(57)【要約】      （修正有）【課題】導電性接着剤の不定形で無秩序な広がりを抑え、不発振や不安定な振動となることを抑え、所望する周波数の振動する圧電デバイス及びその製造方法を提供する。【解決手段】圧電振動子１００は、基板１１１とこの基板１１１の上面の短辺に沿って並んで設けられた一対の電極パッド１１４と、この電極パッド１１４上に設けられた突起部１１５と、を有する素子搭載部材１１０と、突起部１１５の表面に突起部１１５の表面形状に沿って設けられた導電性接着剤１３０と、圧電素子１２１と、励振用電極１２２と、一対の接続用電極１２３とを有し、この接続用電極１２３と導電性接着剤１３０とを導通固着することで素子搭載部材１１０の上面に搭載された圧電振動素子１２０と、素子搭載部材１１０と接合することにより圧電振動素子１２０を気密に封止する蓋部材１４０と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視矩形の基板と前記基板の上面の短辺に沿って並んで設けられた一対の電極パッドと、前記電極パッド上に設けられた突起部と、を有する素子搭載部材と、
前記突起部の表面に前記突起部の表面形状に沿って設けられた導電性接着剤と、
平板状の圧電素子と、前記圧電素子の上下面に設けられた励振用電極と、前記励振用電極と電気的に接続した一対の接続用電極とを有し、前記接続用電極と前記導電性接着剤とを導通固着することで素子搭載部材の上面に搭載された前記圧電振動素子と、
前記素子搭載部材と接合することにより前記圧電振動素子を気密に封止する蓋部材と、
を備えたことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記突起部の外形形状が半球形又は円錐形であることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
発振回路を搭載した集積回路素子を、前記基板の下面に搭載していることを特徴とする請求項１又は２に記載された圧電デバイス。
【請求項４】
平面視矩形の基板を備え、前記基板の上面の一方の短辺に沿って並んで一対の電極パッドを前記電極パッドの上面に突起部を設けて形成する素子搭載部材形成工程と、
前記突起部の表面に前記突起部の表面形状に沿って導電性接着剤を形成する導電接着剤形成工程と、
平板状の圧電素子と、前記圧電素子の上下面に設けられた励振用電極と、前記圧電素子の上下面の前記電極パッドに対応する位置に設けられ且つ前記励振用電極と電気的に接続した一対の接続用電極とを備えた圧電振動素子を、前記接続用電極と前記突起部とが対向するように配置し、且つ前記突起部に設けられた導電性接着剤で接合することにより、前記電極パッドに固着導通させて搭載する圧電振動素子搭載工程と、
を備えたことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記突起部の外形形状が半球形又は円錐形であることを特徴とする請求項４に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記圧電振動素子搭載工程の後に、発振回路を搭載した集積回路素子を前記基板の下面に搭載する集積回路素子搭載工程を備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いられる圧電デバイス及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動素子を内部に搭載した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスは、電子部品の一つとして、コンピュータ，携帯電話又は小型情報機器などの電子機器内部に、基準信号源やクロック信号源として搭載され使用されている。
【０００３】
例えば、従来の圧電振動子は、上面が平面形状の一対の電極パッドが設けられた素子搭載部材に、励振用電極及び接続用電極が設けられた圧電振動素子を、それぞれの電極パッドの上面に塗布された導電性接着剤に接続用電極を接合固着させることにより、素子搭載部材に圧電振動素子を搭載し、蓋部材を素子搭載部材に接合させて圧電振動素子を気密に封止した構成となっている（例えば、特許文献１又は２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１５９４５３号公報
【特許文献２】特開２０１４−０７５８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の圧電デバイスでは、一般的に、素子搭載部材に設けられた上面が平面状の一対の電極パッドと、圧電振動素子に設けられた一対の接続用電極とを、間に塗布した導電性接着剤を用いて接合固着することにより、圧電振動素子を素子搭載部材に搭載している。このように、上面が平面状の一対の電極パッドと圧電振動素子に設けられた一対の接続用電極とを、導電性接着剤を用いて接合する場合、熱を加えて固化する前の流動性を有する導電性接着剤に接続用電極を接触させつつ圧電振動素子を載せなくてはならない。その際、圧電振動素子の自重や圧電振動素子を搭載させる装置による荷重により、導電性接着剤が電極パッドと接続用電極との間で押し潰され不定形に広がってしまう場合があった。この不定形に広がった導電性接着剤が接続用電極や電極パッドからはみ出し、圧電素子の表面に付着した状態で固化してしまうことで、圧電振動素子の励振振動を阻害し、所望する周波数の振動を安定して得ることが困難になるおそれがあった。
【０００６】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、導電性接着剤の不定形で無秩序な広がりを抑え、不発振や不安定な振動となることを抑え、所望する周波数の振動する圧電デバイス及びその製造方法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】
【０００７】
本発明の圧電デバイスは、少なくとも平面視矩形の基板とこの基板の上面の短辺に沿って並んで設けられた一対の電極パッドと、この電極パッド上に設けられた突起部と、を有する素子搭載部材と、突起部の表面に突起部の表面形状に沿って設けられた導電性接着剤と、平板状の圧電素子と、この圧電素子の上下面に設けられた励振用電極と、この励振用電極と電気的に接続した一対の接続用電極とを有し、この接続用電極と導電性接着剤とを導通固着することで素子搭載部材の上面に搭載された圧電振動素子と、素子搭載部材と接合することにより圧電振動素子を気密に封止する蓋部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、少なくとも平面視矩形の基板を備え、この基板の上面の一方の短辺に沿って並んで一対の電極パッドを前記電極パッドの上面に突起部を設けて形成する素子搭載部材形成工程と、突起部の表面に突起部の表面形状に沿って導電性接着剤を形成する導電接着剤形成工程と、平板状の圧電素子と、この圧電素子の上下面に設けられた励振用電極と、圧電素子の上下面の電極パッドに対応する位置に設けられ且つ励振用電極と電気的に接続した一対の接続用電極とを備えた圧電振動素子を、接続用電極と突起部とが対向するように配置し、且つ突起部に設けられた導電性接着剤で接合することにより、電極パッドに固着導通させて搭載する圧電振動素子搭載工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の圧電デバイスは、少なくとも平面視矩形の基板とこの基板の上面の短辺に沿って並んで設けられた一対の電極パッドと、この電極パッド上に設けられた突起部と、を有する素子搭載部材と、突起部の表面に突起部の表面形状に沿って設けられた導電性接着剤と、平板状の圧電素子と、この圧電素子の上下面に設けられた励振用電極と、この励振用電極と電気的に接続した一対の接続用電極とを有し、この接続用電極と導電性接着剤とを導通固着することで素子搭載部材の上面に搭載された圧電振動素子と、素子搭載部材と接合することにより圧電振動素子を気密に封止する蓋部材と、を備えている。
【００１０】
