專利名稱：表面安裝用晶體振子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面安裝用的晶體振子(以下，稱為“表面安裝振子”)，特別涉及一種在振動部被框部包圍的晶體板的兩主面上接合基部以及蓋部的表面安裝振子。
背景技術(shù)：
表面安裝振子由于為小型、輕量，因此，特別是在攜帶型電子設(shè)備中被廣泛用作頻率和時(shí)間的基準(zhǔn)源。近年來，適應(yīng)信息化社會而表面安裝振子的消費(fèi)量也增多，并追求生產(chǎn)性高且高品質(zhì)的表面安裝振子。作為這樣的表面安裝振子中的一種，具有在振動部被框部所包圍的晶體板的兩主面上接合基部以及蓋部的表面安裝振子。圖8 圖10是說明表面安裝振子的一現(xiàn)有技術(shù)例的視圖，圖8是其立體圖，圖 9(a)是帶框晶體板的一主面的俯視圖，圖9(b)是晶體板的另一主面的俯視圖，圖10(a)是其基部的一主面的俯視圖，圖10(b)是基部的另一主面的俯視圖。如圖8所示，現(xiàn)有技術(shù)例的表面安裝振子1在帶框晶體板2的兩主面上接合由陶瓷構(gòu)成的基部3以及由科瓦鐵鎳鈷合金構(gòu)成的蓋部4而成。并且，如圖9所示，帶框晶體板2由以下部件構(gòu)成振動部6，該振動部6在兩主面上具有第一激勵電極5a以及第二激勵電極恥；框部7，該框部7包圍振動部6 ；以及第一連接部8a和第二連接部8b，該第一連接部8a和第二連接部8b從振動部6的一端部兩側(cè)延伸出，而連接振動部6與框部7。在框部7的俯視中的外周四個(gè)角部上形成有框部缺口 9a 9cL如圖9所示，與蓋部4相對向的第一激勵電極fe經(jīng)由形成于第一連接部8a的導(dǎo)電線路10a，與框部7的形成于與蓋部4相對向的主面上的框部金屬膜Ila電連接。另一方面，與基部3相對向的第二激勵電極恥經(jīng)由形成于第二連接部8b的導(dǎo)電線路10b，與框部 7的形成于與基部3相對向的主面上的框部金屬膜lib電連接。如圖9所示，框部金屬膜11a、lib貫穿框部7的全周形成。并且，如圖9 (a)所示， 框部金屬膜Ila與形成于框部缺口 9a、9b的側(cè)面部分的框部端面電極12a、12b電連接。并且，如圖9 (b)所示，框部金屬膜1 Ib從框部缺口 9a 9d分開而形成，而不與框部端面電極 12a、12b電連接。帶框晶體板2和蓋部4以及基部3使用形成于框部金屬膜IlaUlb的表面的共晶合金(例如，AuGe)而被接合。如圖10所示，在基部3的俯視中的四個(gè)角部上形成有基部缺口 13a 13d。另外， 基部缺口 13a 13d分別與形成于晶體片2的框部缺口 9a 9d對應(yīng)。并且，如圖10(a)、(b)所示，在基部3上形成有與形成于晶體片2的框部金屬膜 lib相對向的基部金屬膜14?？虿拷饘倌ib和基部金屬膜14經(jīng)由共晶合金而被電連接。 基部金屬膜14從基部缺口 13a、1 分開而形成，另一方面，延伸至基部缺口 13c、13d，與形成于基部缺口 13c、13d的側(cè)面部分的基部端面電極15c、15d電連接。 并且，如圖10 (a)所示，基部端面電極15c、15d與在作為表面安裝振子1的外底面的基部3的主面上形成的安裝端子16b電連接。安裝端子16b形成于基部3的主面的一端側(cè)，在另一端側(cè)形成有安裝端子16a。安裝端子16a經(jīng)由形成于基部缺口 13a、i;3b的側(cè)面部分的基部端面電極15a、15b，與框部端面電極12a、12b電連接?，F(xiàn)有技術(shù)例的表面安裝振子的電連接歸納成如下。S卩，圖9中示出的第一激勵電極fe經(jīng)由導(dǎo)電線路10a、框部金屬膜11a、框部端面電極12a、12b、基部端面電極15a、15b與安裝端子16a電連接，此外，第二激勵電極恥經(jīng)由導(dǎo)電線路10b、框部金屬膜lib、基部金屬膜14、基部端面電極15c、15d與安裝端子16b電連接。