專利名稱：引線型壓電振動器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及引線型(lead type)壓電振動器件。
背景技術：
引線型壓電振動器件設置有壓電振動片、保持壓電振動片的一對引線端子、植入設置引線端子并搭載壓電振動片的基體、以及對搭載于基體的壓電振動片進行氣密密封的蓋。在該引線端子壓電振動器件中，由基體和蓋構成封裝，基體和蓋被接合而形成氣密密封的內(nèi)部空間。在內(nèi)部空間中，使用焊錫等對引線端子機電地接合了晶體振動片(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1 日本特開2007-37003號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在專利文獻1記載的引線端子壓電振動器件中，存在如下問題由于在回流 (reflow)時(基體與蓋的接合時、或?qū)⒃撘€端子壓電振動器件載置到印刷基板等外部基板上時等)所產(chǎn)生的熱而使焊錫熔融，導致壓電振動片從引線端子脫離而倒塌。特別是在使用由無鉛材料構成的焊錫(以下，設為無鉛焊錫)的情況下，無鉛焊錫的耐熱性低，僅利用無鉛焊錫時，當回流時壓電振動片會從引線端子脫離而倒塌。因此，當前有使用樹脂粘接劑來防止在回流時壓電振動片從引線端子脫離從而確保引線端子壓電振動器件的可靠性的技術，但在該情況下，由于樹脂粘接劑而產(chǎn)生氣體，存在由于該氣體的產(chǎn)生而使壓電振動器件的特性降低這樣的另一問題。因此，為了解決上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種即使在回流時也會抑制壓電振動片從引線端子脫離、并具有耐熱性優(yōu)良的良好的特性的引線型壓電振動器件。為了達成上述目的，本發(fā)明的引線型壓電振動器件的特征在于，設置有壓電振動片和支承所述壓電振動片的弓I線端子，與所述弓I線端子電連接的端子電極形成于所述壓電振動片，與所述壓電振動片電連接的接合層形成于所述引線端子，所述壓電振動片和所述弓I線端子通過所述端子電極和所述接合層而機電地接合，通過所述端子電極和所述接合層的接合，由所述端子電極和所述接合層形成了包含金屬間化合物的接合材料。根據(jù)本發(fā)明，通過包含熔融溫度比無鉛焊錫等高的所述金屬間化合物的所述接合材料，進行所述端子電極和所述接合層的接合，所以能夠提高所述接合材料的耐熱性。因此，即使在回流時也能夠至少通過所述金屬間化合物將所述壓電振動片支承于所述引線端子。因此，根據(jù)本發(fā)明，即使在回流時，也能夠通過包含所述金屬間化合物的所述接合材料來抑制所述壓電振動片從所述引線端子脫離。另外，根據(jù)本發(fā)明，不用為了使所述引線端子支承所述壓電振動片而像以往技術那樣使用樹脂粘接劑，所以能夠抑制該引線型壓電振動器件的特性降低。在所述結構中，所述金屬間化合物偏重存在于所述壓電振動片與所述引線端子之間的最窄的間隙。
在該情況下，由于所述金屬間化合物偏重存在于所述壓電振動片與所述引線端子之間的最窄的間隙，所以能夠通過偏重存在的所述金屬間化合物來克服回流時的環(huán)境溫度而將所述壓電振動片與所述弓I線端子機電地進行接合。在所述結構中，所述壓電振動片與所述引線端子之間的最窄的間隙是3 20 μ m。在該情況下，所述最窄的間隙是3 20 μ m，所以所述金屬間化合物以良好的狀態(tài)偏重存在于所述最窄的間隙的部分，進而，所述接合材料的形狀能夠維持對接合有利的圓角(fillet)。因此，根據(jù)本結構，能夠使所述壓電振動片與所述引線端子經(jīng)由包含所述金屬間化合物的接合材料而緊固地接合，有利于該引線型壓電振動器件的小型化。相對于此，在所述最窄的間隙小于3 μ m的情況下，該間隙的部分變脆，所述接合材料的強度降低。另外， 在所述最窄的間隙超過20 μ m的情況下，所述壓電振動片中形成的所述接合材料的圓角變小，所述壓電振動片和所述引線端子的接合強度降低。另外，所述接合材料中的所述金屬間化合物的生成量會相對變少，耐熱性降低。