(57)【要約】  圧電振動子を基板に密閉封止する基板と接着層との間の接着力を高める。圧電振動部品（４０）は、凹部（３１）及び凹部凹部（３１）の開口縁から外側に向かって突出するフランジ部（３２）を有するリッド（３０）と、凹部（３１）に対向する第１の領域（１１Ａ）及びフランジ部（３２）に対向する第２の領域（１１Ｂ）を有する基板（１０）と、第１の領域（１１Ａ）に実装される圧電振動子（２０）と、圧電振動子（２０）を凹部（３１）と第１の領域（１１Ａ）との間の空間に密閉封止するように、第２の領域（１１Ｂ）とフランジ部（３２）とを接合する接着層（５０）とを備える。第２の領域（１１Ｂ）の表面粗さは、第１の領域（１１Ａ）の表面粗さより粗い。
2016111038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部及び前記凹部の開口縁から外側に向かって突出するフランジ部を有するリッドと、
前記凹部に対向する第１の領域及び前記フランジ部に対向する第２の領域を有する基板と、
前記第１の領域に実装される圧電振動子と、
前記圧電振動子を前記凹部と前記第１の領域との間の空間に密閉封止するように前記第２の領域と前記フランジ部とを接合する接着層とを備え、
前記第２の領域の表面粗さは、前記第１の領域の表面粗さより粗い、圧電振動部品。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動部品であって、
前記フランジ部は、前記接着層を介して、前記第２の領域に接合する接合面を有しており、前記接合面の表面粗さは、前記第１の領域の表面粗さより粗い、圧電振動部品。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の圧電振動部品であって、
前記接着層は、低融点ガラス接着剤である、圧電振動部品。
【請求項４】
凹部及び前記凹部の開口縁から外側に向かって突出するフランジ部を有するリッドを準備する工程と、
前記凹部に対向する第１の領域、及び前記フランジ部に対向する第２の領域であって、前記第１の領域の表面粗さより粗い表面粗さを有する第２の領域を有する基板を準備する工程と、
前記第１の領域に圧電振動子を実装する工程と、
前記第２の領域に接着層を形成する工程と、
前記リッド及び前記基板を相対的に押圧することにより、前記圧電振動子を前記凹部と前記第１の領域との間の空間に密閉封止する工程と、
を備える圧電振動部品の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電振動部品の製造方法であって、
前記基板を準備する工程は、サンドブラスト加工により前記第２の領域を粗面加工する処理を含む、圧電振動部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発振子や帯域フィルタとして圧電振動子が広く用いられている。従来の圧電振動子の一態様として、例えば特開２０１４−１９７６１５号公報では、水晶振動子を外気から密封するための構造を有する表面実装水晶振動子が記載されている。同公報に記載の表面実装水晶振動子は、水晶振動子が実装される基板と、接着剤を介して水晶振動子を密閉封止するリッドとを備えている（同文献段落０００２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１９７６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、基板と接着剤との間の接合強度が不十分であると、リッドが基板から剥離してしまうことがある。例えば、基板の表面の粗さが小さいと、接着剤の濡れ性が劣化するため、基板と接着剤との間の接合強度の低下を招きやすい。特に、熱硬化性接着剤を用いてリッドと基板とを接合して水晶振動子を密閉封止する場合、２６０℃前後のリフロー加熱温度でリッド内の圧力が上昇し、リッドが基板から剥離してしまうことがある。【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、圧電振動子を基板に密閉封止するための基板と接着層との間の接着力を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る圧電振動部品は、凹部及び凹部の開口縁から外側に向かって突出するフランジ部を有するリッドと、凹部に対向する第１の領域及びフランジ部に対向する第２の領域を有する基板と、第１の領域に実装される圧電振動子と、圧電振動子を凹部と第１の領域との間の空間に密閉封止するように、第２の領域とフランジ部とを接合する接着層とを備える。第２の領域の表面粗さは、第１の領域の表面粗さより粗い。【０００７】