專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-223996號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明要解決的問題)但是，在上述構(gòu)成的現(xiàn)有技術(shù)例的表面安裝振子1中，使用AuGe等共晶合金將基部3、帶框晶體板2、以及蓋部4接合。因此，存在當(dāng)其接合時(shí)產(chǎn)生金屬氣體，而表面安裝振子1的頻率特性隨時(shí)間變化的問題。另外，該金屬氣體由于來源于共晶合金等的氧化物的氣體在加熱時(shí)的高溫下而產(chǎn)生。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制頻率特性隨時(shí)間變化的表面安裝振子。(解決技術(shù)問題的技術(shù)方案)在本發(fā)明中，表面安裝用的晶體振子由帶框晶體板、基部以及蓋部構(gòu)成，其中所述帶框晶體板為所述振動部和所述框部通過連接部連接，所述振動部在兩主面具有第一激勵電極以及第二激勵電極，所述框部包圍所述振動部；所述基部以及蓋部為接合于所述框部的兩主面，而將所述振動部密閉封入；在所述表面安裝用的晶體振子中，構(gòu)成為在將所述框部的與所述基部相對向的主面在所述框部的周向的兩個(gè)位置分割而形成的兩個(gè)區(qū)域的一個(gè)區(qū)域中，形成第一金屬膜，并且，在另一區(qū)域中形成第二金屬膜，此外，所述第一金屬膜與所述第一激勵電極電連接，并且，所述第二金屬膜與所述第二激勵電極電連接，所述框部和所述基部通過形成于所述第一金屬膜以及所述第二金屬膜的表面上的密封材料而被接合，所述第一金屬膜與所述第二金屬膜之間的間隙區(qū)域被玻璃充填，而將所述振動部密閉封入。根據(jù)這樣的構(gòu)成，首先，在將框部和基部接合，通過形成于第一金屬膜以及第二金屬膜的表面的密封材料而將框部和蓋部接合之后，將第一金屬膜與第二金屬膜之間的間隙區(qū)域用玻璃充填，而形成表面安裝振子。因此，在由密封材料等產(chǎn)生的氣體等的至少一部分從第一金屬膜與第二金屬膜之間的間隙區(qū)域排出之后，將該間隙區(qū)域用玻璃充填。因此，能夠抑制表面安裝振子的頻率特性隨時(shí)間變化。并且，在本發(fā)明中，作為所述連接部，具有第一連接部以及第二連接部，與所述蓋部相對向的所述第一激勵電極經(jīng)由形成于所述第一連接部的側(cè)面以及與所述基部相對向的主面的導(dǎo)電線路，與所述第一金屬膜電連接，并且，與所述基部相對向的所述第二激勵電極經(jīng)由形成于所述第二連接部的與所述基部相對向的主面的導(dǎo)電線路，與所述第二金屬膜電連接。再者，在本發(fā)明中，所述密封材料構(gòu)成為由AuGe、AuSi、AuSn、或者SnAgCu組成。


圖1是說明本發(fā)明的表面安裝振子的實(shí)施方式的視圖，圖1(a)是其立體圖，圖 1 (b)(玻璃填入前)、圖1 (c)(玻璃填入后)是從圖1 (a)中示出的A箭頭方向所見的表面安裝振子的側(cè)視圖。圖2是說明本發(fā)明的表面安裝振子的帶框晶體板的實(shí)施方式的視圖，圖2(a)是其立體圖，圖2(b)是其一主面的俯視圖，圖2(c)是另一主面的俯視圖。圖3是說明本發(fā)明的表面安裝振子的基部的實(shí)施方式的視圖，圖3(a)是其一主面的俯視圖，圖3(b)是另一主面的俯視圖。圖4是說明基部的第一變形例的俯視圖。圖5是說明基部的第二變形例的俯視圖，圖5(a)是其一主面的俯視圖，圖5 (b)是另一主面的俯視圖。圖6是說明帶框晶體板的第三變形例的視圖，圖6(a)是其立體圖，圖6 (b)是其一主面的俯視圖，圖6(c)是另一主面的俯視圖。圖7是說明基部的第三變形例的俯視圖，圖7(a)是其一主面的俯視圖，圖7 (b)是另一主面的俯視圖。圖8是說明表面安裝振子的現(xiàn)有技術(shù)例的立體圖。圖9是說明帶框晶體板的現(xiàn)有技術(shù)例的視圖，圖9(a)是其一主面的俯視圖，圖 9(b)是另一主面的俯視圖。圖10是說明基部的現(xiàn)有技術(shù)例的視圖，圖10(a)是其一主面的俯視圖，圖10 (b)
是另一主面的俯視圖。
