(57)【要約】【課題】圧電デバイス６０の小型化に伴い圧電振動素子７０と素子搭載部材１０の内側面３３との間が狭くなっても、電極パッド４０に塗布された導電性接着剤４１が圧電振動素子７０の内側へ流れ込むことを抑制し得る、素子搭載部材１０等を提供する。【解決手段】素子搭載部材１０は、上面２１及び下面２２を有する基板２０と、上端面３１、下端面３２、内側面３３及び外側面３４を有し、下端面３２が上面２１の周縁と一体化された枠体３０と、上面２１に設けられ、ディスペンサのニードルから液状の導電性接着剤４１が塗布される電極パッド４０と、外側面３４側へ窪むように内側面３３に設けられ、電極パッド４０に導電性接着剤４１を塗布する際にニードルを挿入可能な切り欠き部５０と、を備えている。【選択図】図１
2018067862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び下面を有する基板と、
上端面、下端面、内側面及び外側面を有し、前記下端面が前記上面の周縁と一体化された枠体と、
前記上面に設けられ、ディスペンサのニードルから液状の導電性接着剤が塗布される電極パッドと、
前記外側面側へ窪むように前記内側面に設けられ、前記電極パッドに前記導電性接着剤を塗布する際に前記ニードルを挿入可能な切り欠き部と、
を備えた素子搭載部材。
【請求項２】
前記切り欠き部は、前記上端面から前記下端面まで前記外側面側へ、前記上面に平行な円弧に沿って窪むように前記内側面に設けられた、
請求項１記載の素子搭載部材。
【請求項３】
前記円弧の半径は、前記上端面から前記下端面へ行くにつれて徐々に小さくなる、
請求項２記載の素子搭載部材。
【請求項４】
前記切り欠き部内の前記上面にも前記電極パッドが延設された、
請求項２又は３記載の素子搭載部材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の素子搭載部材と、
前記電極パッドに前記導電性接着剤を介して接合された圧電振動素子と、
前記素子搭載部材とともに前記圧電振動素子を封止する蓋部材と、
を備えた圧電デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の素子搭載部材の前記電極パッドに前記導電性接着剤を塗布する方法であって、
前記切り欠き部に前記ニードルを挿入した後、前記ニードルから前記導電性接着剤を前記電極パッドへ塗布する、
接着剤塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動素子を搭載する素子搭載部材、及び、これを備えた圧電デバイス、並びに、この圧電デバイスを製造する際の接着剤塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスの製造では、素子搭載部材内に形成した電極パッドにディスペンサで液状の導電性接着剤を塗布し、その上に圧電振動素子を配置した後、導電性接着剤を固化する。これにより、圧電振動素子と電極パッドとの電気的導通をとると同時に、圧電振動素子の姿勢を保持する（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
近年、圧電デバイスの小型化が進むにつれて、圧電振動素子と素子搭載部材の内側面との間が極めて狭くなりつつある。そのため、電極パッドに塗布された導電性接着剤は、従来よりも圧電振動素子の内側に位置してしまう。なぜなら、ディスペンサのニードルが素子搭載部材の内側面に衝突しないように、ニードルを内側面から一定距離遠ざける必要があるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１３９９０１号公報
【特許文献２】特開２０１６−１２７３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電極パッドに塗布された導電性接着剤が従来よりも圧電振動素子の内側に位置すると、導電性接着剤が圧電振動素子の更に内側に流れ込み、圧電振動素子の振動を阻害したりＣＩ（クリスタル・インピーダンス）を増大させたりするなど、振動特性を悪化させるおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、圧電デバイスの小型化に伴い圧電振動素子と素子搭載部材の内側面との間が狭くなっても、電極パッドに塗布された導電性接着剤が圧電振動素子の内側へ流れ込むことを抑制し得る、素子搭載部材等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る素子搭載部材は、
