JP2000223995A - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
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- JP2000223995A JP2000223995A JP11023088A JP2308899A JP2000223995A JP 2000223995 A JP2000223995 A JP 2000223995A JP 11023088 A JP11023088 A JP 11023088A JP 2308899 A JP2308899 A JP 2308899A JP 2000223995 A JP2000223995 A JP 2000223995A
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- piezoelectric vibrator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蓋体の厚さを薄くでき、小型化を図ることの
できる圧電振動子を提供する。 【解決の手段】 圧電振動片１１とその基端部に一体的
に接続されて当該圧電振動片１１の周囲を囲む枠状部１
５とを有する圧電振動板１２と、該圧電振動板１２の両
面側に接合され且つ前記圧電振動片１１に対応する部分
に該圧電振動片１１をその振動を妨げることなく気密封
止する凹部１３を有する一対の蓋体１４とを具備する圧
電振動子１０において、前記蓋体１４の凹部１３を構成
する各面の境界２１を曲面形状とし、蓋体１４の機械的
強度を高める。
できる圧電振動子を提供する。 【解決の手段】 圧電振動片１１とその基端部に一体的
に接続されて当該圧電振動片１１の周囲を囲む枠状部１
５とを有する圧電振動板１２と、該圧電振動板１２の両
面側に接合され且つ前記圧電振動片１１に対応する部分
に該圧電振動片１１をその振動を妨げることなく気密封
止する凹部１３を有する一対の蓋体１４とを具備する圧
電振動子１０において、前記蓋体１４の凹部１３を構成
する各面の境界２１を曲面形状とし、蓋体１４の機械的
強度を高める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話及び携帯
情報端末等に用いられる圧電振動子に関し、特に、圧電
振動子を基板実装する際に生じる応力に対応して、圧電
振動子の機械的強度を増加させる技術に関するものであ
る。
情報端末等に用いられる圧電振動子に関し、特に、圧電
振動子を基板実装する際に生じる応力に対応して、圧電
振動子の機械的強度を増加させる技術に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の水晶振動子の構造としては、例え
ば、図６（ａ）に示すように、容器５１内の凹部５２に
設けられた段差部５３に圧電振動片５４の一端部を固定
し、その容器５１の上部に蓋体５５を接合することによ
り、圧電振動片５４を容器５１の凹部５２内に気密封止
したものが知られている。また、例えば、図６（ｂ）に
示すように、水晶振動片６１と枠６２とが一体的に形成
された水晶振動板６３の上下面に、水晶振動片６１の振
動を妨げない程度の空間を画成する凹部６４を有する一
対の蓋体６５を接合した構造とし、薄型化を図った水晶
振動子が知られている。
ば、図６（ａ）に示すように、容器５１内の凹部５２に
設けられた段差部５３に圧電振動片５４の一端部を固定
し、その容器５１の上部に蓋体５５を接合することによ
り、圧電振動片５４を容器５１の凹部５２内に気密封止
したものが知られている。また、例えば、図６（ｂ）に
示すように、水晶振動片６１と枠６２とが一体的に形成
された水晶振動板６３の上下面に、水晶振動片６１の振
動を妨げない程度の空間を画成する凹部６４を有する一
対の蓋体６５を接合した構造とし、薄型化を図った水晶
振動子が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構造では、蓋体６５の凹部６４は平面で構成されている
ため、外からの力に対して各平面の境界部に応力が集中
してしまう。このため、例えば、実装時にかかる機械的
圧力で蓋体６５に割れや亀裂が生じたり、また、真空封
止した場合に、蓋体６５の外平面が湾曲する等の不都合
が生じるという問題がある。
構造では、蓋体６５の凹部６４は平面で構成されている
ため、外からの力に対して各平面の境界部に応力が集中
してしまう。このため、例えば、実装時にかかる機械的
圧力で蓋体６５に割れや亀裂が生じたり、また、真空封
止した場合に、蓋体６５の外平面が湾曲する等の不都合
が生じるという問題がある。
【０００４】これらの問題は、蓋体６５の厚みを薄くす
ると顕著となるため、蓋体６５の厚さを所望の薄さとす
るのが難しく、これに伴い圧電振動子を保持する容器の
