(第一実施形態)
第一実施形態に係る圧電デバイスは、図1、図2および図3に示したように、素子搭載部材110、圧電素子120、蓋体130、スペーサー160および導電部材170を備えており、素子搭載部材110に実装された圧電素子120が、素子搭載部材110と蓋体130とで形成される空間内に気密封止された構造となっている。また、素子搭載部材110の下面には、スペーサー160が設けられている。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the piezoelectric device according to the first embodiment includes an element mounting member 110, a piezoelectric element 120, a lid 130, a spacer 160, and a conductive member 170. The piezoelectric element 120 mounted on the member 110 is hermetically sealed in a space formed by the element mounting member 110 and the lid 130. A spacer 160 is provided on the lower surface of the element mounting member 110.
ここで、図面に合わせて、外部端子112が設けられている素子搭載部材110の面を素子搭載部材110の下面とし、この面と反対側を向く面を素子搭載部材110の上面とする。
Here, according to the drawing, the surface of the element mounting member 110 on which the external terminals 112 are provided is the lower surface of the element mounting member 110, and the surface facing the opposite side is the upper surface of the element mounting member 110.
素子搭載部材110は、圧電素子120を実装するためのものである。素子搭載部材110は、例えば、略矩形形状の平板状となっており、素子搭載部材110の下面に外部端子112が設けられ、素子搭載部材110の上面に搭載パッド111が設けられている。また、素子搭載部材110には、配線パターン(図示せず)または内部配線(図示せず)が設けられており、外部端子112と搭載パッド111とが配線パターンまたは内部配線により電気的に接続されている。素子搭載部材110は、例えば、アルミナセラミックス、または、ガラスセラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。素子搭載部材110は、絶縁層を複数積層させたものであっても、一層で用いたものであってもよい。
The element mounting member 110 is for mounting the piezoelectric element 120. The element mounting member 110 has, for example, a substantially rectangular flat plate shape, and an external terminal 112 is provided on the lower surface of the element mounting member 110, and a mounting pad 111 is provided on the upper surface of the element mounting member 110. The element mounting member 110 is provided with a wiring pattern (not shown) or an internal wiring (not shown), and the external terminal 112 and the mounting pad 111 are electrically connected by the wiring pattern or the internal wiring. ing. The element mounting member 110 is made of an insulating layer made of a ceramic material such as alumina ceramics or glass ceramics. The element mounting member 110 may be formed by laminating a plurality of insulating layers, or may be used in a single layer.
搭載パッド111は、圧電素子120と電気的に接着、具体的には、圧電素子120の引出電極123とで電気的に接着されるものである。搭載パッド111は、素子搭載部材110の上面側に設けられている。搭載パッド111は、一対となっており、素子搭載部材110の上面を平面視したとき、素子搭載部材110の上面の短辺に沿って二つ並んで設けられている。
The mounting pad 111 is electrically bonded to the piezoelectric element 120, specifically, is electrically bonded to the extraction electrode 123 of the piezoelectric element 120. The mounting pad 111 is provided on the upper surface side of the element mounting member 110. The mounting pads 111 are paired and are provided side by side along the short side of the upper surface of the element mounting member 110 when the upper surface of the element mounting member 110 is viewed in plan.
外部端子112は、スペーサー160に設けられている端子用パッド161と導電部材170を介して電気的に接続するためのものである。外部端子112は、例えば、一対となっており、素子搭載部材110の下面を平面視したとき、素子搭載部材110の下面の短辺に沿って、一つずつ設けられている。また、外部端子112は、素子搭載部材110の図示しない配線パターンまたは内部配線によって、搭載パッド111と電気的に接続されている。また、外部端子112は、導電部材170によって、スペーサー160の上面に設けられた端子用パッド161と電気的に接続されている。
The external terminal 112 is for electrical connection with the terminal pad 161 provided on the spacer 160 via the conductive member 170. The external terminals 112 are paired, for example, and are provided one by one along the short side of the lower surface of the element mounting member 110 when the lower surface of the element mounting member 110 is viewed in plan. Further, the external terminal 112 is electrically connected to the mounting pad 111 by a wiring pattern or internal wiring (not shown) of the element mounting member 110. The external terminal 112 is electrically connected to a terminal pad 161 provided on the upper surface of the spacer 160 by a conductive member 170.
また、ここで、素子搭載部材110は、略矩形形状の平板状となっており、素子搭載部材110の上面を平面視したときの長辺の寸法は、長辺が1.6mm〜8.0mmであり、短辺の寸法が1.2mm〜4.5mmである。外部端子112は、略矩形形状となっており、素子搭載部材110の上面を平面視して、素子搭載部材110の短辺と平行となっている辺の寸法が、1.0mm〜4.0mmとなっており、素子搭載部材110の長辺と平行となっている辺の寸法が、1.0mm〜2.0mmとなっている。
Here, the element mounting member 110 has a substantially rectangular flat plate shape, and the dimension of the long side when the upper surface of the element mounting member 110 is viewed in plan is 1.6 mm to 8.0 mm. The short side dimension is 1.2 mm to 4.5 mm. The external terminal 112 has a substantially rectangular shape, and the dimension of the side parallel to the short side of the element mounting member 110 is 1.0 mm to 4.0 mm when the upper surface of the element mounting member 110 is viewed in plan. The dimension of the side parallel to the long side of the element mounting member 110 is 1.0 mm to 2.0 mm.
ここで、素子搭載部材110の作製方法について説明する。素子搭載部材110がアルミナセラミックスからなる場合、まず、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加し混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面、または、セラミックスグリーンシートに打ち抜き等を施し予め設けておいた貫通している部分に、従来周知のスクリーン印刷等を用いて導体パターンとなる位置に所定の導電性ペーストを塗布する。次に、複数の絶縁層が積層されている場合にはセラミックグリーンシートを積層させプレス加工して高温で焼成する。なお、素子搭載部材110が単層の絶縁層からなる場合には、そのまま高温で焼成する。焼成後、導体パターンの所定の部位、具体的には、搭載パッド111、外部端子112および配線パターンとなる部分に、ニッケルメッキ、または、金メッキ等を施すことにより素子搭載部材110が作製される。また、導電性ペーストは、例えば、タングステン、モリブデン、銅、銀またはパラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。
Here, a manufacturing method of the element mounting member 110 will be described. When the element mounting member 110 is made of alumina ceramic, first, a plurality of ceramic green sheets obtained by adding an appropriate organic solvent or the like to a predetermined ceramic material powder and mixing them are prepared. In addition, a predetermined conductive paste is formed on the surface of the ceramic green sheet or in a portion where the ceramic green sheet is punched and provided in advance, using a well-known screen printing or the like to form a conductor pattern. Apply. Next, when a plurality of insulating layers are laminated, ceramic green sheets are laminated, pressed, and fired at a high temperature. When the element mounting member 110 is made of a single insulating layer, it is fired at a high temperature as it is. After firing, the element mounting member 110 is manufactured by applying nickel plating, gold plating, or the like to predetermined portions of the conductor pattern, specifically, the mounting pad 111, the external terminal 112, and the wiring pattern. The conductive paste is made of, for example, a sintered body of metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver, or palladium.
圧電素子120は、安定した機械振動を得ることができ、電子機器等の基準信号を発信するためのものである。圧電素子120は、圧電片121と、圧電片121の上面および圧電片121の下面に設けられている一対の励振電極122と、一端が励振電極122に接続され他端が圧電片121の両面の縁部に位置している一対の引出電極123と、から構成されている。また、圧電素子120は、導電性接着剤140によって、引出電極123が素子搭載部材110の上面に設けられている搭載パッド111と電気的に接続されており、保持され、素子搭載部材110の上面に実装されている。
The piezoelectric element 120 can obtain a stable mechanical vibration and transmits a reference signal for an electronic device or the like. The piezoelectric element 120 includes a piezoelectric piece 121, a pair of excitation electrodes 122 provided on the upper surface of the piezoelectric piece 121 and the lower surface of the piezoelectric piece 121, one end connected to the excitation electrode 122, and the other end on both sides of the piezoelectric piece 121. And a pair of extraction electrodes 123 located at the edge. In addition, the piezoelectric element 120 is electrically connected to and held by a conductive adhesive 140 with a mounting pad 111 provided on the upper surface of the element mounting member 110, and the upper surface of the element mounting member 110. Has been implemented.
ここで、図面に合わせて、素子搭載部材110に実装されたとき、素子搭載部材110を向く圧電片121の面を圧電片121の下面とし、この圧電片121の下面と反対側を向く圧電片121の面を圧電片121の上面とする。また、圧電片121の上面および圧電片121の下面を、圧電片121の主面とする。
Here, according to the drawing, when mounted on the element mounting member 110, the surface of the piezoelectric piece 121 facing the element mounting member 110 is a lower surface of the piezoelectric piece 121, and the piezoelectric piece facing the opposite side of the lower surface of the piezoelectric piece 121. The surface 121 is the upper surface of the piezoelectric piece 121. The upper surface of the piezoelectric piece 121 and the lower surface of the piezoelectric piece 121 are defined as the main surface of the piezoelectric piece 121.
圧電片121は、安定した機械振動する圧電材料が用いられ、例えば、水晶が用いられる。ここで、圧電片121の作製方法について説明する。圧電片121は、人工水晶体から所定の大きさとなるように切断された後、圧電片121の外周の厚みが薄くされ、圧電片121の外周部と比べて圧電片121の中央部が厚くなるようにべベル加工がおこなわれて加工される。
The piezoelectric piece 121 is made of a stable piezoelectric material that mechanically vibrates, for example, quartz. Here, a method for manufacturing the piezoelectric piece 121 will be described. After the piezoelectric piece 121 is cut from the artificial crystalline lens to a predetermined size, the thickness of the outer periphery of the piezoelectric piece 121 is reduced, and the central portion of the piezoelectric piece 121 is thicker than the outer peripheral portion of the piezoelectric piece 121. Nivel bevel processing is performed.
励振電極122は、圧電片121に電圧を印加するためのものである。励振電極122は、一対となっており、圧電片121の上面および圧電片121の下面に互いが対向するように設けられている。励振電極122は、フォトリソグラフィー技術、蒸着技術、または、スパッタリング技術によって金属層を圧電片121の所定の位置に被着させて形成している。
The excitation electrode 122 is for applying a voltage to the piezoelectric piece 121. The excitation electrode 122 is a pair, and is provided so as to face the upper surface of the piezoelectric piece 121 and the lower surface of the piezoelectric piece 121. The excitation electrode 122 is formed by depositing a metal layer on a predetermined position of the piezoelectric piece 121 by a photolithography technique, a vapor deposition technique, or a sputtering technique.
引出電極123は、圧電素子120の外部から励振電極122に電圧を印加するためのものである。引出電極123は、一端が励振電極122に接続され、他端が圧電片121の主面の縁部に位置するように、設けられている。また、引出電極123は、平面視して、他端が圧電片121の一方の短辺に沿って並んで配置されている。引出電極123は、フォトリソグラフィー技術、蒸着技術、または、スパッタリング技術によって金属層を圧電片121の所定の位置に被着させて形成している。
The extraction electrode 123 is for applying a voltage to the excitation electrode 122 from the outside of the piezoelectric element 120. The extraction electrode 123 is provided so that one end is connected to the excitation electrode 122 and the other end is located at the edge of the main surface of the piezoelectric piece 121. In addition, the lead electrode 123 is arranged side by side along one short side of the piezoelectric piece 121 in plan view. The extraction electrode 123 is formed by depositing a metal layer on a predetermined position of the piezoelectric piece 121 by a photolithography technique, a vapor deposition technique, or a sputtering technique.
ここで、圧電素子120の動作について説明する。圧電素子120は、外部から、引出電極123に電圧が印加されると、引出電極123が接続されている励振電極122に電圧が印加される。これにより、励振電極122には、異なる電荷が蓄積されることとなり、逆電圧効果によって励振電極122に挟まれている圧電片121の一部に歪みが生じ、変形する。その結果、圧電片121は、変形前の姿に戻ろうとするため、圧電効果により励振電極122に最初に蓄積された電荷と反対の電荷が蓄積されることとなる。つまり、励振電極122に電圧が印加されると、圧電素子120は、圧電効果および逆圧電効果により、励振電極122で挟まれた圧電片121の一部が振動する。従って、圧電素子120に交流電圧を印加すると、励振電極122に異なる電荷が交互に蓄積され変形することとなり、励振電極122に挟まれている圧電片121の一部を振動させることができる。
Here, the operation of the piezoelectric element 120 will be described. When a voltage is applied to the extraction electrode 123 from the outside, the voltage is applied to the excitation electrode 122 to which the extraction electrode 123 is connected. As a result, different charges are accumulated in the excitation electrode 122, and a part of the piezoelectric piece 121 sandwiched between the excitation electrodes 122 is distorted and deformed due to the reverse voltage effect. As a result, since the piezoelectric piece 121 tends to return to the shape before deformation, a charge opposite to the charge initially accumulated in the excitation electrode 122 is accumulated due to the piezoelectric effect. That is, when a voltage is applied to the excitation electrode 122, the piezoelectric element 120 vibrates a part of the piezoelectric piece 121 sandwiched between the excitation electrodes 122 due to the piezoelectric effect and the inverse piezoelectric effect. Therefore, when an AC voltage is applied to the piezoelectric element 120, different charges are alternately accumulated and deformed in the excitation electrode 122, and a part of the piezoelectric piece 121 sandwiched between the excitation electrodes 122 can be vibrated.
導電性接着剤140は、圧電素子120の引出電極123と素子搭載部材110の搭載パッド111とを電気的に接着、保持し、圧電素子120を素子搭載部材110に実装するためのものである。導電性接着剤140は、引出電極123と搭載パッド111との間に設けられている。導電性接着剤140は、シリコーン系の樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケルまたはニッケル鉄のいずれか、或いはこれら組み合わせたものを含むものが用いられる。また、バインダーとしては、例えば、シリコーン系の樹脂、エポキシ系の樹脂、ポリイミド系の樹脂、または、ビスマレイミド系の樹脂が用いられている。
The conductive adhesive 140 is for electrically bonding and holding the extraction electrode 123 of the piezoelectric element 120 and the mounting pad 111 of the element mounting member 110, and mounting the piezoelectric element 120 on the element mounting member 110. The conductive adhesive 140 is provided between the extraction electrode 123 and the mounting pad 111. The conductive adhesive 140 contains conductive powder as a conductive filler in a binder such as a silicone-based resin, and the conductive powder includes aluminum, molybdenum, tungsten, platinum, palladium, silver, Any one of titanium, nickel, nickel iron, or a combination thereof is used. As the binder, for example, a silicone-based resin, an epoxy-based resin, a polyimide-based resin, or a bismaleimide-based resin is used.
