材料9之后增加受热过程(回流试验、长期受热过程等)，Au、Ag与接合材料9 的Sn会先反应，能够抑制Sn与构成端子电极61、62的金属材料进行反应，其结果，能够抑制接合材料9从晶体振动片2剥离。作为具体的方式，例如可以举出在生成接合材料9之前的端子电极61、62的最上层形成々1138的方式、在引线端子31、32的表面形成Au、Ag的方式。另外，该Au、Ag能够通过镀敷、真空蒸镀来形成、或者通过涂覆Au膏、Ag膏来形成。另外，在本实施方式的接合材料9的表面，优选形成Au、Ag或Cu的金属层。在该情况下，即使在生成了接合材料9之后增加受热过程(回流试验、长期受热过程等)，Au、Ag、 Cu与接合材料9的Sn会先反应，能够抑制Sn与端子电极61、62进行反应。其结果，能够抑制接合材料9从晶体振动片2剥离。作为具体的方式，例如可以举出在生成了接合材料 9之后在接合材料9上形成Au、Ag或Cu的金属层。该Au、Ag或Cu能够通过镀敷、真空蒸镀来形成、或者通过涂覆含有这些金属的膏来形成。另外，关于本实施方式的端子电极61、62，在基部21的两个主面25上依次形成有 Cr层、Cr-Sn层、Sn层、以及Ag层，但不限于此，也可以在基部21的两个主面25上依次形成Cr层、Cr-^Vg层、Ag层、以及Cu层，另外，也可以在基部21的两个主面25上依次形成Cr 层、Cr-^Vg层、Ag层、Cu层、以及Ag层。在该情况下，在端子电极61、62中不包含Sn，所以能够消除Sn所致的问题(例如，Sn所致的侵蚀)。另外，本实施方式的晶体振动片2的图案不限于此，也可以是其他图案，例如也可以是图9、10所示的图案。激励电极51通过引出电极71而引出到端子电极61，引出电极71经由表侧的主面25中形成的薄膜74和侧面M中形成的薄膜75而连接到端子电极61。此处所称的薄膜 74、75由同一结构构成，使用了润湿性比激励电极51、引出电极71低的材料，具体而言在图 9、10所示的方式中使用了 Cr。此处所称的润湿性低是指，与激励电极51、引出电极71相比润湿性低这样的相对的情形。另外，薄膜74、75如图9、10所示，与引出电极71和端子电极61分别重叠一部分而形成于主面25、侧面24。激励电极52、引出电极72、以及端子电极62如图10所示，形成于背侧的主面25 以及侧面24，由与上述激励电极51、引出电极71、端子电极61对称的结构构成，另外，由同样的材料构成。因此，此处省略说明。另外，在引出电极72和端子电极62的连接中使用了薄膜74、75。在图9、10所示那样的图案中，薄膜74、75形成于基部21，从而能够抑制接合材料 9的Sn从端子电极61、62经由薄膜74、75而侵蚀激励电极51、52 (包括引出电极71、72)。另外，在例如通过机械加工来制造晶体振动片2的工序中，包括如下的自动平衡工序在搭载到基体3之前一边将晶体振动片2的脚部22、23的前端进行磨削来调整脚部 22,23的重量平衡，一边进行频率的粗调。在实施该自动平衡工序时，使夹具的电极端子仅接触到以Cr为主成分的抗损伤能力强的侧面M的薄膜75，所以不会对以Ag、Au为主成分的导电性高的端子电极61、62、激励电极51、52、引出电极71、72等造成损伤。其结果，在对基体3的引线端子31、32紧固晶体振动片2时，能够无损伤地接合导通性能优良的端子电极 61、62。另外，本发明能够不脱离其精神或者主要的特征而以其他各种方式来实施。因此， 上述实施方式仅为简单的例示，并未限定本发明。本发明的范围由权利要求书示出而不拘束于说明书文本。而且，属于权利要求书的均等范围的变形、变更全都属于本发明的范围内。另外，本申请要求基于在2009年12月4日在日本申请的日本特愿2009-276718 号的优先权。通过在这里提及而将其全部内容引用于本申请中。产业上的可利用件本发明适用于使用了晶体的压电振动器件。
权利要求
1 一种引线型压电振动器件，其特征在于，设置有压电振动片和支承所述压电振动片的弓I线端子， 与所述弓I线端子电连接的端子电极形成于所述压电振动片， 与所述压电振动片电连接的接合层形成于所述引线端子， 所述压电振动片和所述弓I线端子通过所述端子电极和所述接合层而机电地接合， 通过所述端子电极和所述接合层的接合，由所述端子电极和所述接合层形成了包含金属间化合物的接合材料。
2.根据权利要求1所述的引线型压电振动器件，其特征在于，所述金属间化合物偏重存在于所述压电振动片与所述引线端子之间的最窄的间隙。
3.根据权利要求1或者2所述的引线型压电振动器件，其特征在于， 所述压电振动片与所述引线端子之间的最窄的间隙是3 20 μ m。
4.根据权利要求1 3中的任意一项所述的引线型压电振动器件，其特征在于， 所述接合层包含Cu和Sn。
5.根据权利要求4所述的引线型压电振动器件，其特征在于，所述接合层包括由Cu构成的第1接合层和在所述第1接合层上由Cu和Sn构成的第2接合层。
6.根据权利要求4或者5所述的引线型压电振动器件，其特征在于， 在所述端子电极的最上层形成有由Cu构成的Cu层。
7.根据权利要求6所述的引线型压电振动器件，其特征在于，在所述端子电极中，在所述Cr层与所述Cr-Sn层之间形成有用于阻断Sn的扩散的势垒层。
8.根据权利要求1 7中的任意一项所述的引线型压电振动器件，其特征在于， 在所述接合材料中包含Sn，所述压电振动片的激励电极经由润湿性比所述激励电极低的薄膜而连接到所述端子电极。
全文摘要
在引线型压电振动器件中设置有压电振动片和支承压电振动片的引线端子。与引线端子电连接的端子电极形成于压电振动片，与压电振动片电连接的接合层形成于引线端子。压电振动片和引线端子通过端子电极和接合层而机电地接合。通过该端子电极和接合层的接合，由端子电极和接合层形成包含Sn-Cu合金的接合材料。
文档编号H01L41/09GK102511125SQ20108004124
公开日2012年6月20日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月4日
发明者古贺忠孝, 岸本光市, 村上达也 申请人:株式会社大真空