WO2025063008A1 - Piezoelectric resonator device - Google Patents
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
Definitions
- the present invention relates to a piezoelectric vibration device comprising a substrate and a piezoelectric vibrator mounted on the mounting surface of the substrate.
- the piezoelectric vibration device disclosed in Patent Document 1 comprises a substrate, and a piezoelectric vibrator and electronic components mounted on the mounting surface of the substrate.
- a plurality of external connection terminals are formed on the surface (outer bottom surface) of the piezoelectric vibrator facing the substrate, and a plurality of mounting pads for the piezoelectric vibrator corresponding to the plurality of external connection terminals are formed on the mounting surface of the substrate.
- the multiple external connection terminals formed on the outer bottom surface of the piezoelectric vibrator are joined via solder to corresponding ones of the multiple mounting pads for the piezoelectric vibrator formed on the mounting surface of the substrate.
- the sandwich structure piezoelectric vibrator disclosed in Patent Document 2 includes a piezoelectric diaphragm having a first excitation electrode formed on one main surface and a second excitation electrode paired with the first excitation electrode formed on the other main surface, a first sealing member covering the first excitation electrode of the piezoelectric diaphragm, and a second sealing member covering the second excitation electrode of the piezoelectric diaphragm, and the first sealing member and the piezoelectric diaphragm are joined together to provide an internal space in which the vibration part of the piezoelectric diaphragm including the first excitation electrode and the second excitation electrode is hermetically sealed, and a plurality of external terminals are formed on the other main surface of the second sealing member opposite the one main surface facing the piezoelectric diaphragm.
- a through electrode formed on the inner wall surface of the through portion that connects to the external terminal from one main surface to the other main surface of the second sealing member is used as part of the conductive path that electrically connects each of the first excitation electrode and the second excitation electrode of the piezoelectric diaphragm to the external terminal corresponding to the first excitation electrode and the second excitation electrode.
- the external terminal is electrically connected to a piezoelectric vibrator mounting pad formed on the substrate via solder.
- sandwich-structured piezoelectric vibrators are advantageous for miniaturization, and have stable characteristics after hermetically sealing.
- sandwich-structured piezoelectric vibrators are suitable for packaging configurations in which they are combined with electronic components such as an integrated circuit (IC) for the oscillator circuit and mounted on the mounting surface of a substrate using solder, with the piezoelectric vibrator and electronic components sealed in resin.
- IC integrated circuit
- the second main surface 202 of the first sealing member 20 has connection bonding patterns 22a, 22b, and 22c formed thereon for bonding to the connection bonding patterns 12a, 12b, and 12c formed on the outer frame portion 12 of the first main surface 101 of the piezoelectric diaphragm 10.
- these patterns are provided at positions where the connection bonding patterns 12a, 12b, and 12c on the piezoelectric diaphragm 10 side overlap with the connection bonding patterns 22a, 22b, and 22c on the first sealing member 20 side.
- the second sealing member 30 is a roughly rectangular parallelepiped substrate made from an AT-cut quartz plate, and the first main surface 301 (the surface that is bonded to the piezoelectric diaphragm 10) of this second sealing member 30 is formed as a flat, smooth surface (mirror finish). Note that it is preferable that the second sealing member 30 also uses an AT-cut quartz plate like the piezoelectric diaphragm 10, and that the orientation of the X-axis, Y'-axis, and Z'-axis are the same as those of the piezoelectric diaphragm 10.
- the first main surface (corresponding to the "first main surface” of the present invention) 301 of the second sealing member 30 is provided with a sealing member-side second bonding pattern 31 as a sealing member-side sealing portion for bonding to the piezoelectric diaphragm 10.
- the sealing member-side second bonding pattern 31 is formed in a ring shape in a plan view.
- the outer peripheral edge of the sealing member-side second bonding pattern 31 is provided close to the outer peripheral edge of the first main surface 301 of the second sealing member 30. In a plan view, these patterns are provided at a position where the vibration plate-side second bonding pattern 122 on the piezoelectric diaphragm 10 side and the sealing member-side second bonding pattern 31 on the second sealing member 30 side overlap.
- the first main surface 301 of the second sealing member 30 has connection bonding patterns 34a, 34b, and 34c formed thereon to bond with the connection bonding patterns 12d, 12e, and 12f formed on the outer frame portion 12 of the second main surface 102 of the piezoelectric diaphragm 10.
- these patterns are provided at positions where the connection bonding patterns 12d, 12e, and 12f on the piezoelectric diaphragm 10 side overlap with the connection bonding patterns 34a, 34b, and 34c on the second sealing member 30 side.
- a wiring pattern 35 extending in the Z'-axis direction is connected to the first main surface 301 of the second sealing member 30, connecting the connection bonding pattern 34a and the connection bonding pattern 34c.
- the second main surface 302 of the second sealing member 30 (corresponding to the "other main surface” of the present invention) is provided with the first to fourth external terminals 32a to 32d.
- the first to fourth external terminals 32a to 32d are formed in a substantially rectangular shape in a plan view, and are located at the four corners (corners) of the second main surface 302 of the second sealing member 30.
- the fourth external terminal 32d has a chamfered C-surface (corner surface) that serves as an indicator of the mounting direction of the piezoelectric vibrator 3.
- the indicator is not limited to the chamfering of the C-surface (corner surface), and may be, for example, a chamfered R-surface (rounded surface) or a protrusion.
- the first to fourth external terminals 32a to 32d are provided at positions that overlap the outer frame portion 12 of the piezoelectric vibration plate 10 described above in a plan view.
- the first external terminal 32a is an input terminal
- the second external terminal 32b is an output terminal.
- the third and fourth external terminals 32c and 32d are ground terminals.
- the first to third external terminals 32a to 32c correspond to the "external terminals" of the present invention.
- the first to fourth external terminals 32a to 32d each have a first region 32a1 to 32d1 and a second region 32a2 to 32d2 in a plan view, and the configuration of the metal material in the first region 32a1 to 32d1 is different from the configuration of the metal material in the second region 32a2 to 32d2, as will be described later.
- the first regions 32a1 to 32c1 include at least overlapping regions that overlap with the penetrating electrodes 33a2 to 33c2 of the through holes 33a to 33c, respectively, and surrounding regions around the overlapping regions.
- the first region 32a1 is located near the end of the first external terminal 32a on the +X side and the -Z' side
- the first region 32b1 is located near the end of the second external terminal 32b on the -X side and the +Z' side
- the first region 32c1 is located near the end of the third external terminal 32c on the +X side and the +Z' side
- the first region 32d1 is located near the end of the fourth external terminal 32d on the -X side and the -Z' side.
- the second sealing member 30 has three through holes 33a, 33b, and 33c that penetrate the first main surface 301 and the second main surface 302.
- the through holes 33a and 33b are configured to include a penetration portion 33a1 and 33b1 that penetrate the second sealing member 30, and a penetration electrode 33a2 and 33b2 that are formed along the inner wall surface of the penetration portion 33a1 and 33b1 to provide electrical continuity between the connection bonding patterns 34b and 34c and the first and second external terminals 32a and 32b.
- the through hole 33c is configured to include a penetration portion 33c1 that penetrates the second sealing member 30, and a penetration electrode 33c2 that is formed along the inner wall surface of the penetration portion 33c1 to provide electrical continuity between the sealing member side second bonding pattern 31 and the third external terminal 32c.
- each of the through holes 33a, 33b, and 33c is a hollow penetrating portion penetrating between the first main surface 301 and the second main surface 302.
- the connection bonding pattern 12a, the internal wiring 12g, the connection bonding pattern 12e, the connection bonding pattern 34b, and the through electrode 33a2 form a conductive path CD1 that connects the first excitation electrode 111 and the first external terminal 32a
- the connection bonding pattern 12d, the connection bonding pattern 34a, the wiring pattern 35, and the through electrode 33b2 form a conductive path CD2 that connects the second excitation electrode 112 and the first external terminal 32b.
- the through portions 33a1, 33b1, and 33c1 correspond to the "communication portion” and “through portion” of the present invention
- the through electrodes 33a2, 33b2, and 33c2 correspond to the "connection electrodes” of the present invention that constitute a part of the conductive paths CD1 and CD2. Details of through holes 33a, 33b, and 33c will be described later.
- Through holes 33a, 33b, 33c (penetration portions 33a1, 33b1, 33c1 of through holes 33a, 33b, 33c) are connected to first regions 32a1, 32b1, 32c1 of first to third external terminals 32a, 32b, 32c.
- the piezoelectric diaphragm 10 and the first sealing member 20 are diffusion bonded with the diaphragm-side first bonding pattern 121 and the sealing member-side first bonding pattern 24 overlapping each other, and the piezoelectric diaphragm 10 and the second sealing member 30 are diffusion bonded with the diaphragm-side second bonding pattern 122 and the sealing member-side second bonding pattern 31 overlapping each other, to manufacture a sandwich-structured package as shown in FIG. 3.
- This forms an internal space in which the vibration portion 11 of the piezoelectric diaphragm 10, including the first excitation electrode 111 and the second excitation electrode 112, is hermetically sealed.
- connection bonding patterns 22a, 22b, 22c formed on the second main surface 202 of the first sealing member 20 described above and the connection bonding patterns 12a, 12b, 12c formed on the first main surface 101 of the piezoelectric diaphragm 10 are diffusion bonded in a superimposed state
- connection bonding patterns 12d, 12e, 12f formed on the second main surface 102 of the piezoelectric diaphragm 10 and the connection bonding patterns 34a, 34b, 34c formed on the first main surface 301 of the second sealing member 30 are diffusion bonded in a superimposed state.
- the first excitation electrode 111 is connected to the first external terminal 32a through the first lead wiring 113, the connection bonding pattern 12a, the internal wiring 12g, the connection bonding pattern 12e, the connection bonding pattern 34b, and the through electrode 33a2 of the through hole 33a in this order.
- the second excitation electrode 112 is connected to the second external terminal 32b through the second lead wiring 114, the connection bonding pattern 12d, the connection bonding pattern 34a, the wiring pattern 35, the connection bonding pattern 34c, and the through electrode 33b2 of the through hole 33b in this order.
