音叉型振子的制作方法

文档序号:17933328发布日期:2019-06-15 01:06阅读:331来源:国知局
音叉型振子的制作方法

本发明关于一种用于各种电子机器的时钟源等的音叉型振子。



背景技术:

尤其,音叉型振子与振荡电路一同地内置于包含时钟作为时钟源的各种电子机器。

在该音叉型振子中,被悬臂支承于封装体内的音叉型振动片因来自外部的冲击而在厚度方向挠曲时,存在音叉型振动片的臂部的前端抵接于封装体的底面,受到较大的冲击而损伤之虞。音叉型振动片的臂部的前端是因损伤而频率变动最大的部分。

因此,例如在专利文献1中,在封装体的底面设置枕部,当因冲击而导致音叉型振动片挠曲时,到达音叉型振动片的臂部前端的中途的部分抵接于上述枕部。由此,防止音叉型振动片的臂部的前端抵接于封装体的底面而损伤。

[专利文献1]日本专利第5175128号公报

近年来,伴随各种电子机器的小型化,对于内置的音叉型振子要求俯视矩形的外形尺寸例如为1.2mm×1.0mm以下,且厚度为0.35mm以下的类超小型、薄型的振子。

此种超小型、薄型的音叉型振子即便如上所述在封装体的底面设置有枕部,亦存在因外部冲击等而产生频率变动的情况。

本发明是鉴于如上所述的情况而完成的,其目的在于提供一种抑制频率变动且具有良好的耐冲击性的音叉型振子。

本案发明人等人为抑制频率变动而进行努力研究,结果获得以下见解而完成本发明,上述见解是,以往的遍及臂部的前端部的整周形成的臂末端电极因来自外部的冲击抵接于封装体底面的枕部而局部地被磨削,由此产生频率的变动。



技术实现要素:

本发明的音叉型振子具备:音叉型振动片,其具有基部及自该基部延出的多个臂部;及收纳上述音叉型振动片的封装体;上述音叉型振动片中的上述基部接合于上述封装体的收纳部的电极,且在上述封装体的收纳部的底面突设有枕部,在上述音叉型振动片的作为自由端侧的上述臂部朝向上述底面侧挠曲时,该枕部抵接于作为上述臂部的前端以外部分的抵接部,阻止上述前端抵接于上述底面,上述臂部的抵接于上述枕部的上述抵接部是未形成有电极且振动片的坯材露出的无电极区域。

上述无电极区域亦可包含上述臂部的至少上述抵接部,且延伸至上述臂部的前端为止。

根据本发明,在因来自外部的冲击导致音叉型振动片在厚度方向挠曲时,到达臂部的前端的中途的抵接部抵接于突设于封装体的底面的枕部。由此,阻止作为自由端的臂部的前端抵接于封装体的底面,故而可防止因损伤而频率变动最大的臂部的上述前端损伤。

进而,臂部的抵接于封装体的底面的枕部的抵接部是未形成有电极的无电极区域。因此,即便因来自外部的冲击导致无电极区域抵接于枕部,电极亦不被磨削等。由此,可抑制来自外部的冲击所致的频率的变动。

而且,本发明的音叉型振子具备:音叉型振动片,其具有基部及自该基部延出的多个臂部;及收纳上述音叉型振动片的封装体;上述音叉型振动片中的上述基部接合于上述封装体的收纳部的电极,且在上述封装体的收纳部的底面突设有枕部,在上述音叉型振动片的作为自由端侧的上述臂部朝向上述底面侧挠曲时,该枕部抵接于作为上述臂部的前端以外部分的抵接部,阻止上述前端抵接于上述底面,且在上述臂部的抵接于上述枕部的上述抵接部上设置有将与上述枕部的抵接所致的冲击缓冲的缓冲部。

根据本发明,在因来自外部的冲击导致音叉型振动片在厚度方向挠曲时,到达臂部的前端的中途的抵接部抵接于突设于封装体的底面的枕部。由此,阻止作为自由端的臂部的前端抵接于封装体的底面,故而可防止因损伤导致频率变动最大的臂部的上述前端损伤。

进而,在臂部的抵接于封装体的底面的枕部的抵接部上设置有缓冲冲击的缓冲部,故而枕部与缓冲部抵接,使该冲击缓冲,电极不被磨削。由此,可抑制来自外部的冲击所致的频率的变动。