このような各構成により、たとえ圧電振動素子の自重や圧電振動素子を搭載させる装置による荷重が導電性接着剤にかかったとしても、導電性接着剤は突起部の高さ以下には押し潰されることがない。よって、導電性接着剤が接続用電極や電極パッドからはみ出し圧電素子の表面に付着することがなく、固化した導電性接着剤が圧電振動素子の励振振動を阻害することを低減でき、所望する周波数の振動を安定して得ることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、少なくとも平面視矩形の基板を備え、この基板の上面の一方の短辺に沿って並んで一対の電極パッドを電極パッドの上面に突起部を設けて形成する素子搭載部材形成工程と、突起部の表面に突起部の表面形状に沿って導電性接着剤を形成する導電接着剤形成工程と、平板状の圧電素子と、この圧電素子の上下面に設けられた励振用電極と、圧電素子の上下面の電極パッドに対応する位置に設けられ且つ励振用電極と電気的に接続した一対の接続用電極とを備えた圧電振動素子を、接続用電極と突起部とが対向するように配置し、且つ突起部に設けられた導電性接着剤で接合することにより、電極パッドに固着導通させて搭載する圧電振動素子搭載工程と、を備えている。
【００１２】
このような各構成により、たとえ圧電振動子搭載工程において、圧電振動素子の自重や圧電振動素子を搭載させる装置による荷重が導電性接着剤にかかったとしても、導電性接着剤は突起部の高さ以下には押し潰されることがない。 よって、導電性接着剤が接続用電極や電極パッドからはみ出し圧電素子の表面に付着することがなく、固化した導電性接着剤が圧電振動素子の励振振動を阻害することを低減でき、所望する周波数の振動を安定して得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る圧電デバイスを示した分解斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る圧電デバイスを示したものであり、（ａ）は図１のＡ−Ａで切断したときの断面図であり、（ｂ）は（ａ）の円Ｂ部分を拡大して示した部分拡大図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る圧電デバイスの第一変形例について、図２（ａ）に示した円Ｂ部分と同位置を拡大して示した部分拡大図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る圧電デバイスの製造方法を、図２（ａ）と同じ構図で示した工程図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る圧電デバイスを示した断面図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る圧電デバイスを示した断面図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る圧電デバイスの製造方法を、図６と同じ構図で示した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の各実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る圧電デバイスを示した分解斜視図である。図２は、本発明の第一実施形態に係る圧電デバイスを示したものであり、（ａ）は図１のＡ−Ａで切断したときの断面図であり、（ｂ）は（ａ）の円Ｂ部分を拡大して示した部分拡大図である。図３は、本発明の第一実施形態に係る圧電デバイスの第一変形例について、図２（ａ）に示した円Ｂ部分と同位置を拡大して示した部分拡大図である。図４は、本発明の第一実施形態に係る圧電デバイスの製造方法を、図２（ａ）と同じ構図で示した工程図である。図５は、本発明の第二実施形態に係る圧電デバイスを示した断面図である。図６は、本発明の第三実施形態に係る圧電デバイスを示した断面図である。図７は、本発明の第三実施形態に係る圧電デバイスの製造方法を、図６と同じ構図で示した工程図である。
【００１５】
尚、各図では、説明を明りょうと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。また、各図面では説明を平易とするため、図面が記載されている用紙上方を各々の圧電デバイス及びそれを構成する各構成要素の上方として記述する。
【００１６】
（第一実施形態）
第一実施形態では、圧電デバイスの一つである圧電振動子の一形態について説明する。圧電振動子１００は、図１及び図２に示すように、素子搭載部材１１０と、圧電振動素子１２０と、導電性接着剤１３０と、蓋部材１４０とから主に構成されている。圧電振動子１００は、電子機器等で使用する基準信号等を生成出力するために用いられている。
【００１７】
素子搭載部材１１０は、後述する圧電振動素子１２０を安定的に搭載するためのものである。素子搭載部材１１０は、基板１１１と、枠体１１２と、電極パッド１１４と、突起部１１５と、外部接続電極パッド１１６とから主に構成されている。
【００１８】
基板１１１は、平面視矩形状の平板であり、その上面に圧電振動素子１２０を実装するための実装部材として機能するものである。基板１１１の上面には、圧電振動素子１２０へ信号を入出力するための電極パッド１１４が設けられており、下面には、外部の実装基板への信号を入出力させつつ圧電振動子１００を実装基板に固着させるための外部接続電極パッド１１６が設けられている。基板１１１の表面及び内部には、電極パッド１１４と外部接続電極パッド１１６とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。基板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、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。
【００１９】
枠体１１２は、基板１１１の上面の外周縁に沿って設けられており、基板１１１の上面側に凹部１１３を形成するためのものである。枠体１１２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、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この枠体１１２の内周の大きさ、つまり凹部１１３の開口部の大きさは、後述する圧電振動素子１２０が横方向で凹部１１３内に搭載できる大きさとなっている。
【００２０】
電極パッド１１４は、後述する圧電振動素子１２０と導電性接着剤１３０及び突起部１１５を用いて導通し、圧電振動素子１２０への信号の入出力をするものである。電極パッド１１４は一対二個であり、凹部１１３内に露出した基板１１１の上面の一方の短辺に沿って並びつつ、圧電振動素子１２０が凹部１１３内の所定の位置に配置されたときに圧電振動素子１２０に設けられた接続用電極１２３に対向する位置に設けられている。この電極パッド１１４は、基板１１１内に設けられた配線パターン（図示せず）により所定の外部接続電極パッド１１６と電気的に接続されている。尚、電極パッド１１４は金等の導電性の金属のメタライズ処理によって形成される。
【００２１】
この電極パッド１１４の上面には、突起部１１５が設けられている。この突起部１１５は、圧電振動素子１２０を搭載する際に導電性接着剤１３０が押し潰されないようにしつつ、圧電振動素子１２０の接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合部分の形状及び面積を所定の形態に制御するためのものである。この突起部１１５は、例えば、電極パッド１１４の上方に向かって凸の半球形状の外形形状となっており、金等の導電性の金属からなり、メタライズ処理によって形成される。尚、突起部１１５の高さは、３０〜３００μｍとなっている。
【００２２】
外部接続電極パッド１１６は、圧電振動子１００を外部の実装基板上に実装する際に、半田等の導電性接合材を介して電気的に接続するための電極パッドとして機能する。外部接続電極パッド１１６は、基板１１１の下面の四隅にそれぞれ一つずつ計四個設けられており、それぞれの外部接続電極パッド１１６は、例えば、圧電振動素子入力端子、圧電振動素子出力端子、グランド端子又はノンコネクト端子によって構成されている。この外部接続電極パッド１１６のうち、圧電振動素子入力端子及び圧電振動素子出力端子となるものは電極パッド１１４と電気的に接続しており、グランド端子となるものは後述する蓋部材１４０と電気的に接続している。