- the third external terminal 32c is connected to the penetrating electrode 33c2 of the through hole 33c, the second bonding pattern 31 on the sealing member side, the second bonding pattern 122 on the diaphragm side, the internal wiring 17, the first bonding pattern 121 on the diaphragm side, and the first bonding pattern 24 on the sealing member side.
- the remaining parts of the external terminals (such as the first regions 32a1 to 32d1 of the first to fourth external terminals 32a to 32d) and the through electrodes formed on the inner wall surfaces of the through holes (such as the through electrodes 33a2 to 33c2 formed on the inner wall surfaces of the through holes 33a to 33c) consist only of the Ti (titanium) metal layer on the quartz plate.
- a piezoelectric vibrator 3 and electronic components 4 are mounted on the top surface 2a of the substrate 2.
- the overlapping area where the top surface 2a of the substrate 2 and the piezoelectric vibrator 3 overlap is approximately rectangular in plan view.
- first to fourth recesses 51a to 51d are formed in approximately rectangular shapes in plan view at each corner of the overlapping area on the top surface 2a in plan view, so as to include the corner and its periphery.
- the first to fourth recesses 51a to 51d are shaped so that the first to fourth external terminals 32a to 32d of the piezoelectric vibrator 3 can be placed therein, and are recessed in a direction perpendicular to the top surface 2a.
- First to fourth external terminals 56a to 56d are formed on the bottom surfaces of the first to fourth recesses 55a to 55d.
- the first to fourth external terminals 56a to 56d are used when mounting the piezoelectric vibration device 1 on other equipment (such as a board).
- the first to fourth external terminals 56a to 56d are, for example, the following terminals: the first external terminal 56a is a power supply terminal, the second external terminal 56b is a clock output terminal, the third external terminal 56c is a ground terminal, and the fourth external terminal 56d is an output enable terminal.
- the first to fourth external terminals 56a to 56d are generally rectangular in plan view, and there are gaps between the side surfaces of the first to fourth external terminals 56a to 56d and the side surfaces of the first to fourth recesses 55a to 55d.
- the fourth external terminal 56d has a chamfered C-face (corner surface) that serves as an indicator for the mounting direction of the piezoelectric vibration device 1. Note that this indicator is not limited to a chamfered C-face (corner surface), and may be, for example, a chamfered R-face (rounded surface) or a protrusion.
- a first wiring pattern 57a electrically connected to the first external terminal 56a is formed on the lower surface 2b of the substrate 2, and the first wiring pattern 57a extends to the side of the substrate 2.
- a second wiring pattern 57b electrically connected to the first external terminal 56a is formed on the lower surface 2b of the substrate 2.
- a third wiring pattern 57c electrically connected to the second external terminal 56b is formed on the lower surface 2b of the substrate 2, and the third wiring pattern 57c extends to the side of the substrate 2.
- a fourth wiring pattern 57d electrically connected to the second external terminal 56b is formed on the lower surface 2b of the substrate 2.
- a fifth wiring pattern 57e electrically connected to the third external terminal 56c is formed on the lower surface 2b of the substrate 2.
- a sixth wiring pattern 57f is formed on the lower surface 2b of the substrate 2 and is electrically connected to the third external terminal 56c, and the sixth wiring pattern 57f extends to the side surface of the substrate 2.
- a seventh wiring pattern 57g is formed on the lower surface 2b of the substrate 2 and is electrically connected to the fourth external terminal 56d, and branches out, one of whose branches extends to the side surface of the substrate 2.
- An eighth wiring pattern 57h is formed on the lower surface 2b of the substrate 2, one end of which extends to the side surface of the substrate 2.
- a ninth wiring pattern 57i is formed on the lower surface 2b of the substrate 2, one end of which extends to the side surface of the substrate 2.
- the substrate 2 is provided with through holes 58a-58f, each having a through portion penetrating from the upper surface 2a to the lower surface 2b of the substrate 2 and a through electrode formed on the inner wall surface of the through portion.
- the through electrode of the through hole 58a electrically connects the first wiring pattern 54a to the eighth wiring pattern 57h.
- the through electrode of the through hole 58b electrically connects the second wiring pattern 54b to the ninth wiring pattern 57i.
- the through electrode of the through hole 58c electrically connects the eighth wiring pattern 54h to the second wiring pattern 57b.
- the through electrode of the through hole 58d electrically connects the sixth wiring pattern 54f to the fifth wiring pattern 57e.
- the through electrode of the through hole 58e electrically connects the ninth wiring pattern 54i to the fourth wiring pattern 57d.
- the through electrode of the through hole 58f electrically connects the seventh wiring pattern 54g to the seventh wiring pattern 57g.
- the first external terminal 56a is electrically connected to the sixth pad 53f for connecting electronic components via the second wiring pattern 57b, the through hole 58c, and the eighth wiring pattern 54h.
- the second external terminal 56b is electrically connected to the third pad 53c for connecting electronic components via the fourth wiring pattern 57d, the through hole 58e, and the ninth wiring pattern 54i.
- the third external terminal 56c is electrically connected to the fourth pad 52d for mounting a piezoelectric vibrator and the second pad 53b for connecting an electronic component via the fifth wiring pattern 57e, the through hole 58d, and the sixth wiring pattern 54f.
- the fourth external terminal 56d is electrically connected to the fifth pad 53e for connecting an electronic component via the seventh wiring pattern 57g, the through hole 58f, and the seventh wiring pattern 54g.
- the eighth wiring pattern 57h is electrically connected to the second pad 52b for mounting a piezoelectric vibrator via the through hole 58a and the first wiring pattern 54a.
- the ninth wiring pattern 57i is electrically connected to the first piezoelectric vibrator mounting pad 52a via the through hole 58b and the second wiring pattern 54b.
- the various pads (such as the first to fourth pads 52a to 52d for mounting piezoelectric vibrators and the first to sixth pads 53a to 53f for connecting electronic components), external terminals (such as the first to fourth external terminals 56a to 56d) and wiring patterns (such as the first to ninth wiring patterns 54a to 54i and the first to ninth wiring patterns 57a to 57i) are formed from Cu foil or the like, and the through-hole electrodes (such as the through-hole electrodes of the through-holes 58a to 58f) are formed from Cu plating or the like.
- the sealing resin used in the resin molded portion 5 is a thermosetting resin such as epoxy resin, and as shown in FIG. 3, the resin molded portion 5 is molded on the upper surface 2a side of the substrate 2 so as to cover the piezoelectric vibrator 3 and the electronic components 4. In a plan view, the periphery of the substrate 2 and the periphery of the resin molded portion 5 are approximately aligned.
- the first to fourth external terminals 32a to 32d and the first to fourth pads 52a to 52d for mounting the piezoelectric vibrator partially overlap each other, and the first to fourth external terminals 32a to 32d are positioned more inward than the first to fourth pads 52a to 52d for mounting the piezoelectric vibrator.
- the penetrating portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c are connected to the first to third external terminals 32a to 32c, and in this embodiment, are connected to the first regions 32a1 to 32c1 of the first to third external terminals 32a to 32c.
- the surfaces of the first regions 32a1 to 32d1 are Ti (titanium) metal layers, and the surfaces of the second regions 32a2 to 32d2 are Au (gold) metal layers, and the metal material on the surfaces of the first regions 32a1 to 32d1 is less likely to be wetted by solder H than the metal material on the surfaces of the second regions 32a2 to 32d2.
- the area of the second regions 32a2 to 32d2 in a plan view is larger than the area of the first regions 32a1 to 32d1 in a plan view. Additionally, the first to third external terminals 32a to 32c are formed such that the second regions 32a2 to 32c2 are closer to the center points C2a to C2d of the first to third piezoelectric vibrator mounting pads 52a to 52c than the first regions 32a1 to 32c1 in a plan view.
- some areas of the penetration portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c do not overlap with the first to third pads 52a to 52c for mounting the piezoelectric vibrator.
- the penetration portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c do not overlap with the line segments connecting the center points C2a to C2c of the first to third pads 52a to 52c for mounting the piezoelectric vibrator and the center points C1a to C1c of the first to third external terminals 32a to 32c.
- center points C1a to C1c of the first to third external terminals 32a to 32c correspond to the "approximate centers of the external terminals" of the present invention
- center points C2a to C2c of the first to third pads 52a to 52c for mounting the piezoelectric vibrator correspond to the "approximate centers of the mounting pads" of the present invention.
- the penetration portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c (more specifically, the space inside the penetration electrodes 33a2 to 33c2) can be filled with the resin mold portion 5, which is desirable for further preventing the solder H from creeping up to the penetration portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c.
- the through-holes 33a1 to 33c1 of the through-holes 33a to 33c (more specifically, the space inside the through-hole electrodes 33a2 to 33c2) can be filled with the resin molded part 5, which is desirable for further preventing the solder H from creeping up to the through-holes 33a1 to 33c1 of the through-holes 33a to 33c.
- castellations 33A-33C are formed in the second sealing member 30 from the first main surface 301 to the second main surface 302.
- the castellations 33A-33C are formed to include notch portions 33A1-33C1 formed in the side surface of the second sealing member 30 and notch electrodes 33A2-33C2 formed in the wall surfaces of the notch portions 33A1-33C3.
- the notch portions 33A1, 33B1, and 33C1 correspond to the "communication portion” and "notch portion” of the present invention
- the notch electrodes 33A2, 33B2, and 33C2 correspond to the "connection electrodes" of the present invention.
- the present invention is widely applicable to piezoelectric vibration devices that include a substrate and a piezoelectric vibrator mounted on the mounting surface of the substrate.