導電性接着剤140を用いて、引出電極123と搭載パッド111とを電気的に接着する方法について説明する。まず、導電性接着剤140が、例えば、ディスペンサによって、搭載パッド111上に塗布される。その後、圧電素子120が導電性接着剤140上に搬送され、引出電極123と搭載パッド111とで導電性接着剤140を挟むように圧電素子120が載置され、その状態で加熱硬化される。これにより、引出電極123と搭載パッド111とが電気的に接着される。
A method for electrically bonding the extraction electrode 123 and the mounting pad 111 using the conductive adhesive 140 will be described. First, the conductive adhesive 140 is applied onto the mounting pad 111 by, for example, a dispenser. Thereafter, the piezoelectric element 120 is conveyed onto the conductive adhesive 140, the piezoelectric element 120 is placed so that the conductive adhesive 140 is sandwiched between the extraction electrode 123 and the mounting pad 111, and is heated and cured in that state. Thereby, the extraction electrode 123 and the mounting pad 111 are electrically bonded.
蓋体130は、封止基部131、封止枠部132とから構成されている。また、蓋部材130は、素子搭載部材110の上面と接合部材150により接合されて、素子搭載部材110の上面に実装されている圧電素子120を気密封止するためのものである。
The lid 130 is composed of a sealing base 131 and a sealing frame 132. The lid member 130 is bonded to the upper surface of the element mounting member 110 by the bonding member 150 and hermetically seals the piezoelectric element 120 mounted on the upper surface of the element mounting member 110.
封止基部131は、矩形形状の平板状となっており、その主面の大きさが圧電素子120の圧電片121の主面より大きく、かつ、素子搭載部材110の上面の大きさより小さくなっている。封止基部131の下面には、封止枠部132により凹部空間が形成されている。
The sealing base 131 is a rectangular flat plate, and the size of the main surface is larger than the main surface of the piezoelectric piece 121 of the piezoelectric element 120 and smaller than the size of the upper surface of the element mounting member 110. Yes. A recess space is formed by the sealing frame portion 132 on the lower surface of the sealing base 131.
封止枠部132は、枠部132aおよび鍔部132bから構成されている。枠部132aは、蓋体130の下目に凹部空間を形成するためのものであり、封止基部131の下面の外縁に沿って設けられている。凹部空間内には、素子搭載部材110の上面に実装されている圧電素子120が収容される。鍔部132bは、蓋体130と素子搭載部材110とを接合する面積を確保し接合強度を上げるためのものである。鍔部132bは、枠部132aの外周面に沿って環状でかつ、枠部132aの外周側へ延設されている。
The sealing frame part 132 is comprised from the frame part 132a and the collar part 132b. The frame portion 132 a is for forming a recessed space in the lower surface of the lid 130, and is provided along the outer edge of the lower surface of the sealing base portion 131. The piezoelectric element 120 mounted on the upper surface of the element mounting member 110 is accommodated in the recessed space. The flange 132b is for securing an area for joining the lid 130 and the element mounting member 110 and increasing the joining strength. The flange portion 132b is annular along the outer peripheral surface of the frame portion 132a and extends to the outer peripheral side of the frame portion 132a.
封止基部131および封止枠部132は、例えば、鉄、ニッケル、または、コバルトの少なくともいずれかを含む合金からなり、一体的に形成されている。このような蓋体130は、真空状態にある凹部空間、または、窒素ガスなどが充填された凹部空間を気密封止するためのものである。具体的には、蓋体130は、所定の雰囲気中で、封止枠部132の下面、具体的には、枠部132aの下面と素子搭載部材110の上面との間、および、鍔部132bの下面と素子搭載部材110の上面との間に設けられた接合部材150とに熱が印加されることで、接合部材150が溶融され、封止枠部132の下面と素子搭載部材110の上面とが溶融接合される。
The sealing base 131 and the sealing frame 132 are made of, for example, an alloy containing at least one of iron, nickel, and cobalt, and are integrally formed. Such a lid 130 is for hermetically sealing a recessed space in a vacuum state or a recessed space filled with nitrogen gas or the like. Specifically, the lid body 130 is, in a predetermined atmosphere, the lower surface of the sealing frame portion 132, specifically, between the lower surface of the frame portion 132a and the upper surface of the element mounting member 110, and the flange portion 132b. By applying heat to the bonding member 150 provided between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the element mounting member 110, the bonding member 150 is melted, and the lower surface of the sealing frame portion 132 and the upper surface of the element mounting member 110 are And are melt-bonded.
ここで、蓋体130の作製方法について説明する。蓋体130の作製には、例えば、従来周知のプレス加工が用いられる。まず、矩形形状の平板を準備し、蓋体130の凹部空間と同形状となっている凸部と凹部を有した一対の金型で、平板を挟み加圧し、封止基部131および封止枠部132の枠部132aが設けられ凹部空間が形成される。このようにして、蓋体130は、プレス加工を用いて平板を塑性加工し、凹部空間を形成し、蓋体130を作製している。
Here, a method for manufacturing the lid 130 will be described. For the production of the lid 130, for example, conventionally known press working is used. First, a rectangular flat plate is prepared, and a pair of molds having a convex portion and a concave portion having the same shape as the concave space of the lid body 130 are pressed between the flat plate, the sealing base 131 and the sealing frame. The frame part 132a of the part 132 is provided, and a recessed part space is formed. In this manner, the lid body 130 plastically processes the flat plate using press working to form a recessed space, and the lid body 130 is produced.
接合部材150は、蓋体130の封止枠部132の下面、具体的には、枠部132aと素子搭載部材110の上面との間、および、鍔部132bの下面と素子搭載部材110の上面との間に設けられており、蓋体130と素子搭載部材110とを接合するためのものである。接合部材150は、例えば、ガラスの場合には、300℃から400℃で溶融するガラスであり、例えば、バナジウムを含有した低融点ガラス、または、酸化鉛系ガラスから構成されている。酸化鉛系ガラスの組成は、酸化鉛、フッ化鉛、二酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ビスマス、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化第二鉄、酸化銅、および、酸化カルシウムとから構成されている。
The joining member 150 includes a lower surface of the sealing frame portion 132 of the lid 130, specifically, between the frame portion 132a and the upper surface of the element mounting member 110, and a lower surface of the flange portion 132b and an upper surface of the element mounting member 110. The lid 130 and the element mounting member 110 are joined to each other. For example, in the case of glass, the bonding member 150 is a glass that melts at 300 ° C. to 400 ° C., and is made of, for example, low-melting glass containing vanadium or lead oxide glass. The composition of the lead oxide glass is composed of lead oxide, lead fluoride, titanium dioxide, niobium oxide, bismuth oxide, boron oxide, zinc oxide, ferric oxide, copper oxide, and calcium oxide.
次に、接合部材150を用いて蓋体130と素子搭載部材110と接合する接合方法について説明する。接合部材150の原料となるガラスは、バインダーと溶剤とが加えられたペースト状であり、溶融された後、固化されることで他の部材と接着する。接合部材150は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で封止枠部132の下面、具体的には、枠部132aの下面および鍔部132bの下面に塗布され乾燥することで設けられている。
Next, a joining method for joining the lid 130 and the element mounting member 110 using the joining member 150 will be described. The glass used as the raw material of the joining member 150 is a paste in which a binder and a solvent are added. After being melted, the glass is solidified and bonded to another member. The joining member 150 is provided by applying and drying glass frit paste on the lower surface of the sealing frame portion 132, specifically, the lower surface of the frame portion 132a and the lower surface of the flange portion 132b, for example, by screen printing. .
また、接合部材150は、例えば、絶縁性樹脂の場合には、エポキシ樹脂、または、ポリイミド樹脂から構成されている。このとき、絶縁性樹脂は蓋体130の封止枠部132の下面、具体的には、枠部132aの下面および鍔部132bの下面に塗付される。絶縁性樹脂が塗付された蓋体130は、絶縁性樹脂を封止枠部132の下面、具体的には、枠部132aの下面と素子搭載部材110の上面、および、鍔部132bの下面と素子搭載部材110の上面とで挟むように載置される。その後、絶縁性樹脂を加熱硬化させて、蓋体130と素子搭載部材110とを接合している。
In addition, in the case of an insulating resin, the joining member 150 is made of an epoxy resin or a polyimide resin, for example. At this time, the insulating resin is applied to the lower surface of the sealing frame portion 132 of the lid 130, specifically, the lower surface of the frame portion 132a and the lower surface of the flange portion 132b. The lid 130 to which the insulating resin is applied includes the insulating resin on the lower surface of the sealing frame portion 132, specifically, the lower surface of the frame portion 132a, the upper surface of the element mounting member 110, and the lower surface of the flange portion 132b. And the upper surface of the element mounting member 110. Thereafter, the insulating resin is heated and cured to join the lid 130 and the element mounting member 110 together.
スペーサー160は、略矩形形状の平板状となっており、上面に端子用パッド161が設けられ、下面に実装端子162が設けられている。また、スペーサー160は、上面に設けられた端子用パッド161と素子搭載部材110の下面に設けられている外部端子112とが導電部材170によって接合されて、素子搭載部材110の下面に設けられている。従って、スペーサー160によって、第一実施形態に係る圧電デバイスは、電子機器等の実装基板に実装した際に、その実装基板から応力が加わったとしても、スペーサー160を介して素子搭載部材110に応力が加わることとなり、スペーサー160がない場合と比較して、素子搭載部材110に応力が加わり素子搭載部材110が歪む量を低減させることが可能となる。このため、スペーサー160がない場合と比較し、導電性接着剤140に加わる応力を抑え、搭載パッド111と引出電極123との導通不良を低減させることができる。
The spacer 160 has a substantially rectangular flat plate shape, and is provided with a terminal pad 161 on the upper surface and a mounting terminal 162 on the lower surface. The spacer 160 is provided on the lower surface of the element mounting member 110 by joining the terminal pad 161 provided on the upper surface and the external terminal 112 provided on the lower surface of the element mounting member 110 by the conductive member 170. Yes. Therefore, when the piezoelectric device according to the first embodiment is mounted on a mounting board such as an electronic device by the spacer 160, even if stress is applied from the mounting board, stress is applied to the element mounting member 110 via the spacer 160. As compared with the case where the spacer 160 is not provided, stress is applied to the element mounting member 110 and the amount of distortion of the element mounting member 110 can be reduced. For this reason, compared with the case where the spacer 160 is not provided, the stress applied to the conductive adhesive 140 can be suppressed and the conduction failure between the mounting pad 111 and the extraction electrode 123 can be reduced.
端子用パッド161は、素子搭載部材110の下面に設けられている外部端子112と導電部材170により接合されるためのものである。端子用パッド161は、外部端子112と向かい合う位置に設けられている。つまり、図面では、外部端子112の下面に導電部材170を挟んだ状態で配置されている。
The terminal pad 161 is to be joined to the external terminal 112 provided on the lower surface of the element mounting member 110 by the conductive member 170. The terminal pad 161 is provided at a position facing the external terminal 112. That is, in the drawing, the conductive member 170 is disposed between the lower surfaces of the external terminals 112.
実装端子162は、第一実施形態に係る圧電デバイスを電子機器に内蔵するとき、電子機器のマザーボードの所定の実装パッドに接合されるためのものである。実装端子162は、スペーサー160の配線パターン(図示せず)または内部配線(図示せず)によって、端子用パッド161と電気的に接続されている。
The mounting terminal 162 is for bonding to a predetermined mounting pad on the motherboard of the electronic device when the piezoelectric device according to the first embodiment is built in the electronic device. The mounting terminal 162 is electrically connected to the terminal pad 161 by a wiring pattern (not shown) of the spacer 160 or an internal wiring (not shown).
また、スペーサー160には、上面から下面にかけて貫通穴163が形成されている。従って、スペーサー160に応力が加わり、スペーサー160に歪みが生じ変形するとき、貫通穴163の開口部の縁部に向かって内部応力が加わることなる。このため、スペーサー160に応力が加わったとき、応力の一部が貫通穴163の開口部の縁部に向かう内部応力となるため、スペーサー160の端子用パッド161と素子搭載部材110の外部端子112とを電気的に接続している導電部材170に加わる応力を、貫通穴163がない場合と比較して、小さくすることが可能となる。つまり、貫通穴163をスペーサー160に設けることによって、端子用パッド161と外部端子112とを接合している導電部材170に加わる応力を、貫通穴163がない場合と比較して、低減させることができる。
In addition, a through hole 163 is formed in the spacer 160 from the upper surface to the lower surface. Therefore, when stress is applied to the spacer 160 and the spacer 160 is distorted and deformed, internal stress is applied toward the edge of the opening of the through hole 163. For this reason, when a stress is applied to the spacer 160, a part of the stress becomes an internal stress toward the edge of the opening of the through hole 163. Therefore, the terminal pad 161 of the spacer 160 and the external terminal 112 of the element mounting member 110. The stress applied to the conductive member 170 that is electrically connected to each other can be reduced as compared with the case where the through hole 163 is not provided. That is, by providing the through hole 163 in the spacer 160, the stress applied to the conductive member 170 that joins the terminal pad 161 and the external terminal 112 can be reduced as compared with the case where there is no through hole 163. it can.
貫通穴163の開口部は、スペーサー160の上面を平面視したとき、端子用パッド161と重ならない位置に配置されている。従って、スペーサー160の端子用パッド161と素子搭載部材110の外部端子112とを導電部材170で接合するとき、平面視して、導電部材170と貫通穴163の開口部とが重ならないようにすることができる。このため、スペーサー160に応力が加わった場合、貫通穴163の開口部の縁部に向かう向きの内部応力が導電部材170に加わることを低減させることができる。
The opening of the through hole 163 is disposed at a position that does not overlap the terminal pad 161 when the top surface of the spacer 160 is viewed in plan. Therefore, when the terminal pad 161 of the spacer 160 and the external terminal 112 of the element mounting member 110 are joined by the conductive member 170, the conductive member 170 and the opening of the through hole 163 do not overlap in plan view. be able to. For this reason, when stress is applied to the spacer 160, it is possible to reduce the application of internal stress in the direction toward the edge of the opening of the through hole 163 to the conductive member 170.
貫通穴163の開口部は、スペーサー160の下面を平面視したとき、実装端子162と重ならない位置に配置されている。従って、第一実施形態に係る圧電デバイスを電子機器のマザーモードに実装部材(図示せず)により実装するとき、平面視して、実装部材と貫通穴163の開口部とが重ならないようにすることができる。このため、スペーサー160に応力が加わった場合、貫通穴163の開口部の縁部に向かう向きの内部応力が実装部材に加わることを低減させることができる。
The opening of the through hole 163 is arranged at a position that does not overlap the mounting terminal 162 when the lower surface of the spacer 160 is viewed in plan. Therefore, when the piezoelectric device according to the first embodiment is mounted in the mother mode of the electronic device by a mounting member (not shown), the mounting member and the opening of the through hole 163 are not overlapped in plan view. be able to. For this reason, when stress is applied to the spacer 160, it is possible to reduce the internal stress in the direction toward the edge of the opening of the through hole 163 from being applied to the mounting member.