上述缓冲部较佳为由金属膜所构成,且金属膜的厚度较佳为1μm以上。

根据该结构,缓冲部由厚度为1μm以上的金属膜所构成,故而可充分地缓冲与枕部的抵接所致的冲击。

较佳为,在上述基部上形成有用以将上述音叉型振动片接合于上述封装体的收纳部的上述电极的金属凸块,且上述金属膜与上述金属凸块由相同的材质所构成。

根据该结构,可通过同一步骤形成上述金属膜与上述金属凸块。

较佳为,在上述臂部的正反主面的一主面的前端侧的区域中形成有频率调整用金属膜,且上述抵接部位于上述臂部的正反主面的另一主面。

较佳为,形成有上述频率调整用金属膜的上述前端侧的区域的臂部的宽度大于上述前端侧的区域以外的臂部的宽度。

根据该结构,可将频率调整用金属膜的形成区域设为在宽度方向较宽,故而即便超小型的音叉型振动片,亦可确保频率调整量较多。

较佳为,上述底面的上述枕部以与被悬臂支承的上述音叉型振动片的上述臂部的宽幅的上述前端侧的区域对向的方式,沿与上述臂部的延出方向正交的方向延伸。

根据该结构,在将音叉型振动片的基部接合于封装体的收纳部的电极后搭载于封装体时,即便因基部的宽度方向而在搭载中产生偏差,亦可使以与臂部的宽幅的区域对向的方式延伸的枕部在音叉型振动片挠曲时抵接。

根据本发明,在因来自外部的冲击导致音叉型振动片在厚度方向挠曲时,作为自由端的臂部的前端通过到达臂部的上述前端的中途的抵接部抵接于突设于封装体的底面的枕部,被阻止抵接于封装体的底面。由此,可防止频率变动最大的臂部的上述前端损伤。

进而,将臂部的抵接于封装体的底面的枕部的抵接部设为未形成有电极的无电极区域,或者在上述抵接部设置将抵接的冲击缓冲的缓冲部,故而不会因与枕部的抵接导致电极磨削。由此,可获得抑制来自外部的冲击所致的频率的变动且具有良好的耐冲击性的音叉型振子。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的音叉型水晶振子的概略剖面图。

图2是将图1的音叉型水晶振子的盖体拆卸后的状态的俯视图。

图3是表示音叉型水晶振动片的一主面侧的图。

图4是表示音叉型水晶振动片的另一主面侧的图。

图5是用以说明通过激光束对音叉型水晶振动片的照射所进行的频率的粗调整的图。

图6是表示收纳于封装体内的音叉型水晶振动片的前端部附近的概略剖面图。

图7是用以说明电极形成步骤、配重步骤、及激光加工步骤的目标频率的图。

图8是以往例的与图7对应的图。

图9是本发明的另一实施方式的对应于图4的图。

图10是图9的实施方式的对应于图6的概略剖面图。

图11a是表示本发明的另一实施方式的图。

图11b是表示本发明的又一实施方式的图。

图12是本发明的另一实施方式的音叉型水晶振动片的外形图。

图13是本发明的又一实施方式的音叉型水晶振动片的外形图。

图14是本发明的另一实施方式的音叉型水晶振动片的外形图。

具体实施方式

以下,根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。

[实施方式1]

图1是本发明的一实施方式的音叉型水晶振子的概略剖面图。图2是将图1的盖体5拆卸后的状态的俯视图。图3是表示音叉型水晶振动片3的一主面侧的图。图4是表示音叉型水晶振动片3的另一主面侧的图。在图3中,为方便说明而表示音叉型水晶振动片3通过激光束的照射将频率调整用金属膜19、20的一部分去除前的状态。而且,在图2中,表示通过激光束的照射,将频率调整用金属膜19、20的一部分去除而露出水晶26的坯材的状态。

本实施方式的音叉型水晶振子1在由陶瓷等所构成的封装体2内收纳有音叉型水晶振动片3。封装体2作为封装体主体的基座4与盖体5介隔密封构件6接合。具体而言,在上部开口的基座4的一对电极垫7、7上,介隔作为接合材的一对金属凸块8、8接合有音叉型水晶振动片3。以将该基座4的开口密封的方式,接合有板状的盖体5。作为接合材,并不限定于金属凸块8,亦可使用导电性树脂接合剂、钎料等。

