(57)【要約】【課題】振動素子と素子搭載部材との接合強度を確保しつつ、絶縁性接着剤および導電性接着剤が硬化するときに発生するガスの影響を低減させた圧電デバイスを提供する。【解決手段】上面に第一凹部１１３ａが形成され、第一凹部１１３ａの底面に第二凹部１１３ｂが形成されている素子搭載部材１１０と、第一凹部１１３ａの底面に設けられている搭載パッド１１４と、圧電片１２１と、一対の励振電極１２２と、一端が励振電極１２２に接続され他端が圧電片１２１の主面の端部に位置している一対の引出電極１２３と、を備えている振動素子１２０と、第一凹部１１３ａの底面に振動素子１２０を固着、保持している絶縁性接着剤１３０と、引出電極１２３と搭載パッド１１４とを電気的に接着させている導電性接着剤１４０と、素子搭載部材１１０の上面と接合されている蓋体１５０と、を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
2015159453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直方体形状となっており、上面に第一凹部が形成され、前記第一凹部の底面に第二凹部が形成されている素子搭載部材と、
前記素子搭載部材の前記第一凹部の底面に設けられている搭載パッドと、
平板状の圧電片と、前記圧電片に設けられている一対の励振電極と、一端が前記励振電極に接続され他端が前記圧電片の主面の端部に位置している一対の引出電極と、を備えている振動素子と、
前記圧電片の下面と前記素子搭載部材の前記第一凹部の底面との間に位置し、前記振動素子を固着、保持している絶縁性接着剤と、
前記引出電極と前記搭載パッドとを電気的に接着させている導電性接着剤と、
前記素子搭載部材の上面と接合されている蓋体と、
を備え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であって、
前記絶縁性接着剤と前記導電性接着剤とが非接触となっていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電デバイスであって、
前記振動素子の前記圧電片が略矩形形状となっており、
前記引出電極が前記圧電片の四隅の内二隅付近に位置しており、
前記絶縁性接着剤が前記圧電片の下面であって前記圧電片の四隅の内残りの二隅と前記素子搭載部材の前記第一凹部の底面とを固着、保持している
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、移動通信機器等の電子機器に内蔵される圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスは、例えば、振動素子が素子搭載部材に接続固着され実装され、素子搭載部材と蓋体とが接合され振動素子を気密封止している。圧電デバイスで用いられる振動素子は、例えば、矩形形状の平板状の圧電片と、圧電片に設けられている一対の励振電極と、一端が励振電極に接続され他端が圧電片の上面に位置している、一対の引出電極と、から構成されている。このような圧電デバイスでは、振動素子と素子搭載部材との接合強度を確保するために、振動素子を絶縁性接着剤で固着、保持した後、導電性接着剤によって引出電極とパッケージの搭載パッドとを電気的に接続するように引出電極と搭載パッドとを接着している。このとき、振動素子の下面とこの振動素子の下面と向かい合う素子搭載部材の面との距離は、絶縁性接着剤の厚みとなっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−８１１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の圧電デバイスでは、振動素子の下面とこの振動素子の下面と向かい合う素子搭載部材の面との距離が絶縁性接着剤の厚みとなっている。従って、従来の圧電デバイスでは、絶縁性接着剤の厚み分しかないため、絶縁性接着剤および導電性接着剤が硬化するときに発生するガスが振動素子の下面とこの振動素子の下面と向かい合う素子搭載部材の面との間に留まりやすくなっている。このため、従来の圧電デバイスでは、絶縁性接着剤および導電性接着剤が硬化するときに発生するガスが振動素子の圧電片の下面に設けられている励振電極または引出電極に付着し、振動素子の周波数が変化してしまい、出力される信号が不安定となってしまう虞があった。
【０００５】
本発明では、振動素子と素子搭載部材との接合強度を確保しつつ、絶縁性接着剤および導電性接着剤が硬化するときに発生するガスの影響を低減させ、安定した信号を出力することが可能な圧電デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した課題を解決するために、本発明に係る圧電デバイスは、略直方体形状となっており、上面に第一凹部が形成され、第一凹部の底面に第二凹部が形成されている素子搭載部材と、素子搭載部材の第一凹部空間の底面に設けられている搭載パッドと、平板状の圧電片と、圧電片に設けられている一対の励振電極と、一端が励振電極に接続され他端が圧電片の主面の端部に位置している一対の引出電極と、を備えている振動素子と、圧電片の下面と素子搭載部材の第一凹部の底面との間に位置し、圧電振動素子を固着、保持している絶縁性接着剤と、引出電極と搭載パッドとを接着し、電気的に接続させている導電性接着剤と、素子搭載部材の上面と接合されている蓋体と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る圧電デバイスで用いる素子搭載部材は、略直方体形状となっており、上面に第一凹部が形成されており、さらに、この第一凹部の底面に第二凹部が形成されている。また、本発明に係る圧電デバイスでは、この素子搭載部材の第一凹部の底面に振動素子が絶縁性接着剤で固着、保持されており、かつ、振動素子の引出電極と素子搭載部材に設けられた搭載パッドとが導電性接着剤で電気的に接続されている。