压电振动器件的制作方法

本发明涉及压电振动器件。

背景技术：

近年，各种电子设备朝着工作频率高频化，封装体小型化(特别是低矮化)方向发展。因此，随着高频化，封装体小型化，要求压电振动器件(例如晶体谐振器，晶体振荡器等)也能应对高频化及封装体小型化。

这种压电振动器件的壳体通常由近似长方体的封装体构成。该封装体包括例如由玻璃或石英晶体构成的第一密封构件和第二密封构件、及例如由石英晶体构成并在两个主面上形成有激励电极的压电振动板，第一密封构件与第二密封构件间通过压电振动板而层叠接合。并且，配置在封装体内部(内部空间)的压电振动板的振动部(激励电极)被气密密封(例如，专利文献1)。以下，将这种压电振动器件的层叠形态称为三明治结构。

如上所述的压电振动器件中，在第二密封构件的第二主面(另一个主面)上，形成有与外部电路基板电连接用的多个外部电极端子(背面端子)。另外，将压电振动板的振动部气密密封的密封部(密封路径)被形成为俯视呈环形。

然而，将压电振动器件安装在外部电路基板上时，例如用焊料等的导电性胶粘剂将外部电极端子连接在外部电路基板上。安装于外部电路基板时，由于焊料等导电性胶粘剂收缩，所以通过外部电极端子，第二密封构件受到沿着长边方向作用的拉伸应力或压缩应力。即，安装于外部电路基板时，会产生使第二密封构件变形而导致第二密封构件翘起的应力，该应力有可能作用在密封路径上。

然而，现有技术中，多个外部电极端子被配置为占据了第二密封构件的另一个主面的几乎整个区域，而未采取任何措施来应对上述应力引起的第二密封构件的变形。因此，安装于外部电路基板时，由第二密封构件的变形引起的作用于密封路径的应力有可能变大。

【专利文献1】：日本特开2010－252051号公报

技术实现要素：

鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种能够减小安装于外部电路基板时作用于将压电振动板的振动部气密密封的密封部上的应力的压电振动器件。

作为解决上述技术问题的技术方案，本发明提供一种压电振动器件，该压电振动器件中，设置有在基板的一个主面上形成有第一激励电极、且在所述基板的另一个主面上形成有与所述第一激励电极成对的第二激励电极的压电振动板；将所述压电振动板的所述第一激励电极覆盖的第一密封构件；及将所述压电振动板的所述第二激励电极覆盖的第二密封构件，所述第一密封构件与所述压电振动板相接合、且所述第二密封构件与所述压电振动板相接合，从而形成将包括所述第一激励电极和所述第二激励电极的所述压电振动板的振动部气密密封的内部空间，其特征在于：将所述压电振动板的振动部气密密封的密封部被构成为俯视呈环形，在所述第二密封构件的另一个主面上，形成有与外部电路基板电连接的多个外部电极端子，俯视时，各所述外部电极端子沿包围着所述内部空间的外框部配置。

基于上述结构，由于俯视时外部电极端子沿外框部配置，所以外部电极端子中，与内部空间叠合的部分尽可能地被减小。由此，安装于外部电路基板时，由第二密封构件的变形引起的作用于密封部上的应力减小，从而能使密封部的气密性提高。

上述压电振动器件中，较佳为，所述外部电极端子被配置为，俯视时只与所述外框部叠合。

基于该结构，外部电极端子中，与内部空间叠合的部分能被消除，因而，安装于外部电路基板时，由第二密封构件的变形引起的作用于密封部上的应力进一步减小，从而能使密封部的气密性进一步提高。

上述压电振动器件中，较佳为，各所述外部电极端子被配置在所述第二密封构件的另一个主面的角部。在此情况下，较佳为，所述外部电极端子分别配置在所述第二密封构件的另一个主面的四个角落；另外，所述各外部电极端子被构成为，俯视呈近似l字形。

基于上述结构，能有效地利用外框部的有限的空间来配置外部电极端子。

发明效果：

基于本发明的压电振动器件，由于俯视时外部电极端子沿外框部配置，所以，外部电极端子中，与内部空间叠合的部分尽可能地被减小。由此，安装于外部电路基板时，由第二密封构件的变形引起的作用于密封部上的应力减小，从而能使密封部的气密性提高。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施方式所涉及的晶体振荡器的各构成部分的概要结构图。

