專利名稱：壓電裝置及其制造方法和壓電振蕩器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將壓電振動(dòng)片收容在外殼內(nèi)的壓電振子或壓電振蕩器等壓電裝置的結(jié)構(gòu)和制造方法。
背景技術(shù)：
圖8是表示現(xiàn)有的壓電振子的一例的圖，為了便于理解，圖中將蓋體省略了。圖8(a)是表示將壓電振子的蓋體除去后的狀態(tài)的平面圖，圖8(b)是表示將蓋體除去后的狀態(tài)下的沿A-A線的簡(jiǎn)略剖面圖。
圖中，壓電振子10備有形成了收容片狀的壓電振動(dòng)片11的空間部13的呈箱狀的外殼基座12。壓電振動(dòng)片11的一端部11a通過硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15，被粘接固定在鍍金的電極14、14上，該電極14、14是配置在空間部13內(nèi)設(shè)置的臺(tái)階部19上的兩個(gè)裝配電極，另一端部11b是自由端。
這里，壓電振動(dòng)片11采用例如水晶，在其表面上形成為了引起規(guī)定的振動(dòng)所必要的電極(圖中未示出)，將激勵(lì)電壓加在水晶上。作為封裝外殼基座12的圖中未示出的蓋體材料，采用科瓦鐵鎳鈷合金等金屬或氧化鋁等陶瓷。
作為外殼基座12的材料采用氧化鋁等陶瓷，在圖示的情況下，將在內(nèi)側(cè)形成了孔的第二基座材料17重疊在呈平板狀的第一基座材料16上，再重疊形成了比第二基座材料上的孔大的孔的第三基座材料18。另外，有縫環(huán)18a配置在第三基座18上。因此，外殼基座12在內(nèi)部形成空間部13，能收容壓電振動(dòng)片11，同時(shí)設(shè)有粘接該壓電振動(dòng)片11用的臺(tái)階部19。
而且，該臺(tái)階部19的表面上的裝配電極14、14通過導(dǎo)通路徑14b與露出外殼基座12的外部的外部端子14a連接，上述導(dǎo)通路徑14b在將基座材料重合起來的層結(jié)構(gòu)中通過。
因此，從外部的電極14a施加的激勵(lì)電壓通過裝配電極14、14，施加在壓電振動(dòng)片11的表面上形成的電極上，按照規(guī)定的頻率使壓電振動(dòng)片11振動(dòng)。
圖9是簡(jiǎn)單地表示制造這樣的壓電振子10的工序的流程圖。
圖中，首先利用氧化鋁等陶瓷材料，形成外殼基座12，與壓電振子10相對(duì)應(yīng)地例如通過電鍍等形成裝配電極14、14。
這時(shí)，如上所述，外殼基座12為了呈層疊結(jié)構(gòu)，在每一層上形成對(duì)應(yīng)于各層的陶瓷材料的生片，將其重疊后燒成。
例如圖10表示對(duì)應(yīng)于圖8中的基座材料的第二層17的生片，在一片生片上任意形成多個(gè)第二層基座材料17，尚處于未被切斷的狀態(tài)。例如如圖所示，在該第二層基座材料17上在裝配電極14與導(dǎo)通路徑14b連接的狀態(tài)下，通過電解電鍍等方法形成。即，將各層重疊起來燒成后，焊接有縫環(huán)18a，對(duì)外部電極14a進(jìn)行電解鍍金。在此情況下，如上所述，裝配電極14通過導(dǎo)通路徑14b與外部電極14a連接，所以在鎢金屬噴鍍的基底層上，在重疊后的露出部分上鍍金(Au)，形成裝配電極14及導(dǎo)通路徑14b。
圖11表示將各基座材料重疊起來的外殼基座12，圖11(a)是外殼基座12的平面圖，圖11(b)是沿B-B線的簡(jiǎn)略剖面圖。
如圖所示，如果將第三基座材料18重疊在第二基座材料17上，則導(dǎo)電圖形14b幾乎被隱藏在第三基座材料18之下，在臺(tái)階部19上露出兩個(gè)鍍金的裝配電極14、14。
