專(zhuān)利名稱(chēng)：壓電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用共晶合金進(jìn)行封裝的壓電裝置或表面實(shí)裝在印制電路板等上的壓電裝置的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及由共晶合金而成的容器部件的封裝面(接合面)及實(shí)裝端子上的電極構(gòu)造。
背景技術(shù)：
(發(fā)明的背景)壓電裝置作為頻率控制及選擇元件而眾所周知，并作為不可或缺的元件內(nèi)置在包含各種通訊機(jī)器的民生用的數(shù)字控制機(jī)器內(nèi)。壓電裝置包含例如由玻璃或自制的水晶代替陶瓷作為基部基板的表面實(shí)裝用的水晶振子，近年來(lái)隨著需求的增加而被要求進(jìn)一步的低價(jià)。(現(xiàn)有技術(shù)的一例，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1(日本專(zhuān)利第3621435號(hào)公報(bào))及專(zhuān)利文獻(xiàn) 2(日本特開(kāi)2009-194091號(hào)公報(bào)))圖IOA 圖IOC是說(shuō)明一個(gè)現(xiàn)有例子的圖，圖IOA是水晶振子的剖視圖，圖IOB是基部基板的俯視圖，圖IOC是水晶片的俯視圖。水晶振子是將作為壓電振動(dòng)片的水晶片4密封在平面視圖為矩形的由基部基板1 和罩2構(gòu)成的包裝件3內(nèi)。在此，基板基部1及罩2為相同成分的玻璃，例如一般的硼硅玻璃。基部基板1為平板狀，罩2為凹狀。在基部基板1的內(nèi)底面的一端側(cè)上具有一對(duì)水晶保持端子5，在內(nèi)底面的表面外周上具有框狀金屬膜6a。在基部基板1的外底面的兩端側(cè)上具有表面實(shí)裝用的實(shí)裝端子7?！獙?duì)水晶保持端子5通過(guò)貫通電極8電連接在外底面的實(shí)裝端子7上。在此，貫通電極8在基部基板1上預(yù)先設(shè)置的貫通孔的內(nèi)周上具有金屬膜。包含水晶保持端子5、 貫通電極8及實(shí)裝端子7的電路圖案通過(guò)光刻而形成。在貫通電極8上填充金屬而進(jìn)行封裝?？驙罱饘倌?a、實(shí)裝端子7及電路圖案例如以鉻(Cr)為質(zhì)地以金(Au)為表面層。在此，由于將基部基板1做成平面狀，因此比起例如凹狀的情況，因表面平坦而容易形成電路圖案。水晶片4進(jìn)行厚度滑動(dòng)振動(dòng)，例如進(jìn)行了 AT切割，在兩面具有勵(lì)振電極如，在一端部的兩側(cè)延伸出引出電極4b。延伸出了引出電極4b的水晶片4的一端部的兩側(cè)通過(guò)導(dǎo)電性粘接劑9等固定在內(nèi)底面的水晶保持端子5上，進(jìn)行電連接及機(jī)械連接。導(dǎo)電性粘接劑 9例如為加熱固化型的硅系，且固化溫度大概為^0°C、固化時(shí)間大致為90分鐘。在凹狀罩 2的開(kāi)口端面上具有對(duì)應(yīng)于基部基板1的框狀金屬膜6a的框狀金屬膜6b?？驙罱饘倌?b與基部基板1相同地以Cr為質(zhì)地以Au為表面層。所有的情況都以Cr為質(zhì)地，是因?yàn)楸砻鎸拥腁u對(duì)鏡面狀的玻璃表面的粘著性差。另外，以Au為表面層是因?yàn)榫哂谢瘜W(xué)穩(wěn)定性。因?yàn)檫@個(gè)理由，水晶片4的勵(lì)振及引出電極4(ab)也將Cr為質(zhì)地， Au為表面層。在這些裝置中，在基部基板1上固定安裝了水晶片4之后，利用例如AuSruAuGe及AuSi等的共晶合金10的焊錫接合基部基板1的外周表面和凹狀罩2的開(kāi)口端面的框狀金屬膜6(ab)之間。這些情況，如圖11所示，形成相當(dāng)于基部基板1或凹狀罩2的矩形區(qū)域縱橫排列而集合的單一的基部基板晶片IA及罩晶片2A。在此，圖IlA為基部基板晶片的俯視圖，圖1IB為罩晶片的開(kāi)口端一側(cè)的俯視圖。其次，專(zhuān)利文獻(xiàn)3(國(guó)際公開(kāi)W02008/140033號(hào)公報(bào))、專(zhuān)利文獻(xiàn)4(日本特愿 2009-213925號(hào)公報(bào))、專(zhuān)利文獻(xiàn)5(日本特愿2009_213擬6號(hào)公報(bào))、專(zhuān)利文獻(xiàn)6(日本特愿 2009-218703號(hào)公報(bào))及專(zhuān)利文獻(xiàn)7 (日本特愿2010-4M71號(hào)公報(bào))，是通過(guò)在基部基板晶片IA及罩晶片2A的狀態(tài)下，在框狀金屬膜6 (ab)之間配置的球狀的共晶合金(以下稱(chēng)為共晶球)IOA的加熱熔融來(lái)接合兩者，提高生產(chǎn)性。