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公開番号2024090443
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-04
出願番号2022206360
出願日2022-12-23
発明の名称圧電デバイス及びその製造方法
出願人日本電波工業株式会社
代理人
主分類H03H 3/02 20060101AFI20240627BHJP(基本電子回路)
要約【課題】小型かつ薄い圧電片を用いた圧電振動子や圧電発振器に対して好適な接着構造を有した圧電デバイスを提供する。
【解決手段】圧電デバイス10では、圧電振動片11と容器13との接続を以下の接着構造で行ってある。容器13の第1接着パッド13ca及び第2接着パッド13cbのうち、引出電極11dが対向している接着パッド13に対しては、当該接着パッドと引出電極との間に下側導電性接着剤17aを設け、第1接着パッド及び第2接着パッドのうち、反対面引き回し部11eが対向している接着パッドに対しては、圧電片11aを挟んだ反対面の引出電極側から圧電片の第1の片13cの側面を経由して接着パッド13caに至っている上側導電性接着剤17bを設けて、当該接着を行ってある。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
平面形状が四角形状で厚み滑りモードで振動する圧電片と、この圧電片の表裏に設けた励振用電極と、各励振用電極から前記圧電片の第１の辺に引き出してある引出電極と、この引出電極に接続していて前記圧電片の前記引出電極とは反対面に設けた反対面引き回し部と、前記引出電極に対応する位置に設けた第１接着パッド及び第２接着パッドを有する容器と、前記圧電片を前記第１接着パッド及び第２接着パッドに接続している導電性接着剤と、を備える圧電デバイスにおいて、
前記第１接着パッド及び第２接着パッドのうち、前記引出電極が対向している接着パッドに対しては、当該接着パッドと前記引出電極との間に下側導電性接着剤を設けてあり、
前記第１接着パッド及び第２接着パッドのうち、前記反対面引き回し部が対向している接着パッドに対しては、前記圧電片を挟んだ反対面の引出電極側から前記圧電片の前記第１片の側面を経由して当該接着パッドに至っている上側導電性接着剤を設けてあること、を特徴とする圧電デバイス。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
平面形状が四角形状で厚み滑りモードで振動する圧電片と、この圧電片の表裏に設けた励振用電極と、各励振用電極から前記圧電片の第１の辺に引き出してある引出電極と、この引出電極に接続していて前記圧電片の前記引出電極とは反対面に設けた反対面引き回し部と、前記引出電極に対応する位置に設けた第１接着パッド及び第２接着パッドを有する容器と、前記圧電片を前記第１接着パッド及び第２接着パッドに接続している導電性接着剤と、を備える圧電デバイスを製造するに当たり、
前記圧電片の前記容器に接続する面における、引出電極と反対面引き回し部との位置を検出する工程と、
前記位置検出において検出した前記引出電極及び前記反対面引き回し部が、前記第１接着パッド及び第２接着パッドのどちらに対向するかを判定する工程と、
前記判定工程において前記引出電極に対向すると判定された当該接着パッドに導電性接着剤を塗布する第１塗布工程と、
前記第１塗布工程が済んだ後に、前記圧電片を前記第１及び第２接着パッドを含む面に置く工程と、
前記圧電片を置いた後に、前記圧電片の表面上の前記引出電極から前記圧電片の前記第１の辺の側面を経由して当該引出電極に前記圧電片を挟んで対向している接着パッドに至る導電性接着剤を塗布する第２塗布工程と、
を含むことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項３】
平面形状が四角形状で厚み滑りモードで振動する圧電片と、この圧電片の表裏に設けた励振用電極と、各励振用電極から前記圧電片の第１の辺に引き出してある引出電極と、この引出電極に接続していて前記圧電片の前記引出電極とは反対面に設けた反対面引き回し部と、前記引出電極に対応する位置に設けた第１接着パッド及び第２接着パッドを有する容器と、前記圧電片を前記第１接着パッド及び第２接着パッドに接続している導電性接着剤と、を備える圧電デバイスにおいて、