图2是晶体振荡器的第一密封构件的第一主面侧的概要俯视图。

图3是晶体振荡器的第一密封构件的第二主面侧的概要俯视图。

图4是晶体振荡器的晶体振动片的第一主面侧的概要俯视图。

图5是晶体振荡器的晶体振动片的第二主面侧的概要俯视图。

图6是晶体振荡器的第二密封构件的第一主面侧的概要俯视图。

图7是晶体振荡器的第二密封构件的第二主面侧的概要俯视图。

图8是表示变形例的晶体振荡器的与图7相对应的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在下述实施方式中，对于采用了本发明的压电振动器件是晶体振荡器的情况进行说明。

首先，对本实施方式所涉及的晶体振荡器100的基本结构进行说明。如图1所示，晶体振荡器100具备晶体振动片(压电振动板)10、第一密封构件20、第二密封构件30、及ic芯片40。该晶体振荡器100中，晶体振动片10与第一密封构件20相接合；晶体振动片10与第二密封构件30相接合，从而构成近似长方体的三明治结构的封装体。即，晶体振荡器100中，晶体振动片10的两个主面分别与第一密封构件20及第二密封构件30接合而形成封装体的内部空间(空室)c1，在该内部空间c1内，振动部11(参照图4、图5)被气密密封。

另外，在第一密封构件20的与晶体振动片10接合的面的相反侧的主面上，安装有ic芯片40。作为电子部件元件的ic芯片40是与晶体振动片10一起构成振荡电路的单芯片集成电路元件。

本实施方式所涉及的晶体振荡器100的封装体尺寸例如为1.0×0.8mm，实现了小型化与低矮化。另外，伴随小型化，封装体中未形成雉堞墙，而是采用后述的贯穿孔来实现电极的导通。

下面，参照图1～图7，对上述晶体振荡器100中的晶体振动片10、第一密封构件20、及第二密封构件30的各部件进行说明。另外，在此是对尚未接合的、分别被构成为单体的各部件进行说明。图2～图7仅仅示出晶体振动片10、第一密封构件20、及第二密封构件30各自的一种构成例，对本发明不产生限定作用。

如图4、图5所示，晶体振动片10是由石英水晶构成的压电基板，其两个主面(第一主面101、第二主面102)被加工(镜面加工)成平坦的平滑面。本实施方式中，作为晶体振动片10，使用进行厚度剪切振动的at切石英晶体片。图4、图5所示的晶体振动片10中，晶体振动片10的两个主面(第一主面101、第二主面102)在xz′平面上。该xz′平面中，与晶体振动片10的短边方向平行的方向为x轴方向；与晶体振动片10的长边方向平行的方向为z′轴方向。另外，at切是指，作为人工石英晶体的三个晶轴的电轴(x轴)、机械轴(y轴)、及光学轴(z轴)中，在相对z轴绕x轴旋转35°15′后的角度进行切割的加工手法。at切石英晶体片中，x轴与石英晶体的晶轴一致。y′轴及z′轴为相对石英晶体的晶轴的y轴及z轴分别倾斜了35°15′(该切断角度可在调节at切晶体振动片的频率温度特性的范围内少量变动)的轴一致。y′轴方向及z′轴方向与将at切石英晶体片切割出来时的切割方向相当。

在晶体振动片10的第一主面101及第二主面102上，形成有一对激励电极(第一激励电极111、第二激励电极112)。晶体振动片10具有被构成为大致矩形的振动部11、将该振动部11的外周包围的外框部12、及通过将振动部11与外框部12连接而保持着振动部11的保持部13。即，晶体振动片10采用将振动部11、外框部12、及保持部13构成为一体的结构。保持部13只从位于振动部11的+x方向及－z′方向的一个角部朝着－z′方向延伸(突出)至外框部12。