【００２３】
圧電振動素子１２０は、例えば、厚みすべり振動を用いて所望する周波数の電気信号を生成するものである。圧電振動素子１２０は、図１に示すように、圧電素子１２１と、圧電素子１２１の上面に設けられた厚みすべり振動を励振する励振用電極１２２と、接続用電極１２３から主に構成されている。
【００２４】
圧電素子１２１は、平面視矩形状の平板であり、人工水晶体から所定のアングルでカットされ外形加工された水晶薄板が用いられている。尚、本実施形態においては、圧電素子１２１に水晶薄板を用いたが、他にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電性を有する単結晶材料を材料とした薄板を使用しても良い。
【００２５】
励振用電極１２２は、厚みすべり振動を圧電素子１２１に生成するためのものである。励振用電極１２２は、圧電素子１２１の上面及び下面のほぼ中央に一つずつ、圧電素子１２１を挟んで対向して設けられている。励振用電極１２２は、例えば、互いに同一の形状及び大きさであり、平面透視において重なっている。励振用電極１２２の形状は、例えば、圧電素子１２１の主面の四辺と平行な四辺を有する概略矩形である。また、励振用電極１２２は、圧電素子１２１の上下面に、金、アルミニウム、ニッケル、クロムやチタン、或いはこれらの金属を含む合金等の導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。例えば、励振用電極１２２は上面から順にＡｕ、Ｎｉ、Ｃｒの金属の三層構造となっていても良い。
【００２６】
接続用電極１２３は、素子搭載部材１１０に設けられた電極パッド１１４及び突起部１１５と圧電振動素子１２０の励振用電極１２２との間の信号の入出力を行うためのものである。接続用電極１２３は、図１及び２に示すように、それぞれの励振用電極１２２から引き出された配線パターンの各終端部分に設けられおり、圧電素子１２１の一方の短辺の両角部の上面から側面を介して下面にかけて、それぞれ一個計二個形成されている。この接続用電極１２３は、導電性接着剤１３０により、素子搭載部材１１０に設けられた電極パッド１１４と電気的に接続されている。また、接続用電極１２３は、圧電素子１２１の一方の短辺の両角部の上下側面に、金、アルミニウム、ニッケル、クロムやチタン、或いはこれらの金属を含む合金等の導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。例えば、接続用電極１２３は上面から順にＡｕ、Ｎｉ、Ｃｒの金属の三層構造となっていても良い。
【００２７】
導電性接着剤１３０は、接続用電極１２３と電極パッド１１４及び突起部１１５とを電気的に接続させつつ、圧電振動素子１２０を電極パッド１１４及び突起部１１５とに固着するためのものである。導電性接着剤１３０は、銀等を導電性フィラーとして含有したエポキシ系又はシリコーン系の合成樹脂からなり、粘度は２０〜４０Ｐａ・ｓとなっている。この導電性接着剤１５０は、突起部１１５の表面に突起部１１５の表面形状に沿って設けられており、導電性接着剤１３０と接続用電極１２３とが、突起部１１５の頂部付近に設けられた導電性接着剤１３０のみで接合される。よって、平面視の接合形状が突起部１１５の頂部付近の平面視形状である円形に類似した形状となり、接合に突起部１１５の頂部付近の導電性接着剤１３０の量に限定されるため大きく広がることがない。
【００２８】
蓋部材１４０は、真空状態にある凹部１１３、あるいは窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが充填された凹部１１３を気密的に封止するためのものである。蓋部材１４０は、平面視矩形状の平板であり、凹部１１３の開口部を覆い塞ぐ大きさを有する。蓋部材１４０は、枠体１１２の開口部側主面上に凹部１１３の開口部を覆い塞ぐように配置され、枠体１１２の開口部側主面と接合部材（符号付与せず）を介して接合されている。蓋部材１４０は、例えば、鉄、ニッケルまたはコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。
【００２９】
本発明の第一実施形態に係る圧電デバイスである圧電振動子１００は、平面視矩形の基板１１１とこの基板１１１の上面の短辺に沿って並んで設けられた一対の電極パッド１１４と、この電極パッド１１４上に設けられた外形が半球状の突起部１１５と、を有する素子搭載部材１１０と、突起部１１５の表面に突起部１１５の表面形状に沿って設けられた導電性接着剤１３０と、平板状の圧電素子１２１と、この圧電素子１２１の上下面に設けられた励振用電極１２２と、この励振用電極１２２と電気的に接続した一対の接続用電極１２３とを有し、この接続用電極１２３と導電性接着剤１３０とを導通固着することで素子搭載部材１１０の上面に搭載された圧電振動素子１２０と、素子搭載部材１１０と接合することにより圧電振動素子１２０を気密に封止する蓋部材１４０と、を備えている。
【００３０】
このような構成により、たとえ圧電振動素子１２０の自重や圧電振動素子１２０を搭載させる装置による荷重が導電性接着剤１３０にかかったとしても、導電性接着剤１３０は突起部１１５の高さ以下には押し潰されることがなく、 導電性接着剤１３０が不定形に無秩序に広がってしまうことがない。よって、導電性接着剤１３０が接続用電極１２３や電極パッド１１４からはみ出し圧電素子１２１の表面に付着することがなく、固化した導電性接着剤１３０が圧電振動素子１２０の励振振動を阻害することを低減でき、所望する周波数の振動を安定して得ることが可能となる。
【００３１】
また、従来の圧電デバイスでは、導電性接着剤が不定形に広がった状態でそれぞれの接続用電極と接合固着した際には、二つの接続用電極の間で導電性接着剤との接合面積に差異が生じる。このような差異が生じた場合、接合部分における抵抗値に差異が生じ、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値が悪化し、安定した励振レベルの信号を得ることが困難になるおそれがあった。しかし、本発明の圧電デバイスでは、突起部１１５の外形形状が半球形又は円錐形であることによって、導電性接着剤１３０が、突起部１１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合形状は突起部１１５の頂部付近の平面視形状である円形状に類似した形状に限定されるので、二つの接続用電極の間で導電性接着剤との接合面積の差異を著しく抑えることができる。よって、二つの接合部分における抵抗値が同等となり、 ＣＩ値を向上させ、安定した励振レベルの信号を得ることが可能となる。
【００３２】
また、従来の圧電デバイスでは、導電性接着剤が不定形に広がった状態でそれぞれの接続用電極と接合固着した際には、個々の圧電デバイスの間でも導電性接着剤との接合面積に差異が生じる。このような差異が生じた場合、接合部分における抵抗値に差異が生じ、個々の圧電デバイスでＣＩ値がばらつくおそれがあった。しかし、本発明の圧電デバイスである圧電振動子１００では、突起部１１５の外形形状が半球形又は円錐形であることによって、導電性接着剤１３０が、突起部１１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合形状は突起部１１５の頂部付近の平面視形状である円形状に類似した形状に限定されるので、個々の圧電振動子１００の間で導電性接着剤との接合面積の差異を著しく抑えることができる。よって、個々の圧電振動子１００おける接合部分における抵抗値が同等となり、 圧電振動子１００毎のＣＩ値のばらつきを抑止することが可能となる。
【００３３】
さらに、従来の圧電デバイスでは、圧電デバイスの小型化が進んだ場合、隣り合って設けられた電極パッド及び接続用電極の間隔が著しく狭くなる。このような状態において、圧電振動素子の自重や圧電振動素子搭載装置からの荷重により、導電性接着剤が電極パッドと接続用電極との間で押し潰され広がってしまった場合、隣り合って設けられた電極パッド及び接続用電極が、広がった状態の導電性接着剤により短絡してしまい、不発振となるおそれがあった。しかし、本発明の圧電デバイスである圧電振動子１００では、導電性接着剤１３０は突起部１１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合形状は突起部１１５の頂部付近の平面視形状である円形状に類似した形状に限定されるので、隣り合って設けられた電極パッド１１４及び接続用電極１２３が導電性接着剤１３０により短絡することを抑え、不発振となることを低減することが可能となる。