其中，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中將共晶合金10的熔融金屬滴在框狀金屬膜6a或6b上而形成共晶球10A，在專(zhuān)利文獻(xiàn)4 7中是將共晶球 IOA配置在框狀金屬膜6a或6b上。其中，在例如專(zhuān)利文獻(xiàn)7中，在基部基板晶片IA及罩晶片2A的形成有框狀金屬膜 6(ab)且相當(dāng)于各個(gè)基部基板1及凹狀罩2的矩形區(qū)域的4個(gè)角部相鄰接的交叉點(diǎn)區(qū)域上配置共晶球10A。在各個(gè)交叉點(diǎn)區(qū)域中，框狀金屬膜6 (ab)的4個(gè)角部通過(guò)環(huán)狀的金屬膜進(jìn)行電連接，在中心部上露出具有小孔U的玻璃材質(zhì)。首先，在例如基部基板晶片IA的各個(gè)交叉點(diǎn)區(qū)域的小孔11上配置共晶球10A。其次，將罩晶片2A面對(duì)面配置在基部基板晶片IA上，在罩晶片2A的小孔內(nèi)定位共晶球10A， 從而重合兩者(圖12A)。之后，在重合的狀態(tài)下，熔融共晶球10A。由此，共晶球IOA從各個(gè)交叉點(diǎn)區(qū)域沿箭頭所示向各個(gè)邊的框狀金屬膜6a、6b之間溢出而滲透(流出)(圖12B)。其次，接合基部基板晶片IA和罩晶片2A的框狀金屬膜 6(ab)之間，從而形成振子晶片(包裝件晶片)。之后，公開(kāi)了將包裝件晶片縱橫沿著X-X及Y-Y線(xiàn)分割成各個(gè)包裝件3而得到多個(gè)表面實(shí)裝振子。在這個(gè)例子中，設(shè)置在基部基板晶片IA及罩晶片2A的外周表面上的框狀金屬膜6 (ab)互相分離。由此，因?yàn)槁冻隽瞬ＡУ牟馁|(zhì)，因此容易進(jìn)行切割。在此，露出小孔11的底面也是相同的理由。(現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn))可是，在上述構(gòu)成的水晶振子(通過(guò)共晶球的加熱熔融而進(jìn)行封裝)中，存在氣密性被破壞的問(wèn)題。因此，若使例如配置在基部基板晶片IA的各個(gè)交叉點(diǎn)區(qū)域上的共晶球 IOA的加熱而成的熔融金屬流出到框狀金屬膜6a的表面上，則會(huì)有圖13A所示的結(jié)果。在此，圖13A是共晶球的熔融前的交叉點(diǎn)區(qū)域的局部剖視圖，圖1 是熔融后的相同的同一局部剖視圖，圖13C是圖13B的B-B剖視圖。S卩，若加熱熔融交叉點(diǎn)區(qū)域的共晶球10A，則相對(duì)于框狀金屬膜6a的流出方向，具有以交叉點(diǎn)區(qū)域?yàn)樽畲蠛穸榷従彍p少的厚度傾斜度。其次，尤其在配置了共晶球IOA的交叉點(diǎn)區(qū)域的近旁上，得到具有露出了玻璃的元件的間隙孔12的結(jié)果(圖13B及圖13C)。 即使加大共晶球IOA而增加質(zhì)量也會(huì)有同樣的結(jié)果。由此，可以判斷損害了已熔融的共晶合金10的厚度最小的各邊的中央部的附近的封裝。另外，形成有間隙孔12的情況，存在框狀金屬膜6a和基部基板1的接合強(qiáng)度變?nèi)?，使得框狀金屬?a因沖擊而從基部基板1剝離的問(wèn)題。雖然未圖示，但是壓電裝置通過(guò)焊錫等實(shí)裝在印制電路板等上的情況，焊錫向?qū)嵮b端子7擴(kuò)散而相同地形成間隙孔，從而使實(shí)裝端子7和基部基板1的接合強(qiáng)度變?nèi)?，存在?shí)裝端子7容易從基部基板上剝離的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明目的)本發(fā)明的目的在于提供一種由鉻層(Cr)、形成在鉻成表面上的NiW合金層(NiW) 以及形成在NiW合金層的表面上的金層(Au)來(lái)形成框狀金屬膜及實(shí)裝端子中的至少一個(gè)， 從而抑制了封裝不良或接合強(qiáng)度的弱化的壓電裝置。(著眼點(diǎn)及問(wèn)題點(diǎn)的原因及適用)本發(fā)明著眼于作為現(xiàn)有問(wèn)題點(diǎn)的厚度傾斜度和共晶球IOA擴(kuò)散的框狀金屬膜 6a(及6b)之間的因果關(guān)系。即，例如在利用濺射的同一工序中框狀金屬膜6a與電路圖案一同形成，且將Cr作為質(zhì)地層將Au作為表面層為進(jìn)行積層。因此，若加熱熔融至少包含Au 的共晶球10A，則框狀金屬膜6a的Au (表面層)被吸出至共晶球IOA上。這種情況，通過(guò)加熱而使框狀金屬膜6a的質(zhì)地層的Cr擴(kuò)散至表面層的Au上，由此使質(zhì)地層(Cr)與表面層(Au) —同被吸出至共晶球IOA上而生成混合層13 (圖13C)。從而，在配置有共晶球IOA的交叉點(diǎn)區(qū)域近旁上，露出作為材質(zhì)的玻璃表面而生成間隙孔12。 其次，加熱共晶球IOA而成的熔融金屬離交叉點(diǎn)區(qū)域越遠(yuǎn)越難以留到各邊的表面上。