第一激励电极111设置在振动部11的第一主面101侧，第二激励电极112设置在振动部11的第二主面102侧。在第一激励电极111、第二激励电极112上，连接有用于将这些激励电极连接到外部电极端子上的引出布线(第一引出布线113、第二引出布线114)。第一引出布线113从第一激励电极111被引出，并经由保持部13与外框部12上形成的连接用接合图案14相连。第二引出布线114从第二激励电极112被引出，并经由保持部13与外框部12上形成的连接用接合图案15相连。

在晶体振动片10的两个主面(第一主面101、第二主面102)上，分别设置有用于将晶体振动片10与第一密封构件20及第二密封构件30接合的振动侧密封部。作为第一主面101的振动侧密封部，形成有振动侧第一接合图案121；作为第二主面102的振动侧密封部，形成有振动侧第二接合图案122。振动侧第一接合图案121及振动侧第二接合图案122被设置在外框部12上，俯视为环形。

另外，如图4、图5所示，在晶体振动片10上，形成有将第一主面101与第二主面102之间穿透的五个贯穿孔。具体而言，四个第一贯穿孔161分别设置在外框部12的四个角落(角部)的区域中。第二贯穿孔162设置在外框部12上的振动部11的z′轴方向的一侧(图4、图5中，是－z′方向侧)。在第一贯穿孔161的周围，分别形成有连接用接合图案123。另外，在第二贯穿孔162的周围，第一主面101侧形成有连接用接合图案124；第二主面102侧形成有连接用接合图案15。

在第一贯穿孔161及第二贯穿孔162中，沿着贯穿孔各自的内壁面分别形成有用于将第一主面101上形成的电极与第二主面102上形成的电极导通的贯穿电极。另外，第一贯穿孔161及第二贯穿孔162各自的中间部分成为将第一主面101与第二主面102之间穿透的中空状态的贯穿部分。

如图2、图3所示，第一密封构件20是由一块at切石英晶体板形成的长方体基板，该第一密封构件20的第二主面202(与晶体振动片10接合的面)被形成(镜面加工)为平坦的平滑面。另外，第一密封构件20不具有振动部，但通过与晶体振动片10一样使用at切石英晶体板，使晶体振动片10的热膨胀率与第一密封构件20的热膨胀率相同，能抑制晶体振荡器100的热变形。另外，第一密封构件20的x轴、y轴、及z′轴的朝向也与晶体振动片10的相同。

如图2所示，在第一密封构件20的第一主面201(安装ic芯片40的面)上，形成有六个电极图案22，该六个电极图案22包含用于安装作为振荡电路元件的ic芯片40的安装垫。ic芯片40利用金属凸点(例如金凸点等)23(参照图1)通过fcb(flipchipbonding，倒装焊接)法而接合在电极图案22上。

如图2、图3所示，在第一密封构件20上形成有分别与六个电极图案22连接、并将第一主面201与第二主面202之间穿透的六个贯穿孔。具体而言，四个第三贯穿孔211被设置在第一密封构件20的四个角落(角部)的区域中。第四贯穿孔212、第五贯穿孔213分别设置在图2、图3的+z′方向及－z′方向。

在第三贯穿孔211、第四贯穿孔212、及第五贯穿孔213中，沿着贯穿孔各自的内壁面形成有用于将形成在第一主面201上的电极与形成在第二主面202上的电极导通的贯穿电极。另外，第三贯穿孔211、第四贯穿孔212、及第五贯穿孔213各自的中间部分成为将第一主面201与第二主面202之间穿透的中空状态的贯穿部分。

在第一密封构件20的第二主面202上，形成有用于与晶体振动片10接合的作为密封侧第一密封部的密封侧第一接合图案24。密封侧第一接合图案24被形成为俯视呈环形。

另外，第一密封构件20的第二主面202上，在第三贯穿孔211的周围分别形成有连接用接合图案25。在第四贯穿孔212的周围形成有连接用接合图案261；在第五贯穿孔213的周围形成有连接用接合图案262。并且，在相对于连接用接合图案261为第一密封构件20的长轴方向的相反侧(－z′方向侧)上形成有连接用接合图案263，连接用接合图案261与连接用接合图案263之间通过布线图案27相连接。