また、貫通穴163は、スペーサー160の上面を平面視したとき、スペーサー160の上面の中心、または、中心付近に形成されている。例えば、貫通穴163の開口部が円形形状の場合、貫通穴163の開口部の中心がスペーサー160の上面の中心と重なっている、または、スペーサー160の上面の中心付近に位置するように、貫通穴163が形成されている。このため、スペーサー160に応力が加わったとき、貫通穴163の開口部の縁部に向かう向きに内部応力が生じるとき、スペーサー160の四隅から貫通穴163の縁部までの距離を同じくらいにすることが可能となるので、スペーサー160の四隅で生じる歪みの量をほぼ均一にすることができる。従って、素子搭載部材110の下面の短辺に沿ってそれぞれ一つずつ設けられている外部端子112と、端子用パッド161とを接合している導電部材170に加わる応力を同じくらいにすることが可能となる。
The through hole 163 is formed at or near the center of the upper surface of the spacer 160 when the upper surface of the spacer 160 is viewed in plan. For example, when the opening of the through hole 163 is circular, the center of the opening of the through hole 163 overlaps with the center of the upper surface of the spacer 160, or the through hole 163 is positioned near the center of the upper surface of the spacer 160. A hole 163 is formed. For this reason, when stress is applied to the spacer 160, when internal stress is generated in the direction toward the edge of the opening of the through hole 163, the distance from the four corners of the spacer 160 to the edge of the through hole 163 is made the same. Therefore, the amount of distortion generated at the four corners of the spacer 160 can be made substantially uniform. Therefore, the stress applied to the conductive member 170 joining the external terminals 112 provided one by one along the short side of the lower surface of the element mounting member 110 and the terminal pads 161 can be made equal. It becomes possible.
貫通穴163の開口部は、例えば、円形形状となっている。従って、スペーサー160に応力が加わったときに、開口部の縁部に向かう向きに生じた内部応力が開口部で分散されることとなり、開口部の縁部に応力が集中し、破損することを低減させることができる。
The opening of the through hole 163 has a circular shape, for example. Therefore, when stress is applied to the spacer 160, the internal stress generated in the direction toward the edge of the opening is dispersed in the opening, and the stress concentrates on the edge of the opening and breaks. Can be reduced.
スペーサー160は、例えば、ガラスエポキシ樹脂からなる。電子機器のマザーボードは、一般的に、ガラスエポキシ樹脂が用いられているので、スペーサー160にガラスエポキシ樹脂を用いることで、マザーボードとスペーサー160との熱膨張係数をほぼ同じにすることが可能となる。従って、実装部材によりスペーサー160の下面に設けられている実装端子162とマザーボードの所定の実装パッドとを電気的に接合するとき、スペーサー160とマザーボードとの熱膨張係数がほぼ同じなので、熱膨張または収縮により、スペーサー160から実装部材に加わる力とマザーボードから実装部材に加わる力とをほぼ同じにすることができる。
The spacer 160 is made of, for example, a glass epoxy resin. Since a glass epoxy resin is generally used for a motherboard of an electronic device, the thermal expansion coefficient of the motherboard and the spacer 160 can be made substantially the same by using the glass epoxy resin for the spacer 160. . Accordingly, when the mounting terminal 162 provided on the lower surface of the spacer 160 and the predetermined mounting pad of the motherboard are electrically joined by the mounting member, the thermal expansion coefficient is substantially the same between the spacer 160 and the motherboard. By contraction, the force applied from the spacer 160 to the mounting member and the force applied from the mother board to the mounting member can be made substantially the same.
また、ここで、スペーサー160は、スペーサー160の上面を平面視したとき、長辺の寸法が1.6mm〜8.0mmであり、短辺の寸法が1.2mm〜4.5mmである。また、端子用パッド161は、スペーサー160の上面を平面視したとき、スペーサー160の短辺と平行となっている辺の寸法が、1.0mm〜4.0mmとなっており、スペーサー160の長辺と平行となっている辺の寸法が、1.0mm〜2.0mmとなっている。また、実装端子162は、スペーサー160の下面を平面視したとき、スペーサー160の短辺と平行となっている辺の寸法が、1.0mm〜4.0mmとなっており、スペーサー160の長辺と平行となっている辺の寸法が、1.0mm〜2.0mmとなっている。また、貫通穴163は、スペーサー160の上面を平面視したとき、その開口部が円形形状となっており、円形の直径が0.5mm〜2.0mmとなっている。また、スペーサー160の上下方向の厚みは、例えば、0.2mm〜1.0mmとなっている。
Here, the spacer 160 has a long side dimension of 1.6 mm to 8.0 mm and a short side dimension of 1.2 mm to 4.5 mm when the upper surface of the spacer 160 is viewed in plan. Further, when the upper surface of the spacer 160 is viewed in plan, the terminal pad 161 has a side dimension parallel to the short side of the spacer 160 of 1.0 mm to 4.0 mm. The dimension of the side parallel to the side is 1.0 mm to 2.0 mm. Further, when the bottom surface of the spacer 160 is viewed in plan, the mounting terminal 162 has a side dimension parallel to the short side of the spacer 160 of 1.0 mm to 4.0 mm. The dimension of the side which is parallel to is 1.0 mm to 2.0 mm. Further, when the top surface of the spacer 160 is viewed in plan, the through hole 163 has a circular opening, and the circular diameter is 0.5 mm to 2.0 mm. The thickness of the spacer 160 in the vertical direction is, for example, 0.2 mm to 1.0 mm.
ここで、スペーサー160の作製方法について説明する。ここでは、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって、ガラスエポキシ樹脂からなる平板状の基材に、所定の導体パターン、具体的には、端子用パッド161、実装端子162および配線パターンが形成されて、スペーサー160が作製される。
Here, a method for manufacturing the spacer 160 will be described. Here, for example, by a photolithography technique and an etching technique, a predetermined conductor pattern, specifically, a terminal pad 161, a mounting terminal 162, and a wiring pattern are formed on a flat base material made of glass epoxy resin. The spacer 160 is manufactured.
導電部材170は、素子搭載部材110の外部端子112とスペーサー160の端子用パッド161との間に設けられ、外部端子112と端子用パッド161とを接合するためのものである。導電部材170は、例えば、銀ペーストまたは鉛フリー半田により、構成される。
The conductive member 170 is provided between the external terminal 112 of the element mounting member 110 and the terminal pad 161 of the spacer 160, and joins the external terminal 112 and the terminal pad 161. The conductive member 170 is made of, for example, silver paste or lead-free solder.
導電部材170が銀ペーストからなる場合、導電部材170は、スペーサー160の上面の端子用パッド161または素子搭載部材110の下面の外部端子112に塗布され、端子用パッド161と外部端子112とで導電部材170を挟んだ状態で硬化することで、端子用パッド161と外部端子112との間に設けられている。
When the conductive member 170 is made of silver paste, the conductive member 170 is applied to the terminal pad 161 on the upper surface of the spacer 160 or the external terminal 112 on the lower surface of the element mounting member 110, and is electrically conductive between the terminal pad 161 and the external terminal 112. It is provided between the terminal pad 161 and the external terminal 112 by curing with the member 170 sandwiched therebetween.
導電部材170が鉛フリー半田からなる場合、導電部材170は、半田粉末にフラックスを加え適当な粘度にされた半田ペーストが端子用パッド161または外部端子112に印刷され、半田ペーストを端子用パッド161と外部端子112とで挟んだ状態で加熱することで、端子用パッド161と外部端子112との間に設けられている。なお、鉛フリー半田の成分比率は、錫が95〜97.5%、銀が2〜4%、銅が0.5〜1.0%のものが使用されている。
When the conductive member 170 is made of lead-free solder, the conductive member 170 is printed on the terminal pad 161 or the external terminal 112 with solder paste having a suitable viscosity by adding flux to the solder powder. And the external terminal 112 are provided between the terminal pad 161 and the external terminal 112 by heating. In addition, the component ratio of lead-free solder is 95 to 97.5% for tin, 2 to 4% for silver, and 0.5 to 1.0% for copper.
第一実施形態に係る圧電デバイスでは、外部端子112と端子用パッド161とが導電部材170によって接合されて素子搭載部材110の下面にスペーサー160が設けられており、このスペーサー160には、スペーサー160の上面からスペーサー160の下面にかけて貫通穴163が形成されている。また、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、スペーサー160の上面を平面視したとき、端子用パッド161と貫通穴163の開口部とが重ならない位置に配置されている。従って、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、外部の実装基板から応力を受け、スペーサー160に応力が加わったとき、この応力が貫通穴163の開口部に向かう向きに応力が集中させることができ、従来と比較して、外部端子112と端子用パッド161とを接合している導電部材170に加わる力を低減させることが可能となる。結果、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、外部の実装基板から応力が加わったとき、従来と比較して、導電部材170に加わる応力を低減させることができるので、外部端子112と端子用パッド161との導通不良を抑えることができる。また、第一実施形態に係る圧電デバイスは、外部の実装基板から応力が加えられたとき、導電部材170に加わる応力を低減させることができるので、外出力される信号が不安定となることを低減させることが可能となる。
In the piezoelectric device according to the first embodiment, the external terminal 112 and the terminal pad 161 are joined by the conductive member 170, and the spacer 160 is provided on the lower surface of the element mounting member 110. Through holes 163 are formed from the upper surface of the spacer to the lower surface of the spacer 160. Further, in the piezoelectric device according to the first embodiment, when the upper surface of the spacer 160 is viewed in plan, the terminal pad 161 and the opening of the through hole 163 are disposed at a position that does not overlap. Therefore, in the piezoelectric device according to the first embodiment, when stress is applied from the external mounting substrate and stress is applied to the spacer 160, the stress can be concentrated in the direction toward the opening of the through hole 163. Compared with the prior art, it is possible to reduce the force applied to the conductive member 170 that joins the external terminal 112 and the terminal pad 161. As a result, in the piezoelectric device according to the first embodiment, when the stress is applied from the external mounting substrate, the stress applied to the conductive member 170 can be reduced as compared with the conventional case. Therefore, the external terminal 112 and the terminal pad The conduction failure with 161 can be suppressed. Moreover, since the piezoelectric device according to the first embodiment can reduce the stress applied to the conductive member 170 when stress is applied from an external mounting substrate, the externally output signal becomes unstable. It can be reduced.
また、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、スペーサー160の上面を平面視したとき、貫通穴163がスペーサー160の上面の中心、または、中心付近に形成されており、例えば、貫通穴163の開口部が円形形状の場合、貫通穴163の開口部の中心がスペーサー160の上面の中心と重なるように貫通穴163が形成されている。このため、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、スペーサー160の四隅から貫通穴163の開口部の中心までの距離を同じくらいにすることが可能となるので、スペーサー160に外部の実装基板から応力が加わったとき、スペーサー160の四隅で生じる歪みの量をほぼ均一にすることができる。従って、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、外部端子112と端子用パッド161とを接合している導電部材170に加わる応力を同じくらいにすることが可能となる。その結果、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、導電部材170の一部に応力が集中することを低減させることができるので、導電部材170の一部に応力が集中することによる導電部材170の亀裂や導電部材170の剥がれを低減させることが可能となり、外部端子112と端子用パッド161との導通不良を抑えることができる。
In the piezoelectric device according to the first embodiment, when the upper surface of the spacer 160 is viewed in plan, the through hole 163 is formed at or near the center of the upper surface of the spacer 160. For example, an opening of the through hole 163 is formed. When the portion is circular, the through hole 163 is formed so that the center of the opening of the through hole 163 overlaps the center of the upper surface of the spacer 160. For this reason, in the piezoelectric device according to the first embodiment, the distance from the four corners of the spacer 160 to the center of the opening of the through hole 163 can be made the same. When is added, the amount of distortion generated at the four corners of the spacer 160 can be made substantially uniform. Therefore, in the piezoelectric device according to the first embodiment, the stress applied to the conductive member 170 that joins the external terminal 112 and the terminal pad 161 can be made equal. As a result, in the piezoelectric device according to the first embodiment, stress concentration on a part of the conductive member 170 can be reduced. Cracks and peeling of the conductive member 170 can be reduced, and poor conduction between the external terminal 112 and the terminal pad 161 can be suppressed.
また、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、スペーサー160に形成されている貫通穴163の開口部が、円形形状となっている。従って、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、スペーサー160に応力が加わったときに、開口部の縁部に向かう向きに生じた応力が、開口部で分散されることとなり、貫通穴163の開口部の縁部に応力が集中し、破損することを低減させることができる。結果、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、スペーサー160が破損することを低減させつつ、導電部材170に加わる応力を低減させることができるので、出力される信号が不安定となることを低減させることが可能となる。
In the piezoelectric device according to the first embodiment, the opening of the through hole 163 formed in the spacer 160 has a circular shape. Therefore, in the piezoelectric device according to the first embodiment, when stress is applied to the spacer 160, the stress generated in the direction toward the edge of the opening is dispersed in the opening, and the opening of the through hole 163 is thus performed. It can reduce that stress concentrates on the edge of a part and breaks. As a result, in the piezoelectric device according to the first embodiment, it is possible to reduce the stress applied to the conductive member 170 while reducing breakage of the spacer 160, thereby reducing the instability of the output signal. It becomes possible.
また、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、スペーサー160が、電子機器のマザーボードと同様に、ガラスエポキシ樹脂からなっているので、マザーボードとスペーサー160との熱膨張係数をほぼ同じにすることが可能となる。従って、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、実装部材によりスペーサー160の下面に設けられている実装端子162とマザーボードの所定の実装パッドとを電気的に接合するとき、熱により膨張または収縮する度合いが、スペーサー160とマザーボードとで同じになるので、スペーサー160から実装部材に加わる力とマザーボードから実装部材に加わる力とをほぼ同じにすることができる。結果、第一実施形態に係る圧電デバイスでは、導電部材170の一部に応力が集中することを低減させることができるので、導電部材170の一部に応力が集中することによる導電部材170の亀裂や導電部材170の剥がれを低減させることが可能となり、外部端子112と端子用パッド161との導通不良を抑えることができる
Further, in the piezoelectric device according to the first embodiment, the spacer 160 is made of glass epoxy resin like the motherboard of the electronic device, so that the thermal expansion coefficients of the motherboard and the spacer 160 can be made substantially the same. It becomes. Therefore, in the piezoelectric device according to the first embodiment, when the mounting terminal 162 provided on the lower surface of the spacer 160 and the predetermined mounting pad of the motherboard are electrically joined by the mounting member, the degree of expansion or contraction due to heat. However, since the spacer 160 and the mother board are the same, the force applied from the spacer 160 to the mounting member and the force applied from the mother board to the mounting member can be made substantially the same. As a result, in the piezoelectric device according to the first embodiment, it is possible to reduce the concentration of stress on a part of the conductive member 170. Therefore, the crack of the conductive member 170 due to the stress concentration on a part of the conductive member 170. And the peeling of the conductive member 170 can be reduced, and poor conduction between the external terminal 112 and the terminal pad 161 can be suppressed.
