(57)【要約】【課題】  圧電振動板上の接続用電極形状が小さくなり、接続用電極の形成面積内に配置できるバンプの数も減ることによる接合強度の低下を改善することを目的とする。【解決手段】  課題を解決するために本発明は、所望する周波数を励振する矩形状の圧電振動領域部と、該圧電振動領域部に励振用電極と、該励振用電極から引き出した引出電極と、該引出電極と導通を取るための接続用電極とを形成した圧電振動板を、該接続用電極と該容器に形成した電極パッドとの間に形成したバンプ群により固着導通及び姿勢支持した圧電振動子において、該バンプ群を前記圧電振動子の短辺方向に二重に配置するうちの第１のバンプ群と、前記第１のバンプ群より該励振電極側に配置する第２のバンプ群とを、前記容器に形成した電極パッドとで固着導通及び姿勢支持する場合に、前記第１のバンプ群に接続する前記第１の電極パットよりも第２のバンプ群に接続する前記第２の電極パットの厚みを厚くすることにより課題を解決する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望する周波数を励振する矩形状の圧電振動領域部と、該圧電振動領域部に励振用電極と、該励振用電極から引き出した引出電極と、該引出電極と導通を取るための接続用電極とを形成した圧電振動板を、該接続用電極と該容器に形成した電極パッドとの間に形成したバンプ群により固着導通及び姿勢支持した圧電振動子において、
該バンプ群を前記圧電振動子の短辺方向に二重に配置するうちの第１のバンプ群と、前記第１のバンプ群より該励振電極側に配置する第２のバンプ群とを、前記容器に形成した電極パッドとで固着導通及び姿勢支持する場合に、前記第１のバンプ群に接続する前記第１の電極パットよりも第２のバンプ群に接続する前記第２の電極パットの厚みを厚くしたことを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記圧電振動子において、前記第１のバンプ群に接続する前記第１の電極パットと第２のバンプ群に接続する前記第２の電極パットはめっき厚を変えたことで実現し、第１の電極パットと第２の電極パットの厚みの差が３〜２４μｍであることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電素板を固着導通及び姿勢支持を改善する容器構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、移動体通信機器等の機器類の著しい小型化に伴い、これら機器に用いられる圧電振動子等の電子部品についても更なる小型化が求められている。
又、圧電振動子については、小型化と同時に、ＣＰＵ等の動作周波数の高周波数化に対応する為の、その動作周波数の供給源である圧電振動子の発振周波数の高周波化も求められている。
【０００３】
電子部品の一つである圧電振動子に使用される圧電振動板は、圧電素板の表裏主面上に、圧電素板を励振させる励振電極と、圧電振動板を収納する絶縁性容器に形成される電極パッドとの接続をとるための接続用電極と、励振電極と接続用電極とを導通接続する引き出し電極とを形成して構成される。圧電振動子の小型化に伴い、圧電素板形状として小型の短冊形状が主流となってきた。更に小型化に対応するために、従来では圧電振動板側の接続用電極と絶縁性容器側の電極パッドとの導通固着手段として導電性接着剤を使用していたが、最近では金などの導電性金属を使用したバンプを導通固着手段として用いるようになってきた。
【０００４】
図４と図５は、従来技術の一例として、各種電極を形成した圧電振動板を絶縁性容器に収納しバンプにより導通固着した状態を示した圧電振動子の断面図である。図４と図５からも分かるように、圧電振動板（１１）を構成する圧電素板（１２）の表裏主面上には、対向する励振用電極（１３）と、励振用電極（１３）から圧電素板（１２）の一方の短辺へ延設した引き出し電極（１４）と、引き出し電極（１４）と電気的に接続し且つ容器（１６）側の電極パッド（１７）との導通を取るための接続用電極（１５）とが形成されている。
【０００５】
このように構成された圧電振動板（１１）を、容器（１６）の空間内に容器内部底面にほぼ平行になるように配置する。その際に、圧電振動板（１１）側の接続用電極（１５）と容器（１６）側の電極パッド（１７）との間を、金等の金属材料によるバンプ（１８）により導通接続を行っている。又、このバンプ（１８）は圧電振動板（１１）を容器（１６）内部で姿勢保持も行っている。
【０００６】
