專利名稱：壓電裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在空腔內(nèi)設(shè)置具有厚度滑動(dòng)震動(dòng)模式的AT切割型壓電振動(dòng)片或具有一對(duì)振動(dòng)臂的音叉型壓電振動(dòng)片的壓電裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
在壓電振子或SAW過濾器等的壓電裝置主要使用表面實(shí)裝型(SMD:SurfaCe Mounted Device)類型的包裝件。就包裝件而言，提案有通過蝕刻而形成的使用水晶等的壓電材料的水晶包裝件或者使用玻璃的玻璃包裝件。例如，在專利文獻(xiàn)1 (W02007/023685號(hào)公報(bào))中公開的壓電裝置在壓電元件(水晶框架)和基板基體(基板部)的四角上形成側(cè)槽，以便能夠在晶片狀態(tài)下進(jìn)行制造。并且在側(cè)槽上形成有作為電極的金屬膜。由此，通過形成在側(cè)槽上的金屬膜電連接實(shí)裝端子部(外部電極)和從勵(lì)振電極引出的引出電極。但是，就在專利文獻(xiàn)1中公開的壓電裝置而言，形成在水晶框架的側(cè)槽上的金屬膜和形成在基板部的側(cè)槽上的金屬膜以其金屬膜的厚度進(jìn)行連接。因此，可能會(huì)使水晶框架的金屬膜和基板側(cè)的金屬膜不能充分地進(jìn)行連接而產(chǎn)生斷線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供不會(huì)使水晶側(cè)面電極和基板側(cè)面電極產(chǎn)生斷線而可靠地電連接的壓電裝置及其制造方法。第1觀點(diǎn)的壓電裝置包括具有利用電壓的外加而振動(dòng)的壓電振動(dòng)片、包圍壓電振動(dòng)片而與壓電振動(dòng)片一體地形成并包含一主面和另一主面的外框以及形成在外框的外周的緣部的一對(duì)第1側(cè)槽的壓電框架；具有第1面、其第1面的相反側(cè)的第2面及形成在外周的緣部的一對(duì)第2側(cè)槽，并且第1面通過非導(dǎo)電性粘接劑粘接在外框的一主面上的基板部上；以及通過非導(dǎo)電性粘接劑接合在外框的另一主面上并與基板部一起密封壓電振動(dòng)片的蓋部。壓電框架具有形成在壓電振動(dòng)片的一主面及另一主面上的一對(duì)勵(lì)振電極；從一主面?zhèn)鹊膭?lì)振電極引出至第1側(cè)槽上的一主面的第1引出電極及從另一主面的勵(lì)振電極引出至第1側(cè)槽上的另一主面的第2引出電極；與第2引出電極電連接并形成在第1側(cè)槽上的第1側(cè)面電極?；宀烤哂蟹謩e連接在第1側(cè)面電極或第1引出電極上并形成在一對(duì)第 2側(cè)槽上的一對(duì)第2側(cè)面電極。在第1及第2側(cè)槽上形成有電連接第1側(cè)面電極或第1引出電極和第2側(cè)面電極的一對(duì)連接電極。在第2觀點(diǎn)的壓電裝置中，在第1及第2側(cè)槽上形成覆蓋連接電極的非導(dǎo)電性粘接劑。在第3觀點(diǎn)的壓電裝置從一主面向另一主面的方向觀察，外框的外周及基板部的外周為四角形，第1及第2側(cè)槽形成在四角形的角部。在第4觀點(diǎn)的壓電裝置從一主面向另一主面的方向觀察，外框的外周及基板部的外周為四角形，第1及第2側(cè)槽形成在四角形的邊上。
在第5觀點(diǎn)的壓電裝置中，壓電振動(dòng)片為具有厚度滑動(dòng)振動(dòng)模式的壓電振動(dòng)片， 外框的外周及基板部的外周是具有較長(zhǎng)的長(zhǎng)邊和比其長(zhǎng)邊短的短邊的四角形，第1及第2 側(cè)槽沿著短邊形成。在第6觀點(diǎn)的壓電裝置中，一對(duì)第1側(cè)槽形成在通過壓電振動(dòng)片的中心并與長(zhǎng)邊平行的中心線的短邊方向的兩側(cè)，一對(duì)第2側(cè)槽形成在通過基板部的中心并與長(zhǎng)邊平行的中心線的短邊方向的兩側(cè)。在第7觀點(diǎn)的壓電裝置中，粘接劑包含熔點(diǎn)比基板部及蓋部低的低熔點(diǎn)玻璃或聚亞胺樹脂。在第8觀點(diǎn)的壓電裝置中，壓電振動(dòng)片為具有厚度滑動(dòng)振動(dòng)模式的壓電振動(dòng)片或具有一對(duì)振動(dòng)臂的音叉型壓電振動(dòng)片。第9觀點(diǎn)的壓電裝置的制造方法，具備準(zhǔn)備壓電晶片的第1準(zhǔn)備工序，該壓電晶片包含多個(gè)壓電框架，該壓電框架包括具有一主面和另一主面的壓電振動(dòng)片和包圍壓電振動(dòng)片的周圍且支撐壓電振動(dòng)片的外框，并且在鄰接的外框之間形成從一主面貫通至另一主面的至少一對(duì)第1貫通孔；形成電極的第1電極形成工序，電極包含形成在一主面和另一主面的一對(duì)勵(lì)振電極、從一對(duì)勵(lì)振電極分別引出至一對(duì)第1貫通孔的一對(duì)引出電極及形成在第1貫通孔上與引出電極電連接的第1側(cè)面電極，準(zhǔn)備第1晶片的第2準(zhǔn)備工序，該第1晶片包含多個(gè)具有第1面及第1面的相反側(cè)的第2面的基板部，與壓電晶片接合時(shí)與一對(duì)第1 貫通孔一致并在鄰接的基板部之間至少形成有貫通基板部的一對(duì)第2貫通孔，形成第2側(cè)面電極的第2電極形成工序，該第2側(cè)面電極形成在第2貫通孔上與第1側(cè)面電極電連接， 通過粘接劑在壓電晶片的一主面上接合第1晶片的第1面的第1接合工序，在第1接合工序后，在第1及第2側(cè)槽上形成覆蓋第1側(cè)面電極及第2側(cè)面電極的連接電極的第3電極形成工序。在第10觀點(diǎn)的壓電裝置的制造方法中，在第2電極形成工序或第3電極形成工序中，在第1晶片的第2面上形成與第2側(cè)面電極電連接的一對(duì)外部電極。在第11觀點(diǎn)的壓電裝置的制造方法具備準(zhǔn)備第2晶片的第3準(zhǔn)備工序，該第2晶片包含多個(gè)接合在壓電框架的外框上的蓋部；以及在第1接合工序及第3電極形成工序后， 通過粘接劑在壓電晶片的另一主面上接合第2晶片的第2接合工序，在第2接合工序中，連接電極被粘接劑覆蓋，熔融的粘接劑流到第1及第2貫通孔內(nèi)。本發(fā)明可以得到水晶側(cè)面電極和基板側(cè)面電極不斷線而可靠地進(jìn)行連接的壓電裝置及其制造方法。