本实施方式的音叉型水晶振子1的标称频率为32.768khz。再者,标称频率为一例,亦可适用于其他频率。

封装体2的基座4为由陶瓷材料或玻璃材料所构成的绝缘性的容器体。在本实施方式中,基座4由陶瓷材料所构成,且通过煅烧而形成。基座4在周围具有周壁部4a,且为上部开口的剖视凹形状,基座4的内部成为音叉型水晶振动片3的收纳部。在基座4的长边方向(图1、图2的左右方向)的一端侧的底面上形成有一对上述电极垫7、7。各电极垫7、7经由配线图案(未图标)而与基座4的反面的未图示的端子电极电性连接。在基座4的长边方向的另一端侧的底面,以在与基座4的长边方向正交的方向(图2的上下方向)上延伸的方式设置有枕部9。在被悬臂支承的音叉型水晶振动片3因来自外部的冲击而朝向基座4的底面侧挠曲时,该枕部9防止作为自由端侧的音叉型水晶振动片3的前端抵接于基座4的底面而损伤。

盖体5例如由金属材料或陶瓷材料、玻璃材料等所构成,且成形为俯视矩形的一片板。在本实施方式中,盖体5由金属材料所构成。

本实施方式的音叉型水晶振子1为超小型、薄型的音叉型水晶振子,且该封装体2的俯视矩形的外形尺寸例如为1.2mm×1.0mm,且包含盖体5的厚度(高度)例如为0.35mm。

再者,本发明并不限定于该外形尺寸,例如,音叉型水晶振子的封装体的俯视矩形的外形尺寸例如亦可为2.0mm×1.6mm、或1.6mm×1.0mm,且包含盖体5的厚度例如亦可为0.45mm。

在本实施方式中,图1所示的基座4的底部的厚度t1例如为0.09mm,基座4的周壁部4a的厚度(高度)t2例如为0.15mm。在该基座4的凹部内,收纳有厚度例如为0.08mm左右的音叉型水晶振动片3,故而封装体2内的音叉型水晶振动片3的上下的间隙例如成为0.035mm左右。

音叉型水晶振动片3由未图示的一片水晶晶圆成形多个,音叉型水晶振动片3的外形使用光微影技术(光微影法),将光阻剂或金属膜作为光罩,通过例如湿式蚀刻而一次性成形多个。

如图3、图4所示,音叉型水晶振动片3具备基部10、及自基部10的一端面侧平行地延出的振动部即一对第一、第二臂部11、12。基部10包含接合部13,该接合部13沿与第一、第二臂部11、12的延出方向相反的方向延伸且接合于基座4。本实施方式的接合部13沿与第一、第二臂部11、12的延出方向相反的方向延伸,进而朝向与上述延出方向正交的方向的一方向(图3中为右方)延伸。

一对第一、第二臂部11、12的前端部11a、12a形成为与其他部分相比,在与各臂部11、12的延出方向正交的方向即宽度方向(图3、图4的左右方向)上较宽。如图3所示,其宽度为w1。如图2所示,基座4的底面的枕部9以与第一、第二臂部11、12的前端部11a、12a的宽度w1的宽幅区域对向的方式突设。该枕部9的突出高度、即厚度例如为0.01mm。

而且,在第一、第二臂部11、12的图3及图4所示的两主面上分别形成有沿着各臂部11、12的延出方向延伸的各槽部14、14。

在音叉型水晶振动片3上设置有两个第一激励电极15及第二激励电极16、及引出电极17、18,该引出电极17、18为了使这些各激励电极15、16分别与基座4的电极垫7、7电性连接而自各激励电极15、16分别引出。两个第一、第二激励电极15、16的一部分形成于两主面的槽部14、14的内部。

第一激励电极15形成于第一臂部11的包含槽部14的两主面及第二臂部12的两侧面,且与上述引出电极17共通连接。同样地,第二激励电极16形成于第二臂部12的包含槽部14的两主面及第一臂部11的两侧面,且与上述引出电极18共通连接。

而且,在图3所示的一主面侧的第一臂部11及第二臂部12的前端部11a、12a的宽幅区域中分别形成有臂末端电极25、24。形成于前端部11a的臂末端电极25与形成于第一臂部11的两侧面的第二激励电极16连接。形成于前端部12a的臂末端电极24与形成于第二臂部12的两侧面的第一激励电极15连接。

在本实施方式中,如下所述,为抑制来自外部的冲击所致的频率的变动,而如图4所示,在与基座4的底面对向的另一主面侧中的第一臂部11及第二臂部12的前端部11a、12a的宽幅区域,除基部10侧的一部分以外,未形成臂末端电极24、25。未形成该臂末端电极24、25的区域成为水晶的坯材露出的无电极区域21、21。

在图3所示的一主面侧的宽幅的各前端部11a、12a的臂末端电极25、24上形成有频率调整用金属膜19、20,该频率调整用金属膜19、20用以通过利用激光束等光束照射进行金属膜的质量削减而将音叉型水晶振动片3的频率进行粗调整。该频率调整用金属膜19、20以略小于各臂末端电极25、24的面积形成。频率调整用金属膜19、20分别延伸至各臂部11、12的前端、即宽幅的各前端部11a、12a的前端为止。