- Piezoelectric vibration device 2 Substrate 3: Piezoelectric vibrator 5: Resin molded part 10: Piezoelectric vibration plate 20: First sealing member 30: Second sealing member 32a-32d: First to fourth external terminals 33a-33c: Through holes 33a1-33c1: Penetrating parts 33a2-33c2: Penetrating electrodes 52a-52d: First to fourth pads 111, 112 for mounting piezoelectric vibrators: First and second excitation electrodes C1a-C1c: Center point (approximate center of external terminals) C2a to C2c: Center points (approximate centers of mounting pads) H: solder CD1, CD2: conductive path
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、基板と、前記基板の搭載面に搭載された圧電振動子とを備える圧電振動デバイスに関する。 The present invention relates to a piezoelectric vibration device comprising a substrate and a piezoelectric vibrator mounted on the mounting surface of the substrate.
圧電振動デバイスとして、例えば、特許文献1に開示された次のような圧電振動デバイスがある。特許文献1に開示された圧電振動デバイスは、基板と、基板の搭載面に搭載された圧電振動子および電子部品とを備える。圧電振動子の基板と対向する面(外底面)には、複数の外部接続端子が形成されており、基板の搭載面には、複数の外部接続端子に対応した複数の圧電振動子用搭載パッドが形成されている。圧電振動子の外底面に形成された複数の外部接続端子は、基板の搭載面に形成された複数の圧電振動子用搭載パッドのうちの対応する圧電振動子用搭載パッドに半田を介して接合される。
An example of a piezoelectric vibration device is the piezoelectric vibration device disclosed in
また、圧電振動子として、いわゆるサンドイッチ構造の圧電振動子があり、例えば、特許文献2に開示されている。特許文献2に開示されたサンドイッチ構造の圧電振動子は、一の主面に第1励振電極が形成され、他の主面に第1励振電極と対になる第2励振電極が形成された圧電振動板と、圧電振動板の第1励振電極を覆う第1封止部材と、圧電振動板の第2励振電極を覆う第2封止部材とを備え、第1封止部材と圧電振動板とが接合され、かつ、第2封止部材と圧電振動板とが接合されることによって、第1励振電極と第2励振電極とを含む圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が設けられ、第2封止部材の圧電振動板と対向する一の主面と反対側の他の主面に複数の外部端子が形成されている。圧電振動板の第1励振電極および第2励振電極のそれぞれと、第1励振電極および第2励振電極のそれぞれに対応する外部端子とを電気的に接続する導通路の一部に、第2封止部材の一の主面から他の主面にかけて外部端子に繋がる貫通部の内壁面に形成された貫通電極が利用される。また、圧電振動子を基板に搭載する場合、外部端子が半田を介して基板に形成された圧電振動子用搭載パッドに電気的に接続される。
Furthermore, as a piezoelectric vibrator, there is a so-called sandwich structure piezoelectric vibrator, which is disclosed, for example, in
ところで、サンドイッチ構造の圧電振動子は、小型化に有利な構成であり、気密封止後の特性が安定している。このことから、サンドイッチ構造の圧電振動子は、発振回路用の集積回路(IC)などの電子部品と組み合わせて半田を用いて基板の搭載面に搭載し、圧電振動子および電子部品を樹脂で封止したパッケージ構成に適している。 By the way, sandwich-structured piezoelectric vibrators are advantageous for miniaturization, and have stable characteristics after hermetically sealing. For this reason, sandwich-structured piezoelectric vibrators are suitable for packaging configurations in which they are combined with electronic components such as an integrated circuit (IC) for the oscillator circuit and mounted on the mounting surface of a substrate using solder, with the piezoelectric vibrator and electronic components sealed in resin.
しかしながら、サンドイッチ構造の圧電振動子の場合、圧電振動デバイスに対してリフローソルダリングなどでリフロー炉を通して外部回路基板などに半田付けを実施すると、圧電振動デバイスが再加熱される。その結果、圧電振動デバイス内蔵された圧電振動子の外部端子と基板の圧電振動用搭載パッドとを接合する半田についても再加熱され再溶融が起こる。再溶融した半田は、這い上がりが起こりやすくなる。特に、樹脂モールド部で覆われた圧電振動子の場合、圧電振動子の周りに成形された樹脂で囲まれているために第2封止部材に形成された貫通部以外に逃げ場がなく、第2封止部材に形成された貫通部に這い上がり、さらには圧電振動板と第2封止部材とが接合された封止部にまで這い上がるおそれがある。特に、貫通部に這い上がった半田は貫通電極に拡散し、電極(第1励振電極、第2励振電極など)と、当該電極に対応する外部端子との電気的接続性の低下、圧電振動板の振動阻害、第1封止部材および第2封止部材の金属材料の腐食による気密不良に繋がるおそれがある。 However, in the case of a sandwich-structure piezoelectric vibrator, when the piezoelectric vibrator device is soldered to an external circuit board or the like through a reflow furnace by reflow soldering or the like, the piezoelectric vibrator device is reheated. As a result, the solder that joins the external terminal of the piezoelectric vibrator built into the piezoelectric vibrator device to the piezoelectric vibration mounting pad of the board is also reheated and remelted. The remelted solder is likely to creep up. In particular, in the case of a piezoelectric vibrator covered with a resin molded part, since the piezoelectric vibrator is surrounded by the resin molded around it, there is no escape route other than the through-hole formed in the second sealing member, and there is a risk that the solder will creep up to the through-hole formed in the second sealing member and even to the sealing part where the piezoelectric diaphragm and the second sealing member are joined. In particular, the solder that creeps up to the through-hole will diffuse to the through-hole electrode, which may lead to a decrease in electrical connectivity between the electrodes (first excitation electrode, second excitation electrode, etc.) and the external terminals corresponding to the electrodes, vibration inhibition of the piezoelectric diaphragm, and poor airtightness due to corrosion of the metal material of the first sealing member and the second sealing member.
本発明は、上記の課題に鑑み、圧電振動子の外部端子と基板の搭載パッドとを接合する接合材の第2封止部材に形成された貫通部または切欠き部で形成された連絡部への這い上がりを抑制することが可能な圧電振動デバイスを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention aims to provide a piezoelectric vibration device that can prevent creeping up into a connection formed by a penetration or notch formed in a second sealing member of a bonding material that bonds an external terminal of a piezoelectric vibrator to a mounting pad of a substrate.
前記の目的を達成するため、本発明に係る圧電振動デバイスは、電極が形成された圧電振動板、および、前記圧電振動板を挟み込んで前記圧電振動板の振動部を気密封止する一対の第1封止部材および第2封止部材を備え、前記第2封止部材の前記圧電振動板と対向する一の主面と反対側の他の主面に外部端子が形成された圧電振動子と、前記圧電振動子を搭載する搭載パッドが搭載面に形成された基板と、前記外部端子と前記搭載パッドとを接合する接合材とを備える圧電振動デバイスであって、前記第2封止部材は、前記一の主面から前記他の主面にかけて、当該他の主面に形成された前記外部端子に繋がる貫通部または切欠き部で形成された連絡部を有し、前記連絡部に、前記外部端子と
前記電極とを導通する導通路の一部を形成する接続電極が形成されており、平面視において、前記連絡部は、前記搭載パッドの略中心と前記外部端子の略中心とを結ぶ線分と重なり合っていないことを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the piezoelectric vibration device of the present invention comprises a piezoelectric vibration plate having an electrode formed thereon, and a pair of first and second sealing members which sandwich the piezoelectric vibration plate to hermetically seal the vibration portion of the piezoelectric vibration plate, a piezoelectric vibrator having an external terminal formed on one main surface of the second sealing member opposite to the piezoelectric vibration plate, a substrate having a mounting pad formed on its mounting surface for mounting the piezoelectric vibrator, and a bonding material which bonds the external terminal and the mounting pad, wherein the second sealing member has a connecting portion formed by a through portion or notch portion extending from the one main surface to the other main surface and connecting to the external terminal formed on the other main surface, a connecting electrode is formed in the connecting portion and forms part of a conductive path connecting the external terminal and the electrode, and when viewed in a planar view, the connecting portion does not overlap with a line segment connecting approximately the center of the mounting pad and approximately the center of the external terminal.
この構成によれば、平面視において、連絡部を、接合材が多くなる搭載パッドの略中心と外部端子の略中心とを結ぶ線分と重ならないようにすることで、接合材の連絡部への這い上がりを抑制することができる。 With this configuration, by making the connection portion not overlap the line connecting the approximate center of the mounting pad, where the amount of bonding material is greater, and the approximate center of the external terminal, in a plan view, it is possible to prevent the bonding material from creeping up to the connection portion.
このとき、前記基板の前記搭載面に搭載された前記圧電振動子を覆うように、前記基板の前記搭載面にモールドされた樹脂モールド部を更に備えるとよい。 In this case, it is preferable to further provide a resin molded portion molded onto the mounting surface of the substrate so as to cover the piezoelectric vibrator mounted on the mounting surface of the substrate.
また、前記接合材は金属ろう材であり、平面視において、前記外部端子のうちの前記接続電極と当該外部端子とが重なり合う重合領域および当該重合領域の周囲の周囲領域は、前記金属ろう材に濡れにくい電極材料により形成されているとしてもよい。 The joining material may be a brazing metal material, and in a plan view, an overlapping region of the external terminal where the connection electrode and the external terminal overlap, and a surrounding region around the overlapping region may be formed of an electrode material that is not easily wetted by the brazing metal material.
この構成によれば、平面視において、外部端子のうちの接続電極と当該外部端子とが重なり合う重合領域および当該重合領域の周囲の周囲領域を金属ろう材に濡れにくい(金属ろう材が金属表面に対して流動しにくく馴染みにくい状態)電極材料としているため、前記重合領域あたりでの金属ろう材の流動を抑えて連絡部近傍の接合材としての金属ろう材をさらに少なくすることができ、接合材としての金属ろう材の連絡部への這い上がりをさらに抑制することができる。 With this configuration, in a plan view, the overlapping area where the connecting electrode of the external terminal and the external terminal overlap, and the surrounding area around the overlapping area, are made of an electrode material that is not easily wetted by the metal brazing material (a state in which the metal brazing material does not flow easily and does not blend well with the metal surface), so the flow of the metal brazing material around the overlapping area can be suppressed, further reducing the amount of metal brazing material used as a joining material near the connection part, and creeping up into the connection part of the metal brazing material used as a joining material can be further suppressed.