ここで、第一実施形態に係る圧電デバイスの製造方法について説明する。第一実施形態に係る圧電デバイスの製造方法は、例えば、素子形成工程、素子実装工程、封止工程およびスペーサー接合工程、を備えている。
Here, the manufacturing method of the piezoelectric device according to the first embodiment will be described. The method for manufacturing a piezoelectric device according to the first embodiment includes, for example, an element forming process, an element mounting process, a sealing process, and a spacer bonding process.
素子形成工程は、圧電片121に励振電極122および引出電極123を設け圧電素子120を形成する工程である。圧電片121は、人工水晶体から所定の大きさとなるように切断された後、圧電片121の外周の厚みが薄くされ、圧電片121の外周部と比べて圧電片121の中央部が厚くなるようにべベル加工がおこなわれて加工され形成されている。素子形成工程では、このような圧電片121の所定の位置に、フォトリソグラフィー技術、蒸着技術、または、スパッタリング技術によって、金属膜を被着させて励振電極122および引出電極123を形成している。
The element forming step is a step of forming the piezoelectric element 120 by providing the piezoelectric piece 121 with the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123. After the piezoelectric piece 121 is cut from the artificial crystalline lens to a predetermined size, the thickness of the outer periphery of the piezoelectric piece 121 is reduced, and the central portion of the piezoelectric piece 121 is thicker than the outer peripheral portion of the piezoelectric piece 121. The bevel is processed and formed. In the element formation step, the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed by depositing a metal film on a predetermined position of the piezoelectric piece 121 by a photolithography technique, a vapor deposition technique, or a sputtering technique.
素子実装工程は、導電性接着剤140によって素子搭載部材110に圧電素子120を実装する工程である。素子実装工程では、まず、導電性接着剤140が、例えば、ディスペンサによって素子搭載部材110の搭載パッド111上に塗布される。次に、圧電素子120が導電性接着剤140上に搬送され、引出電極123と搭載パッド111とで導電性接着剤140を挟むように圧電素子120が載置され、その状態で加熱硬化される。これにより、引出電極123と搭載パッド111とが電気的に接着される。素子実装工程では、このように、導電性接着剤140により、圧電素子120の引出電極123と素子搭載部材110の搭載パッド111とが電気的に接着され、固着されることで、圧電素子120を素子搭載部材110の上面側に実装している。
The element mounting process is a process of mounting the piezoelectric element 120 on the element mounting member 110 with the conductive adhesive 140. In the element mounting step, first, the conductive adhesive 140 is applied onto the mounting pad 111 of the element mounting member 110 by, for example, a dispenser. Next, the piezoelectric element 120 is conveyed onto the conductive adhesive 140, and the piezoelectric element 120 is placed so that the conductive adhesive 140 is sandwiched between the extraction electrode 123 and the mounting pad 111, and is heated and cured in that state. . Thereby, the extraction electrode 123 and the mounting pad 111 are electrically bonded. In the element mounting process, the lead electrode 123 of the piezoelectric element 120 and the mounting pad 111 of the element mounting member 110 are electrically bonded and fixed by the conductive adhesive 140 in this way, so that the piezoelectric element 120 is fixed. It is mounted on the upper surface side of the element mounting member 110.
封止工程は、素子搭載部材110の上面と蓋体130の下面とを接合部材150により接合し、素子搭載部材110の上面側に実装されている。圧電素子120を気密封止する工程である。ここでは、接合部材150の原料がガラスからなる場合について説明する。封止工程では、まず、バインダーと溶剤とが加えられたペースト状のガラスフリットペーストが、スクリーン印刷法で蓋体130の封止枠部132の下面、具体的には、枠部132aの下面および鍔部132bの下面に塗布され乾燥されることで設けられる。次に、このガラスフリットペーストが、素子搭載部材110の上面と蓋体130の下面との間に位置するように設けられ、この状態で、加熱されガラスフリットペーストを溶融し、固化する。封止工程では、接合部材150を、素子搭載部材110の上面と蓋体130の下面との間に設け、
加熱し溶融させて、再び固化させることで、素子搭載部材110と蓋体130とを接合している。
In the sealing step, the upper surface of the element mounting member 110 is mounted on the upper surface side of the element mounting member 110 by bonding the upper surface of the element mounting member 110 and the lower surface of the lid 130 with the bonding member 150. This is a step of hermetically sealing the piezoelectric element 120. Here, the case where the raw material of the joining member 150 is made of glass will be described. In the sealing step, first, a paste-like glass frit paste to which a binder and a solvent have been added is applied to the lower surface of the sealing frame portion 132 of the lid body 130 by screen printing, specifically, the lower surface of the frame portion 132a and It is provided by being applied and dried on the lower surface of the collar 132b. Next, the glass frit paste is provided so as to be positioned between the upper surface of the element mounting member 110 and the lower surface of the lid body 130. In this state, the glass frit paste is heated to melt and solidify. In the sealing step, the bonding member 150 is provided between the upper surface of the element mounting member 110 and the lower surface of the lid 130,
The element mounting member 110 and the lid 130 are joined by heating, melting, and solidifying again.
スペーサー接合工程は、導電部材170により素子搭載部材110の外部端子112とスペーサー160の端子用パッド161とを接合する工程である。導電部材170には、銀ペーストまたは鉛フリー半田が用いられる。導電部材170が銀ペーストからなる場合、導電部材接合工程では、まず、ディスペンサ等によってスペーサー160の上面の端子用パッド161または素子搭載部材110の下面の外部端子112に塗布される。その後、この塗布された銀ペーストを端子用パッド161と外部端子112とで挟んだ状態で硬化することで、端子用パッド161と外部端子112とを導電部材170により接合している。導電部材170が鉛フリー半田からなる場合、導電部材接合工程では、まず、半田粉末にフラックスを加え適当な粘度にされた半田ペーストが用意される。次に、この半田ペーストを端子用パッド161または外部端子112に印刷し、半田ペーストを端子用パッド161と外部端子112とで挟んだ状態で加熱することで、半田粉末が溶融され、固化することで、端子用パッド161と外部端子112とが接合される。
The spacer bonding step is a step of bonding the external terminal 112 of the element mounting member 110 and the terminal pad 161 of the spacer 160 by the conductive member 170. Silver paste or lead-free solder is used for the conductive member 170. When the conductive member 170 is made of a silver paste, in the conductive member bonding step, first, it is applied to the terminal pads 161 on the upper surface of the spacer 160 or the external terminals 112 on the lower surface of the element mounting member 110 by a dispenser or the like. Thereafter, the applied silver paste is cured while being sandwiched between the terminal pad 161 and the external terminal 112, whereby the terminal pad 161 and the external terminal 112 are bonded to each other by the conductive member 170. When the conductive member 170 is made of lead-free solder, in the conductive member joining step, first, a solder paste is prepared by adding flux to the solder powder to have an appropriate viscosity. Next, this solder paste is printed on the terminal pad 161 or the external terminal 112, and the solder paste is heated and sandwiched between the terminal pad 161 and the external terminal 112, whereby the solder powder is melted and solidified. Thus, the terminal pad 161 and the external terminal 112 are joined.
(第二実施形態)
以下、第二実施形態における圧電デバイスについて説明する。なお、第二実施形態における圧電デバイスのうち上述した圧電デバイスと同様の部分について、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第二実施形態における圧電デバイスは、図4および図5に示されているように、絶縁部材180が素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面との間に設けられている点で、第一実施形態と異なる。
(Second embodiment)
Hereinafter, the piezoelectric device in the second embodiment will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to the piezoelectric device mentioned above among the piezoelectric devices in 2nd embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably. As shown in FIGS. 4 and 5, the piezoelectric device in the second embodiment is the first in that the insulating member 180 is provided between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160. Different from the embodiment.
絶縁部材180は、樹脂接着剤が用いられ、特に、硬化するときに体積収縮の少ない樹脂接着剤が用いられる。絶縁部材180は、例えば、例えば、エポキシ系の樹脂接着剤またはシリコーン系の樹脂接着剤が用いられる。これにより、絶縁部材180が硬化するときに、絶縁部材180からスペーサー160、素子搭載部材110および導電部材170に加わる応力を抑えることができる。
The insulating member 180 is made of a resin adhesive, and in particular, a resin adhesive having a small volume shrinkage when cured. As the insulating member 180, for example, an epoxy resin adhesive or a silicone resin adhesive is used. Thereby, when the insulating member 180 is cured, the stress applied from the insulating member 180 to the spacer 160, the element mounting member 110, and the conductive member 170 can be suppressed.
絶縁部材180は、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面との間に設けられ、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面とを接着している。従って、素子搭載部材110とスペーサー160とは、導電部材170および絶縁部材180により、接着されていることとなり、従来と比較して、素子搭載部材110とスペーサー160との接着強度を高めることができる。また、絶縁部材180により、素子搭載部材110とスペーサー160とを接着することで、スペーサー160に応力が加えられたとき、絶縁部材180にも応力が加わることとなり、従来と比較して、導電部材170に加わる応力を低減させることが可能となる。
The insulating member 180 is provided between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160, and bonds the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160. Therefore, the element mounting member 110 and the spacer 160 are bonded to each other by the conductive member 170 and the insulating member 180, and the bonding strength between the element mounting member 110 and the spacer 160 can be increased as compared with the conventional case. . In addition, by bonding the element mounting member 110 and the spacer 160 with the insulating member 180, when stress is applied to the spacer 160, the stress is also applied to the insulating member 180. The stress applied to 170 can be reduced.
また、絶縁部材180は、貫通穴163の内部に設けられている。このとき、絶縁部材180は、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面との間にも設けられている。絶縁部材180が貫通穴163の内部に設けられていることによって、仮に貫通穴163の外周縁に応力が加わったとしても、貫通穴163の外周縁が絶縁部材180によって保護されているので、貫通穴163の外周縁に沿って欠けや割れを低減させることができる。また、絶縁部材180が、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上目との間に設けられつつ貫通穴160の内部に設けられることによよって、スペーサー160自体の上下方向の厚みを大きくすることができるので、スペーサー160の剛性を高くすることができる。このため、貫通穴163に絶縁部材180が設けられていない場合と比較し、スペーサー160の剛性を高くすることができるので、スペーサー160に応力が加わったとき、スペーサー160で生じる歪みの量を低減させることが可能となる。結果、従来と比較して、外部端子112と端子用パッド161とを接合している導電部材170に加わる応力を低減させることができる。
The insulating member 180 is provided inside the through hole 163. At this time, the insulating member 180 is also provided between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160. Since the insulating member 180 is provided inside the through hole 163, even if stress is applied to the outer peripheral edge of the through hole 163, the outer peripheral edge of the through hole 163 is protected by the insulating member 180. Chipping and cracking can be reduced along the outer peripheral edge of the hole 163. Further, since the insulating member 180 is provided between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper eye of the spacer 160 and is provided in the through hole 160, the vertical thickness of the spacer 160 itself is increased. Thus, the rigidity of the spacer 160 can be increased. For this reason, compared with the case where the insulating member 180 is not provided in the through-hole 163, the rigidity of the spacer 160 can be increased. Therefore, when stress is applied to the spacer 160, the amount of distortion generated in the spacer 160 is reduced. It becomes possible to make it. As a result, compared to the conventional case, the stress applied to the conductive member 170 that joins the external terminal 112 and the terminal pad 161 can be reduced.
また、絶縁部材180が貫通穴163の内部に設けられていることで、貫通穴163から塵等の異物が混入することを低減させることができる。貫通穴163から塵等の異物が混入し導電部材170に付着した場合、外部端子112と端子用パッド161とで入出力される信号にノイズが重畳され、第二実施形態の実装端子162から出力される信号にもノイズが重畳され、結果、出力される信号が不安定となってしまう虞がある。従って、絶縁部材180が貫通穴163の内部に設けることで、塵等の異物が導電部材170に付着することを低減させることができ、外部端子112と端子用パッド161とで入出力される信号にノイズが重畳されることを抑え、実装端子162から出力される信号にもノイズが重畳されることを低減させることができる。よって、出力される信号が不安定となることを低減させることが可能となる。
In addition, since the insulating member 180 is provided inside the through hole 163, it is possible to reduce contamination of foreign matters such as dust from the through hole 163. When foreign matter such as dust enters from the through-hole 163 and adheres to the conductive member 170, noise is superimposed on signals input / output between the external terminal 112 and the terminal pad 161, and output from the mounting terminal 162 of the second embodiment. Noise is also superimposed on the output signal, and as a result, the output signal may become unstable. Therefore, by providing the insulating member 180 inside the through hole 163, it is possible to reduce the adhesion of foreign matters such as dust to the conductive member 170, and signals input and output between the external terminal 112 and the terminal pad 161. It is possible to suppress the noise from being superimposed on the signal, and to reduce the noise from being superimposed on the signal output from the mounting terminal 162. Therefore, it is possible to reduce the unstable output signal.
また、絶縁部材180は、素子搭載部材110の中心側を向く導電部材170の面を覆っている。ここで、素子搭載部材110の中心側を向く導電部材の面とは、平面視して、貫通穴163の開口部側を向く導電部材170の面のことである。つまり、絶縁部材180は、平面視して、貫通穴163の開口部側を向く導電部材170の面に設けられた状態となっており、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面と素子搭載部材110の中心側を向く導電部材170の面とで形成される空間に設けられた状態となっている。言い換えると、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面との間に絶縁部材180が充填された状態となっている。従って、絶縁部材180によって素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面との間に絶縁性部材180が充填され、素子搭載部材110とスペーサー160とを一体としてみなすことができ、第二実施形態に係る圧電デバイスの剛性を高くすることが可能となる。
Further, the insulating member 180 covers the surface of the conductive member 170 facing the center side of the element mounting member 110. Here, the surface of the conductive member facing the center side of the element mounting member 110 is the surface of the conductive member 170 facing the opening side of the through hole 163 in plan view. That is, the insulating member 180 is provided on the surface of the conductive member 170 facing the opening side of the through hole 163 in plan view, and the lower surface of the element mounting member 110, the upper surface of the spacer 160, and the element mounting. It is in a state provided in a space formed by the surface of the conductive member 170 facing the center side of the member 110. In other words, the insulating member 180 is filled between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160. Therefore, the insulating member 180 is filled between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160 by the insulating member 180, so that the element mounting member 110 and the spacer 160 can be regarded as one unit. It becomes possible to increase the rigidity of the piezoelectric device.
また、絶縁部材180が素子搭載部材110の中心側を向く導電部材170の面を覆った状態となっている。従って、絶縁部材180は、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面と素子搭載部材110の中心側を向く導電部材170の面とを接着している。このため、絶縁部材180は、従来と比較して、接着する面積を増やすことができるので、素子搭載部材110とスペーサー160との接着強度を高くすることができる。
In addition, the insulating member 180 covers the surface of the conductive member 170 facing the center side of the element mounting member 110. Therefore, the insulating member 180 bonds the lower surface of the element mounting member 110, the upper surface of the spacer 160, and the surface of the conductive member 170 facing the center side of the element mounting member 110. For this reason, since the insulating member 180 can increase the area to be bonded as compared with the conventional case, the bonding strength between the element mounting member 110 and the spacer 160 can be increased.
