(57)【要約】【課題】素子接続用電極パッドの構成材料として金を用いた場合、圧電振動素子の姿勢保持のために所定の体積を必要とするため、容器体としてのコストが高くなる問題があった。又、他の金属（銀又各種合金など）やセラミックスを用いた場合でも、材料費が比較的高く且つ素子接続用電極パッドを容器体に形成する工数及びコストが嵩む恐れがある。【解決手段】主面形状が矩形の容器体に形成された凹形状の内部空間内底面に少なくとも一対の素子接続用電極パッドが形成されている圧電デバイス用パッケージにおいて、この素子接続用電極パッドが、金属より成る端子膜上に複数本のナノピラーを形成して成る圧電デバイス用パッケージ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面形状が矩形の容器体に形成された凹形状の内部空間内底面に、該内部空間内に配置された圧電振動素子を固着導通させる少なくとも一対の素子接続用電極パッドが形成されている圧電デバイス用パッケージにおいて、
該素子接続用電極パッドが、金属より成る端子膜上に複数本のナノピラーを形成して成ることを特徴とする圧電デバイス用パッケージ。
【請求項２】
該素子接続用電極パッドにおいて、長さの異なるナノピラーにより、その上面に上に凸で且つ圧電振動素子が嵌合することができる段差部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧電デバイス用パッケージ。
【請求項３】
該ナノピラーが樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスに用いるパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、移動体通信機器等の機器類の著しい小型化に伴い、これら機器に基準信号発生のために用いられる圧電振動子や圧電発振器の圧電デバイスについても更なる小型化が求められている。現在では、２．５ｍｍ×２．０ｍｍの外形サイズの圧電振動子が主流になりつつあり、それ以下のサイズの圧電デバイスも随時開発されている。
【０００３】
圧電デバイス一つである圧電振動子を例示して説明すると、圧電振動子に使用される圧電振動素子は、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、圧電振動素子を搭載する絶縁性の容器体に形成される素子接続用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ている。圧電振動素子形状として小型化に有利な短冊形状が主流となってきた。
【０００４】
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素子を、絶縁性の容器体を主体とするパッケージに搭載し、金バンプにより導通固着した状態を示した圧電振動子の長さ方向の断面図である。即ち、矩形状の圧電振動素子５１を構成する圧電素板５２の表裏主面上には、対向する励振用電極５３と、励振用電極５３から圧電素板５２の一方の短辺へ延設した引き出し電極（図示しない）と、引き出し電極と電気的に接続し、且つ後述する容器体５６側の素子接続用電極パッド５７との導通を取るための外部接続用電極５５とが形成されている。
【０００５】
このように構成された圧電振動素子５１を、容器体５６に形成された凹部空間内に配置する。その際に、圧電振動素子５１側の外部接続用電極５５と、容器体５６の凹部空間内底面に金などの金属により形成されている素子接続用電極パッド５７との間を、金等の金属材料によるバンプ５８により導通接続を行っている。又、このバンプ５８は圧電振動素子５１を容器５６内部で姿勢保持も行っている。
【０００６】
圧電振動素子５１を内部空間に搭載した容器体５６の内部空間開口部に、金属製の蓋５９を配置し、容器５６内の凹部空間を気密封止することで、圧電振動子が形成される。
【０００７】
前述のような圧電振動子については、以下のような文献が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９５０６４号公報
【０００９】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したような圧電振動子等の圧電デバイスに用いるパッケージにおいて、通常、パッケージを構成する容器体に形成する素子接続用電極パッドは金属で形成され、且つ圧電振動素子をパッド上面に搭載したときに圧電振動素子が内部空間底面に接触しないよう姿勢保持のために所定の厚みを有して形成されている。尚、素子接続用電極パッドを形成する金属としては、導電性及び対腐食性等が優れていることから金が用いられている場合が多い。しかし、金を用いた場合、圧電振動素子の姿勢保持のために所定の体積を必要とするため、容器体としてのコストが高くなる問題があった。又、他の金属（銀又各種合金など）を用いた場合でも、材料費が比較的高く且つ素子接続用電極パッドを容器体に形成する工数及びコストが嵩む恐れがある。
【００１１】