在所述結構中，所述接合層也可以包含Cu和Sn。在該情況下，所述接合層由于包含Cu和Sn，所以在所述端子電極和所述接合層接合時，所述接合層中分散的Cu和Sn結合(例如Cu6Sn5、Cu3Sn)，并且由Cu和Sn構成的所述金屬間化合物偏多地存在。另外，在接合層的Cu和Sn已經(jīng)結合了的情況下(已經(jīng)存在所述金屬化合物的情況下)，由該Cu和Sn構成的所述金屬間化合物偏多地存在。在所述結構中，所述接合層也可以包括由Cu構成的第1接合層和在所述第1接合層上由Cu和Sn構成的第2接合層。在該情況下，所述接合層由于包括由Cu構成的所述第1接合層和在所述第1接合層上由Cu和Sn構成的所述第2接合層，所以在接合時(加熱時)從所述第1接合層對所述第2接合層的Sn供給Cu。其結果，促進生成新的所述金屬間化合物，能夠提高所述接合材料的耐熱性。在所述結構中，也可以在所述端子電極的最上層形成由Cu構成的Cu層。在該情況下，由于在所述端子電極的最上層形成了由Cu構成的Cu層，所以在所述端子電極和所述接合層接合時，所述接合層的Sn向所述端子電極的Cu層擴散，通過所述接合層的所述Sn和所述端子電極的Cu層的Cu，能夠形成對于回流時的環(huán)境溫度具有耐熱性的所述金屬間化合物。在所述結構中，也可以在所述端子電極中，在所述Cr層與所述Cr-Sn層之間形成用于阻斷Sn的擴散的勢壘層。在該情況下，在所述端子電極中，由于在所述Cr層與所述Cr-Sn層之間形成了所述勢壘層，所以在所述端子電極和所述接合層接合時，能夠通過所述勢壘層來防止所述接合層的Sn向所述端子電極的Cr層擴散。其結果，成為所述端子電極的下層的所述Cr層不會由于所述接合層、端子電極的Sn而被侵蝕，能夠防止所述Cr層被所述Sn侵蝕而使所述端子電極從所述晶體振動片剝離。在所述結構中，也可以在所述接合材料中包含Sn，所述壓電振動片的激勵電極經(jīng)由潤濕性比所述激勵電極低的薄膜而連接到所述端子電極。在該情況下，能夠抑制所述接合材料的Sn從所述端子電極經(jīng)由所述薄膜對所述激勵電極進行侵蝕。
根據(jù)本發(fā)明，即使在回流時也能夠抑制壓電振動片從引線端子脫離而倒塌。


圖1是本實施方式的公開了內(nèi)部空間的晶體振子的概要側面圖。圖2是示出本實施方式的晶體振動片的引出電極以及端子電極的圖案的晶體振動片的概要部分放大俯視圖。圖3是本實施方式的引線端子的圖1所示的A-A線截面圖。圖4是示出本實施方式的晶體振動片和引線端子的連接狀態(tài)的圖1所示的B-B線放大截面圖。圖5是示出本實施方式的晶體振動片和引線端子的連接狀態(tài)的概要側面圖。圖6是示出本實驗例的晶體振動片和引線端子的連接狀態(tài)的SEM圖像。圖7是示出其他實施方式的晶體振動片和引線端子的連接狀態(tài)的與圖4對應的放大截面圖。圖8是示出其他實施方式的晶體振動片和引線端子的連接狀態(tài)的與圖4對應的放大截面圖。圖9是示出其他實施方式的晶體振動片的表側主面形成的引出電極以及端子電極的圖案的晶體振動片的概要立體圖。圖10是示出其他實施方式的晶體振動片的背側主面形成的引出電極以及端子電極的圖案的晶體振動片的概要立體圖。附圖標記說明1 晶體振子；11 內(nèi)部空間；2 晶體振動片；21 基部；22,23 腳部；24 側面；25 主面；26 前端部；3 基體；31、32 引線端子；33 芯部；34 第1接合層；35 第2接合層； 36 =Sn ；37 金屬化合物；38 絕緣玻璃；39 孔部；4 蓋；51,52 激勵電極；61,62 端子電極；63 薄膜；64 薄膜；71,72 引出電極；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金屬間化合物；92 =Sn0
