(57)【要約】【課題】平面視略矩形の圧電振動片をワイヤボンディングさせた圧電デバイスの小型化を図る。【解決手段】本発明の圧電振動子１０は、薄肉部２２及び厚肉部２４が形成された圧電基板を有する圧電振動片２０と、圧電振動片２０が搭載され、接続端子５２が形成された搭載基板５０と、を備え、薄肉部２２に励振電極２６が形成され、厚肉部２４に励振電極２６と電気的に接続された接続電極２８が形成され、圧電基板に、周縁の一部を切り欠いた切り欠き部及び貫通孔の少なくとも何れか一方である削除部３２が形成され、平面視において接続端子５２の削除部３２から露出している部分が、接続電極２８にワイヤ５８により接続されていることを特徴としている。【選択図】図１
2010226195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄肉部及び厚肉部が形成された圧電基板を有する圧電振動片と、
前記圧電振動片が搭載され、接続端子が形成された搭載基板と、
を備え、
前記薄肉部に励振電極が形成され、
前記厚肉部に前記励振電極と電気的に接続された接続電極が形成され、
前記圧電基板に、周縁の一部を切り欠いた切り欠き部及び貫通孔の少なくとも何れか一方である削除部が形成され、
平面視において前記接続端子の前記削除部から露出している部分が、前記接続電極にワイヤにより接続されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電デバイスにおいて、
前記搭載基板は、平面視において前記圧電基板の前記削除部と重なる位置に前記圧電基板と隣接して配置された凸部を備えていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の圧電デバイスにおいて、
前記削除部は、前記薄肉部を挟む位置に形成された前記厚肉部の夫々に形成されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の圧電デバイスにおいて、
前記削除部は、前記薄肉部を挟む位置に形成された前記厚肉部の夫々に形成され、
前記圧電基板は、前記薄肉部を挟む位置に形成された前記厚肉部の夫々に、周縁の一部を切り欠いた切り欠き部及び貫通孔の少なくとも何れか一方である位置決め用削除部が形成され、
前記搭載基板は、平面視において前記圧電基板の前記位置決め用削除部と重なる位置に前記圧電基板と隣接して配置された凸部を備えていることを特徴とする圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に圧電振動片の接続電極と搭載基板の接続端子をワイヤボンディングにより電気的に接続させた圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子や、圧電振動子と電子部品を同一パッケージに備えた圧電デバイスは、小型の情報機器などの電子機器に幅広く用いられている。近年、電子機器分野においてはその小型化・薄型化が急速に進んでおり、その電子機器に用いられる圧電デバイスについても、さらなる小型化・薄型化が要求されている。
【０００３】
従来、圧電デバイスの小型化を図ったものの例として特許文献１を挙げることができる。特許文献１には、薄肉の振動部と振動部周囲を支持する厚肉の環状囲繞部とを一体的に構成し、その断面構造が凹型もしくは逆凹型の圧電振動子が開示されている。
【０００４】
図８はこの圧電振動子の構成概略を示す図である。同図（１）に示すように圧電振動子１は、平面視略矩形の水晶基板２をエッチングして主凹陥部３とその内底面に副凹陥部４を形成した超薄肉部５と、その周囲を支持する厚肉の環状囲繞部６を一体的に形成している。そして凹陥部側の全面に全面電極７を形成し、平坦側の主面上には励振電極８、リード電極９、接続電極９ａを真空蒸着等により同時に形成している。この圧電振動子１は、同図（２）に示すように断面構造が凹型もしくは逆凹型となる。
【０００５】
このような圧電振動子によれば、電極膜圧の制御が容易で、ワイヤボンディングにより外部端子との導通を図ることができ、さらに、ＣＩ値の増大を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３６８５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記構成による従来の圧電振動子は、パッケージの小型化に際し、基板の環状囲繞部が矩形であるため、厚肉の環状囲繞部より外側でワイヤボンディングしていた。このため、図８（３）に示すように、搭載基板９ｃの接続端子９ｄを設けるクリアランス（スペース）の確保が必須の条件となる。従って振動子の小型化及び薄型化の要求に十分に対応できないという問題がある。
そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため、平面視略矩形の圧電振動片をワイヤボンディングさせた圧電デバイスの小型化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
〔適用例１〕薄肉部及び厚肉部が形成された圧電基板を有する圧電振動片と、前記圧電振動片が搭載され、接続端子が形成された搭載基板と、を備え、前記薄肉部に励振電極が形成され、前記厚肉部に前記励振電極と電気的に接続された接続電極が形成され、前記圧電基板に、周縁の一部を切り欠いた切り欠き部及び貫通孔の少なくとも何れか一方である削除部が形成され、平面視において前記接続端子の前記削除部から露出している部分が、前記接続電極にワイヤにより接続されていることを特徴とする圧電デバイス。
【０００９】
これにより圧電振動片の接続電極と搭載基板上の接続端子とをワイヤボンディングする際、搭載基板上の接続端子が、圧電振動片の領域内に位置することになる。したがって圧電振動片を平面視して、搭載基板上における圧電振動片の実質的な搭載スペースの外側の領域に接続端子のスペースを新たに設ける必要がなく、圧電デバイスの小型化を図ることができる。
【００１０】
〔適用例２〕適用例１に記載の圧電デバイスにおいて、前記搭載基板は、平面視において前記圧電基板の前記削除部と重なる位置に前記圧電基板と隣接して配置された凸部を備えていることを特徴とする圧電デバイス。
これにより、圧電振動片を搭載基板に搭載する際に、圧電基板の位置決めを容易に行なうことができる。
【００１１】
〔適用例３〕適用例１又は２に記載の圧電デバイスにおいて、前記削除部は、前記薄肉部を挟む位置に形成された前記厚肉部の夫々に形成されていることを特徴とする圧電デバイス。
【００１２】
これにより振動片を搭載基板上に導電性接着剤を用いずに搭載することができる。従って、導電性接着剤の接着の際に発生する有機ガスが圧電振動片に付着して共振周波数が変化するおそれがなく、周波数精度の高い圧電デバイスを得ることができる。
【００１３】
〔適用例４〕適用例１に記載の圧電デバイスにおいて、前記削除部は、前記薄肉部を挟む位置に形成された前記厚肉部の夫々に形成され、前記圧電基板は、前記薄肉部を挟む位置に形成された前記厚肉部の夫々に、周縁の一部を切り欠いた切り欠き部及び貫通孔の少なくとも何れか一方である位置決め用削除部が形成され、前記搭載基板は、平面視において前記圧電基板の前記位置決め用削除部と重なる位置に前記圧電基板と隣接して配置された凸部を備えていることを特徴とする圧電デバイス。
【００１４】
これにより圧電振動片の削除部で接続端子と凸部が緩衝することがない。従って容易にワイヤボンディングにより接続端子と接続電極を電気的に接続することができ、圧電振動片を搭載基板上に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の圧電デバイスの一例である圧電振動子の第１実施形態の構成概略を示す図である。
【図２】圧電振動片の変形例の説明図である。
【図３】圧電振動片の削除部の変形例の説明図である。
【図４】本発明の圧電デバイスの一例である圧電振動子の第２実施形態の構成概略を示す図である。
【図５】第２実施形態の圧電振動子の変形例１を示す説明図である。
【図６】拡大した凸部の斜視図である。
【図７】第２実施形態の圧電振動子の変形例２を示す説明図である。
【図８】従来の圧電振動子の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の圧電デバイスの一例である圧電振動子の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
図１は第１実施形態の圧電振動子の構成概略を示す図である。同図（１）は圧電振動子の斜視図を示し、（２）は平面図（蓋体を除く）を示し、（３）は（２）のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示している。図示のように圧電振動子１０は、圧電振動片２０と、囲繞部４０と、搭載基板５０と、蓋体６０を主な基本構成としている。
