JP2026056830A - Tuning fork type piezoelectric vibration device - Google Patents

Tuning fork type piezoelectric vibration device

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JP2026056830A JP2024163465A JP2024163465A JP2026056830A JP 2026056830 A JP2026056830 A JP 2026056830A JP 2024163465 A JP2024163465 A JP 2024163465A JP 2024163465 A JP2024163465 A JP 2024163465A JP 2026056830 A JP2026056830 A JP 2026056830A
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裕基 岡前
得夫 藤田
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Daishinku Corp
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Abstract

【課題】音叉型圧電振動片とパッケージの内壁面との接触防止および短絡防止を両立した音叉型圧電振動デバイスを提供する。
【解決手段】
パッケージ3の段部32のY方向(第1方向)における幅の大きさL1が、収容部31の第1方向における長さL2の15%以下の範囲であって、音叉型圧電振動片2の接合部材7a,7bの第1方向における中心線Qが、搭載パッド6a,6bの第1方向における中心線Pから、第1方向において15%以内の範囲に収まるように設けられており、搭載パッド6a,6bの第1方向における端面が、平面視で音叉型圧電振動片2の基部20と重畳していない音叉型圧電発振器1とした。
【選択図】図1

[Problem] To provide a tuning fork type piezoelectric vibration device that simultaneously prevents contact between the tuning fork type piezoelectric vibrator and the inner wall surface of the package, and prevents short circuits.
[Solution]
The tuning fork piezoelectric oscillator 1 is configured such that the width L1 of the stepped portion 32 of the package 3 in the Y direction (first direction) is within 15% of the length L2 of the housing portion 31 in the first direction, the centerlines Q of the joining members 7a and 7b of the tuning fork piezoelectric vibrator 2 in the first direction are within 15% of the centerlines P of the mounting pads 6a and 6b in the first direction, and the end faces of the mounting pads 6a and 6b in the first direction do not overlap with the base portion 20 of the tuning fork piezoelectric vibrator 2 in a plan view.
[Selection Diagram] Figure 1

Description

本発明は、一対の振動腕が屈曲振動モードで振動する音叉型圧電振動片を搭載した音叉型圧電振動デバイスに関する。 This invention relates to a tuning fork type piezoelectric vibration device equipped with a tuning fork type piezoelectric vibrator in which a pair of vibrating arms vibrate in a flexing vibration mode.

圧電振動デバイスの中でも、音叉型圧電振動片を搭載した音叉型圧電振動デバイスは、時計等の基準信号の周波数発生源として従来から広く使用されている。 Among piezoelectric vibration devices, tuning fork-type piezoelectric vibration devices equipped with a tuning fork-type piezoelectric vibrator have been widely used as frequency sources for reference signals in clocks and other devices.

このような音叉型圧電振動片として、接合部(本発明における保持部)を平面視略L字状とした音叉型圧電振動片が開示されている(特許文献1参照)。 As such a tuning fork-type piezoelectric vibrator, a tuning fork-type piezoelectric vibrator with a joint (holding portion in this invention) that is approximately L-shaped in plan view has been disclosed (see Patent Document 1).

国際公開WO2023/048014International release WO2023/048014

しかし、特許文献1に記載されているような、平面視略L字状の保持部を有する音叉型圧電振動片では、保持部を有さない音叉型圧電振動片と比較すると長手方向に長い形状となるため、パッケージへの搭載時に振動腕の先端と、パッケージの内壁面とが接触するおそれがあった。一方で、振動腕とパッケージの内壁面とが接触しないように、音叉型圧電振動片の搭載位置を調整しようとすると、図6に示すように、音叉型圧電振動片200の基部201とパッケージの搭載パッド600とが平面視で重畳することとなり、搭載時の音叉型圧電振動片200の厚み方向の傾きによっては、基部201に設けられた異極の配線パターン202,203と搭載パッド600とが接触して短絡するおそれがあった。 However, in the case of a tuning fork-type piezoelectric vibrator having a roughly L-shaped holding portion in plan view, as described in Patent Document 1, the shape is longer in the longitudinal direction compared to a tuning fork-type piezoelectric vibrator without a holding portion. Therefore, there was a risk that the tip of the vibrating arm would come into contact with the inner wall surface of the package during mounting. On the other hand, if the mounting position of the tuning fork-type piezoelectric vibrator was adjusted to prevent contact between the vibrating arm and the inner wall surface of the package, as shown in Figure 6, the base 201 of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 200 and the mounting pad 600 of the package would overlap in plan view. Depending on the inclination of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 200 in the thickness direction during mounting, there was a risk that the opposite polarity wiring patterns 202 and 203 provided on the base 201 would come into contact with the mounting pad 600, causing a short circuit.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、音叉型圧電振動片とパッケージの内壁面との接触防止および短絡防止を両立した音叉型圧電振動デバイスを提供することを目的とする。 This invention has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to provide a tuning fork type piezoelectric vibration device that achieves both prevention of contact between the tuning fork type piezoelectric vibrator and the inner wall surface of the package, and prevention of short circuits.

本発明は、音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動片をその内部の収容部に収容するパッケージとを備えた音叉型圧電振動デバイスであって、前記音叉型圧電振動片は、基部と、前記基部の一端側から第1方向に伸びる一対の振動腕部と、前記基部の他端側から前記振動腕部の伸長方向と逆方向に伸び、前記第1方向と直交する第2方向の少なくとも一方に突出する保持部と、少なくとも前記基部に互いに異極となる2つの金属配線パターンとを備え、前記保持部は、前記第2方向に離間した複数の位置において前記パッケージと接合部材を介して接合されている接合部を有し、前記パッケージは、前記音叉型圧電振動片と接合される振動片搭載パッドと、前記振動片搭載パッドを上面に有する段部とを前記収容部に有し、前記振動片搭載パッドの前記収容部の長辺方向における幅が、前記収容部の長辺方向における長さの15%以下の範囲であって、前記接合部の前記第1方向における中心線が、前記振動片搭載パッドの前記収容部の長辺方向における中心線から、前記第1方向において15%以内の範囲に収まるように設けられており、前記振動片搭載パッドの前記収容部の長辺方向における端面が、平面視で前記基部と重畳していない音叉型圧電振動デバイスであることを特徴としている。 The present invention relates to a tuning fork type piezoelectric vibrator device comprising a tuning fork type piezoelectric vibrator and a package that houses the tuning fork type piezoelectric vibrator in an internal housing, wherein the tuning fork type piezoelectric vibrator comprises a base, a pair of vibrating arms extending in a first direction from one end of the base, a holding portion extending from the other end of the base in the opposite direction to the extension direction of the vibrating arms and protruding in at least one of a second direction perpendicular to the first direction, and at least the base comprises two metal wiring patterns that are opposite in polarity to each other, the holding portion has joints that are joined to the package via a joining member at a plurality of positions spaced apart in the second direction, and the package is The device is characterized by having a vibration element mounting pad joined to the tuning fork-type piezoelectric vibration element, and a stepped portion having the vibration element mounting pad on its upper surface, wherein the width of the vibration element mounting pad in the long-side direction of the housing is within 15% of the length of the housing in the long-side direction, the center line of the joining portion in the first direction is positioned within 15% of the center line of the vibration element mounting pad in the long-side direction of the housing, and the end face of the vibration element mounting pad in the long-side direction of the housing does not overlap with the base portion in a plan view.