而且，在將有縫環(huán)焊接在第三基座材料18上之后，對(duì)上述露出的裝配電極14、14鍍金。
因此，只對(duì)作為露出的部分的裝配電極14、14鍍金，在重疊層之間通過的導(dǎo)電圖形不鍍金。
另一方面，在圖9中，利用蒸鍍方法在壓電振動(dòng)片11上形成激振電極或連接電極，將硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15涂敷在裝配著該壓電振動(dòng)片11的裝配電極14、14上(ST1)。
其次，上述壓電振動(dòng)片11通過硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15被粘接固定在圖9中的外殼基座12的裝配電極14、14上(ST2)。
其次，將外殼基座12放入圖中未示出的熱硬化爐內(nèi)，使硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15干燥硬化(ST3)。然后，壓電振動(dòng)片11通過硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15被完全固定在裝配電極14、14上，將激勵(lì)電壓從外部端子14a通過導(dǎo)通路徑14b及裝配電極14、14，加在壓電振動(dòng)片11上，一邊監(jiān)視該振動(dòng)頻率，一邊使激光照射在壓電振動(dòng)片11的表面上，通過減少電極的重疊程度，進(jìn)行頻率調(diào)整(ST4)。
其次，將圖中未示出的蓋體置于上述外殼基座12上，例如通過縫焊進(jìn)行封裝(ST5)。
通過以上操作，制成壓電振子10。
這樣的工序在作為其他壓電裝置的壓電振蕩器的情況下也通用。即，由于壓電振蕩器與壓電振子不同，集成電路被安裝在外殼基座內(nèi)，所以與此相關(guān)連，其結(jié)構(gòu)和工序與壓電振子有些不同。
圖12是表示現(xiàn)有的壓電振蕩器的一例圖，為了便于理解，圖中省略了蓋體。圖12(a)是表示將壓電振蕩器的蓋體除去后的狀態(tài)的平面圖，圖12(b)是表示將蓋體除去后的狀態(tài)下的沿C-C線的簡(jiǎn)略剖面圖。
在這些圖中，與圖10所示的壓電振子相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)以相同的符號(hào)，省略說明，主要說明不同的地方。
壓電振蕩器20備有形成了收容片狀的壓電振動(dòng)片11的空間部23的呈箱狀的外殼基座22。壓電振動(dòng)片11的一端部11a通過硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15，被粘接固定在鍍金的電極14、14上，該電極14、14是配置在空間部23內(nèi)設(shè)置的臺(tái)階部19上的兩個(gè)裝配電極，另一端部11b為自由端。
將由陶瓷制成的4個(gè)基座材料26、27、28、29重疊起來形成外殼基座22，最下面的基座材料26是平板，上面重疊的基座材料27、28、29由內(nèi)徑依次增大的環(huán)狀或框狀的材料形成。因此，外殼基座22在內(nèi)部形成空間部23，能收容壓電振動(dòng)片11，同時(shí)除了粘接該壓電振動(dòng)片11用的臺(tái)階部19以外，還在較低的位置設(shè)有第二臺(tái)階部31。
而且，該臺(tái)階部19的表面上的裝配電極14、14通過導(dǎo)通路徑14b與集成電路21連接，上述導(dǎo)通路徑14b在將基座材料重疊起來的層結(jié)構(gòu)中通過。