上面及び下面を有する基板と、
上端面、下端面、内側面及び外側面を有し、前記下端面が前記上面の周縁と一体化された枠体と、
前記上面に設けられ、ディスペンサのニードルから液状の導電性接着剤が塗布される電極パッドと、
前記外側面側へ窪むように前記内側面に設けられ、前記電極パッドに前記導電性接着剤を塗布する際に前記ニードルを挿入可能な切り欠き部と、
を備えたものである。
【０００８】
本発明に係る圧電デバイスは、
本発明に係る素子搭載部材と、
前記電極パッドに前記導電性接着剤を介して接合された圧電振動素子と、
前記素子搭載部材とともに前記圧電振動素子を封止する蓋部材と、
を備えたものである。
【０００９】
本発明に係る樹脂塗布方法は、
本発明に係る素子搭載部材の前記電極パッドに前記導電性接着剤を塗布する方法であって、
前記切り欠き部に前記ニードルを挿入した後、前記ニードルから前記導電性接着剤を前記電極パッドへ塗布するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、素子搭載部材の内側面にディスペンサのニードルを挿入可能な切り欠き部を設けたことにより、切り欠き部が無い場合に比べて、電極パッドに塗布される導電性接着剤を圧電振動素子の外側に位置付けることができるので、圧電デバイスの小型化に伴い圧電振動素子と素子搭載部材の内側面との間が狭くなっても、導電性接着剤が圧電振動素子の内側へ流れ込むことを抑制できる。したがって、振動特性の悪化を抑えつつ、圧電デバイスの更なる小型化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１の圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】図３［Ａ］は実施形態１の素子搭載部材を示す部分拡大平面図であり、図３［Ｂ］は図３［Ａ］におけるIIIｂ−IIIｂ線断面図である。
【図４】実施形態１の樹脂塗布方法を示す断面図であり、図４［Ａ］、図４［Ｂ］、図４［Ｃ］の順に工程が進行する。
【図５】図５［Ａ］は実施形態２の素子搭載部材を示す部分拡大平面図であり、図５［Ｂ］は図５［Ａ］におけるＶｂ−Ｖｂ線断面図である。
【図６】図６［Ａ］は実施形態３の素子搭載部材を示す部分拡大平面図であり、図６［Ｂ］は図６［Ａ］におけるVIｂ−VIｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない
【００１３】
図１は実施形態１の圧電デバイスを示す分解斜視図である。図２は図１におけるII−II線断面図である。図３［Ａ］は実施形態１の素子搭載部材を示す部分拡大平面図であり、図３［Ｂ］は図３［Ａ］におけるIIIｂ−IIIｂ線断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。ただし、ディスペンサのニードルは、図３にのみ仮想線（９０）で示す。
【００１４】
本実施形態１の素子搭載部材１０は、上面２１及び下面２２を有する基板２０と、上端面３１、下端面３２、内側面３３及び外側面３４を有し、下端面３２が上面２１の周縁と一体化された枠体３０と、上面２１に設けられ、ディスペンサのニードル９０から液状の導電性接着剤４１が塗布される電極パッド４０と、外側面３４側へ窪むように内側面３３に設けられ、電極パッド４０に導電性接着剤４１を塗布する際にニードル９０を挿入可能な切り欠き部５０と、を備えている。そして、切り欠き部５０は、上端面３１から下端面３２まで外側面３４側へ、上面２１に平行な円弧５１に沿って（すなわち半円柱状に）窪むように内側面３３に設けてもよい。
【００１５】
本実施形態１の圧電デバイス６０は、素子搭載部材１０と、電極パッド４０に導電性接着剤４１を介して接合された圧電振動素子７０と、素子搭載部材１０とともに圧電振動素子７０を封止する蓋部材８０と、を備えている。