前記第１接着パッド及び第２接着パッドのうち、前記引出電極が対向している接着パッドに対しては、当該接着パッドと前記引出電極との間に第１導電性接着剤を設けてあり、
前記第１接着パッド及び第２接着パッドのうち、前記反対面引き回し部が対向している接着パッドに対しては、前記第１導電性接着剤に比べて少ない塗布量の第２導電性接着剤を設けてあることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
平面形状が四角形状で厚み滑りモードで振動する圧電片と、この圧電片の表裏に設けた励振用電極と、各励振用電極から前記圧電片の第１の辺に引き出してある引出電極と、この引出電極に接続していて前記圧電片の前記引出電極とは反対面に設けた反対面引き回し部と、前記引出電極に対応する位置に設けた第１接着パッド及び第２接着パッドを有する容器と、前記圧電片を前記第１接着パッド及び第２接着パッドに接続している導電性接着剤と、を備える圧電デバイスを製造するに当たり、
前記圧電片の前記容器に接続する面における、引出電極と反対面引き回し部との位置を検出する工程と、
前記位置検出において検出した前記引出電極及び前記反対面引き回し部が、前記第１接着パッド及び第２接着パッドのどちらに対向するかを判定する工程と、
前記判定工程において前記引出電極に対向すると判定された当該接着パッドに第１導電性接着剤を塗布し、かつ、前記反対面引き回し部に対向すると判定された当該接着パッドに、前記第１導電性接着剤より少ない量の第２導電性接着剤を塗布する工程と、
前記第１及び第２導電性接着剤の塗布が済んだ後に、前記圧電片を前記第１及び第２接着パッドを含む面に置く工程と、を含むことを特徴と圧電デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記第２導電性接着剤の塗布量は、前記第１導電性接着の塗布量の３分の２から４分の１の範囲の量であることを特徴とする請求項４に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記圧電デバイスは、前記容器の外形サイズで言って、長辺が１．２ｍｍ程度、短辺が１．０ｍｍ程度である、１２１０サイズ以下のものであることを特徴とする請求項１又は３に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記圧電デバイスは、前記容器の外形サイズで言って、長辺が１．２ｍｍ程度、短辺が１．０ｍｍ程度である、１２１０サイズ以下のものであることを特徴とする請求項２又は４に記載の圧電デバイスの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶、圧電セラミック等の圧電材料を用いた振動子、発振器等の圧電デバイス及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 4,400 文字）【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスの代表的なものとして水晶振動子や水晶発振器がある。その一例が、例えば特許文献１に記載されている。図５は、特許文献１に開示されている水晶振動子５０を説明する分解斜視図である。この水晶振動子５０は、水晶振動片５１と、容器５３と、蓋部材５５と、を備えている。
水晶振動片５１は、平面視で四角形状のＡＴカットの水晶片５１ａと、その表裏面にそれぞれ設けた励振用電極５１ｂと、励振用電極５１ｂから水晶片５１ａの１つの辺の両端付近に引き出された引出電極５１ｃと、を備えている。さらに水晶片５１ａは、前記水晶片５１ａの引出電極５１ｃとは反対面に、各引出電極５１ｃに接続している引き回し部５１ｄ（以下、反対面引き回し部５１ｄともいう）を備えている。反対面引き回し部５１ｄを設けている理由は、水晶振動片５１の２つの主面のうちのどちらの面が容器５３に対向した場合でも、導電性接着剤（後述する）との接続を容易にするためである。
【０００３】
容器５３は、水晶振動片５１を実装する凹部５３ａと、凹部５３ａを囲う土手部５３ｂと、凹部５３ａの底面の一端に設けた接着パッド５３ｃと、容器５３の外部底面に設けた外部接続端子５３ｄと、を備えている。接着パッド５３ｃ及び外部接続端子５３ｄは、図示しないビア配線等によって接続されている。蓋部材５５は、容器５３の土手部５３ｂに接合されて、水晶振動片５１を気密封止している。