如图6、图7所示，第二密封构件30是由一块at切石英晶体板形成的长方体基板，该第二密封构件30的第一主面301(与晶体振动片10接合的面)被形成(镜面加工)为平坦的平滑面。另外，较佳为，第二密封构件30也与晶体振动片10一样使用at切石英晶体板，x轴、y轴、及z′轴的朝向也与晶体振动片10相同。

在该第二密封构件30的第一主面301上，形成有用于与晶体振动片10接合的作为密封侧第二密封部的密封侧第二接合图案31。密封侧第二接合图案31被形成为俯视呈环形。

在第二密封构件30的第二主面302(不面对晶体振动片10的、外侧的主面)上，设置有与晶体振荡器100的设置在外部的外部电路基板(图示省略)电连接的四个外部电极端子32。外部电极端子32分别位于第二密封构件30的第二主面302的四个角落(角部)上。

如图6、图7所示，在第二密封构件30上形成有将第一主面301与第二主面302之间穿透的四个贯穿孔。具体而言，四个第六贯穿孔33被设置在第二密封构件30的四个角落(角部)的区域中。在第六贯穿孔33中，沿着贯穿孔各自的内壁面形成有用于将形成在第一主面301上的电极与形成在第二主面302上的电极导通的贯穿电极。通过这样在贯穿孔的内壁面上形成的贯穿电极，形成在第一主面301上的电极与形成在第二主面302上的外部电极端子32可被导通。另外，第六贯穿孔33各自的中间部分成为将第一主面301与第二主面302之间穿透的中空状态的贯穿部分。另外，第二密封构件30的第一主面301中，在各第六贯穿孔33的周围分别形成有连接用接合图案34。

包括上述晶体振动片10、第一密封构件20、及第二密封构件30的晶体振荡器100中，晶体振动片10与第一密封构件20在使振动侧第一接合图案121和密封侧第一接合图案24相重叠的状态下扩散接合；晶体振动片10与第二密封构件30在使振动侧第二接合图案122和密封侧第二接合图案31相重叠的状态下扩散接合，从而制成图1所示的三明治结构的封装体。由此，封装体的内部空间c1，即，振动部11的容纳空间被气密密封。

此时，上述连接用接合图案彼此也在相重叠的状态下扩散接合。这样，通过连接用接合图案彼此间的接合，晶体振荡器100中，第一激励电极111、第二激励电极112、ic芯片40、及外部电极端子32实现了电导通。

具体而言，第一激励电极111依次经由第一引出布线113、布线图案27、第四贯穿孔212、及电极图案22，而与ic芯片40连接。第二激励电极112依次经由第二引出布线114、第二贯穿孔162、第五贯穿孔213、及电极图案22，而与ic芯片40连接。另外，ic芯片40依次经由电极图案22、第三贯穿孔211、第一贯穿孔161、及第六贯穿孔33，而与外部电极端子32连接。

晶体振荡器100中，各种接合图案是通过多个层在石英晶体板上层叠而构成的，较佳为从其最下层侧起蒸镀形成ti(钛)层和au(金)层。另外，较佳为，在晶体振荡器100上形成的其它布线、电极也采用与接合图案相同的结构，这样便可同时将接合图案、布线、及电极图案化。

如上所述那样构成的晶体振荡器100中，将晶体振动片10的振动部11气密密封的密封部(密封路径)115、116被形成为俯视呈环形。密封路径115由上述振动侧第一接合图案121和密封侧第一接合图案24的扩散接合而形成，密封路径115的外缘形状及内缘形状为近似八角形。同样，密封路径116由上述振动侧第二接合图案122和密封侧第二接合图案31的扩散接合而形成，密封路径116的外缘形状及内缘形状为近似八角形。

通过这样扩散接合而形成了密封路径115、116的晶体振荡器100中，第一密封构件20与晶体振动片10之间存在1.00μm以下的间隔，第二密封构件30与晶体振动片10之间存在1.00μm以下的间隔。即，第一密封构件20与晶体振动片10之间的密封路径115的厚度在1.00μm以下；第二密封构件30与晶体振动片10之间的密封路径116的厚度在1.00μm以下(具体而言，本实施方式的au－au接合中是0.15μm～1.00μm)。另外，作为比较例，采用sn的现有技术的金属膏密封材料的情况下是5μm～20μm。