由此， 熔融后的共晶金屬10具有以交叉點(diǎn)區(qū)域?yàn)樽畲蠛穸榷従彍p小的厚度傾斜度。由此可以看出，本發(fā)明適用了例如專(zhuān)利文獻(xiàn)8(日本特開(kāi)2003-332876號(hào)公報(bào)，段落0013)及專(zhuān)利文獻(xiàn)9(日本專(zhuān)利第4275396號(hào)公報(bào)，段落0019)中的遮蔽層的觀點(diǎn)。第1觀點(diǎn)的壓電裝置為表面實(shí)裝的壓電裝置。該壓電裝置具有以規(guī)定的頻率振動(dòng)的壓電振動(dòng)片；以及至少具有由玻璃或者壓電材料構(gòu)成的罩和基部基板，封裝壓電振動(dòng)片的包裝件。包裝件具有利用焊錫的封裝用的形成于罩或基部基板的周?chē)系目驙罱饘倌ぜ靶纬捎诨炕宓耐獾酌嫔系膶?shí)裝端子。框狀金屬膜及實(shí)裝端子中的至少一個(gè)具有形成在玻璃或壓電材料的表面上的鉻層、形成在鉻層的表面上的NiW合金層以及形成在NiW合金層的表面上的金層。就根據(jù)第1觀點(diǎn)的第2觀點(diǎn)的壓電裝置而言，罩具有框狀金屬膜，基部基板具有框狀金屬膜，通過(guò)焊錫的熔融及固化利用所述框狀金屬膜來(lái)接合罩和基部基板。就根據(jù)第1觀點(diǎn)的第3觀點(diǎn)的壓電裝置而言，包裝件包含包圍壓電振動(dòng)片的外周的框部，罩具有框狀金屬膜，基部基板具有框狀金屬膜，在框部的兩面上具有框狀金屬膜， 通過(guò)在框狀金屬膜之間熔融及固化焊錫來(lái)接合所述罩、基部基板以及框部。就根據(jù)第2或第3觀點(diǎn)的第4觀點(diǎn)的壓電裝置而言，形成在框狀金屬膜上的NiW 合金層的厚度比鉻層或金層的厚度薄。例如Cr膜(質(zhì)地層)為1000A,Au膜(表面層) 為2000A,NiW膜(遮蔽層)為300A。這是因?yàn)?，由于NiW本身是不容易擴(kuò)散到Au及Cr層的金屬，因此可以使NiW的厚度比Au及Cr的厚度薄。在此，雖然在例如專(zhuān)利文獻(xiàn)8或9中公開(kāi)了作為遮蔽電極的例如Cr，但是這種情況將遮蔽電極Cr的厚度為例如2000A,比質(zhì)地電極(Cr)或?qū)姌O(Au)厚。由此，即使遮蔽電極Cr的表面層的一部分被吸出作為整體還會(huì)殘留Cr，因此具有遮蔽電極的功能。就根據(jù)第4觀點(diǎn)的第5觀點(diǎn)的壓電裝置而言，形成在實(shí)裝端子上的NiW合金層的厚度比鉻層的厚度厚。就根據(jù)第5觀點(diǎn)的第6觀點(diǎn)的壓電裝置而言，在基部基板上形成有側(cè)槽，實(shí)裝端子包含形成在所述側(cè)槽上的側(cè)面電極。就根據(jù)第6觀點(diǎn)的第7觀點(diǎn)的壓電裝置而言，在金層的表面上形成Ni層，在Ni層的表面上形成金層。就根據(jù)第7觀點(diǎn)的第8觀點(diǎn)的壓電裝置而言，Ni層通過(guò)無(wú)電解鍍金以3 μ m至5 μ m 的厚度形成，形成在Ni層的表面上的金層通過(guò)無(wú)電解鍍金以3 μ m至5 μ m的厚度形成。就根據(jù)第8觀點(diǎn)的第9觀點(diǎn)的壓電裝置而言，焊錫包含共晶合金。根據(jù)本發(fā)明，在焊錫的加熱熔融時(shí)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，作為遮蔽層的NiW不容易擴(kuò)散到表面層Au上。從而，即使被加熱熔融的共晶球的熔融金屬吸出了表面層的Au，由于遮蔽層的NiW至少不會(huì)露出在容器部件的表面上。因此，抑制了現(xiàn)存在的露出材質(zhì)而形成間隙孔的問(wèn)題。由此，焊錫充分地流到金屬膜或?qū)嵮b電極上而使厚度傾斜度變得平坦。


圖IA是說(shuō)明本實(shí)施例的第1實(shí)施方式的圖，是表示共晶球熔融之前的交叉點(diǎn)區(qū)域的基部基板晶片、尤其表示框狀金屬膜的構(gòu)成的局部剖視圖。圖IB是說(shuō)明本實(shí)施例的第1實(shí)施方式的圖，是熔融后的局部俯視圖。圖IC是說(shuō)明本實(shí)施例的第1實(shí)施方式的圖，是圖IB的B-B剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式、尤其表示框狀金屬膜的另外一個(gè)例子的基部基板晶片的俯視圖。圖3A是表示本實(shí)施例的第1實(shí)施方式、尤其是表示框狀金屬膜的另外一個(gè)例子的基部基板晶片的俯視圖。圖;3B是圖3A的虛線(xiàn)框的放大圖。圖4A是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的水晶振子的剖視圖。圖4B是圖4A的虛線(xiàn)框局部的放大圖。圖5A是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的圖，是框狀水晶片的俯視圖。圖5B是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的圖，是基部基板的內(nèi)底面一側(cè)的俯視圖。圖6是水晶振子300的分解立體圖。圖7A是實(shí)裝在印制電路板51上的水晶振子300的剖視圖。圖7B是圖7A的虛線(xiàn)B的放大圖。圖8A是水晶振子300a的剖視圖。圖8B是圖8A的虛線(xiàn)C的放大圖。