圖1是第1水晶振子100的分解立體圖。圖2 (a)是圖1的A-A剖視圖。圖2(b)、(c)及(d)為表示水晶側(cè)面電極203和基板側(cè)面電極123的斷線的圖，是圖2(a)的被虛線B所包圍的部分的放大圖。圖3是表示第1水晶振子100的制造的流程圖。圖4是表示第1實(shí)施方式的蓋部晶片IlW的俯視圖。圖5是表示第1實(shí)施方式的水晶晶片20W的俯視圖。
圖6是表示第1實(shí)施方式的基板晶片12W的俯視圖。圖7是第2實(shí)施方式的第2水晶振子200的剖視圖，對(duì)應(yīng)于圖1的A-A剖面。圖8是第3水晶振子300的分解立體圖，省略了粘接劑13。圖9是第3實(shí)施方式的水晶晶片30W的俯視圖。圖10是作為第3實(shí)施方式的變形例的第3水晶振子300’的分解立體圖，省略了粘接劑13。圖11是第3實(shí)施方式的變形例的水晶晶片30W的俯視圖。圖12是第3實(shí)施方式的變形例的基板晶片32W的俯視圖。圖13是第4水晶振子400的分解立體圖，省略了粘接劑13。圖14是第4實(shí)施方式的第水晶晶片40W的俯視圖。圖15是第5水晶振子500的分解立體圖，省略了粘接劑13。圖中11-蓋部，IlW-蓋部晶片，12、32、32，、42_ 基板部，12W-基板晶片，20、30、30，、 40、50-水晶振動(dòng)片，20W、30W、40W-水晶晶片，13、13，-粘接劑，14a、14b、:34a、:34b、44a、 44b-連接電極，100、200、300、300，、400、500-水晶振子，122a、122b、322a、322b、322a，、 322b，、422a、422b-外部電極，123a、123b、323a、323b、323a’、323b’、423a、423b_ 基板側(cè)面電極，124a、124b、324a、324b、324a’、324b’、424a、424b-基板側(cè)槽，201a,201b-勵(lì)振電極， 202a、202b、302a、302b、302a，、302b，、402a、402b、502a、502b-引出電極，203a、203b、303a、 303b、303a，、303b，、403a、403b-水晶側(cè)面電極，204a、204b、304a、304b、304a，、304b，、404a、 404b-水晶側(cè)槽。
具體實(shí)施例方式(第1實(shí)施方式)<第1水晶振子100的整體構(gòu)成>參照?qǐng)D1及圖2對(duì)第1水晶振子100的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。圖1是第1水晶振子100的分解立體圖。圖1省略了后述的連接電極14a、14b及粘接劑13而繪制。0 2(a)是圖1的A-A剖視圖；圖2(b)、(c)及(d)為表示水晶側(cè)面電極 203和基板側(cè)面電極123的斷線的圖，是圖2(a)的被虛線B所包圍的部分的放大圖。第1水晶振子100作為水晶振動(dòng)片而具有AT切割的水晶振動(dòng)片。AT切割的水晶震動(dòng)片是主面αζ面)相對(duì)于晶軸(XYZ)的Y軸，以X周圍中心從Z軸向Y軸方向傾斜了 35度15分。因此，在第1實(shí)施方式及之后的第2 第4實(shí)施方式中，以AT切割的水晶振動(dòng)片的軸方向?yàn)榛鶞?zhǔn)將Y’軸及Ζ’用作新的軸。S卩，在第1實(shí)施方式中，將第1水晶振子100 的長(zhǎng)度方向作為X軸方向，將第1水晶振子100的高度方向作為Y’軸方向，將于X及Y’軸方向垂直的方向作為Ζ’軸方向而進(jìn)行說明。如圖1所示，第1水晶振子100包括具有蓋部凹部111的矩形的蓋部11、具有基板凹部121的基板部12以及夾在蓋部11和基板部12之間的矩形的水晶框架20?；宀?2由玻璃或水晶材料形成，在其表面(+Y’側(cè)的面)上具有形成在基板凹部121的周圍的第2接合面Μ2。在基板部12的四角上形成有形成基板貫通孔BHl (參照?qǐng)D6)時(shí)在ΧΖ’平面上凹進(jìn)1/4圓弧的基板側(cè)槽124(12^、lMb)。在基板部12中，在實(shí)裝