本発明によれば、圧電振動子を基板に密閉封止するための基板と接着層との間の接着力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る圧電振動部品の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る圧電振動部品の製造過程の断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る圧電振動部品の製造過程の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１乃至図４を参照しながら本発明の実施形態１について説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係る圧電振動部品４０の分解斜視図である。同図に示すように、圧電振動部品４０は、主に、圧電振動子２０と、圧電振動子２０が実装される主面１１を有する基板１０と、圧電振動子２０を外気から密閉するためのリッド３０とを備えている。圧電振動子２０は、厚み方向に対向する二つの面を有する平板状の圧電板２１と、圧電板２１の一方の面に形成された励振電極２２と、圧電板２１の他方の面に形成された励振電極２３とを備えている。励振電極２２，２３に交流電圧を印加すると、圧電板２１は、厚みすべりモードで振動する。圧電板２１は、圧電特性を示す圧電材質（例えば、水晶板や圧電セラミックスなど）からなる。励振電極２２，２３は、例えば、金、クロム、ニッケル、アルミニウム、チタン等の導電性薄膜からなる。
【００１０】
基板１０は、その厚み方向に対向する二つの面を有する平板状をなしており、二つの面のうち圧電振動子２０が実装される面を主面１１と称する。主面１１には、導電性接着剤１２を介して励振電極２３に導通する配線１３と、導電性接着剤１５を介して励振電極２２に導通する配線１６とが形成されている。基板１０は、適度な機械的強度及び電気絶縁性を有する材質（例えば、アルミナ等の絶縁セラミックス、合成樹脂、金属板の表面を絶縁層で被覆した複合材など）からなる。なお、基板１０は、コーナー部分（角部分）の一部を円筒曲面状に切り欠くように形成された切欠き部１４，１７を有しており、配線１３，１６は、それぞれ、切欠き部１４，１７から主面１１の裏面まで延在して外部回路に接続することができる。
【００１１】
リッド３０は、圧電振動子２０を外気から密閉するための有底蓋部材であり、図３に示すように、主面１１に対向するように開口された凹部３１と、凹部３１の開口縁から外側に向かって突出するフランジ部３２とを有する。凹部３１は、リッド３０の内部に陥没する有底凹部であり、圧電振動子２０を封止するために必要十分な開口面積と開口深さを有している。フランジ部３２は、凹部３１の周縁を略矩形環状に囲繞する。リッド３０は、金属材質、絶縁材質、又は複合材（例えば、絶縁部材の表面を金属薄膜で被覆してなる複合材など）からなるものでもよい。基板１０の主面１１は、凹部３１に対向する第１の領域１１Ａ及びフランジ部３２に対向する第２の領域１１Ｂを有する。第２の領域１１Ｂは、フランジ部３２が主面１１に接合されるべき位置に合わせて圧電振動子２０を囲繞するように略枠状に形成された領域である。接着層５０は、圧電振動子２０を凹部３１と第１の領域１１Ａとの間の空間に密閉封止するように、基板１０の第２の領域１１Ｂとリッド３０のフランジ部３２とを接合する。接着層５０は、絶縁性の接着剤であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、加熱処理により硬化して接着作用を示す非導電性接着剤を用いることができる。このような接着剤として、例えば、エポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系接着剤を用いることができる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などの二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などを使用することができる。また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂など、一般に知られているものも適用することができる。接着層５０は、エポキシ系接着剤に限られるものではなく、例えば、低融点ガラス接着剤でもよい。低融点ガラス接着剤は、３００℃以上４１０℃以下の温度で溶融する鉛フリーのバナジウム系ガラスを含んでもよい。バナジウム系ガラスは、バインダーと溶剤とがペースト状に加えられ、溶融された後固化されることで接着作用を示す。このバナジウム系ガラスは、接着時の気密性と耐水性・耐湿性などの信頼性が高い。更に、バナジウム系ガラスは、ガラス構造を制御することにより、熱膨張係数も柔軟に制御できる。なお、リッド３０は、キャップ、カバー、或いはパッケージ部材と称することもできる。