【００３４】
（第一変形例）
以下に第一実施形態に係る圧電デバイスの第一変形例について説明する。尚、第一変形例において、第一実施形態の圧電デバイスである圧電振動子１００と同じ構成要素の部分には、圧電振動子１００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付してその説明を省略する。図３に示すように、第一変形例である圧電振動子２００は、突起部２１５の形態が、第一実施形態の圧電振動子１００と異なっている。
【００３５】
圧電デバイスである圧電振動子２００は、図３に示すように、素子搭載部材１１０と、圧電振動素子１２０と、導電性接着剤１３０と、蓋部材１４０とから主に構成されており、素子搭載部材１１０は、基板１１１と、枠体１１２と、電極パッド１１４と、突起部２１５と、外部接続電極パッド１１６とから主に構成されている。
【００３６】
第一変形例における電極パッド１１４の上面には突起部２１５が設けられている。この突起部２１５は、圧電振動素子１２０を搭載する際に導電性接着剤１３０が押し潰されないようにしつつ、圧電振動素子１２０の接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合部分の形状及び面積を所定の形態に制御するためのものである。この突起部１１５は、電極パッド１１４の上方に向かって凸の円錐形状の外形となっており、金等の導電性の金属からなり、メタライズ処理によって形成される。尚、円錐形の外形となる突起部１１５の頂角は、導電性接着剤１３０の粘度等を考慮し、９０°以上の鈍角であることが望ましい。
【００３７】
導電性接着剤１３０は、接続用電極１２３と電極パッド１１４及び突起部２１５とを電気的に接続させつつ、圧電振動素子１２０を電極パッド１１４及び突起部２１５とに固着するためのものである。導電性接着剤１３０は、銀等を導電性フィラーとして含有したエポキシ系又はシリコーン系の合成樹脂からなり、粘度は２０〜４０Ｐａ・ｓとなっている。この導電性接着剤１５０は、突起部２１５の表面に突起部２１５の表面形状に沿って、厚みが５０μｍ以下となるように設けられており、導電性接着剤１３０と接続用電極１２３とが、突起部１１５の頂部付近に設けられた導電性接着剤１３０のみで接合される。よって、平面視の接合形状が突起部２１５の平面視形状である円形となり、接合に突起部２１５の頂部付近の導電性接着剤１３０の量に限定されるため大きく広がることがない。
【００３８】
第一実施形態の第一変形例に係る圧電振動子２００は、少なくとも平面視矩形の基板１１１とこの基板１１１の上面の短辺に沿って並んで設けられた一対の電極パッド１１４と、この電極パッド１１４上に設けられた外形が円錐形状の突起部２１５と、を有する素子搭載部材１１０と、突起部２１５の表面に突起部２１５の表面形状に沿って設けられた導電性接着剤１３０と、平板状の圧電素子１２１と、この圧電素子１２１の上下面に設けられた励振用電極１２２と、この励振用電極１２２と電気的に接続した一対の接続用電極１２３とを有し、この接続用電極１２３と導電性接着剤１３０とを導通固着することで素子搭載部材１１０の上面に搭載された圧電振動素子１２０と、素子搭載部材１１０と接合することにより圧電振動素子１２０を気密に封止する蓋部材１４０と、を備えている。
【００３９】
このような構成により、たとえ圧電振動素子１２０の自重や圧電振動素子１２０を搭載させる装置による荷重が導電性接着剤１３０にかかったとしても、導電性接着剤１３０は突起部２１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合形態は、突起部１１５を用いた場合と同様に突起部２１５頂部付近の平面視形状に類似した形状に限定されるので、導電性接着剤１３０が不定形に無秩序に広がってしまうことがない。よって、導電性接着剤１３０が接続用電極１２３や電極パッド１１４からはみ出し圧電素子１２１の表面に付着することがなく、固化した導電性接着剤１３０が圧電振動素子１２０の励振振動を阻害することを低減でき、所望する周波数の振動を安定して得ることが可能となる。
【００４０】
次に、本発明の圧電デバイスの製造方法の一工程を、図４に示すように、本発明の第一実施形態である図１に開示の圧電振動子１００を用いて説明する。尚、第一実施形態の圧電デバイスである圧電振動子１００と同じ構成要素の部分には、圧電振動子１００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付している。本発明の圧電デバイスの製造方法の一工程は、素子搭載部材形成工程と、導電性接着剤形成工程と、圧電振動素子搭載工程と、蓋部材封止工程と、備えている。
【００４１】
（素子搭載部材形成工程）
素子搭載部材形成工程は、図４（ａ）に示すように、素子搭載部材１１０を形成する工程である。素子搭載部材１１０を構成する基板１１１及び枠部１１２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ペーストを塗布する。次に、基板１１１となるセラミックグリーンシートの上面に枠部１１２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、電極パッド１１４、突起部１１５、外部接続電極パッド１１６及び配線パターン（図示しない）となる部分に、ニッケルメッキまたは金メッキ等のメタライズ処理を施すことにより、素子搭載部材１１０が形成される。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。
【００４２】
このとき形成される突起部１１５は、圧電振動素子１２０を搭載する際に導電性接着剤１３０全体が押し潰されないようにしつつ、圧電振動素子１２０の接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合部分の形状及び面積を所定の形態に制御するためのものである。この突起部１１５は、例えば、電極パッド１１４の上方に向かって凸の半球形状の外形となっている。
【００４３】
（導電性接着剤形成工程）
導電性接着剤形成工程は、図４（ｂ）に示すように、素子搭載部材１１０の所定の位置に導電性接着剤１３０を塗布する工程である。導電性接着剤１３０は、銀等を導電性フィラーとして含有したエポキシ系又はシリコーン系の合成樹脂からなり、粘度は２０〜４０Ｐａ・ｓとなっている。この導電性接着剤１３０を、ディスペンサ等を用いて、突起部１１５の表面に突起部１１５の表面に沿って塗布する。導電性接着剤１３０は所定の粘度を有しているので突起部１１５の表面から流出することはない。
【００４４】
（圧電振動素子搭載工程）
圧電振動素子搭載工程は、図４（ｃ）に示すように、凹部１１３内に露出した基板１１１の上面の電極パッド１１４に設けられた導電性接着剤１３０を有する突起部１１５に圧電振動素子１２０を実装する工程である。まず、真空チャック等を備えた素子搭載装置を用いて圧電振動素子１２０の上面を保持する。その保持された圧電振動子１２０を、突起部１１５の表面に形成した導電性接着剤１３０に、圧電振動素子１２０に設けられた接続用電極１２３を上方より所定の荷重を加えつつ接触させ、素子搭載部材１１０の凹部１１３内の所定の位置に、圧電振動素子１２０の主面が凹部１１３内に露出した基板１１１の上面に対して接触しないように平行となる姿勢で配置する。このとき、導電性接着剤１３０と接続用電極１２３とは、突起部１１５の頂部付近に設けられた導電性接着剤１３０のみで接合しており、平面視の接合形状が突起部１１５の平面視形状である円形となる。尚、圧電振動素子１２０下面側の接続用電極１２３は突起部１１５の頂部に接触していても構わない。その後、圧電振動素子１２０を搭載した素子搭載部材１１０を、１５０〜１８０℃で所定の時間加熱して導電性接着剤１３０を硬化させ、突起部１１５が設けられた電極パッド１１４に圧電振動素子１２０を導電性接着剤１３０により導通固着する。