6面(水晶振子的實(shí)裝面)的X軸方向的兩側(cè)上分別形成有一對(duì)外部電極12h、122b。另外， 在基板側(cè)槽1 上形成有基板側(cè)面電極123。基板側(cè)面電極123a、123b的一端連接在外部電極122a、122b上。在此，基板側(cè)面電極123a、123b的另一端最好延伸至基板部12的第2 接合面M2上形成連接墊片123M。連接墊片123M可靠地電連接在后述的水晶側(cè)面電極203上。水晶框架20由AT切割的水晶材料形成，接合在基板部12的第2接合面M2上，具有+Y’側(cè)的表面Me和-Y’側(cè)的背面Mi。水晶框架20由水晶振動(dòng)部21和包圍水晶振動(dòng)部 21的外框25構(gòu)成。另外，在水晶振動(dòng)部21和外框25之間形成有從表面Me貫通到背面Mi 的“U”字型間隙部23。沒有形成間隙部23的部分成為水晶振動(dòng)部21和外框25的連結(jié)部 24。水晶振動(dòng)部21的表面Me及背面Mi上分別形成有勵(lì)振電極201a、201b，在連結(jié)部M 及外框25的兩面形成有分別從勵(lì)振電極201a、201b到導(dǎo)出的引出電極20h、202b。再有， 在水晶框架20的四角上形成有形成水晶貫通孔CHl (參照?qǐng)D5)時(shí)的水晶側(cè)槽204(2(Ma、 204b)。形成在水晶框架20的背面Mi上的引出電極202b電連接在基板側(cè)面電極12 上。 另外，在水晶側(cè)槽20 上形成有水晶側(cè)面電極203a，水晶側(cè)面電極203a電連接在引出電極20 和基板側(cè)面電極123a上。在此，水晶側(cè)面電極203a最好延伸至水晶框架20的背面Mi而形成連接墊片203M。連接墊片203M與基板側(cè)面電極123a可靠地進(jìn)行電連接。第1水晶振子100還具備接合在水晶框架20的表面Me上的由玻璃或作為水晶材料的水晶構(gòu)成的蓋部11。蓋部11具有形成在蓋部凹部111的周圍的第1接合面Ml。如圖 2(a)所示，由蓋部11、水晶框架20的外框25及基板部12形成收放水晶振動(dòng)部21的空腔 CT?？涨籆T由氮?dú)馓顫M或?yàn)檎婵諣顟B(tài)。蓋部11、水晶框架20及基板部12通過例如有低熔點(diǎn)玻璃等的非導(dǎo)電性粘接劑 (以下稱為粘接劑)13進(jìn)行接合。低熔點(diǎn)玻璃包含熔點(diǎn)為350°C 400°C的包含游離鉛的釩系玻璃。釩系玻璃為加入了粘合劑及熔劑的膠狀玻璃，通過熔融后進(jìn)行硬化可以與其他部件進(jìn)行粘接。釩系玻璃的熔點(diǎn)比由水晶材料或玻璃等形成的蓋部11及基板部12的熔點(diǎn)低， 另外，該釩系玻璃進(jìn)行粘接時(shí)氣密性、耐水性及耐濕性等信賴性高。釩系玻璃可以防止空氣中的水分進(jìn)入到空腔CT內(nèi)或空腔CT內(nèi)的真空度的降低。再有，釩系玻璃通過控制玻璃構(gòu)造可以對(duì)熱膨脹系數(shù)也柔然地進(jìn)行控制，因此可以與水晶或玻璃等的熱膨脹系數(shù)吻合。如圖2所示，第1水晶振子100在基板側(cè)槽IM及水晶側(cè)槽204的外側(cè)具有連接電極14 (Ha、14b)。連接電極14a以覆蓋外部電極12 的全部或一部分、基板側(cè)面電極123a 及水晶側(cè)面電極203a的方式形成。另外連接電極14b以覆蓋外部電極122b的全部或一部分、基板側(cè)面電極12 及水晶側(cè)槽204的方式形成。由此，外部電極122a、122b通過基板側(cè)面電極123a、123b、水晶側(cè)面電極203a及引出電極2(^a、202b與勵(lì)振電極201a、201b可靠地進(jìn)行連接。例如，如圖2 (b)的虛線C所包圍的部分，存在由于制造不良而使水晶側(cè)面電極 203a在基板部12側(cè)的角部產(chǎn)生斷線的情況。另外，如圖2(c)的虛線C所包圍的部分，存在基板側(cè)面電極123a在水晶框架20側(cè)的角部產(chǎn)生斷線情況。再有如圖2(d)的虛線C所包圍的部分，存在粘接劑13進(jìn)入連接墊片123M和連接墊片203M之間的情況。此時(shí)，通過形成連接基板側(cè)面電極123a及水晶側(cè)面電極203a的連接電極14a，外部電極12 可以通過基板側(cè)面電極123a及水晶側(cè)面電極203a可靠地連接在引出電極20 上。在第1實(shí)施方式中，雖然在外部電極12h、122b的下側(cè)(-Y’側(cè))上形成有連接電極14a、14b，但是也可以不形成連接電極14a、14b。另外，在第1水晶振子100的一對(duì)外部電極122a、122b或連接電極14a、14b上外加交替電壓(正負(fù)交替的電位)。外部電極12 、基板側(cè)面電極123a、連接電極14a、水晶側(cè)面電極203a、引出電極20 及勵(lì)振電極201a成為相同的極性，外部電極122b、基板側(cè)面電極12 、連接電極14b、引出電極202b及勵(lì)振電極201b成為相同的極性。再有，在第1實(shí)施方式中作為粘接劑13而使用了低熔點(diǎn)玻璃，但是也可以用聚亞胺樹脂來代替低熔點(diǎn)玻璃。<第1水晶振子100的制造方法>圖3是表示制造第1水晶振子100的制造的流程圖。在圖3中，蓋部11的制造步驟Sll和水晶框架20的制造步驟S12和基板部12的制造步驟S13可以分別并行。另外， 圖4是表示第1實(shí)施方式的蓋部晶片IlW的俯視圖；圖5是表示第1實(shí)施方式的水晶晶片 20W的俯視圖；圖6是表示第1實(shí)施方式的基板晶片12W的俯視圖。在步驟Sll中，制造蓋部11。步驟Sll包含步驟Slll及步驟Sl 12。在步驟Slll中，如圖4所示，在厚度均勻的水晶平板的蓋部晶片IlW上形成數(shù)百、 數(shù)千個(gè)蓋部凹部111。通過蝕刻或機(jī)械加工在蓋部晶片Iiw上形成蓋部凹部111，在蓋部凹部111的周圍形成第1接合面Ml。在步驟S112中，如圖4所示，通過絲網(wǎng)印刷在蓋部晶片IlW的第1接合面Ml上形成作為粘接劑13的低熔點(diǎn)玻璃。之后，通過臨時(shí)硬化低熔點(diǎn)玻璃，在蓋部晶片IlW的第1 接合面Ml上形成低熔點(diǎn)玻璃膜。低熔點(diǎn)玻璃膜不形成在對(duì)應(yīng)于水晶貫通孔CHl (水晶側(cè)槽 204)的部位113上。在步驟S12中，制造水晶框架20。步驟S12包含步驟S121及步驟S122。