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JP6133609B2 - Piezoelectric parts - Google Patents
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Description

本発明は、高信頼性および高精度な周波数特性が求められる圧電部品に関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric component that requires high reliability and highly accurate frequency characteristics.

従来、支持基板と、該支持基板に搭載された圧電素子と、該圧電素子を覆うように前記支持基板に設けられた枠体および天板からなるキャップとを含み、前記枠体の底部が封止材によって接合された圧電部品(レゾネータ)が知られている(特許文献1を参照)。   Conventionally, a support substrate, a piezoelectric element mounted on the support substrate, and a cap made of a frame body and a top plate provided on the support substrate so as to cover the piezoelectric element, the bottom portion of the frame body being sealed. A piezoelectric component (resonator) joined by a stopper is known (see Patent Document 1).

特開平06−037579号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-037579

上記の圧電部品は、封止材を介してキャップが接合されていることで、キャップ内の気密性を保持するとともに外部からの衝撃に対して圧電素子を保護するような構造になっている。   The above-described piezoelectric component has a structure in which the cap is bonded via a sealing material, so that the airtightness in the cap is maintained and the piezoelectric element is protected against an impact from the outside.

しかしながら、この圧電部品を長期間駆動させると、キャップ(枠体)の底部と封止材との間で剥がれが生じて隙間ができるおそれがある。さらに、この隙間から大気中の水分や異物が入ることで、電極の形成成分(例えば銀)のマイグレーション等が生じてしまい、周波数特性が変化するおそれもある。   However, when this piezoelectric component is driven for a long period of time, there is a possibility that a gap may be formed between the bottom portion of the cap (frame body) and the sealing material. Furthermore, when moisture or foreign matter in the atmosphere enters from the gap, migration of an electrode forming component (for example, silver) occurs, and the frequency characteristics may change.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、キャップ(枠体)の底部と封止材との間での剥がれが抑制された圧電部品を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a piezoelectric component in which peeling between a bottom portion of a cap (frame body) and a sealing material is suppressed.

本発明の圧電部品は、支持基板と、該支持基板に搭載された圧電素子と、該圧電素子を覆うように前記支持基板に設けられた枠体および天板からなるキャップとを含み、前記枠体の底部が封止材によって接合されてなる圧電部品であって、前記枠体の底部は内壁面と外壁面との間の領域において高低差のある形状になっているとともに、前記枠体の底部は、前記枠体の外壁面に近い外壁面側の領域よりも前記枠体の内壁面に近い内壁面側の領域のほうが高くなった高低差のある形状なっており、前記支持基板の主面上に設けられた容量形成用の誘電体層が、前記枠体の内側から前記底部の内壁面側の高くなっている領域
まで配置されていることを特徴とする。
The piezoelectric component of the present invention includes a support substrate, a piezoelectric element mounted on the support substrate, and a cap formed of a frame body and a top plate provided on the support substrate so as to cover the piezoelectric element. A piezoelectric component in which a bottom of a body is joined by a sealing material, and the bottom of the frame has a shape with a height difference in a region between an inner wall surface and an outer wall surface, The bottom portion has a shape with a height difference in which the region on the inner wall surface side near the inner wall surface of the frame body is higher than the region on the outer wall surface side near the outer wall surface of the frame body . The capacitor-forming dielectric layer provided on the main surface is arranged from the inside of the frame to a region that is higher on the inner wall surface side of the bottom.

また本発明の圧電部品は、上記の構成において、前記枠体の底部は前記封止材と接着される接合面を複数有していることを特徴とする。   Moreover, the piezoelectric component according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the bottom of the frame body has a plurality of bonding surfaces bonded to the sealing material.

また本発明の圧電部品は、上記の構成において、前記枠体の底部は階段状になっていることを特徴とする。   Moreover, the piezoelectric component of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the bottom portion of the frame body is stepped.

また本発明の圧電部品は、上記の構成において、前記枠体の底部を横切るように前記支持基板の主面に垂直な平面で切断した断面のうち、前記底部の全ての領域が封止材と接合されている断面を有していることを特徴とする。   Further, in the piezoelectric component of the present invention, in the above configuration, in the cross section cut along a plane perpendicular to the main surface of the support substrate so as to cross the bottom portion of the frame body, the entire region of the bottom portion is a sealing material. It has the cross section joined, It is characterized by the above-mentioned.