つまり、本発明に係る圧電デバイスでは、振動素子が第一凹部の底面に固着、保持されて素子搭載部材に実装されたとき、振動素子の下面には、第二凹部が位置した状態となっている。従って、本発明に係る圧電デバイスは、絶縁性接着剤により振動素子と素子搭載部材との接合強度を確保しつつ、従来と比較して、振動素子の下面とこの振動素子の下面と向かい合う素子搭載部材の面との距離を第二凹部の上下方向の深さの分だけ長くすることができる。このため、本発明に係る圧電デバイスでは、従来と比較して、絶縁性接着剤および導電性接着剤が硬化するときに発生するガスが、振動素子の下面とこの振動素子の下面と向かい合う素子搭載部材の面との間に、留まりにくくなる。結果、本発明に係る圧電デバイスでは、絶縁性接着剤および導電性接着剤が硬化するときに発生したガスが振動素子の圧電片の下面に設けられた励振電極または引出電極に付着する量を低減させることができ、振動素子の周波数が変動し出力される信号が不安定となることを低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一実施形態における圧電デバイスであって蓋体を設けていない状態の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａでの断面図である
【図３】第一実施形態の変形例における圧電デバイスであって蓋体を設けていない状態での平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂでの断面図である。
【図５】図３のＣ−Ｃでの断面図である。
【図６】第二実施形態における圧電デバイスであって蓋体を設けていない状態での平面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄでの断面図である。
【図８】第二実施形態の変形例における圧電デバイスであって蓋体を設けていない状態での平面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅでの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第一実施形態）
第一実施形態における圧電デバイスは、図１および図２に示したように、略直方体形状の素子搭載部材１１０を用いており、素子搭載部材１１０の上面に形成されている第一凹部１１３ａの底面に振動素子１２０が固着、保持されている。また、第一実施形態における圧電デバイスは、素子搭載部材１１０と蓋体１５０とが接合されて、振動素子１２０が気密封止されている。
【００１０】
ここで、図面に合わせて、略直方体形状の素子搭載部材１１０の対向する位置に設けられられている一対の面を、素子搭載部材１１０の主面とし、第一凹部１１３ａが形成される素子搭載部材１１０の主面を素子搭載部材１１０の上面とし、この素子搭載部材１１０の上面と反対側を向く素子搭載部材１１０の主面を素子搭載部材１１０の下面とする。
【００１１】
素子搭載部材１１０は、振動素子１２０を実装するためのものである。素子搭載部材１１０は、上面に第一凹部１１３ａが形成されており、この第一凹部１１３ａの底面に第二凹部１１３ｂが形成されている。また、素子搭載部材１１０は、上面に封止用導体パターン１１６が設けられている。また、素子搭載部材１１０は、第一凹部１１３ａの底面に搭載パッド１１４が設けられ、下面の四隅には、少なくとも二つが搭載パッド１１４と電気的に接続されている実装端子１１５が設けられている。
【００１２】
素子搭載部材１１０は、例えば、平板部１１１、第一枠部１１２ａおよび第二枠部１１２ｂからなり、平板部１１１の上面の縁部に沿って第二枠部１１２ｂが設けられ第二凹部１１３ｂが形成され、この第二枠部１１２ｂの上面の縁部に沿って第一枠部１１２ａが設けられ第一凹部１１３ａが形成されている。従って、ここでは、平板部１１１の下面が素子搭載部材１１０の下面となっており、第一枠部１１２ａの上面が素子搭載部材１１０の上面となる。
【００１３】
平板部１１１は、矩形形状の平板状となっている。平板部１１１の上面には、縁部に沿って第二枠部１１２ｂが設けられている。また、平板部１１１の下面の四隅には、実装端子１１５が設けられている。また、平板部１１１には、図示しない内部配線および配線パターンが設けられている。平板部１１１は、例えば、アルミナセラミックス、または、ガラス―セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。平板部１１１は、絶縁層を一層で用いたものであっても、絶縁層を複数積層させたものであってもよい。
【００１４】
第二枠部１１２ｂは、平板部１１１の上面の縁部に設けられ、第二凹部１１３ｂを形成するためのものである。また、第二枠部１１２ｂの上面には、搭載パッド１１４が設けられている。このとき、搭載パッド１１４は、平面視して、第一枠部１１２ａと重ならない位置に設けられている。また、第二枠部１１２ｂには、図示しない内部配線および配線パターンが設けられている。第二枠部１１２ｂは、平板部１１１および第一枠部１１２ａと一体となっており、例えば、アルミナセラミックス、または、ガラスーセラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。第二枠部１１２ｂは、絶縁層を複数積層させたものであっても、一層で用いたものであってもよい。
【００１５】
第一枠部１１２ａは、第二枠部１１２ｂの上面の縁部に設けられ、第一凹部１１３ａを形成するためのものである。また、第一枠部１１２ａの上面には、封止用導体パターン１１６が設けられている。また、第一枠部１１２ａには、図示しない内部配線および配線パターンが設けられている。第一枠部１１２ａは、平板部１１１および第二枠部１１２ｂと一体となっており、例えば、アルミナセラミックス、または、ガラスーセラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。第一枠部１１２ａは、絶縁層を複数積層させたものであっても、一層で用いたものであってもよい。