【００１７】
搭載基板５０は後述する矩形の圧電振動片２０よりも僅かに大きい略矩形の基板である。搭載基板５０は搭載面に接続端子５２が形成され、裏面に接続端子５２と電気的に接続した実装端子（不図示）が形成されている。なお図１に示す搭載基板５０は、接続端子５２と、マウント電極５４が形成されている。
囲繞部４０は、搭載基板５０の矩形外周に沿って枠状に形成され、搭載基板５０と接合させることにより、圧電振動片２０を収容するキャビティを形成することができる。
【００１８】
蓋体６０は、囲繞部４０と搭載基板５０からなるキャビティに圧電振動片２０を搭載した後、キャビティの開口を気密に封止するものである。
圧電振動片２０は、薄肉部２２とその側方に厚肉部２４を一体形成された平面視矩形の圧電基板である。
【００１９】
薄肉部２２は圧電振動片２０の振動領域となり、中央に励振電極２６が形成されている。励振電極２６は薄肉部２２の表裏面に対向するように形成されている。薄肉部２２は、高い周波数を得るため、予め定めた所定の薄さに設定され、かつ振動漏れを防止するため励振電極２６の周囲を所定の大きさに設定されている。
【００２０】
厚肉部２４は、搭載基板５０に圧電振動片２０を搭載する際の支持部の役割を担っている。厚肉部２４には、搭載基板５０の接続端子５２と電気的に接続する接続電極２８が形成されている。接続電極２８は、リード電極３０を介して励振電極２６と電気的に接続されている。厚肉部２４は、ワイヤボンディングするため所定の厚みに設定されている。励振電極２６、リード電極３０、接続電極２８は、図１に示すように、圧電振動片２０の表裏面に真空蒸着またはスパッタ蒸着等により一体形成することができる。また厚肉部２４は、平面視略矩形の圧電基板の一部を削除した削除部３２が形成されている。削除部３２は、例えば矩形の圧電基板の周縁の一部を切り欠いた切り欠き、又は貫通孔によって形成させることができる。削除部３２は、図１（２）に示すように、圧電振動片２０を搭載基板５０に搭載した際に、圧電振動片２０を平面視して、搭載基板５０に形成された接続端子５２と重なる位置を切り欠いて形成させることができる。
【００２１】
このような圧電振動片２０の製造方法は、削除部３２が切り欠きの場合、削除部３２を予め振動片の外形と同時に一体形成されている。そしてエッチングにより薄肉部２２と、厚肉部２４が形成される。ついで真空蒸着等により圧電振動片２０の表裏面に励振電極２６、リード電極３０、接続電極２８が一体形成される。
【００２２】
圧電振動片２０を搭載基板５０に搭載する場合には、導電性接着剤あるいはワイヤボンディングを用いている。第１実施形態の圧電振動子１０は、導電性接着剤とワイヤを用いている。予め囲繞部４０と搭載基板５０を接合して圧電振動片２０を収容するキャビティが形成され、圧電振動片２０の裏面に形成した接続電極２８と搭載基板５０上のマウント電極５４とを導電性接着剤５６を用いて電気的に接続し、圧電振動片２０が水平に片持ち支持される。ついで圧電振動片２０の表面の接続電極２８と、圧電振動片２０を平面視して削除部３２と重なる位置に配置されている接続端子５２とをワイヤ５８により電気的に接続させている。本実施形態のワイヤボンディングは、一例として金（Ａｕ）線のワイヤを用いている。圧電振動片２０を搭載した後、キャビティの開口を蓋体６０で気密に封止する。
【００２３】
圧電振動片２０は、薄肉部２２と厚肉部２４が一体形成された構成であり、図１に示す形状のほか、図２に示すような形状とすることができる。図２は圧電振動片の変形例の説明図である。同図（１）〜（３）は圧電振動片の平面図及び平面図のＡ―Ａ断面図をそれぞれ示している。具体的に図２（１）に示す圧電振動片２０ａは、厚肉部２４と交差する薄肉部２２の一対の側辺に薄肉部２２を囲う厚肉の枠部２３ａが形成されている。図２（２）に示す圧電振動片２０ｂは、薄肉部２２をコ字型に囲う厚肉の枠部２３ｂが形成されている。図２（３）に示す圧電振動片２０ｃは、薄肉部２２の両側辺に厚肉部２４ａ，２４ｂが形成され、さらに厚肉部２４と交差する薄肉部２２の一対の側辺に薄肉部２２を囲う厚肉の枠部２３ｃが形成されている。このような枠部２３ａ，２３ｂ、２３ｃ又は複数の厚肉部２４ａ，２４ｂを設けることにより、高い周波数を維持すると共に、薄肉部２２の強度を補強することができる。