寸法も大きくなってしまうという問題がある。本発明
は、このような事情に鑑み、蓋体の厚さを薄くでき、小
型化を図ることのできる圧電振動子を提供することを課
題とする。
ると顕著となるため、蓋体６５の厚さを所望の薄さとす
るのが難しく、これに伴い圧電振動子を保持する容器の
寸法も大きくなってしまうという問題がある。本発明
は、このような事情に鑑み、蓋体の厚さを薄くでき、小
型化を図ることのできる圧電振動子を提供することを課
題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第１の態様は、圧電振動片とその基端部に一体的に
接続されて当該圧電振動片の周囲を囲む枠状部とを有す
る圧電振動板と、該圧電振動板の両面側に接合され且つ
前記圧電振動片に対応する部分に該圧電振動片をその振
動を妨げることなく気密封止する凹部を有する一対の蓋
体とを具備する圧電振動子において、前記蓋体の凹部を
構成する各面の境界が曲面形状となっていることを特徴
とする圧電振動子にある。
明の第１の態様は、圧電振動片とその基端部に一体的に
接続されて当該圧電振動片の周囲を囲む枠状部とを有す
る圧電振動板と、該圧電振動板の両面側に接合され且つ
前記圧電振動片に対応する部分に該圧電振動片をその振
動を妨げることなく気密封止する凹部を有する一対の蓋
体とを具備する圧電振動子において、前記蓋体の凹部を
構成する各面の境界が曲面形状となっていることを特徴
とする圧電振動子にある。
【０００６】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記凹部の底面と側面との境界が略Ｒ形状となって
いることを特徴とする圧電振動子にある。本発明の第３
の態様は、第１又は２の態様において、前記凹部の側面
同士の境界略Ｒ形状となっていることを特徴とする圧電
振動子にある。かかる本発明では、蓋体の機械的強度が
増加し、圧電振動子を薄型化することができる。
て、前記凹部の底面と側面との境界が略Ｒ形状となって
いることを特徴とする圧電振動子にある。本発明の第３
の態様は、第１又は２の態様において、前記凹部の側面
同士の境界略Ｒ形状となっていることを特徴とする圧電
振動子にある。かかる本発明では、蓋体の機械的強度が
増加し、圧電振動子を薄型化することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る圧電
振動子の分解斜視図であり、図２は、その断面図であ
る。本実施形態の圧電振動子は、例えば、水晶（ＳｉＯ
2）からなる音叉型の水晶振動片１１を有する水晶振動
子１０であり、図示するように、水晶振動片１１を有す
る水晶振動板１２と、この水晶振動板１２の両面に接合
されて水晶振動片１１を振動可能な状態で気密封止する
一対の蓋体１４とを具備する。
細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る圧電
振動子の分解斜視図であり、図２は、その断面図であ
る。本実施形態の圧電振動子は、例えば、水晶（ＳｉＯ
2）からなる音叉型の水晶振動片１１を有する水晶振動
子１０であり、図示するように、水晶振動片１１を有す
る水晶振動板１２と、この水晶振動板１２の両面に接合
されて水晶振動片１１を振動可能な状態で気密封止する
一対の蓋体１４とを具備する。
【０００８】本実施形態の水晶振動板１２は、音叉型の
水晶振動片１１と、その基端部と一体的に接続され水晶
振動片１１の周囲を囲む枠状部１５とを有する。一対の
蓋体１４は、例えば、ソーダライムガラス等で形成さ
れ、それぞれ、水晶振動片１１に対応する領域に水晶振
動片１１の振動を妨げない程度の空間を画成する凹部１
３を有する。また、本実施形態では、この凹部１３を構
成する各面の境界部２１を曲面形状、例えば、略Ｒ形状
として、蓋体１４の機械的強度の向上を図っている。
水晶振動片１１と、その基端部と一体的に接続され水晶
振動片１１の周囲を囲む枠状部１５とを有する。一対の
蓋体１４は、例えば、ソーダライムガラス等で形成さ
れ、それぞれ、水晶振動片１１に対応する領域に水晶振
動片１１の振動を妨げない程度の空間を画成する凹部１
３を有する。また、本実施形態では、この凹部１３を構
成する各面の境界部２１を曲面形状、例えば、略Ｒ形状
として、蓋体１４の機械的強度の向上を図っている。
【０００９】このような凹部１３の形成方法は、特に限
定されないが、例えば、本実施形態では、図３（ａ）に
示すように、蓋体１４の一方面側に、所定形状のマスク
３０を設ける。このマスク３０は、蓋体１４の水晶振動
板１２との接合面側の水晶振動片１１に対応する部分に
開口３１を有し、且つこの開口３１の隅部３１ａが所定
の大きさの略Ｒ形状となっている。そして、図３（ｂ）
に示すように、このマスク３０上から、例えば、エッチ
ングによって凹部１３を形成する。