【００１２】
次に、図１乃至図３を参照しながら、圧電振動部品４０の製造工程について説明する。まず、図１に示すように、第１の領域１１Ａの表面粗さより粗い表面粗さを有するように粗面加工が施された第２の領域１１Ｂを有する基板１０を準備する。粗面加工として、例えば、プラズマ処理やサンドブラスト加工などを用いることができる。サンドブラスト加工は、例えば、微粒子（例えば、アルミナやダイヤモンド等の研磨粒子）を圧縮空気とともに被加工面に向けて噴射することにより、被加工面の断面が凹凸状に粗くなるように加工する処理である。一枚の母基板から複数の基板１０を切り出して複数の圧電振動部品４０を製造する場合は、各第２の領域１１Ｂが露出するようにマスクを施して、サンドブラスト加工を施せばよい。次に、図２に示すように、圧電振動子２０を第１の領域１１Ａに実装し、第２の領域１１Ｂに接着層５０を形成する。このとき、接着層５０が第２の領域１１Ｂに均一に塗れ広がるように接着層５０を均一の膜厚で塗布するのが好ましい。
【００１３】
次に、図３示すように、リッド３０及び基板１０を相対的に押圧することにより、圧電振動子２０をリッド３０の凹部３１と基板１０の第１の領域１１Ａとの間の空間に封止する。そして、接着層５０に熱を加えることにより、接着層５０を構成する分子間の結合を促進し、接着層５０を硬化状態に移行させる。このようにして、圧電振動子２０を凹部３１と第１の領域１１Ａとの間の空間に密閉封止することができる。ところで、液滴の接触角は、表面粗さに敏感であることが一般的に知られている。ここで、表面粗さは、平坦面に対する粗面の面積比として定義することができる。例えば、表面粗さが増加するにつれて、親液性表面では、液滴の接触角が小さくなる（濡れ性が増大する）のに対し、疎液性表面では、液滴の接触角が大きくなる（濡れ性が低下する）。このような知見に基づき、接着層５０に対して親液性を有するようにリッド３０の材質を選択するとともに、第２の領域１１Ｂの表面粗さを第１の領域１１Ａの表面粗さより粗くすることにより、第２の領域１１Ｂに対する接着層５０の接触角を小さくし、均一に濡れ広がりやすくすることができる。このような構造によれば、リッド３０及び基板１０を相対的に押圧したときに、接着層５０が第２の領域１１Ｂの微小な凹凸の隙間に入り込み易くなるため、投錨効果やファンデルワールス力等が複合的に作用し、第２の領域１１Ｂと接着層５０との間の界面に作用する接着力を高めることができる。また、第２の領域１１Ｂの表面粗さを第１の領域１１Ａの表面粗さより粗くすることにより、凹部３１内部への接着層５０の侵入を抑制することができる。接着層５０が凹部３１内部へ侵入すると、例えば、接着層５０から放出されるガスが圧電振動子２０の振動領域を構成する励振電極２２，２３に吸着し、圧電振動子２０の発振周波数が変動する虞があるため、接着層５０は、凹部３１内部へ侵入しない方が好ましい。
【００１４】
なお、リッド３０のフランジ部３２は、接着層５０を介して、基板１０の第２の領域１１Ｂに接合する接合面３３を有しており、接合面３３の表面粗さは、基板１０の第１の領域１１Ａの表面粗さより粗いのが好ましい。これにより、フランジ部３２の接合面３３にも接着層５０を塗れ広がりやすくできるため、接着層５０とリッド３０との間の接着力を高めることができる。
【００１５】
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００１６】
１０…基板
１１…主面
１１Ａ…第１の領域
１１Ｂ…第２の領域
１２…導電性接着剤
１３…配線
１４…切欠き部
１５…導電性接着剤
１６…配線
１７…切欠き部
２０…圧電振動子
２１…圧電板
２２…励振電極
２３…励振電極
３０…リッド
３１…凹部
３２…フランジ部
４０…圧電振動部品
５０…接着層
【図１】
2016111038.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2016111038.tif 000007
2016111038.tif 000008
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