具體實(shí)施例方式圖1 圖3是說明本發(fā)明的表面安裝振子的實(shí)施方式的視圖，圖1(a)是其立體圖，圖1(b)是側(cè)視圖(玻璃填入前)，圖1 (C)是側(cè)視圖(玻璃填入后)，圖2(a)是帶框晶體板的立體圖，圖2(b)是帶框晶體板的一主面的俯視圖，圖2(c)是另一主面的俯視圖，圖 3(a)是基部的一主面的俯視圖，圖3(b)是另一主面的俯視圖。并且，對與現(xiàn)有技術(shù)例相同的部分附加相同標(biāo)號，并簡略或省略其說明。如圖1 圖3所示，本發(fā)明的表面安裝振子1在帶框晶體板2的兩主面上接合有由陶瓷構(gòu)成的基部3以及由科瓦鐵鎳鈷合金構(gòu)成的蓋部4而成。如圖2所示，帶框晶體板2由以下部件構(gòu)成振動部6，該振動部6在兩主面上具有第一激勵電極fe以及第二激勵電極恥；框部7，該框部7包圍振動部6 ；以及第一連接部 8a和第二連接部8b，該第一連接部8a和第二連接部8b從振動部6的一端部兩側(cè)延伸出， 而連接振動部6與框部7。在框部7的與蓋部4相對向的主面上，貫穿其全周形成有框部金屬膜11 [參照圖 2(b)]。在框部7的與基部3相對向的主面上，在將該主面在周向的兩個(gè)位置分割而形成的兩個(gè)區(qū)域的一個(gè)區(qū)域中形成第一金屬膜17，此外，在另一區(qū)域中形成第二金屬膜18[參照圖2 (c)]。由于第一金屬膜17與第二金屬膜18在其之間具有間隙區(qū)域19，因此，被電分離。與蓋部4相對向的第一激勵電極fe經(jīng)由第一連接部8a的側(cè)面的導(dǎo)電線路IOa以及形成于與基部3相對向的表面的導(dǎo)電線路10b，與第一金屬膜17電連接。與基部3相對向的第二激勵電極恥經(jīng)由形成于第二連接部8b的與基部3相對向的主面上的導(dǎo)電線路 10c，與第二金屬膜18電連接。使用形成于第一金屬膜17、第二金屬膜18以及框部金屬膜11表面的作為密封材料20的共晶合金(例如，AuGe或AuSi或AuSn或SnAgCu)，將帶框晶體板2和蓋部4和基部3接合[參照圖1 (b)]。并且，在第一金屬膜17與第二金屬膜18之間的間隙區(qū)域19中填入玻璃21 [參照圖1(c)]。再者，如圖3所示，在基部3的俯視中的四個(gè)角部上形成有基部缺口 13a 13d。 并且，在基部3上分別形成與形成于晶片2的第一金屬膜17相對向的基部金屬膜14a、以及與第二金屬膜18相對向的基部金屬膜14b [參照圖3(a)]?；拷饘倌? 經(jīng)由形成于基部缺口 13a、13d的側(cè)面部分的基部端面電極15a、15d，而與形成于作為表面安裝振子1的外底面的基部3的主面上的安裝端子16a電連接?；拷饘倌?4b也同樣，經(jīng)由形成于基部缺口 13b、13c的側(cè)面部分的基部端面電極15b、15c，與形成于作為表面安裝振子1的外底面的基部3的主面上的安裝端子16b電連接。安裝端子16a、16b形成于表面安裝振子1的外底面的兩端側(cè)。本發(fā)明的表面安裝振子的電連接歸納成如下。第一激勵電極fe經(jīng)由導(dǎo)電線路 10a、10b、第一金屬膜17、基部金屬膜14a、基部端面電極15a、15d與安裝端子16a電連接。 此外，第二激勵電極恥經(jīng)由導(dǎo)電線路10c、第二金屬膜18、基部金屬膜14b、基部端面電極 15b、15c與安裝端子16b電連接。在這種表面安裝振子的制造中，首先，將晶片(未圖示)以圓片級(々-/、>《 進(jìn)行蝕刻，而一體形成由振動部6、框部7、第一以及第二連接部8a、8b構(gòu)成的帶框晶體
