(57)【要約】【課題】電極間の導電性がよく、接合強度の強い圧電デバイスを提供する。【解決手段】圧電振動片２４の接続電極３２とパッケージ２２のマウント電極３０とを導電性接着剤３４によって接合した圧電デバイスにおいて、前記接続電極３２と前記マウント電極３０との表面を、前記導電性接着剤３４に含まれるフィラーと同じ材質で形成する。また、前記パッケージ２２は内部に実装される半導体集積回路２６に電気的に接続されるボンディングセカンド電極２８を有し、当該ボンディングセカンド電極２８の表面を前記マウント電極３０の表面と異なる材質によって形成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片の接続電極とパッケージのマウント電極とを導電性接着剤によって接合した圧電デバイスにおいて、
前記接続電極と前記マウント電極との表面を、前記導電性接着剤に含まれるフィラーと同じ材質で形成した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、前記パッケージは内部に実装される半導体集積回路に電気的に接続されるボンディングセカンド電極を有し、当該ボンディングセカンド電極の表面を前記マウント電極の表面と異なる材質によって形成した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において、前記接続電極と前記マウント電極との表面及び前記フィラーを銀によって形成し、前記ボンディングセカンド電極の表面を金によって形成したことを特徴とする圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧電デバイスに係り、特に電極間の導電性がよく、接合強度の強い圧電デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電デバイスは一定の周波数を得るためなどに電気回路等に広く利用されている。図４に圧電デバイスの一例である圧電発振器を示す。図４（ａ）は圧電発振器の蓋を除去した平面図であり、図４（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線における側面断面図である。この圧電発振器１は発振回路等を有する半導体集積回路２と、水晶等からなる圧電振動片３とをセラミック絶縁シートで形成されたパッケージ４内部に実装したものである。
【０００３】
パッケージ４の内壁は圧電振動片３と半導体集積回路２とを実装するため階段状に形成されている。このパッケージ４の第二層４ｂ上面には複数のボンディングセカンド電極５が形成されている。このボンディングセカンド電極５は半導体集積回路２の電極に対応して、半導体集積回路２の近傍に形成されている。また、パッケージ４の第三層４ｃ上面には複数のパッケージ側マウント電極６が形成されている。このマウント電極６は圧電振動片３に形成された接続電極８の個数に対応している。また、マウント電極６及びボンディングセカンド電極５は数種類の金属を積層して形成され、例えば、パッケージ４上面にタングステン６ａを厚膜印刷し、このタングステン６ａの上面にニッケル６ｂ及び金６ｃをメッキにより施して形成していた（図５参照）。
【０００４】
このように構成されたパッケージ４の第一層４ａには半導体集積回路２が実装され、半導体集積回路２とボンディングセカンド電極５とをそれぞれワイヤ７で通電可能に接続している。
【０００５】
また、圧電振動片３の上下面には励振電極１１と連絡した接続電極８が形成されている。この接続電極８はスパッタ等の成膜により、例えばクロム８ａ上に金８ｂを積層させて形成していた（図５参照）。この圧電振動片３はパッケージ４の第三層４ｃに実装され、接続電極８とマウント電極６とをシリコン樹脂に銀フィラー９を含有させた導電性接着剤１０で接合している。
このような技術の例として特許文献１の発明が挙げられる。この発明は圧電振動片を導電性接着剤によりパッケージに接合するものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２５７５３３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図５に接続電極８とマウント電極６とを導電性接着剤１０を介して接合した部分の断面図を示す。マウント電極６及び接続電極８の表面を金で形成して、銀フィラー９の含有した導電性接着剤１０により圧電振動片３をパッケージ４に接合する際に加熱すると、接着効果を有するシリコン樹脂が銀フィラー９の周囲から先に硬化する現象が見られ、銀フィラー９が導電性接着剤１０の中央部分に集まった状態で硬化していた。すなわち、導電性接着剤１０の硬化が完了すると接続電極８及びマウント電極６の近傍に銀フィラー９が無く、導電性接着剤１０の中央部に銀フィラー９が集まり、全体として銀フィラー９が不均一に分布した導電性接着剤１０の層を形成していた。このため、マウント電極６と接続電極８との間で導電性が悪くなり、また接合強度が弱くなる問題が生じていた。
【０００８】