本発明によれば、平面視において、連絡部を、接合材が多くなる搭載パッドの中心点と外部の中心点とを結ぶ線分と重ならないようにすることで、接合材の連絡部への這い上がりを抑制することができる。 According to the present invention, by making the connection portion not overlap with the line segment connecting the center point of the mounting pad, where the amount of bonding material is greater, and the center point of the exterior, in a plan view, it is possible to prevent the bonding material from creeping up to the connection portion.
以下では、本発明の一実施形態に係る圧電振動デバイスについて、図1から図12を参照しつつ説明する。 Below, a piezoelectric vibration device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 12.
圧電振動デバイス1は、図1から図3に示すように、基板(本発明の「基板」に相当)2と、基板2の上面(本発明の「搭載面」に相当)2aに搭載された圧電振動子(本発明の「圧電振動子」に相当)3および電子部品4と、半田(本発明の「接合材」に相当)Hと、圧電振動子3および電子部品4を覆うように基板2の上面2aにモールドされた樹脂モールド部(本発明の「樹脂モールド部」に相当)5とを備える。
As shown in Figures 1 to 3, the
圧電振動子3は、図3に示すように、圧電振動板(本発明の「圧電振動板」に相当)10と、第1封止部材(本発明の「第1封止部材」に相当)20と、第2封止部材(本発明の「第2封止部材」に相当)30とを備える。圧電振動子3では、圧電振動板10と第1封止部材20とが接合され、圧電振動子3と第2封止部材30とが接合されることによって、略直方体のサンドイッチ構造のパッケージが構成される。すなわち、圧電振動子3においては、圧電振動板10の両主面のそれぞれに第1封止部材20および第2封止部材30が接合されることでパッケージの内部空間(キャビティ)が形成され、この内部空間に振動部11(図6、図7参照)が気密封止される。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態にかかる圧電振動子3は、例えば、1.0mm×0.8mmのパッケージサイズであり、小型化と低背化とを図ったものである。また、圧電振動子3の後述する第1から第4外部端子32a~32dは、基板2の上面2aに形成される後述する圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dに半田Hを介して電気的に接続されるようになっている(図3参照)。
The
続いて、圧電振動子3を構成する圧電振動板10、第1封止部材20および第2封止部材30の各部材について図3から図9を用いて説明する。なお、ここでは、接合されていないそれぞれ単体として構成されている各部材について説明を行う。図4から図9は、圧電振動板10、第1封止部材20および第2封止部材30のそれぞれの一構成例を示しているに過ぎず、これらは本発明を限定するものではない。
Next, the
まず、図6および図7を参照しつつ圧電振動板10について説明する。
First, we will explain the
圧電振動板10は、水晶からなる圧電基板であって、その両主面(第1主面101および第2主面102)が平坦平滑面(鏡面加工)として形成されている。本実施形態では、圧電振動板10として、厚みすべり振動を行うATカット水晶板が用いられている。図6および図7に示す圧電振動板10では、圧電振動板10の両主面(第1主面101および第2主面102)が、XZ´平面とされている。このXZ´平面において、圧電振動板10の短手方向(短辺方向)に平行な方向がX軸方向とされ、圧電振動板10の長手方向(長辺方向)に平行な方向がZ´軸方向とされている。なお、ATカットは、人工水晶の3つの結晶軸である電気軸(X軸)、機械軸(Y軸)、および、光学軸(Z軸)のうち、Z軸に対してX軸周りに35°15′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。ATカット水晶板では、X軸は水晶の結晶軸に一致する。Y´軸およびZ´軸は、水晶の結晶軸のY軸およびZ軸からそれぞれ概ね35°15′傾いた(この切断角度はATカット水晶板の周波数温度特性を調整する範囲で多少変更してもよい)軸に一致する。Y´軸方向よびZ´軸方向は、ATカット水晶板を切り出すときの切り出し方向に相当する。
The
圧電振動板10は、略矩形状に形成された振動部11と、振動部11と間を空けて振動部11の外周を取り囲む振動部11よりも厚肉の外枠部12と、振動部11と外枠部12とを連結することで振動部11を保持する保持部13とを有している。すなわち、圧電振動板10は、振動部11と外枠部12および保持部13が一体的に設けられた構成となっている。保持部13は、振動部11の+X方向かつ-Z´方向に位置する1つの角部のみから、-Z´方向に向けて外枠部12まで延びている(突出している)。そして、振動部11と外枠部12との間には、圧電振動板10を切り抜いて形成された切り抜き部10aが設けられている。本実施形態では、圧電振動板10には、振動部11と外枠部12とを連結する保持部13が1つのみ設けられており、切り抜き部10aが振動部11の外周囲を囲うように連続して形成されている。本実施形態では、圧電振動板10の外枠部12にスルーホールおよびキャスタレーションが設けられていない構成になっている。圧電振動板10は、切り抜き部10a以外の貫通部を有していない構成になっている。
The
圧電振動板10の第1主面101のうちの振動部11の部分に、矩形形状の第1励振電極111が形成されている。また、圧電振動板10の第2主面102のうちの振動部11の部分に、第1励振電極111と対になる矩形形状の第2励振電極112が形成されている。なお、第1励振電極111および第2励振電極112は、矩形形状に限定されるものではなく、例えば、菱形形状や楕円形状であってもよい。また、第1励振電極111と第2励振電極112とは、同じ形状に限定されるものではなく、例えば、第1励振電極111が矩形形状で、第2励振電極112が菱形形状であるなど、異なる形状であってもよい。
A rectangular first excitation electrode 111 is formed on the vibration portion 11 of the first main surface 101 of the
圧電振動板10の第1主面101に、第1励振電極111を第1外部端子32aに接続するための第1引出配線113が形成されている。また、圧電振動板10の第1主面101のうちの外枠部12の部分に、接続用接合パターン12aが形成されている。第1引出配線113は、圧電振動板10の第1主面101において、第1励振電極111から引き出され、圧電振動板10の第1主面101のうちの保持部13の部分を経由して、接続用接合パターン12aに繋がっている。また、圧電振動板10の第1主面101のうちの外枠部12の部分に、接続用接合パターン12b,12cが形成されている。
A first lead-out
圧電振動板10の第2主面102に、第2励振電極112を第2外部端子32bに接続するための第2引出配線114が形成されている。また、圧電振動板10の第2主面102のうちの外枠部12の部分に、接続用接合パターン12dが形成されている。第2引出配線114は、圧電振動板10の第2主面102において、第2励振電極112から引き出され、圧電振動板10の第2主面102のうちの保持部13の部分を経由して、接続用接合パターン12dに繋がっている。また、圧電振動板10の第2主面102のうちの外枠部12の部分に、接続用接合パターン12e,12fが形成されている。
A second lead-out
また、圧電振動板10の外枠部12の内壁面に、内部配線12gが形成されている。接続用接合パターン12aは、内部配線12gを経由して、接続用接合パターン12eに繋がっている。内部配線12gは、外枠部12の内壁面のうち、X軸方向に沿った内壁面であって、-Z′方向側の内壁面に設けられている。この場合、内部配線12gは、外枠部12の内壁面に設けられた平面視でV字状の凹部に形成されている。このように、外枠部12の内壁面にV字状の凹部を形成することで、内部配線12gをATカットのX軸方向以外の方向に沿った状態で形成できるため、ウエットエッチングの工程で傾斜面が形成されたとしても、鋭角以外の部分も現れるため、断線等の危険を低減することができる。
In addition, an internal wiring 12g is formed on the inner wall surface of the
圧電振動板10の第1主面101に、圧電振動板10を第1封止部材20に接合するための振動側封止部としての振動板側第1接合パターン121が設けられている。振動板側第1接合パターン121は、圧電振動板10の第1主面101のうちの外枠部12の部分に、平面視で環状に形成されている。振動板側第1接合パターン121の外周縁は、圧電振動板10(外枠部12)の第1主面101の外周縁に近接して設けられている。振動板側第1接合パターン121は、後述するグランド端子としての第3外部端子32と電気的に導通し、アース電極としての作用を有する。
The first main surface 101 of the
圧電振動板10の第2主面102に、圧電振動板10を第2封止部材30に接合するための振動側封止部としての振動板側第2接合パターン122が設けられている。振動板側第2接合パターン122は、圧電振動板10の第2主面102のうちの外枠部12の部分に、平面視で環状に形成されている。振動板側第2接合パターン122の外周縁は、圧電振動板10(外枠部12)の第2主面102の外周縁に近接して設けられている。振動板側第2接合パターン122は、後述するグランド端子としての第3外部端子32と電気的に導通し、アース電極としての作用を有する。なお、第1励振電極111または第2励振電極112または振動板側第1から第2接合パターン121~122が本発明の「電極」に相当する。
The second
また、圧電振動板10の外枠部12の内壁面に、内部配線17が形成されている。振動板側第1接合パターン121と振動板側第2接合パターン122とは、内部配線17を介して接続されている。内部配線17は、外枠部12の内壁面のうち、Z′軸方向に沿った内壁面であって、-X方向側の内壁面に設けられており、上述した内部配線12gが設けられた内壁面と直交する内壁面に設けられている。
Furthermore,
続いて、図4および図5を参照しつつ第1封止部材20について説明する。
Next, the first sealing
第1封止部材20は、1枚のATカット水晶板から形成された略直方体の基板であって、この第1封止部材20の第2主面202(圧電振動板10に接合する面)が平坦平滑面(鏡面加工)として形成されている。なお、第1封止部材20は振動部を有するものではないが、圧電振動板10と同様にATカット水晶板を用いることで、圧電振動板10と第1封止部材20の熱膨張率を同じにすることができ、圧電振動子3における熱変形を抑制することができる。また、第1封止部材20におけるX軸、Y′軸およびZ′軸の向きも圧電振動板10と同じとされている。本実施形態では、第1封止部材20はスルーホールやキャスタレーションが設けられていない構成になっているので、第1封止部材20の製作工程を大幅に短縮することができる。また、第1封止部材20において、パッケージの内部空間への水分の侵入経路をなくしたことによって、腐食耐性を向上させることができる。
The
本実施形態では、第1封止部材20の第1主面201には電極などが形成されていない。
In this embodiment, no electrodes or the like are formed on the first
第1封止部材20の第2主面202には、圧電振動板10に接合するための封止部材側封止部としての封止部材側第1接合パターン24が設けられている。封止部材側第1接合パターン24は、平面視で環状に形成されている。封止部材側第1接合パターン24の外周縁は、第1封止部材20の第2主面202の外周縁に近接して設けられている。平面視で、圧電振動板10側の振動板側第1接合パターン121と第1封止部材20側の封止部材側第1接合パターン24とは重なる位置にそれらは設けられている。
The second
第1封止部材20の第2主面202には、圧電振動板10の第1主面101のうちの外枠部12の部分に形成された接続用接合パターン12a,12b,12cと接合するための、接続用接合パターン22a,22b,22cが形成されている。平面視で、圧電振動板10側の接続用接合パターン12a,12b,12cそれぞれと第1封止部材20側の接続用接合パターン22a,22b,22cそれぞれとが重なる位置に、それらのパターンは設けられている。