すなわち、本発明の音叉型圧電振動デバイスは、パッケージの振動片搭載パッドの前記収容部の長辺方向における幅が、収容部の長辺方向における長さの15%以下の範囲であって、接合部の第1方向における中心線が、振動片搭載パッドの幅における中心線から、第1方向において15%以内の範囲に収まるように設けられており、振動片搭載パッドの前記収容部の長辺方向における端面が、平面視で基部と重畳していない構成である。このような構成により、振動腕部の先端とパッケージの内壁面との接触を防止しながら、短絡も防止することができる。すなわち、振動片搭載パッドの幅を従来よりも小さくすることに加え、その振動片搭載パッドの幅方向における中心付近に音叉型圧電振動片を搭載することで、振動腕部の先端とパッケージの内壁面との間隔を十分に確保することができる。さらに、パッケージの段部の第1方向における幅を従来よりも小さくすることで、音叉型圧電振動片の搭載時に、振動片搭載パッドと基部とが重畳することがなく、音叉型圧電振動片の基部に設けられた異極の配線パターンと、振動片搭載パッドの金属膜とが接触してショート(短絡)することを防止できる。なお、パッケージの段部の第1方向における幅が、収容部の第1方向における長さの15%を超えると、音叉型圧電振動片の搭載位置によっては、音叉型圧電振動片の振動腕部の先端がパッケージの内壁面と接触するおそれがある。また、たとえパッケージの段部の第1方向における幅が、収容部の第1方向における長さの15%以下の範囲であっても、接合部の第1方向における中心が、段部の第1方向における中心から、第1方向において15%以内の範囲から外れると、音叉型圧電振動片の振動腕部の先端がパッケージの内壁面と接触したり、振動片搭載パッドと基部とが重畳するおそれがある。 In other words, the tuning fork type piezoelectric vibration device of the present invention is configured such that the width of the housing portion of the vibrating piece mounting pad of the package is within 15% of the length of the housing portion in the long side direction, the center line of the joint portion in the first direction is within 15% of the center line of the width of the vibrating piece mounting pad in the first direction, and the end face of the housing portion of the vibrating piece mounting pad in the long side direction does not overlap with the base portion in a plan view. With this configuration, it is possible to prevent contact between the tip of the vibrating arm and the inner wall surface of the package, while also preventing short circuits. That is, in addition to making the width of the vibrating piece mounting pad smaller than conventional devices, by mounting the tuning fork type piezoelectric vibrating piece near the center in the width direction of the vibrating piece mounting pad, it is possible to secure sufficient distance between the tip of the vibrating arm and the inner wall surface of the package. Furthermore, by reducing the width of the stepped portion of the package in the first direction compared to conventional designs, the mounting pad and base of the tuning fork-type piezoelectric vibrator do not overlap when the vibrator is mounted. This prevents short circuits caused by contact between the opposite-polarity wiring pattern on the base of the tuning fork-type piezoelectric vibrator and the metal film on the mounting pad. However, if the width of the stepped portion of the package in the first direction exceeds 15% of the length of the housing portion in the first direction, depending on the mounting position of the tuning fork-type piezoelectric vibrator, the tip of the vibrating arm of the tuning fork-type piezoelectric vibrator may come into contact with the inner wall surface of the package. Also, even if the width of the stepped portion of the package in the first direction is within 15% of the length of the housing portion in the first direction, if the center of the joint in the first direction falls outside a range of 15% or less from the center of the stepped portion in the first direction, the tip of the vibrating arm of the tuning fork-type piezoelectric vibrator may come into contact with the inner wall surface of the package, or the mounting pad and base may overlap.

また、2つの振動片搭載パッドは、収容部の短辺方向においてお互いが近づくにつれてその厚みが漸次減少する曲面を有する上凸形状であって、接合部は、振動片搭載パッドにおいて曲面に配置されている構成であってもよい。このような構成であれば、音叉型圧電振動片を搭載する際に、音叉型圧電振動片が収容部の短辺方向にずれることを防止できる。 Furthermore, the two vibrating element mounting pads may have an upward-convex shape with a curved surface whose thickness gradually decreases as they approach each other in the short-side direction of the housing, and the joint may be positioned on the curved surface of the vibrating element mounting pad. Such a configuration prevents the tuning fork-type piezoelectric vibrating element from shifting in the short-side direction of the housing when it is mounted.

また、振動片搭載パッドは、接合部が配置されている位置よりも厚みが大きい領域において、異極となる2つの金属配線パターンの一方のみと重畳する構成であってもよい。このような構成であれば、振動片搭載パッドと保持部に設けられた異極の金属配線パターンとが接触してショートすることを防止できる。 Furthermore, the vibrating element mounting pad may be configured to overlap with only one of the two opposite-polarity metal wiring patterns in a region where its thickness is greater than the location of the joint. Such a configuration prevents short circuits caused by contact between the vibrating element mounting pad and the opposite-polarity metal wiring patterns provided in the holding portion.

また、接合部材は、金属からなるバンプによって形成されている構成であってもよい。このような構成であれば、導電性接着剤を用いた場合に比べて接合強度を十分に高くすることができる。 Furthermore, the joining member may be formed by bumps made of metal. With such a configuration, the joining strength can be significantly higher compared to when a conductive adhesive is used.

本発明によれば、音叉型圧電振動片とパッケージの内壁面との接触防止および短絡防止を両立した音叉型圧電振動デバイスを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a tuning fork-type piezoelectric vibration device that achieves both prevention of contact between the tuning fork-type piezoelectric vibrator and the inner wall surface of the package, and prevention of short circuits.

第1の実施形態にかかる音叉型圧電発振器の蓋を外した状態における上面図。A top view of the tuning fork type piezoelectric oscillator according to the first embodiment, with the cover removed. 第1の実施形態にかかる音叉型圧電発振器の内部側面模式図。A schematic internal side view of a tuning fork type piezoelectric oscillator according to the first embodiment. 第1の実施形態にかかる音叉型圧電振動片の上面図。A top view of a tuning fork-type piezoelectric vibrator according to the first embodiment. 図1における基部および保持部付近の拡大図。Enlarged view of the base and retaining area in Figure 1. 図4における接合部の中心線で切断した断面図。A cross-sectional view taken at the center line of the joint in Figure 4. 従来技術における基部および保持部付近の拡大図。Enlarged view of the base and retaining area in the conventional technology.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本明細書では、音叉型圧電振動デバイスが、音叉型圧電振動片およびICを有する音叉型圧電発振器である場合として説明する。また、各図面および本明細書に記載のX軸方向(X方向)は、水晶結晶軸のX軸方向と同一方向としており、Y軸方向(Y方向)は、水晶結晶軸のY軸方向(あるいはY軸から数度傾斜したY´方向)と同一方向としており、Z軸方向(Z方向)は、水晶結晶軸のZ軸方向(あるいはZ軸から数度傾斜したZ´方向)と同一方向としている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In this specification, the tuning fork type piezoelectric vibration device is described as a tuning fork type piezoelectric oscillator having a tuning fork type piezoelectric vibrator and an IC. Furthermore, the X-axis direction (X direction) described in each drawing and this specification is the same direction as the X-axis direction of the quartz crystal axis, the Y-axis direction (Y direction) is the same direction as the Y-axis direction of the quartz crystal axis (or the Y' direction tilted a few degrees from the Y axis), and the Z-axis direction (Z direction) is the same direction as the Z-axis direction of the quartz crystal axis (or the Z' direction tilted a few degrees from the Z axis).

<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態にかかる音叉型圧電発振器1の上面図であり、図2は、第1の実施形態にかかる音叉型圧電発振器1の内部側面模式図であり、図3は、第1の実施形態にかかる音叉型圧電振動片2の上面図であり、図4は、図1における基部および保持部付近の拡大図であり、図5は、図4における接合部の中心線で切断した断面図である。
なお、本明細書では、図1における奥行き方向を音叉型圧電発振器1の底面側とし、手前方向を音叉型圧電発振器1の上面側として、底面、上面を記載する。また、図4および図5においては、パッケージ3を省略している。
<First Embodiment>
Figure 1 is a top view of the tuning fork type piezoelectric oscillator 1 according to the first embodiment, Figure 2 is a schematic internal side view of the tuning fork type piezoelectric oscillator 1 according to the first embodiment, Figure 3 is a top view of the tuning fork type piezoelectric vibrating piece 2 according to the first embodiment, Figure 4 is an enlarged view of the base and the vicinity of the holding part in Figure 1, and Figure 5 is a cross-sectional view taken along the center line of the joint in Figure 4.
In this specification, the depth direction in Figure 1 is considered the bottom side of the tuning fork type piezoelectric oscillator 1, and the front direction is considered the top side of the tuning fork type piezoelectric oscillator 1, and the bottom and top surfaces are described accordingly. Also, in Figures 4 and 5, the package 3 is omitted.