【００１６】
第一凹部１１３ａは、振動素子１２０を収納するための空間であり、第二枠部１１２ｂの上面の縁部に沿って設けられた第一枠部１１２ａによって形成されている。従って、第一凹部１１３ａは、振動素子１２０を収納することができる大きさとなっている。
【００１７】
第二凹部１１３ｂは、振動素子１２０の下面とこの振動素子１２０の下面と向かい合う素子搭載部材１１０の面との距離を確保するためのものである。第二凹部１１３ｂは、その上下方向の深さが、第一凹部１１３ａの上下方向の深さと同じとなっている、第二凹部１１３ｂは、平板部１１１の上面の縁部に沿って設けられた第二枠部１１２ｂによって形成されているので、振動素子１２０が第二凹部１１３ｂを形成している第二枠部１１２ｂの上面に固着・保持され実装することで、従来の圧電デバイスと比較し、振動素子１２０の下面とこの振動素子１２０の下面と向かい合う素子搭載部材１１０の面との距離を第二凹部１１３ｂの上下方向の深さの分だけ長くすることが可能となる。これにより、振動素子１２０の下面と、この振動素子１２０の下面と向かい合う素子搭載部材１１０の面である第二凹部１１３ｂの底面との間で空気の対流が生じやすくなり、導電性接着剤１４０や絶縁性接着剤１３０が硬化するときに発生したガスが振動素子１２０の励振電極１２２および引出電極１２３に付着する量を低減させることが可能となる。
【００１８】
また、ここで、素子搭載部材１１０を平面視したときの長辺の寸法が、１．２〜５．０ｍｍであり、短辺の寸法が、１．０〜３．２ｍｍである場合を例にして、第一凹部１１３ａおよび第二凹部１１３ｂの大きさを説明する。第一凹部１１３ａは、長辺の寸法が、０．８〜４．６ｍｍであり、短辺の寸法が０．６〜２．８ｍｍとなっており、上下方向の深さの寸法がが０．２〜０．５ｍｍとなっている。第二凹部１１３ｂは、長辺の寸法が、０．５〜４．０ｍｍであり、短辺の寸法が、０．５〜２．８ｍｍとなっており、上下方向の深さの寸法が０．２〜０．５ｍｍとなっている。第二凹部１１３ｂは、短辺の寸法が、振動素子１２０の圧電片１２１の短辺より長くなっており、上下方向の深さが第一凹部１１３ａの上下方向の深さと同じとなっている。また、振動素子１２０の圧電片１２１の下面と第一凹部１１３ａの底面との距離は、０．０２〜０．０５ｍｍとなっており、振動素子１２０の圧電片１２１の下面と第二凹部１１３ｂの底面との距離は、０．２２〜０．５５ｍｍとなっている。
【００１９】
第二凹部１１３ｂは、蓋体１５０を設けない状態で平面視したとき、第二凹部１１３ｂの開口部が振動素子１２０の励振電極１２２と重なる位置に設けられている。このため、振動素子１２０の下面と、この振動素子１２０の下面を向く素子搭載部材１１０の面との距離を従来の圧電デバイスと比較して第二凹部１１３ｂの上下方向の深さの分だけ長くすることが可能となる。従って、絶縁性接着剤１３０および導電性接着剤１４０が硬化するときに発生するガスが振動素子１２０の圧電片１２１の下面に設けられている励振電極１２２に付着する量を低減させることができる。また、第二凹部１１３ｂの開口部が振動素子１２０の励振電極１２２と重なる位置に設けられていることにより、振動素子１２０の励振電極１２２が素子搭載部材１１０の下面に接触することを抑え、振動素子１２０の励振電極１２２が素子搭載部材１１０の底面に接触することを抑え、発振周波数が変動することを低減することができる。
【００２０】
搭載パッド１１４は、振動素子１２０と電気的に接着、具体的には、振動素子１２０の引出電極１２３と電気的に接着されるものである。搭載パッド１１４は、第二枠部１１２ｂの上面であって第一枠部１１２ａ内に設けられている。搭載パッド１１４は、一対となっており、例えば、素子搭載部材１１０の上面を平面視して、第一枠部１１２ａ内の第二枠部１１２ｂの上面の短辺に沿って二つ並んで設けられている。
【００２１】
実装端子１１５は、電子機器等のマザーボードに実装するためのものであり、電子機器等のマザーボードに実装する際、マザーボードの所定の実装パッド（図示せず）に接続固着される。実装端子１１５は、例えば、四つ設けられており、素子搭載部材１１０の下面の四隅に一つずつ設けられている。
【００２２】
実装端子１１５のうち二つは、図示しない内部配線および配線パターンにより、第二枠部１１２ｂの上面に設けられている一対の搭載パッド１１４と電気的に接続されている。実装端子１１５のうち残りの二つは、図示しない内部配線および配線パターン、封止用導体パターン１１６および接合部材１５１を介して蓋体１５０と電気的に接続されている。従って、蓋体１５０と電気的に接続される実装端子１１５をマザーボードに実装する際、電子機器等のマザーボード上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドと接続固着することで、蓋体１５０をグランド電位と同電位とすることが可能となる。
【００２３】
封止用導体パターン１１６は、蓋体１５０を接合部材１５１によって接合する際に、接合部材１５１の濡れ性をよくするためのものである。封止用導体パターン１１６は、第一枠部１１２ａの上面の縁部に沿って設けられている。また、封止用導体パターン１１６は、例えば、タングステンまたはモリブデン等からなる導体パターンの表面にニッケルメッキおよび金メッキを順次、第一枠部１１２ａの上面に環状で囲む形態で施し、形成している。
【００２４】