The second
最後に、図8および図9を参照しつつ第2封止部材30について説明する。
Finally, we will explain the second sealing
第2封止部材30は、ATカット水晶板から形成された略直方体の基板であって、この第2封止部材30の第1主面301(圧電振動板10に接合する面)が平坦平滑面(鏡面加工)として形成されている。なお、第2封止部材30においても、圧電振動板10と同様にATカット水晶板を用い、X軸、Y′軸およびZ′軸の向きも圧電振動板10と同じとすることが望ましい。
The
第2封止部材30の第1主面(本発明の「一の主面」に相当)301には、圧電振動板10に接合するための封止部材側封止部としての封止部材側第2接合パターン31が設けられている。封止部材側第2接合パターン31は、平面視で環状に形成されている。封止部材側第2接合パターン31の外周縁は、第2封止部材30の第1主面301の外周縁に近接して設けられている。平面視で、圧電振動板10側の振動板側第2接合パターン122と第2封止部材30側の封止部材側第2接合パターン31とが重なる位置に、それらのパターンは設けられている。
The first main surface (corresponding to the "first main surface" of the present invention) 301 of the second sealing
第2封止部材30の第1主面301には、圧電振動板10の第2主面102のうちの外枠部12の部分に形成された接続用接合パターン12d,12e,12fと接合するための、接続用接合パターン34a,34b,34cが形成されている。平面視で、圧電振動板10側の接続用接合パターン12d,12e,12fそれぞれと第2封止部材30側の接続用接合パターン34a,34b,34cそれぞれとが重なる位置に、それらのパターンは設けられている。また、第2封止部材30の第1主面301には、接続用接合パターン34aと接続用接合パターン34cとを接続する、Z´軸方向に延びる配線パターン35が接続されている。
The first
4第2封止部材30の第2主面(本発明の「他の主面」に相当)302には、第1から第4外部端子32a~32dが設けられている。第1から第4外部端子32a~32dは平面視で略矩形状に形成されており、第2封止部材30の第2主面302の4隅(隅部)にそれぞれ位置する。ただし、第4外部端子32dには、圧電振動子3の搭載方向の指標となるC面(角面)の面取りが施されている。なお、当該指標は、C面(角面)の面取りに限定されるものではなく、例えば、R面(丸面)などの面取りや突起などであってもよい。第1から第4外部端子32a~32dは、平面視で、上述した圧電振動板10の外枠部12と重なる位置に設けられている。第1外部端子32aは入力端子であり、第2外部端子32bは出力端子である。また、第3および第4外部端子32c,32dはそれぞれグランド端子である。なお、第1から第3外部端子32a~32cが本発明の「外部端子」に相当する。
4. The second
第1から第4外部端子32a~32dは、平面視において、第1領域32a1~32d1と第2領域32a2~32d2とをそれぞれ有し、第1領域32a1~32d1の金属材料の構成と第2領域32a2~32d2の金属材料の構成は異なっており、この点については後述する。第1領域32a1~32c1は、スルーホール33a~33cの貫通電極33a2~33c2とそれぞれ重なり合う重合領域と当該重合領域の周囲の周囲領域とを少なくとも含む。平面視で、第1領域32a1は、第1外部端子32aの+X方向側かつ-Z′方向側の端部近傍に位置し、第1領域32b1は、第2外部端子32bの-X方向側かつ+Z′方向側の端部近傍に位置し、第1領域32c1は、第3外部端子32cの+X方向側かつ+Z′方向側の端部近傍に位置し、第1領域32d1は、第4外部端子32dの-X方向側かつ-Z′方向側の端部近傍に位置する。
The first to fourth external terminals 32a to 32d each have a first region 32a1 to 32d1 and a second region 32a2 to 32d2 in a plan view, and the configuration of the metal material in the first region 32a1 to 32d1 is different from the configuration of the metal material in the second region 32a2 to 32d2, as will be described later. The first regions 32a1 to 32c1 include at least overlapping regions that overlap with the penetrating electrodes 33a2 to 33c2 of the through holes 33a to 33c, respectively, and surrounding regions around the overlapping regions. In plan view, the first region 32a1 is located near the end of the first external terminal 32a on the +X side and the -Z' side, the first region 32b1 is located near the end of the second external terminal 32b on the -X side and the +Z' side, the first region 32c1 is located near the end of the third external terminal 32c on the +X side and the +Z' side, and the first region 32d1 is located near the end of the fourth
第2封止部材30には、第1主面301と第2主面302とを貫通する3つのスルーホール33a,33b,33cが形成されている。スルーホール33a,33bは、第2封止部材30を貫通する貫通部33a1,33b1と、当該貫通部33a1,33b1の内壁面に沿って形成された、接続用接合パターン34b,34cと第1および第2外部端子32a,32bとの導通を図るための貫通電極33a2,33b2とを含むように構成されている。また、スルーホール33cは、第2封止部材30を貫通する貫通部33c1と、当該貫通部33c1の内壁面に沿って形成された、封止部材側第2接合パターン31と第3外部端子32cとの導通を図るための貫通電極33c2とを含むように構成されている。スルーホール33a,33b,33cそれぞれの中央部分は、第1主面301と第2主面302との間を貫通した中空状態の貫通部分となっている。なお、接続用接合パターン12a、内部配線12g、接続用接合パターン12e、接続用接合パターン34b、貫通電極33a2により、第1励振電極111と第1外部端子32aとを導通する導通路CD1が形成されるとともに、接続用接合パターン12d、接続用接合パターン34a、配線パターン35、貫通電極33b2により、第2励振電極112と第1外部端子32bとを導通する導通路CD2が形成される。また、貫通部33a1,33b1,33c1が本発明の「連絡部」、「貫通部」に相当し、貫通電極33a2,33b2,33c2が導通路CD1,CD2の一部を構成する本発明の「接続電極」に相当する。また、スルーホール33a,33b,33cの詳細については後述する。
The
スルーホール33a,33b,33c(スルーホール33a,33b,33cの貫通部33a1,33b1,33c1)は、第1から第3外部端子32a,32b,32cのうちの第1領域32a1,32b1,32c1に繋がっている。 Through holes 33a, 33b, 33c (penetration portions 33a1, 33b1, 33c1 of through holes 33a, 33b, 33c) are connected to first regions 32a1, 32b1, 32c1 of first to third external terminals 32a, 32b, 32c.
上記構成の圧電振動板10、第1封止部材20および第2封止部材30を含む圧電振動子3では、圧電振動板10と第1封止部材20とが振動板側第1接合パターン121と封止部材側第1接合パターン24とを重ね合わせた状態で拡散接合され、圧電振動板10と第2封止部材30とが振動板側第2接合パターン122と封止部材側第2接合パターン31とを重ね合わせた状態で拡散接合されて、図3に示すサンドイッチ構造のパッケージが製造される。これにより、第1励振電極111と第2励振電極112とを含む圧電振動板10の振動部11を気密封止した内部空間が形成される。
In the
この際、上述した第1封止部材20の第2主面202に形成された接続用接合パターン22a,22b,22cと、圧電振動板10の第1主面101に形成された接続用接合パターン12a,12b,12cとがそれぞれ重ね合わされた状態で拡散接合され、圧電振動板10の第2主面102に形成された接続用接合パターン12d,12e,12fと第2封止部材30の第1主面301に形成された接続用接合パターン34a,34b,34cとが重ね合わされた状態で拡散接合される。これにより、第1励振電極111と第1外部端子32aとの間の電気的導通が得られ、第2励振電極112と第2外部端子32bとの間の電気的導通が得られるようになっている。具体的には、第1励振電極111は、第1引出配線113、接続用接合パターン12a、内部配線12g、接続用接合パターン12e、接続用接合パターン34b、スルーホール33aの貫通電極33a2を順に経由して、第1外部端子32aに接続される。また、第2励振電極112は、第2引出配線114、接続用接合パターン12d、接続用接合パターン34a、配線パターン35、接続用接合パターン34c、スルーホール33bの貫通電極33b2を順に経由して、第2外部端子32bに接続される。
At this time, the connection bonding patterns 22a, 22b, 22c formed on the second
また、第3外部端子32cは、スルーホール33cの貫通電極33c2、封止部材側第2接合パターン31、振動板側第2接合パターン122、内部配線17、振動板側第1接合パターン121、封止部材側第1接合パターン24に接続される。
The third external terminal 32c is connected to the penetrating electrode 33c2 of the through hole 33c, the
圧電振動子3において、各種接合パターン(封止部材側第1接合パターン24、接続用接合パターン22a,22b,22c、振動板側第1接合パターン121、接続用接合パターン12a,12b,12c、振動板側第2接合パターン122、接続用接合パターン12d,12e,12f、封止部材側第2接合パターン31、接続用接合パターン34a,34b,34cなど)、配線パターン(配線パターン35など)は、複数の金属層が水晶板上に積層されてなり、その最下層側からTi(チタン)金属層、Au(金)金属層が順に蒸着またはスパッタリングにより形成されている。また、圧電振動子3に形成される電極(第1励振電極111、第2励振電極112)、配線(第1引出配線113、第2引出配線114、内部配線12g,17など)、外部端子の一部分(第1から第4外部端子32a~32dの第2領域32a2~32d2など)は、複数の金属層が水晶板上に積層されてなり、その最下層側からTi(チタン)金属層、Au(金)金属層が順に蒸着またはスパッタリングにより形成されている。
In the
外部端子の残りの部分(第1から第4外部端子32a~32dの第1領域32a1~32d1など)、スルーホールの内壁面に形成された貫通電極(スルーホール33a~33cの内壁面に形成された貫通電極33a2~33c2など)は、水晶板上のTi(チタン)金属層のみからなる。 The remaining parts of the external terminals (such as the first regions 32a1 to 32d1 of the first to fourth external terminals 32a to 32d) and the through electrodes formed on the inner wall surfaces of the through holes (such as the through electrodes 33a2 to 33c2 formed on the inner wall surfaces of the through holes 33a to 33c) consist only of the Ti (titanium) metal layer on the quartz plate.