【００４５】
（蓋部材封止工程）
蓋部材封止工程は、図４（ｄ）に示すように、素子搭載部材１１０と蓋部材１４０とを接合し、圧電振動素子１２０を気密封止する工程である。蓋部材封止工程では、例えば、真空雰囲気、又は窒素等の不活性ガス雰囲気中で、蓋部材１４０の下面と素子搭載部材１１０を構成する枠体１１２の上面に設けられている封止用導体パターン（符号付与せず）の上面との間に接合部材（符号付与せず）を設けて、熱を加え接合部材を溶融させた後、固化させる。従って、蓋部材封止工程では、蓋部材１４０の下面と素子搭載部材１１０を構成する枠体１１２の上面に設けられた封止用導体パターンとを接合部材により溶融接合することにより、圧電振動素子１２０を気密封止して、圧電振動子１００を製造する。
【００４６】
本発明の第一実施形態に係る圧電デバイスである圧電振動子１００の製造方法は、平面視矩形の基板１１１を備え、この基板１１１の上面の一方の短辺に沿って並んで一対の電極パッド１１４を電極パッド１１４の上面に突起部１１５を設けて形成する素子搭載部材形成工程と、突起部１１５の表面に突起部１１５の表面形状に沿って導電性接着剤１３０を形成する導電接着剤形成工程と、平板状の圧電素子１２１と、この圧電素子１２１の上下面に設けられた励振用電極１２２と、圧電素子１２１の上下面の電極パッドに対応する位置に設けられ且つ励振用電極１２２と電気的に接続した一対の接続用電極１２３とを備えた圧電振動素子１２０を、接続用電極１２３と突起部１１５とが対向するように配置し、且つ突起部１１５に設けられた導電性接着剤１３０で接合することにより、電極パッド１１４に固着導通させて搭載する圧電振動素子搭載工程と、を備えている。
【００４７】
このような構成により、圧電振動素子搭載工程において、圧電振動素子１２０の自重や圧電振動素子１２０を搭載させる素子搭載装置による荷重が導電性接着剤１３０にかかったとしても、導電性接着剤１３０は突起部１１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部１１５頂部付近の円形状に限定されるので、導電性接着剤１３０が不定形に無秩序に広がってしまうことがない。よって、導電性接着剤１３０が接続用電極１２３や電極パッド１１４からはみ出し圧電素子１２１の表面に付着することがなく、固化した導電性接着剤１３０が圧電振動素子１２０の励振振動を阻害することを低減でき、所望する周波数の振動を安定して得ることが可能となる。
【００４８】
また、本発明により、圧電振動素子搭載工程において、導電性接着剤１３０は突起部１１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部１１５頂部付近の円形状に限定されるので、二つの接続用電極の間で導電性接着剤との接合面積の差異を著しく抑えることができる。よって、接合部分における抵抗値に同等となり、ＣＩ値が悪化し、安定した励振レベルの信号を得ることが困難になることを抑止することが可能となる。
【００４９】
さらに、本発明により、圧電振動素子搭載工程において、導電性接着剤１３０は突起部１１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部１１５頂部付近の円形状に限定されるので、隣り合って設けられた電極パッド１１４及び接続用電極１２３が導電性接着剤１３０により短絡することを抑え、不発振となることを防止することが可能となる。
【００５０】
（第二実施形態）
以下に第二実施形態に係る圧電デバイスである圧電振動子３００について説明する。尚、第二実施形態において、第一実施形態の圧電振動子１００と同じ構成要素の部分には、圧電振動子１００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、第二実施形態の圧電振動子３００は、素子搭載部材及び蓋部材の形態が第一実施形態の圧電振動子１００と異なっている。
【００５１】
第二実施形態に係る圧電デバイスである圧電振動子３００は、第一実施形態の圧電振動子１００における素子搭載部材１１０に相当する基板３１０と、圧電振動素子１２０と、導電性接着剤１３０と、蓋部材３４０とから主に構成されている。圧電振動子１００は、電子機器等で使用する基準信号等を生成出力するために用いられている。
【００５２】
基板３１０は、平面視矩形状の平板であり、その上面に圧電振動素子１２０を実装するための実装部材として機能するものである。基板１１１の上面には、圧電振動素子１２０へ信号を入出力するための電極パッド１１４が設けられており、下面には、外部の実装基板への信号を入出力させつつ圧電振動子１００を実装基板に固着させるための外部接続電極パッド１１６が設けられている。基板１１１の表面及び内部には、電極パッド１１４と外部接続電極パッド１１６とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。基板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、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。
【００５３】
蓋部材３４０は、基板３１０の上面に搭載された圧電振動素子１２０を、真空、あるいは窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスで充填された内部空間３１３に収容して気密に封止するためのものである。蓋部材３４０は、厚み６０μｍ〜１００μｍの金属板を、従来周知の板金加工にて開口部周囲につば状の基板接合部を有する概略箱形状となっている。また、この箱形状部分の内部空間３１３の大きさは、圧電振動素子１２０を蓋部材に接触させずに箱形状内部に収納できる大きさとなっている。蓋部材３４０は、基板３１０の上面に搭載された圧電振動素子１２０を箱形状の内部空間３１３に収納するように、基板３１０の上面に配置され、基板３１０の上面の辺縁部と接合部材（符号付与せず）を介して接合されている。蓋部材３４０は、例えば、鉄、ニッケルまたはコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。
【００５４】
本発明の第二実施形態に係る圧電デバイスである圧電振動子３００は、平面視矩形であり、その上面の短辺に沿って並んで設けられた一対の電極パッド１１４と、この電極パッド１１４上に設けられた外形が半球状の突起部１１５と、を有する素子搭載部材である基板３１０と、突起部１１５の表面に突起部１１５の表面形状に沿って設けられた導電性接着剤１３０と、平板状の圧電素子１２１と、この圧電素子１２１の上下面に設けられた励振用電極１２２と、この励振用電極１２２と電気的に接続した一対の接続用電極１２３とを有し、この接続用電極１２３と導電性接着剤１３０とを導通固着することで素子搭載部材１１０の上面に搭載された圧電振動素子１２０と、基板３１０と接合することにより圧電振動素子１２０を気密に封止する蓋部材３４０と、を備えている。
【００５５】
このような構成により、たとえ圧電振動素子１２０の自重や圧電振動素子１２０を搭載させる装置による荷重が導電性接着剤１３０にかかったとしても、導電性接着剤１３０は突起部１１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部１１５頂部付近に限定されるので、導電性接着剤１３０が不定形に無秩序に広がってしまうことがない。よって、導電性接着剤１３０が接続用電極１２３や電極パッド１１４からはみ出して圧電素子１２１の表面に付着することがなく、固化した導電性接着剤１３０が圧電振動素子１２０の励振振動を阻害することを低減でき、所望する周波数の振動を安定して得ることが可能となる。
【００５６】
また、本発明により、導電性接着剤１３０は突起部１１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部１１５頂部付近に限定され、且つ二つの接続用電極の間で導電性接着剤との接合面積の差異を著しく抑えることができる。よって、隣り合う接合部分における抵抗値を同等とでき、ＣＩ値が悪化し、安定した励振レベルの信号を得ることが困難になることを抑止することが可能となる。
【００５７】