また本発明の圧電部品は、上記の構成において、前記枠体の底部の全ての領域が封止材
と接合されている断面が、前記枠体の全周にわたっていることを特徴とする。
Moreover, the piezoelectric component of the present invention is characterized in that, in the above-described configuration, a cross section in which the entire region of the bottom of the frame is joined to the sealing material extends over the entire circumference of the frame.

本発明によれば、枠体の底部が内壁面と外壁面との間の領域において高低差のある形状になっていることで、駆動時の面内方向(支持基板の主面と同一の平面方向)の振動に対して面内方向以外で振動を受ける部分ができるため、駆動時の面内の振動に対して強くなる。その結果、キャップ(枠体)の底部と封止材との間にずれが生じにくいので、剥がれが抑制されて封止が保たれ、安定した周波数特性が得られる。   According to the present invention, the bottom of the frame has a shape with a height difference in the region between the inner wall surface and the outer wall surface, so that the in-plane direction during driving (the same plane as the main surface of the support substrate) Direction), a portion that receives vibrations in directions other than the in-plane direction is formed, so that the vibration is strong against in-plane vibration during driving. As a result, since it is difficult for deviation to occur between the bottom of the cap (frame body) and the sealing material, peeling is suppressed and sealing is maintained, and stable frequency characteristics are obtained.

(a)は本発明の圧電部品の実施の形態の一例を示す一部省略概略平面図、(b)は(a)に示すA−A線で切断した概略断面図、(c)は(b)に示す破線領域Bの拡大図である。(A) is a partially omitted schematic plan view showing an example of an embodiment of the piezoelectric component of the present invention, (b) is a schematic cross-sectional view cut along line AA shown in (a), and (c) is (b) It is an enlarged view of the broken-line area | region B shown in FIG. 本発明の圧電部品の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the other example of embodiment of the piezoelectric component of this invention. (a)および(b)は本発明の圧電部品の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図である。(A) And (b) is a principal part expanded sectional view which shows the other example of embodiment of the piezoelectric component of this invention. 本発明の圧電部品の実施の形態の他の例を示す一部省略概略平面図Partially omitted schematic plan view showing another example of the embodiment of the piezoelectric component of the present invention

本発明の圧電部品の実施の形態の例について図面を参照して詳細に説明する。   An example of an embodiment of a piezoelectric component of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1(a)は本発明の圧電部品の実施の形態の一例を示す一部省略概略平面図、図1(b)は図1(a)に示すA−A線で切断した概略断面図、図1(c)は図1(b)に示す破線領域Bの拡大図である。   1A is a partially omitted schematic plan view showing an example of an embodiment of a piezoelectric component according to the present invention, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view cut along line AA shown in FIG. FIG.1 (c) is an enlarged view of the broken-line area | region B shown in FIG.1 (b).

図1に示す例の圧電部品は、支持基板1と、支持基板1に搭載された圧電素子2と、圧電素子2を覆うように支持基板1に設けられた枠体41および天板42からなるキャップ4とを含み、枠体41の底部411が封止材5によって接合されてなる圧電部品であって、枠体41の底部411は内壁面と外壁面との間の領域において高低差のある形状になっている。   The piezoelectric component shown in FIG. 1 includes a support substrate 1, a piezoelectric element 2 mounted on the support substrate 1, and a frame body 41 and a top plate 42 provided on the support substrate 1 so as to cover the piezoelectric element 2. The piezoelectric component includes a cap 4 and a bottom portion 411 of a frame body 41 joined by a sealing material 5, and the bottom portion 411 of the frame body 41 has a height difference in a region between an inner wall surface and an outer wall surface. It has a shape.

支持基板1は、例えば、長さが2.5mm〜7.5mm、幅が1.0mm〜3.0mm、厚みが0.1mm〜1mmの四角形状の平板として形成された支持基板本体11を含んでいる。この支持基板本体11としては、アルミナ等のセラミック材料、及びガラスエポキシ等の樹脂系材料を用いることができる。   The support substrate 1 includes, for example, a support substrate body 11 formed as a rectangular flat plate having a length of 2.5 mm to 7.5 mm, a width of 1.0 mm to 3.0 mm, and a thickness of 0.1 mm to 1 mm. It is out. As the support substrate body 11, a ceramic material such as alumina and a resin material such as glass epoxy can be used.