上述したように、第1領域32a1~32d1は水晶板上のTi(チタン)金属層のみからなり、第2領域32a2~32d2は水晶板上に水晶板側からTi(チタン)金属層、Au(金)金属層が順に積層されてなる。このように、第1領域32a1~32d1の表面のTi(チタン)は、半田Hなどの金属ろう材に濡れにくい電極材料であり、第2領域32a2~32d2の表面のAu(金)は、半田Hなどの金属ろう材に濡れやすい電極材料である。つまり、第1領域32a1~32d1の表面の金属材料は、第2領域32a2~32d2の表面の金属材料よりも、半田Hなどの金属ろう材に濡れにくい。 As described above, the first regions 32a1-32d1 consist only of a Ti (titanium) metal layer on the quartz plate, and the second regions 32a2-32d2 consist of a Ti (titanium) metal layer and an Au (gold) metal layer laminated in this order on the quartz plate from the quartz plate side. In this way, the Ti (titanium) on the surfaces of the first regions 32a1-32d1 is an electrode material that is not easily wetted by a metal brazing material such as solder H, and the Au (gold) on the surfaces of the second regions 32a2-32d2 is an electrode material that is easily wetted by a metal brazing material such as solder H. In other words, the metal material on the surfaces of the first regions 32a1-32d1 is less easily wetted by a metal brazing material such as solder H than the metal material on the surfaces of the second regions 32a2-32d2.
スルーホール33aは、図11に示すように、第1主面301から第2封止部材30の厚み方向での中央に向かうにつれて径が小さくなり、第2封止部材30の厚み方向での当該中央から第2主面302に向かうにつれて径が大きくなるように、形成されている。スルーホール33b,33cは、スルーホール33aと同様の構造となっている。
As shown in FIG. 11, through hole 33a is formed so that its diameter decreases from first
上述のように構成された圧電振動子3では、圧電振動板10の振動部11を気密封止する封止部(図3に示すシールパス15,16)は、平面視で、環状に形成されている。シールパス15は、上述した振動板側第1接合パターン121と封止部材側第1接合パターン24との拡散接合(Au-Au接合)によって形成される。シールパス15の外縁形状は略矩形状に形成され、シールパス15の外周縁がパッケージの外周縁に近接して配置される。同様に、シールパス16は、上述した振動板側第2接合パターン122と封止部材側第2接合パターン31との拡散接合(Au-Au接合)によって形成される。シールパス16の外縁形状は略矩形状に形成され、シールパス16の外周縁がパッケージの外周縁に近接して配置される。シールパス15,16は、第1および第2励振電極111,112と第1および第2外部端子32a,32bとの間の電気的な導通経路には、電気的に接続されてないようになっている。具体的には、シールパス15は、内部配線17を介して、シールパス16に接続されており、シールパス16は、スルーホール33cの貫通電極33c2を介して、アース接続(グランド接続、第3外部端子32cなどを利用)されている。
In the
このように拡散接合によってシールパス15,16が形成された圧電振動子3において、第1封止部材20と圧電振動板10とは、1.00μm以下のギャップを有し、第2封止部材30と圧電振動板10とは、1.00μm以下のギャップを有する。つまり、第1封止部材20と圧電振動板10との間のシールパス15の厚みが1.00μm以下(具体的には、本実施形態のAu-Au接合では0.15μm~1.00μm)であり、第2封止部材30と圧電振動板10との間のシールパス16の厚みが1.00μm以下(具体的には、本実施形態のAu-Au接合では0.15μm~1.00μm)である。なお、比較例として、Snを用いた従来の金属ペースト封止材では、5μm~20μmとなる。なお、比較例として、AuSn合金を用いたろう材からなる封止材では、5μm~20μmとなる。
In the
電子部品4は、圧電振動子3を制御するIC(Integrated Circuit)であり、基板2の上面2aにワイヤボンディングにより搭載されている。電子部品4は、所定の発振出力を生成する発振回路などの電子回路などを有しており、発振回路で生成された発振出力をクロック信号などの基準信号として外部に出力する。
The
電子部品4の上面には、図1に示すように、平面視で略矩形状をした第1から第6外部端子4a~4fが形成されている。第1から第6外部端子4a~4fは、例えば、以下の端子である。第1外部端子4aは、クロック入力端子であり、第2外部端子4bは、グランド端子であり、第3外部端子4cは、発振出力端子である。また、第4外部端子4dは、クロック出力端子であり、第5外部端子4eは、アウトプットイネイブル端子であり、第6外部端子4fは、電源端子である。第1から第6外部端子4a~4fは、基板2の上面2aに形成された電子部品接続用第1から第6パッド53a~53fにワイヤで電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, the first to sixth
基板2は、圧電振動子3と電子部品4とを配線パターンによって電気的に接続し、かつ、一体に構成する絶縁性基板であり、樹脂材料から構成されている。基板2は、例えば、切断などの加工が容易な絶縁体であるガラスエポキシ樹脂を基材としている。
The
基板2の上面2aには、図1および図3に示すように、圧電振動子3および電子部品4が搭載される。平面視で基板2の上面2aと圧電振動子3とが重畳する重畳領域は略矩形である。図1、図3および図10に示すように、平面視で上面2aの当該重畳領域の角毎に、当該角およびその周辺を含むように、第1から第4凹部51a~51dが平面視で略矩形状に形成されている。第1から第4凹部51a~51dは、圧電振動子3の第1から第4外部端子32a~32dを内部に配置可能な形状であり、上面2aに対して垂直な方向に凹んでいる。
As shown in Figs. 1 and 3, a
図10に示すように、第1から第4凹部51a~51dの底面に、平面視で略矩形状をした圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dが形成されている。平面視で、圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dの側面と、第1から第4凹部51a~51dの側面との間には、隙間がある。圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dは、例えば、以下の端子である。圧電振動子搭載用第1パッド52aは、圧電振動子3の入力端子である第1外部端子32aと接続される端子である。圧電振動子搭載用第2パッド52bは、圧電振動子3の出力端子である第2外部端子32bと接続される端子である。圧電振動子搭載用第3および第4パッド52c,52dは、圧電振動子3のグランド端子である第3および第4外部端子32c,32dと接続される端子である。なお、圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cが、本発明の「搭載パッド」に相当する。
As shown in FIG. 10, the first to
圧電振動子3は、第1から第4外部端子32a~32dが、圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dの搭載面に半田Hを用いて接合されることで、基板2の上面2aに実装される(図3参照)。
The
基板2の上面2aには、平面視で、上面2aの2つの角のそれぞれにおいて、当該角およびその周辺を含むように、第5凹部51eおよび第6凹部51fが平面視で略矩形状に形成されている。第5凹部51eおよび第6凹部51fは上面2aに対して垂直な方向に凹んでいる。
On the
第5凹部51eの底面に、平面視で略矩形状をした電子部品接続用第1から第3パッド53a~53cが形成され、第6凹部51fの底面に平面視で略矩形状をした電子部品接続用第4から第6パッド53d~53fが形成されている。電子部品接続用第1から第6パッド53a~53fは、例えば、以下の端子である。電子部品接続用第1パッド53aは、クロック入力端子であり、電子部品接続用第2パッド53bは、グランド端子であり、電子部品接続用第3パッド53cは、発振出力端子である。また、電子部品接続用第4パッド53dは、クロック出力端子であり、電子部品接続用第5パッド53eは、アウトプットイネイブル端子であり、電子部品接続用第6パッド53fは、電源端子である。電子部品接続用第1から第6パッド53a~53fには、電子部品4の第1から第6外部端子4a~4fがワイヤにより電気的に接続される。
The first to third electronic
基板2の上面2a側には、圧電振動子搭載用第2パッド52bに電気的に接続されている第1配線パターン54aが形成されている。また、基板2の上面2a側には、圧電振動子搭載用第1パッド52aに電気的に接続されている第2配線パターン54bが形成されている。また、基板2の上面2a側には、圧電振動子搭載用第3パッド52cと圧電振動子搭載用第4パッド52dとを電気的に接続する第3配線パターン54cが形成されている。また、基板2の上面2a側には、圧電振動子搭載用第2パッド52bと電子部品接続用第4パッド53dとを電気的に接続する第4配線パターン54dが形成されている。また、基板2の上面2a側には、圧電振動子搭載用第1パッド52aと電子部品接続用第1パッド53aとを電気的に接続する第5配線パターン54eが形成されている。
A
さらに、基板2の上面2a側には、圧電振動子搭載用第4パッド52dと電子部品接続用第2パッド53bとを電気的に接続する第6配線パターン54fが形成されている。また、基板2の上面2a側には、電子部品接続用第5パッド53eに電気的に接続されている第7配線パターン54gが形成されている。また、基板2の上面2a側には、電子部品接続用第6パッド53fに電気的に接続されている第8配線パターン54hが形成されている。また、基板2の上面2a側には、電子部品接続用第3パッド53cに電気的に接続されている第9配線パターン54iが形成されている。
Furthermore, a
図2に示すように、基板2の下面2bには、平面視で、下面2bの角毎に、当該角およびその周辺を含むように、略矩形状の第1から第4凹部55a~55dが形成されている。第1から第4凹部55a~55dは下面2bに対して垂直な方向に凹んでいる。
As shown in FIG. 2, first to
第1から第4凹部55a~55dの底面に第1から第4外部端子56a~56dが形成されている。第1から第4外部端子56a~56dは、圧電振動デバイス1を他の機器(基板など)に搭載する際に利用されるものである。第1から第4外部端子56a~56dは、例えば、以下の端子である。第1外部端子56aは、電源端子であり、第2外部端子56bは、クロック出力端子であり、第3外部端子56cは、グランド端子であり、第4外部端子56dは、アウトプットイネイブル端子である。
First to fourth
第1から第4外部端子56a~56dは、平面視で、略矩形状をしており、第1から第4外部端子56a~56dの側面と第1から第4凹部55a~55dの側面との間には隙間がある。ただし、第4外部端子56dには、圧電振動デバイス1の搭載方向の指標となるC面(角面)の面取りが施されている。なお、当該指標は、C面(角面)の面取りに限定されるものではなく、例えば、R面(丸面)などの面取りや突起などであってもよい。
The first to fourth
基板2の下面2b側には、第1外部端子56aに電気的に接続されている第1配線パターン57aが形成されており、第1配線パターン57aは基板2の側面にまで延びている。また、基板2の下面2b側には、第1外部端子56aに電気的に接続されている第2配線パターン57bが形成されている。また、基板2の下面2b側には、第2外部端子56bに電気的に接続されている第3配線パターン57cが形成されており、第3配線パターン57cは基板2の側面にまで延びている。また、基板2の下面2b側には、第2外部端子56bに電気的に接続されている第4配線パターン57dが形成されている。また、基板2の下面2b側には、第3外部端子56cに電気的に接続されている第5配線パターン57eが形成されている。
A
また、基板2の下面2b側には、第3外部端子56cに電気的に接続されている第6配線パターン57fが形成されており、第6配線パターン57fは基板2の側面にまで延びている。また、基板2の下面2b側には、第4外部端子56dに電気的に接続され、枝分かれてして一方の枝が基板2の側面にまで延びる第7配線パターン57gが形成されている。また、基板2の下面2b側には、一方の端が基板2の側面にまで延びている第8配線パターン57hが形成されている。また、基板2の下面2b側には、一方の端が基板2の側面にまで延びている第9配線パターン57iが形成されている。
A