另外，集成電路21安裝在外殼基座22內(nèi)部的底部上，在臺(tái)階部31上形成由該集成電路21和金線25進(jìn)行引線接合而成的多個(gè)電極24。這里由于多個(gè)電極24的一部分和裝配電極14、14通過導(dǎo)通路徑14b連接，所以裝配電極14、14也鍍金。
圖13表示將各基座材料重疊起來的外殼基座22，示出了各電極的結(jié)構(gòu)，圖13(a)是外殼基座22的平面圖，圖13(b)是沿D-D線的簡(jiǎn)略剖面圖。
如圖所示，在臺(tái)階部19上形成裝配電極14、14，在臺(tái)階部31上形成由引線接合而成的多個(gè)電極24。另外，在內(nèi)側(cè)底面上設(shè)有安裝集成電路21用的電極32。這些電極的形成方法與壓電振子10的情況相同。
因此，在壓電振蕩器20中，從集成電路21施加的激勵(lì)電壓通過裝配電極14、14，加在壓電振動(dòng)片11的表面上形成的電極上，利用規(guī)定的頻率使壓電振動(dòng)片11振動(dòng)，同時(shí)其輸出信號(hào)被輸入集成電路21，規(guī)定的頻率信號(hào)被取出到外部。
可是，現(xiàn)有的壓電裝置存在以下問題。
該問題在壓電振子10和壓電振蕩器20中基本上是相同的問題，所以說明壓電振子。
用圖8、圖10、圖11說明過，在現(xiàn)有的壓電振子10中，裝配電極14、14通過導(dǎo)通路徑14b連接在外部端子14a(在壓電振蕩器20中，為進(jìn)行引線接合的電極24)上。
這里，這些外部端子14a或電極24從為了確保焊錫的濕潤(rùn)性或焊接特性等方面來看，或?yàn)榱朔乐寡趸?，象上述結(jié)構(gòu)那樣鍍金是有益的，與它們連接的裝配電極14、14也同時(shí)鍍金。
然后，用硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15將壓電振動(dòng)片11粘接在該裝配電極14、14上。因此，從外部施加激勵(lì)電壓，供給壓電振動(dòng)片11。
這里，之所以用硅系列導(dǎo)電粘合劑15，其理由如下。即，壓電振子10或壓電振蕩器20在遇到溫度變化的情況下，如果不是硅系列導(dǎo)電粘合劑，而是使用環(huán)氧系列或聚酰亞胺系列等硬質(zhì)樹脂制成的粘合劑，則在壓電振動(dòng)片11和外殼基座12之間發(fā)生膨脹或收縮的差異時(shí)，由這些硬質(zhì)樹脂制成的粘合劑不能抵消這樣的差異，所以應(yīng)力加在壓電振動(dòng)片11上，往往引起頻率變化或CI(晶體阻抗)值的上升等特性劣化。
這一點(diǎn)可以認(rèn)為在將壓電振子10或壓電振蕩器20安裝在安裝基板等上的情況下，受外力作用而引起變形，該變形通過粘合劑傳遞給壓電振動(dòng)片11時(shí)，也與上述情況相同。
因此，如上所述，使用比較柔軟的硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15，將壓電振動(dòng)片11的電極粘接在裝配電極14、14上。該硅系列導(dǎo)電粘合劑比較柔軟，不會(huì)使來自外部的振動(dòng)直接傳遞給壓電振動(dòng)片11而具有緩沖作用，在硅系列導(dǎo)電粘合劑中含有銀填充物，因此能謀求導(dǎo)通。
可是，存在硅系列導(dǎo)電粘合劑15與裝配電極的金成分的附著強(qiáng)度弱的問題。