支持基板1を構成する支持基板本体11の下面には、一対の信号端子121、122およびグランド端子13が設けられている。また、支持基板本体11の上面には、信号端子121、122と電気的に接続されるように配線導体141、142が設けられている。これらは、例えば金,銀,銅,アルミニウム、タングステン等の金属粉末を含む導電性ペーストを印刷し、焼結させてなるものである。また、必要に応じてNi/Au、Ni/Sn等のめっきを形成したものでもよい。   A pair of signal terminals 121 and 122 and a ground terminal 13 are provided on the lower surface of the support substrate body 11 constituting the support substrate 1. Further, wiring conductors 141 and 142 are provided on the upper surface of the support substrate body 11 so as to be electrically connected to the signal terminals 121 and 122. These are formed by printing and sintering a conductive paste containing metal powder such as gold, silver, copper, aluminum, tungsten, or the like. Moreover, what formed plating, such as Ni / Au and Ni / Sn, may be used as needed.

支持基板1の上には、圧電素子2が両端を固定されるようにして搭載されている。具体的には、圧電素子2の両端部が導電性接合材3によって支持基板1上に振動可能に固定されている。   On the support substrate 1, the piezoelectric element 2 is mounted so that both ends are fixed. Specifically, both ends of the piezoelectric element 2 are fixed on the support substrate 1 by the conductive bonding material 3 so as to vibrate.

圧電素子2を構成する圧電体21は、例えば、長さが1.0mm〜4.0mm、幅が0.2mm〜2mm、厚みが40μm〜1mmの四角形状の平板として形成され、長さ方向または厚み方向に分極処理されたものである。この圧電体21は、例えば、チタン酸鉛,チタン酸ジルコン酸鉛,ニオブ酸ナトリウム,ニオブ酸カリウム,ビスマス層状化合物等を基材とする圧電セラミックスや、タンタル酸リチウム,ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶を用いて形成することができる。   The piezoelectric body 21 constituting the piezoelectric element 2 is formed, for example, as a rectangular flat plate having a length of 1.0 mm to 4.0 mm, a width of 0.2 mm to 2 mm, and a thickness of 40 μm to 1 mm. The material is polarized in the thickness direction. The piezoelectric body 21 is made of, for example, piezoelectric ceramics based on lead titanate, lead zirconate titanate, sodium niobate, potassium niobate, a bismuth layered compound, etc., or a piezoelectric single unit such as lithium tantalate or lithium niobate. It can be formed using crystals.

また、圧電素子2は、圧電体21の一方主面および他方主面にそれぞれ互いに対向する領域を有するように配置された電極(励振電極22、23)を備えている。圧電体の21の上側の主面に設けられた励振電極22は一方の端部から他方の端部側に向けて延びるように設けられ、圧電体の21の下側の主面に設けられた励振電極23は他方の端部から一方の端部側に向けて延びるように設けられ、それぞれ互いに対向する領域を有している。この励振電極22、23は、例えば金,銀,銅,アルミニウム等の金属を用いることができ、それぞれ圧電体21の表面に例えば0.1μm〜3μmの厚みに被着される。そして、導電性接合材3を介して圧電素子2の励振電極22が配線導体141と電気的に接続されているとともに、導電性接合材3を介して圧電素子2の励振電極23が配線導体142と電気的に接続されている。   In addition, the piezoelectric element 2 includes electrodes (excitation electrodes 22 and 23) arranged so as to have regions facing each other on one main surface and the other main surface of the piezoelectric body 21. The excitation electrode 22 provided on the upper main surface of the piezoelectric body 21 is provided so as to extend from one end portion toward the other end portion, and is provided on the lower main surface of the piezoelectric body 21. The excitation electrode 23 is provided so as to extend from the other end toward the one end, and has regions facing each other. The excitation electrodes 22 and 23 can be made of metal such as gold, silver, copper, and aluminum, and are applied to the surface of the piezoelectric body 21 to a thickness of, for example, 0.1 μm to 3 μm. The excitation electrode 22 of the piezoelectric element 2 is electrically connected to the wiring conductor 141 via the conductive bonding material 3, and the excitation electrode 23 of the piezoelectric element 2 is connected to the wiring conductor 142 via the conductive bonding material 3. And are electrically connected.

ここで、導電性接合材3は、支持基板1の上面と圧電素子2の下面との間に所定の空間(間隙)を確保する機能も有している。このような導電性接合材3としては、例えばはんだや導電性接着剤等が用いられ、はんだであれば、例えば銅,錫,銀からなる鉛を含まない材料等を用いることができ、導電性接着剤であれば、銀,銅,ニッケル等の導電性粒子を75〜95質量%含有したエポキシ系の導電性樹脂またはシリコーン系の樹脂を用いることができる。   Here, the conductive bonding material 3 also has a function of ensuring a predetermined space (gap) between the upper surface of the support substrate 1 and the lower surface of the piezoelectric element 2. As such a conductive bonding material 3, for example, solder, a conductive adhesive, or the like is used. As long as the solder is used, a lead-free material such as copper, tin, or silver can be used. If it is an adhesive agent, the epoxy-type conductive resin or silicone-type resin containing 75-95 mass% of electroconductive particles, such as silver, copper, and nickel, can be used.