【００２４】
図３は圧電振動片の削除部の変形例を示す説明図である。同図（１）〜（３）は圧電振動片を収容した圧電振動子の平面図（蓋体を除く）及び平面図のＡ―Ａ断面図をそれぞれ示している。図３（１）に示す圧電振動片２０ｄの削除部３２ａは、平面視略矩形の圧電基板の圧電振動片２０ｄの肉厚部２４を上下方向に貫通させた貫通孔である。この削除部３２ａは、圧電振動片２０ｄを平面視して搭載基板５０の接続端子５２と重なる位置に形成されている。表面の接続電極２８は接続端子５２とワイヤボンディングにより電気的に接続されている。裏面の接続電極２８はマウント電極５４と導電性接着剤５６を用いて電気的に接続されている。図３（２）に示す圧電振動片２０ｅの削除部３２ｂは、圧電振動片２０ｅの厚肉部２４の側辺から平面視してコ字状に切り欠いて形成されている。削除部３２ｂは、圧電振動片２０ｅを平面視して搭載基板５０に形成した２つの接続端子５２ａ，５２ｂと重なる位置に形成されている。また圧電振動片２０ｅの接続電極２８ａ，２８ｂは、表面に２つ形成されている。裏面の接続電極２８ｂは、図示のようにリード電極３０ｂを裏面から表面に引き回すことにより表面に形成させることができる。図３（３）に示す圧電振動片２０ｆの削除部３２ｃは、圧電振動片２０ｆを平面視して厚肉部２４の隅に２つ形成されている。なお図３（２）及び（３）に示す圧電振動片２０ｅ，２０ｆの接続電極は振動片の表面に形成され、搭載基板５０の接続端子５２とワイヤボンディングにより電気的に接続させている。圧電振動片２０ｅ，２０ｆを搭載基板５０に搭載する際には、ＴＡＢテープ５７を用いることができる。また図３に示す削除部３２ａ〜３２ｃは、図２に示す形状の圧電振動片２０ａ〜２０ｃに適用することもできる。
【００２５】
上記構成による第１実施形態の圧電振動子１０によれば、圧電振動片２０を平面視して削除部３２に位置する搭載基板５０上の接続端子５２と、圧電振動片２０の表面の接続電極２８とを、圧電振動片２０の平面視略矩形の圧電基板の領域内でワイヤ５８により電気的に接続させることができる。
【００２６】
これにより圧電振動片２０を平面視して、搭載基板５０上における圧電振動片の実質的な搭載スペースの外側の領域に接続端子５２のスペースを新たに設ける必要がない。従って圧電振動片をワイヤボンディングさせた圧電振動子の小型化を図ることができる。
【００２７】
次に本発明の圧電デバイスの他の一例として、第２実施形態の圧電振動子について以下説明する。
図４は第２実施形態の圧電振動子の構成概略を示す図である。同図（１）は圧電振動子の斜視図を示し、（２）は平面図（蓋体を除く）を示し、（３）は（２）のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示している。図示のように第２実施形態の圧電振動子１００は、前記圧電振動片２０ｃと同様に、圧電振動片２０ｇの振動領域となる薄肉部２２の両側に厚肉部２４ａ，２４ｂが２つ形成されている。この厚肉部２４ａ，２４ｂのそれぞれに、削除部３２ｄ，３２ｅが形成されている。搭載基板５０の接続端子５２ａ，５２ｂは搭載する圧電振動片２０ｇの厚肉部２４ａ，２４ｂの下方であって、基板の対角線上に２つ形成されている。削除部３２ｄ，３２ｅは薄肉部２２すなわち振動領域を挟む位置に形成され、かつ圧電振動片２０ｇを平面視して搭載基板５０の接続端子５２と重なる位置に形成されている。また圧電振動片２０ｇの裏面の接続電極２８ｂはリード電極３０ｂを裏面から表面に引き回すことにより厚肉部２４ｂの表面に形成されている。
その他の構成は第１実施形態の圧電振動子１０と同一の構成であり、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２８】
このような第２実施形態の圧電振動子１００によれば、厚肉部２４が２つ形成された圧電振動片２０ｇの削除部３２ｄ，３２ｅは、振動片を平面視して搭載基板５０の接続端子５２と重なる位置であるとともに、振動領域を挟む位置に形成されている。そして圧電振動片２０ｇの表面の２つの接続電極２８ａ，２８ｂと、圧電振動片２０ｇを平面視して削除部３２ｄ，３２ｅに位置する搭載基板５０の接続端子５２ａ，５２ｂを、圧電振動片２０の平面視略矩形の圧電基板の領域内でワイヤボンディングし、ワイヤ５８の一端を接続させている。圧電振動片２０ｇは２つのワイヤボンディングにより、搭載基板５０上に搭載することができるが、圧電振動片２０ｇと搭載基板５０をＴＡＢテープで接着し強度を高めるようにしてもよい。