具體實施例方式以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。另外，在以下所示的實施方式中，示出作為引線型壓電振動器件而在引線型晶體振子中應用了本發(fā)明的情況。在本實施方式的引線型晶體振子(以下，稱作晶體振子1)中，如圖1所示設置有 音叉型晶體振動片(是本發(fā)明中所稱的壓電振動片，以下稱作晶體振動片幻；支承晶體振動片2的一對引線端子31、32 ；植入設置引線端子31、32并搭載晶體振動片2的基體3 ；以及對搭載于基體3的晶體振動片2進行氣密密封的蓋4。在晶體振子1中，由基體3和蓋4構成了封裝，基體3和蓋4被接合而形成氣密密封的內(nèi)部空間11。在內(nèi)部空間11中，晶體振動片2僅與引線端子31、32機電地接合。在本實施方式中，晶體振動片2不與基體3直接相接。接下來，使用圖1 3，說明該晶體振子1的各結構。-晶體振動片2-晶體振動片2是從各向異性材料的晶體粗加工薄板(圖示省略)使用光刻技術進行濕蝕刻形成而得到的晶體Z板，該晶體振動片2適合量產(chǎn)。晶體振動片2如圖1、2所示，由基部21、和作為振動部的2個腳部22、23構成。2 個腳部22、23是從基部21的一端向同一方向突出而成形的。在該晶體振動片2中，在對晶體振動片2進行濕式蝕刻成形時，向晶體的結晶方向(X、Y方向)的蝕刻速度不同，所以其側面M相對于主面25傾斜(圖示省略)。另外，關于該晶體振動片2的加工，除了使用了上述光刻技術的濕蝕刻以外，也可以通過使用了公知的線鋸的機械加工來進行。在各腳部22、23中，設置有由不同電位構成的一對激勵電極51、52、與外部電極 (在本實施方式中是一對引線端子31、32)電連接的一對端子電極61、62、以及將激勵電極 51、52向端子電極61、62分別引出的一對引出電極71、72。激勵電極51形成于腳部22的兩個主面25和腳部23的兩個側面Μ，激勵電極52 形成于腳部23的兩個主面25和腳部22的兩個側面24。這些激勵電極51、52是利用如下薄膜構成的，其中，該薄膜是通過金屬蒸鍍而在各腳部22、23上形成由Cr構成的Cr層、在 Cr層上形成由Cr和Sn構成的Cr-Sn層、在Cr-Sn層上形成由Sn構成的Sn層、在Sn層上形成由Ag構成的Ag層而成的薄膜。弓丨出電極71、72是從激勵電極51、52引出并形成的電極圖案，由與激勵電極51、52 同時形成于基部21以及腳部22、23的電極圖案以及沒有與激勵電極51、52同時形成的電極圖案構成。與激勵電極51、52同時形成的電極圖案的引出電極71、72形成于各腳部22、23的兩個主面25以及兩個側面對、和基部21的兩個主面25以及兩個側面對。這些與激勵電極51、52同時形成的電極圖案的引出電極71、72是利用如下薄膜73構成的，其中，該薄膜 73是通過金屬蒸鍍而在各腳部22、23以及基部21上形成由Cr構成的Cr層、在Cr層上形成由Cr和Sn構成的Cr-Sn層、在Cr-Sn層上形成由Sn構成的Sn層、在Sn層上形成由Ag 構成的Ag層而成的薄膜。薄膜73具有與激勵電極51、52相同的厚度。未與激勵電極51、52同時形成的電極圖案的引出電極71、72是通過金屬蒸鍍而在基部21上形成了由Cr構成的Cr層的薄膜74。薄膜74的一部分如圖2所示形成在薄膜 73上。端子電極61形成于基部21的一個主面25，端子電極62形成于基部21的另一主面25，不與基部21的兩個主面25相向地形成有這些端子電極61、62。端子電極61、62由薄膜63和薄膜64構成，其中，薄膜63是通過金屬蒸鍍而在基部21的兩個主面25上形成由Cr構成的Cr層、在Cr層上形成由Cr和Sn構成的Cr-Sn層、在Cr-Sn層上形成由Sn構成的Sn層、并在Sn層上形成由Ag構成的Ag層而成的薄膜，薄膜64是通過金屬蒸鍍而在薄膜63和基部21上形成由Cr構成的Cr層而成的薄膜。端子電極61、62的薄膜63與激勵電極51、52、引出電極71、72的薄膜73同時形成于基部21，具有與激勵電極51、52、引出電極71、72的薄膜73相同的厚度。端子電極61、62的薄膜64與引出電極71、72的薄膜74 同時形成于基部21，具有與引出電極71、72的薄膜74相同的厚度。另外，在各腳部22、23的前端部沈中，如圖1所示，分別形成有作為頻率調(diào)整用集合體的集合薄膜8。集合薄膜8與激勵電極51、52分別電連接。集合薄膜8由如下薄膜構成，其中，該薄膜是通過金屬蒸鍍而在各腳部22、23上形成由Cr構成的Cr層、在Cr層上形成由Cr和Sn構成的Cr-Sn層、在Cr-Sn層上形成由Sn構成的Sn層、并在Sn層上形成由Ag構成的Ag層而成的薄膜。