このような圧電素子2は、両端部から励振電極22および励振電極23間に電圧を印加したとき、励振電極22と励振電極23とが対向する領域において、特定の周波数で厚み縦振動もしくは厚みすべり振動の圧電振動を発生させるようになっているものである。   In such a piezoelectric element 2, when a voltage is applied between the excitation electrode 22 and the excitation electrode 23 from both ends, thickness longitudinal vibration or thickness slip occurs at a specific frequency in a region where the excitation electrode 22 and the excitation electrode 23 face each other. The piezoelectric vibration is generated.

支持基板1の上には圧電素子2を覆うようにキャップ4が設けられている。このキャップ4は、例えば厚み250〜300μmの枠体41および天板42からなり、枠体41の底部411が封止材5によって支持基板1の上面の周縁部に接合されている。これにより、支持基板1とともに形成した空間に収容されている圧電素子2を外部からの物理的な影響や化学的な影響から保護する機能と、支持基板1とともに形成した空間内への水等の異物の浸入を防ぐための気密封止機能を有している。   A cap 4 is provided on the support substrate 1 so as to cover the piezoelectric element 2. The cap 4 includes a frame body 41 and a top plate 42 having a thickness of 250 to 300 μm, for example, and a bottom portion 411 of the frame body 41 is joined to a peripheral edge portion of the upper surface of the support substrate 1 by a sealing material 5. Thereby, the function of protecting the piezoelectric element 2 accommodated in the space formed with the support substrate 1 from the physical and chemical influences from the outside, water into the space formed with the support substrate 1, etc. It has a hermetic sealing function to prevent the entry of foreign matter.

キャップ4の材料として、例えば、SUSなどの金属、アルミナなどのセラミックス,樹脂,ガラス等を用いることができる。また、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂材料に無機フィラーを25〜80質量%の割合で含有させて支持基板1との熱膨張係数の差を小さくするようにしたものでもよい。   As a material of the cap 4, for example, a metal such as SUS, ceramics such as alumina, resin, glass, or the like can be used. Further, an insulating resin material such as an epoxy resin may contain an inorganic filler in a proportion of 25 to 80% by mass so as to reduce the difference in thermal expansion coefficient with the support substrate 1.

また、封止材5の材料として、エポキシ系、エポキシアクリレート系、シリコーン系の接着剤などが挙げられる。   Examples of the material for the sealing material 5 include epoxy-based, epoxy acrylate-based, and silicone-based adhesives.

そして、枠体41の底部411は内壁面と外壁面との間の領域において高低差のある形状になっている。   And the bottom part 411 of the frame 41 is a shape with a difference in height in the area | region between an inner wall surface and an outer wall surface.

枠体41の底部411が内壁面と外壁面との間の領域において高低差のある形状になっていることで、駆動時の面内方向(支持基板1の主面と同一の平面方向)の振動に対して
面内方向以外で振動を受ける部分ができるため、駆動時の面内の振動に対して強くなる。その結果、キャップ4(枠体41)の底部411と封止材5との間にずれが生じにくいので、剥がれが抑制されて封止が保たれ、安定した周波数特性が得られる。
The bottom portion 411 of the frame body 41 has a shape having a height difference in the region between the inner wall surface and the outer wall surface, so that the in-plane direction during driving (the same plane direction as the main surface of the support substrate 1) can be obtained. Since there is a portion that receives vibration in a direction other than the in-plane direction with respect to vibration, it is strong against in-plane vibration during driving. As a result, since it is difficult for deviation to occur between the bottom 411 of the cap 4 (frame body 41) and the sealing material 5, peeling is suppressed and sealing is maintained, and stable frequency characteristics are obtained.

なお、ここでいう高低差とは、最も高い点と最も低い点との差(図に示す高さH)を意味し、図1(c)に示す形態においては、底部411における傾斜面と内壁面との交点が最も高い点で、底部411における水平面が最も低い点である。この高低差Hとして、例えば25〜75μmの差であるのが、キャップ4の強度を維持しつつ、上述の効果を有する点で好ましい。   The difference in height here means the difference between the highest point and the lowest point (height H shown in the figure). In the form shown in FIG. The point of intersection with the wall surface is the highest, and the horizontal plane at the bottom 411 is the lowest. The height difference H is preferably a difference of 25 to 75 μm, for example, from the viewpoint of having the above-described effect while maintaining the strength of the cap 4.