圧電振動板（１１）を内部空間に搭載した容器（１６）の開口部に、金属製の蓋（図示せず）を配置し、容器（１６）内部空間を気密封止することで、圧電振動子（１０）が形成される。
【特許文献１】特開平１１−２８９２３８号公報
【特許文献２】特開２０００−４０９３５号公報
【特許文献３】特開２０００−２９５０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧電振動子の小型化が進むにつれ、圧電振動子内部に搭載する逆メサ型圧電振動板自体も小型化が必須となっている。それに伴い圧電振動板における補強部の大きさも非常に狭小となり、補強部両主面上に形成する接続用電極形状もより小さくなっている。
【０００８】
そのため、接続用電極の形成面積内に配置できるバンプの数が少なくなり、電極パッドと接続用電極間の接合強度が低くなってしまい、最悪導通不良を起こす可能性がある。更にバンプ数が少ないことから、圧電振動板を保持する強度も低くなり、また製造工程や設計工程での条件や設定で圧電振動板に対し外部より加わる歪みや応力などにより圧電振動板の保持姿態が微少に変化することが考えられてきている。場合によっては、圧電振動板が保持部の不具合により搭載する容器に接触するまでに傾いて保持されてしまうことにも考慮が必要となる場合がある。
【０００９】
これらの不具合を回避するため、従来では、可能な限りバンプ数を多くしたり、
圧電振動板を電極パッドへ実装する際に、バンプに圧力を更に加えて保持接合強度の向上を図っていたが、バンプ形成数の増加はそのまま工数の増加になりコストが悪くなり、且つその形成数にも限界がある。又、圧電振動板実装時に更に圧力を加えた場合、圧電振動板自体に必要以上のストレスが加わってしまい、圧電振動板の振動特性などが不安定化する場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前述した問題点を解決するために成されたものであり、所望する周波数を励振する矩形状の圧電振動領域部と、該圧電振動領域部に励振用電極と、該励振用電極から引き出した引出電極と、該引出電極と導通を取るための接続用電極とを形成した圧電振動板を、該接続用電極と該容器に形成した電極パッドとの間に形成したバンプ群により固着導通及び姿勢支持した圧電振動子において、該バンプ群を前記圧電振動子の短辺方向に二重に配置するうちの第１のバンプ群と、前記第１のバンプ群より該励振電極側に配置する第２のバンプ群とを、前記容器に形成した電極パッドとで固着導通及び姿勢支持する場合に、前記第１のバンプ群に接続する前記第１の電極パットよりも第２のバンプ群に接続する前記第２の電極パットの厚みを厚くしたことを特徴とする圧電振動子である。
【００１１】
また、前記圧電振動子において、前記第１のバンプ群に接続する前記第１の電極パットと第２のバンプ群に接続する前記第２の電極パットはめっき厚を変えたことで実現し、第１の電極パットと第２の電極パットの厚みの差が３〜２４μｍであることも特徴である。
【発明の効果】
【００１２】
従って、本発明における圧電振動子は、圧電振動板の接続用電極と容器の電極パッド間に必要とするバンプの接合強度、及び圧電振動板の姿勢を保持するバンプの保持強度を著しく向上でき、且つバンプ数の低減や圧電振動板へ加わるストレスを少なくできることから、特性が優れ安価な圧電振動板を提供できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
具体的には以下の実施例で詳細を説明するものであるが、本発明の最良の形態としては、所望する周波数を励振する矩形状の圧電振動領域部と、該圧電振動領域部に励振用電極と、該励振用電極から引き出した引出電極と、該引出電極と導通を取るための接続用電極とを形成した圧電振動板を、該接続用電極と該容器に形成した電極パッドとの間に形成したバンプ群により固着導通及び姿勢支持した圧電振動子において、該バンプ群を前記圧電振動子の短辺方向に二重に配置するうちの第１のバンプ群と、前記第１のバンプ群より該励振電極側に配置する第２のバンプ群とを、前記容器に形成した電極パッドとで固着導通及び姿勢支持する場合に、前記第１のバンプ群に接続する前記第１の電極パットよりも第２のバンプ群に接続する前記第２の電極パットの厚みを厚くしバンプの配置数を増やすことで、容器に圧電素板をバンプで保持したときの強度と傾きの改善をするものである。
【実施例】
【００１４】