板2。并且，通過蒸鍍或者濺射，將第一以及第二激勵電極fe、5b、導(dǎo)電線路IOa 10c、框部金屬膜11、第一金屬膜17以及第二金屬膜18形成為Cr膜為下層并且Au膜為上層的層疊膜。并且，將陶瓷/生片(未圖示)進(jìn)行燒成/分割而形成基部3。并且，將基部金屬膜14a、14b、基部端面電極15a 15d以及安裝端子16a、16b形成為W(鎢)膜為下層、Ni 膜為中層、Au膜為上層的層疊膜。接著，使用作為密封材料20的共晶合金(例如，AuGe或AuSi或AuSn或SnAgCu)， 將帶框晶體板2和蓋部4和基部3接合。此時(shí)，由于帶框晶體板2和基部3通過形成于第一金屬膜17以及第二金屬膜18表面上的密封材料20進(jìn)行接合，因此，在第一金屬膜17與第二金屬膜18之間形成將表面安裝振子1的內(nèi)部和外部連接的間隙區(qū)域19[參照圖1(b)]。接著，將表面安裝振子1放置在真空中，使在表面安裝振子1內(nèi)部產(chǎn)生的金屬氣體等從間隙區(qū)域19排出。最后，通過將熔融的玻璃流入該間隙區(qū)域19并使其冷卻固形化，從而將間隙區(qū)域19用玻璃21充填，而將振動部6密閉封入[參照圖1 (C)]。根據(jù)這樣的構(gòu)成，將帶框晶體板2、蓋部4以及基部3接合時(shí)所產(chǎn)生的金屬氣體等在密閉密封前被從間隙區(qū)域19排出到表面安裝振子1的外部。因此，能夠抑制表面安裝振子1的頻率特性隨時(shí)間變化。此外，由于間隙區(qū)域19被玻璃21充填，因此，能夠充分地保持表面安裝振子1的氣密性。并且，當(dāng)形成表面安裝振子1時(shí)，如上述使用共晶合金進(jìn)行接合。此時(shí)，表面安裝振子1被加熱到規(guī)定的溫度，這里，由于帶框晶體板2和基部3的材質(zhì)不同，并且熱膨脹率不同，因此，在帶框晶體板2和基部3上施加了應(yīng)力。但是，在使用共晶合金進(jìn)行接合時(shí)，由于在第一金屬膜17和第二金屬膜18之間具有間隙區(qū)域19，因此，能夠利用間隙區(qū)域19吸收因熱膨脹率的不同而產(chǎn)生的應(yīng)力。因此，能夠大幅降低該應(yīng)力作為原因而在帶框晶體板 2和基部3上產(chǎn)生破損等的可能性。圖4是說明本發(fā)明的表面安裝用的晶體振子的實(shí)施方式的第一變形例的基部3的俯視圖，示出了表面安裝振子1的背面。在本變形例中，將四個(gè)安裝端子16設(shè)置于基部3 的背面。此時(shí)，安裝端子16a以及安裝端子16d與安裝端子16b以及安裝端子16c分別成為同電位。本變形例的表面安裝振子1用于例如在裝配基板(未圖示)具有四個(gè)安裝端子的表面安裝振子中。圖5是說明基部3的實(shí)施方式的第二變形例的視圖，圖5(a)是其一主面的俯視圖，圖5(b)是另一主面的俯視圖。在本變形例中，將基部缺口 13分別各一個(gè)設(shè)置于為不形成間隙區(qū)域19的相互對向的一對邊上。圖6以及圖7是說明本發(fā)明的表面安裝振子的實(shí)施方式的第三變形例的視圖，圖 6(a)是帶框晶體板的立體圖，圖6(b)是帶框晶體板的一主面的俯視圖，圖6 (c)是另一主面的俯視圖，圖7(a)是基部的一主面的俯視圖，圖7(b)是另一主面的俯視圖。在本變形例中，振動部6和框部7通過設(shè)置于振動部6的兩端的第一以及第二連接部8a、8b而被連接(參照圖6)。第一激勵電極如經(jīng)由第一連接部8a的側(cè)面的導(dǎo)電線路10a、第一連接部8a的與基部3相對向的主面的導(dǎo)電線路10b、第一金屬膜17、基部金屬膜14a以及基部端面電極15a、15b，與安裝端子16a電連接。第二激勵電極恥經(jīng)由第二連接部8b的與基部3相對向的主面的導(dǎo)電線路10c、第二金屬膜18、基部金屬膜14b以及基部端面電極15c、15d，與安裝端子16b電連接。此外，在本變形例中，也可以使用圖4的基部 3。此時(shí)，安裝端子16a以及安裝端子16b與安裝端子16c以及安裝端子16d分別成為同電位。在上述的實(shí)施方式中，在間隙區(qū)域19用玻璃充填前設(shè)置將表面安裝振子1放置于真空中的工序，使在表面安裝振子1內(nèi)部產(chǎn)生的金屬氣體等從間隙區(qū)域19排出到外部。但是，在間隙區(qū)域19用玻璃21充填前，由于氣體等自然地從間隙區(qū)域19排出一定量，因此， 也可以不設(shè)置該工序。并且，在上述實(shí)施方式以及變形例中，在蓋部4中使用科瓦鐵鎳鈷合金，在基部3 中使用陶瓷，但是，也可以在蓋部4以及基部3中使用玻璃或水晶。玻璃或水晶能夠使用公知的光刻蝕法或蝕刻法進(jìn)行細(xì)微的加工。因此，對表面安裝振子1的小型化和復(fù)雜化是有效的。