音叉型水晶振动片3的第一、第二激励电极15、16、引出电极17、18及臂末端电极24、25通过金属蒸镀而在各臂部11、12上形成铬层,且在该铬层上形成由金属例如金而构成的薄膜。该薄膜在通过真空蒸镀法或溅镀法等方法而形成于基板整面之后,通过光微影法进行金属蚀刻形成为所期望的形状。再者,第一、第二激励电极15、16、引出电极17、18及臂末端电极24、25并不限定于铬、金,亦可为铬、银等。

分别形成于各臂部11、12的各前端部11a、12a的频率调整用金属膜19、20例如通过电解镀覆法等方法而镀覆形成。在镀覆形成这些金属膜19、20时,较佳为以与下述金属凸块8相同的步骤同时地形成。在本实施方式中,使用金(au)作为频率调整用金属膜19、20。

在图4所示的另一主面侧的接合部13上形成有成为与基座4的各电极垫7、7接合的接合部位的例如由金所构成的两个金属凸块8、8。具体而言,一金属凸块8形成于第一接合部13b的自第一激励电极15引出而成的引出电极17上。另一金属凸块8形成于第二接合部13a的自第二激励电极16引出而成的引出电极18上。构成基部10的一部分的接合部13与基座4的各电极垫7、7接合,作为支承音叉型水晶振动片3的支承部发挥功能。金属凸块8、8的俯视形状为椭圆形,但亦可为圆形或者包含长方形或正方形的多边形状者等。该金属凸块8、8通过电解镀覆法等方法而镀覆形成。

如上所述,形成有频率调整用金属膜19、20的第一、第二臂部11、12的前端部11a、12a的宽度w1与其他部分的宽度w2相比,在宽度方向形成为较宽。在本实施方式中,前端部11a、12a的宽度w1成为其他部分的宽度w2的例如三倍以上。

如此地形成有频率调整用金属膜19、20的第一、第二臂部11、12的前端部11a、12a为宽幅是取决于如下原因。

音叉型水晶振子的频率与音叉型水晶振动片的臂部的长度的平方成反比,且与臂部的宽度成正比。因此,若为谋求音叉型水晶振子的超小型化而欲使音叉型振动片的臂部的长度变短,则频率变大,故而为了抑制该情况,必须使臂部的前端侧的成为频率调整用重量部的金属膜的形成区域变大。再者,亦考虑使臂部的宽度变窄,从而抑制频率变大,但若使臂部的宽度变窄,则ci(晶体阻抗)值变得极差。

因此,若欲不使ci值变差而谋求音叉型水晶振子的超小型化,则被悬臂支承的音叉型水晶振动片的形成有成为重量部的频率调整用金属膜的前端部变大,且若欲使臂部的长度变短,则如上所述成为宽幅。

若音叉型水晶振动片的臂部的前端部如此地变大,则容易因来自外部的冲击而挠曲。

进而,若欲谋求音叉型水晶振子的薄型化,则封装体内的音叉型水晶振动片的上下的间隙变小。

因此,以往的超小型且薄型的音叉型水晶振子在基座的底面突设枕部,在因来自外部的冲击导致被悬臂支承的音叉型水晶振动片挠曲时,到达作为自由端的振动臂的前端的中途的抵接部抵接于枕部。由此,避免振动臂的因损伤而频率变动最大的前端抵接于基座的底面。然而,若进行耐冲击试验,则存在频率朝向正侧变动的情况,耐冲击性不充分。

本案发明人将通过耐冲击试验而发现频率的正侧的变动的音叉型水晶振子的封装体开封,将音叉型水晶振动片拆卸进行观察后,确认到在音叉型水晶振动片挠曲时,抵接于枕部的臂部的前端部的臂末端电极被局部磨削。

因此,在本实施方式中,如上所述,在与基座4的底面对向的另一主面侧,如图4所示,对第一臂部11及第二臂部12的前端部11a、12a的宽幅区域,去除基部10侧的一部分来设为未形成有臂末端电极24、25的无电极区域21、21。

如上所述,形成于音叉型水晶振动片3的一主面侧的频率调整用金属膜19、20通过激光束等的光束照射而将其一部分去除,进行频率的粗调整。

图5是用以说明通过激光束照射所进行的频率的粗调整的图。在该图5中,代表性地表示激光束对两臂部11、12中的第一臂部11的前端部11a的频率调整用金属膜19的照射的状态,但激光束对第二臂部12的前端部12a的频率调整用金属膜20的照射亦情况相同。