ここで、素子搭載部材１１０の作製方法について説明する。素子搭載部材１１０を構成する平板部１１１、第一枠部１１２ａおよび第二枠部１１２ｂがアルミナセラミックスからなる場合、まず、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加し混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面、または、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施し予め設けておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等を用いて導体パターンとなる位置に所定の導電性ペーストを塗布する。次に、平板部１１１となるセラミックグリーンシートの上面に第二枠部１１２ｂとなるセラミックグリーンシートを積層し、さらに、この第二枠部１１２ｂとなるセラミックグリーンシートの上面に第一枠部１１２ａとなるセラミックグリーンシートを積層し、プレス加工した後、高温で焼成する。焼成後、導体パターンの所定の部位、具体的には、搭載パッド１１４、実装端子１１５、封止用導体パターン１１６および配線パターンとなる部分に、ニッケルメッキ、または、金メッキ等を施すことにより素子搭載部材１１０が作製される。また、導電性ペーストは、例えば、タングステン、モリブデン、銅、銀またはパラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。
【００２５】
振動素子１２０は、安定した機械振動を得ることができ、電子機器等の基準信号を発信するためのものである。振動素子１２０は、圧電片１２１と、圧電片１２１の上面および圧電片１２１の下面に設けられている一対の励振電極１２２と、一端が励振電極１２２に接続され他端が圧電片１２１の主面の端部に位置している一対の引出電極１２３と、から構成されている。また、振動素子１２０は、振動素子１２０の圧電片１２１の下面と第一凹部１１３ａの底面との間に位置する絶縁性接着剤１３０によって、振動素子１２０が第二枠部１１２ｂの上面であって第一枠部１１２ａ内でもある第一凹部１１３ａの底面に固着・保持されている。また、振動素子１２０は、導電性接着剤１４０によって、搭載パッド１１４と振動素子１２０の引出電極１２３の端部とが電気的に接着されている。
【００２６】
ここで、図面に合わせて、素子搭載部材１１０に実装されたとき、素子搭載部材１１０の平板部１１１側を向く圧電片１２１の面を圧電片１２１の下面とし、この圧電片１２１の下面と反対側を向く圧電片１２１の面を圧電片１２１の上面とする。また、圧電片１２１の上面および圧電片１２１の下面を圧電片１２１の主面とする。
【００２７】
圧電片１２１は，安定した機械振動をする圧電材料が用いられ、例えば、水晶が用いられる。ここで、圧電片１２１の作製方法について説明する。圧電片１２１は、人工水晶体から所定のカットアングルで所定の大きさとなるように切断された後、所定の厚みとなるように研磨され加工される。
【００２８】
励振電極１２２は、圧電片１２１に電圧を印加するためのものである。励振電極１２２は、一対となっており、圧電片１２１の上面および圧電片１２１の下面に互いが対向するように設けられている。励振電極１２２は、フォトリソグラフィー技術、蒸着技術、または、スパッタリング技術によって金属層を圧電片１２１の所定の位置に被着させて形成している。
【００２９】
引出電極１２３は、振動素子１２０の外部から励振電極１２２に電圧を印加するためのものである。引出電極１２３は、一端が励振電極１２２に接続され、他端が圧電片１２１の主面の端部に位置するように、設けられている。また、引出電極１２３は、平面視して、他端が圧電片１２１の一方の短辺に沿って並んで配置されている。引出電極１２３は、フォトリソグラフィー技術、蒸着技術、または、スパッタリング技術によって金属層を圧電片１２１の所定の位置に、励振電極１２２と同時に形成している。
【００３０】
ここで、振動素子１２０の動作について説明する。振動素子１２０は、外部から、引出電極１２３に電圧が印加されると、引出電極１２３が接続されている励振電極１２２に電圧が印加される。これにより、励振電極１２２には、異なる電荷が蓄積されることとなり、逆圧電効果によって励振電極１２２に挟まれている圧電片１２１の一部に歪みが生じ、変形する。その結果、圧電片１２１は、変形前の姿に戻ろうとするため、圧電効果により励振電極１２２に最初に蓄積された電界と反対の電荷が蓄積される。つまり、励振電極１２２に電圧が印加されると、振動素子１２０は、圧電効果および逆圧電効果により励振電極１２２に挟まれた圧電片１２１の一部が振動する。従って、振動素子１２０に交流電圧を印加すると、励振電極１２２に異なる電荷が交互に蓄積され変形することとなり、励振電極１２２に挟まれている圧電片１２１の一部を振動させることができる。
【００３１】
絶縁性接着剤１３０は、振動素子１２０を固着、保持するためのものである。絶縁性接着剤１３０は、圧電片１２１の下面と素子搭載部材１１０の第一凹部１１３ａの底面との間に位置している。絶縁性接着剤１３０は、例えば、平面視して、圧電片１２１の四隅のうち二隅であって、圧電片１２１の他方の短辺側の二隅で振動素子１２０を固着、保持している。
【００３２】
また、絶縁性接着剤１３０は、樹脂性接着剤が用いられ、例えば、シリコーン系の樹脂接着剤が用いられる。シリコーン系の樹脂接着剤は、硬化後の形態がゴム状の弾性体となっている。従って、振動素子１２０と第一凹部１１３ａの底面との接合強度を確保しつつも、ゴム状の弾性体で振動素子１２０を接続、固着した状態とすることができる。このため、第一実施形態の圧電デバイスの外部から振動や衝撃を受けたとき、絶縁性接着剤１３０と第一凹部１１３ａの底面との界面、または、絶縁性接着剤１３０と振動素子１２０との界面で応力が集中すること低減させることが可能となる。また、シリコーン系の樹脂接着剤を用いることで、振動素子１２０をゴム状の弾性体で固着、保持することとなるので、絶縁性接着剤１３０による振動素子１２０への振動阻害を低減させることが可能となる。
【００３３】