さらに、本発明により、導電性接着剤１３０は突起部１１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部１１５頂部付近に限定されるので、隣り合って設けられた電極パッド１１４及び接続用電極１２３が導電性接着剤１３０により短絡することを抑え、不発振となることを防止することが可能となる。
【００５８】
（第三実施形態）
以下に第三実施形態では、圧電デバイスの一つである圧電発振器４００について説明する。尚、第三実施形態において、第一実施形態の圧電振動子１００と同じ構成要素の部分には、圧電振動子１００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付してその説明を省略する。図６に示すように、第三実施形態の圧電発振器４００は、発振器用の形態を有する素子搭載部材４１０及び少なくとも発振回路を内蔵した集積回路素子４５０が備わっていることで、第一実施形態の圧電振動子１００と異なっている。
【００５９】
図６は、本発明の第三実施形態に係る圧電発振器４００を、図１に記載された仮想切断線Ａ−Ａと同じ位置で切断したときの断面図である。圧電発振器４００は、図６に示すように、素子搭載部材４１０と、圧電振動素子１２０と、導電性接着剤１３０と、蓋部材１４０と、集積回路素子４５０とから主に構成されている。圧電発振器４００は、電子機器等で使用する基準信号等を生成出力するために用いられている。
【００６０】
素子搭載部材４１０は、圧電振動素子１２０と後述する集積回路素子４５０とを安定的に搭載するためのものである。素子搭載部材４１０は、基板４１１と、第一の枠体４１２と、第二の枠体４１３と、第一の電極パッド４１４と、突起部４１５と、第二の電極パッド４１６と、外部接続電極パッド４１７とから主に構成されている。
【００６１】
基板４１１は、平面視矩形状の平板であり、その上面に圧電振動素子１２０及び下面に集積回路素子４５０を実装するための実装部材として機能するものである。基板４１１の上面には、圧電振動素子１２０へ信号を入出力するための第一の電極パッド４１４が設けられており、下面には、集積回路素子４５０への信号を入出力するための第二の電極パッド４１５が設けられている。基板４１１の表面及び内部には、第一の電極パッド４１４と第二の電極パッド４１６とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。基板４１１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、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。
【００６２】
第一の枠体４１２は、基板４１１の上面の外周縁に沿って設けられており、基板４１１の上面側に第一の凹部４１８を形成するためのものである。第一の枠体４１２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、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この第一の枠体４１２の内周の大きさ、つまり第一の凹部４１８の開口部の大きさは、圧電振動素子１２０が横方向で搭載できる大きさとなっている。
【００６３】
第二の枠体４１３は、基板４１１の下面の外周縁に沿って設けられており、基板４１１の下面側に第二の凹部４１９を形成するためのものである。第二の枠体４１３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、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この第二の枠体４１３の内周の大きさ、つまり第二の凹部４１９の開口部の大きさは、後述する集積回路素子４５０が搭載できる大きさとなっている。
【００６４】
第一の電極パッド４１４は、圧電振動素子１２０と導電性接着剤１３０及び突起部４１５を用いて導通し、圧電振動素子１２０への信号の入出力をするものである。第一の電極パッド４１４は一対二個であり、第一の凹部４１８内に露出した基板４１１の上面の一方の短辺に沿って並びつつ、圧電振動素子１２０が第一の凹部４１８内の所定の位置に配置されたときに圧電振動素子１２０に設けられた接続用電極１２３に対向する位置に設けられている。この第一の電極パッド４１４は、基板１１１内に設けられた配線パターン（図示せず）により所定の外部接続電極パッド４１７と電気的に接続されている。尚、第一の電極パッド４１４は金等の導電性の金属のメタライズ処理によって形成される。
【００６５】
この第一の電極パッド４１４の上面には、突起部４１５が設けられている。この突起部４１５は、圧電振動素子１２０を搭載する際に導電性接着剤１３０が押し潰されないようにしつつ、圧電振動素子１２０の接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合部分の形状及び面積を所定の形態に制御するためのものである。この突起部４１５は、例えば、第一の電極パッド４１４の上方に向かって凸の半球形状の外形となっており、金等の導電性の金属からなり、メタライズ処理によって形成される。
【００６６】
第二の電極パッド４１６は、後述する集積回路素子４５０と導電性の接合材を用いて導通し、且つ第一の電極パッド４１４及び後述する外部接続電極パッド４１７と電気的に接続し、集積回路素子４５０への信号の入出力をするものである。第二の電極パッド４１６は、第二の凹部４１９内に露出した基板４１１の下面の二短辺に沿って複数個設けられている。この第二の電極パッド４１６は、基板４１１及び第二枠体４１３内に設けられた配線パターン（図示せず）により、所定の第一の電極パッド４１４及び外部接続電極パッド４１７と電気的に接続されている。
【００６７】
外部接続電極パッド４１７は、圧電発振器４００を外部の実装基板上に実装する際に、半田等の導電性接合材を介して電気的に接続するための電極パッドとして機能する。外部接続電極パッド４１７は、第二の枠体４１３の第二の凹部４１９の開口側主面の四つの角部に一つずつ計四つ形成されており、それぞれの外部接続電極パッド４１７は、例えば、信号入力端子、信号出力端子、電源電圧端子、グランド端子によって構成されている。この外部接続電極パッド４１７は、基板４１１及び第二の枠体４１３内に設けられた配線パターン（図示せず）により、所定の第二の電極パッド４１６と電気的に接続されている。また、この外部接続電極パッド４１７のうち、グランド端子となるものは蓋部材１４０と電気的に接続してあっても良い。
【００６８】
集積回路素子４５０は、例えば、基板４１１側を向く主面に複数個の接続パッド４５１を有した平面視矩形のフリップチップ型集積回路素子が用いられ、その回路形成面には、所定の電子回路及び電子素子を組み合わせて、例えば、圧電振動素子１２０を励振する発振回路、波形成形回路、温度補償回路などが設けられている。この集積回路素子４５０は、接続パッド４５１と基板４１１の上面に設けられた第二の電極パッド４１６とを導電性の接合材４５２によって接合固着することにより、素子搭載部材４１０に搭載される。
【００６９】
尚、集積回路素子４５０が搭載された第二の凹部４１９内は絶縁性樹脂４６０により充填固化されていても良い。絶縁性樹脂４６０は、エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂によって構成されている。また、絶縁性樹脂４６０は、少なくともフリップチップ型集積回路素子の回路形成面を覆う高さ（基板４１１の下面から絶縁性樹脂４６０の第二の凹部４１９の開口側の表面までの距離）となるように充填される。このように第二の凹部４１９内を絶縁性樹脂４６０で充填固化することにより、集積回路素子４５０と素子搭載部材４１０との接続部分に外部から塵埃や水分が入り込むことを抑止でき、塵埃や水分が付着することに起因する特性の不安定化を抑えることが可能となる。また、素子搭載部材４１０と絶縁性樹脂４６０が一体の構成となり、素子搭載部材４１０全体としての剛性を向上させることができ、外部からの応力による素子搭載部材４１０の変形を緩和することが可能となる。
【００７０】