在该激光束的照射中,使激光束照射源(未图示)与水晶晶圆状态的各个音叉型水晶振动片3的另一主面侧对向,将一主面侧的频率调整用金属膜19去除。

在该激光束的照射中,自因质量减少所致的频率的上升最大的前端侧(图5的右侧),沿着第一臂部11的宽度方向(图5的与纸面垂直的方向)开始扫描,朝向第一臂部11的基部10侧(图5的左侧)依序移动地进行扫描。

所照射的激光束自水晶晶圆状态的各个音叉型水晶振动片3的另一主面侧穿透音叉型水晶振动片3的内部的水晶26,到达形成于相反侧的一主面侧的频率调整用金属膜19。通过该激光束而将一主面侧的臂末端电极25及频率调整用金属膜19去除。

如此地,对于频率调整用金属膜19,以自上方通过音叉型水晶振动片3的内部的水晶26的方式照射激光束,将仅形成于一主面侧的频率调整用金属膜19去除。由此,频率调整用金属膜19的金属屑以远离频率调整用金属膜19的方式朝下方飞散,能够防止金属屑再次附着于音叉型水晶振动片3。再者,亦可对于频率调整用金属膜,以自下方通过音叉型水晶振动片的内部的水晶的方式照射激光束。在本实施方式中,使用绿光激光作为激光束,但亦可使用yag激光或具有其他波长的激光。

在水晶晶圆的状态下已通过激光束的照射进行频率的粗调整的多个音叉型水晶振动片3自水晶晶圆分别被分离成单片的音叉型水晶振动片3。分离所得的音叉型水晶振动片接合地安装于封装体2的基座4的电极垫7。再者,在使音叉型水晶振动片3接合于封装体2的基座4的电极垫7的状态下,进行最终的频率微调整。频率调整用金属膜19、20仅形成于进行频率微调整的一主面侧,故而有效率,且可减少金属的使用量。

图6是表示收纳于封装体2内的状态的音叉型水晶振动片3的前端部附近的概略剖面图。在该图6中,代表性地表示两臂部11、12中的第一臂部11的前端部11a,但第二臂部12的前端部12a亦情况相同。

音叉型水晶振动片3在收纳于封装体2内的状态下,形成于一主面侧的频率调整用金属膜19与盖体5的内面对向,且另一主面侧与基座4的底面对向。

在因来自外部的冲击导致被悬臂支承的音叉型水晶振动片3朝基座4的底面侧挠曲时,第一臂部11的前端以外的部分的抵接部11b抵接于基座4的底面的枕部9。由此,防止第一臂部11的宽幅的前端部11a的前端抵接于基座4的底面而损伤。同样地,第二臂部12的抵接部12b(未图示)亦于音叉型水晶振动片3朝基座4的底面侧挠曲时抵接于枕部9,由此防止第二臂部12的宽幅的前端部12a的前端抵接于基座4的底面而损伤。

进而,如图6所示,第一臂部11的设置于前端部11a的另一主面侧的无电极区域21至少包含第一臂部11的抵接部11b,在因来自外部的冲击而导致悬臂支承的音叉型水晶振动片3朝基座4的底面侧挠曲时,该抵接部11b抵接于枕部9,并且该无电极区域21延伸至第一臂部11的宽幅的前端部11a的前端为止。同样地,第二臂部12的前端部12a的无电极区域21亦至少包含有在音叉型水晶振动片3挠曲时抵接于枕部9的第二臂部12的抵接部12b,并且延伸至第二臂部12的宽幅的前端部12a的前端为止。

如此抵接于基座4的底面的枕部9的第一、第二臂部11、12的抵接部11b、12b是未形成有臂末端电极的无电极区域21、21。因此,即便因来自外部的冲击导致抵接部11b、12b抵接于枕部9,臂末端电极亦不磨削,从而可抑制因来自外部的冲击导致频率朝向正侧变动。

再者,无电极区域21不仅为抵接于枕部9的第一、第二臂部11、12的抵接部11b、12b,且延伸至第一、第二臂部11、12的前端而形成,但亦可仅将抵接部11b、12b设为无电极区域。

如上所述,在因来自外部的冲击而导致音叉型水晶振动片3朝基座4的底面侧挠曲时,各臂部11、12的抵接部11b、12b抵接于基座4的底面的枕部9。由此,防止各臂部11、12的前端抵接于基座4的底面而损伤。进而,在本实施方式中,防止在音叉型水晶振动片3朝盖体5侧挠曲时,各臂部11、12的宽幅的前端部11a、12a的前端抵接于盖体5的内面而损伤。