また、絶縁部材180は、素子搭載部材110の外周縁を向く導電部材170の面を覆っている。つまり、絶縁部材180は、第一実施形態に係る圧電デバイスにおいて露出していた導電部材170の面を覆うように設けられている。このとき、絶縁部材180は、導電部材170に塵等の異物が付着することを低減させている。導電部材170に塵等の異物が付着すると、外部端子112と端子用パッド161とで入出力される信号にノイズが重畳され、実装端子162から出力される信号にもノイズが重畳されることとなり、結果、出力される信号が不安定となってしまう虞がある。つまり、絶縁部材180で素子搭載部材110の外周縁を向く導電部材170の面を覆うことで、塵等の異物が導電部材170に付着する量を低減させ、外部端子112と端子用パッド161とで入出力される信号にノイズが重畳させることを低減させ、結果、出力される信号が不安定となることを低減させている。
The insulating member 180 covers the surface of the conductive member 170 facing the outer peripheral edge of the element mounting member 110. That is, the insulating member 180 is provided so as to cover the surface of the conductive member 170 exposed in the piezoelectric device according to the first embodiment. At this time, the insulating member 180 reduces adhesion of foreign matters such as dust to the conductive member 170. When foreign matter such as dust adheres to the conductive member 170, noise is superimposed on signals input / output between the external terminals 112 and the terminal pads 161, and noise is also superimposed on signals output from the mounting terminals 162. As a result, the output signal may become unstable. That is, by covering the surface of the conductive member 170 facing the outer peripheral edge of the element mounting member 110 with the insulating member 180, the amount of foreign matter such as dust attached to the conductive member 170 is reduced, and the external terminal 112, the terminal pad 161, Thus, it is possible to reduce the superimposition of noise on the input / output signal, and to reduce the instability of the output signal.
また、絶縁部材180は、素子搭載部材110の外周縁を向く導電部材170の面を覆っているので、従来と比較して、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面との接着面積を大きくすることができ、接着強度を高くすることが可能となる。
In addition, since the insulating member 180 covers the surface of the conductive member 170 facing the outer peripheral edge of the element mounting member 110, the bonding area between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160 is larger than in the conventional case. It is possible to increase the adhesive strength.
また、絶縁部材180は、素子搭載部材110の外周縁を向く導電部材170の面を覆っているので、平面視して、導電部材170より素子搭載部材110の外周縁側において絶縁部材180により接着することができる。このため、導電部材170より素子搭載部材110の外周縁側においても絶縁部材180により素子搭載部材110とスペーサー160とを一体と見なすことができるため、剛性を高くすることが可能となる。
Further, since the insulating member 180 covers the surface of the conductive member 170 facing the outer peripheral edge of the element mounting member 110, the insulating member 180 is bonded by the insulating member 180 on the outer peripheral edge side of the element mounting member 110 in plan view. be able to. For this reason, since the element mounting member 110 and the spacer 160 can be regarded as one body by the insulating member 180 also on the outer peripheral edge side of the element mounting member 110 from the conductive member 170, the rigidity can be increased.
第二実施形態に係る圧電デバイスでは、絶縁部材180が素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面との間に設けられているので、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面とを接着している。従って、第二実施形態に係る圧電デバイスでは、従来と比較して、素子搭載部材110とスペーサー160との接着強度を高めることができる。このため、第二実施形態に係る圧電デバイスでは、スペーサー160に応力が加わったとき、絶縁部材180にも応力が加わることとなり、外部端子112と端子用パッド161とを接合している導電部材170に加わる応力を低減させることが可能となる。結果、第二実施形態に係る圧電デバイスでは、導電部材170に加わる応力を低減させることができるので、導電部材170の亀裂や導電部材170の剥がれに起因した外部端子112と端子用パッド161との導通不良を低減させることが可能となる。
In the piezoelectric device according to the second embodiment, since the insulating member 180 is provided between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160, the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160 are bonded. ing. Therefore, in the piezoelectric device according to the second embodiment, the adhesive strength between the element mounting member 110 and the spacer 160 can be increased as compared with the related art. For this reason, in the piezoelectric device according to the second embodiment, when stress is applied to the spacer 160, stress is also applied to the insulating member 180, and the conductive member 170 joining the external terminal 112 and the terminal pad 161. It is possible to reduce the stress applied to the. As a result, in the piezoelectric device according to the second embodiment, the stress applied to the conductive member 170 can be reduced, so that the external terminal 112 and the terminal pad 161 are caused by the crack of the conductive member 170 or the peeling of the conductive member 170. It becomes possible to reduce conduction failure.
また、第二実施形態に係る圧電デバイスでは、絶縁部材180が、スペーサー160に形成されている貫通穴163の内部にも設けられている。従って、第二実施形態に係る圧電デバイスでは、貫通穴163の内部に絶縁部材180が設けられていない場合と比較して、スペーサー160の剛性を高くすることができる。このため、第二実施形態に係る圧電デバイスでは、スペーサー160に応力が加わったとき、貫通穴163の内部に絶縁部材180が設けられていない場合と比較して、スペーサー160に生じる歪みの量を低減させることが可能となる。結果、第二実施形態に係る圧電デバイスでは、スペーサー160に生じる歪みの量が低減されるため、外部端子112と端子用パッド161とを接合している導電部材170に加わる応力を低減させることができ、導電部材170の亀裂や導電部材170の剥がれに起因した外部端子112と端子用パッド161との導通不良を低減させることが可能となる。
In the piezoelectric device according to the second embodiment, the insulating member 180 is also provided inside the through hole 163 formed in the spacer 160. Therefore, in the piezoelectric device according to the second embodiment, the rigidity of the spacer 160 can be increased as compared with the case where the insulating member 180 is not provided in the through hole 163. For this reason, in the piezoelectric device according to the second embodiment, when stress is applied to the spacer 160, the amount of distortion generated in the spacer 160 is smaller than when the insulating member 180 is not provided in the through hole 163. It can be reduced. As a result, in the piezoelectric device according to the second embodiment, since the amount of distortion generated in the spacer 160 is reduced, the stress applied to the conductive member 170 that joins the external terminal 112 and the terminal pad 161 can be reduced. In addition, it is possible to reduce poor conduction between the external terminal 112 and the terminal pad 161 due to the crack of the conductive member 170 or the peeling of the conductive member 170.
また、第二実施形態の圧電デバイスは、絶縁部材180が素子搭載部材110の中心側を向く導電部材170の面を覆った状態となっているので、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面と素子搭載部材110の中心側を向く導電部材170の面とを接着している構造となっている。このため、第二実施形態の圧電デバイスは、絶縁部材180により接着する面積を増やすことができるので、素子搭載部材110とスペーサー160との接着強度を高くすることができる。結果、第二実施形態の圧電デバイスでは、導電部材170に加わる応力を低減させることができるので、導電部材170の亀裂や導電部材170の剥がれに起因した外部端子112と端子用パッド161との導通不良を低減させることが可能となる。
In the piezoelectric device of the second embodiment, since the insulating member 180 covers the surface of the conductive member 170 facing the center side of the element mounting member 110, the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160 are included. And the surface of the conductive member 170 facing the center side of the element mounting member 110 are bonded. For this reason, since the piezoelectric device of the second embodiment can increase the area to be bonded by the insulating member 180, the bonding strength between the element mounting member 110 and the spacer 160 can be increased. As a result, in the piezoelectric device according to the second embodiment, since the stress applied to the conductive member 170 can be reduced, the conduction between the external terminal 112 and the terminal pad 161 due to the crack of the conductive member 170 or the peeling of the conductive member 170. Defects can be reduced.
また。第二実施形態の圧電デバイスは、絶縁部材180により、素子搭載部材110の外周縁を向く導電部材170の面を覆っている。従って、第二実施形態の圧電デバイスは、塵等の異物が導電部材170に付着する量を低減させ、外部端子112と端子用パッド161とで入出力される信号にノイズが重畳させることを低減させ、結果、出力される信号が不安定となることを低減させている。
Also. In the piezoelectric device of the second embodiment, the surface of the conductive member 170 facing the outer peripheral edge of the element mounting member 110 is covered with an insulating member 180. Therefore, the piezoelectric device of the second embodiment reduces the amount of foreign matters such as dust adhering to the conductive member 170 and reduces noise superimposed on signals input / output between the external terminal 112 and the terminal pad 161. As a result, the output signal is prevented from becoming unstable.
また、第二実施形態の圧電デバイスは、絶縁部材180により素子搭載部材110の外周縁を向く導電部材170の面を覆っているので、従来と比較して、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面との接着面積を大きくすることができ、接着強度を高くすることが可能となる。結果、第二実施形態の圧電デバイスでは、導電部材170に加わる応力を低減させることができるので、導電部材170の亀裂や導電部材170の剥がれに起因した外部端子112と端子用パッド161との導通不良を低減させることが可能となる。
Further, in the piezoelectric device of the second embodiment, the insulating member 180 covers the surface of the conductive member 170 facing the outer peripheral edge of the element mounting member 110, so that the lower surface of the element mounting member 110 and the spacer 160 are compared with the conventional one. It is possible to increase the bonding area with the upper surface of the film, and to increase the bonding strength. As a result, in the piezoelectric device according to the second embodiment, since the stress applied to the conductive member 170 can be reduced, the conduction between the external terminal 112 and the terminal pad 161 due to the crack of the conductive member 170 or the peeling of the conductive member 170. Defects can be reduced.
また、第二実施形態の圧電デバイスは、絶縁部材180により素子搭載部材110の外周縁を向く導電部材170の面を覆っているので、平面視して、導電部材170より素子搭載部材110の外周縁側において絶縁部材180により接着することができる。このため、第二実施形態の圧電デバイスは、導電部材170より素子搭載部材110の外周縁側においても絶縁部材180により素子搭載部材110とスペーサー160とを一体と見なすことができるため、剛性を高くすることが可能となる。結果、第二実施形態の圧電デバイスでは、導電部材170に加わる応力を低減させることができるので、導電部材170の亀裂や導電部材170の剥がれに起因した外部端子112と端子用パッド161との導通不良を低減させることが可能となる。
In the piezoelectric device of the second embodiment, since the insulating member 180 covers the surface of the conductive member 170 facing the outer peripheral edge of the element mounting member 110, the outer periphery of the element mounting member 110 from the conductive member 170 in plan view. It can be bonded by an insulating member 180 on the edge side. For this reason, the piezoelectric device of the second embodiment has high rigidity because the element mounting member 110 and the spacer 160 can be regarded as one body by the insulating member 180 on the outer peripheral edge side of the element mounting member 110 from the conductive member 170. It becomes possible. As a result, in the piezoelectric device according to the second embodiment, since the stress applied to the conductive member 170 can be reduced, the conduction between the external terminal 112 and the terminal pad 161 due to the crack of the conductive member 170 or the peeling of the conductive member 170. Defects can be reduced.
ここで、第二実施形態に係る圧電デバイスの製造方法について説明する。なお、第二実施形態における圧電デバイスの製造方法のうち第一実施形態における圧電デバイスの製造方法と同様の部分について、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第二実施形態における圧電デバイスの製造方法では、絶縁部材180を素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面との間に設ける絶縁部材形成工程を備えている点で、第一実施形態と異なる。
Here, a manufacturing method of the piezoelectric device according to the second embodiment will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to the manufacturing method of the piezoelectric device in 1st embodiment among the manufacturing methods of the piezoelectric device in 2nd embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably. The method for manufacturing a piezoelectric device according to the second embodiment differs from the first embodiment in that an insulating member forming step is provided in which the insulating member 180 is provided between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160.
絶縁部材形成工程は、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面との間に絶縁部材180を設ける工程である。絶縁部材形成工程では、導電接合工程後に、素子搭載部材110の下面とスペーサー160の上面との間に設けられつつ、スペーサー160の貫通穴163内に位置するように絶縁部材180が設けられる。また、このとき、絶縁部材180により、素子搭載部材110の中心側を向く導電部材170の面および素子搭載部材110の外周縁を向く導電部材170の面が覆われた状態となる。
The insulating member forming step is a step of providing the insulating member 180 between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160. In the insulating member forming step, the insulating member 180 is provided so as to be positioned in the through hole 163 of the spacer 160 while being provided between the lower surface of the element mounting member 110 and the upper surface of the spacer 160 after the conductive bonding step. At this time, the insulating member 180 covers the surface of the conductive member 170 facing the center of the element mounting member 110 and the surface of the conductive member 170 facing the outer peripheral edge of the element mounting member 110.
絶縁部材形成工程では、例えば、導電部材接合工程後に、スペーサー160の貫通穴163から絶縁部材180を注入される。これにより、絶縁部材180が素子搭載部材110の中心側を向く導電部材170の面を覆うように設けることを容易にすることができる。また、このように、貫通穴163から絶縁部材180を注入することで、貫通穴163内に絶縁部材180に容易に設けることができる。
In the insulating member forming step, for example, the insulating member 180 is injected from the through hole 163 of the spacer 160 after the conductive member bonding step. Accordingly, it is possible to easily provide the insulating member 180 so as to cover the surface of the conductive member 170 facing the center side of the element mounting member 110. In addition, by injecting the insulating member 180 from the through hole 163 as described above, the insulating member 180 can be easily provided in the through hole 163.
外部端子が一対となっている場合について説明しているが、例えば、四つ設けられており、素子搭載部材110の下面の四隅に一つずつ設けもよい。このとき、外部端子の所定の二つが搭載パッド111と電気的に接続された状態となっている。
The case where a pair of external terminals is described has been described. For example, four external terminals may be provided, and one may be provided at each of the four corners of the lower surface of the element mounting member 110. At this time, predetermined two of the external terminals are electrically connected to the mounting pad 111.
素子搭載部材110が平板状の場合について説明しているが、素子搭載部材110と蓋体とで形成される空間内に圧電素子を気密封止することができれば、例えば、凹部が形成されている素子搭載部材と平板状の蓋体を用いてもよい。
Although the case where the element mounting member 110 has a flat plate shape is described, if the piezoelectric element can be hermetically sealed in the space formed by the element mounting member 110 and the lid, for example, a recess is formed. An element mounting member and a flat lid may be used.
(第三実施形態)
以下、第三実施形態における圧電デバイスについて説明する。なお、第三実施形態における圧電デバイスのうち上述した圧電デバイスと同様の部分について、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第三実施形態における圧電デバイスは、図6に示したように、圧電素子320を実装している素子搭載部材310が基部313、固定部311および脚部312(312a,312b,312c)から構成されている点で第二実施形態と異なる。
(Third embodiment)
Hereinafter, the piezoelectric device in the third embodiment will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to the piezoelectric device mentioned above among the piezoelectric devices in 3rd embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably. In the piezoelectric device according to the third embodiment, as shown in FIG. 6, the element mounting member 310 on which the piezoelectric element 320 is mounted includes a base 313, a fixing part 311, and legs 312 (312 a, 312 b, 312 c). This is different from the second embodiment.