圖9A是水晶振子300b的剖視圖。圖9B是形成實(shí)裝端子7之前的圖9A的虛線(xiàn)D的放大圖。圖9C是形成了實(shí)裝端子7之后的圖9A的虛線(xiàn)D的放大圖。圖IOA是說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的圖，是水晶振子的剖視圖。圖IOB是說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的圖，是基部基板的俯視圖。圖IOC是說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的圖，是水晶片的俯視圖。圖IlA是說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的圖，是基部基板晶片的俯視圖。
圖IlB是說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的圖，是罩晶片的開(kāi)口端面一側(cè)的俯視圖。圖12A是說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的圖，是定位了共晶球的局部放大剖視圖。圖12B是說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的圖，是表示共晶球的流出的基部基板晶片的俯視圖。圖13A是說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)的圖，是共晶球熔融之前的交叉點(diǎn)區(qū)域的局部剖視圖。圖13B是說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)的圖，是熔融后的同一局部俯視圖。圖13C是說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)的圖，是圖13B的B-B剖視圖。圖中1、15、31_基部基板，IA-基部基板晶片，2、16、32-罩，2A-罩晶片，3-包裝件，4、 14a,34a-水晶片，4a_勵(lì)振電極，4b_引出電極，4c_水晶引出端子，4d3e-側(cè)面電極，5_水晶保持端子，6-框狀金屬膜，7-實(shí)裝端子，8-貫通電極，9-導(dǎo)電性粘接劑，10-共晶合金， IOA-共晶球，11-小孔，12-間隙孔，13,13'-混合層，14,34-付框水晶板，14b,34b-框部， 14c-連結(jié)棒，18-連接端子，31c,34c-側(cè)槽，40-低熔點(diǎn)玻璃，50-焊錫，51-印制電路板， 52-印制電路板電極，53-鍍金層，300-水晶振子。
具體實(shí)施例方式(第1實(shí)施方式)以下，根據(jù)圖IA 圖IC(基部基板晶片的交叉點(diǎn)區(qū)域的局部圖)來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。在此，在與現(xiàn)有例子相同的部分上附上相同的符號(hào)，簡(jiǎn)略或省略其說(shuō)明。在第1實(shí)施方式中，如上所述(圖10A)，通過(guò)共晶合金10在外底面上具有實(shí)裝端子7且收放了水晶片4的平板狀的基部基板1上接合(封裝)凹狀的罩2?；炕?及罩2都由玻璃、例如一般的硼硅玻璃或水晶構(gòu)成。這些是在集合了基部基板1及罩2的基部基板晶片IA及罩晶片2A的狀態(tài)下，使用共晶球IOA進(jìn)行接合而形成為一體。S卩，在相當(dāng)于基部基板晶片IA的各個(gè)基部基板1的矩形區(qū)域的4個(gè)角部所相鄰的交叉點(diǎn)區(qū)域上配置共晶球IOA(圖12B)。但是，水晶片4的一端部的兩側(cè)預(yù)先固定在各個(gè)基部基板1的水晶保持端子5上。另外，在相當(dāng)于各個(gè)基部基板1和罩2的矩形區(qū)域的外周表面上具有包含交叉點(diǎn)區(qū)域的框狀金屬膜6a。交叉點(diǎn)區(qū)域的中心部具有沒(méi)有形成電極的共晶球IOA的定位用的小孔11。其次，將對(duì)應(yīng)于基部基板晶片IA的罩晶片2進(jìn)行定位，通過(guò)加熱共晶球IOA而形成的熔融金屬的流出來(lái)接合各個(gè)基部基板1和罩2的外周表面。之后，進(jìn)行縱橫分割而得到各個(gè)水晶振子。在此，基部基板晶片IA上的各個(gè)基部基板1的平面外形為3. 2X 1. 5mm，外框金屬膜6a的寬度為50 250 μ m,定位用小孔11的表面外周的直徑為20 50 μ m。