本実施形態における音叉型圧電発振器1(以下、圧電発振器1)は、Y方向を長辺方向とする略矩形の収容部31を有するパッケージ3と、収容部31に収容される音叉型圧電振動片2およびIC5と、パッケージ3の上面に接合されて収容部31を気密封止する蓋4とを備える。すなわち、圧電発振器1において、音叉型圧電振動片2とIC5は、同一空間(収容部31)に収容されている。なお、本実施形態では、音叉型圧電振動片2の長手方向(第1方向)が、収容部31の長辺方向と略平行となるように配置されている。すなわち、音叉型圧電振動片2の長手方向は、Y方向であり、収容部31の長辺方向は、第1方向である。 The tuning fork type piezoelectric oscillator 1 (hereinafter referred to as piezoelectric oscillator 1) in this embodiment comprises a package 3 having a substantially rectangular housing section 31 with the Y direction as the longer side, a tuning fork type piezoelectric vibrator 2 and an IC 5 housed in the housing section 31, and a lid 4 joined to the upper surface of the package 3 to hermetically seal the housing section 31. That is, in the piezoelectric oscillator 1, the tuning fork type piezoelectric vibrator 2 and the IC 5 are housed in the same space (housing section 31). In this embodiment, the longitudinal direction (first direction) of the tuning fork type piezoelectric vibrator 2 is arranged to be substantially parallel to the long side direction of the housing section 31. That is, the longitudinal direction of the tuning fork type piezoelectric vibrator 2 is the Y direction, and the long side direction of the housing section 31 is the first direction.

パッケージ3は、アルミナ等のセラミックを主体とした絶縁材料から成る箱状体であり、例えば、3枚のセラミックグリーンシートを積層して一体焼成された下層部3a、中層部3b、上層部3cによって成形されている。本実施形態においては、下層部3a、中層部3b、上層部3cの内、最も底部に配置された下層部3aの上に、矩形枠状の中層部3bが積層され、中層部3bの上にさらに矩形枠状の上層部3cが積層されている。したがって、パッケージ3は、下層部3aの上面を底面とし、中層部3bおよび上層部3cを枠状の堤部30とする平面視で矩形状の収容部31を有している。また、中層部3bは、収容部31に向かって張り出しており、その一部は音叉型圧電振動片2が搭載される段部32を構成している。 Package 3 is a box-shaped body made of an insulating material mainly composed of ceramics such as alumina. For example, it is formed by laminating and firing three ceramic green sheets to create a lower layer 3a, a middle layer 3b, and an upper layer 3c. In this embodiment, the rectangular frame-shaped middle layer 3b is laminated on top of the lower layer 3a, which is located at the very bottom, and the rectangular frame-shaped upper layer 3c is further laminated on top of the middle layer 3b. Therefore, package 3 has a rectangular housing section 31 in plan view, with the top surface of the lower layer 3a as the bottom surface and the middle layer 3b and upper layer 3c forming a frame-shaped ridge 30. Furthermore, the middle layer 3b protrudes toward the housing section 31, and a portion of it constitutes a stepped section 32 on which the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 is mounted.

また、パッケージ3は、外底面(下層部3aの堤部30が設けられていない側の主面)に金属膜からなる外部端子8を有する。本実施形態においては、外部端子8が、略矩形状を有するパッケージ3の外底面において各角部に1つずつ、計4つ設けられている。すなわち、図示している2つの外部端子8の他に、図示しない2つの外部端子が設けられている。なお、パッケージ3の底面に設けられる外部端子8の数は特に限定されず、パッケージ3の大きさ、圧電発振器1を搭載する外部基板の端子数、または圧電発振器1の用途等によって適宜の数とすることができる。 Furthermore, package 3 has external terminals 8 made of a metal film on its outer bottom surface (the main surface on the side of the lower layer 3a where the ridge portion 30 is not provided). In this embodiment, a total of four external terminals 8 are provided, one at each corner of the roughly rectangular outer bottom surface of package 3. That is, in addition to the two external terminals 8 shown in the figure, two external terminals not shown are also provided. The number of external terminals 8 provided on the bottom surface of package 3 is not particularly limited and can be set to an appropriate number depending on the size of package 3, the number of terminals on the external substrate on which the piezoelectric oscillator 1 is mounted, or the application of the piezoelectric oscillator 1.

さらに、パッケージ3は、収容部31の底面(下層部3aの上面)にIC5を搭載するためのIC搭載パッド34を有する。IC搭載パッド34は、IC5に設けられている対応した外部実装端子(図示せず)と接合材51を介して導電接合されている。したがって、パッケージ3は、収容部31の一部として、底面(下層部3aの上面)および中層部3bの内側面によって形成されたIC収容部31aを有する。IC搭載パッド34は、例えば、タングステンメタライズ層の上面にメッキ等の手法を用いてニッケル、金の順に積層することによって形成することができる。なお前記メタライズ層として、タングステンの代わりにモリブデンを用いてもよい。接合材51は、例えば金の金属バンプとすることができる。このような場合、IC5は、バンプ接合によってパッケージ3に搭載することができる。なお、収容部31の底面に設けられているIC搭載パッド34の数は特に限定されず、搭載するIC5の外部実装端子の数によって適宜の数とすることができる。 Furthermore, the package 3 has an IC mounting pad 34 on the bottom surface of the housing section 31 (the upper surface of the lower layer 3a) for mounting the IC 5. The IC mounting pad 34 is electrically bonded to corresponding external mounting terminals (not shown) provided on the IC 5 via a bonding material 51. Therefore, the package 3 has an IC housing section 31a as part of the housing section 31, formed by the bottom surface (the upper surface of the lower layer 3a) and the inner surface of the middle layer 3b. The IC mounting pad 34 can be formed, for example, by laminating nickel and gold in that order on the upper surface of a tungsten metallized layer using a method such as plating. Molybdenum may be used instead of tungsten as the metallized layer. The bonding material 51 can be, for example, a gold metal bump. In this case, the IC 5 can be mounted on the package 3 by bump bonding. The number of IC mounting pads 34 provided on the bottom surface of the housing section 31 is not particularly limited and can be set to an appropriate number depending on the number of external mounting terminals of the IC 5 to be mounted.

なお、本実施形態において、パッケージ3はセラミックで形成されている構成としたが、この構成に限定されない。例えば、パッケージ3が、水晶またはガラスで形成されていてもよい。 In this embodiment, the package 3 is made of ceramic, but the configuration is not limited to this. For example, the package 3 may be made of quartz or glass.

また、段部32のY方向(第1方向)における幅の大きさL1は、収容部31のY方向における大きさL2の15%以下に形成されている。また、段部32のY方向における幅の大きさL1は、後述する音叉型圧電振動片2の保持部23のY方向における幅の大きさ以上とすることが好ましい。 Furthermore, the width L1 of the stepped portion 32 in the Y direction (first direction) is formed to be 15% or less of the width L2 of the housing portion 31 in the Y direction. It is also preferable that the width L1 of the stepped portion 32 in the Y direction be greater than or equal to the width of the holding portion 23 of the tuning fork-type piezoelectric vibrating piece 2, which will be described later.