本発明は上記問題点に着目し、圧電振動片とパッケージとを接合する接着剤にフィラーの不均一が生じることなく、電極間の導電性がよく、接合強度の強い圧電デバイスを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る圧電デバイスは、圧電振動片の接続電極とパッケージのマウント電極とを導電性接着剤によって接合した圧電デバイスにおいて、前記接続電極と前記マウント電極との表面を、前記導電性接着剤に含まれるフィラーと同じ材質で形成したことを特徴としている。
【００１０】
この場合、前記導電性接着剤は前記接続電極と前記マウント電極との間で均一に硬化していくので、フィラーの分布が均一となり前記接続電極と前記マウント電極との電気的導通が向上し、接合強度も向上する。
【００１１】
また、前記パッケージは内部に実装される半導体集積回路に電気的に接続されるボンディングセカンド電極を有し、当該ボンディングセカンド電極の表面を前記マウント電極の表面と異なる材質によって形成したことを特徴としている。
【００１２】
この場合、前記導電性接着剤に含有されるフィラーの材質により、パッケージに形成する前記ボンディングセカンド電極の表面と前記マウント電極の表面とを異なる材質で形成し、ボンディングセカンド電極表面を半導体集積回路に接続するのに適した材料にできる。
【００１３】
また、前記接続電極と前記マウント電極との表面及び前記フィラーを銀によって形成し、前記ボンディングセカンド電極の表面を金によって形成したことを特徴としている。
【００１４】
導電性接着剤は、一般的に銀フィラーを含有したものが用いられる。このため、前記接続電極と前記マウント電極との電気的導電性及び接合強度が向上する。また、前記ボンディングセカンド電極と前記半導体集積回路とは、通常、金ワイヤにより電気的に接続される。したがって、ボンディングセカンド電極の表面を金によって形成することにより、金ワイヤの接合を良好に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る圧電デバイスの一形態を説明する。本実施の形態では圧電デバイスの一例である圧電発振器について、添付図面に基づいて説明する。なお、以下に記載するものは本発明の一形態にすぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１６】
図１ないし図３に本実施形態に係る圧電発振器を示す。図１（ａ）はパッケージ蓋を除去した状態の平面図であり、図１（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線における側面断面図である。図２は図１（ａ）のＢ−Ｂ線におけるボンディングセカンド電極及びマウント電極部分の側面断面図である。図３はマウント電極と接続電極との接合部分の断面図を示す。
【００１７】
圧電発振器２０はパッケージ２２の内部に圧電振動片２４と半導体集積回路２６を実装する構成である。パッケージ２２は平面形状のセラミック絶縁シート上に複数の枠型のセラミック絶縁シートを積層してなり、パッケージ２２の内部には階段状に凹陥部が形成されている。本実施形態のパッケージ２２は前記セラミック絶縁シートを４層積層してなる構成である。
【００１８】
パッケージ２２の最下層である第一層２２ａに半導体集積回路２６が実装される。第一層２２ａの上側にある第二層２２ｂ上面の半導体集積回路２６の近傍に複数のボンディングセカンド電極２８が形成されている。第三層２２ｃ上面には圧電振動片２４と接合する複数のパッケージ側マウント電極３０が形成されている。前記第二層２２ｂに形成されるボンディングセカンド電極２８は、厚膜印刷によりタングステン層が形成され、このタングステン層上面へメッキによりニッケル層及び金層が形成される。このとき、ボンディングセカンド電極２８の表面材質は金である。また、前記第三層２２ｃに形成されるマウント電極３０は厚膜印刷によりタングステン層３０ａが形成され、このタングステン層３０ａの上面へメッキによりニッケル層３０ｂ及び銀層３０ｃが形成される。このとき、マウント電極３０の表面材質は銀である。
【００１９】
半導体集積回路２６は発振回路、温度補償回路等からなり、半導体集積回路２６の電極（図示しない）とボンディングセカンド電極２８とをワイヤ３６により電気的に接続している。また、ボンディングセカンド電極２８へのワイヤ３６の接続は超音波等により圧着加工される。本実施形態ではワイヤ３６の材質に金を用いている。
【００２０】
圧電振動片２４は圧電効果を生じる物質からなる振動片であればよく、例えば水晶振動片が挙げられる。この圧電振動片２４の上下面には励振電極４０と接続電極３２とが形成されている。接続電極３２は圧電振動片２４のマウント電極３０側の両角部に矩形が形成され、圧電振動片２４の中央部に形成された励振電極４０と接続してなる形状である。この接続電極３２及び励振電極４０は、スパッタリング等によりクロム３２ａ及び銀３２ｂが成膜されてなり、表面の材質は銀である。
【００２１】