定されないが、例えば、本実施形態では、図３（ａ）に
示すように、蓋体１４の一方面側に、所定形状のマスク
３０を設ける。このマスク３０は、蓋体１４の水晶振動
板１２との接合面側の水晶振動片１１に対応する部分に
開口３１を有し、且つこの開口３１の隅部３１ａが所定
の大きさの略Ｒ形状となっている。そして、図３（ｂ）
に示すように、このマスク３０上から、例えば、エッチ
ングによって凹部１３を形成する。
【００１０】このようにエッチングによって凹部１３を
形成することにより、凹部１３の底面１３ａと側面１３
ｂとの境界部２１ａは、完全に除去されず略Ｒ形状とな
る。また、その際、開口３１の隅部３１ａが略Ｒ形状を
有するマスク３０を用いているため、側面１３ａ同士の
境界部２１ｂも、マスク３０の形状に沿って略Ｒ形状と
なる。なお、このように、境界部２１ａ，２１ｂが略Ｒ
形状を有する凹部１３は、サンドブラストによっても形
成できる。
形成することにより、凹部１３の底面１３ａと側面１３
ｂとの境界部２１ａは、完全に除去されず略Ｒ形状とな
る。また、その際、開口３１の隅部３１ａが略Ｒ形状を
有するマスク３０を用いているため、側面１３ａ同士の
境界部２１ｂも、マスク３０の形状に沿って略Ｒ形状と
なる。なお、このように、境界部２１ａ，２１ｂが略Ｒ
形状を有する凹部１３は、サンドブラストによっても形
成できる。
【００１１】また、このような蓋体１４が接合される水
晶振動板１２には、図２に示すように、水晶振動片１１
を振動させるためにその表裏両面及び側面に励振電極膜
１６が形成されると共に、枠状部１２に対応する領域に
励振電極膜１６と同一材料からなり、蓋体１４との実際
の接合部となる接合膜１７が設けられている。そして、
この接合膜１７と蓋体１４とを、詳しくは後述するが、
いわゆる陽極接合によって接合することにより、水晶振
動板１２と蓋体１４とが接合される。
晶振動板１２には、図２に示すように、水晶振動片１１
を振動させるためにその表裏両面及び側面に励振電極膜
１６が形成されると共に、枠状部１２に対応する領域に
励振電極膜１６と同一材料からなり、蓋体１４との実際
の接合部となる接合膜１７が設けられている。そして、
この接合膜１７と蓋体１４とを、詳しくは後述するが、
いわゆる陽極接合によって接合することにより、水晶振
動板１２と蓋体１４とが接合される。
【００１２】励振電極膜１６は、水晶振動板１２の端部
まで延設されて接合膜１７と接続されている。本実施形
態では、励振電極膜１６の一方の極である電極１６ａ
は、端子接続用接合膜１７ａを介してリード電極１８ａ
に接続され、また、他方の極となる電極１６ｂは、水晶
振動片１１の側面上に設けられた電極を介して端子接続
用接合膜１７ｂまで延設され、リード電極１８ｂに接続
される。
まで延設されて接合膜１７と接続されている。本実施形
態では、励振電極膜１６の一方の極である電極１６ａ
は、端子接続用接合膜１７ａを介してリード電極１８ａ
に接続され、また、他方の極となる電極１６ｂは、水晶
振動片１１の側面上に設けられた電極を介して端子接続
用接合膜１７ｂまで延設され、リード電極１８ｂに接続
される。
【００１３】なお、水晶振動板１２の両面の接合膜１７
の少なくとも一部は、両面においてそれぞれ凹部１３を
取り囲むように形成されており、接合後は凹部１３が気
密に封止されるようになっている。上述のように、本実
施形態では、蓋体１４の凹部１３を構成する各面の境界
部分２１を曲面形状とするようにしたので、蓋体１４の
機械的強度が高められる。したがって、実装時にかかる
機械的圧力で蓋体１４に割れや亀裂が生じたり、真空封
止をした場合に蓋体１４の外平面が湾曲する等の不都合
を防止でき、蓋体１４の厚みを薄くすることができる。
すなわち、圧電振動子１０の小型化を図ることができ
る。
の少なくとも一部は、両面においてそれぞれ凹部１３を
取り囲むように形成されており、接合後は凹部１３が気
密に封止されるようになっている。上述のように、本実
施形態では、蓋体１４の凹部１３を構成する各面の境界
部分２１を曲面形状とするようにしたので、蓋体１４の
機械的強度が高められる。したがって、実装時にかかる
機械的圧力で蓋体１４に割れや亀裂が生じたり、真空封
止をした場合に蓋体１４の外平面が湾曲する等の不都合
を防止でき、蓋体１４の厚みを薄くすることができる。
すなわち、圧電振動子１０の小型化を図ることができ
る。
【００１４】ここで、このような水晶振動子の製造工程
について説明する。なお、図４は、本実施形態に係る圧
電振動子の製造工程を示す斜視図である。まず、図４
（ａ）に示すように、水晶振動板１２となる水晶ウェハ
をエッチングして、実際の駆動部である水晶振動片１１
と、その周囲を囲む枠状部１５とを形成する。
について説明する。なお、図４は、本実施形態に係る圧
電振動子の製造工程を示す斜視図である。まず、図４
（ａ）に示すように、水晶振動板１２となる水晶ウェハ