基板2には、当該基板2の上面2aから下面2bにかけて貫通した貫通部と当該貫通部の内壁面に形成された貫通電極とを有するスルーホール58a~58fが形成されている。スルーホール58aの貫通電極は、第1配線パターン54aと第8配線パターン57hとを電気的に接続する。スルーホール58bの貫通電極は、第2配線パターン54bと第9配線パターン57iとを電気的に接続する。スルーホール58cの貫通電極は、第8配線パターン54hと第2配線パターン57bとを電気的に接続する。スルーホール58dの貫通電極は、第6配線パターン54fと第5配線パターン57eとを電気的に接続する。スルーホール58eの貫通電極は、第9配線パターン54iと第4配線パターン57dとを電気的に接続する。スルーホール58fの貫通電極は、第7配線パターン54gと第7配線パターン57gとを電気的に接続する。
The
第1外部端子56aは、第2配線パターン57b、スルーホール58c、第8配線パターン54hを介して、電子部品接続用第6パッド53fに電気的に接続されている。第2外部端子56bは、第4配線パターン57d、スルーホール58e、第9配線パターン54iを介して、電子部品接続用第3パッド53cに電気的に接続されている。第3外部端子56cは、第5配線パターン57e、スルーホール58d、第6配線パターン54fを介して、圧電振動子搭載用第4パッド52dおよび電子部品接続用第2パッド53bに電気的に接続されている。第4外部端子56dは、第7配線パターン57g、スルーホール58f、第7配線パターン54gを介して、電子部品接続用第5パッド53eに電気的に接続されている。第8配線パターン57hは、スルーホール58a、第1配線パターン54aを介して、圧電振動子搭載用第2パッド52bに電気的に接続されている。第9配線パターン57iは、スルーホール58b、第2配線パターン54bを介して、圧電振動子搭載用第1パッド52aに電気的に接続されている。
The first
基板2において、各種パッド(圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52d、電子部品接続用第1から第6パッド53a~53fなど)、外部端子(第1~第4外部端子56a~56dなど)、配線パターン(第1から第9配線パターン54a~54i、第1から第9配線パターン57a~57iなど)はCu箔などにより形成され、スルーホールの貫通電極(スルーホール58a~58fの貫通電極など)はCuメッキなどにより形成される。
In the
樹脂モールド部5に用いられる封止樹脂は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂であり、樹脂モールド部5は、図3に示すように、圧電振動子3および電子部品4を覆うように基板2の上面2a側にモールド成形されている。平面視で、基板2の周縁と樹脂モールド部5の周縁とは略一致している。
The sealing resin used in the resin molded
以下において、圧電振動子3の第2封止部材30の第2主面302に形成された第1から第4外部端子32a~32dおよび第2封止部材30に形成されたスルーホール33a~33cと、基板2の上面2aに形成された圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dとの位置関係について図12を参照して説明する。
Below, the positional relationship between the first to fourth external terminals 32a to 32d formed on the second
平面視において、第1から第4外部端子32a~32dと圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dとは互いの一部が重なり、第1から第4外部端子32a~32dの方が圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dよりも内側に位置している。
In a plan view, the first to fourth external terminals 32a to 32d and the first to
平面視において、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1は、第1から第3外部端子32a~32cに繋がっており、本実施形態では、第1から第3外部端子32a~32cの第1領域32a1~32c1に繋がっている。上述したように、第1領域32a1~32d1の表面はTi(チタン)金属層であり、第2領域32a2~32d2の表面はAu(金)金属層であり、第1領域32a1~32d1の表面の金属材料は、第2領域32a2~32d2の表面の金属材料よりも、半田Hに濡れにくい。第2領域32a2~32d2の平面視での面積は、第1領域32a1~32d1の平面視での面積よりも大きい。また、第1から第3外部端子32a~32cは、平面視において、第2領域32a2~32c2の方が第1領域32a1~32c1よりも圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cの中心点C2a~C2dに近くなるように、形成されている。
In a plan view, the penetrating portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c are connected to the first to third external terminals 32a to 32c, and in this embodiment, are connected to the first regions 32a1 to 32c1 of the first to third external terminals 32a to 32c. As described above, the surfaces of the first regions 32a1 to 32d1 are Ti (titanium) metal layers, and the surfaces of the second regions 32a2 to 32d2 are Au (gold) metal layers, and the metal material on the surfaces of the first regions 32a1 to 32d1 is less likely to be wetted by solder H than the metal material on the surfaces of the second regions 32a2 to 32d2. The area of the second regions 32a2 to 32d2 in a plan view is larger than the area of the first regions 32a1 to 32d1 in a plan view. Additionally, the first to third external terminals 32a to 32c are formed such that the second regions 32a2 to 32c2 are closer to the center points C2a to C2d of the first to third piezoelectric
平面視において、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1の一部の領域は、圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと重なっていない。また、平面視において、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1は、圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cの中心点C2a~C2cと第1から第3外部端子32a~32cの中心点C1a~C1cとを結ぶ線分に重なっていない。なお、第1から第3外部端子32a~32cの中心点C1a~C1cが本発明の「外部端子の略中心」に相当し、圧電振動子搭載用第1~第3パッド52a~52cの中心点C2a~C2cが本発明の「搭載パッドの略中心」に相当する。
In plan view, some areas of the penetration portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c do not overlap with the first to
上記した実施形態によれば、平面視において、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1の一部の領域が圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと重なっていないため、平面視でスルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1に重なる半田Hや貫通部33a1~33c1近傍の半田Hを少なくすることができ、半田Hのスルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1への這い上がりを抑制することができる。また、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1(詳細には、貫通電極33a2~33c2の内側の空間)を樹脂モールド部5で埋めることもできるため、さらに半田Hのスルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1への這い上がりを抑制するのに望ましい。
In the above embodiment, in a plan view, a portion of the penetration portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c do not overlap with the first to
また、第1から第4外部端子32a~32dの略中心である中心点C1a~C1d、および、圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dの略中心である中心点C2a~C2dにおける半田Hの盛り上がりが最も大きくなるため、第1から第3外部端子32a~32および圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと、貫通部33a1~33c1との位置関係として、平面視において、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1を、半田Hが多くなる圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cの中心点C2a~C2cと第1から第3外部端子32a~32cの中心点C1a~C1cとを結ぶ線分と重ならないようにすることで、半田Hのスルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1への這い上がりを抑制することができる。
In addition, the bulge of the solder H is greatest at the center points C1a to C1d, which are approximately the centers of the first to fourth external terminals 32a to 32d, and at the center points C2a to C2d, which are approximately the centers of the first to
また、平面視において、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1と繋がる第1領域32a1~32c1の表面の金属材料(本実施形態ではTi(チタン))を、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1と繋がらない第2領域32a2~32c2の金属材料(本実施形態ではAu(金))よりも、半田Hに濡れにくい材料とすることで、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1と重なる半田Hを少なくすることができ、半田Hのスルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1への這い上がりを抑制することができる。 In addition, by making the metal material (Ti (titanium) in this embodiment) of the surface of the first regions 32a1 to 32c1 that are connected to the penetration portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c less wettable with solder H than the metal material (Au (gold) in this embodiment) of the second regions 32a2 to 32c2 that are not connected to the penetration portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c in a plan view, it is possible to reduce the amount of solder H that overlaps with the penetration portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c, and to suppress the solder H from creeping up to the penetration portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c.