更に、圧電振動素子と金属製の素子接続用電極パッドとの固着導通には、導電性接着剤、バンプ又は半田などの導電性接合材が用いられている。これらの接合材で固着を行った場合、接合材に固着作用が生じるために接合材を固化させなければならないが、固化後の接合材は導電性を有するために含まれる金属成分のために硬度が高く、接合した圧電振動素子の振動を抑圧してしまい、圧電振動素子の振動特性を悪化させる場合がある。又、金属により形成された素子接続用電極パッドの表面は非常に平滑であるため、接合材を付着させ固化した場合、素子接続用電極パッドと接合材間の接合力が弱くなってしまう恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、主面形状が矩形の容器体に形成された凹形状の内部空間内底面に少なくとも一対の圧電振動素子を接続するための素子接続用電極パッドが形成されている圧電デバイス用パッケージにおいて、この素子接続用電極パッドが、金属より成る端子膜上に複数本のナノピラーを形成して成ることを特徴とする圧電デバイス用パッケージである。
【００１３】
又、上記素子接続用電極パッドにおいて、長さの異なるナノピラーにより、その上面に上に凸で且つ圧電振動素子が嵌合することができる段差部が形成されていることを特徴とする圧電デバイス用パッケージでもある。
【００１４】
更に、前記ナノピラーが樹脂により形成されていることを特徴とする圧電デバイス用パッケージでもある。
【発明の効果】
【００１５】
従って、本発明の圧電デバイス用パッケージにより、素子接続用電極パッドのうちの素子姿勢保持機構部分にナノピラーを用いることで、金等の金属部分で構成される電極部分を著しく薄くすることができ、容器体としてのコストを低く抑えることができる。又、ナノピラーの形成手段としてはナノインプリント装置等で行えるので、素子接続用電極パッドの構成材料すべてに金属を用いた場合に比べ、材料費が低く且つ素子接続用電極パッドを容器体に形成する工数及びコストも低くすることができる。
【００１６】
更に、素子接続用電極パッドにおける素子姿勢保持機構部分が樹脂のナノピラーで形成さていることにより、ナノピラーの上に圧電振動素子を配置しナノピラーと圧電振動素子を接合しても、各々のナノピラーが微細動することができるので、接合した圧電振動素子の振動に共振して動くことができ、圧電振動素子の振動特性に悪影響を与えることがなくなる。又、ナノピラーの上に圧電振動素子を配置しナノピラーと圧電振動素子を接着剤で接合したときに、接着材は各ナノピラーの間に入り込んだ形態で接合するので、その接合力は従来のものに比べ強くすることが可能となる。
【００１７】
以上の作用により、安価であり且つ内部に搭載する圧電振動素子の振動特性が良好な圧電デバイス用パッケージ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】
【００１８】
以下に、本発明における圧電振動子の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る圧電デバイス用パッケージを使用した圧電デバイスを、圧電デバイスの一つである圧電振動子を例に示した外観分解概略図である。図２は、図１記載の素子接続用電極パッドの一部を拡大して示した概略図である。図３は、本発明に係る圧電デバイス用パッケージを構成する素子接続用電極パッドの他の実施形態を示した外観概略図である。図４は、図３記載の素子接続用電極パッドの段差部分（図３に記載した点線円Ａ）を拡大して示した概略図である。尚、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特に素子接続用電極パッド１６は端子膜１８とナノピラー１９（１９ａ及び１９ｂも含む）の集合体として一体として図示している。
【実施例】
【００１９】
即ち、図１及び図２において、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム或いは圧電セラミックスから形成され且つ短冊薄板状の外形形状の圧電素板１１の表裏主面上は、圧電素板１１のほぼ中央に略長方形の励振用電極１２が表裏主面で対向するように蒸着法により形成されており、この励振用電極１２から圧電素板１１の一方の短辺方向へ延設した引き出し電極１３と、引き出し電極１３と電気的に接続し、且つ後述する容器体１５に形成された素子接続用電極パッド１６との導通を取るための外部接続用電極１４とが形成されて圧電振動素子１０を構成している。
【００２０】
このような形状の圧電振動素子１０を搭載するパッケージ１は、表面に導体パターンやビアホールを形成したセラミックス層を積層して形成さた容器体１を主体に構成されており、容器体１５には上方に開口した圧電振動素子１０が挿入搭載可能な凹部空間１７が形成されている。この凹部空間１７の底面には凹部空間１７の一方の短辺近傍に、この短辺と平行する形態で一対の素子接続用電極パッド１６が形成されている。
【００２１】
この素子接続用電極パッド１６は、凹部空間１７底面に矩形状の薄いＡｕの端子膜１８上に、ナノインプリント手段により形成された複数本の樹脂製ナノピラー１９により構成されている。一本のナノピラー１９の外形寸法は径が約２５０ｎｍ、高さは５〜１０μｍである。尚、端子膜１８は容器体内部の導電体などを介して、容器体外底面に形成されている外部基板接続用電極端子２０と電気的に接続している。