絶縁性接着剤１３０を用いて、振動素子１２０を第一凹部１１３ａの底面に接続、固着する方法について説明する。まず、絶縁性接着剤１３０が、例えば、ディスペンサによって、第一凹部１１３ａの底面の所定の位置に塗布される。その後、振動素子１２０が絶縁性接着剤１２０上に搬送され、平面視して、振動素子１２０の引出電極１２３と第一凹部１１３ａの底面に設けられている搭載パッド１１４の一部とが重なり、かつ、振動素子１２０の圧電片１２１の下面と第一凹部１１３ａの底面とで絶縁性接着剤１３０を挟むように、絶縁性接着剤１３０上に載置される。そして、その状態で、絶縁性接着剤１３０が加熱硬化される。これにより、絶縁性接着剤１３０により、振動素子１２０が第一凹部１１３ａの底面に接続、固着され、素子搭載部材１１０に実装される。
【００３４】
導電性接着剤１４０は、振動素子１２０の引出電極１２３と搭載パッド１１４とを電気的に接着するためのものである。導電性接着剤１４０は、絶縁性接着剤１３０と非接触となっており、例えば、平面視して、圧電片１２１の四隅のうち二隅であって、圧電片１２１の一方の短辺側の二隅で電気的に接着している。導電性接着剤１４０は、シリコーン系の樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケルまたはニッケル鉄のいずれか、或いはこれら組み合わせたものを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えば、シリコーン系の樹脂、エポキシ系の樹脂、ポリイミド系の樹脂、または、ビスマレイミド系の樹脂が用いられている。
【００３５】
導電性接着剤１４０を用いて、引出電極１２３と搭載パッド１１４とを電気的に接着する方法について説明する。まず、導電性接着剤１４０が、例えば、ディスペンサによって、第一凹部１１３ａの底面に設けられている一対の搭載パッド１１４上に塗布される。その後、振動素子１２０が導電性接着剤１４０上に搬送され、引出電極１２３と搭載パッド１１４とで導電性接着剤１４０を挟むように振動素子１２０が載置され、その状態で加熱硬化される。これにより、引出電極１２３と搭載パッド１１４が電気的に接着される。
【００３６】
なお、第一実施形態では、絶縁性接着剤１３０と導電性接着剤１４０とが第一凹部１１３ａの底面に塗布された後、振動素子１２０が載置され、絶縁性接着剤１３０と導電性接着剤１４０とが同時に加熱硬化している場合について説明しているが、絶縁性接着剤１３０を加熱硬化した後、導電性接着剤１４０を塗布し加熱硬化し、電気的に接着してもよい。この場合、導電性接着剤１４０は、まず、例えば、ディスペンサによって引出電極１２３の上面および搭載パッド１１４の上面に塗布される。このとき、絶縁性接着剤１３０により素子搭載部材１１０の第一凹部１１３ａの底面に振動素子１２０が接続、固着されているとき、第一凹部１１３ａの底面を平面視して、振動素子１２０の引出電極１２３と搭載パッド１１４の一部とが重なる位置に配置されているので、導電性接着剤１４０を引出電極１２３と搭載パッド１１４とに接触するように、容易に塗布することが可能となる。次に、導電性接着剤１４０は、引出電極１２３および搭載パッド１１４に接触するように塗付された状態で、加熱硬化される。こにより、導電性接着剤１４０により、引出電極１２３と搭載パッド１１４とが電気的に接着される。
【００３７】
蓋体１５０は、素子搭載部材１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１６と接続部材１５１により接合されて、真空状態または窒素ガスが充填された第一凹部１１３ａおよび第二凹部１１３ｂ内の、第一凹部１１３ａの底面に実装されている振動素子１２０を気密封止するためのものである。具体的には、蓋体１５０は、所定の雰囲気中で蓋体１５０の下面と素子搭載部材１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１６の上面との間に接合部材１５１を設けて熱を加え接合部材１５１を溶融させた後、固化させることで、蓋体１５０の下面と素子搭載部材１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１６とが溶融接合される。
【００３８】
接合部材１５１は、蓋体１５０の下面と素子搭載部材１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１６とを接合するためのものである。また、接合部材１５１は、蓋体１５０の下面と素子搭載部材１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１６の上面との間であって、封止用導体パターン１１６に相対する蓋体１５０の場所に設けられている。また、接合部材１５１は、例えば、銀ロウまたは金錫からなる。
【００３９】
第一実施形態に係る圧電デバイスでは、略直方体形状の素子搭載部材１１０の上面に形成されている第一凹部１１３ａの底面に振動素子１２０が絶縁性接着剤１３０により接続、固着されつつ、導電性接着剤１４０により引出電極１２３と搭載パッド１１４とが電気的に接着されている。た、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、素子搭載部材１１０の第一凹部１１３ａの底面に第二凹部１１３ｂが形成されている。つまり、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、振動素子１２０が第一凹部１１３ａの底面に固着、保持されて素子搭載部材１１０に実装されたとき、振動素子１２０の下面には、第二凹部１１３ｂが位置した状態となっている。従って、第一実施形態に係る圧電デバイスは、絶縁性接着剤１４０により振動素子１２０と素子搭載部材１１０との接合強度を確保しつつ、従来と比較して、振動素子１２０の下面とこの振動素子１２０の下面と向かい合う素子搭載部材１１０の面との距離を第二凹部１１３ｂの上下方向の深さの分だけ長くすることができる。このため、第一実施形態に係る圧電デバイスは、従来と比較して、振動素子１２０の下面とこの振動素子１２０の下面と向かい合う素子搭載部材１１０の面との間で空気の対流が生じやすくなり、絶縁性接着剤１３０および導電性接着剤１４０が硬化するときに発生するガスが留まりにくくなる。結果、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、絶縁性接着剤１３０および導電性接着剤１４０が硬化するときに発生したガスが振動素子１２０の圧電片１２１の下面に設けられた励振電極１２２または引出電極１２３に付着する量を低減させることができ、振動素子１２０の周波数が変動し出力される信号が不安定となることを低減させることが可能となる。