また、段部32は、上面に音叉型圧電振動片2と導電接合される第1搭載パッド6aと第2搭載パッド6bとを備えている。第1搭載パッド6aと第2搭載パッド6bとは、互いに隙間を空けた状態で並列して形成されている。また、第1搭載パッド6aおよび第2搭載パッド6bは、その平面視中央付近を頂点として周辺に向かって徐々に厚みが薄くなる(漸次減少する)上凸形状を有している。したがって、第1搭載パッド6aおよび第2搭載パッド6bは、収容部31の短辺方向(第2方向)において、お互いが近づくにつれて厚みが小さくなるような曲面を有する上凸形状に形成されている。第1搭載パッド6aおよび第2搭載パッド6bは、互いに異極となっており、図示しない内部配線およびビアを介してパッケージ3の外底面に設けられた複数の外部端子8と電気的に接続されている。なお、本実施形態における第1搭載パッド6aおよび第2搭載パッド6bは、段部32のY方向(第1方向)の縁端32aいっぱいまで形成されている。 Furthermore, the stepped portion 32 is equipped with a first mounting pad 6a and a second mounting pad 6b, which are electrically bonded to the tuning fork-shaped piezoelectric vibrating piece 2 on their upper surfaces. The first mounting pad 6a and the second mounting pad 6b are formed in parallel with a gap between them. The first mounting pad 6a and the second mounting pad 6b have an upward-convex shape, with the apex near the center in a plan view, and the thickness gradually decreasing towards the periphery. Therefore, the first mounting pad 6a and the second mounting pad 6b are formed with an upward-convex shape having a curved surface such that their thickness decreases as they approach each other in the short-side direction (second direction) of the housing portion 31. The first mounting pad 6a and the second mounting pad 6b are opposite poles and are electrically connected to a plurality of external terminals 8 provided on the outer bottom surface of the package 3 via internal wiring and vias (not shown). In this embodiment, the first mounting pad 6a and the second mounting pad 6b are formed to the full edge 32a in the Y direction (first direction) of the stepped portion 32.

本実施形態における第1搭載パッド6a、第2搭載パッド6b、および各外部端子は、例えば、タングステンメタライズ層の上面にメッキ等の手法を用いてニッケル、金の順に積層することによって形成することができる。なお前記メタライズ層として、タングステンの代わりにモリブデンを用いてもよい。 In this embodiment, the first mounted pad 6a, the second mounted pad 6b, and each external terminal can be formed, for example, by laminating nickel and gold in that order on the upper surface of the tungsten metallized layer using a method such as plating. Molybdenum may be used instead of tungsten as the metallized layer.

蓋4は、例えば、コバールを基体とする平面視矩形状の金属製の蓋体とすることができる。また、例えば、蓋4において、パッケージ3との接合面側の外周部分のニッケルメッキ層の上に金属からなるロウ材が周状に形成された構成とすることができる。さらに、蓋4とパッケージ3との接合は、ろう接またはシーム溶接とすることができる。 The lid 4 can be, for example, a rectangular metal lid in plan view, based on Kovar. Alternatively, the lid 4 can have a configuration in which a metal brazing material is formed around the periphery on the nickel-plated outer periphery of the surface that joins with the package 3. Furthermore, the lid 4 and the package 3 can be joined by brazing or seam welding.

音叉型圧電振動片2は、Z方向に厚みを有する薄板形状の水晶Z板である。また、音叉型圧電振動片2は、基部20と、基部20の一端側から並んで+Y方向(第1方向)に突出して(伸びて)形成された一対の振動腕部21,22と、基部20の他端側から-Y方向に形成された保持部23とを備えており、保持部23は、基部20から所定の長さ第1方向に伸びた後、第1方向と直交する第2方向(+X方向)に折れ曲がった形状を有している。したがって、音叉型圧電振動片2は、平面視で音叉形状を有しており、保持部23が平面視で略L字形状に形成されている。また、本実施形態における基部20は、振動腕部21,22が立ち上がる境界から保持部23が立ち上がる境界までの範囲となる。なお、本実施形態では、振動腕部21、22が+Y方向に伸びて形成されているが、-Y方向に伸びて形成されていてもよい。また、本実施形態では、保持部23が+X方向に折れ曲がって形成されているが、-X方向に折れ曲がって形成されていてもよい。 The tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 is a thin, plate-shaped quartz Z-plate with thickness in the Z direction. The tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 comprises a base portion 20, a pair of vibrating arm portions 21 and 22 formed side-by-side from one end of the base portion 20, projecting (extending) in the +Y direction (first direction), and a holding portion 23 formed from the other end of the base portion 20 in the -Y direction. The holding portion 23 extends from the base portion 20 for a predetermined length in the first direction, and then bends in a second direction (+X direction) perpendicular to the first direction. Therefore, the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 has a tuning fork shape in plan view, and the holding portion 23 is formed in a substantially L-shape in plan view. In this embodiment, the base portion 20 is the range from the boundary where the vibrating arm portions 21 and 22 rise up to the boundary where the holding portion 23 rises up. In this embodiment, the vibrating arm portions 21 and 22 are formed extending in the +Y direction, but they may also be formed extending in the -Y direction. Furthermore, in this embodiment, the holding portion 23 is formed bent in the +X direction, but it may also be formed bent in the -X direction.

本実施形態の音叉型圧電振動片2の形状(音叉型圧電振動片2を構成する振動腕部21,22、基部20、および保持部23)は、例えば、異方性材料の水晶片である水晶素板から、ウエットエッチングされて形成される。 The shape of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 in this embodiment (the vibrating arms 21, 22, base 20, and holding portion 23 constituting the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2) is formed, for example, by wet etching from a quartz crystal plate, which is an anisotropic material.

また、音叉型圧電振動片2には、異電位で構成された第1の励振電極および第2の励振電極と、第1の励振電極と第2の励振電極の各々から引回し電極を経由して引き出された引出電極とが形成されている。第1の励振電極は、一方の振動腕部21の表裏主面と、引回し電極を経由して他方の振動腕部22の外側面と内側面とに形成されている。同様に、第2の励振電極は、他方の振動腕部22の表裏主面と、引回し電極を経由して一方の振動腕部21の外側面と内側面とに形成されている。そして、第1の励振電極から引き出された引出電極は、接合部材7bと接続され、第2の励振電極から引き出された引出電極は、接合部材7aと接続されている。なお、図1、図2、および図3においては、各電極パターンの図示を省略している。 Furthermore, the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 has a first excitation electrode and a second excitation electrode, each configured at different potentials, and lead electrodes drawn out from each of the first and second excitation electrodes via lead electrodes. The first excitation electrode is formed on the front and back main surfaces of one vibrating arm 21 and on the outer and inner surfaces of the other vibrating arm 22 via the lead electrodes. Similarly, the second excitation electrode is formed on the front and back main surfaces of the other vibrating arm 22 and on the outer and inner surfaces of one vibrating arm 21 via the lead electrodes. The lead electrodes drawn out from the first excitation electrode are connected to the joining member 7b, and the lead electrodes drawn out from the second excitation electrode are connected to the joining member 7a. Note that the illustration of each electrode pattern is omitted in Figures 1, 2, and 3.

基部20は、本実施形態では平面視で左右対称(X方向に対称)の形状を有する。また、基部20は、振動腕部21,22および保持部23より幅広に(X方向の長さが大きく)形成されている。また、基部20は、振動腕部21,22側から保持部23側にかけて漸次幅狭になるように形成されている。さらに、基部20は、Z方向に貫通する2つの貫通孔20a,20bを有している。本実施形態では、2つの貫通孔20a,20bがX方向に並んで設けられている。また、2つの貫通孔20a,20b内壁面には、それぞれ異極の引出電極(金属配線パターン)が形成されており、それぞれ表裏の引出電極が、その内壁面で接続されるように引き回されている。このような貫通孔を有する構成であれば、引出電極の導通を確保することができる。また、動作時の音叉振動腕部分の機械的振動を効率よく減衰させ、接合部材7a,7b(接合部)への振動の伝搬を抑制することで、音響リークを低減して直列共振抵抗(CI)を低下させることができる。 In this embodiment, the base portion 20 has a symmetrical shape in plan view (symmetrical in the X direction). Furthermore, the base portion 20 is wider (longer in the X direction) than the vibrating arm portions 21, 22 and the holding portion 23. The base portion 20 is also formed to gradually narrow from the vibrating arm portion 21, 22 side to the holding portion 23 side. In addition, the base portion 20 has two through holes 20a and 20b that penetrate in the Z direction. In this embodiment, the two through holes 20a and 20b are arranged side by side in the X direction. Furthermore, opposite polarity lead electrodes (metal wiring patterns) are formed on the inner wall surfaces of the two through holes 20a and 20b, and the lead electrodes on the front and back sides are routed so as to be connected on their inner wall surfaces. With such a configuration of through holes, electrical conductivity of the lead electrodes can be ensured. Furthermore, by efficiently damping the mechanical vibrations of the tuning fork vibrating arm during operation and suppressing the propagation of vibrations to the joint members 7a and 7b (joints), acoustic leakage can be reduced, thereby lowering the series resonance resistance (CI).