另外，罩晶片2A上的各個(gè)罩2為對(duì)應(yīng)于這些的尺寸，且框部的寬度為50 250 μ m。另外，共晶球IOA 的直徑為200 260 μ m。在此，包含基部基板1及罩2的交叉點(diǎn)區(qū)域的框狀金屬膜6a、6b在質(zhì)地層Cr及表面層Au之間設(shè)置有NiW的遮蔽層(圖1A)。其次，質(zhì)地層(Cr)、遮蔽層(NiW)及表面層(Au) 的膜厚為1000A、300A及2000A,遮蔽層(NiW)的厚度非常小于質(zhì)地層(Cr)及表面層 (Au)的厚度。共晶球IOA例如是混合比(重量比)為80 20的AuSn(熔點(diǎn)為280°C )， 96. 85 3. 15 的 AuSi (熔點(diǎn)為 363°C )或者 88 12 的 AuGe (熔點(diǎn)為 356°C )。
這種情況，基本上共晶球IOA的熔點(diǎn)會(huì)高于將水晶振子表面實(shí)裝在固定基板上時(shí)使用的包含游離鉛的焊錫等的熔點(diǎn)，只要是低于水晶的轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度573°C的熔點(diǎn)即可。但是，若熔點(diǎn)高于導(dǎo)電性粘接劑的固化溫度O80°C)，則破壞導(dǎo)電性粘接劑(硅系)的樹(shù)脂， 使強(qiáng)度降低。從該觀點(diǎn)出發(fā)，該例子中使用了熔點(diǎn)最低280°C的AuSn。在這種裝置中，若將定位在基部基板晶片IA的交叉點(diǎn)區(qū)域的小孔11上的共晶球 IOA(AuSn)加熱熔融至熔點(diǎn)以上的溫度、例如380°C，則會(huì)產(chǎn)生如下結(jié)果。即，共晶球的熔融金屬與現(xiàn)有例子相同地在各個(gè)邊的框狀金屬膜上以同心圓形狀流出(圖1B)，在此是從交叉點(diǎn)區(qū)域大致以均勻的厚度流出(圖1C)。其次，也沒(méi)有看到在現(xiàn)有例子中產(chǎn)生的露出基部基板的玻璃質(zhì)地的間隙孔(參照?qǐng)D13B)。如發(fā)明效果欄的記載，作為遮蔽層的NiW相對(duì)于表面層Au不容易擴(kuò)散。從而，即使共晶球IOA的熔融金屬吸出了表面層的Au (形成了混合層13’)，遮蔽層NiW及質(zhì)地層Cr 還會(huì)原封不動(dòng)地剩下(圖1C)，基部基板1的材質(zhì)(玻璃)不會(huì)露出在表面上。由此，共晶球IOA的熔融金屬一邊吸出表面層Au，一邊充分地流到NiW上，使厚度傾斜度變得平坦。從而，通過(guò)共晶合金可靠地封裝基部基板和罩。其次，從結(jié)果來(lái)看，作為遮蔽層的NiW基本上抑制了表面層Au及質(zhì)地層Cr之間的相互擴(kuò)散。從而，如現(xiàn)有例子(專(zhuān)利文獻(xiàn)8及9)所示，不會(huì)使遮蔽電極的厚度大于表面層 (Au 2000A )及質(zhì)地層(Cr IOOOA )，在本實(shí)施方式的遮蔽電極NiW中，可以設(shè)定成比這些更小的厚度(300人)。再有，基部基板1及罩2為玻璃，且質(zhì)地層為Cr。這種情況， 玻璃的表面為鏡面形狀，因此使用Cr來(lái)提高粘著性。在此，雖然共晶球IOA配置在基部基板晶片IA的各個(gè)交叉點(diǎn)區(qū)域上，但是如圖2 所示，也可以配置在設(shè)置于各個(gè)矩形區(qū)域的相鄰的各個(gè)邊的中央?yún)^(qū)域上的定位用的小孔11 內(nèi)。另外，如圖3A及圖:3B所示，共晶球IOA還可以配置在框狀金屬膜6a內(nèi)、例如配置在設(shè)置于各個(gè)角部上的定位用小孔11內(nèi)。也可以不露出小孔11的底而全面形成電極。這種情況(圖3A及圖:3B)，可以使框狀金屬膜6a的各個(gè)角部向內(nèi)側(cè)突出而增大面積，也可以使用較大的共晶球10A。其次，由于在框狀金屬膜6a或6b之間的整個(gè)區(qū)域中露出了材質(zhì)，因此容易進(jìn)行切割。但是，配置在交叉點(diǎn)區(qū)域的方式，可以使共晶球IOA的數(shù)量為1/4，因此更加有效。(第2實(shí)施方式)以下根據(jù)圖4A及圖4B (水晶振子的剖視圖)、圖5A及圖5B(付框水晶板及基部基板的俯視圖)，說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式。在此，省略或簡(jiǎn)略與第1實(shí)施方式相同的部分的說(shuō)明。在第2實(shí)施方式中，由付框水晶板14、基部基板15及罩16形成水晶振子。付框水晶板14例如為AT切割，框部14b包圍了水晶片14a的外周且通過(guò)一端部的連結(jié)棒Hc進(jìn)行接合(圖5A)。在水晶片Ha的兩面上具有與上述相同的勵(lì)振電極如，引出電極4b經(jīng)過(guò)連結(jié)棒14c連接在一組對(duì)角部的水晶引出端子如上。