集合薄膜8與激勵電極51、52同時形成于各腳部22、23上，具有與激勵電極51、52相同的厚度。-引線端子31、32-一對引線端子31、32如圖1所示，成形為由金屬材料構成的細長的圓柱形狀，截面形狀如圖3所示成為圓形。引線端子31、32如圖3所示包括由科瓦鐵鎳鈷合金(kovar) 構成的芯部33 ；和以覆蓋芯部33的方式形成于其外周并與晶體振動片2(端子電極61、62) 機電地接合的接合層。接合層包括由Cu構成的第1接合層34、和以覆蓋第1接合層34的方式形成于其外周的第2接合層35。在本實施方式中，芯部33的直徑是0. 25nm,第1接合層；34的厚度是5 μ m，第2接合層35的厚度是10 μ m。另外，在引線端子31、32之中，將由基體3和蓋4進行了氣密密封的部分作為內(nèi)部引線，將與外部設備等電連接的部分設為外部引線。第2接合層35是如圖3所示含有由Sn和Cu構成的金屬化合物37的由Sn36所構成的無鉛的Sn-Cu層，鍍敷形成在第1接合層34上。另外，第2接合層35成為Cu豐富的狀態(tài)(7 13% Cu)。因此，在壓接了基體3 和蓋4的狀態(tài)下將基體3和蓋4進行接合時，能夠順利地進行基體3和蓋4的壓接，內(nèi)部空間11成為氣密狀態(tài)。相對于此，在第2接合層35的Cu含有率超過13%的情況下，無法順利地進行基體3和蓋4的壓接，內(nèi)部空間11成為氣密不佳。另外，在第2接合層35的Cu 含有率小于7%的情況下，難以生成金屬間化合物(參照下述金屬間化合物91)，接合材料 7的耐熱性降低。-基體 3-基體3如圖1所示由42合金(鐵鎳合金)等構成，作為整體成形為高度小的長圓柱形狀。在該基體3的表面，作為基底層形成了 Cu鍍層，在其上層通過電解鍍敷法等而形成τ Sn-Cu鍍層。在基體3的中心部，形成有植入設置引線端子31、32的孔部39。在使引線端子31、 32通過了該孔部39的狀態(tài)下填充絕緣玻璃38，并使絕緣玻璃38固化，從而將引線端子31、 32經(jīng)絕緣玻璃38而植入設置到基體3中。這樣，在基體3中，將引線端子31、32經(jīng)絕緣玻璃38而植入設置到基體3的中心部，所以引線端子31、32電氣性地獨立于基體3。另外，在引線端子31、32中也形成與第1接合層34對應的Cu鍍層，并在其上層通過電解鍍敷法等而形成Sn-Cu鍍層。另外，在該Sn-Cu鍍層中，從鍍層形成時起就存在由Sn和Cu構成的金屬間化合物37。_蓋_蓋4例如由銅鎳鋅合金(Cu、Ni、&i合金)構成，成形為下表面有開口且中空的長圓柱形狀。在蓋4的表面，通過鍍敷等手法而形成有由Ni構成的防腐蝕用的膜(圖示省略)。在由以上的結構構成的晶體振子1中，使晶體振動片2僅與引線端子31、32機電地接合，以覆蓋與引線端子31、32機電地接合的晶體振動片2的方式對基體3配置蓋4，在壓接了基體3和蓋4的狀態(tài)下通過電阻焊接等而將基體3和蓋4進行接合，從而將晶體振動片2進行氣密密封。以下，說明此時的晶體振動片2和引線端子31、32的接合。-晶體振動片2和引線端子31、32的接合-
晶體振動片2和引線端子31、32通過晶體振動片2的端子電極61、62的一部分、 以及引線端子31、32的第1接合層34的一部分及第2接合層35而被機電地接合，通過該接合，由端子電極61、62、第1接合層34以及第2接合層35形成包含Sn-Cu合金(Sn-Cu金屬間化合物91)的接合材料9，第2接合層35中的金屬間化合物37集中(偏重存在)于晶體振動片2 (具體而言成為端子電極61、62的最下層的Cr層)與引線端子31、32 (具體而言第1接合層34)之間的最狹窄的間隙中。具體而言，圖2所示的晶體振動片2的端子電極61、62的Sn、和圖3所示的引線端子31、32的第2接合層35的Cu、Sn如圖4、5所示被金屬間接合，形成包含Sn-Cu金屬間化合物91的接合材料9。經(jīng)由該接合材料9的晶體振動片2與引線端子31、32之間的最窄的間隙是3 20 μ m。