本实施方式中，在第二密封构件30的第二主面(另一个主面)302上，形成有与外部电路基板连接的多个(本实施方式中是四个)外部电极端子32，各外部电极端子32沿着俯视时将内部空间c1包围的外框部w1配置。以下，对此进行说明。

图7中用双点划线示出内部空间c1与外框部w1间的交界线l1。即，交界线l1是内部空间c1的外周缘，也是外框部w1的内周缘。本实施方式中，交界线l1位于俯视时与晶体振动片10的外框部12的内周缘大致一致的位置。

晶体振荡器100中，外框部w1是第一密封构件20与晶体振动片10、第二密封构件30与晶体振动片10以几乎没有间隙的状态紧贴在一起的部分。以几乎没有间隙的状态紧贴在一起是指，第一密封构件20与晶体振动片10、第二密封构件30与晶体振动片10以间隙在上述间隔(1.00μm)以下的状态紧贴在一起。本实施方式中，外框部w1被设置在俯视时与晶体振动片10的外框部12大致一致的位置。

晶体振荡器100中，内部空间c1是第一密封构件20与晶体振动片10、第二密封构件30与晶体振动片10没有紧贴在一起，存在间隙的部分。此处，第一密封构件20与晶体振动片10间的间隙、第二密封构件30与晶体振动片10间的间隙大于上述间隔(1.00μm)。另外，晶体振动片10的振动部11与外框部12之间的空间部分也属于内部空间c1。内部空间c1被设置为比密封路径115、116更位于内周侧。本实施方式中，内部空间c1被设置在与俯视时比晶体振动片10的外框部12更靠内侧的区域大致一致的位置。

本实施方式中，第二密封构件30的第二主面302上形成的四个外部电极端子32沿着俯视时将内部空间c1包围的外框部w1配置。详细而言，各外部电极端子32被配置为俯视时只与外框部w1叠合，并且不跨越外框部w1和内部空间c1。各外部电极端子32配置在第二密封构件30的第二主面302的四个角落的区域中。各外部电极端子32被形成为俯视呈近似l字形。各外部电极端子32具有沿x轴方向延伸的x轴方向部分及沿z′轴方向延伸的z′轴方向部分，x轴方向部分的一端与z′轴方向部分的一端在第二密封构件30的第二主面302的四个角落连接。

基于本实施方式，由于俯视时外部电极端子32沿着外框部w1配置，所以将晶体振荡器100安装于外部电路基板时，能减小作用在密封路径115、116上的应力，从而能提高密封路径115、116的气密性。以下，对此进行说明。

将晶体振荡器100安装在外部电路基板上时，例如用焊料等的导电性胶粘剂将外部电极端子32连接在外部电路基板上。安装于外部电路基板上时，由于焊料等导电性胶粘剂收缩，所以通过外部电极端子32，对第二密封构件30施加沿z′轴方向作用的拉伸应力或压缩应力。即，安装于外部电路基板上时，第二密封构件30会反翘而产生使第二密封构件30变形的应力，该应力有可能作用于密封路径115、116。在此情况下，外部电极端子32中，俯视时与内部空间c1叠合的部分越大，安装于外部电路基板时因第二密封构件30的变形而导致的作用于密封路径115、116的应力越大，从而有可能无法确保密封路径115、116的气密性。其理由可认为是，外部电极端子32被配置为，跨越了与外框部w1叠合的比较稳定的部分和与内部空间c1叠合的比较不稳定的部分。

对此，本实施方式中，由于俯视时外部电极端子32被配置为沿着外框部w1配置，所以，外部电极端子32中，尽量减小了与内部空间c1叠合的部分。由此，安装于外部电路基板时，能减小因第二密封构件30的变形而导致的作用于密封路径115、116上的应力，从而能提高密封路径115、116的气密性。

而且，由于外部电极端子32被配置为俯视时只与外框部w1叠合，不跨越外框部w1和内部空间c1，所以，能消除外部电极端子32中的与内部空间c1叠合的部分。由此，安装于外部电路基板时，能进一步减小因第二密封构件30的变形而导致的作用在密封路径115、116上的应力，从而能使密封路径115、116的气密性进一步提高。