在步驟S121中，如圖5所示，在均勻的水晶晶片20W上通過蝕刻形成多個(gè)水晶框架20的外形。即，形成水晶振動(dòng)部21、外框25及間隙部23。同時(shí)，在各水晶框架20的四角上形成貫通水晶晶片20W的圓形的水晶貫通孔CH1。水晶貫通孔CHl分割成4個(gè)就成為 1個(gè)水晶側(cè)槽204(參照?qǐng)D1)。在步驟S122中，首先通過噴鍍或真空蒸鍍?cè)谒Ь?0W的兩面及水晶貫通孔 CHl上形成金屬層。然后，在金屬層的全面均勻地涂布光致抗蝕劑。之后，使用曝光裝置 (未圖示)將繪制在光掩膜上的勵(lì)振電極201a、201b、引出電極20h、202b及水晶側(cè)面電極 203a的圖案曝光在水晶晶片20W上。其次，對(duì)從光致抗蝕劑露出的金屬層進(jìn)行蝕刻。由此， 在水晶晶片20W的兩面形成勵(lì)振電極201a、201b及引出電極2(^a、202b，在水晶貫通孔CHl 上形成水晶側(cè)面電極203參照?qǐng)D1及圖2)。在步驟S13中，制造基板部12。步驟S13包含步驟S131 S133。在步驟S131中，如圖6所示，在均勻厚度的水晶平板的基板晶片12W上形成數(shù)百、 數(shù)千個(gè)基板凹部121。在基板晶片12W上通過蝕刻或機(jī)械加工形成基板凹部121，在基板凹部121的周圍形成第2接合面M2。同時(shí)，各基板部12的四角上形成貫通基板晶片12W的圓形的基板貫通孔BHl。基板貫通孔BHl分割成4個(gè)就成為1個(gè)基板側(cè)槽124(參照?qǐng)D1)。在步驟S132中，根據(jù)步驟S122中說明的噴鍍及蝕刻方法，如圖6所示，在基板部12的實(shí)裝面上形成一對(duì)外部電極12h、122b。同時(shí)，在基板貫通孔BHl上形成基板側(cè)面電極123(參照?qǐng)D1及圖2)。在步驟S133中，通過絲網(wǎng)印刷在基板晶片12W的第2接合面M2上形成作為粘接劑13的低熔點(diǎn)玻璃。之后，通過臨時(shí)硬化低熔點(diǎn)玻璃，在基板晶片12W的第2接合面M2上形成低熔點(diǎn)玻璃。在步驟S14中，加熱粘接劑13并加壓水晶晶片20W和基板晶片12W。然后通過粘接劑13接合水晶鏡片20W和基板晶片12W。在步驟S15中，形成覆蓋外部電極12加、122b、基板側(cè)面電極123及水晶側(cè)面電極 203的一對(duì)連接電極14a、14b。詳細(xì)地說明，將接合的水晶晶片20W和基板晶片12W以水晶晶片20W朝下的方式放置在工作臺(tái)(未圖示)上。之后，在對(duì)應(yīng)外部電極12h、122b的區(qū)域及對(duì)應(yīng)基板貫通孔BHl的區(qū)域上形成開口的掩膜(未圖示)配置于基板晶片12W的實(shí)裝面一側(cè)。然后，通過噴鍍或真空蒸鍍，形成連接電極14a、14b。由此，可靠地電連接在步驟 S132中形成的基板側(cè)面電極123和在步驟S122中形成的水晶側(cè)面電極203。在步驟S16中，加熱粘接劑13加壓蓋部晶片IlW和水晶晶片20W。然后通過粘接劑13將蓋部晶片IlW粘接在水晶晶片20W的表面Me上。在步驟S17中，將接合的蓋部晶片11W、水晶晶片20W和基板晶片12W切割成單體。 在切割工序中，通過使用激光的切割裝置或使用切割用刀片的切割裝置，沿著如圖4 圖6 所示的點(diǎn)劃線的劃線SL以第1水晶振子100為單位進(jìn)行單體化。由此，制造數(shù)百至數(shù)千個(gè)第1水晶振子100。在圖3所示的第1水晶振子100的制造方法中，接合前將粘接劑13形成在蓋部晶片IlW和基板晶片12W，但也可以形成在水晶晶片20W的兩面。另外，例如作為粘接劑13而使用聚亞胺樹脂的情況可以使用絲網(wǎng)印刷，若使用感光性的聚亞胺樹脂還可以曝光后在接合面M上形成13。(第2實(shí)施方式)<第2水晶振子200的整體構(gòu)成>圖7是第2實(shí)施方式的第2水晶振子200的剖視圖，對(duì)應(yīng)于圖1的A-A剖面。在此，對(duì)與第1實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素附上相同的符號(hào)進(jìn)行說明。如圖7所示，第2水晶振子200具有與第1實(shí)施方式的第1水晶振子100大致相同的結(jié)構(gòu)。但是接合第2實(shí)施方式的蓋部11和水晶框架20的粘接劑13覆蓋連接電極14a、 14b。以下，將覆蓋了連接電極14a、14b的粘接劑13稱為粘接劑13’而進(jìn)行說明。如圖3的步驟Sl 12所示，通過絲網(wǎng)印刷在蓋部晶片IlW的第1接合面Ml上形成粘接劑13。在圖4中粘接劑13不形成在對(duì)應(yīng)于水晶貫通孔CHl (水晶側(cè)槽204)的部位113 上，但是在第2實(shí)施方式中在整個(gè)第1接合面Ml上形成粘接劑13。并且，粘接劑13形成得比第1實(shí)施方式厚。如圖3的步驟S16所示，加熱粘接劑13加壓蓋部晶片IlW和水晶晶片20W時(shí)，熔融的粘接劑13由自重下垂而流到水晶側(cè)槽204和基板側(cè)槽IM上。然后，覆蓋了連接電極 14a、14b的粘接劑13’被冷卻至室溫而被硬化。由于粘接劑13 ’覆蓋并保護(hù)連接電極14a、14b，還可以防止外部電極122a、122b和勵(lì)振電極201a、201b產(chǎn)生斷線。另外，由于形成有粘接劑13’因此提高了耐沖擊性。