をエッチングして、実際の駆動部である水晶振動片１１
と、その周囲を囲む枠状部１５とを形成する。
【００１５】次いで、図４（ｂ）に示すように、水晶振
動板１２の両側表面に、それぞれ略全面に亘って金属膜
２０をスパッタリング等によって成膜する。この金属膜
２０は、水晶振動片１１を振動させるための励振電極膜
１６及び蓋体１４との実際の接合部となる接合膜１７を
構成する膜であり、その材質は特に限定されないが、例
えば、アルミニウム合金等を用いることが好ましい。
動板１２の両側表面に、それぞれ略全面に亘って金属膜
２０をスパッタリング等によって成膜する。この金属膜
２０は、水晶振動片１１を振動させるための励振電極膜
１６及び蓋体１４との実際の接合部となる接合膜１７を
構成する膜であり、その材質は特に限定されないが、例
えば、アルミニウム合金等を用いることが好ましい。
【００１６】次に、図４（ｃ）に示すように、金属膜２
０をパターニングして、励振電極膜１６及びその周囲の
枠状部１５に対応する部分に全周に亘って接合膜１７を
形成する。次いで、図５に示すように、不活性ガス中、
又は真空中で水晶振動子１０の両面側に、接合膜１７を
介してそれぞれ蓋体１４を陽極接合によって接合し、一
対の蓋体１４の凹部１３内に水晶振動片１１を気密封止
する。このとき、各部材をガラスの軟化点よりも低い温
度、例えば、１００℃〜２００℃に加熱すると共に、水
晶振動板１２の各面の接合膜１７と蓋体１４とに、接合
膜１７側が陽極となるように直流電源３０によってそれ
ぞれ１〜５ｋＶの直流電圧を印加することが好ましい。
例えば、本実施形態では、各部材を約１２０℃に加熱す
ると共に約３．５ｋＶの直流電圧を印加した。
０をパターニングして、励振電極膜１６及びその周囲の
枠状部１５に対応する部分に全周に亘って接合膜１７を
形成する。次いで、図５に示すように、不活性ガス中、
又は真空中で水晶振動子１０の両面側に、接合膜１７を
介してそれぞれ蓋体１４を陽極接合によって接合し、一
対の蓋体１４の凹部１３内に水晶振動片１１を気密封止
する。このとき、各部材をガラスの軟化点よりも低い温
度、例えば、１００℃〜２００℃に加熱すると共に、水
晶振動板１２の各面の接合膜１７と蓋体１４とに、接合
膜１７側が陽極となるように直流電源３０によってそれ
ぞれ１〜５ｋＶの直流電圧を印加することが好ましい。
例えば、本実施形態では、各部材を約１２０℃に加熱す
ると共に約３．５ｋＶの直流電圧を印加した。
【００１７】このように、上述のような条件で接合膜１
７を介して水晶振動板１２と蓋体１４とを陽極接合する
ことにより、接合膜１７と蓋体１４とが良好に接合され
る。すなわち、水晶振動板１２と蓋体１４とが、接合膜
１７を介して良好に接合され、割れ等が発生することが
ない。ここで、水晶振動板１２の材質である水晶の熱膨
張率は、１３．７ｐｐｍ／℃であり、蓋体１４として使
用したソーダライムガラスの熱膨張率は、８．５ｐｐｍ
／℃である。すなわち、これらの熱膨張率の差は、５．
２ｐｐｍ／℃と比較的大きいものであり、これらを従来
から知られている条件で陽極接合するのは難しい。しか
しながら、本実施形態のように、接合温度を約１００〜
１５０℃と低温として且つ約３〜５ｋＶと比較的高い直
流電圧を印加して陽極接合することにより、熱膨張率の
影響を極めて少なく抑えられ、熱膨張率の差が比較的大
きい部材同士であっても良好に接合することができる。
７を介して水晶振動板１２と蓋体１４とを陽極接合する
ことにより、接合膜１７と蓋体１４とが良好に接合され
る。すなわち、水晶振動板１２と蓋体１４とが、接合膜
１７を介して良好に接合され、割れ等が発生することが
ない。ここで、水晶振動板１２の材質である水晶の熱膨
張率は、１３．７ｐｐｍ／℃であり、蓋体１４として使
用したソーダライムガラスの熱膨張率は、８．５ｐｐｍ
／℃である。すなわち、これらの熱膨張率の差は、５．
２ｐｐｍ／℃と比較的大きいものであり、これらを従来
から知られている条件で陽極接合するのは難しい。しか
しながら、本実施形態のように、接合温度を約１００〜
１５０℃と低温として且つ約３〜５ｋＶと比較的高い直
流電圧を印加して陽極接合することにより、熱膨張率の
影響を極めて少なく抑えられ、熱膨張率の差が比較的大
きい部材同士であっても良好に接合することができる。
【００１８】なお、実際には、複数の水晶振動片１１等
が形成された水晶ウェハと、これらの水晶振動片１１に
対応して複数の凹部１３が形成されて複数の蓋体１４と
なる蓋体形成基板とを接合した後、所定の位置で切断す
ることにより個別の水晶振動子となる。このように、上
述のような条件で接合膜１７を介して水晶振動板１２と
蓋体１４とを陽極接合することにより、接合膜１７と蓋
体１４とが良好に接合される。すなわち、水晶振動板１
２と蓋体１４とが、接合膜１７を介して良好に接合さ
れ、割れ等が発生することがない。