本発明の特徴を図１及び図２にて説明する。所望する周波数を励振する矩形状の圧電振動領域部２と、該圧電振動領域部２に励振用電極と、該励振用電極から引き出した引出電極と、該引出電極と導通を取るための接続用電極とを形成した圧電振動板３を、該接続用電極と該容器に形成した電極パッド４との間に形成したバンプ群により固着導通及び姿勢支持した圧電振動子１の該容器に具備された電極パットはタングステン、ニッケル、金などで多層めっきが施されており、その電極パットを介して圧電振動子１をバンプを用いて固着と導通を行うものである。図１は本発明の固着と導通の圧電振動子１の姿態など全体的な概要を示す断面図であり、図２はバンプ部に注目した部分拡大図である。
【００１５】
図２の部分拡大図からも分かるように、本発明の特徴としてバンプ群を圧電振動子１の短辺方向に二重に配置するうちの第１のバンプ群５があり、第１のバンプ群５より圧電振動子１の励振電極側に配置する第２のバンプ群６を形成して、圧電振動子１を形成する容器の電極パッド４とで固着導通及び姿勢支持する場合に、第１のバンプ群５に接続する第１の電極パットよりも第２のバンプ群６に接続する第２の電極パットのめっき厚みを厚くしたものである。
【００１６】
このとき、バンプ自体の大きさは２０〜３０μｍ程度のＡｕ線を用い直径８０μｍ程度の大きさのバンプを形成し、電極パットのめっき厚みは第１のバンプ群５の電極パット４１より３〜２４μｍ厚い第２のバンプ群６の電極パット４２に第１のバンプ群５と同形状の第２のバンプ群６を形成するものである。なお、この電極パット（４１、４２）の厚み差がある段は２段以上であっても問題は無く、段差の数は実装する圧電振動子１の大きさやベベリング加工による面取りの大きさにより決定される。
【００１７】
また圧電振動子１の固着と導通いわゆる実装に関しては、容器に形成された第１のバンプ群５、第２のバンプ群６に接続用電極があらかじめ形成された圧電振動体を接続する際、該容器の底面と水平、又は、圧電振動体の接続用電極が形成された辺を下げるように傾斜を持たせた状態で第１のバンプ群５、第２のバンプ群６に加重と超音波を加え、該容器を加熱しながら、該圧電体の接続用電極と該バンプ群を導通接続する。
【００１８】
図３は圧電振動子１の平面図でバンプ部と電極パット４との関係を別の角度から描画したものである。図３から分かるように圧電振動子１端側と励振電極側とのめっき厚みを変えた状態を示している。この電極パッド４のめっき厚み段差により圧電振動子１の姿態に図１に示すような傾斜を持たせた保持を可能としている。なお図３では電極パットのめっき段差を２段で示すが、バンプを圧電振動子１の長手方向に３つ連ねる場合であっても、めっき段差が２段以上形成された場合であっても構わない。また図３において電極パッド４内にバンプを圧電振動子１の短手方向に２つ配置しているが１つでも構わない。
【００１９】
本実施例では圧電振動子１を一般の短冊形状で説明しているが、圧電振動子１をフォトリソグラフィ法とエッチングにより凹状のくぼみを形成し１５５ＭＨｚ帯の高い基本波周波数を得る（逆メサ形状）振動子に応用しても同様の効果を奏することは言うまでも無い。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明により圧電振動板の接続用電極と容器の電極パッド間に必要とするバンプの接合強度、及び圧電振動板の姿勢を保持するバンプの保持強度を著しく向上することで固着導通時の信頼性をも向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明の水晶振動子の保持姿態の一例を示す長手方向の断面図である。
【図２】図２は図１に図示したバンプ部（点線円部分）を拡大して描画した部分断面図である。
【図３】本発明のめっき部を説明するために、振動子を平面図で見て描画した部分拡大図である。
【図４】従来の水晶振動子の保持姿態の一例を示す長手方向の断面図である。
【図５】図５は図４に図示したバンプ部（点線円部分）を拡大して描画した部分断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    水晶振動子（圧電振動子）
２    圧電振動領域部
３    水晶振動板（圧電振動板）
４    電極パッド
５    第１のバンプ群
６    第２のバンプ群
【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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