【００４０】
第一実施形態における圧電デバイスでは、絶縁性接着剤１３０と導電性接着剤１４０とが非接触となっている。従って、第一実施形態における圧電デバイスでは、絶縁性接着剤１３０で振動素子１２０を固着、保持すると同時に、導電性接着剤１４０でも振動素子１２０を固着、保持することとなる。このため、第一実施形態における圧電デバイスでは、少なくとも三か所以上で振動素子１２０を固着、保持することができるので、従来と比較して、接合強度を確保することが可能となる。
【００４１】
また、第一実施形態における圧電デバイスでは、絶縁性接着剤１３０と導電性接着剤１４０とが非接触となっているため、絶縁性接着剤１３０と導電性接着剤１４０が硬化前に接触し混じり、導電性接着剤１４０の導通が取れなくなることを防ぐことができる。従って、第一実施形態における圧電デバイスでは、絶縁性接着剤１３０と導電性接着剤１４０とを同時に硬化することができるため、工数を減らすことができ、生産性を向上させることが可能となる。
【００４２】
また、第一実施形態における圧電デバイスでは、平面視して、絶縁性接着剤１３０が、矩形形状の平板状となっている圧電片１２１の四隅のうち二隅付近に位置しており、導電性接着剤１４０が、圧電片１２１の四隅のうち残り二隅に位置しているので、絶縁性接着剤１３０および導電性接着剤１４０で振動素子１２０の四隅を固着、保持している構造となっている。従って、第一実施形態における圧電デバイスでは、四隅で固着、保持しているので、振動素子１２０の振動が最も少ない位置で固着、保持することが可能となり、固着、保持による振動への阻害を低減させつつ、接合強度を確保することができる。
【００４３】
また、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、絶縁性接着剤１３０がシリコーン系の樹脂接着剤が用いられているので、硬化後の形態がゴム状の弾性体となっている絶縁性接着剤１３０で振動素子１２０を固着、保持することができる。このため、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、第一実施形態に係る圧電デバイスの外部から振動や衝撃を受けたとき、絶縁性接着剤１３０と第一凹部１１３ａの底面との界面、または、絶縁性接着剤１３０と振動素子１２０との界面で、応力が集中することを低減させることができる。従って、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、外部から振動や衝撃を受けたときに、絶縁性接着剤１３０の界面に応力が集中し振動素子１２０の保持状態が変化し周波数が変動すること抑えることができ、出力される信号が不安定となることを軽減させることが可能となる。
【００４４】
また、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、絶縁性接着剤１３０がシリコーン系の樹脂接着剤が用いられているので、硬化後の形態がゴム状の弾性体となっている絶縁性接着剤１３０で振動素子１２０を固着、保持することができる。このため、第一実施形態に係る圧電デバイスは、絶縁性接着剤１３０で接着、保持することによる振動素子１２０への振動阻害を低減させることが可能となる。
【００４５】
（変形例）
以下、第一実施形態の変形例における圧電デバイスについて説明する。なお、第一実施形態の変形例における圧電デバイスのうち上述した圧電デバイスと同様の部分について、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第一実施形態の変形例における圧電デバイスは、図３、図４および図５に示されているように、平面視して、絶縁性接着剤１３０および導電性接着剤１４０が振動素子１２０の一方の短辺側に設けられている点で第一の実施形態と異なっている。
【００４６】
絶縁性接着剤１３０は、圧電片１２１の下面と第一凹部２１３ａの底面の間に位置している。具体的には、絶縁性接着剤１３０は、第一凹部２１３ａの底面に設けられている一対の搭載パッド２１４の間と圧電片１２１の下面であって圧電片１２１の一方の短辺の中央部と挟まれた位置に設けられている。このとき、素子搭載部材２１０の上面を平面視すると、振動素子１２０の引出電極１２３の一部と搭載パッド２１４の一部とが重なっている。
【００４７】
導電性接着剤１４０は、圧電片１２１の上面の端部に位置している引出電極１２３と搭載パッド２１４とが接触するように塗付され加熱硬化され、引出電極１２３と搭載パッド２１４とを電気的に接続している。
【００４８】
第一実施形態の変形例における圧電デバイスでは、平面視して、絶縁性接着剤１３０および導電性接着剤１４０が振動素子１２０の一方の短辺側に設けられているので、第一凹部２１３ａの底面に形成される第二凹部２１３ｂの開口部を大きくすることができる。従って、第一実施形態の変形例における圧電デバイスでは、振動素子１２０が第二凹部２１３ｂの開口部を塞ぐことなく固着、保持することができ、振動素子１２０の下面に位置する第二凹部２１３ｂ内の空気が振動素子１２０の上面側へ移動しやすくすることができる。このため、第一実施形態の変形例に係る圧電デバイスでは、振動素子１２０の下面とこの振動素子１２０の下面と向かい合う素子搭載部材１１０の面との間で空気の対流が生じやすくなり、絶縁性接着剤１３０および導電性接着剤１４０が硬化するときに発生するガスが留まりにくくすることが可能となる。
【００４９】