說明該晶體振動片2和引線端子31、32的接合工序，對于植入設置到基體3中的引線端子31、32，通過軟波束(Soft beam)來粘接晶體振動片2，使晶體振動片2與引線端子31、32電氣性地接合。之后，在氮氣環(huán)境下以200 230度進行幾小時熱處理，形成成為圖4、5所示的晶體振動片2與引線端子31、32的接合狀態(tài)的接合材料9。接合材料9具有比回流時的環(huán)境溫度(例如，260°C以上)高的熔點。在該接合材料9中，Sn-Cu金屬間化合物91偏重存在于引線端子31、32的第1接合層34附近、以及晶體振動片2與引線端子31、32之間的最窄的間隙及其附近。未與Cu進行金屬間接合的 Sn92偏重存在于接合材料9的其它(生成了 Sn-Cu金屬間化合物91的部位以外)的部位中。具體而言，Sn92偏重存在于在引線端子31、32的第1接合層34的外周形成的Sn-Cu金屬間化合物91的外方、以及晶體振動片2與引線端子31、32之間的、最窄的間隙附近以外的位置。圖6示出通過上述晶體振動片2和引線端子31、32的接合而形成的接合材料9的實驗例。在圖6所示的實驗例中，在將晶體振動片2與引線端子31、32進行接合的接合材料9之中，顏色淡的部分對應于Sn92，顏色濃的部分對應于Sn-Cu金屬間化合物91。另外，在圖6所示的實驗例中，晶體振動片2與引線端子31、32之間的最窄的間隙是約12 13 μ m0根據(jù)本實施方式的晶體振子1，利用包含熔融溫度比無鉛焊錫等還高的金屬間化合物(Sn-Cu金屬間化合物91)的接合材料9，至少進行端子電極61、62與接合層(第1接合層34、第2接合層35)的接合，所以能夠提高接合材料9的耐熱性。因此，即使在回流時， 也至少能夠利用Sn-Cu金屬間化合物91而使引線端子31、32支承晶體振動片2。因此，根據(jù)本實施方式，即使在回流時，也能夠利用包含Sn-Cu金屬間化合物91的接合材料9，抑制晶體振動片2從引線端子31、32脫離。另外，根據(jù)本實施方式，無需為了使引線端子31、32 支承晶體振動片2而如以往技術那樣使用樹脂粘接劑，所以能夠抑制晶體振子1的特性降低。另外，與本實施方式不同，在使用導電性粘接劑而將晶體振動片2接合到引線端子31、32的情況下，即使在回流時也能夠抑制晶體振動片2從引線端子31、32脫離。但是， 在使用導電性粘接劑而將晶體振動片2接合到引線端子31、32的情況下，由于從導電性粘接劑產(chǎn)生氣體，因此由于該氣體而使晶體振動片2的振動特性變差。因此，作為將引線端子 31,32和晶體振動片2進行接合的手段，不優(yōu)選使用導電性粘接劑。
另外，金屬間化合物(Sn-Cu金屬間化合物91)偏重存在于晶體振動片2與引線端子31、32之間的最窄的間隙及其附近，因此能夠利用Sn-Cu金屬間化合物91來克服回流時的環(huán)境溫度而使晶體振動片2與引線端子31、32機電地接合。另外，晶體振動片2與引線端子31、32之間的最窄的間隙是3 20 μ m，所以Sn-Cu 金屬間化合物91以良好的狀態(tài)偏重存在于最窄的間隙的部分，而且接合材料9的形狀能夠維持對接合有利的圓角(fillet)。因此，根據(jù)本實施方式，能夠經(jīng)由包含Sn-Cu金屬間化合物91的接合材料9緊固地接合晶體振動片2和引線端子31、32，有利于該晶體振子1的小型化。相對于此，在最窄的間隙小于3μπι的情況下，該間隙的部分變脆，接合材料9的強度降低。另外，在最窄的間隙超過20μπι的情況下，晶體振動片2中形成的接合材料9的圓角變小，晶體振動片2與引線端子31、32的接合強度降低。另外，接合材料9中的Sn-Cu金屬間化合物91的生成量相對變少，耐熱性降低。另外，接合層(第1接合層34、第2接合層3 包含Cu和Sn，所以在端子電極61、 62與接合層的接合時，分散在接合層中的Cu與Sn結合(例如Cu6Sn5、Cu3Sn)，偏重存在由 Cu和Sn構成的Sn-Cu金屬間化合物91。另外，在接合層的Cu與Sn已經(jīng)結合了的情況下 (在第2接合層35中已經(jīng)存在Sn-Cu金屬間化合物91的情況下)，偏重存在該由Cu和Sn 構成的Sn-Cu金屬間化合物91。