素子搭載部材310は、平板状の基部313と、基部313の所定の一面から延設されている脚部312と、基部313の所定の他の一面から延設されている固定部311と、から構成されており、基部313から延設されている脚部312の先端が外部端子となっている。
The element mounting member 310 includes a flat base 313, a leg 312 extending from a predetermined surface of the base 313, and a fixing portion 311 extending from a predetermined other surface of the base 313. The tip of the leg 312 extending from the base 313 is an external terminal.
基部313は、素子搭載部材310に実装される圧電素子320を、蓋体330と共に気密封止するための空間を形成するためのものである。また、基部312は、鉄、コバルト、ニッケル、銅のいずれかを含んだ合金、または、ステンレスが用いられ、例えば、鉄、ニッケル、コバルトからなる合金が用いられる。基部313は、平板状となっており、例えば、略直方体形状となっており、一方の主面を平面視すると、短辺部が半円形状となっている。
The base 313 is for forming a space for hermetically sealing the piezoelectric element 320 mounted on the element mounting member 310 together with the lid 330. The base 312 is made of an alloy containing any of iron, cobalt, nickel, and copper, or stainless steel. For example, an alloy made of iron, nickel, and cobalt is used. The base 313 has a flat plate shape, for example, has a substantially rectangular parallelepiped shape, and when one main surface is viewed in plan, the short side portion has a semicircular shape.
脚部312は、素子搭載部材310に実装される圧電素子320に電圧を印加するためのものであり、基部313と絶縁した状態で、基部313の所定の一面から延設されている。このとき、脚部312は、例えば、一対となっており、基部313の所定の一面であって長辺に平行となるように並んで配置されている。脚部312は、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、金のいずれか一つ、またはいずれか一つを含んだ合金が用いられ、例えば、鉄、ニッケル、コバルトからなる合金が用いられる。
The leg 312 is for applying a voltage to the piezoelectric element 320 mounted on the element mounting member 310, and extends from a predetermined surface of the base 313 while being insulated from the base 313. At this time, the leg portions 312 are, for example, a pair, and are arranged side by side so as to be parallel to the long side of the predetermined surface of the base portion 313. For the leg 312, any one of iron, cobalt, nickel, copper, silver, and gold, or an alloy containing any one of them is used. For example, an alloy made of iron, nickel, and cobalt is used.
また、脚部312に、鉄、コバルト、ニッケルからなる合金が用いることで、脚部312の熱膨張係数が48〜62×10^−7Kとすることができ、他の金属材料を用いた場合と比較して、スペーサー360との熱膨張係数の差を小さくすることが可能となる。このため、導電部材370により、スペーサー360の端子パッド361と脚部312とを電気的に接続させるために接合するとき、脚部312から導電部材370に加わる応力と、スペーサー360から導電部材370に加わる応力との差を小さくすることができるようになる。
Moreover, when the alloy which consists of iron, cobalt, and nickel is used for the leg part 312, the thermal expansion coefficient of the leg part 312 can be 48-62x10 ^ -7K, and when other metal materials are used As compared with the above, it is possible to reduce the difference in thermal expansion coefficient with the spacer 360. Therefore, when the conductive member 370 is joined to electrically connect the terminal pad 361 of the spacer 360 and the leg 312, the stress applied to the conductive member 370 from the leg 312 and the spacer 360 to the conductive member 370. The difference from the applied stress can be reduced.
また、脚部312は、複数回折り曲げられており、第一脚部312a、第二脚部312bおよび第三脚部312cから構成されている。第一脚部312aは、一端が基部313と絶縁した状態で基部313の所定の一面に接続され、他端が第二脚部312bの一端と接続されている。このとき、第一脚部312aは、例えば、スペーサー360の上面とほぼ平行となっている。第二脚部312bは、一端が第一脚部312aの他端と接続され、他端が第三脚部312cの一端と接続されている。このとき、第二脚部312bは、例えば、スペーサー360の上面と垂直となっている。第三脚部312cは、一端が第二脚部312bに接続され、他端がスペーサー360の上面に設けられている端子用パッド361と導電部材370によって電気的に接続されている。従って、第三脚部312cは、素子搭載部材310の外部端子に相当する。
The leg portion 312 is bent a plurality of times, and includes a first leg portion 312a, a second leg portion 312b, and a third leg portion 312c. The first leg 312a is connected to a predetermined surface of the base 313 in a state where one end is insulated from the base 313, and the other end is connected to one end of the second leg 312b. At this time, the first leg 312a is substantially parallel to the upper surface of the spacer 360, for example. The second leg 312b has one end connected to the other end of the first leg 312a and the other end connected to one end of the third leg 312c. At this time, the second leg 312b is, for example, perpendicular to the upper surface of the spacer 360. One end of the third leg portion 312 c is connected to the second leg portion 312 b, and the other end is electrically connected to a terminal pad 361 provided on the upper surface of the spacer 360 by a conductive member 370. Accordingly, the third leg portion 312 c corresponds to an external terminal of the element mounting member 310.
固定部311は、素子搭載部材310に圧電素子320を実装するためのものであり、基部313と絶縁した状態で、基部313の所定の他の一面、例えば、基部313の所定の一面と反対側を向く基部313の面から延設されている。このとき、固定部311は、例えば、一対となっており、基部313の所定の他の一面であって長辺と平行となるように並んで配置されている。固定部311は、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、金のいずれか一つ、または、いずれか一つを含む合金が用いられ、例えば、鉄、コバルト、ニッケルからなる合金が用いられており、脚部312と一体的に形成されている。固定部311における基部313と反対側の固定部311の端部には、導電性接着剤(図示せず)によって、圧電素子320が接着、固着されて、圧電素子320が基部313と接触しない状態で保持されている。このとき、導電性接着剤によって、固定部311と圧電素子320の引出電極とが電気的に接続された状態となっている。
The fixing portion 311 is for mounting the piezoelectric element 320 on the element mounting member 310, and is insulated from the base portion 313 and is opposite to a predetermined other surface of the base portion 313, for example, a predetermined one surface of the base portion 313. It extends from the surface of the base 313 facing the surface. At this time, the fixing portions 311 are, for example, a pair, and are arranged side by side so as to be parallel to the long side on the other predetermined surface of the base portion 313. For the fixing portion 311, any one of iron, cobalt, nickel, copper, silver, and gold, or an alloy containing any one of them is used. For example, an alloy made of iron, cobalt, or nickel is used. The leg portion 312 is integrally formed. A state in which the piezoelectric element 320 is bonded and fixed to the end of the fixing portion 311 opposite to the base portion 313 in the fixing portion 311 by a conductive adhesive (not shown) so that the piezoelectric element 320 does not contact the base portion 313. Is held by. At this time, the fixing portion 311 and the extraction electrode of the piezoelectric element 320 are electrically connected by the conductive adhesive.
ここで、固定部311が延設されている基部313の所定の他の一面を基部313の第一面M1とし、脚部312が延設されている基部313の所定の一面を基部313の第二面M2とする。また、基部313の第一面M1および基部313の第二面M2を基部313の主面とする。また、実際の図面上での上下方向とは異なるが、第三実施形態でのみ、基部313の第一面M1を素子搭載部材310の上面とし、基部313の第二面M2を素子搭載部材310の下面とする。
Here, the other predetermined surface of the base portion 313 where the fixing portion 311 extends is the first surface M1 of the base portion 313, and the predetermined one surface of the base portion 313 where the leg portion 312 is extended is the first surface of the base portion 313. Let it be a two-sided M2. The first surface M1 of the base portion 313 and the second surface M2 of the base portion 313 are defined as the main surface of the base portion 313. Although different from the vertical direction on the actual drawing, only in the third embodiment, the first surface M1 of the base portion 313 is the upper surface of the element mounting member 310, and the second surface M2 of the base portion 313 is the element mounting member 310. The lower surface of
素子搭載部材310には、特に図示していないが、基部313の第一面M1から基部313の第二面M2にかけて貫通している微細な孔(図示せず)が形成されている。この孔には、一体となっている脚部312および固定部311が挿入された後、絶縁性接合部材(図示せず)が挿入される。このようにすることで、基部313と脚部312とが絶縁した状態で基部313から脚部312を延設させることができ、基部313と固定部311とが絶縁した状態で基部313から固定部311を延設させることが可能となっている。
Although not particularly illustrated, the element mounting member 310 has a fine hole (not shown) penetrating from the first surface M1 of the base portion 313 to the second surface M2 of the base portion 313. After the leg portion 312 and the fixing portion 311 are inserted into the hole, an insulating bonding member (not shown) is inserted. Thus, the leg 312 can be extended from the base 313 in a state where the base 313 and the leg 312 are insulated, and the base 313 and the fixing portion 311 are insulated from the base 313 and the fixing portion 311. 311 can be extended.
蓋体330は、基部313と接合されて基部313に実装されている圧電素子320を気密封止するためのものであり、封止基部331、封止枠部332および蓋端子333(333a,333b,333c)から構成されている。蓋体330は、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、金のいずれか一つ、または、いずれか一つを含んだ合金が用いられ、例えば、鉄、ニッケル、コバルトからなる合金が用いられる。また、蓋体330は、封止基部331、封止枠部332、および蓋端子333から構成されている。
The lid 330 is for hermetically sealing the piezoelectric element 320 that is bonded to the base 313 and mounted on the base 313, and includes a sealing base 331, a sealing frame 332, and lid terminals 333 (333a, 333b). , 333c). The lid 330 is made of any one of iron, cobalt, nickel, copper, silver, and gold, or an alloy containing any one of them, for example, an alloy made of iron, nickel, and cobalt. The lid 330 includes a sealing base 331, a sealing frame 332, and a lid terminal 333.
封止基部331は、平板状に形成されており、例えば、略直方体形状となっており、平面視して短辺側が半円形状となっている。このとき、封止基部331の主面、具体的には、基部313側を向く封止基部331の面は、基部313の主面と同形状となっている。
The sealing base 331 is formed in a flat plate shape, for example, has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a semicircular shape on the short side in plan view. At this time, the main surface of the sealing base 331, specifically, the surface of the sealing base 331 facing the base 313 side has the same shape as the main surface of the base 313.
封止枠部332は、平板状の枠形状となっており、封止基部332の基部313側を向く面の縁部に沿って設けられ、蓋体330の基部313側を向く面に圧電素子320を収容するための空間を形成している。封止枠部332は、基部313と冷間圧接接合により接合されており、封止枠部332と封止基部331とで形成される凹部内に圧電素子320が気密封止されている。
The sealing frame portion 332 has a flat frame shape, is provided along the edge of the surface of the sealing base portion 332 facing the base portion 313 side, and the surface of the lid 330 facing the base portion 313 side has a piezoelectric element. A space for accommodating 320 is formed. The sealing frame portion 332 is joined to the base portion 313 by cold pressure bonding, and the piezoelectric element 320 is hermetically sealed in a recess formed by the sealing frame portion 332 and the sealing base portion 331.
蓋端子333は、蓋体330をグランドと同電位にするためのものであり、蓋体330から延設されている。また、蓋端子333は、複数回折り曲げられており、第一蓋端子333a、第二蓋端子333bおよび第三蓋端子333cから構成されている。第一蓋端子333aは、一端が、基部313側を向く封止基部331と反対側を向く封止基部331の面に電気的に接続された状態で接続されており、他端が、第二蓋端子333bと接続されている。このとき、第一蓋端子333aは、例えば、スペーサー360の上面と平行となっている。第二蓋端子333bは、一端が第一蓋端子333aの他端に接続されており、他端が第三蓋端子333cの一端に接続されている。このとき、第二蓋端子333bは、例えば、スペーサー360の上面と垂直となっている。第三蓋端子333cは、一端が第二蓋端子333bに接続されており。他端がスペーサー360に設けられている端子用パッドに361、導電部材370によって接続されている。なお、第三蓋端子333cが接続される端子用パッド361は、素子搭載部材310の脚部312が接続される端子用パッド361とは異なっている。従って、蓋体330の蓋端子333、具体的には、第三蓋端子333cも、外部端子の機能を果たしている。この蓋端子333が接続される端子用パッド361をグランドと同電位にすることで、素子搭載部材310に実装されている圧電素子320を疑似的に蓋体330でシールドすることが可能となる。このため、圧電素子320の励振電極と圧電デバイスの外部とで生じる浮遊容量を小さくすることができ、圧電デバイスの信号を安定させることが可能となる。
The lid terminal 333 is for bringing the lid 330 to the same potential as the ground, and extends from the lid 330. The lid terminal 333 is bent a plurality of times, and includes a first lid terminal 333a, a second lid terminal 333b, and a third lid terminal 333c. The first lid terminal 333a is connected in a state where one end is electrically connected to the surface of the sealing base 331 facing the base 313 side and the other side of the sealing base 331 facing the opposite side. The lid terminal 333b is connected. At this time, the first lid terminal 333a is parallel to the upper surface of the spacer 360, for example. The second lid terminal 333b has one end connected to the other end of the first lid terminal 333a and the other end connected to one end of the third lid terminal 333c. At this time, the second lid terminal 333b is, for example, perpendicular to the upper surface of the spacer 360. One end of the third lid terminal 333c is connected to the second lid terminal 333b. The other end is connected to a terminal pad provided on the spacer 360 by a conductive member 370 and 361. Note that the terminal pad 361 to which the third lid terminal 333 c is connected is different from the terminal pad 361 to which the leg portion 312 of the element mounting member 310 is connected. Therefore, the lid terminal 333 of the lid 330, specifically, the third lid terminal 333c also functions as an external terminal. By setting the terminal pad 361 to which the lid terminal 333 is connected to the same potential as the ground, the piezoelectric element 320 mounted on the element mounting member 310 can be shielded in a pseudo manner by the lid 330. For this reason, the stray capacitance generated between the excitation electrode of the piezoelectric element 320 and the outside of the piezoelectric device can be reduced, and the signal of the piezoelectric device can be stabilized.
蓋端子333に、鉄、コバルト、ニッケルからなる合金が用いることで、蓋端子333の熱膨張係数が48〜62×10^−7Kとすることができ、他の金属材料を用いた場合と比較して、スペーサー360との熱膨張係数の差を小さくすることが可能となる。このため、導電部材370により、スペーサー360の端子パッド361と脚部312とを電気的に接続させるために接合するとき、蓋端子333から導電部材370に加わる応力と、スペーサー360から導電部材370に加わる応力との差を小さくすることができるようになる。
By using an alloy made of iron, cobalt, and nickel for the lid terminal 333, the thermal expansion coefficient of the lid terminal 333 can be set to 48 to 62 × 10 ^ −7K, compared with the case where other metal materials are used. Thus, the difference in thermal expansion coefficient with the spacer 360 can be reduced. Therefore, when the conductive member 370 is joined to electrically connect the terminal pad 361 and the leg portion 312 of the spacer 360, the stress applied to the conductive member 370 from the lid terminal 333, and the spacer 360 to the conductive member 370. The difference from the applied stress can be reduced.