一対の振動腕部21,22は、基部20から延出する振動部211,221と、各々の先端に設けられ、振動部211,221の幅よりも幅広となる幅広部212,222(錘部)とを有する。 The pair of vibrating arms 21 and 22 each have vibrating sections 211 and 221 extending from the base 20, and wider sections 212 and 222 (weight sections) provided at their respective ends, which are wider than the width of the vibrating sections 211 and 221.

幅広部212,222は、幅方向(X方向)に漸次拡幅する拡幅部213,223を介して、振動部211,221の先端部分から連続して成形されている。なお幅広部212,222の各々の先端側の各隅部は、面取り状に加工されている。 The wide sections 212 and 222 are formed continuously from the tip portions of the vibrating sections 211 and 221 via widening sections 213 and 223 that gradually widen in the width direction (X direction). The corners at the tip ends of each of the wide sections 212 and 222 are chamfered.

また、一対の振動腕部21,22の各々の表裏の主面には、等価直列抵抗値(Crystal Impedance、CI値)をより低下させる目的で、長溝214,224がそれぞれ形成されている。より詳しくは、振動腕部21には、その表側の主面(表面)に長溝214が形成されており、裏側の主面(裏面)に長溝(図示せず)が形成されている。そして、表裏に形成された長溝が、厚み方向で互いに対向するように設けられている。また、振動腕部22には、その表側の主面(表面)に長溝224が形成されており、裏側の主面(裏面)に長溝(図示せず)が形成されている。そして、表裏に形成された長溝が、厚み方向で互いに対向するように設けられている。振動腕部21,22それぞれの表面に形成された長溝214,224と、裏面に形成された図示しない長溝は、振動腕部21,22の各々の表裏主面に所定の深さ(Z方向の長さ)および幅(X方向の長さ)で形成されている。また、各長溝は、Y方向の一端側が基部20の一端側まで形成され、他端側が振動部211,221と拡幅部213,223との境界付近に形成されている。すなわち、すべての長溝は、振動腕部21,22の突出する方向(Y方向)に沿った長手方向と、振動腕部21,22が並設する方向(X方向)に沿った幅方向とを有している。このような各長溝は、例えば、ウエットエッチングによって音叉型圧電振動片2の外形形成時に形成することができる。 Furthermore, long grooves 214 and 224 are formed on the front and back main surfaces of each of the pair of vibrating arms 21 and 22, respectively, for the purpose of further reducing the equivalent series resistance value (Crystal Impedance, CI value). More specifically, the vibrating arm 21 has a long groove 214 formed on its front main surface (front surface) and a long groove (not shown) formed on its back main surface (back surface). The long grooves formed on the front and back surfaces are arranged to face each other in the thickness direction. Similarly, the vibrating arm 22 has a long groove 224 formed on its front main surface (front surface) and a long groove (not shown) formed on its back main surface (back surface). The long grooves formed on the front and back surfaces are arranged to face each other in the thickness direction. The elongated grooves 214 and 224 formed on the surfaces of the vibrating arms 21 and 22, respectively, and the elongated grooves (not shown) formed on the back surfaces, are formed on the front and back main surfaces of the vibrating arms 21 and 22 with predetermined depths (length in the Z direction) and widths (length in the X direction). Furthermore, one end of each elongated groove in the Y direction extends to one end of the base 20, while the other end is formed near the boundary between the vibrating sections 211 and 221 and the widening sections 213 and 223. That is, all elongated grooves have a longitudinal direction along the direction in which the vibrating arms 21 and 22 protrude (Y direction) and a width direction along the direction in which the vibrating arms 21 and 22 are arranged side by side (X direction). Such elongated grooves can be formed, for example, by wet etching during the formation of the outer shape of the tuning fork-type piezoelectric vibrating piece 2.

本実施形態における保持部23は、基部20の他端側から-Y方向に突出するように形成されている。すなわち、保持部23は、基部20の他端側から第1方向に突出するように形成されている。また、保持部23は、基部20から所定の距離突出した後、+X方向に折れ曲がって形成されている。したがって、保持部23は、平面視略L字形状を有している。 In this embodiment, the retaining portion 23 is formed to protrude in the -Y direction from the other end of the base portion 20. That is, the retaining portion 23 is formed to protrude in a first direction from the other end of the base portion 20. Furthermore, the retaining portion 23 is formed by bending in the +X direction after protruding a predetermined distance from the base portion 20. Therefore, the retaining portion 23 has a substantially L-shape in plan view.

本実施形態において、保持部23は、X方向に折れ曲がった先端部(+X方向の先端部)に接合部材7bを有し、X方向における中心から-X側に接合部材7aを有する。本実施形態における接合部材7aは、保持部23のX方向における中心付近に設けられており、保持部23における折れ曲がって+X方向に突出する近辺に設けられている。さらに、本実施形態における接合部材7aは、2本の振動腕部21,22のY方向に平行な中心軸よりも+X方向(保持部23が突出している方向)に設けられている。接合部材7a,7bは、電解めっき法によって形成されたAuめっきバンプである。なお、接合部材7a,7bの位置、形状、および数は特に限定されない。すなわち、本実施形態における接合部材7a,7bは、同じ大きさの楕円形状としたが、様々な形状とすることができ、接合部材7aと接合部材7bとを互いに大きさや外形が異なる形状としてもよい。また、本実施形態では、保持部23に2つの接合部材7a,7bが形成されている構成としたが、複数の接合部材が導電性の素材により2つの異極の引出電極と電気的に接続されている構成であればよく、3つ以上のAuバンプであってもよい。さらに、本実施形態では、接合部材7aが保持部23のX方向における中心付近に設けられている構成としたが、接合部材7bが設けられている端部と反対側の端部(-X方向の端部)に設けられている構成であってもよい。 In this embodiment, the holding portion 23 has a connecting member 7b at the tip portion bent in the X direction (the tip portion in the +X direction), and a connecting member 7a on the -X side from the center in the X direction. The connecting member 7a in this embodiment is provided near the center of the holding portion 23 in the X direction, and is provided near the bent portion of the holding portion 23 that protrudes in the +X direction. Furthermore, the connecting member 7a in this embodiment is provided in the +X direction (the direction in which the holding portion 23 protrudes) from the central axis of the two vibrating arms 21 and 22 that is parallel to the Y direction. The connecting members 7a and 7b are Au plated bumps formed by electroplating. The position, shape, and number of connecting members 7a and 7b are not particularly limited. That is, although the connecting members 7a and 7b in this embodiment are elliptical in shape of the same size, they can be of various shapes, and the connecting members 7a and 7b may be of different sizes and external shapes. Furthermore, in this embodiment, two joining members 7a and 7b are formed on the holding portion 23. However, any configuration in which multiple joining members are electrically connected to two opposite polarity lead electrodes by a conductive material is acceptable, and it may also be three or more Au bumps. Additionally, in this embodiment, the joining member 7a is provided near the center of the holding portion 23 in the X direction. However, it may also be provided at the end opposite to the end where the joining member 7b is provided (the end in the -X direction).