ここで、図1(c)、図2に示すように、枠体41の底部411は外壁面の領域よりも内壁面の領域が高くなっているのが好ましい。なお、図1(c)および図2において、底部411の位置が高くなっており、封止材5の厚みが厚くなっている側が内壁面の領域である。この構成によれば、枠体41の底部411の内壁面側の高くなっている領域の下に封止材5が多く存在することになるので、駆動時の内圧の変化に対して、内圧を受け止める役割を果たすことができる。その結果、内圧の変化に対して、封止性を保持できる。
Here, FIG. 1 (c), the as shown in FIG. 2, the bottom of the frame body 41 411 is preferably a region of the inner wall surface side from the outer wall surface area is higher. In FIG. 1C and FIG. 2, the position of the bottom 411 is high, and the side where the thickness of the sealing material 5 is thick is the region on the inner wall surface side. According to this configuration, since a large amount of the sealing material 5 is present below the region on the inner wall surface side of the bottom 411 of the frame body 41, the internal pressure is reduced with respect to changes in the internal pressure during driving. Can play a role. As a result, it is possible to maintain sealing performance against changes in internal pressure.

また、図1(c)、図2および図3に示すように、枠体41の底部411は封止材5と接着される接合面を複数有しているのが好ましい。ここでいう接合面とは平坦な面のことを意味し、水平面と傾斜面のどちらも含まれる。この構成によれば、接合面積が広がり、密着性(封止性)が良くなる。具体的には、封止材5とキャップ4(枠体41)の底部411との界面の数が増え、隣り合う界面と界面との間で屈曲した構造となり、界面に形成されたマイクロクラックの進展を食い止めることができる。   Further, as shown in FIGS. 1C, 2, and 3, it is preferable that the bottom portion 411 of the frame body 41 has a plurality of bonding surfaces bonded to the sealing material 5. The term “joint surface” as used herein means a flat surface, and includes both horizontal and inclined surfaces. According to this configuration, the bonding area is increased and the adhesion (sealing property) is improved. Specifically, the number of interfaces between the sealing material 5 and the bottom portion 411 of the cap 4 (frame body 41) increases, and the structure is bent between adjacent interfaces, and microcracks formed at the interfaces Can stop progress.

また、図3に示すように、枠体41の底部411は階段状になっているのが好ましい。この構成によれば、面内方向(支持基板1の主面と同一の平面方向)の振動に対して、垂直な部分に接合している部分ができ、面内方向の振動に対してより強くなる。したがって、より封止性を保持できるようになる。なお、階段状としては、2段以上の階段状になっていてもよいが、上記の効果の点では図3に示すような1段の階段状でもよい。この場合の段差Hは例えば25〜75μmであるのが効果的である。   Moreover, as shown in FIG. 3, it is preferable that the bottom part 411 of the frame 41 is stepped. According to this configuration, a portion joined to the vertical portion can be formed with respect to the vibration in the in-plane direction (the same plane direction as the main surface of the support substrate 1), and is stronger against the vibration in the in-plane direction. Become. Therefore, the sealing property can be further maintained. The step shape may be a step shape of two or more steps, but may be a single step shape as shown in FIG. In this case, it is effective that the step H is, for example, 25 to 75 μm.

また、図3(a)に示すように、少なくとも段差を形成する角の部分に接合材5があり、枠体41の底部411を横切るように支持基板1の主面に垂直な平面で切断した断面のうち、底部411の全ての領域が封止材5と接合されていない場合でも外部の振動を内部の素子に伝えることが無くなる点でよいが、図3(b)に示すように、枠体41の底部411を横切るように支持基板1の主面に垂直な平面で切断した断面のうち、底部411の全ての領域が封止材5と接合されている断面を有しているのが好ましい。更には、枠体41の内壁面または該壁面に這い上がるように接合材5が形成されるのが好ましい。これにより、底部411の幅方向の接合面積が広がり、密着性(封止性)が良くなる。   Further, as shown in FIG. 3A, the bonding material 5 is at least at the corner portion forming the step, and the cutting is performed by a plane perpendicular to the main surface of the support substrate 1 so as to cross the bottom portion 411 of the frame body 41. Even if the entire area of the bottom portion 411 is not bonded to the sealing material 5 in the cross section, it is sufficient that the external vibration is not transmitted to the internal element. However, as shown in FIG. Of the cross sections cut along a plane perpendicular to the main surface of the support substrate 1 so as to cross the bottom portion 411 of the body 41, all the regions of the bottom portion 411 have a cross section bonded to the sealing material 5. preferable. Furthermore, it is preferable that the bonding material 5 is formed so as to climb up to the inner wall surface of the frame body 41 or the wall surface. Thereby, the joining area of the width direction of the bottom part 411 spreads, and adhesiveness (sealing property) improves.