即，金是惰性金屬，不易氧化，與粘合劑中使用的樹脂的接合力弱，除此之外，硅系列導(dǎo)電粘合劑由于受熱而硬化時(shí)(圖9中的ST3)的收縮力小，所以含有的銀填充物成分進(jìn)入裝配電極14的金表面中的力弱，有時(shí)造成導(dǎo)通不良。另外，硅系列導(dǎo)電粘合劑15在與金的界面上形成樹脂層，由此也會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)通不良。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述課題，提供這樣一種結(jié)構(gòu)的壓電裝置對(duì)來自外部的沖擊或作用在壓電振動(dòng)片上的應(yīng)力具有較大的適應(yīng)強(qiáng)度，能使外殼基座的電極一側(cè)和壓電振動(dòng)片良好地導(dǎo)通。
如果采用發(fā)明的第一方面，則能達(dá)到上述目的，即一種具有對(duì)設(shè)置在外殼基座上的電極粘接壓電振動(dòng)片的結(jié)構(gòu)的壓電裝置，該壓電裝置備有設(shè)置在上述外殼基座上、作為裝配壓電振動(dòng)片的裝配電極的基底層露出電極；以及在上述外殼基座上形成的、通過導(dǎo)通路徑傳導(dǎo)激勵(lì)電壓的鍍金電極，上述基底層露出電極和上述鍍金電極通過導(dǎo)電性粘合劑連接，上述壓電振動(dòng)片通過硅系列導(dǎo)電粘合劑粘接在上述基底層露出電極上。
如果采用第一方面的結(jié)構(gòu)，則預(yù)先使粘接壓電振動(dòng)片的電極與傳導(dǎo)激勵(lì)電壓用的電極分開形成，通過導(dǎo)通路徑傳導(dǎo)激勵(lì)電壓用的電極鍍金時(shí)，上述粘接壓電振動(dòng)片的電極不鍍金，作為只露出了該基底層的基底層露出電極形成。
而且，由于將上述壓電振動(dòng)片通過硅系列導(dǎo)電粘合劑粘接在基底層露出電極上，所以硅系列導(dǎo)電粘合劑不是象以往那樣附著在附著性不好的金表面上，而是與具有凹凸的基底層露出電極附著。在此情況下，硅樹脂進(jìn)入基底層露出電極的微細(xì)的凹凸中，能提高附著強(qiáng)度，同時(shí)由于所含有的銀填充物也進(jìn)入基底層露出電極的微細(xì)的凹凸中，所以導(dǎo)通性良好。
而且，在制造過程中，如果與該導(dǎo)通路徑連接的電極電鍍后，通過導(dǎo)電性粘合劑連接上述基底層露出電極和與導(dǎo)通路徑連接的鍍金電極，則能通過導(dǎo)通路徑將激勵(lì)電壓加在被粘接在裝配電極上的壓電振動(dòng)片上。
發(fā)明的第二方面的特征在于在第一方面的結(jié)構(gòu)中，連接上述基底層露出電極和鍍金電極的導(dǎo)電性粘合劑是由硬質(zhì)樹脂制成的導(dǎo)電性粘合劑。
如果采用第二方面的結(jié)構(gòu)，則由于利用由硬質(zhì)樹脂制成的導(dǎo)電性粘合劑、例如用環(huán)氧系列或聚酰亞胺系列的粘合劑連接上述基底層露出電極和鍍金電極，所以能增強(qiáng)連接的機(jī)械強(qiáng)度。
發(fā)明的第三方面的特征在于在第一或第二方面的結(jié)構(gòu)中，上述基底層露出電極是金屬噴鍍電極。
發(fā)明的第四方面的特征在于在第三方面的結(jié)構(gòu)中，上述基底層露出電極是鎢金屬噴鍍電極。
如果采用發(fā)明的第五方面，則能達(dá)到上述目的，即一種具有對(duì)設(shè)置在外殼基座上的電極粘接壓電振動(dòng)片的結(jié)構(gòu)的壓電裝置的制造方法，該壓電裝置的制造方法是將多片陶瓷材料重疊起來形成內(nèi)部空間，利用導(dǎo)電金屬形成通過層間的導(dǎo)通路徑，形成在上述內(nèi)部空間露出的電極，同時(shí)將該電極分離，形成粘接上述壓電振動(dòng)片的裝配電極，重疊的陶瓷材料燒成后，利用上述導(dǎo)通路徑，對(duì)在上述內(nèi)部空間露出的電極進(jìn)行鍍金，同時(shí)將上述裝配電極作為導(dǎo)通金屬直接露出的基底層露出電極，通過導(dǎo)電性粘合劑連接上述基底層露出電極和上述鍍金電極，同時(shí)通過硅系列導(dǎo)電粘合劑將上述壓電振動(dòng)片粘接在上述基底層露出電極上。