另外，接合層包括由Cu構成的第1接合層34、和在第1接合層34上由Cu和Sn構成的第2接合層35，所以在接合時(加熱時)從第1接合層34對第2接合層35的Sn供給Cu。其結果，促進生成新的金屬間化合物(Sn-Cu金屬間化合物91)，能夠提高接合材料 9的耐熱性。另外，在端子電極61、62的最上層，形成由Cu構成的Cu層，所以在端子電極61、62 與接合層(第1接合層34、第2接合層3 接合時，接合層的Sn向端子電極61、62的Cu層擴散，通過接合層的Sn和端子電極61、62的Cu層的Cu，能夠形成針對回流時的環(huán)境溫度具有耐熱性的Sn-Cu金屬間化合物91。另外，也可以在本實施方式的晶體振動片2的腳部22、23的兩個主面25中，為了改善由于晶體振動片2的小型化而劣化的串聯(lián)共振電阻值(在本實施方式中是CI值)而形成凹部，激勵電極51、52的一部分分別形成于凹部的內(nèi)部。在該情況下，即使將晶體振動片2進行小型化，也能構抑制腳部22、23的振動損失，將CI值抑制得較低。另外，本實施方式的激勵電極51、52由按照Cr層、Cr-Sn層、Sn層、Ag層的順序進行了層疊的薄膜構成，但不限于此，也可以是按照由Cr構成的Cr層、由Au構成的Au層的順序進行了層疊的薄膜。另外，也可以是按照由Cr構成的Cr層、由Cr以及Ag構成的Cr-Ag 層、由Ag構成的Ag層的順序進行了層疊的薄膜。另外，本實施方式的引出電極71、72由2個圖案的薄膜構成，但不限于此，也可以由1個圖案的薄膜構成。另外，引出電極71、72由按照Cr層、Cr-Sn層、Sn層、Ag層的順序進行了層疊的薄膜、或由Cr層構成的薄膜構成，但不限于此，也可以是按照由Cr構成的Cr 層、由Au構成的Au層的順序進行了層疊的薄膜。另外，在本實施方式中，由第1接合層34和第2接合層35構成了接合層，但只要是由Cu和Sn構成的層就不限于此而也可以是其他方式。另外，在本實施方式中，在晶體振動片2的端子電極61、62中使用了 Cr，但不限于此，也可以代替Cr而使用Ni。另外，在本實施方式中，在基體3的基部21上依次層疊Cr層、Cr-Sn層、Sn層、Ag 層而形成了端子電極61、62，但不限于此，也可以代替Ag層，而使用使Ag層含有Cu的Ag-Cu層。另外，本實施方式的端子電極61、62由2個圖案的薄膜構成，但不限于此，也可以由1個圖案的薄膜(例如薄膜63)構成。 另外，在本實施方式中，在基體3的基部21上依次層疊Cr層、Cr-Sn層、Sn層、Ag 層而形成了端子電極61、62的薄膜63，但不限于此，也可以在Ag層上進一步層疊由Cu構成的Cu層。在該情況下，由于在端子電極61、62的上層形成有Cu層，所以在端子電極61、62 和接合層(第1接合層34、第2接合層3 接合時，接合層的Sn36向端子電極61、62的Cu 層擴散，能夠通過接合層的Sn和端子電極61、62的Cu層的Cu，形成具有耐熱性的金屬間化合物(Sn-Cu金屬間化合物91)。圖7示出基于該結構的晶體振動片2和引線端子31、32 的接合狀態(tài)的示意圖。如果比較圖7所示的接合狀態(tài)與圖4所示的接合狀態(tài)，則可知在圖 7所示的接合狀態(tài)的接合材料9的情況下，Sn-Cu金屬間化合物91偏重存在于晶體振動片 2與引線端子31、32之間的最窄的間隙及其附近。因此，圖7所示的接合狀態(tài)的接合材料9 相比于圖4所示的接合狀態(tài)的接合材料，耐熱性更佳、更優(yōu)選。另外，在本實施方式中，在基體3的基部21上依次層疊Cr層、Cr-Sn層、Sn層、Ag 層而形成了端子電極61、62的薄膜63，但不限于此，也可以在Cr層與Cr-Sn層之間形成用于阻斷Sn擴散的勢壘層。作為勢壘層，例如優(yōu)選由Cr和Ag構成的Cr-^Vg層。根據(jù)該結構， 在將引線端子31、32和晶體振動片2進行了金屬間接合之后，在晶體振動片2與Sn-Cu金屬間化合物91之間存在Ag。在該情況下，在端子電極61、62中，在Cr層與Cr-Sn層之間形成勢壘層，所以在端子電極61、62和引線端子31、32的接合層(第1接合層34、第2接合層3 接合時，能夠通過勢壘層來防止接合層的Sn36向端子電極61、62的Cr層擴散。