(第3實(shí)施方式)<第3水晶振子300的整體構(gòu)成>圖8是第3水晶振子300的分解立體圖，省略粘接劑13而繪制。在此，對(duì)與第1 實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素附上相同的符號(hào)進(jìn)行說明。如圖8所示，第3水晶振子300包括蓋部11、具有基板凹部121的矩形的基板部 32及夾在蓋部11和基板部32之間的矩形的水晶框架30。水晶框架30在其四角上形成向XZ’平面的Z’軸方向延伸的矩形的水晶側(cè)槽304， 該水晶側(cè)槽304是在形成水晶貫通孔CH3(參照?qǐng)D9)時(shí)形成。這是因?yàn)槔梦g刻液對(duì)水晶晶體進(jìn)行蝕刻時(shí)，蝕刻速度根據(jù)晶體方位具有較大的差異。即，水晶晶體具有在X軸方向不容易被蝕刻的性質(zhì)，因此在形成水晶側(cè)槽304時(shí)，最好沿著與X軸方向垂直的Z’軸方向進(jìn)行蝕刻。再有，水晶側(cè)槽304在XZ’平面上沿V軸方向延伸。因此，形成在外框35上的引出電極30 和水晶側(cè)面電極303a可以在較寬的連接寬度接觸可以更可靠地進(jìn)行電連接。在第3實(shí)施方式中，基板部32由水晶形成。另外，在基板部32的四角上形成對(duì)應(yīng)于水晶框架30的水晶側(cè)槽304的在)(Z’平面上向Z’軸方向延伸的矩形的側(cè)槽324，該側(cè)槽 324是在形成基板貫通孔(未圖示)是形成。在此，基板側(cè)槽324向XZ’平面的V軸方向延伸，因此外部電極32h、322b和基板側(cè)面電極323a、32 可以在較寬的連接寬度上接觸可以更可靠地進(jìn)行電連接。另外，由于基板側(cè)槽3M為四角形狀，因此比圓形更能確保鍍金寬度可以保障電極的導(dǎo)通。另外，第3水晶振子300形成覆蓋基板側(cè)槽324的基板側(cè)面電極323及水晶側(cè)槽 304的水晶側(cè)面電極303的連接電極34。在此，連接電極34與基板側(cè)面電極323a和水晶側(cè)面電極303a連接，連接電極34b與基板側(cè)面電極32 和水晶側(cè)面電極30 (引出電極 302b)連接。由此，外部電極32加、32沘可靠地電連接在勵(lì)振電極201a、201b上。在此，雖然連接電極34僅覆蓋了基板側(cè)面電極323及水晶側(cè)面電極303，但是也可以覆蓋外部電極32h、322b的整體或一部分。再有，第3水晶振子300也可以如第2實(shí)施方式的說明以接合了蓋部11和水晶框架30的粘接劑13覆蓋連接電極34。根據(jù)這種構(gòu)成，由于粘接劑13’ (參照?qǐng)D2)覆蓋保護(hù)連接電極34，因此可以提高耐沖擊性?！吹?水晶振子300的制造方法〉第3水晶振子300的制造方法與第1實(shí)施方式的圖3的流程圖相同。但是水晶晶片30W及基板晶片(未圖示)的貫通孔的形狀不同。圖9是第3實(shí)施方式的水晶晶片30W 的俯視圖。如圖9所示，在各水晶框架30的四角上形成貫通水晶晶片30W的矩形的水晶貫通孔CH3，該水晶貫通孔CH3的矩形的長(zhǎng)邊位于V軸方向上。將水晶貫通孔CH3分成4個(gè)就成為1個(gè)水晶側(cè)槽304(參照?qǐng)D8)。雖然未對(duì)基板晶片進(jìn)行說明，在基板晶片的各基板部32的四角上也形成與水晶晶片30W對(duì)應(yīng)的貫通基板晶片的矩形的基板貫通孔(未圖示)?；遑炌追指畛?個(gè)就成為1個(gè)基板側(cè)槽324(參照?qǐng)D8)。(第3實(shí)施方式的變形例)
<第3水晶振子300’的整體構(gòu)成>圖10是作為第3實(shí)施方式的變形例的第3水晶振子300’的分解立體圖，省略了粘接劑13。在此，對(duì)與第3實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素附上相同的符號(hào)進(jìn)行說明。如圖10所示，第3水晶振子300’具有蓋部11、基板部32’及夾在蓋部11和基板部32’之間的水晶框架30，。水晶框架30’在X軸的兩邊形成沿XZ’平面的V軸方向延伸的矩形的水晶側(cè)槽 30 ，、304b，，該水晶側(cè)槽304a，、304b，是在形成水晶貫通孔Cha、CHb (參照?qǐng)D11)時(shí)形成。在此，水晶側(cè)槽30 '、304b，配置在通過水晶框架30，的中心且向X軸方向延伸的中心線的Z’軸方向的兩側(cè)。另外，水晶側(cè)槽304a’、304b’的Z’軸方向的長(zhǎng)度大致為0.4mm。在基板部32，的X軸方向的兩側(cè)上形成與水晶框架30，的水晶側(cè)槽304a，、304b， 對(duì)應(yīng)的基板側(cè)槽32 ，、324b，，該基板側(cè)槽32 ，、324b，是在形成基板貫通孔BHa、BHb (參照?qǐng)D12)時(shí)形成，并且是在XZ’平面上向Z’軸方向上延伸的矩形。在此，基板側(cè)槽32 ’、 324b’配置在通過基板部32’的中心且向X軸方向延伸的中心線的V軸方向的兩側(cè)。第3水晶振子300，形成覆蓋基板側(cè)槽32 ，、324b，的基板側(cè)面電極323a，、32北， 和水晶側(cè)槽3(Ma，、304b，的水晶側(cè)面電極303a，、30 ，的連接電極34a、34b。在此，連接電極3 連接基板側(cè)面電極323a’和水晶側(cè)面電極303a’，連接電極34b連接基板側(cè)面電極324b，和水晶側(cè)面電極30北，(引出電極302b，)。由此，外部電極32加，、322b，通過引出電極30 '、302b，可靠地電連接在勵(lì)振電極201a、201b上。另外，由于基板側(cè)槽32 ，、 324b’為四角形狀，因此比起圓形可以確保鍍金寬度可以確保電極的導(dǎo)通。