一組對(duì)角部的水晶引出端子如都形成在另一面上，一面的引出電極4b通過(guò)貫通電極8電連接在水晶引出端子如上。但是，水晶引出端子如可以形成在兩面上分別通過(guò)貫通電極8進(jìn)行電連接。其次，在框部14b的兩面的外周表面上具有框狀金屬膜6c、6d?；炕?5及罩16例如是具有與付框水晶板14相同的切割角度的AT切割，都是在與水晶片Ha相對(duì)的區(qū)域上設(shè)置凹坑，形成以外周為肉厚部的凹狀(圖4A)。但是，基部基板15及罩16不僅是AT切割，也可以是Z切割。其次，在基部基板15及罩16的較厚的外周表面上具有與設(shè)置在付框水晶板14的框部14b上的框狀金屬膜6c、6d相對(duì)的框狀金屬膜6a、6b。如上所述，各個(gè)框狀金屬膜6a 6d同樣以Cr為質(zhì)地層以Au為表面層，以介于兩者之間的NiW為遮蔽層。在基部基板1的一組對(duì)角部上具有與設(shè)置在付框水晶板14的框部14b的一組對(duì)角部上的水晶引出端子如相對(duì)應(yīng)的連接端子17，通過(guò)貫通電極8與外底面的實(shí)裝端子7進(jìn)行電連接(圖4B)。在此，首先在基部基板15及付框水晶板14的上面一側(cè)的框狀金屬膜6a、6c的各個(gè)4角部及基部基板15的一組對(duì)角部的連接端子17上配置共晶球10A。其次，在基部基板 15上積層付框水晶板14，再次在其上面定位并積層罩16。最后，加熱熔融共晶球10A，如上所述通過(guò)來(lái)自各個(gè)角部的熔融金屬來(lái)接合各個(gè)框狀金屬膜6a 6d。此時(shí)，通過(guò)熔融接合端子17上的共晶球IOA與水晶引出端子如進(jìn)行連接，同時(shí)流入至貫通電極8內(nèi)進(jìn)行填充而封裝貫通孔。即使是這種構(gòu)成，框狀金屬膜6a 6d也以介于質(zhì)地層(Cr)和表面層(Au)之間的NiW為遮蔽層。從而，與第1實(shí)施方式相同地不形成露出付框水晶板14、基部基板15及罩16的材質(zhì)(水晶)的間隙孔，共晶球IOA從各個(gè)框狀金屬膜6a 6d的角部以大致均勻的厚度流出而使厚度傾斜度變得平坦。在此，雖然對(duì)水晶振子單體進(jìn)行了說(shuō)明，但是這些是在水晶板晶片及基部基板晶片、罩晶片的狀態(tài)下進(jìn)行接合后分割成各個(gè)單體的。(第3實(shí)施方式)((水晶振子300))水晶振子是通過(guò)實(shí)裝端子7利用焊錫(釬焊膏)實(shí)裝在印制電路板上。使用在焊錫的材料為游離鉛的錫-銀系及錫-鋅系的合金等，熔點(diǎn)一般分別為約220°C及約190°C。 接合這些合金和實(shí)裝端子7的情況，焊錫將實(shí)裝端子7的表面的金吸出，如圖13所示的間隙孔12，在實(shí)裝端子7上形成間隙孔。其結(jié)果，實(shí)裝端子7和基部基板31的接合強(qiáng)度變?nèi)酢?因此，如第1實(shí)施方式及第2實(shí)施方式的說(shuō)明，將以鉻(Cr)為質(zhì)地層、以金(Au)為表面層、 以介于質(zhì)地層和表面層之間的NiW為遮蔽層的金屬膜的構(gòu)成，使用在實(shí)裝端子7上。以下， 對(duì)將鉻(Cr)作為實(shí)裝端子7的質(zhì)地層、將金(Au)作為實(shí)裝端子7的表面層、在質(zhì)地層和表面層之間形成實(shí)裝端子7的遮蔽層(MW)的水晶振子進(jìn)行說(shuō)明。圖6是水晶振子300的分解立體圖。水晶振子300主要由基部基板31、罩32及付框水晶板；34構(gòu)成。付框水晶板34由水晶片3 和包圍水晶片3 而形成的框部34b構(gòu)成。 在基部基板31及罩32上形成有凹部31e及凹部32e，水晶片!Ma以被凹部31e及凹部3 夾持的方式進(jìn)行配置。另外，在水晶片3 上形成有勵(lì)振電極如，勵(lì)振電極如電連接在形成于框部34b上的引出電極4b上。在框部34b的4個(gè)角上形成有側(cè)槽34c，在側(cè)槽3 上形成有側(cè)面電極4e。在基部基板31上形成有實(shí)裝端子7。另外在基部基板31的4個(gè)角上形成有側(cè)槽31c，在側(cè)槽31c上形成有側(cè)面電極4d。側(cè)面電極4d電連接在實(shí)裝端子7上。圖7A是實(shí)裝在印制電路板51上的水晶振子300的剖視圖。圖7A的水晶振子300 是圖6的A-A剖視圖，在圖7A中表示了水晶振子300實(shí)裝在印制電路板51上的樣子。在印制電路板51上形成有印制電路板電極52，水晶振子300是由焊錫50連接實(shí)裝端子7和印制電路板電極52，由此實(shí)裝在印制電路板51上。另外，水晶振子300在付框水晶板34和基部基板31之間、以及付框水晶板34和罩32之間使用作為封裝材料的低熔點(diǎn)玻璃40來(lái)進(jìn)行接合。圖7B是圖7A的虛線(xiàn)B的放大圖。