其結果，從晶體振動片 2成為端子電極61、62的最下層的Cr層不會由于接合層的Sn36、端子電極61、62的Sn而被侵蝕，能夠抑制Cr層由于被Sn侵蝕而使端子電極61、62從晶體振動片2剝離。圖8示出基于該結構的晶體振動片2和引線端子31、32的接合狀態(tài)的示意圖。如果比較圖8所示的接合狀態(tài)和圖4所示的接合狀態(tài)，則可知在圖8所示的接合狀態(tài)的接合材料9的情況下， Sn-Cu金屬間化合物91偏重存在于晶體振動片2與引線端子31、32之間的最窄的間隙及其附近。因此，圖8所示的接合狀態(tài)的接合材料9相比于圖4所示的接合狀態(tài)的接合材料，耐熱性更佳、更優(yōu)選。另外，在本實施方式中，將晶體振動片2與引線端子31、32之間的最窄的間隙作為成為晶體振動片2的端子電極61、62的最下層的Cr層與引線端子31、32的第1接合層34之間的最窄的間隙，但不限于此，也可以是沒有生成金屬化合物(在本實施方式中是Sn-Cu) 的晶體振動片2與引線端子31、32之間。另外，在本實施方式的接合材料9中，優(yōu)選還含有Ni或Co。在該情況下，即使在生成了接合材料9之后增加受熱過程(回流試驗、長期受熱過程等)，由于存在M、Co，也能夠防止接合材料9的Sn與端子電極61、62反應而侵蝕端子電極61、62，其結果，能夠抑制接合材料9從晶體振動片2剝離。作為具體的方式，例如可以舉出在生成接合材料9之前的端子電極61、62的最上層形成Ni、Co的金屬層。另外，即使不是最上層，是該Ni、Co存在于端子電極61、62內(nèi)的結構(例如，構成為端子電極61、62的中間層)也可以。另外，在本實施方式的接合材料9中，優(yōu)選還含有Au或Ag。在該情況下，即使在生成了接合材料9之后增加受熱過程(回流試驗、長期受熱過程等)，Au、Ag與接合材料9 的Sn會先反應，能夠抑制Sn與構成端子電極61、62的金屬材料進行反應，其結果，能夠抑制接合材料9從晶體振動片2剝離。作為具體的方式，例如可以舉出在生成接合材料9之前的端子電極61、62的最上層形成々1138的方式、在引線端子31、32的表面形成Au、Ag的方式。另外，該Au、Ag能夠通過鍍敷、真空蒸鍍來形成、或者通過涂覆Au膏、Ag膏來形成。另外，在本實施方式的接合材料9的表面，優(yōu)選形成Au、Ag或Cu的金屬層。在該情況下，即使在生成了接合材料9之后增加受熱過程(回流試驗、長期受熱過程等)，Au、Ag、 Cu與接合材料9的Sn會先反應，能夠抑制Sn與端子電極61、62進行反應。其結果，能夠抑制接合材料9從晶體振動片2剝離。作為具體的方式，例如可以舉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的金屬層。該Au、Ag或Cu能夠通過鍍敷、真空蒸鍍來形成、或者通過涂覆含有這些金屬的膏來形成。另外，關于本實施方式的端子電極61、62，在基部21的兩個主面25上依次形成有 Cr層、Cr-Sn層、Sn層、以及Ag層，但不限于此，也可以在基部21的兩個主面25上依次形成Cr層、Cr-^Vg層、Ag層、以及Cu層，另外，也可以在基部21的兩個主面25上依次形成Cr 層、Cr-^Vg層、Ag層、Cu層、以及Ag層。在該情況下，在端子電極61、62中不包含Sn，所以能夠消除Sn所致的問題(例如，Sn所致的侵蝕)。另外，本實施方式的晶體振動片2的圖案不限于此，也可以是其他圖案，例如也可以是圖9、10所示的圖案。激勵電極51通過引出電極71而引出到端子電極61，引出電極71經(jīng)由表側的主面25中形成的薄膜74和側面M中形成的薄膜75而連接到端子電極61。此處所稱的薄膜 74、75由同一結構構成，使用了潤濕性比激勵電極51、引出電極71低的材料，具體而言在圖 9、10所示的方式中使用了 Cr。此處所稱的潤濕性低是指，與激勵電極51、引出電極71相比潤濕性低這樣的相對的情形。另外，薄膜74、75如圖9、10所示，與引出電極71和端子電極61分別重疊一部分而形成于主面25、側面24。激勵電極52、引出電極72、以及端子電極62如圖10所示，形成于背側的主面25 以及側面24，由與上述激勵電極51、引出電極71、端子電極61對稱的結構構成，另外，由同樣的材料構成。