即,在本实施方式中,通过激光束的照射而将一部分去除的频率调整用金属膜19、20与盖体5的内面对向,且在因来自外部的冲击而导致音叉型水晶振动片3的各臂部11、12朝盖体5侧挠曲时,抵接于盖体5的内面。由此,阻止各臂部11、12的宽幅的前端部11a、12a的前端抵接于盖体5的内面。

因此,使频率调整用金属膜19、20的厚度变厚,例如设为9μm以上的厚度。在本实施方式中,频率调整用金属膜19、20如上所述通过镀覆而形成,且其膜厚例如设为10μm左右。

在为了将水晶晶圆状态的各音叉型水晶振动片3的频率保持于所需频率范围内而通过激光束的照射所进行的频率的粗调整中,频率调整用金属膜19、20的去除量因各音叉型水晶振动片3而不同。在本实施方式中,在通过激光束的照射进行粗调整之后,使频率调整用金属膜19、20沿着臂部11、12的长边方向(图6的左右方向),残留超过频率调整用金属膜的形成区域的长边方向的一半。

即,当进行粗调整之前的图5所示的频率调整用金属膜19、20的长边方向的长度设为l1时,进行粗调整之后的图6所示的频率调整用金属膜19、20的长边方向的长度l2设为l2>0.5l1。

在本实施方式中,上述l1例如为0.2mm,因此,上述l2例如成为超过0.1mm的长度。

如此地通过激光束的照射而去除的频率调整用金属膜19、20为沿着其长边方向的长度l1的一半以下,即,频率调整用金属膜19、20残留超过沿着其长边方向的长度l1的一半,故而在音叉型水晶振动片3的各臂部11、12朝盖体5侧挠曲时,残留的频率调整用金属膜19、20抵接于盖体5的内面。由此,可阻止各臂部11、12的宽幅的前端部11a、12a的前端抵接于盖体5的内面,从而避免各臂部11、12的前端损伤。

而且,频率调整用金属膜19、20的厚度t较厚,例如为9μm以上,故而可缓和频率调整用金属膜19、20抵接于盖体5的内面时的冲击。

而且,如上所述,进行粗调整之后的频率调整用金属膜19、20的长边方向的长度l2例如超过0.1mm,故而频率调整用金属膜19、20的与被去除的部分的前端相距的长度d例如成为0.1mm以下。再者,如上所述,频率调整用金属膜19、20的通过激光束的照射而去除的部分的长度d在每一音叉型水晶振动片中不同,亦存在d=0的情况。

此处,若将图3所示的音叉型水晶振动片3的长度设为l,则在本实施方式中,l例如为0.9mm。

因此,频率调整用金属膜19、20的通过激光束的照射而去除的部分的长度d相对于音叉型水晶振动片3的长度l之比,因d为0.1mm以下,故而

d/l≤0.1/0.9=0.11

即,成为

d/l≤0.11。

而且,若将频率调整用金属膜19、20的厚度设为t,将自盖体5的内面至臂部11的未形成有频率调整用金属膜19、20的部分为止的间隔设为h,则在本实施方式中,较佳为间隔h例如为35μm,且频率调整用金属膜19、20的厚度t例如为9μm以上且15μm以下。

因此,频率调整用金属膜19、20的厚度t相对于上述间隔h之比t/h成为

9/35=0.257

15/35=0.429,

较佳的范围成为

0.25≤t/h≤0.43。

即,频率调整用金属膜19、20的厚度t相对于上述间隔h之比较佳为0.25以上且0.43以下。

再者,若频率调整用金属膜19、20的厚度t未达9μm,则存在如下情况,在因来自外部的冲击而导致音叉型水晶振动片3的各臂部11、12朝盖体5侧挠曲时,残留的频率调整用金属膜19、20抵接于盖体5的内面之前,各臂部11、12的宽幅的前端部11a、12a的前端抵接于盖体5的内面,从而上述前端损伤。而且,无法充分地缓冲频率调整用金属膜19、20抵接于盖体5的内面时的冲击。

而且,若频率调整用金属膜19、20的厚度t超过15μm,则存在仅自外部受到略微的冲击,残留的频率调整用金属膜19、20便与金属制的盖体5接触之虞。

如上所述,为了使通过激光束的照射而去除的频率调整用金属膜19、20的沿长边方向的长度成为一半以下,以如下方式进行处理。在本实施方式中,以水晶晶圆的状态、即水晶晶圆上一体地连结有多个音叉型振动片的状态,使在音叉型振动片的基部及自该基部延出的多个臂部形成电极的电极形成步骤中的第一目标频率高于以往的第一目标频率。