在此，雖然連接電極34a，、34b，覆蓋基板側(cè)面電極323a，、323b，及水晶側(cè)面電極 303a，、303b，而形成，但是也可以覆蓋外部電極32 '、322b，的全部或一部分。<第3水晶振子300，的制造方法>第3水晶振子300’的制造方法與第1實(shí)施方式的圖3的流程圖相同。但是，水晶景片30W及基板晶片32W的貫通孔的形狀不同。圖11是第3實(shí)施方式的變形例的水晶晶片30W的俯視圖；圖12是第3實(shí)施方式的變形例的基板晶片32W的俯視圖。如圖11及圖12所示，水晶貫通孔CHa及基板貫通孔BHa形成在水晶框架30，或基板部32’的+X軸方向的+Z，一側(cè)，水晶貫通孔CHb及基板貫通孔BHb形成在水晶框架30， 或基板部32’的-X軸方向的-V 一側(cè)。另外，彼此相鄰的水晶貫通孔CHa、CHb及彼此相鄰的基板貫通孔BHa、BHb在X軸方向上分離而形成。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，圖3中的步驟S17的劃線SLl僅通過水晶貫通孔CHa及基板貫通孔BHa，劃線SL2僅通過水晶貫通孔CHb及基板貫通孔BHb。由此，形成如圖10所示的第3 水晶振子300，。(第4實(shí)施方式)<第4水晶振子400的整體構(gòu)成>參照?qǐng)D13，對(duì)第4水晶振子400的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。圖13是第4水晶振子400 的分解立體圖，省略了粘接劑13。在此，與第1實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素附上相同的符號(hào)進(jìn)行說明。如圖13所示，第4水晶振子400包括蓋部11、具有基板凹部121的基板部42及夾在蓋部11和基板部42之間的矩形的水晶框架40。
水晶框架40由兩面形成勵(lì)振電極201a、201b的水晶振動(dòng)部41和包圍水晶振動(dòng)部 41的外框45構(gòu)成。另外，在水晶振動(dòng)部41和外框45之間具有從水晶振動(dòng)部41向X軸方向的兩側(cè)分別延伸而與連接外框45連結(jié)的一對(duì)連結(jié)部46a、46b。因此，在水晶振動(dòng)部41和外框45之間形成兩個(gè)“L”字型的間隙部43a、43b。在配置于水晶框架40的X軸方向沿Z， 軸方向延伸的兩邊形成水晶側(cè)槽4(Ma、404b，該水晶側(cè)槽4(Ma、404b是在形成圓角長(zhǎng)方形的水晶貫通孔CH4(參照?qǐng)D14)時(shí)形成。在水晶側(cè)槽404上形成有水晶側(cè)面電極403。另外，在連結(jié)部46a及外框45的表面Me形成從勵(lì)振電極201a引出并連接于水晶側(cè)槽40 的水晶側(cè)面電極403a的引出電極40加，在連結(jié)部46b及外框45的背面Mi形成從勵(lì)振電極201b引出并連接于后述的基板側(cè)槽424b的基板側(cè)面電極42 的引出電極 402b (水晶側(cè)面電極)?；宀?2在實(shí)裝面的X軸方向的兩側(cè)上分別形成一對(duì)外部電極42h、422b。對(duì)應(yīng)于水晶框架40的水晶側(cè)槽4(Ma、404b形成有基板側(cè)槽42 、似4b，該基板側(cè)槽42 、似4b 是在X軸方向的兩邊上形成圓角長(zhǎng)方形的基板貫通孔(未圖示)時(shí)形成。另外，在基板側(cè)槽42 上形成有一端與外部電極42 連接另一端與水晶框架40的水晶側(cè)槽40 連接的基板側(cè)面電極423a。在基板側(cè)槽424b上形成有一端與外部電極422b連接另一端與水晶框架40的引出電極402b連接的基板側(cè)面電極42 。由此，勵(lì)振電極201a、201b通過引出電極4(^a、402b、水晶側(cè)面電極403a、基板側(cè)面電極423a、42!3b分別連接在形成于第4水晶振子400的實(shí)裝面上的外部電極42h、422b上。另外，第4水晶振子400形成有覆蓋基板側(cè)槽424的基板側(cè)面電極423及水晶側(cè)槽404的水晶側(cè)面電極403的連接電極44。在此，連接電極4 連接基板側(cè)面電極423a和水晶側(cè)面電極403a，連接電極44b連接基板側(cè)面電極42 和引出電極402b (水晶側(cè)面電極 403b)。由此，外部電極42加、42沘可以可靠地與勵(lì)振電極201a、201b進(jìn)行電連接。再有，第4水晶振子400也可以如第2實(shí)施方式的說明使接合了蓋部11和水晶框架40的粘接劑13覆蓋連接電極44。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，粘接劑13’ (參照?qǐng)D2)可以保護(hù)連接電極44?！吹?水晶振子400的制造方法>第4水晶振子400的制造方法與第1實(shí)施方式的圖3的流程圖形同。但是，水晶晶片40W及基板晶片(未圖示)的貫通孔的形狀不同。圖14是第4實(shí)施方式的第水晶晶片40W的俯視圖。如圖14所示，在各水晶框架40的X軸方向的兩側(cè)上形成貫通水晶晶片40W的圓角長(zhǎng)方形的水晶貫通孔CH4。水晶貫通孔CH4分割一半就成為1個(gè)水晶側(cè)槽404(參照?qǐng)D 13)。雖然未對(duì)基板晶片進(jìn)行說明，但是基板晶片也對(duì)應(yīng)于圖14所示的水晶鏡片40W 在各基板部42的X軸方向的兩側(cè)上形成貫通基板晶片的圓角長(zhǎng)方形的基板貫通孔(未圖示)?；遑炌追指畛梢话刖统蔀?個(gè)基板側(cè)槽424(參照?qǐng)D13)。