図1に示すように、音叉型圧電振動片2は、パッケージ3の段部32の上面に接合および保持されている。より詳細には、段部32の第1搭載パッド6aおよび第2搭載パッド6bと、音叉型圧電振動片2の接合部材7a,7bとが接合されてそれぞれ接合部となる。なお、本実施形態においては、第1搭載パッド6aと接合部材7aとが接続され、第2搭載パッド6bと接合部材7bとが接続されている。すなわち、第1搭載パッド6aおよび第2搭載パッド6bは、本発明における振動片搭載パッドに対応する。 As shown in Figure 1, the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 is joined and held on the upper surface of the stepped portion 32 of the package 3. More specifically, the first mounting pads 6a and 2 mounting pads 6b of the stepped portion 32 are joined to the joining members 7a and 7b of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2, forming joints. In this embodiment, the first mounting pad 6a is connected to the joining member 7a, and the second mounting pad 6b is connected to the joining member 7b. That is, the first mounting pad 6a and the second mounting pad 6b correspond to the vibrator mounting pads in this invention.

また、音叉型圧電振動片2の搭載パッド6a,6bに対する搭載位置は、接合部材7a,7b(接合部)のY方向における中心線Qが搭載パッド6a,6bの収容部31の長辺方向(Y方向)における中心線Pから、Y方向(+Y方向および-Y方向)において15%以内の範囲に収まる位置である。このとき、図4に示すように、搭載パッド6a,6bおよび段部32のY方向の縁端32aと音叉型圧電振動片2の基部20とが平面視で重畳しないように配置されている。 Furthermore, the mounting position of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 on the mounting pads 6a and 6b is such that the center line Q in the Y direction of the joining members 7a and 7b (joint portion) falls within a range of 15% in the Y direction (+Y direction and -Y direction) from the center line P in the long side direction (Y direction) of the housing portion 31 of the mounting pads 6a and 6b. At this time, as shown in Figure 4, the mounting pads 6a and 6b, the Y-direction edge 32a of the stepped portion 32, and the base portion 20 of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 are arranged so that they do not overlap in a plan view.

さらに、接合部材7a,7bは、上凸形状を有する搭載パッド6a,6bの曲面部分で接続されている。特に、本実施形態においては、離間して配置された搭載パッド6a,6bにおいて、互いに隣接する曲面のそれぞれに接合部材7a,7bが接続されている(図5参照)。すなわち、搭載パッド6a,6bは、上凸状の曲面を帯びるとともに最厚部(頂部)を有し、頂部よりも厚みが小さい曲面の領域に音叉型圧電振動片2が配置されている。さらに、第1搭載パッド6aは、接合部材7aとの接続位置より厚みが大きい領域において、音叉型圧電振動片2の接合部材7aと接続されている引出電極2aとのみ平面視で重畳しており、引出電極2aに対して異極となる引出電極2bとは重畳していない構成である。同様に、第2搭載パッド6bは、接合部材7bとの接続位置より厚みが大きい領域において、音叉型圧電振動片2の接合部材7bと接続されている引出電極2bとのみ平面視で重畳しており、引出電極2bに対して異極となる引出電極2aとは重畳していない構成である。 Furthermore, the joining members 7a and 7b are connected at the curved portions of the mounting pads 6a and 6b, which have an upward-convex shape. In particular, in this embodiment, the joining members 7a and 7b are connected to the curved surfaces of the mounting pads 6a and 6b, which are spaced apart from each other (see Figure 5). That is, the mounting pads 6a and 6b have an upward-convex curved surface and a thickest part (top), and the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 is positioned in the region of the curved surface that is thinner than the top. Furthermore, in the region where the first mounting pad 6a is thicker than the connection position with the joining member 7a, it superimposes in a plan view only with the lead electrode 2a that is connected to the joining member 7a of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2, and does not superimpose with the lead electrode 2b, which is of the opposite polarity to the lead electrode 2a. Similarly, the second mounted pad 6b, in a region where its thickness is greater than the connection point with the joining member 7b, superimposes only the lead electrode 2b connected to the joining member 7b of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 in a plan view, and does not superimpose with the lead electrode 2a, which is of the opposite polarity to the lead electrode 2b.

本実施形態では、接合部材7a,7bと搭載パッド6a,6bとは、それぞれFCB(フリップチップボンディング、Flip Chip Bonding)法によってバンプ接合されている。すなわち、接合部材7a,7bのAu金属バンプと、搭載パッド6a,6bの最表層に形成されたAu層とがバンプ接合によって導電接合されている。 In this embodiment, the joining members 7a and 7b and the mounting pads 6a and 6b are bump-bonded using the FCB (Flip-Chip Bonding) method. That is, the Au metal bumps of the joining members 7a and 7b and the Au layer formed on the outermost surface of the mounting pads 6a and 6b are electrically bonded by bump bonding.

また、音叉型圧電振動片2のY方向における全長は、収容部31の長辺方向(Y方向、第1方向)における大きさL2の90%以上とすることが好ましい。このような構成であれば、必要な特性を有する音叉型圧電振動片2の大きさに対して、小型のパッケージ3とすることができ、圧電発振器1を小型化することができる。 Furthermore, it is preferable that the total length of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 in the Y direction be 90% or more of the size L2 of the housing portion 31 in the long side direction (Y direction, first direction). With such a configuration, a small package 3 can be created for a tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 with the required characteristics, thereby miniaturizing the piezoelectric oscillator 1.

IC5は、温度センサおよび音叉型圧電振動片2を発振させる発振回路を有する。本実施形態におけるIC5は、外観略直方体形状を有するICチップであり、底面にIC搭載パッド34と対応した外部実装端子を有する。そして、IC5は、パッケージ3のIC搭載パッド34と接合材51を介して電気的に接続されている。 IC 5 has a temperature sensor and an oscillation circuit that causes the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 to oscillate. In this embodiment, IC 5 is an IC chip with a roughly rectangular parallelepiped shape and has external mounting terminals on its bottom surface corresponding to the IC mounting pad 34. IC 5 is electrically connected to the IC mounting pad 34 of the package 3 via a bonding material 51.

圧電発振器1は、音叉型圧電振動片2およびIC5がパッケージ3に搭載されている状態において、音叉型圧電振動片2とIC5とが重畳している構成である。このとき、音叉型圧電振動片2とIC5とは、上下方向に一定の隙間を有して配置されている(図2参照)。また、音叉型圧電振動片2の振動部211,221および幅広部212,222とIC5とが重畳していることが好ましい。このような構成であれば、振動部211,221および幅広部212,222における実際の温度と、IC5の温度センサが検出する温度との差を小さくすることができ、加熱ドリフトを改善することができる。なお、音叉型圧電振動片2とIC5とが接触すると、音叉型圧電振動片2の振動に影響を及ぼすため好ましくない。 The piezoelectric oscillator 1 has a configuration in which the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 and IC 5 are superimposed on each other when mounted in the package 3. In this configuration, the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 and IC 5 are arranged with a certain gap in the vertical direction (see Figure 2). Furthermore, it is preferable that the vibrating portions 211, 221 and wide portions 212, 222 of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 are superimposed on IC 5. With this configuration, the difference between the actual temperature of the vibrating portions 211, 221 and wide portions 212, 222 and the temperature detected by the temperature sensor of IC 5 can be reduced, thereby improving heating drift. Note that contact between the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 and IC 5 is undesirable because it affects the vibration of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2.