本発明の第二実施形態に係る圧電発振器４００は、少なくとも平面視矩形の基板４１１とこの基板４１１の上面の短辺に沿って並んで設けられた一対の第一の電極パッド４１４と、この第一の電極パッド４１４上に設けられた外形が半球状の突起部４１５と、を有する素子搭載部材４１０と、突起部４１５の表面に突起部４１５の表面形状に沿って設けられた導電性接着剤１３０と、平板状の圧電素子１２１と、この圧電素子１２１の上下面に設けられた励振用電極１２２と、この励振用電極１２２と電気的に接続した一対の接続用電極１２３とを有し、この接続用電極１２３と導電性接着剤１３０とを導通固着することで素子搭載部材１１０の上面に搭載された圧電振動素子１２０と、素子搭載部材４１０と接合することにより圧電振動素子１２０を気密に封止する蓋部材１４０と、を備えており、圧電振動素子１２０と電気的に接続された電子回路を有する集積回路素子４５０を備えている。
【００７１】
このような構成により、たとえ圧電振動素子１２０の自重や圧電振動素子１２０を搭載させる装置による荷重が導電性接着剤１３０にかかったとしても、導電性接着剤１３０は突起部４１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部４１５頂部付近の円形状に限定されるので、導電性接着剤１３０が不定形に無秩序に広がってしまうことがない。よって、導電性接着剤１３０が接続用電極１２３や第一の電極パッド４１４からはみ出し圧電素子１２１の表面に付着することがなく、固化した導電性接着剤１３０が圧電振動素子１２０の励振振動を阻害することを低減でき、所望する周波数の振動を安定して得ることが可能となる。
【００７２】
また、本発明により、導電性接着剤１３０は突起部４１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部４１５頂部付近の円形状に限定されるので、二つの接続用電極の間で導電性接着剤との接合面積の差異を著しく抑えることができる。よって、接合部分における抵抗値に同等となり、ＣＩ値が悪化し、安定した励振レベルの信号を得ることが困難になることを抑止することが可能となる。
【００７３】
さらに、本発明により、導電性接着剤１３０は突起部４１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部４１５頂部付近の円形状に限定されるので、隣り合って設けられた第一の電極パッド４１４及び接続用電極１２３が導電性接着剤１３０により短絡することを抑え、不発振となることを防止することが可能となる。
【００７４】
また、従来の圧電発振器では、圧電振動素子の自重や圧電振動素子を搭載させる装置による荷重により、導電性接着剤が電極パッドと接続用電極との間で押し潰され不定形に広がってしまう場合があった。このように導電性接着剤と接続用電極との接合面積が広がった形態を有した圧電発振器では、加熱による導電性接着剤の収縮によって生じる応力の影響且つ隣り合う導電性接着剤と接続用電極との間の接合面積の違いによる収縮の際の応力のアンバランスにより、圧電発振器における温度変化に対する周波数変化の再現性（以下、ヒステリシス特性という）が悪化するおそれがあった。しかし、第三実施形態による圧電発振器４００により、接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部４１５頂部付近の円形状に限定されるので、導電性接着剤１３０が不定形に無秩序に広がってしまうことがない。よって、圧電発振器４００では、導電性接着剤１３０の収縮の際の応力の影響が低減でき、且つ隣り合う導電性接着剤１３０と接続用電極１２３との間の接合面積が均一にでき収縮の際の応力が均等にできるので、ヒステリシス特性を良好することが可能となる。
【００７５】
尚、第三実施形態である圧電発振器４００においても、第一実施形態である圧電振動子１００とその変形例である圧電振動子２００と同じように、突起部４１５の外形形状を半半球形状のほかに円錐形状としても良い。このような構成によって、導電性接着剤１３０が、突起部４１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合形状は突起部４１５の頂部付近の平面視形状である円形状に類似した形状に限定でき、且つ二つの接続用電極の間で導電性接着剤との接合面積の差異を著しく抑えることができる。よって、導電性接着剤１３０が接続用電極１２３や第一の電極パッド４１４からはみ出し圧電素子１２１の表面に付着することがなく、固化した導電性接着剤１３０が圧電振動素子１２０の励振振動を阻害することを低減でき、所望する周波数の振動を安定して得ることが可能となる。また、導電性接着剤１３０の加熱時に生じる収縮の応力の影響が低減でき、且つ隣り合う導電性接着剤１３０と接続用電極１２３との間の接合面積が均一にでき収縮の際の応力が均等にできるので、ヒステリシス特性を良好することが可能となる。
【００７６】
次に、本発明の圧電デバイスの製造方法の他の工程を、図７に示すように、本発明の第三実施形態である図６に開示の圧電発振器４００を用いて説明する。尚、第一実施形態の圧電デバイスである圧電振動子１００と同じ構成要素の部分には、圧電振動子１００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付している。本発明の圧電デバイスの製造方法の他の工程は、素子搭載部材形成工程と、導電性接着剤形成工程と、圧電振動素子搭載工程と、蓋部材封止工程と、集積回路素子搭載工程とを備えている。
【００７７】
（素子搭載部材形成工程）
素子搭載部材形成工程は、図７（ａ）に示すように、素子搭載部材４１０を形成する工程である。素子搭載部材４１０を構成する基板４１１、第一の枠部４１２及び第二の枠部４１３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ペーストを塗布する。次に、基板４１１となるセラミックグリーンシートの上面に第一の枠部４１２となるセラミックグリーンシートと、下面に第二の枠部４１３となるセラミックグリーンシートとを積層し、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、第一の電極パッド４１４、突起部４１５、第二の電極パッド４１６、外部接続電極パッド１１６及び配線パターン（図示しない）となる部分に、ニッケルメッキまたは金メッキ等のメタライズ処理を施すことにより、素子搭載部材４１０が形成される。また、導電ペーストは、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。
【００７８】
このとき形成される突起部４１５は、圧電振動素子１２０を搭載する際に導電性接着剤１３０全体が押し潰されないようにしつつ、圧電振動素子１２０の接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合部分の形状及び面積を所定の形態に制御するためのものである。この突起部４１５は、電極パッド１１４の上方に向かって凸の半球状の外形となっている。
【００７９】
（導電性接着剤形成工程）
導電性接着剤形成工程は、図７（ｂ）に示すように、素子搭載部材４１０の所定の位置に導電性接着剤１３０を塗布する工程である。導電性接着剤１３０は、銀等を導電性フィラーとして含有したエポキシ系又はシリコーン系の合成樹脂からなり、粘度は２０〜４０Ｐａ・ｓとなっている。この導電性接着剤１３０を、ディスペンサ等を用いて、突起部４１５の表面に突起部４１５の表面に沿って塗布する。導電性接着剤１３０は所定の粘度を有しているので突起部４１５の表面から流出することはない。
【００８０】
（圧電振動素子搭載工程）
圧電振動素子搭載工程は、図７（ｃ）に示すように、第一の凹部４１８内に露出した基板４１１の上面の第一の電極パッド４１４に設けられた導電性接着剤１３０を有する突起部４１５に圧電振動素子１２０を実装する工程である。まず、真空チャック等を備えた素子搭載装置を用いて圧電振動素子１２０の上面を保持する。その保持された圧電振動子１２０を、突起部４１５の表面に形成した導電性接着剤１３０に、圧電振動素子１２０に設けられた接続用電極１２３を上方より所定の荷重を加えつつ接触させ、素子搭載部材４１０の第一の凹部４１８内の所定の位置に、圧電振動素子１２０の主面が第一の凹部４１８内に露出した基板４１１の上面に対して接触しないように平行となる姿勢で配置する。このとき、導電性接着剤１３０と接続用電極１２３とは、突起部４１５の頂部付近に設けられた導電性接着剤１３０のみで接合しており、平面視の接合形状が突起部４１５の平面視形状である円形となる。尚、圧電振動素子１２０下面側の接続用電極１２３は突起部４１５の頂部に接触していても構わない。その後、圧電振動素子１２０を搭載した素子搭載部材４１０を、１５０〜１８０℃で所定の時間加熱して導電性接着剤１３０を硬化させ、突起部４１５が設けられた第一の電極パッド４１４に圧電振動素子１２０を導電性接着剤１３０により導通固着する。