さらに、枠体41の底部411の全ての領域が封止材5と接合されている断面が、枠体41の全周にわたっているのがよく、これにより、底部411の周方向の接合面積が広がり、密着性(封止性)が良くなる。   Furthermore, the cross section in which the entire region of the bottom portion 411 of the frame body 41 is bonded to the sealing material 5 should extend over the entire circumference of the frame body 41, thereby expanding the bonding area in the circumferential direction of the bottom portion 411. , Adhesion (sealability) is improved.

さらに、図4に示すように、支持基板本体11の上面に、配線導体143、誘電体層144、配線導体145およびオーバーコート層(例えばガラス層)146を順次印刷して積層構造を形成することによって支持基板本体11上で容量を形成する場合には、印刷パターンを枠体41の内側から底部411の内壁面側の高くなっている領域まで拡大できる。特に、図4に示すように、支持基板1の主面上に設けられた容量形成用の誘電体層144が、枠体41の内側から底部411の内壁面側の高くなっている領域まで配置されているのが好ましく、この構成により、誘電体層144の面積を増やすことができて容量値を大きくすることができ、作製できる容量値の幅が広がる。そのため使用するICと相性のいい、容量値を作製できる。 Furthermore, as shown in FIG. 4, a wiring conductor 143, a dielectric layer 144, a wiring conductor 145, and an overcoat layer (for example, a glass layer) 146 are sequentially printed on the upper surface of the support substrate body 11 to form a laminated structure. Thus, when the capacitance is formed on the support substrate main body 11, the print pattern can be expanded from the inside of the frame body 41 to the higher region on the inner wall surface side of the bottom portion 411. In particular, as shown in FIG. 4, the capacitor-forming dielectric layer 144 provided on the main surface of the support substrate 1 is arranged from the inside of the frame body 41 to a region where it is higher on the inner wall surface side of the bottom portion 411. This structure is preferable, and this configuration can increase the area of the dielectric layer 144, increase the capacitance value, and widen the range of capacitance values that can be manufactured. Therefore, a capacitance value that is compatible with the IC to be used can be manufactured.

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良等が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本実施の形態の圧電部品の製造方法の例について説明する。   Next, an example of a method for manufacturing a piezoelectric component according to the present embodiment will be described.

まず、支持基板1を作製するための多数個取り基板を作製する。例えば、原料粉末を水や分散剤と共にボールミルを用いて混合した後に、バインダ,溶剤,可塑剤等を加えてグリーンシートとする。このグリーンシートに必要により孔加工を施した後、金,銀,銅,アルミニウム,タングステン等の金属粉末を含む導電性ペーストを印刷し、積層する。これを例えば900℃〜1600℃のピーク温度で焼成する。   First, a multi-piece substrate for producing the support substrate 1 is produced. For example, after the raw material powder is mixed with water and a dispersant using a ball mill, a binder, a solvent, a plasticizer, and the like are added to obtain a green sheet. The green sheet is subjected to hole processing as necessary, and then a conductive paste containing metal powder such as gold, silver, copper, aluminum, tungsten or the like is printed and laminated. This is fired at a peak temperature of, for example, 900 ° C. to 1600 ° C.

次に、圧電素子2を構成する圧電体21は、例えば、原料粉末を水や分散剤と共にボールミルを用いて混合した後に、バインダ、可塑剤等を加え、乾燥、整粒した。このようにして得られた原料をプレス成型後、焼成し、圧電磁器を得る。得られた圧電磁器の端面に電極を形成し、例えば25℃〜300℃の温度にて厚み方向に例えば0.4kV/mm〜6kV/mmの電圧をかけて分極処理を行う。   Next, for example, after the raw material powder was mixed with water and a dispersant using a ball mill, the piezoelectric body 21 constituting the piezoelectric element 2 was added with a binder, a plasticizer, and the like, and dried and sized. The raw material thus obtained is press-molded and fired to obtain a piezoelectric ceramic. An electrode is formed on the end face of the obtained piezoelectric ceramic, and a polarization treatment is performed by applying a voltage of, for example, 0.4 kV / mm to 6 kV / mm in the thickness direction at a temperature of 25 ° C. to 300 ° C., for example.