以上の構成により、音叉型圧電振動片とパッケージの内壁面との接触防止および短絡防止を両立した音叉型圧電振動デバイスを提供することができる。
本発明の圧電発振器1は、パッケージ3の搭載パッド6a,6bの収容部31の長辺方向(Y方向、第1方向)における幅の大きさL1が、収容部31の長辺方向における長さ(大きさ)L2の15%以下の範囲であって、音叉型圧電振動片2の接合部材7a,7bの第1方向における中心線Qが、搭載パッド6a,6bの収容部31の長辺方向における中心線Pから、第1方向において15%以内の範囲に収まるように設けられており、搭載パッド6a,6bの収容部31の長辺方向における端面が、平面視で音叉型圧電振動片2の基部20と重畳していない構成である。このような構成により、振動腕部21,22の先端とパッケージ3の内壁面との接触を防止しながら、短絡も防止することができる。すなわち、パッケージ3の搭載パッド6a,6bの収容部31の長辺方向における幅の大きさL1を従来よりも小さくすることに加え、その搭載パッド6a,6bの収容部31の長辺方向における中心線P付近に音叉型圧電振動片2を搭載することで、振動腕部21,22の先端とパッケージ3の内壁面との間隔を十分に確保することができる。さらに、パッケージ3の搭載パッド6a,6bの収容部31の長辺方向における幅の大きさL1を従来よりも小さくすることで、音叉型圧電振動片2の搭載時に、搭載パッド6a,6bと基部20とが平面視で重畳することがなく、搭載パッド6a,6bの金属膜が、音叉型圧電振動片2の基部20に設けられた異極の第1引出電極2aと第2引出電極2bとを電気的に接続するように接触してショート(短絡)することを防止できる。
With the above configuration, it is possible to provide a tuning fork type piezoelectric vibration device that achieves both prevention of contact between the tuning fork type piezoelectric vibrator and the inner wall surface of the package, and prevention of short circuits.
The piezoelectric oscillator 1 of the present invention is configured such that the width L1 of the housing portion 31 for the mounting pads 6a and 6b of the package 3 in the long side direction (Y direction, first direction) is within 15% of the length (size) L2 of the housing portion 31 in the long side direction, the centerlines Q of the joining members 7a and 7b of the tuning fork type piezoelectric vibrator 2 in the first direction are within 15% of the centerline P of the housing portion 31 for the mounting pads 6a and 6b in the long side direction, and the end faces of the housing portion 31 for the mounting pads 6a and 6b in the long side direction do not overlap with the base portion 20 of the tuning fork type piezoelectric vibrator 2 in a plan view. With this configuration, it is possible to prevent contact between the tips of the vibrating arms 21 and 22 and the inner wall surface of the package 3, while also preventing short circuits. In other words, by reducing the width L1 in the long-side direction of the housing portion 31 for the mounting pads 6a and 6b of the package 3 compared to conventional designs, and by mounting the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 near the center line P in the long-side direction of the housing portion 31 for the mounting pads 6a and 6b, sufficient space can be secured between the tips of the vibrating arms 21 and 22 and the inner wall surface of the package 3. Furthermore, by reducing the width L1 in the long-side direction of the housing portion 31 for the mounting pads 6a and 6b of the package 3 compared to conventional designs, the mounting pads 6a and 6b and the base portion 20 do not overlap in a plan view when the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 is mounted, preventing the metal films of the mounting pads 6a and 6b from making contact that electrically connects the first and second lead electrodes 2a and 2b of opposite poles provided on the base portion 20 of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2, thus preventing a short circuit.

また、搭載パッド6a,6bの収容部31の長辺方向(Y方向、第1方向)における幅の大きさL1は、音叉型圧電振動片2の保持部23のY方向における幅の大きさ以上に形成されている。この構成により、パッケージ3の搭載パッド6a,6bにおいて十分な保持領域(保持強度)で音叉型圧電振動片2を保持および搭載することができる。また、パッケージ3に音叉型圧電振動片2を搭載する際に、パッケージ3の内壁面と音叉型圧電振動片2の保持部23とが接触することを防止できる。 Furthermore, the width L1 of the housing portion 31 of the mounting pads 6a and 6b in the long-side direction (Y direction, first direction) is formed to be greater than or equal to the width of the holding portion 23 of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 in the Y direction. This configuration allows the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 to be held and mounted within a sufficient holding area (holding strength) on the mounting pads 6a and 6b of the package 3. Additionally, contact between the inner wall surface of the package 3 and the holding portion 23 of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 can be prevented when mounting the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 onto the package 3.

また、第1搭載パッド6aおよび第2搭載パッド6bは、収容部31の短辺方向(第2方向)においてお互いが近づくにつれてその厚みが漸次減少する曲面を有する上凸形状に形成され、音叉型圧電振動片2の接合部材7a,7bは、搭載パッド6a,6bの曲面部分に接続されている。この構成により、音叉型圧電振動片2を搭載する際に、音叉型圧電振動片2が収容部31の短辺方向(X方向)にずれることを防止できる。また、2つの接合部材7a,7b(接合部)が、搭載パッド6a,6bにおける向かい合う曲面に配置される構成とすることで、2つの接合部材7a,7b(接合部)間の距離を小さくすることができる。このとき、接合部材7aが、保持部23が突出している方向(接合部材7bが設けられている先端部)に寄ることとなり、音響リークを防止することができる。すなわち、圧電発振器1の電気的特性を向上させることができる。 Furthermore, the first mounting pad 6a and the second mounting pad 6b are formed in an upward-convex shape with a curved surface whose thickness gradually decreases as they approach each other in the short-side direction (second direction) of the housing section 31. The joining members 7a and 7b of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 are connected to the curved portions of the mounting pads 6a and 6b. This configuration prevents the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 from shifting in the short-side direction (X direction) of the housing section 31 when it is mounted. Also, by arranging the two joining members 7a and 7b (joints) on opposing curved surfaces of the mounting pads 6a and 6b, the distance between the two joining members 7a and 7b (joints) can be reduced. In this case, the joining member 7a is positioned closer to the direction in which the holding section 23 protrudes (the tip where the joining member 7b is provided), thus preventing acoustic leakage. That is, the electrical characteristics of the piezoelectric oscillator 1 can be improved.

また、第1搭載パッド6aは、接合部材7aとの接続位置より厚みが大きい領域において、音叉型圧電振動片2の接合部材7aと接続されている第1引出電極2aとのみ平面視で重畳しており、第1引出電極2aに対して異極となる第2引出電極2bとは重畳していない構成である。同様に、第2搭載パッド6bは、接合部材7bとの接続位置より厚みが大きい領域において、音叉型圧電振動片2の接合部材7bと接続されている第2引出電極2bとのみ平面視で重畳しており、第2引出電極2bに対して異極となる第1引出電極2aとは重畳していない構成である。本実施形態のような、上凸形状を有する搭載パッド6a,6bにおいて接合部材7a,7b(接合部)が曲面に配置されている場合、搭載パッド6a,6bにおける接合部材7a,7bとの接続位置よりも厚みが大きい領域で、搭載パッド6a,6bと保持部23とが接触しやすくなる。しかし、本発明のような構成により、搭載パッド6a,6bと保持部23とが接触した場合であっても、搭載パッド6a,6bが、それぞれ保持部23に設けられた互いに異極の第1引出電極2aと第2引出電極2bとを電気的に接続するように接触することを防止できる。すなわち、搭載パッド6a,6bと保持部23に設けられた互いに異極の第1引出電極2aおよび第2引出電極2bとが接触して短絡することを防止できる。 Furthermore, the first mounting pad 6a is configured such that, in a region where its thickness is greater than the connection position with the joining member 7a, it overlaps only with the first lead electrode 2a connected to the joining member 7a of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 in a plan view, and does not overlap with the second lead electrode 2b, which is of the opposite polarity to the first lead electrode 2a. Similarly, the second mounting pad 6b is configured such that, in a region where its thickness is greater than the connection position with the joining member 7b, it overlaps only with the second lead electrode 2b connected to the joining member 7b of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 in a plan view, and does not overlap with the first lead electrode 2a, which is of the opposite polarity to the second lead electrode 2b. In this embodiment, when the joining members 7a and 7b (joint portion) are arranged on a curved surface in mounting pads 6a and 6b having an upward convex shape, the mounting pads 6a and 6b and the holding portion 23 are more likely to come into contact in a region where its thickness is greater than the connection position with the joining members 7a and 7b. However, with the configuration of the present invention, even if the mounted pads 6a and 6b come into contact with the holding portion 23, it is possible to prevent the mounted pads 6a and 6b from making contact that electrically connects the first lead electrode 2a and the second lead electrode 2b, which are of opposite polarity and provided on the holding portion 23, respectively. In other words, it is possible to prevent short circuits caused by contact between the mounted pads 6a and 6b and the first lead electrode 2a and the second lead electrode 2b, which are of opposite polarity and provided on the holding portion 23.