スペーサー360は、例えば、図7に示すように、略矩形形状の平板状となっており、その上面に、例えば、三つの端子用パッド361が設けられている。端子用パッド361のうち二つは、スペーサー360の上面の一方の長辺に沿って二つ並びつつ第三脚部312cと向かいあう位置に配置されている。端子用パッド361のうち残りの一つは、スペーサー360の上面の他方の長辺の縁部で、かつ、第三蓋端子333cと向かい合う位置に配置されている。スペーサー360の下面には、図示しないスペーサー360の内部配線または配線部によって端子用パッド361と電気的に接続されている実装端子362が設けられている。これら実装端子362は、スペーサー360の上面から下面を平面視したとき、実装端子362が端子用パッド361と重なる位置に配置されている。
For example, as shown in FIG. 7, the spacer 360 has a substantially rectangular flat plate shape, and three terminal pads 361 are provided on the upper surface thereof, for example. Two of the terminal pads 361 are arranged along the one long side of the upper surface of the spacer 360 so as to face the third leg 312c. The remaining one of the terminal pads 361 is arranged at the edge of the other long side of the upper surface of the spacer 360 and at a position facing the third lid terminal 333c. On the lower surface of the spacer 360, a mounting terminal 362 that is electrically connected to the terminal pad 361 by an internal wiring or wiring portion of the spacer 360 (not shown) is provided. These mounting terminals 362 are arranged at positions where the mounting terminals 362 overlap the terminal pads 361 when the lower surface of the spacer 360 is viewed from above.
スペーサー360は、上面を平面視して、長辺の寸法が5〜15mmとなっており、短辺の寸法が4.5〜14.5mmとなっている。また、端子用パッド361は、スペーサー360の上面を平面視したとき、三つある端子用パッド361のうち第三脚部312cと電気的に接続されるうちの二つ(の端子用パッド361)の大きさが、スペーサー360の長辺と平行となっている辺の寸法が1.0〜3.0mmとなっており、スペーサー360の短辺と平行となっている辺の寸法が1.0〜3.0mmとなっており、三つある端子用パッド361のうち第三蓋端子333cと電気的に接続される残りの一つ(の端子用パッド361)の大きさが、スペーサー360の長辺と平行となっている辺の寸法が1.0〜3.0mmとなっており、スペーサー360の短辺と平行となっている辺の寸法が1.0〜3.0mmとなっている。また、スペーサー360の上面から下面にかけて形成されている貫通穴363は、スペーサー360の上面を平面視したとき、その開口部が円形形状となっており、円型の直径が0.5〜4.0mmとなっている。また、スペーサー360の上下方向の厚みは、例えば、0.2〜1.0mmとなっている。
The spacer 360 has a long side dimension of 5 to 15 mm and a short side dimension of 4.5 to 14.5 mm, as viewed from above. The terminal pads 361 are two of the three terminal pads 361 that are electrically connected to the third leg portion 312c when the upper surface of the spacer 360 is viewed in plan (terminal pads 361). The dimension of the side parallel to the long side of the spacer 360 is 1.0 to 3.0 mm, and the dimension of the side parallel to the short side of the spacer 360 is 1.0. The remaining one of the three terminal pads 361 electrically connected to the third lid terminal 333c (the terminal pad 361) is the length of the spacer 360. The dimension of the side parallel to the side is 1.0 to 3.0 mm, and the dimension of the side parallel to the short side of the spacer 360 is 1.0 to 3.0 mm. Further, the through hole 363 formed from the upper surface to the lower surface of the spacer 360 has a circular opening when the upper surface of the spacer 360 is viewed in plan, and the circular diameter is 0.5-4. It is 0 mm. Further, the thickness of the spacer 360 in the vertical direction is, for example, 0.2 to 1.0 mm.
本実施形態では、図6および図7で特に図示していないが、絶縁部材が第二実施形態の場合と同様に設けられているが、絶縁部材が蓋体330とスペーサー360の上面との間にも設けられている点で第二実施形態と異なっている。絶縁部材は、スペーサー360に形成されている貫通穴363の内部に充填されているともに、素子搭載部材310の基部313とスペーサー360の上面との間、および、蓋体330とスペーサー360の上面との間にも設けられている。このようにすることで、スペーサー360と素子搭載部材310およびスペーサー360と蓋体330の接合強度を高めつつ、スペーサー360に応力が加わったときに導電部材370に加わる応力をより低減させることができる。
In this embodiment, although not particularly illustrated in FIGS. 6 and 7, the insulating member is provided in the same manner as in the second embodiment, but the insulating member is provided between the lid 330 and the upper surface of the spacer 360. This is different from the second embodiment in that it is also provided. The insulating member fills the inside of the through hole 363 formed in the spacer 360, and between the base portion 313 of the element mounting member 310 and the upper surface of the spacer 360, and the upper surfaces of the lid 330 and the spacer 360. It is also provided between. By doing so, the stress applied to the conductive member 370 when the stress is applied to the spacer 360 can be further reduced while increasing the bonding strength between the spacer 360 and the element mounting member 310 and between the spacer 360 and the lid 330. .
また、絶縁部材は、スペーサー360の中心側を向く導電部材370の面を覆いつつ、スペーサー360の外周縁を向く導電部材370の面を覆っている。ここで、スペーサー360の中心側を向く導電部材370の面とは、平面視して、スペーサー360に形成されている貫通穴363の開口部を向く導電部材370の面であり、スペーサー360の外周縁を向く導電部材370の面とは、平面視して、スペーサー360の外周側を向く導電部材370の面である。このように、スペーサー360の中心側を向く導電部材370の面およびスペーサー360の外周縁側を向く導電部材370の面を覆うように絶縁部材を設けることで、絶縁部材が導電部材370を覆うように設けられつつ、蓋体330、素子搭載部材310、スペーサー360および導電部材370で形成される空間内に充填されている状態となっている。従って、絶縁部材によって、スペーサー360、蓋体330および素子搭載部材310を一体と見なすことができ、圧電デバイスの剛性をより高くすることが可能となる。
The insulating member covers the surface of the conductive member 370 facing the outer peripheral edge of the spacer 360 while covering the surface of the conductive member 370 facing the center side of the spacer 360. Here, the surface of the conductive member 370 facing the center side of the spacer 360 is a surface of the conductive member 370 facing the opening of the through hole 363 formed in the spacer 360 in plan view. The surface of the conductive member 370 facing the periphery is the surface of the conductive member 370 facing the outer peripheral side of the spacer 360 in plan view. Thus, by providing the insulating member so as to cover the surface of the conductive member 370 facing the center side of the spacer 360 and the surface of the conductive member 370 facing the outer peripheral edge side of the spacer 360, the insulating member covers the conductive member 370. While being provided, the space formed by the lid 330, the element mounting member 310, the spacer 360, and the conductive member 370 is filled. Therefore, the spacer 360, the lid 330, and the element mounting member 310 can be regarded as one body by the insulating member, and the rigidity of the piezoelectric device can be further increased.
また、絶縁部材は、脚部312を覆うように設けられている。これにより、脚部312に塵等の異物が付着し脚部312を伝送されている信号にノイズが重畳されることを低減させることが可能となり、結果、出力される信号が不安定となることを低減させている。また、絶縁部材は、蓋端子333を覆うように設けられている。これにより、絶縁部材による接着面積を大きくすることができ、より接着強度を高くすることが可能となっている。
The insulating member is provided so as to cover the leg portion 312. As a result, it is possible to reduce the superimposition of noise on the signal transmitted through the leg 312 due to foreign matters such as dust adhering to the leg 312, resulting in an unstable output signal. Is reduced. The insulating member is provided so as to cover the lid terminal 333. Thereby, the adhesion area by an insulating member can be enlarged, and it becomes possible to make adhesive strength higher.
第三実施形態に係る圧電デバイスは、基部313、基部313の所定の一面から延設されている脚部312、および、基部313の所定の他の一面から延設されている固定部311とからなる素子搭載部材310が用いられており、素子搭載部材310の固定部311に、導電性接着剤340によって圧電素子320が接着、固着されることで、素子搭載部材310の上面に圧電素子320が実装されている。また、第三実施形態に係る圧電デバイスは、封止基部331、封止枠部332および蓋端子333とからなる蓋体330が用いられており、蓋体330の封止枠部332と素子搭載部材310の基部311とが接合されて、素子搭載部材310に実装されている圧電素子320が気密封止されている。また、第三実施形態に係る圧電デバイスは、上面から下面にかけて貫通している貫通穴363が形成されているスペーサー360が用いられており、このスペーサー360の上面には、複数の端子用パッド361が設けられており、この端子用パッド361と外部端子、具体的には、脚部312および蓋端子333が導電部材370により電気的に接続するように接合されている。このとき、外部端子は、導電部材370および端子用パッド361を介してスペーサー360の下面に設けられている実装端子362と、電気的に接続されている。また、第三実施形態に係る圧電デバイスは、素子搭載部材310の基部313、蓋体330、導電部材370、スペーサー360とで囲まれている空間内に絶縁部材が設けられている。このとき、絶縁部材は、スペーサー360の中心側を向く導電部材370の面およびスペーサー360の外周縁を向く面だけでなく、脚部312および蓋端子333を覆うように設けられている。
The piezoelectric device according to the third embodiment includes a base 313, a leg 312 extending from a predetermined surface of the base 313, and a fixing portion 311 extending from a predetermined other surface of the base 313. The element mounting member 310 is used, and the piezoelectric element 320 is bonded and fixed to the fixing portion 311 of the element mounting member 310 by the conductive adhesive 340, so that the piezoelectric element 320 is attached to the upper surface of the element mounting member 310. Has been implemented. Further, the piezoelectric device according to the third embodiment uses a lid 330 including a sealing base 331, a sealing frame 332, and a lid terminal 333. The sealing frame 332 of the lid 330 and the element mounting are used. The piezoelectric element 320 mounted on the element mounting member 310 is hermetically sealed by joining the base 311 of the member 310. Further, the piezoelectric device according to the third embodiment uses a spacer 360 in which a through hole 363 penetrating from the upper surface to the lower surface is formed, and a plurality of terminal pads 361 are formed on the upper surface of the spacer 360. The terminal pad 361 and an external terminal, specifically, the leg portion 312 and the lid terminal 333 are joined so as to be electrically connected by a conductive member 370. At this time, the external terminal is electrically connected to the mounting terminal 362 provided on the lower surface of the spacer 360 via the conductive member 370 and the terminal pad 361. In the piezoelectric device according to the third embodiment, an insulating member is provided in a space surrounded by the base 313 of the element mounting member 310, the lid 330, the conductive member 370, and the spacer 360. At this time, the insulating member is provided so as to cover not only the surface of the conductive member 370 facing the center side of the spacer 360 and the surface facing the outer peripheral edge of the spacer 360 but also the leg portion 312 and the lid terminal 333.
第三実施形態では、上述したような構成にすることで、第一実施形態および第二実施形態の場合と同様に、外部端子に相当する脚部312とスペーサー360の端子用パッド361との導通不良を抑えることが可能となる。また、第三実施形態では、端子用パッド361および導電部材370を介して蓋端子333と電気的に接続されている実装端子362を、実装基板(図示せず)の基準電位となるグランドと接続させることで、蓋体330をグランドと同電位にすることができる。従って、第三実施形態では、素子搭載部材310に実装されている圧電素子320を蓋体330で疑似的にシールドすることが可能となる。このため、第三実施形態では、圧電素子320の励振電極と圧電デバイスの外部との間で生じる浮遊容量を小さくすることができ、圧電デバイスの信号を安定させることができる。
In the third embodiment, with the configuration as described above, as in the case of the first embodiment and the second embodiment, the leg 312 corresponding to the external terminal and the terminal pad 361 of the spacer 360 are electrically connected. Defects can be suppressed. In the third embodiment, the mounting terminal 362 electrically connected to the lid terminal 333 via the terminal pad 361 and the conductive member 370 is connected to the ground serving as the reference potential of the mounting substrate (not shown). By doing so, the lid 330 can be set to the same potential as the ground. Therefore, in the third embodiment, the piezoelectric element 320 mounted on the element mounting member 310 can be artificially shielded by the lid 330. For this reason, in the third embodiment, the stray capacitance generated between the excitation electrode of the piezoelectric element 320 and the outside of the piezoelectric device can be reduced, and the signal of the piezoelectric device can be stabilized.
(第四実施形態)
以下、第四実施形態における圧電デバイスについて説明する。なお、第四実施形態における圧電デバイスのうち上述した圧電デバイスと同様の部分について、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第四実施形態に係る圧電デバイスは、図8に示しているように、素子搭載部材410が、基部413、脚部412、固定部411および平板部414から構成されている点で第三実施形態と異なる。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the piezoelectric device according to the fourth embodiment will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to the piezoelectric device mentioned above among the piezoelectric devices in 4th embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably. As shown in FIG. 8, the piezoelectric device according to the fourth embodiment is the third embodiment in that the element mounting member 410 includes a base part 413, a leg part 412, a fixing part 411 and a flat plate part 414. And different.
素子搭載部材410は、平板状の基部413と、基部413の所定の一面から延設されている脚部412と、基部413の所定の他の一面から延設されている固定411部と、平板部414と、から構成されている。
The element mounting member 410 includes a flat base portion 413, leg portions 412 extending from a predetermined surface of the base portion 413, fixed 411 portions extending from a predetermined other surface of the base portion 413, a flat plate Part 414.
基部413は、素子搭載部材410に実装される圧電素子420を、蓋体430と共に気密封止するための空間を形成するためのものである。また、基部413は、鉄、コバルト、ニッケル、銅のいずれかを含んだ合金、または、ステンレスが用いられ、例えば、鉄、ニッケル、コバルトからなる合金が用いられる。る。基部413は、平板状となっており、例えば、略直方体形状となっており、一方の主面を平面視すると、短辺部が半円形状となっている。
The base 413 is for forming a space for hermetically sealing the piezoelectric element 420 mounted on the element mounting member 410 together with the lid 430. The base 413 is made of an alloy containing iron, cobalt, nickel, or copper, or stainless steel. For example, an alloy made of iron, nickel, or cobalt is used. The The base 413 has a flat plate shape, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape. When one main surface is viewed in plan, the short side portion has a semicircular shape.
脚部412は、素子搭載部材410に実装される圧電素子420に電圧を印加するためのものであり、基部413と絶縁した状態で、基部413の所定の一面から延設されている。このとき、脚部412は、例えば、一対となっており、基部413の所定の一面であって長辺に平行となるように並んで配置されている。脚部412は、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、金のいずれか一つ、またはいずれか一つを含んだ合金が用いられ、例えば、鉄、ニッケル、コバルトからなる合金が用いられる。
The leg portion 412 is for applying a voltage to the piezoelectric element 420 mounted on the element mounting member 410, and extends from a predetermined surface of the base portion 413 while being insulated from the base portion 413. At this time, the leg portions 412 are, for example, a pair, and are arranged side by side so as to be a predetermined one surface of the base portion 413 and parallel to the long side. For the leg 412, any one of iron, cobalt, nickel, copper, silver, and gold, or an alloy containing any one of them is used. For example, an alloy made of iron, nickel, and cobalt is used.