包含形成在付框水晶板34上的側(cè)面電極如的引出電極4b是由在質(zhì)地層形成鉻(Cr)、在表面層形成金(Au)的2層金屬膜形成。另外，包含基部基板31的側(cè)面電極4d的實(shí)裝端子7由質(zhì)地層(Cr)、表面層(Au)及形成在質(zhì)地層及表面層之間的遮蔽層(NiW)的3層金屬膜形成。遮蔽層(NiW)希望以較厚的膜厚形成。由于遮蔽層(NiW)是通過(guò)濺射而形成，因此其膜厚希望在1500A以上2000A以下的范圍，使其成為由濺射形成的最大膜厚。另外，此時(shí)的質(zhì)地層(Cr)希望以1000A的膜厚形成，使其比遮蔽層(NiW)的膜厚薄。質(zhì)地層(Cr)是為了確?；炕?1和金屬膜的接合強(qiáng)度而形成，因此不需要需求以上的厚度。水晶振子300通過(guò)在實(shí)裝端子7上形成膜厚較厚的遮蔽層(NiW)，可以防止焊錫 50擴(kuò)散到實(shí)裝端子7上而形成間隙孔。因此，實(shí)裝端子7和基部基板31的接合強(qiáng)度不容易變?nèi)酢?(水晶振子300a))在水晶振子300中，存在在引出電極4b和實(shí)裝端子7之間產(chǎn)生連接不良，產(chǎn)品成不良品的情況。為了即使產(chǎn)生這種連接不良也不至于使產(chǎn)品成為不良品，可以在實(shí)裝端子7 及引出電極4b的表面上再形成鍍金層。以下，對(duì)于在實(shí)裝端子7及引出電極4b的表面上再形成鍍金層53的水晶振子300a進(jìn)行說(shuō)明。圖8A是水晶振子300a的剖視圖。以下，在與水晶振子300相同的構(gòu)成部分附上相同的符號(hào)省略其說(shuō)明。水晶振子300a是在形成了水晶振子300后通過(guò)無(wú)電解鍍金在作為實(shí)裝端子7及引出電極4b的一部分的側(cè)面電極如上形成鍍金層53。虛線(xiàn)C所包圍的區(qū)域表示實(shí)裝端子7和引出電極4b沒(méi)有連接的狀態(tài)的一個(gè)例子。圖8B是圖8A的虛線(xiàn)C的放大圖。雖然最好是直接接合引出電極4b和實(shí)裝端子 7，但是在圖8B中沒(méi)有直接接合?？墒?，在水晶振子300a中，由于在實(shí)裝端子7及側(cè)面電極 4e的表面上形成鍍金層53，因此通過(guò)鍍金層53電連接實(shí)裝端子7和側(cè)面電極如。鍍金層 53是由第1鍍金層53a和第2鍍金層5 形成的2層結(jié)構(gòu)。其中第1鍍金層53a是由鎳 (Ni)形成，第2鍍金層53b由金(Au)構(gòu)成。第1鍍金層53a通過(guò)利用無(wú)電解鍍金來(lái)鍍金 Ni而覆蓋實(shí)裝端子7及側(cè)面電極如。另外，第2鍍金層5 通過(guò)利用無(wú)電解鍍金來(lái)鍍金Au 而覆蓋第1鍍金層53a的表面。第1鍍金層53a及第2鍍金層5 是為了防止實(shí)裝端子7 及側(cè)面電極4e之間的電連接的遮斷而形成。因此，為了不容易產(chǎn)生斷線(xiàn)，最好將鍍金層53 的厚度做厚，第1鍍金層53a及第2鍍金層53b的厚度最好分別為3 5 μ m。實(shí)裝端子7 的遮蔽層(NiW)防止由Ni形成的第1鍍金層53a擴(kuò)散至實(shí)裝端子7的質(zhì)地層(Cr)上。另外，遮蔽層(NiW)起到防止第1鍍金層53a擴(kuò)散至引出電極如的質(zhì)地層(Cr)上的作用。因此，希望實(shí)裝端子7的遮蔽層(NiW)以較厚的厚度形成。((水晶振子300b))水晶振子300可以在互相接合了基部基板31、付框水晶板34及罩32之后，形成實(shí)裝端子7。以下，對(duì)互相接合了基部基板31、付框水晶板34及罩32之后形成實(shí)裝端子7的水晶振子300b進(jìn)行說(shuō)明。圖9A是水晶振子300b的剖視圖。以下，在與水晶振子300相同的構(gòu)成部分附上相同的符號(hào)省略其說(shuō)明。水晶振子300b是接合了基部基板31和付框水晶板34，接合了付框水晶板34和罩32之后，形成實(shí)裝端子7。在水晶振子300b中，在框部34b上沒(méi)有形成側(cè)槽34c。在水晶振子300中形成于框部34b的上面及下面的引出電極4b，在水晶振子300b 中僅形成在框部34b的下面上。因此，引出電極4b的一部分在接合了基部基板31和付框水晶板；34之后露出在框部34b的下部上。引出電極4b在露出于框部34b的下部的區(qū)域上與實(shí)裝端子7進(jìn)行電連接。另外，在實(shí)裝端子7的表面上形成有鍍金層53。圖9B是形成實(shí)裝端子7之前的圖9A的虛線(xiàn)D的放大圖。在圖9B中雖然接合了基部基板31和付框水晶板34，但是沒(méi)有形成實(shí)裝端子7。另外，引出電極4b具有露出在水晶振子300b的外部的部分。圖9C是形成了實(shí)裝端子7之后的圖9A的虛線(xiàn)D的放大圖。圖9C是在水晶振子 300b上形成實(shí)裝端子7，之后形成鍍金層53。