图7是用以说明本实施方式的电极形成步骤、形成频率调整用金属膜19、20的配重步骤、及通过激光束的照射所进行的频率的粗调整(激光加工)步骤的目标频率的图。图8是以往例的对应于图7的图。在图7及图8中,横轴表示频率,纵轴表示度数。

在本实施方式中,在水晶晶圆上一体地连结有多个音叉型振动片的状态下,将在音叉型振动片的基部及自该基部延出的多个臂部形成电极的电极形成步骤中的图7所示的第一目标频率fo1设为较图8所示的以往例的电极形成步骤中的第一目标频率fo1'更高的频率。

在音叉型水晶振动片3的各臂部11、12的前端部11a、12a形成频率调整用金属膜19、20的配重步骤中的图7所示的第二目标频率fo2与以往例的配重步骤中的图8所示的第二目标频率fo2相同。

因此,在音叉型水晶振动片3的各臂部11、12的前端部11a、12a形成频率调整用金属膜19、20的配重步骤中的频率调整用金属膜19、20的形成量(配重量)多于以往例。

配重步骤后的通过激光束的照射所进行的频率的粗调整步骤中的第三目标频率fo3为上述标称频率32.768khz,与以往例的通过激光束的照射所进行的频率的粗调整步骤中的图8所示的第三目标频率fo3相同。

因此,通过激光束的照射所进行的频率的粗调整步骤中的频率调整用金属膜19、20的去除量与以往例大致相同。

已通过激光束的照射进行频率的粗调整的水晶晶圆状态的多个音叉型水晶振动片3自水晶晶圆折断而分离成各个音叉型水晶振动片3。其后,将分离所得的音叉型水晶振动片3的金属凸块8接合于封装体2的基座4的电极垫7后,收容于基座2内,利用盖体5密封。

在本实施方式中,将第二目标频率fo2与粗调整步骤中的第三目标频率fo3的频率之差的绝对值|fo2-fo3|对于电极形成步骤中的音叉型振动片的第一目标频率fo1与配重步骤中的第二目标频率fo2的频率之差的绝对值|fo1-fo2|的比率(|fo2-fo3|/|fo1-fo2|)设为0.5以下。即,

(|fo2-fo3|/|fo1-fo2|)≤0.5。

在本实施方式中,将该比率(|fo2-fo3|/|fo1-fo2|)例如设为0.4左右。

由此,可使粗调整步骤中去除的频率调整用金属膜19、20的去除量相对配重步骤中形成于各臂部11、12的端部的频率调整用金属膜19、20的形成量的比率小于以往例。

由此,可使粗调整步骤后的频率调整用金属膜19、20沿着长边方向残留超过一半。

因此,在因来自外部的冲击而导致音叉型水晶振动片3的各臂部11、12朝盖体5侧挠曲时,残留的频率调整用金属膜19、20抵接于盖体5的内面。由此,可防止各臂部11、12的宽幅的前端部11a、12a的前端抵接于盖体5的内面而损伤,且可抑制频率变动。

根据本实施方式,即便因来自外部的冲击而导致音叉型水晶振动片3的各臂部11、12朝基座4侧挠曲,各臂部11、12的各抵接部11b、12b抵接于基座4的底面的枕部9,亦不存在如以往般臂末端电极磨削,频率产生变动之类情况。

进而,在因来自外部的冲击而导致音叉型水晶振动片3的各臂部11、12朝向与突设有枕部9的基座4为相反侧的盖体5侧挠曲时,残留的频率调整用金属膜19、20抵接于盖体5的内面。由此,可防止各臂部11、12的前端抵接于盖体5的内面而损伤,从而抑制频率变动。

亦可如此地抑制因来自外部的冲击导致音叉型水晶振动片3的各臂部11、12朝基座4侧挠曲引起的频率变动、及因朝盖体5侧挠曲引起的频率变动的任一频率变动。由此,可获得具有良好的耐冲击性的音叉型水晶振子。

上述实施方式中照射激光束来调整频率,但亦可使用除激光束以外的离子束等其他能量束。

[实施方式2]

图9是本发明的另一实施方式的对应于图4的图,且对于与上述实施方式对应的部分,标注相同的附图标记,省略其说明。

在上述实施方式中,将至少包含抵接部11b、12b的区域设为未形成臂末端电极的无电极区域21、21,该抵接部11b、12b是在因来自外部的冲击而导致第一、第二臂部11、12朝基座4的底面侧挠曲时抵接于枕部9的部分。