圧電体21の上下面に形成される励振電極22および励振電極23は、得られた圧電磁器に、真空蒸着法,PVD法,スパッタリング法等を用いて圧電体21の上下面に金属膜を被着させ、厚みが1μm〜10μm程度のフォトレジスト膜をそれぞれの金属膜上にスクリーン印刷等を用いて形成した後に、フォトエッチングによってパターニングすることによって、形成することができる。パターンニングされた圧電磁器を所定のサイズにダイシング等でカットすることにより圧電素子2が作製される。   The excitation electrodes 22 and the excitation electrodes 23 formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric body 21 are coated with a metal film on the upper and lower surfaces of the piezoelectric body 21 by using a vacuum deposition method, a PVD method, a sputtering method, or the like. After forming a photoresist film having a thickness of about 1 μm to 10 μm on each metal film using screen printing or the like, it can be formed by patterning by photoetching. The piezoelectric element 2 is produced by cutting the patterned piezoelectric ceramic into a predetermined size by dicing or the like.

そして、導電性接合材3を用いて、圧電素子2を多数個取り基板の上に搭載し、固定する。導電性接合材3が金属粉末を樹脂中に分散させてなる導電性接着剤の場合は、この導電性接着剤をディスペンサ等を用いて配線導体141、142の上に塗布しておいて、圧電素子2を載せ、加熱または紫外線照射により導電性接着剤の樹脂を硬化させればよい。   Then, using the conductive bonding material 3, a large number of piezoelectric elements 2 are mounted on the substrate and fixed. When the conductive bonding material 3 is a conductive adhesive in which metal powder is dispersed in a resin, the conductive adhesive 3 is applied onto the wiring conductors 141 and 142 using a dispenser or the like, and the piezoelectric material is piezoelectric. The element 2 may be mounted and the conductive adhesive resin may be cured by heating or ultraviolet irradiation.

次に、多数個取り基板の上に圧電素子2が搭載された状態で周波数調整を行う。周波数調整は圧電素子2表面に形成された励振電極22,23を、イオンガン等によりエッチングし、長さや厚みを変えることや設計値を変えることでICにマッチングさせる。また発振周波数の調整は、イオンガン照射時に信号端子121、122とグランド端子13に発振周波数測定用の端子を接続し、発振周波数を測定しながら行い、所定の周波数になった時点でイオンガンの照射を停止する方法にて実施する。   Next, frequency adjustment is performed in a state where the piezoelectric element 2 is mounted on a multi-piece substrate. In the frequency adjustment, the excitation electrodes 22 and 23 formed on the surface of the piezoelectric element 2 are etched with an ion gun or the like, and matched with the IC by changing the length or thickness or changing the design value. The oscillation frequency is adjusted by connecting an oscillation frequency measurement terminal to the signal terminals 121 and 122 and the ground terminal 13 at the time of ion gun irradiation and measuring the oscillation frequency. When the oscillation frequency is reached, the ion gun is irradiated. Implement by stopping.

そして、圧電素子2を覆うようにして、キャップ4の枠体41の底部411(開口周縁面)を支持基板1の上面の周縁部に接合する。キャップ4としては複数の凹部有する多数個取りの集合キャップシートを用いて、凹部が圧電素子2を覆うようにして集合キャップシートを多数個取り基板の上に乗せ、キャップ4の底部411(開口周縁面)となる集合キャップシートの凸部を支持基板1の上面の周縁部に接合する。例えば、準備しておいたキャップ4の底部411(開口周縁面)となる集合キャップシートの凸部に封止材5(熱硬化性の絶縁性接着剤)を塗布し、キャップ4を支持基板1の上面に載せる。しかる後に、キャップ4または支持基板1を加熱することにより封止材5を100〜150℃に温度上昇させて硬化させ、キャップ4を支持基板1の上面に接合する。   And the bottom part 411 (opening peripheral surface) of the frame 41 of the cap 4 is joined to the peripheral part of the upper surface of the support substrate 1 so that the piezoelectric element 2 may be covered. As the cap 4, a multi-cap assembly cap sheet having a plurality of recesses is used, and the multi-cap assembly sheet is placed on the substrate so that the recesses cover the piezoelectric element 2. The convex portion of the collective cap sheet that becomes the surface) is joined to the peripheral edge of the upper surface of the support substrate 1. For example, the sealing material 5 (thermosetting insulating adhesive) is applied to the convex portion of the assembly cap sheet that becomes the bottom 411 (opening peripheral surface) of the prepared cap 4, and the cap 4 is supported on the support substrate 1. Put it on the top surface. Thereafter, the cap 4 or the support substrate 1 is heated to raise the temperature of the sealing material 5 to 100 to 150 ° C. to be cured, and the cap 4 is bonded to the upper surface of the support substrate 1.