實(shí)裝端子7通過(guò)依次濺射質(zhì)地層(Cr)、遮蔽層(NiW)、表面層(Au)而形成。另外，鍍金層53在實(shí)裝端子7的表面上形成由Ni形成的第1鍍金層53a，在第1鍍金層53a的表面上形成由Au形成的第2鍍金層53b。第1鍍金層53a及第2鍍金層5 通過(guò)無(wú)電解鍍金而形成，各層的厚度希望分別為3 5 μ m。在水晶振子300b中，可以通過(guò)在實(shí)裝端子7的表面上形成較厚的鍍金層53來(lái)降低由水晶振子300b的使用環(huán)境引起的材料的收縮等的原因引起的斷線(xiàn)的可能性。在產(chǎn)業(yè)利用中，在上述各個(gè)實(shí)施方式中關(guān)于水晶振子進(jìn)行了說(shuō)明。在此，水晶片例如為厚度滑動(dòng)振動(dòng)的AT切割及音叉振動(dòng)的Z切割。另外，不限于這些切割，各種切割的裝置都成為對(duì)象。再有，壓電元件不僅限于水晶，作為壓電裝置基本上適用包含例如鉭酸鋰或鈮酸鋰晶體或壓電陶瓷的壓電材料。另外，還適用于例如與水晶片一同搭載了 IC芯片的水晶振蕩器等。
權(quán)利要求
1.一種表面實(shí)裝的壓電裝置，其特征在于，具有以規(guī)定的頻率振動(dòng)的壓電振動(dòng)片；以及，至少具有由玻璃或者壓電材料構(gòu)成的罩和基部基板，且封裝所述壓電振動(dòng)片的包裝件，所述包裝件具有利用焊錫的封裝用的形成于所述罩或基部基板的周?chē)系目驙罱饘倌ぜ靶纬捎谒龌炕宓耐獾酌嫔系膶?shí)裝端子，所述框狀金屬膜及所述實(shí)裝端子中的至少一個(gè)具有形成在所述玻璃或所述壓電材料的表面上的鉻層、形成在所述鉻層的表面上的NiW合金層以及形成在所述NiW合金層的表面上的金層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其特征在于所述罩具有所述框狀金屬膜，所述基部基板具有所述框狀金屬膜，通過(guò)焊錫的熔融及固化利用所述框狀金屬膜來(lái)接合所述罩和所述基部基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其特征在于所述包裝件包含包圍所述壓電振動(dòng)片的外周的框部，所述罩具有所述框狀金屬膜，所述基部基板具有所述框狀金屬膜，在所述框部的兩面上具有所述框狀金屬膜，通過(guò)在所述框狀金屬膜之間熔融及固化焊錫來(lái)接合所述罩、所述基部基板以及所述框部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的壓電裝置，其特征在于形成在所述框狀金屬膜上的所述 Niff合金層的厚度比所述鉻層或所述金層的厚度薄。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電裝置，其特征在于形成在所述實(shí)裝端子上的所述NiW合金層的厚度比所述鉻層的厚度厚。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電裝置，其特征在于在所述基部基板上形成有側(cè)槽，所述實(shí)裝端子包含形成在所述側(cè)槽上的側(cè)面電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電裝置，其特征在于在所述金層的表面上形成Ni層，在所述Ni層的表面上形成金層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電裝置，其特征在于所述Ni層通過(guò)無(wú)電解鍍金以3μ m至 5 μ m的厚度形成，形成在所述Ni層的表面上的金層通過(guò)無(wú)電解鍍金以3 μ m至5 μ m的厚度形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓電裝置，其特征在于所述焊錫包含共晶合金。
全文摘要
提供一種壓電裝置，該壓電裝置通過(guò)由鉻層(Cr)、形成在鉻層表面上的NiW合金層(NiW)以及形成在NiW合金層的表面上的金層(Au)形成框狀金屬膜來(lái)抑制封裝不良。表面實(shí)裝的壓電裝置具有以規(guī)定的頻率振動(dòng)的壓電振動(dòng)片；以及至少具有由玻璃或者壓電材料構(gòu)成的罩和基部基板，封裝壓電振動(dòng)片的包裝件。包裝件具有利用焊錫的封裝用的形成于罩或基部基板的周?chē)系目驙罱饘倌ぜ靶纬捎诨炕宓耐獾酌嫔系膶?shí)裝端子?？驙罱饘倌ぜ皩?shí)裝端子中的至少一個(gè)具有形成在玻璃或壓電材料的表面上的鉻層(Cr)、形成在鉻層的表面上的NiW合金層(NiW)以及形成在NiW合金層的表面上的金層(Au)。
文檔編號(hào)H03H9/15GK102244506SQ201110093568
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者市川了一, 水沢周一 申請(qǐng)人:日本電波工業(yè)株式會(huì)社