また、第1外部端子32a~32dにおいて、表面の金属材料が半田Hに濡れやすい方の第2領域32a2~32d2の平面視での面積を第1領域32a1~32d1の平面視での面積よりも大きくすることで、平面視で表面が半田Hに濡れやすい金属材料である第2領域32a2~32d2と圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dとが重なり合う領域の面積を大きくとることが可能となり、第1から第4外部端子32a~32dと圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dとの半田Hを介した電気的な接続を良好にすることができる。
In addition, by making the area in plan view of the second regions 32a2 to 32d2, whose surface metal material is more easily wetted by solder H, in the first external terminals 32a to 32d larger than the area in plan view of the first regions 32a1 to 32d1, it is possible to increase the area of the region where the second regions 32a2 to 32d2, whose surface metal material is more easily wetted by solder H in plan view, overlap with the first to
また、平面視で表面の金属材料が半田Hに濡れやすい方の第2領域32a2~32d2を第1領域32a1~32d1よりも圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dの中心点C2a~C2dに近くなるように、第1から第4外部端子32a~32dを形成することで、平面視で表面が半田Hに濡れやすい金属材料である第2領域32a2~32d2と圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dとが重なり合う領域の半田Hを多くすることが可能となり、第1から第4外部端子32a~32dと圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dとの半田Hを介した電気的な接続を良好にすることができる。
In addition, by forming the first to fourth external terminals 32a to 32d so that the second regions 32a2 to 32d2, whose surface metal material is more easily wetted by solder H in a plan view, are closer to the center points C2a to C2d of the first to
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design modifications can be made to the above-mentioned configuration within the scope of the matters described in the claims.
例えば、上記の実施形態では、平面視で、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1の一部の領域が、圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと重なっていないとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図13に示すように、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1の全ての領域が、圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと重ならないとしてもよい。この場合、平面視において、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1には圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと重なる領域が存在しないため、平面視でスルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1に重なる半田Hや貫通部33a1~33c1近傍の半田Hをほとんどなくすことができ、半田Hのスルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1への這い上がりをより一層抑制することができる。また、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1(詳細には、貫通電極33a2~33c2の内側の空間)を樹脂モールド部5で埋めることもできるため、さらに半田Hのスルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1への這い上がりをより一層抑制するのに望ましい。
For example, in the above embodiment, it was described that in a planar view, some areas of the penetrating portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c do not overlap with the first to
また、上記の実施形態では、平面視で、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1の一部の領域が、圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと重なっていないとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図14に示すように、スルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1の全ての領域が、圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと重なるとしてもよい。
In addition, in the above embodiment, it has been described that in a plan view, some areas of the penetration portions 33a1 to 33c1 of the through holes 33a to 33c do not overlap with the first to
また、上記の実施形態では、平面視で、少なくとも一部が圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと重ならない対象が、第2封止部材30に形成されたスルーホール33a~33cの貫通部33a1~33c1であるとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図15に示すように、第2封止部材30に形成された切欠き部であってもよく、この一例を図15に示す。
In addition, in the above embodiment, the objects that do not overlap at least partially with the first to
図15では、第2封止部材30には、スルーホール33a~33cの代わりに、第1主面301から第2主面302にかけてキャスタレーション33A~33Cが形成されている。キャスタレーション33A~33Cは、第2封止部材30の側面に形成された切欠き部33A1~33C1と、切欠き部33A1~33C3の壁面に形成された切欠き電極33A2~33C2とを含むように形成される。なお、切欠き部33A1,33B1,33C1が本発明の「連絡部」、「切欠き部」に相当し、切欠き電極33A2,33B2,33C2が本発明の「接続電極」に相当する。
In FIG. 15, instead of through holes 33a-33c, castellations 33A-33C are formed in the second sealing
平面視において、キャスタレーション33A~33Cの切欠き部33A1~33C1は、第1外部端子32a~32cに繋がっており、本実施形態では、第1外部端子32a~32cの第1領域32a1~32c1に繋がっている。平面視において、キャスタレーション33A~33Cの切欠き部33A1~33C1の一部の領域は、圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと重なっていない。また、平面視において、キャスタレーション33A~33Cの切欠き部33A1~33C1は、圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cの中心点C2a~C2cと第1から第3外部端子32a~32cの中心点C1a~C1cとを結ぶ線分に重なっていない。
In a plan view, the cutout portions 33A1 to 33C1 of the castellations 33A to 33C are connected to the first external terminals 32a to 32c, and in this embodiment, are connected to the first regions 32a1 to 32c1 of the first external terminals 32a to 32c. In a plan view, some regions of the cutout portions 33A1 to 33C1 of the castellations 33A to 33C do not overlap with the first to
なお、キャスタレーション33A~33Cの切欠き部33A1~33C1の全ての領域が圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと重ならないようにしてもよい。また、キャスタレーション33A~33Cの切欠き部33A1~33C1の全ての領域が圧電振動子搭載用第1から第3パッド52a~52cと重なるようにしてもよい。
It is also possible to arrange so that the entire area of the cutout portions 33A1 to 33C1 of the castellations 33A to 33C does not overlap with the first to
また、上記の実施形態では、第1から第4外部端子32a~32dと圧電振動子搭載用第1から第4パッド52a~52dとを接合する接合材として、半田Hを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、半田以外の金属ろう材であってもよいし、導電性樹脂接着剤であってもよい。また、基板はガラスエポキシ樹脂を基材としたものに限らず、セラミックなどを用いてもよい。
In addition, in the above embodiment, solder H is used as the bonding material for bonding the first to fourth external terminals 32a to 32d and the first to
また、上記の実施形態では、ATカット水晶板である圧電振動板10を両側から挟み込む第1および第2封止部材20,30をATカット水晶板であるとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、第1および第2封止部材20,30はガラスや樹脂材料で製造されたものであってもよい。
In addition, in the above embodiment, the first and
また、上記の実施形態では、圧電振動板10をATカット水晶板であるとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、Z板(音叉振動片)、SCカット水晶板などであってもよい。
In addition, in the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、樹脂モールド部5により圧電振動子3および電子部品4を覆った構成のデバイスについて説明したが、樹脂によりモールドしないデバイスであっても、本発明を同様に実施することができる。
In the above embodiment, a device in which the
また、上記の実施形態で説明した内容や上記の変形例で説明した内容を適宜組み合わせるようにしてもよい。 Furthermore, the contents described in the above embodiment and the contents described in the above modified example may be combined as appropriate.
本発明は、基板と、該基板の搭載面に搭載された圧電振動子とを備える圧電振動デバイスに広く適用可能である。 The present invention is widely applicable to piezoelectric vibration devices that include a substrate and a piezoelectric vibrator mounted on the mounting surface of the substrate.
1:圧電振動デバイス
2:基板
3:圧電振動子
5:樹脂モールド部
10:圧電振動板
20:第1封止部材
30:第2封止部材
32a~32d:第1から第4外部端子
33a~33c:スルーホール
33a1~33c1:貫通部
33a2~33c2:貫通電極
52a~52d:圧電振動子搭載用第1から第4パッド
111,112:第1および第2励振電極
C1a~C1c:中心点(外部端子の略中心)
C2a~C2c:中心点(搭載パッドの略中心)
H:半田
CD1,CD2:導通路
1: Piezoelectric vibration device 2: Substrate 3: Piezoelectric vibrator 5: Resin molded part 10: Piezoelectric vibration plate 20: First sealing member 30: Second sealing member 32a-32d: First to fourth external terminals 33a-33c: Through holes 33a1-33c1: Penetrating parts 33a2-33c2: Penetrating
C2a to C2c: Center points (approximate centers of mounting pads)
H: solder CD1, CD2: conductive path
Claims (3)
前記圧電振動子を搭載する搭載パッドが搭載面に形成された基板と、
前記外部端子と前記搭載パッドとを接合する接合材と
を備える圧電振動デバイスであって、
前記第2封止部材は、前記一の主面から前記他の主面にかけて、当該他の主面に形成された前記外部端子に繋がる貫通部または切欠き部で形成された連絡部を有し、
前記連絡部に、前記外部端子と前記電極とを導通する導通路の一部を形成する接続電極が形成されており、
平面視において、前記連絡部は、前記搭載パッドの略中心と前記外部端子の略中心とを結ぶ線分と重なり合っていない
ことを特徴とする圧電振動デバイス。 a piezoelectric vibrator including a piezoelectric diaphragm having electrodes formed thereon, and a pair of first and second sealing members sandwiching the piezoelectric diaphragm to hermetically seal a vibration portion of the piezoelectric diaphragm, the second sealing member having one main surface facing the piezoelectric diaphragm and another main surface opposite the piezoelectric diaphragm, the second sealing member having an external terminal formed thereon;
a substrate having a mounting pad on a mounting surface on which the piezoelectric vibrator is mounted;
a bonding material that bonds the external terminal and the mounting pad,
the second sealing member has a connecting portion formed by a through portion or a notch portion extending from the one main surface to the other main surface and connected to the external terminal formed on the other main surface,
a connection electrode that forms a part of a conductive path that electrically connects the external terminal and the electrode is formed in the communication portion;
A piezoelectric vibration device, characterized in that, in a plan view, the connection portion does not overlap with a line segment connecting approximately the center of the mounting pad and the center of the external terminal.
平面視において、前記外部端子のうちの前記接続電極と当該外部端子とが重なり合う重合領域および当該重合領域の周囲の周囲領域は、前記金属ろう材に濡れにくい電極材料により形成されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧電振動デバイス。
The joining material is a brazing metal material,
The piezoelectric vibration device of claim 1 or 2, characterized in that, when viewed in a plane, an overlapping area of the external terminal where the connection electrode and the external terminal overlap, and a surrounding area around the overlapping area, are formed from an electrode material that is not easily wetted by the metal brazing material.
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Citations (3)
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| JP2007173431A (en) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Epson Toyocom Corp | Piezoelectric device |
| JP2017050836A (en) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 株式会社大真空 | Piezoelectric oscillator |
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2024
- 2024-08-30 WO PCT/JP2024/031222 patent/WO2025063008A1/en active Pending
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