【００２９】
これにより搭載基板５０上に搭載する圧電振動片２０を平面視して重ならない領域（外側）に接続端子５２のスペースを新たに設ける必要がない。従って圧電振動片をワイヤボンディングさせた圧電振動子の小型化を図ることができる。また導電性接着剤を用いることないため、導電性接着剤の接着の際に発生する有機ガスが圧電振動片に付着して共振周波数が変化するおそれがなく、周波数精度の高い圧電振動子を得ることができる。
【００３０】
図５は第２実施形態の圧電振動子の変形例１を示す説明図である。同図（１）は平面図を示し、（２）は平面図のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示す。第２実施形態の変形例１の圧電振動子１０１は、図示のようにワイヤボンディングの一端が接続された削除部３２ｄ，３２ｅと対向する搭載基板５０上に凸部７０ａ，７０ｂが形成されている。凸部７０ａ，７０ｂはバンプ、規制部材の役割を担い、削除部３２ｄ，３２ｅの隅部と隣接する位置に突出形成されている。
【００３１】
図６は凸部を拡大した斜視図である。図示のように凸部７０ａ，７０ｂは例えばダミー電極５９上に形成されたバンプである。
その他の構成は第２実施形態の圧電振動子１００と同一の構成であり、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３２】
このような構成により圧電振動片２０ｇを搭載基板に搭載する際、削除部３２ｄ，３２ｅと凸部７０ａ，７０ｂを隣接して配置させることができる。よって圧電振動片２０ｇの搭載箇所の位置決めを容易に行なうことができる。また搭載基板５０上に搭載した圧電振動片２０ｇを固定することができる。
【００３３】
図７は第２実施形態の圧電振動子の変形例２を示す説明図である。第２実施形態の変形例２の圧電振動子１０２は、図示のように圧電振動片２０ｅの厚肉部２４ａ，２４ｂに削除部３２ｇ，３２ｈ、及び位置決め用削除部３２ｆ，３２ｉが形成されている。対角線上の削除部３２ｇ，３２ｈは圧電振動片２０ｅを平面視して搭載基板５０の接続端子５２ａ，５２ｂと重なる位置に形成されている。また位置決め用削除部３２ｆ，３２ｉは圧電振動片２０ｅを平面視して搭載基板５０の接続端子５２ａ，５２ｂと重ならない位置に形成されている。さらに接続端子５２と重ならない位置に形成された位置決め用削除部３２ｆ，３２ｉの隅部と隣接する搭載基板５０上に凸部７０ｃ，７０ｄが２つ形成されている。凸部７０ｃ，７０ｄは、一例として図６と同様にダミー電極上に形成したバンプとすることができる。
【００３４】
このような構成により、圧電振動片の接続電極と搭載基板の接続端子をワイヤボンディングしない位置決め用削除部で凸部を位置決め用削除部に隣接して配置させることができ、凸部とワイヤが互いに緩衝することなく形成させることができる。
なお凸部は、実施形態１に示す圧電振動子１０にも適用する構成としてもよい。
【００３５】
また本実施形態では搭載基板５０を、ベース基板を用いて説明したが、搭載基板５０はこれに限らず、ＩＣ素子などを適用することもできる。これにより圧電振動片２０をＩＣ素子に直接搭載する構成とすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１………圧電振動子、２………水晶基板、３………主凹陥部、４………副凹陥部、５………超薄肉部、６………環状囲繞部、７………全面電極、８………励振電極、９………リード電極、１０………圧電振動子、２０………圧電振動片、２２………薄肉部、２３………枠部、２４………厚肉部、２６………励振電極、２８………接続電極、３０………リード電極、３２………削除部、４０………囲繞部、５０………搭載基板、５２………接続端子、５４………マウント電極、５６………導電性接着剤、５７………ＴＡＢテープ、５８………ワイヤ、５９………ダミー電極、６０………蓋体、７０………凸部。
【図１】
2010226195.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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