【００２２】
この素子接続用電極パッド１６を構成するナノピラー１９の上には、各種電極を形成した圧電振動素子１０が、ナノピラー１９に圧電振動素子１０に形成されている外部接続用電極１４が接触するように配置し、外部接続用電極１４と素子接続用電極パッド１６とに導電性接着材を塗布すると、導電性接着材はナノピラー１９の間に入り込みナノピラー１９下の端子膜１８に接触する。この様態で導電性接着材を加熱固化させることにより、外部基板接続用電極端子２０の一部と圧電振動素子１０の励振用電極１２とが電気的に接続されている。
【００２３】
圧電振動素子１０を内部空間１７に搭載した容器体１５の開口部に、金属製の蓋２１を配置し、容器体１５の内部空間１７を気密封止することで、圧電振動子が形成される。
【００２４】
このような形態の圧電デバイス用パッケージを圧電振動子に使用することにより、素子接続用電極パッド１６のうちの素子姿勢保持機構部分にナノピラー１９を用いることで、金等の金属部分で構成される端子膜１８を著しく薄くすることができ、容器体１５としてのコストを低く抑えることができる。又、ナノピラー１９の形成手段としてはナノインプリント装置等で行えるので、素子接続用電極パッド１６の構成材料すべてに金属を用いた場合に比べ、材料費が低く且つ素子接続用電極パッド１６を容器体１５に形成する工数及びコストも低くすることができる。
【００２５】
更に、素子接続用電極パッド１６における素子姿勢保持機構部分が樹脂のナノピラー１９で形成さていることにより、ナノピラー１９の上に圧電振動素子１０を配置しナノピラー１９と圧電振動素子１０を接合しても、各々のナノピラー１９が微細動することができるので、接合した圧電振動素子１０の振動に共振して動くことができ、圧電振動素子１０の振動特性に悪影響を与えることがなくなる。又、ナノピラー１９の上に圧電振動素子１０を配置しナノピラー１９と圧電振動素子１０を導電性接着材で接合したときに、導電性接着材は各ナノピラー１９の間に入り込んだ形態で接合するので、その接合力は従来のものに比べ強くすることが可能となる。
【００２６】
次に図３及び図４には、本発明に係る圧電デバイス用パッケージを構成する素子接続用電極パッド１６の他の実施形態を示した。即ち、矩形状の端子膜１８上に、長さの異なる２種類のナノピラー１９ａ及び１９ｂによって、素子接続用電極パッド１６上面に上に凸で、且つ圧電振動素子１０をナノピラー１９上に搭載した際に嵌合することができる段差部が形成されている素子接続用電極パッド１６である。このような段差部を素子接続用電極パッド１６に形成することにより、圧電振動素子１０を素子接続用電極パッド１６に配置した際の、所望の姿勢での高精度の位置決めが容易となる。
【００２７】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、上述した実施形態においては、ナノピラー１９を構成する材料として樹脂を例示したが、他にカーボンをナノピラー材料と用いても良い。又、上述した実施形態では、本発明を使用する圧電デバイスの一例として圧電振動子を例示して説明したが、デバイスを構成する部品として、圧電振動素子とは別に少なくとも発振回路を形成した集積回路素子等を搭載した圧電発振器であっても構わない。また、圧電振動素子として弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタ等の他の圧電振動素子を用いる場合にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明に係る圧電デバイス用パッケージを使用した圧電デバイスを、圧電デバイスの一つである圧電振動子を例に示した外観分解概略図である。
【図２】図２は、図１記載の素子接続用電極パッドの一部を拡大して示した概略図である。
【図３】図３は、本発明に係る圧電デバイス用パッケージを構成する素子接続用電極パッドの他の実施形態を示した外観概略図である。
【図４】図４は、図３記載の素子接続用電極パッドの段差部分（点線円Ａ）を拡大して示した概略図である。
【図５】図５は、従来の圧電振動子の一形態を示す長さ方向の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・圧電デバイス（圧電振動子）用パッケージ
１０・・・圧電振動素子
１１・・・圧電素板
１２・・・励振用電極
１３・・・引出電極
１４・・・外部接続用電極
１５・・・容器体
１６・・・素子接続用電極パッド
１７・・・凹部空間
１８・・・端子膜
１９，１９ａ，１９ｂ・・・ナノピラー
２０・・・外部基板接続用電極端子
２１・・・蓋体
【図１】
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【図２】
2007103996.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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