如果采用第五方面的結(jié)構(gòu)，則利用導(dǎo)電金屬分離地形成裝配電極和與導(dǎo)通路徑連接的電極，將外殼基座的材料燒成后，利用導(dǎo)通路徑進(jìn)行鍍金，以便不使裝配電極鍍金，作為只露出其基底層的基底層露出電極。
此后，如果利用導(dǎo)電性粘合劑簡(jiǎn)單地連接基底層露出電極和與導(dǎo)通路徑連接的電極，則能獲得通過導(dǎo)通路徑將激勵(lì)電壓加在被粘接在裝配電極上的壓電振動(dòng)片上的結(jié)構(gòu)。
在此情況下，與發(fā)明的第一方面相同，由于通過硅系列導(dǎo)電粘合劑將上述壓電振動(dòng)片粘接在基底層露出電極上，所以硅系列導(dǎo)電粘合劑不是象以往那樣附著在附著性不好的金表面上，而是與具有凹凸的基底層露出電極附著。在此情況下，硅樹脂進(jìn)入基底層露出電極的微細(xì)的凹凸中，能提高附著強(qiáng)度，同時(shí)由于所含有的銀填充物也進(jìn)入基底層露出電極的微細(xì)的凹凸中，所以導(dǎo)通性良好。
另外，如果采用發(fā)明的第六方面，則能達(dá)到上述目的，即一種具有對(duì)設(shè)置在外殼基座上的電極粘接壓電振動(dòng)片的結(jié)構(gòu)的壓電振蕩器的制造方法，該壓電振蕩器的制造方法是將多片陶瓷材料重疊起來形成內(nèi)部空間，利用導(dǎo)電金屬形成通過層間的導(dǎo)通路徑，形成在上述內(nèi)部空間露出的電極，同時(shí)將該電極分離，形成粘接上述壓電振動(dòng)片的裝配電極，重疊的陶瓷材料燒成后，利用上述導(dǎo)通路徑，對(duì)在上述內(nèi)部空間露出的電極進(jìn)行鍍金，同時(shí)將上述裝配電極作為導(dǎo)通金屬直接露出的基底層露出電極，將集成電路安裝在上述內(nèi)部空間內(nèi)，然后通過硅系列導(dǎo)電粘合劑將上述壓電振動(dòng)片接合在上述基底層露出電極上，其次，通過導(dǎo)電性粘合劑連接上述基底層露出電極和上述鍍金電極。
如果采用第六方面的結(jié)構(gòu)，則在壓電裝置中，關(guān)于在外殼基座內(nèi)備有集成電路的壓電振蕩器，利用與第五方面大致相同的工序，形成了裝配電極和與導(dǎo)通路徑連接的電極后，將集成電路安裝在上述內(nèi)部空間內(nèi)，然后通過硅系列導(dǎo)電粘合劑將上述壓電振動(dòng)片接合在上述基底層露出電極上，其次，通過導(dǎo)電性粘合劑連接上述基底層露出電極和上述鍍金電極。因此，除了第五方面的作用外，在外殼基座上有富余空間的情況下，能利用接合壓電振動(dòng)片的臺(tái)階測(cè)試壓電振動(dòng)片的振動(dòng)特性等。


圖1表示本發(fā)明的壓電裝置的優(yōu)選實(shí)施例的壓電振子，圖1(a)是表示將壓電振子的蓋體除去后的狀態(tài)的平面圖，圖1(b)是表示將蓋體除去后的狀態(tài)下的沿E-E線的簡(jiǎn)略剖面圖。
圖2是簡(jiǎn)單地表示圖1中的壓電振子的制造工序的流程圖。
圖3是表示與圖1中的壓電振子的基座材料的第二層對(duì)應(yīng)的生片的平面圖。
圖4表示將圖1中的壓電振子的各基座材料重疊起來的外殼基座，圖4(a)是外殼基座的平面圖，圖4(b)是沿F-F線的簡(jiǎn)略剖面圖。
圖5是表示應(yīng)用本發(fā)明的壓電振蕩器的實(shí)施例的圖，圖5(a)是表示將壓電振蕩器的蓋體除去后的狀態(tài)的平面圖，圖5(b)是表示安裝在壓電振蕩器內(nèi)的壓電振動(dòng)片的裝配結(jié)構(gòu)的放大圖，圖5(c)是表示將蓋體除去后的狀態(tài)下的沿G-G線的簡(jiǎn)略剖面圖。