また、本発明の音叉型圧電振動片2は、パッケージ3に対して金属バンプによるバンプ接合で搭載されている。この構成により、導電性接着剤で接合する場合よりも音叉型圧電振動片2をパッケージ3に対してより強固に接合することができる。一方で、音叉型圧電振動片2をパッケージ3に対して導電性接着剤で搭載する場合と比較して、接合部分の厚みが小さく、厚み方向(Z方向)において、音叉型圧電振動片2と段部32および搭載パッド6a,6bとの距離が近くなる。すなわち、より音叉型圧電振動片2の基部20および保持部23と搭載パッド6a,6bとが接触しやすくなるところ、本発明のような構成であれば、音叉型圧電振動片2の基部20と搭載パッド6a,6bとが平面視で重畳していないため接触することを防止でき、搭載パッド6a,6bと保持部23とが接触した場合であっても、搭載パッド6a,6bが、それぞれ保持部23に設けられた互いに異極の引出電極2aと引出電極2bとを電気的に接続するように接触することを防止できる。 Furthermore, the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 of the present invention is mounted to the package 3 by bump bonding using metal bumps. This configuration allows for a stronger bond between the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 and the package 3 than when bonded with conductive adhesive. On the other hand, compared to the case where the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 is mounted to the package 3 with conductive adhesive, the thickness of the bonded portion is smaller, and the distance between the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 and the stepped portion 32 and mounting pads 6a and 6b is shorter in the thickness direction (Z direction). In other words, while the base 20 and holding portion 23 of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 and the mounting pads 6a and 6b tend to come into contact more easily, with the configuration of the present invention, the base 20 of the tuning fork-type piezoelectric vibrator 2 and the mounting pads 6a and 6b do not overlap in a plan view, thus preventing contact. Even if the mounting pads 6a and 6b come into contact with the holding portion 23, it is possible to prevent the mounting pads 6a and 6b from electrically connecting the opposite polarity lead electrodes 2a and 2b provided on the holding portion 23.

なお、この発明は、上述の各実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
例えば、本実施形態では、保持部23が+X方向に折れ曲がった構成としたが、この形態に限定されない。すなわち、保持部23が-X方向に折れ曲がった構成としてもよく、保持部23が+X方向と-X方向の両方に折れ曲がった構成としてもよい。
Furthermore, this invention is not limited to the configurations of the embodiments described above, and many other embodiments can be obtained.
For example, in this embodiment, the holding portion 23 is configured to bend in the +X direction, but it is not limited to this configuration. That is, the holding portion 23 may be configured to bend in the -X direction, or it may be configured to bend in both the +X and -X directions.

今回開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。 The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not intended to be restrictive. Therefore, the technical scope of the present invention is not construed solely by the embodiments described above, but is defined by the claims. This includes all modifications within the meaning and scope of the equivalents of the claims.

本発明の音叉型圧電振動デバイスは、音叉型圧電振動片を搭載した音叉型圧電発振器の製造および販売の産業に利用することができる。 The tuning fork-type piezoelectric vibration device of the present invention can be used in the manufacturing and sales industry of tuning fork-type piezoelectric oscillators equipped with a tuning fork-type piezoelectric vibrator.

1…音叉型圧電発振器
2…音叉型圧電振動片
20…基部
21、22…振動腕部
23…保持部
3…パッケージ
31…収容部
32…段部
34…IC搭載パッド
4…蓋
5…IC
6a…第1搭載パッド
6b…第2搭載パッド
7a、7b…接合部材
1...Tuning fork type piezoelectric oscillator 2...Tuning fork type piezoelectric vibrating piece 20...Base 21, 22...Vibrating arm 23...Holding part 3...Package 31...Housing part 32...Step part 34...IC mounting pad 4...Lid 5...IC
6a...First mounting pad 6b...Second mounting pad 7a, 7b...Jointing members

Claims (4)

音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動片をその内部の収容部に収容するパッケージとを備えた音叉型圧電振動デバイスであって、
前記音叉型圧電振動片は、
基部と、
前記基部の一端側から第1方向に伸びる一対の振動腕部と、
前記基部の他端側から前記振動腕部の伸長方向と逆方向に伸び、前記第1方向と直交する第2方向の少なくとも一方に突出する保持部と、
少なくとも前記基部に互いに異極となる2つの金属配線パターンとを備え、
前記保持部は、
前記第2方向に離間した複数の位置において前記パッケージと接合部材を介して接合されている接合部を有し、
前記パッケージは、
前記音叉型圧電振動片と接合される振動片搭載パッドと、
前記振動片搭載パッドを上面に有する段部とを前記収容部に有し、
前記振動片搭載パッドの前記収容部の長辺方向における幅が、前記収容部の長辺方向における長さの15%以下の範囲であって、
前記接合部の前記第1方向における中心線が、前記振動片搭載パッドの前記収容部の長辺方向における中心線から、前記第1方向において15%以内の範囲に収まるように設けられており、
前記振動片搭載パッドの前記収容部の長辺方向における端面が、平面視で前記基部と重畳していない
音叉型圧電振動デバイス。
A tuning fork type piezoelectric vibration device comprising a tuning fork type piezoelectric vibrator and a package that houses the tuning fork type piezoelectric vibrator in an internal housing,
The aforementioned tuning fork-type piezoelectric vibrator is
The base and,
A pair of vibrating arms extending in a first direction from one end of the base,
A holding portion extends from the other end of the base in a direction opposite to the extension direction of the vibrating arm and protrudes in at least one of the second directions perpendicular to the first direction,
At least the base comprises two metal wiring patterns that are opposite in polarity to each other,
The aforementioned retaining part is
The package has a joint portion that is joined to the joint member at multiple positions spaced apart in the second direction,
The aforementioned package is
A vibrating element mounted on a pad that is joined to the aforementioned tuning fork-type piezoelectric vibrating element,
The housing portion has a stepped portion on its upper surface which has the vibrating element mounted on the pad,
The width of the housing portion of the vibrating element mounting pad in the long-side direction is within the range of 15% or less of the length of the housing portion in the long-side direction,
The center line of the joint in the first direction is positioned such that it falls within a range of 15% or less in the first direction from the center line of the housing portion of the vibrating element mounting pad in the long side direction.
A tuning fork type piezoelectric vibration device in which the end face in the long-side direction of the housing portion of the vibrating element mounting pad does not overlap with the base portion in a plan view.
2つの前記振動片搭載パッドは、前記収容部の短辺方向においてお互いが近づくにつれてその厚みが漸次減少する曲面を有する上凸形状であって、
前記接合部は、前記振動片搭載パッドにおいて前記曲面に配置されている
請求項1記載の音叉型圧電振動デバイス。
The two vibrating element mounting pads have an upward-convex shape with a curved surface in which their thickness gradually decreases as they approach each other in the short-side direction of the housing portion.
The joint portion is arranged on the curved surface in the vibrating piece mounting pad according to claim 1.
前記音叉型圧電振動片は、前記振動片搭載パッドの前記接合部が配置されている位置よりも厚みが大きい領域において、異極となる2つの前記金属配線パターンの一方のみと平面視で重畳する
請求項2記載の音叉型圧電振動デバイス。
The tuning fork type piezoelectric vibrator according to claim 2, wherein the tuning fork type piezoelectric vibrator is superimposed in a plan view on only one of the two metal wiring patterns that are opposite poles in a region where the thickness is greater than the position where the joint portion of the vibrator mounting pad is located.
前記接合部材は、金属からなるバンプによって形成されている
請求項1、2、または3記載の音叉型圧電振動デバイス。
The tuning fork type piezoelectric vibration device according to claim 1, 2, or 3, wherein the joining member is formed by a bump made of metal.
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