(第5實(shí)施方式)〈第5水晶振子500的整體構(gòu)成>參照?qǐng)D15，對(duì)第5水晶振子500的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。圖15是第5水晶振子500的分解立體圖，省略了粘接劑13而繪制。由于圖15所示的第5水晶振子500具有音叉型的水晶振動(dòng)片60，因此其坐標(biāo)與第1 第4實(shí)施方式的AT切割的坐標(biāo)系不同。即，在圖15 中使用與第1 第4實(shí)施方式相同的X軸，以振動(dòng)臂52延伸的方向作為Y軸方向，以與X 軸方向及Y軸方向垂直的高度方向作為Z軸方向。另外，與第1實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素附上相同的符號(hào)進(jìn)行說明。如圖15所示，第5水晶振子500具有蓋部11、基板部12及夾在蓋部11和基板部 12之間的水晶框架50。水晶框架50具有形成在其中央?yún)^(qū)域的音叉型的水晶振動(dòng)片60 ；形成在該水晶振動(dòng)片60的外側(cè)的外框55 ；以及連結(jié)音叉型的水晶振動(dòng)片60和外框55的一對(duì)支撐臂54。 規(guī)定音叉型的水晶振動(dòng)片60的外形的間隙部53通過濕刻而形成。音叉型的水晶振動(dòng)片60 與外框55及一對(duì)支撐臂M相同的厚度形成。另外，音叉型的水晶振動(dòng)片60具有形成在-Y側(cè)并且從Z軸方向觀察大致呈矩形形狀的基部51 ；以及從基部51的一邊沿著+Y軸方向延伸的一對(duì)振動(dòng)臂52。一對(duì)振動(dòng)臂52 的剖面大致為矩形形狀，在表面、背面及兩側(cè)面形成勵(lì)振電極501a、501b。但是，在圖15中僅繪制了音叉型的水晶振動(dòng)片60的表面及一個(gè)側(cè)面。在一對(duì)振動(dòng)臂52的表面及背面還可以形成向Y軸方向延伸的槽部57。若形成該槽部57，則會(huì)使產(chǎn)生于振動(dòng)臂52上的電場(chǎng)變大，抑制CI (晶體阻抗)值的上升。再有，也可以在振動(dòng)臂52的+Y側(cè)的前端分別形成錘部 56。錘部56是用于使音叉型的水晶振動(dòng)片60的一對(duì)振動(dòng)臂52容易振動(dòng)的錘，并且為了頻率調(diào)整而設(shè)置。音叉型的水晶振動(dòng)片60是例如在32. 768kHz振動(dòng)的振動(dòng)片，是極小型的振動(dòng)片。另外，從一對(duì)支撐臂M經(jīng)過外框55在水晶框架50的表面Me及背面Mi形成有引出電極50加、502b。引出電極50 從+X側(cè)引出至外框55上，引出電極502b從-X側(cè)引出至外框55上。再有，引出電極5(^a、502b分別與形成在一對(duì)振動(dòng)臂52上的勵(lì)振電極501a、 501b電連接。再有，在第5實(shí)施方式中，由于引出電極50h、502b形成在水晶框架50的兩面，因此在水晶側(cè)槽2(Ma、204b上分別形成有水晶側(cè)面電極503a、503b。其他構(gòu)成與第1實(shí)施方式相同，所以省略其說明?！吹?水晶振子500的制造方法>第5水晶振子500的制造方法與第1實(shí)施方式的圖3的流程圖相同。但是，在制造水晶框架的步驟S12中形成音叉型的水晶振動(dòng)片。在產(chǎn)業(yè)利用上，以上雖然對(duì)本發(fā)明最優(yōu)的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)范圍內(nèi)，本發(fā)明可以在其技術(shù)范圍內(nèi)對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行各種變更、變形而實(shí)施。 例如，本發(fā)明還適用于將裝入了振蕩電路的IC等收放在空腔內(nèi)的水晶振蕩器。另外，除了水晶之外，還可以使用鉭酸鋰、鈮酸鋰等的壓電材料。另外，在本發(fā)明中蓋部晶片、水晶晶片和基板晶片是通過低熔點(diǎn)玻璃、聚亞胺樹脂等的非導(dǎo)電性粘接劑進(jìn)行接合，但是也可以通過陽極接合或共晶金屬等進(jìn)行接合。
1權(quán)利要求
1.一種壓電裝置，其特征在于，包括具有利用電壓的外加而振動(dòng)的壓電振動(dòng)片、包圍所述壓電振動(dòng)片而與所述壓電振動(dòng)片一體地形成并包含一主面和另一主面的外框以及形成在所述外框的外周的緣部的一對(duì)第1側(cè)槽的壓電框架；具有第1面、其第1面的相反側(cè)的第2面及形成在外周的緣部的一對(duì)第2側(cè)槽，并且所述第1面通過非導(dǎo)電性粘接劑粘接在所述外框的所述一主面上的基板部上；以及通過所述非導(dǎo)電性粘接劑接合在所述外框的所述另一主面上并與所述基板部一起密封所述壓電振動(dòng)片的蓋部，所述壓電框架具有形成在所述壓電振動(dòng)片的所述一主面及所述另一主面上的一對(duì)勵(lì)振電極；從所述一主面?zhèn)鹊膭?lì)振電極引出至所述第1側(cè)槽上的所述一主面的第1引出電極及從所述另一主面的勵(lì)振電極引出至所述所述第1側(cè)槽上的所述另一主面的第2引出電極；與所述第2引出電極電連接并形成在所述第1側(cè)槽上的第1側(cè)面電極，所述基板部具有分別連接在所述第1側(cè)面電極或所述第1引出電極上并形成在所述一對(duì)第2側(cè)槽上的一對(duì)第2側(cè)面電極，在所述第1及第2側(cè)槽上形成有電連接所述第1側(cè)面電極或第1引出電極和第2側(cè)面電極的一對(duì)連