因此，此處省略說明。另外，在引出電極72和端子電極62的連接中使用了薄膜74、75。在圖9、10所示那樣的圖案中，薄膜74、75形成于基部21，從而能夠抑制接合材料 9的Sn從端子電極61、62經(jīng)由薄膜74、75而侵蝕激勵電極51、52 (包括引出電極71、72)。另外，在例如通過機械加工來制造晶體振動片2的工序中，包括如下的自動平衡工序在搭載到基體3之前一邊將晶體振動片2的腳部22、23的前端進行磨削來調(diào)整腳部 22,23的重量平衡，一邊進行頻率的粗調(diào)。在實施該自動平衡工序時，使夾具的電極端子僅接觸到以Cr為主成分的抗損傷能力強的側面M的薄膜75，所以不會對以Ag、Au為主成分的導電性高的端子電極61、62、激勵電極51、52、引出電極71、72等造成損傷。其結果，在對基體3的引線端子31、32緊固晶體振動片2時，能夠無損傷地接合導通性能優(yōu)良的端子電極 61、62。另外，本發(fā)明能夠不脫離其精神或者主要的特征而以其他各種方式來實施。因此， 上述實施方式僅為簡單的例示，并未限定本發(fā)明。本發(fā)明的范圍由權利要求書示出而不拘束于說明書文本。而且，屬于權利要求書的均等范圍的變形、變更全都屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，本申請要求基于在2009年12月4日在日本申請的日本特愿2009-276718 號的優(yōu)先權。通過在這里提及而將其全部內(nèi)容引用于本申請中。產(chǎn)業(yè)上的可利用件本發(fā)明適用于使用了晶體的壓電振動器件。
權利要求
1 一種引線型壓電振動器件，其特征在于，設置有壓電振動片和支承所述壓電振動片的弓I線端子， 與所述弓I線端子電連接的端子電極形成于所述壓電振動片， 與所述壓電振動片電連接的接合層形成于所述引線端子， 所述壓電振動片和所述弓I線端子通過所述端子電極和所述接合層而機電地接合， 通過所述端子電極和所述接合層的接合，由所述端子電極和所述接合層形成了包含金屬間化合物的接合材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的引線型壓電振動器件，其特征在于，所述金屬間化合物偏重存在于所述壓電振動片與所述引線端子之間的最窄的間隙。
3.根據(jù)權利要求1或者2所述的引線型壓電振動器件，其特征在于， 所述壓電振動片與所述引線端子之間的最窄的間隙是3 20 μ m。
4.根據(jù)權利要求1 3中的任意一項所述的引線型壓電振動器件，其特征在于， 所述接合層包含Cu和Sn。
5.根據(jù)權利要求4所述的引線型壓電振動器件，其特征在于，所述接合層包括由Cu構成的第1接合層和在所述第1接合層上由Cu和Sn構成的第2接合層。
6.根據(jù)權利要求4或者5所述的引線型壓電振動器件，其特征在于， 在所述端子電極的最上層形成有由Cu構成的Cu層。
7.根據(jù)權利要求6所述的引線型壓電振動器件，其特征在于，在所述端子電極中，在所述Cr層與所述Cr-Sn層之間形成有用于阻斷Sn的擴散的勢壘層。
8.根據(jù)權利要求1 7中的任意一項所述的引線型壓電振動器件，其特征在于， 在所述接合材料中包含Sn，所述壓電振動片的激勵電極經(jīng)由潤濕性比所述激勵電極低的薄膜而連接到所述端子電極。
全文摘要
在引線型壓電振動器件中設置有壓電振動片和支承壓電振動片的引線端子。與引線端子電連接的端子電極形成于壓電振動片，與壓電振動片電連接的接合層形成于引線端子。壓電振動片和引線端子通過端子電極和接合層而機電地接合。通過該端子電極和接合層的接合，由端子電極和接合層形成包含Sn-Cu合金的接合材料。
文檔編號H01L41/09GK102511125SQ20108004124
公開日2012年6月20日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權日2009年12月4日
發(fā)明者古賀忠孝, 岸本光市, 村上達也 申請人:株式會社大真空