這里，作為玻璃，使用例如硼硅酸玻璃。這里，硼硅酸玻璃的努普硬度(Knoop hardness)為590kg/mm2。另一方面，水晶的努普硬度比硼硅酸玻璃高，為710 790kg/mm2。 因此，在以水晶形成基部3以及蓋部4的情況下，與硼硅酸玻璃的情況相比，在保持強(qiáng)度的基礎(chǔ)上能夠形成小型化/薄型化。再者，在基部3以及蓋部4為水晶的情況下，蓋部4、帶框晶體板2以及基部3全部為相同材質(zhì)。因此，由于不會產(chǎn)生因熱膨脹率的不同而引起的應(yīng)力，因此，不會產(chǎn)生該應(yīng)力作為原因的破損等。另外，在基部和蓋部中也可以使用水晶和玻璃以外的絕緣體。產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明能夠適用于在表面安裝振子的蓋部以及基部中使用玻璃或者水晶、或者水晶和玻璃以外的絕緣體而能夠進(jìn)行細(xì)微的加工、并且能夠適應(yīng)于小型化以及復(fù)雜化的表面安裝振子。
權(quán)利要求
1.一種表面安裝用的晶體振子，由帶框晶體板、基部以及蓋部構(gòu)成，其中所述帶框晶體板為振動部和框部通過連接部連接，所述振動部在兩主面具有第一激勵電極以及第二激勵電極，所述框部包圍所述振動部；所述基部以及蓋部為接合于所述框部的兩主面，而將所述振動部密閉封入；所述表面安裝用的晶體振子的特征在于，在將所述框部的與所述基部相對向的主面在所述框部的周向的兩個(gè)位置分割而形成的兩個(gè)區(qū)域的一個(gè)區(qū)域中，形成第一金屬膜，此外，在另一區(qū)域中形成第二金屬膜，所述第一金屬膜與所述第一激勵電極電連接，并且，所述第二金屬膜與所述第二激勵電極電連接， 所述框部和所述基部通過形成于所述第一金屬膜以及所述第二金屬膜的表面的密封材料而被接合，所述第一金屬膜與所述第二金屬膜之間的間隙區(qū)域被玻璃充填，而將所述振動部密閉封入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面安裝用的晶體振子，其特征在于，作為所述連接部，具有第一連接部以及第二連接部，與所述蓋部相對向的所述第一激勵電極經(jīng)由形成于所述第一連接部的側(cè)面以及與所述基部相對向的主面的導(dǎo)電線路，與所述第一金屬膜電連接，此外， 與所述基部相對向的所述第二激勵電極經(jīng)由形成于所述第二連接部的與所述基部相對向的主面的導(dǎo)電線路，與所述第二金屬膜電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面安裝用的晶體振子，其特征在于，所述密封材料由 AuGe、AuSi、AuSn、或者 SnAgCu 構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制頻率特性隨時(shí)間變化的表面安裝振子。表面安裝用的晶體振子(1)由帶框晶體板(2)、基部(3)以及蓋部(4)構(gòu)成，其中所述帶框晶體板(2)為振動部(6)和框部(7)通過連接部(8a，8b)連接，所述框部(7)包圍在兩主面具有第一以及第二激勵電極(5a，5b)的振動部(6)。在該表面安裝用的晶體振子(1)中，構(gòu)成為在將框部(7)的與基部(3)相對向的主面在框部(7)的周向的兩個(gè)位置分割而形成的兩個(gè)區(qū)域的一個(gè)區(qū)域中，形成第一金屬膜(17)，此外，在另一區(qū)域中形成第二金屬膜(18)，第一金屬膜(17)與第一激勵電極(5a)電連接，另一方面，第二金屬膜(18)與第二激勵電極(5b)電連接，框部(7)和基部(3)通過形成在第一金屬膜以及第二金屬膜的表面的密封材料(20)而被接合，第一金屬膜(17)與第二金屬膜(18)之間的間隙區(qū)域(19)被玻璃(21)充填，而將振動部(6)密閉封入。
文檔編號H03H9/19GK102474237SQ201080031318
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者水沢周一 申請人:日本電波工業(yè)株式會社