また、第一実施形態の変形例における圧電デバイスでは、絶縁性接着剤１３０により振動素子１２０を固着、保持した後、導電性接着剤１４０により引出電極１２３と搭載パッド２１４とを電気的に接着させている。従って、導電フィラー等の接着成分と異なる成分を含んでいる導電性接着剤１４０のみで、振動素子１２０を第一凹部２１３ａの底面に接続、固着している場合と比較し、振動素子１２０と第一凹部２１３ａの底面との接合強度を確保することができる
【００５０】
（第二実施形態）
以下、第二実施形態における圧電デバイスについて説明する。なお、第二実施形態における圧電デバイスのうち上述した圧電デバイスと同様の部分について、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第二実施形態における圧電デバイスは、図６および図７に示されているように、電子部品素子３６０が第二凹部３１３ｂの底面に実装されている点で第一実施形態と異なる。
【００５１】
第二実施形態における圧電デバイスで用いる素子搭載部材３１０は、振動素子１２０および電子部品素子３６０を実装するためのものであり、接続パッド３１７が設けられている点で第一実施形態における圧電デバイスで用いる素子搭載部材１１０と異なる。
【００５２】
素子搭載部材３１０は、素子搭載部材３１０は、上面に第一凹部３１３ａが形成されており、この第一凹部３１３ａの底面に第二凹部３１３ｂが形成されている。また、素子搭載部材３１０は、上面に封止用導体パターン３１６が設けられている。また、素子搭載部材３１０は、第一凹部３１３ａの底面に搭載パッド３１４が設けられ、第二凹部３１３ｂの底面に接続パッド３１７が設けられている。また、素子搭載部材３１０は、下面の四隅に実装端子３１５が設けられている。
【００５３】
接続パッド３１７は、電子部品素子３６０を実装するためのものである。接続パッド３１７は、例えば、第一凹部３１３ａの底面に形成されている第二凹部３１３ｂの底面に、六つ設けられている。素子搭載部材３１０の図示しない内部配線および配線パターンによって、接続パッド３１７のうち二つは、第一凹部３１３ａの底面に一対で設けられている搭載パッド３１４と電気的に接続されており、接続パッド３１７のうち残りの四つは、素子搭載部材３１０の下面の四隅に一つずつ設けられている実装端子３１５と電気的に接続されている。
【００５４】
電子部品素子３６０は、例えば、振動素子１２０を発振させるためのものであり、発振回路機能を備えた集積回路素子が用いられている。電子部品素子３６０は、第二凹部３１２ｂ内に収容されるように第二凹部３１３ｂの底面に実装される。また、電子部品素子３６０の下面には、例えば、六つの接続端子３６１が設けられている。
【００５５】
接続端子３６１は、例えば、電子部品素子３６０の下面に六つ設けられており、第二凹部３１３ｂの底面に設けられている接続パッド３１７と導電部材３７０によって電気的に接続されている。導電部材３７０、接続パッド３１７、図示しない内部配線および図示しない配線パターンを介して、接続端子３６１のうち二つは、第一凹部３１３ａの底面に設けられている搭載パッド３１４と電気的に接続されており、接続端子３６１のうち残りの四つは、素子搭載部材３１０の下面の四隅に一つずつ設けられている実装端子３１５と電気的に接続されている。
【００５６】
導電部材３７０は、接続パッド３１７と接続端子３６１とを電気的に接続するためのものである。導電部材３７０は、接続パッド３１７および接続端子３６１を構成する金属より融点が低い合金が用いられ、例えば、半田が用いられる。導電部材３７０は、接続パッド３１７と接続端子３６１との間に設けられており、加熱溶融され再び固化することで、接続パッド３１７と接続端子３６１とを固着しつつ電気的に接続させている。
【００５７】
ここで、電子部品素子３６０を第二凹部３１３ｂの底面に実装する実装方法について説明する。第二実施形態では、導電部材３７０を用いて、接続パッド３１７と接続端子３６１とを電気的に接続させつつ固着し、実装している。まず、電子部品素子３６０の接続端子３６１に突起状の半田を設け、接続端子３６１と接続パッド３１７とで突起状の半田を挟むように載置する。その後、加熱して半田を溶融させた後、固化させる。これにより、接続パッド３１７と接続端子３６１とが電気的に接続されつつ、固着され、第二凹部３１３ｂの底面に電子部品素子が実装される。
【００５８】
第二実施形態における圧電デバイスでは、第二凹部３１３ｂの底面に電子部品素子３６０が実装されているが、電子部品素子３６０が第二凹部３１３ｂ内に収容された状態となっている。従って、第二実施形態における圧電デバイスでは、振動素子１２０が素子搭載部材３１０の第一凹部３１３ａの底面に実装されているとき、振動素子１２０の下面とこの振動素子１２０の下面と電子部品素子３６０の上面との距離を、従来の圧電デバイスの振動素子１２０の下面とこの振動素子１２０の下面と向かい合う素子搭載部材３１０の面との距離よりも、長くすることができる。このため、第二実施形態における圧電デバイスでは、従来と比較して、振動素子１２０の下面で空気の対流が生じやすくなり、絶縁性接着剤１３０および導電性接着剤１４０が硬化するときに発生するガスが留まりにくくなる。結果、第二実施形態に係る圧電デバイスでは、従来と比較し、絶縁性接着剤１３０および導電性接着剤１４０が硬化するときに発生したガスが振動素子１２０の圧電片の下面に設けられた励振電極１２２または引出電極１２３に付着する量を低減させることができ、振動素子１２０の周波数が変動し出力される信号が不安定となることを低減させることが可能となる。
【００５９】
（変形例）
以下、第二実施形態の変形例における圧電デバイスについて説明する。なお、第二実施形態の変形例における圧電デバイスのうち上述した第二実施形態の圧電デバイスと同様の部分について、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第二実施形態の変形例における圧電デバイスは、図８および図９に示されているように、第二凹部４１３ｂの底面に第三凹部４１３ｃが形成されており、第三凹部４１３ｃ内に収容された状態で第三凹部４１３ｃの底面に電子部品素子４６０が実装されている点で第二実施形態と異なる。