圖6是簡(jiǎn)單地表示圖5中的壓電振蕩器的制造工序的流程圖。
圖7表示將圖5中的壓電振蕩器的各基座材料重疊起來的外殼基座，示出了各電極的結(jié)構(gòu)，圖7(a)是外殼基座的平面圖，圖7(b)是沿H-H線的簡(jiǎn)略剖面圖。
圖8表示現(xiàn)有的壓電振子，圖8(a)是表示將壓電振子的蓋體除去后的狀態(tài)的平面圖，圖8(b)是表示將蓋體除去后的狀態(tài)下的沿A-A線的簡(jiǎn)略剖面圖。
圖9是簡(jiǎn)單地表示圖8中的壓電振蕩器的制造工序的流程圖。
圖10是表示對(duì)應(yīng)于圖8中的壓電振子的基座材料的第二層的生片的平面圖。
圖11表示將壓電振子的各基座材料重疊起來的外殼基座，圖11(a)是外殼基座的平面圖，圖11(b)是沿B-B線的簡(jiǎn)略剖面圖。
圖12表示現(xiàn)有的壓電振蕩器，圖12(a)是表示將壓電振蕩器的蓋體除去后的狀態(tài)的平面圖，圖12(b)是表示將蓋體除去后的狀態(tài)下的沿C-C線的簡(jiǎn)略剖面圖。
圖13表示將圖12中的壓電振蕩器的各基座材料重疊起來的外殼基座，圖13(a)是外殼基座的平面圖，圖13(b)是沿D-D線的簡(jiǎn)略剖面圖。
發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
<第一實(shí)施例>
圖1表示作為應(yīng)用本發(fā)明的壓電裝置之一例的壓電振子。
在圖1中，為了便于理解，圖中將蓋體省略了。圖1(a)是表示將壓電振子的蓋體除去后的狀態(tài)的平面圖，圖1(b)是表示將蓋體除去后的狀態(tài)下的沿E-E線的簡(jiǎn)略剖面圖。
圖中，壓電振子40備有形成了收容片狀的壓電振動(dòng)片11的空間部43的呈箱狀的外殼基座42。壓電振動(dòng)片11的一端部11a通過硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15，被粘接固定在兩個(gè)裝配電極44、44上，該電極44、44配置在空間部43內(nèi)設(shè)置的臺(tái)階部49上，另一端部11b是自由端。
這里，壓電振動(dòng)片11采用例如水晶，在其表面上形成為了引起規(guī)定的振動(dòng)所必要的電極(圖中未示出)，將激勵(lì)電壓加在水晶上。作為封裝外殼基座42的圖中未示出的蓋體材料，采用科瓦鐵鎳鈷合金等金屬或氧化鋁等陶瓷。
作為外殼基座42的材料采用氧化鋁等陶瓷，在圖示的情況下，將在內(nèi)側(cè)形成了孔的第二基座材料47重疊在呈平板狀的第一基座材料46上，再重疊形成了比第二基座材料上的孔大的孔的第三基座材料48，有縫環(huán)48a配置在第三基座48上。
因此，外殼基座42在內(nèi)部形成空間部43，能收容壓電振動(dòng)片11，同時(shí)設(shè)有粘接該壓電振動(dòng)片11用的臺(tái)階部49。
而且，該臺(tái)階部49的表面上的裝配電極44、44與通常的電極結(jié)構(gòu)不同，呈只使其基底層露出的結(jié)構(gòu)。即，在本實(shí)施例中，裝配電極44、44例如通過鎢金屬噴鍍構(gòu)成。在該各個(gè)裝配電極44、44附近形成表面上露出金的鍍金電極41、41，該鍍金電極41、41分別與在基座材料被重疊起來的層結(jié)構(gòu)中通過的導(dǎo)通路徑44b連接、并與露出到外殼基座42的外部的外部端子44a連接。而且，裝配電極44、44和鍍金電極41、41利用由硬質(zhì)樹脂制成的導(dǎo)電性粘合劑45、45連接。