【００１６】
次に、素子搭載部材１０及び圧電デバイス６０の構成について更に詳しく説明する。
【００１７】
図１では、枠体３０の一部を切除して示している。図３［Ａ］では、図１における電極パッド４０を他の部分よりも拡大して示している。素子搭載部材１０は、下面２２に設けられた外部接続端子１１を更に備えている。
【００１８】
基板２０は、表裏の関係にある上面２１及び下面２２を有する四角形状である。枠体３０も、基板２０の周縁に沿って四角枠状になっている。基板２０には、上面２１に設けられた電極パッド４０と、下面２２に設けられた外部接続端子１１とを、電気的に接続する導体（図示せず）が形成されている。基板２０及び枠体３０は、例えば積層セラミックスからなる。その場合、複数の四角形状のグリーンシートを重ね、その上に複数の四角枠状のグリーンシートを重ね、全体を焼成することにより、基板２０及び枠体３０が得られる。このとき、四角枠状のグリーンシートには、切り欠き部５０となる部分（半円状）が既に形成されている。
【００１９】
電極パッド４０は、例えばタングステン等のメタライズに金メッキ等を施した導体からなり、圧電振動素子７０の電極７２に対向する位置に設けられ、導電性接着剤４１によって電極７２に電気的に接続される。下面２２の四隅には、それぞれ外部接続端子１１が設けられている。
【００２０】
導電性接着剤４１は、例えばシリコーン樹脂等のバインダの中に導電フィラとして導電性粉末を含有するもの（例えば銀ペーストなど）からなり、固化前は流動性を有する。
【００２１】
枠体３０は、四角枠状であるため、四つの内側面３３及び四つの外側面３４を有する。四つの内側面３３は、短辺側の二つと長辺側の二つとに分けられる。その短辺側の一つの内側面３３に二つの切り欠き部５０が設けられ、二つの切り欠き部５０に近接する上面２１に二つの電極パッド４０が設けられている。二つの切り欠き部５０と二つの電極パッド４０とは、それぞれ一対一に対応する。
【００２２】
本実施形態１で使用するニードル９０は、外形が逆円錐台状であり、「テーパーニードル」とも呼ばれる。切り欠き部５０は、内側面３３に半円柱状に窪むように設けられている。図３［Ａ］では、ニードル９０の先端の半径をＲ０、電極パッド４０に導電性接着剤４１を塗布する際の上端面３１におけるニードル９０の半径をＲ１、切り欠き部５０の円弧５１の半径をＲ２、設備精度をα、として示している。このとき、ニードル９０の中心Ｏと円弧５１の中心Ｏとは一致する。設備精度αとは、位置決め精度、加工精度などを含むマージンである。
【００２３】
切り欠き部５０は、電極パッド４０に導電性接着剤４１を塗布する際に、ニードル９０を挿入可能な大きさと形状を有する。すなわち、Ｒ２＝Ｒ１＋αが成り立つ。なお、「ニードル９０を挿入可能」とは、設備精度αを含めたニードル９０を挿入可能という意味である。
【００２４】
また、図３［Ａ］では、切り欠き部５０の深さをＤ、枠体３０の幅（すなわち内側面３３と外側面３４との距離）をＷ、として示している。これらの関係は、Ｄ≦（Ｗ／２）とすることが好ましい。Ｄ＞（Ｗ／２）とすると、上端面３１の面積が減少することにより、素子搭載部材１０と蓋部材８０との接合力が低下する（すなわち気密性が低下する）からである。なお、切り欠き部５０は、半円柱状に限らずに例えば三角柱状や四角柱状に窪むように内側面３３に設けてもよい。四角柱状に窪むように内側面３３に切り欠き部５０を設けるとは、図３［Ａ］の仮想線（５２）で示すように、上端面３１から下端面３２まで外側面３４側へ、上面２１に平行な四角辺５２に沿って（すなわち四角柱状に）窪むように内側面３３に設けることである。このとき、ニードル９０と切り欠き部５０との間は設備精度αよりも広くする必要があるので、四角辺５２は円弧５１に外接する大きさになる。
【００２５】