脚部412は、図9に示したようなスペーサー460に設けられている端子用パッド461と導電部材470によって電気的に接続されている。また、脚部412は、折り曲げられて、第一脚部412aおよび第二脚部412bから構成されている。第一脚部412aは、一端が基部413と絶縁した状態で基部413の所定の一面に接続され、他端が第二脚部412bの一端と接続された状態となっている。このとき第一脚部412aは、後述する平板部414に形成されている脚部用貫通穴(図示せず)内に収容された状態となっている。第二脚部412bは、一端が第一脚部412aに接続され、他端がスペーサー460の上面に設けられている端子用パッド461と導電部材470によって電気的に接続されている。つまり、第二脚部412bは、素子搭載部材410の外部端子に相当しており、素子搭載部材410の平板部414の下面とスペーサー460の上面との間に挟まれるように位置している。平板部414に形成されている脚部用貫通穴を利用し脚部414を一回折り曲げ、基部413の下面とスペーサー460の上面と間に平板部414を有した状態で、基部414の平板部414側を向く面から延設されている脚部412とスペーサー460の上面に設けられている端子用パッド461とを電気的に接続している場合について説明しているが、基部413の下面とスペーサー460の上面と間に平板部414を有した状態で、基部413の平板部414側を向く面から延設されている脚部412とスペーサー460の上面に設けられている端子用パッド461とを電気的に接続することができれば、脚部412を平板部414の面に沿って複数回折り曲げてもよい。
The leg portion 412 is electrically connected to the terminal pad 461 provided on the spacer 460 as shown in FIG. 9 by the conductive member 470. Further, the leg portion 412 is bent and configured by a first leg portion 412a and a second leg portion 412b. The first leg portion 412a is connected to a predetermined surface of the base portion 413 with one end insulated from the base portion 413, and the other end is connected to one end of the second leg portion 412b. At this time, the first leg 412a is in a state of being accommodated in a leg through hole (not shown) formed in a flat plate part 414 described later. One end of the second leg portion 412 b is connected to the first leg portion 412 a, and the other end is electrically connected to a terminal pad 461 provided on the upper surface of the spacer 460 by a conductive member 470. That is, the second leg portion 412 b corresponds to an external terminal of the element mounting member 410 and is positioned so as to be sandwiched between the lower surface of the flat plate portion 414 of the element mounting member 410 and the upper surface of the spacer 460. The leg portion 414 is bent once using the leg through hole formed in the flat plate portion 414, and the flat plate portion of the base portion 414 is provided with the flat plate portion 414 between the lower surface of the base portion 413 and the upper surface of the spacer 460. The case where the leg portion 412 extending from the surface facing the 414 side and the terminal pad 461 provided on the upper surface of the spacer 460 are electrically connected is described. In a state where the flat plate portion 414 is provided between the upper surface of the spacer 460, a leg portion 412 extending from the surface of the base portion 413 facing the flat plate portion 414 side, and a terminal pad 461 provided on the upper surface of the spacer 460, Can be bent a plurality of times along the surface of the flat plate portion 414.
固定部411は、素子搭載部材410に圧電素子420を実装するためのものであり、基部413と絶縁した状態で、基部413の所定の他の一面、例えば、基部413の所定の一面と反対側を向く基部413の面から延設され折り曲げられた状態となっている。このとき、固定部411は、例えば、一対となっており、基部413の所定の他の一面であって長辺と平行となるように並んで配置されている。固定部411は、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、金のいずれか一つ、または、いずれか一つを含む合金が用いられ、例えば、鉄、コバルト、ニッケルからなる合金が用いられており、脚部412と一体的に形成されている。基部413と反対側の固定部411の端部には、導電性接着剤440によって、圧電素子420が接着、固着されて、圧電素子420が基部413と接触しない状態で保持されている。このとき、導電性接着剤440によって、固定部411と圧電素子420の引出電極とが電気的に接続された状態となっている。
The fixing portion 411 is for mounting the piezoelectric element 420 on the element mounting member 410, and is insulated from the base portion 413 and is opposite to a predetermined other surface of the base portion 413, for example, a predetermined one surface of the base portion 413. It is the state extended and bent from the surface of the base 413 which faces the direction. At this time, the fixed portions 411 are, for example, a pair, and are arranged side by side so as to be parallel to the long side on another predetermined surface of the base portion 413. For the fixing part 411, any one of iron, cobalt, nickel, copper, silver, and gold, or an alloy containing any one of them is used. For example, an alloy made of iron, cobalt, or nickel is used. The leg portion 412 is integrally formed. The piezoelectric element 420 is bonded and fixed to the end of the fixing part 411 opposite to the base part 413 by the conductive adhesive 440, and the piezoelectric element 420 is held without being in contact with the base part 413. At this time, the fixing portion 411 and the extraction electrode of the piezoelectric element 420 are electrically connected by the conductive adhesive 440.
ここで、脚部412が延設されている基部413の所定の一面を基部413の下面とし、基部411の所定の一面と反対側を向く基部413の面を基部413の上面とする。従って、固定部411は、基部413の上面から延設されていることとなる。また、基部411の上面および基部411の下面を基部413の主面とする。また、図面に合わせて、基部411の下面を素子搭載部材410の下面とし、基413部の上面を素子搭載部材410の上面とする。
Here, a predetermined one surface of the base portion 413 where the leg portion 412 is extended is defined as a lower surface of the base portion 413, and a surface of the base portion 413 facing the predetermined one surface of the base portion 411 is defined as an upper surface of the base portion 413. Therefore, the fixing portion 411 is extended from the upper surface of the base portion 413. The upper surface of the base portion 411 and the lower surface of the base portion 411 are defined as the main surface of the base portion 413. Further, according to the drawing, the lower surface of the base portion 411 is defined as the lower surface of the element mounting member 410, and the upper surface of the base 413 portion is defined as the upper surface of the element mounting member 410.
素子搭載部材410には、特に図示していないが、基部413の上面から基部413の下面にかけて貫通している微細な孔(図示せず)が形成されている。この孔には、一体となっている脚部412および固定部411が挿入された後、絶縁性接合部材(図示せず)が挿入される。このようにすることで、基部413と脚部412とが絶縁した状態で基部413から脚部412を延設させることができ、基部413と固定部411とが絶縁した状態で基部413から固定部411を延設させることが可能となっている。
Although not particularly illustrated, the element mounting member 410 has a fine hole (not shown) penetrating from the upper surface of the base 413 to the lower surface of the base 413. After the leg portion 412 and the fixing portion 411 are inserted into the hole, an insulating bonding member (not shown) is inserted. Thus, the leg 412 can be extended from the base 413 in a state where the base 413 and the leg 412 are insulated, and the base 413 and the fixing portion 411 are insulated from each other. 411 can be extended.
平板部414は、例えば、略矩形形状の平板状となっており、上面から下面にかけて脚部用貫通穴(図示せず)が形成されている。また、平板部414は、例えば、樹脂からなる絶縁材料が用いられている。平板部414に形成されている脚部用貫通穴には、平板部414の上面側から脚部412が挿入されており、この脚部用貫通穴の内部に収容されている脚部412の一部が、第一脚部412aに相当する。ここで、平板部414に脚部用貫通穴が形成されている場合について説明しているが、基部413の下面とスペーサー460の上面との間に平板部414を載置した状態で基部413の所定の一面から延設されている脚部412と、平板部414の下面であってスペーサー460の上面に設けられている端子用パッド461と、を対向する位置に設けることができれば、例えば、平板部414に脚部用貫通穴を形成せず、脚部412を平板部414の面に沿って複数回折り曲げてもよい。
The flat plate portion 414 is, for example, a substantially rectangular flat plate shape, and leg through holes (not shown) are formed from the upper surface to the lower surface. The flat plate portion 414 is made of, for example, an insulating material made of resin. A leg portion 412 is inserted into the leg through hole formed in the flat plate portion 414 from the upper surface side of the flat plate portion 414, and one leg portion 412 accommodated inside the leg through hole is inserted. The part corresponds to the first leg part 412a. Here, although the case where the through hole for a leg part is formed in the flat plate part 414 is described, the flat plate part 414 is placed between the lower surface of the base part 413 and the upper surface of the spacer 460. If the leg portion 412 extending from a predetermined surface and the terminal pad 461 provided on the upper surface of the spacer 460 on the lower surface of the flat plate portion 414 can be provided at opposing positions, for example, a flat plate The leg portion 412 may be bent a plurality of times along the surface of the flat plate portion 414 without forming the leg through hole in the portion 414.
ここで、基部413と向かい合う平板部414の面を平板部414の上面とし、この平板部414の上面と反対側を向く平板部414の面を平板部414の下面とする。また、平板部414の上面および平板部414の下面を主面とし、平板部414の上面および平板部414の下面と接している平板部414の面を平板部414の側面とする。
Here, the surface of the flat plate portion 414 facing the base portion 413 is defined as the upper surface of the flat plate portion 414, and the surface of the flat plate portion 414 facing away from the upper surface of the flat plate portion 414 is defined as the lower surface of the flat plate portion 414. Further, the upper surface of the flat plate portion 414 and the lower surface of the flat plate portion 414 are defined as main surfaces, and the surface of the flat plate portion 414 in contact with the upper surface of the flat plate portion 414 and the lower surface of the flat plate portion 414 is defined as a side surface of the flat plate portion 414.
蓋体430は、封止基部431と、封止枠部432とから構成されている。封止基部431は、平板状に形成されており、例えば、略直方体形状となっており、平面視して短辺側が半円形状となっている。このとき、封止基部431の主面、具体的には、基部431側を向く封止基部431の面は、基部413の主面と同形状となっている。封止枠部432は、平板状の枠形状となっており、封止基部431の基部413側を向く面の縁部に沿って設けられ、蓋体430の基部413側を向く面に圧電素子420を収容するための空間を形成している。封止枠部432は、基部413と冷間圧接接合により接合されており、封止枠部432と封止基部431とで形成される凹部内に圧電素子420が気密封止されている。
The lid body 430 includes a sealing base portion 431 and a sealing frame portion 432. The sealing base 431 is formed in a flat plate shape, for example, has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a semicircular shape on the short side in plan view. At this time, the main surface of the sealing base 431, specifically, the surface of the sealing base 431 facing the base 431 side has the same shape as the main surface of the base 413. The sealing frame portion 432 has a flat frame shape, is provided along the edge of the surface facing the base 413 side of the sealing base 431, and has a piezoelectric element on the surface facing the base 413 side of the lid 430. A space for accommodating 420 is formed. The sealing frame part 432 is joined to the base part 413 by cold pressure bonding, and the piezoelectric element 420 is hermetically sealed in a recess formed by the sealing frame part 432 and the sealing base part 431.
第四実施形態に係る圧電デバイスは、基部413、脚部412、固定部411および平板部414からなり、素子搭載部材410を有しており、基部413の下面から延設されている固定部411に、導電性接着剤440によって圧電素子420が接着、固着されていることで、素子搭載部材410の上面に圧電素子420が実装されている。この圧電素子420は、蓋体430と素子搭載部材410の基部413とが接合されることで基部413と蓋体430とで形成される空間内に気密封止される。また、第四実施形態に係る圧電デバイスは、基部413の下面とスペーサー460の上面との間に平板部414が載置されており、平板部414に形成されている脚部用貫通穴に脚部412が挿入され、脚部412とスペーサー460の上面に設けられている端子用パッド461とが向かい合う位置に設けられている。また、第四実施形態に係る圧電デバイスは、脚部412と端子用パッド461とが導電部材470によって電気的に接合されており、これにより、圧電素子420の励振電極がスペーサー460の下面に形成されている実装端子462と電気的に接続される状態となる。また、第四実施形態に係る圧電デバイスは、絶縁部材を有しており、この絶縁部材がスペーサー460の貫通穴463の内部に充填されると共に、素子搭載部材410の平板部414の下面とスペーサー460の上面との間、スペーサー460の中心側を向く導電部材470の面、および、スペーサー460の外縁側を向く導電部材470の面、に設けられている。
The piezoelectric device according to the fourth embodiment includes a base portion 413, leg portions 412, a fixing portion 411, and a flat plate portion 414, has an element mounting member 410, and a fixing portion 411 extending from the lower surface of the base portion 413. In addition, the piezoelectric element 420 is mounted on the upper surface of the element mounting member 410 by bonding and fixing the piezoelectric element 420 with the conductive adhesive 440. The piezoelectric element 420 is hermetically sealed in a space formed by the base 413 and the lid 430 by joining the lid 430 and the base 413 of the element mounting member 410. In the piezoelectric device according to the fourth embodiment, the flat plate portion 414 is placed between the lower surface of the base portion 413 and the upper surface of the spacer 460, and the leg is inserted into the leg through hole formed in the flat plate portion 414. The portion 412 is inserted, and the leg portion 412 and the terminal pad 461 provided on the upper surface of the spacer 460 are provided at a position facing each other. In the piezoelectric device according to the fourth embodiment, the leg portion 412 and the terminal pad 461 are electrically joined by the conductive member 470, whereby the excitation electrode of the piezoelectric element 420 is formed on the lower surface of the spacer 460. The mounting terminals 462 are electrically connected. In addition, the piezoelectric device according to the fourth embodiment has an insulating member, and this insulating member is filled in the through hole 463 of the spacer 460, and the lower surface of the flat plate portion 414 of the element mounting member 410 and the spacer. Between the upper surface of 460, the surface of the conductive member 470 facing the center side of the spacer 460 and the surface of the conductive member 470 facing the outer edge side of the spacer 460 are provided.
第四実施形態では、上述した構成にすることで、第三実施形態と同様に、外部端子に相当する脚部412とスペーサー460の端子用パッド461との導通不良を抑えることができる。また、第四実施形態では、基部413とスペーサー460との間に平板部414を載置しているので、端子用パッド461と脚部412とを電気的に接続している導電部材470が基部413に接触し、導電部材470と基部413とが電気的に接続されることを低減させることができる。従って、第四実施形態では、基部413に導電部材470が接触することで、圧電デバイスの信号が不安定となることを低減させることができる。
In the fourth embodiment, with the above-described configuration, it is possible to suppress poor conduction between the leg portion 412 corresponding to the external terminal and the terminal pad 461 of the spacer 460 as in the third embodiment. In the fourth embodiment, since the flat plate portion 414 is placed between the base portion 413 and the spacer 460, the conductive member 470 that electrically connects the terminal pad 461 and the leg portion 412 is provided at the base portion. It can be reduced that the conductive member 470 and the base 413 are electrically connected to each other by contacting the 413. Therefore, in 4th embodiment, it can reduce that the signal of a piezoelectric device becomes unstable because the electrically-conductive member 470 contacts the base part 413. FIG.
なお、第三実施形態および第四実施形態において、絶縁部材が設けられている場合について説明しているが、絶縁部材を設けていなくともよい。
In addition, although the case where the insulating member is provided is demonstrated in 3rd embodiment and 4th embodiment, the insulating member does not need to be provided.