が形成された水晶ウェハと、これらの水晶振動片１１に
対応して複数の凹部１３が形成されて複数の蓋体１４と
なる蓋体形成基板とを接合した後、所定の位置で切断す
ることにより個別の水晶振動子となる。このように、上
述のような条件で接合膜１７を介して水晶振動板１２と
蓋体１４とを陽極接合することにより、接合膜１７と蓋
体１４とが良好に接合される。すなわち、水晶振動板１
２と蓋体１４とが、接合膜１７を介して良好に接合さ
れ、割れ等が発生することがない。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、圧電振
動片を振動可能に気密封止する蓋体の凹部を構成する各
面の境界部分を曲面形状とするようにした。これによ
り、蓋体の機械的強度が高められ、実装時にかかる機械
的圧力で蓋体に割れや亀裂が生じたり、真空封止した場
合に蓋体の外平面が湾曲する等の不都合を防止できる。
したがって、蓋体の厚みを薄くでき、これに伴い容器の
薄型化が可能となるという効果を奏する。
動片を振動可能に気密封止する蓋体の凹部を構成する各
面の境界部分を曲面形状とするようにした。これによ
り、蓋体の機械的強度が高められ、実装時にかかる機械
的圧力で蓋体に割れや亀裂が生じたり、真空封止した場
合に蓋体の外平面が湾曲する等の不都合を防止できる。
したがって、蓋体の厚みを薄くでき、これに伴い容器の
薄型化が可能となるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施形態に係る水晶振動子の分解斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る水晶振動子の断面図
である。
である。
【図３】本発明の一実施形態に係る蓋体の製造工程を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図４】本発明に係る圧電振動子の製造工程を示す断面
図である。
図である。
【図５】本発明の圧電振動子の製造工程を示す概略図で
ある。
ある。
【図６】従来技術に係る圧電振動子の例を示す断面図で
ある。
ある。
１０ 水晶振動子 １１ 水晶振動片 １２ 水晶振動板 １３ 凹部 １４ 蓋体 １５ 枠状部 １６ 励振電極膜 １７ 接合膜 １７ａ，１７ｂ 端子接続用接合膜 １８ リード電極
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電振動片とその基端部に一体的に接続
されて当該圧電振動片の周囲を囲む枠状部とを有する圧
電振動板と、該圧電振動板の両面側に接合され且つ前記
圧電振動片に対応する部分に該圧電振動片をその振動を
妨げることなく気密封止する凹部を有する一対の蓋体と
を具備する圧電振動子において、 前記蓋体の凹部を構成する各面の境界が曲面形状となっ
ていることを特徴とする圧電振動子。 - 【請求項２】 請求項１において、前記凹部の底面と側
面との境界が略Ｒ形状となっていることを特徴とする圧
電振動子。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、前記凹部の側
面同士の境界が略Ｒ形状となっていることを特徴とする
圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023088A JP2000223995A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023088A JP2000223995A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223995A true JP2000223995A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12100684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11023088A Pending JP2000223995A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000223995A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006229295A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Kyocera Kinseki Corp | 振動子パッケージ |
| JP2007049748A (ja) * | 2003-08-19 | 2007-02-22 | Seiko Epson Corp | 音叉型圧電振動片および音叉型圧電振動片の実装方法 |
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