なお、キャップ4の枠体41の底部411が内壁面と外壁面との間の領域において高低差のある形状になっている構成は、あらかじめ金型などで加工しておけばよい。   The configuration in which the bottom portion 411 of the frame body 41 of the cap 4 has a height difference in the region between the inner wall surface and the outer wall surface may be processed in advance with a mold or the like.

最後に、各圧電部品(個片)の境界にそってダイシング等で切断する。   Finally, it is cut by dicing or the like along the boundary of each piezoelectric component (piece).

以上の方法により、本発明の圧電部品が作製される。以上のような方法によれば、温度変化によっても周波数の変動が少ない圧電部品を生産性よく製造することが可能となる。   The piezoelectric component of the present invention is manufactured by the above method. According to the method as described above, it is possible to manufacture a piezoelectric component having a small frequency variation even with a temperature change with high productivity.

1:支持基板
11:支持基板本体
121、122:信号端子
13:グランド端子
141、142:配線導体
2:圧電素子
21:圧電体
22、23:励振電極
3:導電性接合材
4:キャップ
41:枠体
411:底部
42:天板
5:封止材
1: Support substrate 11: Support substrate body 121, 122: Signal terminal 13: Ground terminal 141, 142: Wiring conductor 2: Piezoelectric element 21: Piezoelectric body 22, 23: Excitation electrode 3: Conductive bonding material 4: Cap 41: Frame 411: Bottom 42: Top plate 5: Sealing material

Claims (5)

支持基板と、該支持基板に搭載された圧電素子と、該圧電素子を覆うように前記支持基板に設けられた枠体および天板からなるキャップとを含み、前記枠体の底部が封止材によって接合されてなる圧電部品であって、
前記枠体の底部は、前記枠体の外壁面に近い外壁面側の領域よりも前記枠体の内壁面に近い内壁面側の領域のほうが高くなった高低差のある形状なっており、
前記支持基板の主面上に設けられた容量形成用の誘電体層が、前記枠体の内側から前記底部の内壁面側の高くなっている領域まで配置されていることを特徴とする圧電部品。
A support substrate; a piezoelectric element mounted on the support substrate; and a cap made of a frame body and a top plate provided on the support substrate so as to cover the piezoelectric element, wherein the bottom of the frame body is a sealing material Piezoelectric parts joined by:
The bottom of the frame has a shape with a height difference in which the region on the inner wall surface near the inner wall surface of the frame is higher than the region on the outer wall surface near the outer wall surface of the frame ,
A piezoelectric component, wherein a capacitor forming dielectric layer provided on the main surface of the support substrate is disposed from the inner side of the frame to a higher region on the inner wall surface side of the bottom. .
前記枠体の底部は、前記封止材と接着される接合面を複数有していることを特徴とする請求項1に記載の圧電部品。   2. The piezoelectric component according to claim 1, wherein a bottom portion of the frame body has a plurality of bonding surfaces bonded to the sealing material. 前記枠体の底部は階段状になっていることを特徴とする請求項2に記載の圧電部品。   The piezoelectric component according to claim 2, wherein a bottom portion of the frame body is stepped. 前記枠体の底部を横切るように前記支持基板の主面に垂直な平面で切断した断面のうち、前記底部の全ての領域が封止材と接合されている断面を有していることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちのいずれかに記載の圧電部品。   Of the cross-section cut along a plane perpendicular to the main surface of the support substrate so as to cross the bottom of the frame, the entire area of the bottom has a cross-section bonded to a sealing material. The piezoelectric component according to any one of claims 1 to 3. 前記枠体の底部の全ての領域が封止材と接合されている断面が、前記枠体の全周にわたっていることを特徴とする請求項4に記載の圧電部品。   5. The piezoelectric component according to claim 4, wherein a cross section in which all regions of a bottom portion of the frame body are bonded to a sealing material extends over the entire circumference of the frame body.
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