特許文献１に開示された水晶振動子５０の場合、接着パッド５３ｃと水晶振動片５１との間に絶縁性接着剤５７を設け、かつ、水晶振動片５１の上面から接着パッド５３ｃに至る導電性接着剤５９を設けるという２種の接着剤によって、水晶振動片５１を容器５３に実装している。これによって、水晶振動片５１の容器５３に対する接着強度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１２０２６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電子機器の小型化に伴い、水晶振動子に対しても小型化の要求が益々高まっている。また、通信周波数の高周波化に伴い、厚み滑りモードで振動する水晶片の厚みも益々薄くなっている。従って、小型かつ薄い水晶振動片を用いた水晶振動子や水晶発振器等の圧電デバイスの要求が、今後益々高まる。水晶振動片５１（図５参照）が小型化されるに伴い、励振用電極５１ｂと反対面引き回し部５１ｄとの間の間隙Δｙ（図５参照）、すなわち絶縁領域の幅Δｙは、益々狭くなる。従って、導電性接着剤による励振用電極５１ｂと反対面引き回し部５１ｄとの短絡の危険性は高まる。また、水晶振動片５１が小型化されるに伴い、水晶振動片５１の質量も小さくなる。
このような事情を考慮すると、水晶振動片と容器との接着強度を確保できるのであれば、小型かつ薄い水晶振動片を容器に接着するための新たな発想の接着構造の出現が望まれる。
この出願は上記の点に鑑みなされたものであり、従って、この発明の目的は、小型かつ薄い圧電片を用いた圧電振動子や圧電発振器に対して好適な接着構造を有した圧電デバイスとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的の達成を図るため、この出願の圧電デバイスの第１発明によれば、平面形状が四角形状で厚み滑りモードで振動する圧電片と、この圧電片の表裏に設けた励振用電極と、各励振用電極から前記圧電片の第１の辺に引き出してある引出電極と、この引出電極に接続していて前記圧電片の前記引出電極とは反対面に設けた引き回し部（以下、「反対面引き回し部」とも言う）と、前記引出電極に対応する位置に設けた第１接着パッド及び第２接着パッドを有する容器と、前記圧電片を前記第１接着パッド及び第２接着パッドに接続している導電性接着剤と、を備える圧電デバイスにおいて、
前記第１接着パッド及び第２接着パッドのうち、前記引出電極が対向している接着パッドに対しては、当該接着パッドと前記引出電極との間に導電性接着剤（以下、「下側導電性接着剤」とも言う）を設けてあり、
前記第１接着パッド及び第２接着パッドのうち、前記反対面引き回し部が対向している接着パッドに対しては、前記圧電片を挟んだ反対面の引出電極側から前記圧電片の前記第１片の側面を経由して当該接着パッドに至っている導電性接着剤（以下、「上側導電性接着剤」とも言う）を設けてあること、を特徴とする。
【０００７】
また、この出願の圧電デバイスの製造方法の第１発明によれば、平面形状が四角形状で厚み滑りモードで振動する圧電片と、この圧電片の表裏に設けた励振用電極と、各励振用電極から前記圧電片の第１の辺に引き出してある引出電極と、この引出電極に接続していて前記圧電片の前記引出電極とは反対面に設けた引き回し部（以下、「反対面引き回し部」とも言う）と、前記引出電極に対応する位置に設けた第１接着パッド及び第２接着パッドを有する容器と、前記圧電片を前記第１接着パッド及び第２接着パッドに接続している導電性接着剤と、を備える圧電デバイス（すなわち第１発明の圧電デバイス）を製造するに当たり、
前記圧電片の前記容器に接続する面における、引出電極及び反対面引き回し部の位置を検出する工程と、
前記位置検出において検出した前記引出電極及び前記反対面引き回し部が、前記第１接着パッド及び第２接着パッドのどちらに対向するかを判定する工程と、
前記判定工程において前記引出電極に対向すると判定された当該接着パッドに導電性接着剤を塗布する第１塗布工程と、
前記第１塗布工程が済んだ後に、前記圧電片を前記容器の前記第１及び第２接着パッドを含む面に置く工程と、