【００８１】
（蓋部材封止工程）
蓋部材封止工程は、図７（ｄ）に示すように、素子搭載部材４１０と蓋部材１４０とを接合し、圧電振動素子１２０を気密封止する工程である。蓋部材封止工程では、例えば、真空雰囲気、又は窒素等の不活性ガス雰囲気中で、蓋部材１４０の下面と素子搭載部材４１０を構成する第一の枠体４１２の上面に設けられている封止用導体パターン（符号付与せず）の上面との間に接合部材（符号付与せず）を設けて、熱を加え接合部材を溶融させた後、固化させる。従って、蓋部材封止工程では、蓋部材１４０の下面と素子搭載部材４１０を構成する第一の枠体４１２の上面に設けられた封止用導体パターンとを接合部材により溶融接合することにより、圧電振動素子１２０を気密封止する。
【００８２】
（集積回路素子搭載工程）
集積回路素子搭載工程は、図７（ｅ）に示すように、蓋部材１４０が接合された素子搭載部材４１０に集積回路素子を搭載する工程である。まず、蓋部材１４０が接合され圧電振動素子１２０が気密封止された状態で、例えば、プローブ等を第二の電極パッド４１６に押し当てて、圧電振動素子１２０の特性等を測定検査する。この検査により特性が規格内となった圧電振動素子１２０を搭載した素子搭載部材４１０に集積回路素子４５０を搭載する。つまり、素子搭載部材４１０の第二の凹部４１９に露出する基板４１１の下面に設けられた第二の電極パッド４１６に半田等の導電性の接合材４５２を塗布し、その接合材４５２に集積回路素子４５０の接続パッド４５１を接触させつつ集積回路素子４５０を載置する。集積回路素子４５０を載置した後、接合材４５２に熱を印加し接合材４５２を溶融して接合することで、集積回路素子４５０は、素子搭載部材４１０の第二の凹部４１９内に搭載される。尚、その後に、集積回路素子４５０が搭載された第二の凹部４１９内に絶縁性樹脂４６０を充填する工程を備えても良い。
【００８３】
本発明の第三実施形態に係る圧電デバイスである圧電発振器４００の製造方法は、少なくとも平面視矩形の基板４１１を備え、この基板４１１の上面の一方の短辺に沿って並んで一対の第一の電極パッド４１４を第一の電極パッド４１４の上面に突起部４１５を設けて形成する素子搭載部材形成工程と、突起部４１５の表面に突起部４１５の表面形状に沿って導電性接着剤１３０を形成する導電接着剤形成工程と、平板状の圧電素子１２１と、この圧電素子１２１の上下面に設けられた励振用電極１２２と、圧電素子１２１の上下面の電極パッドに対応する位置に設けられ且つ励振用電極１２２と電気的に接続した一対の接続用電極１２３とを備えた圧電振動素子１２０を、接続用電極１２３と突起部４１５とが対向するように配置し、且つ突起部４１５に設けられた導電性接着剤１３０で接合することにより、第一の電極パッド４１４に固着導通させて搭載する圧電振動素子搭載工程と、少なくとも発振回路を搭載した集積回路素子４５０を基板４１１の下面に搭載する集積回路素子搭載工程とを備えている。
【００８４】
このような構成により、圧電振動素子搭載工程において、圧電振動素子１２０の自重や圧電振動素子１２０を搭載させる素子搭載装置による荷重が導電性接着剤１３０にかかったとしても、導電性接着剤１３０は突起部４１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部４１５頂部付近に限定されるので、導電性接着剤１３０が不定形に無秩序に広がってしまうことがない。よって、導電性接着剤１３０が接続用電極１２３や第一の電極パッド４１４からはみ出し圧電素子１２１の表面に付着することがなく、固化した導電性接着剤１３０が圧電振動素子１２０の励振振動を阻害することを低減でき、所望する周波数の振動を安定して得ることが可能となる。
【００８５】
また、本発明により、圧電振動素子搭載工程において、導電性接着剤１３０は突起部４１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部４１５頂部付近に限定されるので、二つの接続用電極１２３の間で導電性接着剤との接合面積の差異を著しく抑えることができる。よって、接合部分における抵抗値に同等となり、ＣＩ値が悪化し、安定した励振レベルの信号を得ることが困難になることを抑止することが可能となる。
【００８６】
さらに、本発明により、圧電振動素子搭載工程において、導電性接着剤１３０は突起部４１５の高さ以下には押し潰されることがなく、且つ接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合は突起部４１５頂部付近に限定されるので、隣り合って設けられた第一の電極パッド４１４及び接続用電極１２３が導電性接着剤１３０により短絡することを抑え、不発振となることを防止することが可能となる。
【００８７】
また、従来の圧電発振器の製造方法では、圧電振動素子搭載工程において、圧電振動素子の自重や圧電振動素子を搭載させる装置による荷重により、導電性接着剤が電極パッドと接続用電極との間で押し潰され不定形に広がってしまう場合があった。このように導電性接着剤と接続用電極との接合面積が広がった形態を有した圧電発振器では、加熱による導電性接着剤の収縮によって生じる応力の影響、且つ隣り合う導電性接着剤と接続用電極との間の接合面積の違いによる収縮の際に生じる応力のアンバランスにより、ヒステリシス特性が悪化するおそれがあった。しかし、第三実施形態による圧電発振器４００の製造方法により、圧電振動素子搭載方法において、接続用電極１２３と導電性接着剤１３０との接合形態は、突起部４１５頂部付近の例えば円形状に限定できるので、導電性接着剤１３０が不定形に無秩序に広がってしまうことがない。よって、圧電発振器４００の製造方法では、導電性接着剤１３０の収縮の際に生じる応力の影響を低減することができ、且つ隣り合う導電性接着剤１３０と接続用電極１２３との間の接合面積を均一にでき、収縮による応力を均等にできるので、ヒステリシス特性が良好な圧電発振器４００を製造することが可能となる。
【００８８】
本発明は上述の各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、前述した各実施形態では突起部の個数が一個の場合を開示したが、突起部の個数は本発明の効果を奏するのであれば複数個であっても構わない。また、前述した第一実施形態、第一実施形態の変形例、第二実施形態及び第三実施形態においては、突起部４１５の外形形状を半球形又は円錐形を示したが、突起部４１５の外形形状は本発明の効果を奏するのであれば開示した形状に限定するものではなく、例えば、四角錐形状や円錐台形状や角柱形状など他の外形形状でも構わない。
【符号の説明】
【００８９】
１００、２００、３００・・・圧電振動子（圧電デバイス）
１１０、４１０・・・素子搭載部材
１１１、３１１、４１１・・・基板
１１２・・・枠体
１１３・・・凹部
１１４・・・電極パッド
１１５、２１５、４１５・・・突起部
１１６、４１７・・・外部接続電極パッド
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・圧電素子
１２２・・・励振用電極
１２３・・・接続用電極
１３０・・・導電性接着剤
１４０、３４０・・・蓋部材
４００・・・圧電発振器（圧電デバイス）
４１２・・・第一の枠体
４１３・・・第二の枠体
４１４・・・第一の電極パッド
４１６・・・第二の電極パッド
４１８・・・第一の凹部
４１９・・・第二の凹部
４５０・・・集積回路素子
【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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