接電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其特征在于，在所述第1及第2側(cè)槽上形成覆蓋所述連接電極的所述非導(dǎo)電性粘接劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電裝置，其特征在于，從所述一主面向所述另一主面的方向觀察，所述外框的外周及所述基板部的外周為四角形，所述第1及第2側(cè)槽形成在所述四角形的角部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電裝置，其特征在于，從所述一主面向所述另一主面的方向觀察，所述外框的外周及所述基板部的外周為四角形，所述第1及第2側(cè)槽形成在所述四角形的邊上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電裝置，其特征在于，所述壓電振動(dòng)片為具有厚度滑動(dòng)振動(dòng)模式的壓電振動(dòng)片，所述外框的外周及所述基板部的外周是具有較長(zhǎng)的長(zhǎng)邊和比其長(zhǎng)邊短的短邊的四角形，所述第1及第2側(cè)槽沿著所述短邊形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電裝置，其特征在于，一對(duì)所述第1側(cè)槽形成在通過所述壓電振動(dòng)片的中心并與所述長(zhǎng)邊平行的中心線的所述短邊方向的兩側(cè)，一對(duì)所述第2側(cè)槽形成在通過所述基板部的中心并與所述長(zhǎng)邊平行的中心線的所述短邊方向的兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的任意一項(xiàng)所述的壓電裝置，其特征在于，所述粘接劑包含熔點(diǎn)比所述基板部及所述蓋部低的低熔點(diǎn)玻璃或聚亞胺樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的壓電裝置，其特征在于，所述壓電振動(dòng)片為具有厚度滑動(dòng)振動(dòng)模式的壓電振動(dòng)片或具有一對(duì)振動(dòng)臂的音叉型壓電振動(dòng)片。
9.一種壓電裝置的制造方法，具備準(zhǔn)備壓電晶片的第1準(zhǔn)備工序，該壓電晶片包含多個(gè)壓電框架，該壓電框架包括具有一主面和另一主面的壓電振動(dòng)片和包圍所述壓電振動(dòng)片的周圍且支撐所述壓電振動(dòng)片的外框，并且在鄰接的所述外框之間形成從所述一主面貫通至所述另一主面的至少一對(duì)第1 貫通孔；形成電極的第1電極形成工序，所述電極包含形成在所述一主面和所述另一主面的一對(duì)勵(lì)振電極、從所述一對(duì)勵(lì)振電極分別引出至所述一對(duì)第1貫通孔的一對(duì)引出電極及形成在所述第1貫通孔上與所述引出電極電連接的第1側(cè)面電極，準(zhǔn)備第1晶片的第2準(zhǔn)備工序，該第1晶片包含多個(gè)具有第1面及第1面的相反側(cè)的第2面的基板部，與所述壓電晶片接合時(shí)與所述一對(duì)第1貫通孔一致并在鄰接的所述基板部之間至少形成有貫通所述基板部的一對(duì)第2貫通孔，形成第2側(cè)面電極的第2電極形成工序，該第2側(cè)面電極形成在所述第2貫通孔上與所述第1側(cè)面電極電連接，通過粘接劑在所述壓電晶片的所述一主面上接合所述第1晶片的所述第1面的第1接合工序，在所述第1接合工序后，在所述第1及第2側(cè)槽上形成覆蓋所述第1側(cè)面電極及所述第2側(cè)面電極的連接電極的第3電極形成工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電裝置的制造方法，其特征在于，在所述第2電極形成工序或第3電極形成工序中，在所述第1晶片的所述第2面上形成與第2側(cè)面電極電連接的一對(duì)外部電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的壓電裝置的制造方法，其特征在于，具備準(zhǔn)備第2晶片的第3準(zhǔn)備工序，該第2晶片包含多個(gè)接合在所述壓電框架的所述外框上的蓋部；以及在所述第1接合工序及所述第3電極形成工序后，通過所述粘接劑在所述壓電晶片的所述另一主面上接合所述第2晶片的第2接合工序，在所述第2接合工序中，所述連接電極被所述粘接劑覆蓋，熔融的所述粘接劑流到所述第1及第2貫通孔內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓電裝置及其制造方法，以提供水晶側(cè)面電極和基板側(cè)面電極不斷線而可靠地進(jìn)行電連接的壓電裝置及其方法為目的。壓電裝置(100)具備具有壓電振動(dòng)片(21)和外框(25)且形成有第1側(cè)槽(204)的壓電框架(20)；通過粘接劑(13)與外框接合且形成有第2側(cè)槽(124)的基板部(12)；以及蓋部(11)。壓電框架具有第2引出電極和形成在第1側(cè)槽上的第1側(cè)面電極?；宀烤哂行纬稍诘?側(cè)槽上的第2側(cè)面電極和外部電極。在第1及第2側(cè)槽上形成有電連接第1側(cè)面電極或第1引出電極和第2側(cè)面電極的一對(duì)連接電極(14)。
文檔編號(hào)H03H3/02GK102377409SQ20111020641
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月7日
發(fā)明者水澤周一, 高橋岳寬 申請(qǐng)人:日本電波工業(yè)株式會(huì)社