【００６０】
第二実施形態の変形例における圧電デバイスで用いる素子搭載部材４１０は、第二凹部４１３ｂの底面に第三凹部４１３ｃが形成されている点で第二実施形態と異なる。素子搭載部材４１０は、略直方体形状となっており、上面に、第一凹部４１３ａが形成されており、この第一凹部４１３ａの底面に一対の搭載パッド４１４が設けられている。また、第一凹部４１３ａの底面には、第二凹部４１３ｂが形成されており、この第二凹部４１３ｂの底面に接続パッド４１７が設けられている。さらに、第二凹部４１３ｂの底面には、電子部品素子４６０を収納することができる大きさの第三凹部４１３ｃが形成されている。また、素子搭載部材４１０は、下面の四隅に実装端子４１５が設けられている。
【００６１】
第三凹部４１３ｃは、第三凹部４１３ｃ内に電子部品素子４６０を収容しつつ第三凹部４１３ｃの底面に電子部品素子４６０を実装するためのものである。第三凹部４１３ｃの底面には、固定部材４８０によって電子部品素子４６０が固着、保持された状態で実装されている。
【００６２】
電子部品素子４６０は、例えば、上面に接続端子４６１が設けられており、この接続端子４６１が第二凹部４１３ｂの底面に設けられた接続パッド４１７と導電部材４７０によって電気的に接続された状態となっている。また、電子部品素子４６０は、電子部品素子４６０の下面と第三凹部４１３ｃの底面との間に固定部材４８０が設けられており、固定部材４８０によって電子部品素子４６０が第三凹部４１３ｃの底面と固着、保持された状態となっている。
【００６３】
導電部材４７０は、接続端子４１７と接続パッド４７１とを電気的に接続するためのものであり、例えば、金線が用いられる。導電部材４７０は、一端が接続端子４６１とワイヤボンディング接合により接合されており、他端が接続パッド４１７とワイヤボンディング接合により接合されている。
【００６４】
固定部材４８０は、例えば、電子部品素子４６０を第三凹部４１３ｃの底面に固着、保持するためのものである。固定部材４８０は、電子部品素子４６０の下面と第三凹部４１３ｃの底面との間に位置している。また、固定部材４８０は、樹脂性接着剤が用いられ、エポキシ系の樹脂接着剤が用いられる。
【００６５】
ここで、電子部品素子４６０を第三凹部４１３ｃ内に収容しつつ第三凹部４１３ｃの底面に固着、保持し、接続パッド４１７と接続端子４６１とを導電部材４７０により電気的に接続させる方法について説明する。まず、素子搭載部材４１０の第三凹部４１３ｃの底面に固定部材４８０が塗付され、電子部品素子４６０の接続端子４６１が上面に向け、電子部品素子４６０の下面と第三凹部４１３ｃの底面とで固定部材４８０を挟むように載置し、その状態で加熱し固定部材４８０を硬化させる。次に、導電部材４８０の一端を電子部品素子４６０の接続端子４６１とワイヤボンディング接合により接合し、導電部材４７０の他端を素子搭載部材４１０の第二凹部４１３ｂの底面に設けられている搭載パッド４１７とワイヤボンディング接合により接合する。このようにして、電子部品素子４６０が第三凹部４１３ｃの底面に固着、保持され、接続パッド４１７と接続端子４６１とが電気的に接続される。
【００６６】
第二実施形態の変形例の圧電デバイスでは、振動素子１２０が、素子搭載部材４１０の第一凹部４１３ａの底面に実装されており、電子部品素子４６０が、第三凹部４１３ｃに収容しつつ固着、保持されている。第三凹部４１３ｃは、第一凹部４１３ａの底面に形成されている第二凹部４１３ｂの底面に形成されている。従って、第二実施形態の変形例の圧電デバイスでは、振動素子１２０の下面と、この振動素子１２０の下面と向かい合う電子部品素子４６０の上面との距離をさらに長くすることができる。このため、第二実施形態の変形例における圧電デバイスでは、振動素子１２０の下面とこの振動素子１２０の下面と向かい合う電子部品素子４６０の上面との距離を第二凹部４１３ｂの分だけ確保することができるため、振動素子１２０の下面で空気の対流を生じやすくすることが可能となる。結果、第二実施形態の変形例に係る圧電デバイスでは、絶縁性接着剤１３０および導電性接着剤１４０が硬化するときに発生したガスが振動素子１２０の圧電片の下面に設けられた励振電極または引出電極に付着する量をさらに低減させることができ、振動素子１２０の周波数が変動し出力される信号が不安定となることを低減させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６７】
１１０、２１０、３１０、４１０・・・素子搭載部材
１１１，２１１，３１１，４１１・・・平板部
１１２ａ、２１２ａ、３１２ａ、４１２ａ・・・第一枠部
１１２ｂ、２１２ｂ、３１２ｂ、４１２ｂ・・・第二枠部
４１２ｃ・・・第三枠部
１１３ａ、２１３ａ、３１３ａ、４１３ａ・・・第一凹部
１１３ｂ、２１３ｂ、３１３ｂ、４１３ｂ・・・第二凹部
４１３ｃ・・・第三凹部
１１４、２１４、３１４、４１４・・・搭載パッド
１１５、２１５、３１５、４１５・・・実装端子
１１６、２１６、３１６、４１６・・・封止用導体パターン
３１７、４１７・・・接続パッド
１２０・・・振動素子
１２１・・・圧電片
１２２・・・励振電極
１２３・・・引出電極
１３０・・・絶縁性接着剤
１４０・・・導電性接着剤
１５０・・・蓋体
１５１・・・接合部材
３６０、４６０・・・電子部品素子
３６１、４６１・・・接続端子
３７０、４７０・・・導電部材
４８０・・・固定部材
【図１】
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【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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【図９】
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