圧電デバイス６０は、素子搭載部材１０、圧電振動素子７０及び蓋部材８０を備えた水晶振動子である。なお、圧電デバイス６０は、半導体ＩＣチップを付設した水晶発振器、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ：Voltage Controlled Crystal Oscillator）、温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）又は恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ：Oven Controlled Crystal Oscillator）などであってもよい。
【００２６】
圧電振動素子７０は、圧電片７１と、圧電片７１の一端にまで引き出された二つの電極７２と、を有する。二つの電極パッド４０は、二つの電極７２にそれぞれ導電性接着剤４１を介して電気的及び機械的に接続することにより、圧電振動素子７０を片持ち梁状に固定する。つまり、圧電デバイス６０は、圧電振動素子７０が素子搭載部材１０に搭載された状態で、素子搭載部材１０と蓋部材８０とがガラス封止材やろう材（どちらも図示せず）などによって接合され、圧電振動素子７０が凹部空間６１内に気密封止された構造を有する。
【００２７】
圧電片７１は、例えばＡＴカット板の水晶片からなる。圧電片７１の平面形状は、長方形である。二つの電極７２は、互いに絶縁されており、それぞれ励振電極、引き出し電極、接続電極などに分けられ、圧電片７１の一方の主面から側面を跨いで他方の主面まで延びている。なお、圧電振動素子７０は、厚みすべり振動素子であるが、それに代えて音叉型屈曲振動素子や輪郭すべり振動素子などを用いることもできる。
【００２８】
蓋部材８０は、例えばコバール（Kovar）などの金属からなる長方形の平板であり、素子搭載部材１０の枠体３０の上端面３１に重ねられる。つまり、蓋部材８０は、素子搭載部材１０へ封止材などにより接合され、気密封止された凹部空間６１を形成する。凹部空間６１は、本実施形態１では素子搭載部材１０側に形成しているが、蓋部材８０側に形成してもよい。
【００２９】
ニードル９０は、ディスペンサの一部である中空管であり、例えば空気圧により一定量の導電性接着剤４１を吐出する。ニードル９０の外形は、逆円錐台状に限らず、例えば円柱状などでもよい。なお、ディスペンサは、前述のエアー加圧式に限らず、例えば回転容積式一軸偏心ねじポンプなど、どのような種類でもよい。
【００３０】
次に、実施形態１の樹脂塗布方法について説明する。図４は実施形態１の樹脂塗布方法を示す断面図であり、図４［Ａ］、図４［Ｂ］、図４［Ｃ］の順に工程が進行する。ただし、図４において、電極パッド４０、導電性接着剤４１及びニードル９０については断面ではなく側面を示す。
【００３１】
本実施形態１の樹脂塗布方法は、素子搭載部材１０の電極パッド４０に導電性接着剤４１を塗布する方法であって、切り欠き部５０にニードル９０を挿入した後、ニードル９０から導電性接着剤４１を電極パッド４０へ塗布するものである。
【００３２】
更に詳しく説明する。まず、図４［Ａ］に示すように、ニードル９０を電極パッド４０の上方へ位置付ける。続いて、図４［Ｂ］に示すように、ニードル９０を下降させて切り欠き部５０に挿入し、電極パッド４０の直前でニードル９０を停止させ、空気圧を加えてニードル９０から一定量の導電性接着剤４１を吐出させる。最後に、図４［Ｃ］に示すように、ニードル９０を上昇させると、一定量の導電性接着剤４１が表面張力によって丸くなり電極パッド４０に塗布される。
【００３３】
次に、本実施形態１の作用及び効果について説明する。
【００３４】
本実施形態１によれば、素子搭載部材１０の内側面３３にディスペンサのニードル９０を挿入可能な切り欠き部５０を設けたことにより、切り欠き部５０が無い場合に比べて、電極パッド４０に塗布される導電性接着剤４１を圧電振動素子７０の外側に位置付けることができるので、圧電デバイス６０の小型化に伴い圧電振動素子７０と素子搭載部材１０の内側面３３との間が狭くなっても、導電性接着剤４１が圧電振動素子７０の内側へ流れ込むことを抑制できる。したがって、導電性接着剤４１の流れ込みによる振動特性の悪化を抑えつつ、圧電デバイス６０の更なる小型化を達成できる。また、ニードル９０を切り欠き部５０に挿入することにより、電極パッド４０上の定位置に導電性接着剤４１を塗布できるので、その塗布位置の位置決め精度を向上できる。
【００３５】