在本实施方式中,与以往同样地,遍及第一、第二臂部11、12的前端部11a、12a的整周形成有臂末端电极25、24。

在本实施方式中,如图9及图10的概略剖面图所示,在第一、第二臂部11、12的前端部11a、12a的与基座4的底面对向的另一主面侧,分别形成有作为将抵接时的冲击缓冲的缓冲部的金属膜22、22。各金属膜22、22分别形成于因来自外部的冲击导致第一、第二臂部11、12朝基座4的底面侧挠曲时抵接于枕部9的区域。

为获得缓冲效果,该金属膜22的厚度为1μm以上,在该例中,例如为10μm。该金属膜22与上述金属凸块8同样地例如由金所构成,且通过电解镀覆法等方法而镀覆形成。因此,该金属膜22可与金属凸块8同时地形成。

该金属膜22设置于因来自外部的冲击而导致第一、第二臂部11、12朝基座4的底面侧挠曲时抵接于枕部9的区域。在本实施方式中,金属膜22设置于第一、第二臂部11、12的宽幅的前端部11a、12a的宽度方向的中央位置且基部10侧。该金属膜22的形状为俯视大致圆形。

如此,在第一、第二臂部11、12的抵接于基座4的底面的枕部9的区域中,分别通过镀覆而以1μm以上的厚度形成有将与枕部9的抵接所致的冲击缓冲的金属膜22、22。由此,即便因来自外部的冲击而导致音叉型水晶振动片3挠曲,从而各臂部11、12的金属膜22、22抵接于基座4的底面的枕部9,金属膜22、22亦难以剥离。而且,该抵接的冲击通过金属膜22、22而充分缓冲,从而不存在臂末端电极25磨削之类情况。因此,可抑制因来自外部的冲击而导致频率朝向正侧变动。而且,如图10的概略剖面图所示,音叉型水晶振动片3的另一主面侧的金属膜22的形成位置为臂部的前端以外的部分即抵接部。因此,即便通过激光束的照射而将频率调整用金属膜19、20的臂部的前端侧的部分磨削,金属膜22亦不被削减。由此,可通过金属膜22而缓冲音叉型水晶振动片3与枕部抵接的冲击,并且亦可通过残留的频率调整用金属膜19、20而防止各臂部的前端部与盖体的内面的接触。

再者,作为缓冲部的金属膜22并不限定于一部位,亦可设置于多个部位,例如图11a所示亦可设置于两个部位。

而且,金属膜22并不限定于俯视圆形,亦可为其他形状,例如,亦可如图11b所示,沿着各臂部11、12的各前端部11a、12a的宽度方向形成为俯视长方形。

在本实施方式中,在形成有作为缓冲部的金属膜22的部分,形成有臂末端电极24、25,但作为本发明的另一实施方式,亦可在作为缓冲部的金属膜22及其周围的区域设为未形成臂末端电极而露出水晶坯材的无电极区域。

在上述各实施方式中,构成基部10的一部分的接合部13向与第一、第二臂部11、12的延出方向相反的方向延伸,且朝向与上述延出方向正交的方向的一方向(图3中为右方)延伸,但接合部13亦可为如图12的音叉型水晶振动片3的外形图所示朝上述正交的方向的两方向(图12的左方及右方)延伸的左右对称的形状。或者,亦可为如图13所示朝向上述正交的方向的两方向(图13的左方及右方)延伸,进而,分别与第一、第二臂部11、12的延出方向平行地延伸的左右对称的形状。或者,亦可为如图14所示自第一、第二臂部11、12之间沿与第一、第二臂部11、12的延出方向相同的方向延伸的形状。在这些各形状的音叉型水晶振动片3中,与基座4的各电极垫7、7接合的接合部位即两个金属凸块8、8可如图12~图14所示,设置在接合部13的以如上方式延伸的末端附近。再者,接合部13亦可不形成朝向与上述延出方向正交的方向延伸的部分或朝向与上述延出方向相同的方向延伸的部分。

上述各实施方式适用于音叉型水晶振动片进行了说明,但并不限定于此,亦可使用水晶以外的其他压电材料。

附图标记说明

1:音叉型水晶振子

2:封装体

3:音叉型水晶振动片

4:基座

5:盖体

7:电极垫

8:金属凸块

9:枕部

10:基部

11:第一臂部

12:第二臂部

13:接合部

15:第一激励电极

16:第二激励电极

17、18:引出电极

19、20:频率调整用金属膜

21:无电极区域

22:金属膜(缓冲部)

24、25:臂末端电极

26:水晶

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