圧電振動片２４はパッケージ２２に片持ち梁型の構造としてパッケージ２２の第三層２２ｃ上面に接合される。これはパッケージ２２のマウント電極３０と圧電振動片２４の接続電極３２とをシリコン系の導電性接着剤３４により接合している。この導電性接着剤３４は、本実施形態の場合、接着機能を有するシリコン樹脂に銀フィラー３８を分散させて形成している。
【００２２】
このような構成をした圧電発振器２０は、マウント電極３０の表面、接続電極３２の表面及びフィラー３８の材質を同一とし、本実施形態では材質を銀としているので、導電性接着剤３４は電極間で均等に硬化する。すなわち、マウント電極３０と接続電極３２との間で導電性接着剤３４の硬化速度が同一なので、銀フィラー３８が均等に分散した状態で硬化する。また、マウント電極３０と接続電極３２とを接合する導電性接着剤３４の硬化速度は、マウント電極３０、接続電極３２及びフィラー３８の材質が同一であれば均等に硬化する。このため、電極表面とフィラー３８の材質に金などを用いることもできる。
【００２３】
しかし、金フィラーの添加された導電性接着剤は銀フィラーの添加された導電性接着剤よりも遥かに高価であり、すべて同一材質で構成することはコストが高くなってしまう。このため、マウント電極３０の表面、接続電極３２の表面及び導電性接着剤３４のフィラー３８の材質と、ボンディングセカンド電極２８の表面及びワイヤ３６の材質とを、異なる材質で構成することによりコスト削減を行える。
【００２４】
次に、パッケージ２２に電極表面の材質が異なるマウント電極３０及び接続電極３２の形成方法を説明する。パッケージ２２の第二層２２ｂとなる枠型のセラミック絶縁シートに厚膜印刷によりタングステンの層を形成する。このタングステン層の上面に、ニッケルメッキ及び金メッキを施してボンディングセカンド電極２８を形成する。また、パッケージ２２の第三層２２ｃとなる枠型のセラミック絶縁シートに厚膜印刷によりタングステンの層３０ａを形成する。このタングステン層３０ａの上面に、ニッケルメッキ３０ｂ及び銀メッキ３０ｃを施してマウント電極３０を形成する。本実施形態では厚膜印刷によりタングステンの層を形成し、ニッケルメッキを施した形態として説明しているが、この形態に限定されることはない。このようにして電極を形成したセラミック絶縁シートと、第一層２２ａとなる平面形状のセラミック絶縁シートと、第四層２２ｄとなる枠型のセラミック絶縁シートとを積層して焼成し、ボンディングセカンド電極２８とマウント電極３０との表面材質が異なるパッケージ２２を形成する。
【００２５】
このような圧電発振器２０によれば、パッケージ２２のマウント電極３０の表面と、導電性接着剤３４に含有するフィラー３８と、圧電振動片２４の接続電極３２の表面とを同じ材質とすることにより、マウント電極３０と接続電極３２と間の全体で導電性接着剤３４の硬化速度が等しくなり、フィラー３８が均一に分散する。これによりマウント電極３０と接続電極３２との電気的導通性を向上し、さらに接着強度も向上する。
また、ボンディングセカンド電極２８と、ワイヤ３６とを同一材質で構成したので、ワイヤ３６をボンディングセカンド電極２８へ接続する圧着加工が容易となる。
【００２６】
また、パッケージ２２に形成するマウント電極３０の表面と、ボンディングセカンド電極２８の表面とを異なる材質で形成できるので、ワイヤ３６と導電性接着剤３４のフィラー３８とに用いる材質に合わせて電極の材質を変更できる。すなわち、マウント電極３０の表面、フィラー３８及び接続電極３２の表面をそれぞれ同一の材質にすることができ、さらにワイヤ３６及びボンディングセカンド電極２８の表面をそれぞれ同一の材質とできる。これにより、電極間の電気的導通性や接着強度が向上し、ボンディングセカンド電極２８へワイヤ３６を接続する圧着加工が容易となるので、圧電発振器２０の信頼性を増すことができる。
【００２７】
また、一般的に導電性接着剤３４は銀フィラー３８の含有したものが用いられ、ワイヤ３６の材質には金が用いられている。このため、マウント電極３０の表面及び接続電極３２の表面の材質に銀を用いたので電気的導通性及び接合強度が向上する。ボンディングセカンド電極２８の表面の材質には金を用いたので、ワイヤ３６のボンディングセカンド電極への接合を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る圧電発振器の説明図である。
【図２】本実施形態に係る圧電発振器の断面の説明図である。
【図３】本実施形態に係る圧電発振器の電極断面の説明図である
【図４】従来技術に係る圧電発振器の説明図である。
【図５】従来技術に係る圧電発振器の電極断面の説明図である。
【符号の説明】
２０………圧電発振器、２２………パッケージ、２４………圧電振動片、２８………ボンディングセカンド電極、３０………パッケージ側マウント電極、３２………接続電極、３６………ワイヤ、３８………フィラー（銀フィラー）。
【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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