前記圧電片を置いた後に、前記圧電片の表面上の前記引出電極から前記圧電片の前記第１の辺の側面を経由して当該引出電極に前記圧電片を挟んで対向している接着パッドに至る導電性接着剤を塗布する第２塗布工程と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、この出願の圧電デバイスの第２発明によれば、平面形状が四角形状で厚み滑りモードで振動する圧電片と、この圧電片の表裏に設けた励振用電極と、各励振用電極から前記圧電片の第１の辺に引き出してある引出電極と、この引出電極に接続していて前記圧電片の前記引出電極とは反対面に設けた引き回し部（以下、「反対面引き回し部」とも言う）と、前記引出電極に対応する位置に設けた第１接着パッド及び第２接着パッドを有する容器と、前記圧電片を前記第１接着パッド及び第２接着パッドに接続している導電性接着剤と、を備える圧電デバイスにおいて、
前記第１接着パッド及び第２接着パッドのうち、前記引出電極が対向している接着パッドに対しては、当該接着パッドと前記引出電極との間に導電性接着剤（以下、「第１導電性接着剤」とも言う）を設けてあり、
前記第１接着パッド及び第２接着パッドのうち、前記反対面引き回し部が対向している接着パッドに対しては、前記第１導電性接着剤に比べて少ない塗布量の導電性接着剤（以下、「第２導電性接着剤」とも言う）を設けてあることを特徴とする。
【０００９】
また、この出願の圧電デバイスの製造方法の第２発明によれば、平面形状が四角形状で厚み滑りモードで振動する圧電片と、この圧電片の表裏に設けた励振用電極と、各励振用電極から前記圧電片の第１の辺に引き出してある引出電極と、この引出電極に接続していて前記圧電片の前記引出電極とは反対面に設けた引き回し部（以下、「反対面引き回し部」とも言う）と、前記引出電極に対応する位置に設けた第１接着パッド及び第２接着パッドを有する容器と、前記圧電片を前記第１接着パッド及び第２接着パッドに接続している導電性接着剤と、を備える圧電デバイス（すなわち第２発明の圧電デバイス）を製造するに当たり、
前記圧電片の前記容器に接続する面における、引出電極と反対面引き回し部との位置を検出する工程と、
前記位置検出において検出した前記引出電極及び前記反対面引き回し部が、前記第１接着パッド及び第２接着パッドのどちらに対向するかを判定する工程と、
前記判定工程において前記引出電極に対向すると判定された当該接着パッドに導電性接着剤（第１導電性接着剤）を塗布し、かつ、前記反対面引き回し部に対向すると判定された当該接着パッドに、前記第１導電性接着剤より少ない量の導電性接着剤（第２導電性接着剤）を塗布する工程と、
前記第１及び第２導電性接着剤の塗布が済んだ後に、前記圧電片を前記第１及び第２接着パッドを含む面に置く工程と、を含むことを特徴とする。
なお、圧電デバイスの第２発明及び圧電デバイスの製造方法の第２発明を実施するに当たり、第２導電性接着剤の塗布量は、第１導電性接着の塗布量の３分の２から３分の１の範囲から選ばれる量が良く、より好ましくは、半分から４分の１の範囲から選ばれる量が良い。このように少量にすることで、第２導電性接着剤が反対面引き回し部と励振用電極との間を短絡することを防止し易いからである。また、第２導電性接着剤がこのような少量であっても、対象とする圧電片が小型かつ薄い圧電片であれば、第１導電性接着剤と協働して接着強度を確保できる。
【００１０】
なお、圧電デバイスの第１発明及び第２発明、並びに、圧電デバイスの製造方法の第１発明及び第２発明それぞれを実施するに当たり、圧電デバイスは、容器の外形サイズで言って、長辺が１．２ｍｍ程度、短辺が１．０ｍｍ程度である、いわゆる１２１０サイズ以下のものであることが好ましい。このような小型のサイズの圧電デバイスは、使用される圧電片の大きさが小さくかつ薄いため、この出願の各発明で主張する接着構造であっても、必要な接着強度が得られるからである。
また、上記の圧電デバイス及びその製造方法の各発明でいう導電性接着剤は、シリコーン系の導電性接着剤、エポキシ系の導電性接着剤、イミド系の導電接着剤等の種々のものを用いることが出来るが、応力の小さい点等の理由を重視すればシリコーン系の導電性接着剤が良く、耐熱性を要求する点等を重視すればイミド系の導電接着剤が好ましい。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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