另外，外部电极端子32配置在第二密封构件30的第二主面302的四个角落的区域中，并且，外部电极端子32被形成为俯视呈近似l字形。如此，四个外部电极端子32被设置为俯视时包围着内部空间c1，因而，能合理地利用外框部w1的有限的空间来配置外部电极端子32。

另外，本实施方式中，外部电极端子32只设置在第二密封构件30的第二主面302侧，未设置在第一密封构件20的第一主面301侧。在第一密封构件20的第一主面201侧设置有用于安装ic芯片40的电极图案22。即，外部电极端子32只形成在晶体振荡器100的单面(第二密封构件侧)上。并且，晶体振荡器100中，第二密封构件30上的外部电极端子32具有与第一密封构件20上的电极图案22相同的膜结构(层结构)，例如，可采用与上述各种接合图案相同的膜结构。具体而言，外部电极端子32及电极图案22是由多个层进行层叠而构成的，较佳为，从其最下层侧起蒸镀形成ti(钛)层和au(金)层。如此，通过使外部电极端子32及电极图案22的膜结构与形成在晶体振荡器100上的其它接合图案、布线、电极等的膜结构相同，能将外部电极端子32及电极图案22与晶体振荡器100上形成的其它接合图案、布线、电极等同时进行图案化。此外，由于第二密封构件30上的外部电极端子32采用与第一密封构件20上的电极图案22相同的膜结构(层结构)，能使这些膜结构所产生的应力平衡均匀化，从而实现较为良好的结构。

本次公开的实施方式只是对各方面的示例，不作为限定性解释的依据。因而，本发明的技术范围不能只根据上述实施方式进行解释，要根据权利要求书的记载来界定。另外，本发明包含与权利要求等同的意义及范围内的所有变更。

上述实施方式中，对将本发明应用于晶体振荡器100的情况进行了说明。但不局限于此，也可以将本发明应用于由第一密封构件20、晶体振动片10、及第二密封构件30层叠而构成的晶体谐振器。

上述实施方式中，第二密封构件30的第二主面302的外部电极端子32的个数为4个，但不局限于此，外部电极端子32的个数例如可为2个、6个、或8个等。另外，外部电极端子32的形状不局限于近似l字形，可以为任意形状。例如，如图8所示那样，外部电极端子32的形状可为只有沿x轴方向延伸的x轴方向部分的近似矩形。另外，并非所有的外部电极端子32均要有相同的形状，例如，也可以为，四个外部电极端子32中的一个为具有标记用的突起或缺口的形状。

另外，上述实施方式中，将外部电极端子32配置为俯视时只与外框部w1叠合，但也可以是，外部电极端子32的一部分与内部空间c1叠合。在此情况下，从尽可能减小外部电极端子32中与内部空间c1叠合的部分的观点出发，较佳为，外部电极端子32的几乎所有部分(例如90％以上的面积的部分)与外框部w1叠合，剩余的较少的部分(例如10％以下的面积的部分)与内部空间c1叠合。

上述实施方式中，对第一密封构件20的第二主面202及第二密封构件30的第一主面301为平坦面的情况进行了说明，但不局限于此，也可以在第一密封构件20的第二主面202及第二密封构件30的第一主面301中的至少一方形成凹部。另外，也可以将晶体振动片10的振动部11构成为比外框部12更薄。

另外，上述实施方式中，用石英晶体板构成第一密封构件20及第二密封构件30，但不局限于此，例如也可以用玻璃、陶瓷构成第一密封构件20及第二密封构件30。

本申请基于2018年12月14日在日本提出的特愿2018－234555号要求优先权。不言而喻，其所有内容被导入到本申请。

＜附图标记说明＞

10晶体振动片(压电振动板)

11振动部

20第一密封构件

30第二密封构件

32外部电极端子

100晶体振荡器(压电振动器件)

111第一激励电极

112第二激励电极

115、116密封路径(密封部)

302第二主面(另一个主面)

c1内部空间

w1外框部。