更に、切り欠き部５０は、上端面３１から下端面３２まで外側面３４側へ、上面２１に平行な円弧５１に沿って（すなわち半円柱状に）窪むように内側面３３に設けてもよい。この場合は、三角柱状や四角柱状などの他の形状に窪むように内側面３３に設けたときに比べて、上端面３１の減少を最小限にできるので、素子搭載部材１０と蓋部材８０との接合力の低下（すなわち気密性の低下）を抑制できる。この効果は、図３［Ａ］に示した円弧５１に外接する四角辺５２を見れば明らかである。
【００３６】
次に、実施形態２の素子搭載部材について説明する。図５［Ａ］は実施形態２の素子搭載部材を示す部分拡大平面図であり、図５［Ｂ］は図５［Ａ］におけるＶｂ−Ｖｂ線断面図である。
【００３７】
本実施形態２の素子搭載部材１０ａは、円弧５１，５１ａの半径が上端面３１から下端面３２へ行くにつれて徐々に小さくなる。つまり、上端面３１における円弧５１の半径が下端面３２における円弧５１ａの半径よりも大きい。そして、切り欠き部５０ａは、上端面３１から下端面３２まで外側面３４側へ、上面２１に平行な円弧５１乃至円弧５１ａに沿って（すなわち逆円錐台状に）窪むように、内側面３３に設けられている。
【００３８】
換言すると、実施形態１では図３［Ｂ］に示すようにニードル９０と切り欠き部５０との間は上端面３１において最小の設備精度αだけ離れるのに対して、本実施形態２では図５［Ｂ］に示すようにニードル９０と切り欠き部５０ａとの間は上端面３１から下端面３２近傍までのどこでも設備精度αだけ離れる構造になっている。したがって、本実施形態２によれば、切り欠き部５０ａを設けたことによる枠体３０断面の減少を最小限にできるので、枠体３０の強度低下を抑制できる。この効果は、図３［Ｂ］に示した枠体３０断面と図５［Ｂ］に示した枠体３０断面とを見比べれば明らかである。
【００３９】
なお、本実施形態２の圧電デバイス及び樹脂塗布方法は、実施形態１の圧電デバイス及び樹脂塗布方法において切り欠き部が異なる点を除き同様である。本実施形態２のその他の構成、作用及び効果は実施形態１のそれらと同様である。
【００４０】
次に、実施形態３の素子搭載部材について説明する。図６［Ａ］は実施形態３の素子搭載部材を示す部分拡大平面図であり、図６［Ｂ］は図６［Ａ］におけるVIｂ−VIｂ線断面図である。
【００４１】
本実施形態３の素子搭載部材１０ｂは、切り欠き部５０内の上面２１にも電極パッド４０ｂが延設されている。したがって、導電性接着剤が濡れ広がる面積が増加するので、ＣＩの低下及び圧電振動素子と電極パッド４０ｂとの接合強度の向上などを達成できる。
【００４２】
なお、本実施形態３の圧電デバイス及び樹脂塗布方法は、実施形態１の圧電デバイス及び樹脂塗布方法において電極パッドが異なる点を除き同様である。本実施形態３のその他の構成、作用及び効果は実施形態１のそれらと同様である。
【００４３】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、前述の水晶の他に、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどの圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電デバイスに利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０，１０ａ，１０ｂ  素子搭載部材
１１  外部接続端子
２０  基板
２１  上面
２２  下面
３０  枠体
３１  上端面
３２  下端面
３３  内側面
３４  外側面
４０，４０ｂ  電極パッド
４１  導電性接着剤
５０，５０ａ  切り欠き部
５１，５１ａ  円弧
５２  四角辺
６０  圧電デバイス
６１  凹部空間
７０  圧電振動素子
７１  圧電片
７２  電極
８０  蓋部材
９０  ニードル
【図１】
2018067862.tif 000003
【図２】
2018067862.tif 000004
【図３】
2018067862.tif 000005
【図４】
2018067862.tif 000006
【図５】
2018067862.tif 000007
【図６】
2018067862.tif 000008