在該實(shí)施例中，該由硬質(zhì)樹脂制成的導(dǎo)電性粘合劑45、45最好使用例如在環(huán)氧系列或聚酰亞胺系列的樹脂中含有銀填充物等作為提供導(dǎo)電性用的導(dǎo)電材料的粘合劑。因此，從作為外部電極的外部端子44a施加的激勵(lì)電壓通過導(dǎo)通路徑44b，被傳遞給鍍金電極41、41，由于該鍍金電極41、41和裝配電極44、44利用導(dǎo)電性粘合劑45、45連接，所以來自鍍金電極41、41的激勵(lì)電壓通過裝配電極44、44加在壓電振動(dòng)片11上。因此，使壓電振動(dòng)片11按照規(guī)定的頻率振動(dòng)。
圖2是簡(jiǎn)單地表示制造這樣的壓電振子40的工序的流程圖。
圖中，首先利用氧化鋁等陶瓷材料形成外殼基座42，在對(duì)應(yīng)于壓電振子40的位置形成裝配電極44、44等(ST11)。
這時(shí)，如上所述，為了使外殼基座42呈層疊結(jié)構(gòu)，所以在每一層形成對(duì)應(yīng)于各層的壓電材料的生片，將其重疊起來進(jìn)行燒成。
例如圖3表示與基座材料的第二層47對(duì)應(yīng)的生片，在一片生片上形成多個(gè)第二層的基座材料47，表示尚未被切斷的狀態(tài)。如圖所示，在該第二層的基座材料47上對(duì)應(yīng)于應(yīng)裝配壓電振動(dòng)片11的位置，設(shè)有裝配電極44、44。而且，該裝配電極44、44與導(dǎo)通路徑44b電氣上分離地形成。
與此不同，如圖3所示，在導(dǎo)通路徑44b上，例如在與裝配電極44、44接近的位置，圓形的鍍金電極41、41與各導(dǎo)通路徑44b、44b呈一體地形成。
因此，由于導(dǎo)通路徑44b和鍍金電極41及外部端子44a呈一體地形成，所以這些部分導(dǎo)電性地連接，通過電解電鍍，能在其表面上同時(shí)鍍金(Au)，但在與它們分離設(shè)置了鎢金屬噴鍍的裝配電極44、44上，通過該電鍍作業(yè)不附著金，基底層保持露出的狀態(tài)。
即，圖4表示將各基座材料重疊起來的外殼基座42，圖4(a)是外殼基座42的平面圖，圖4(b)是沿F-F線的簡(jiǎn)略剖面圖。
如圖所示，如果將第三基座材料48重疊在第二基座材料47上，則在臺(tái)階部49上露出兩個(gè)裝配電極44、44。
如圖所示，該裝配電極44、44在角部形成切口部分4a、4a，上述的鍍金電極41、41在該切口部分4a、4a的外側(cè)露出，裝配電極44、44和鍍金電極41、41電氣上分離。
因此，如圖1所示，在裝配電極44、44和鍍金電極41、41之間，分別使用由硬質(zhì)樹脂制成的導(dǎo)電性粘合劑45、45(ST12)，在熱硬化爐內(nèi)進(jìn)行干燥硬化(ST13)。
因此，裝配電極44、44和鍍金電極41、41被導(dǎo)電性地連接起來。在此情況下，硬質(zhì)樹脂、特別是環(huán)氧系列或聚酰亞胺系列樹脂不僅在鎢金屬噴鍍的裝配電極44、44的表面上的粘接力強(qiáng)，而且對(duì)鍍金電極41、41的金表面的粘接力也高，因此，能可靠地進(jìn)行裝配電極44、44和鍍金電極41、41的導(dǎo)電性連接。
其次，將硅系列導(dǎo)電性粘合劑15、15分別涂敷在圖4中的外殼基座42的裝配電極44、44上(ST14)。
其次，將壓電振動(dòng)片11置于涂敷了硅系列導(dǎo)電性粘合劑15、15的裝配電極44、44上(ST15)，將外殼基座42放入圖中未示出的熱硬化爐內(nèi)，通過使硅系列導(dǎo)電性粘合劑15、15干燥硬化(ST16)而進(jìn)行接合固定。
然后，如果壓電振動(dòng)片11通過硅系列導(dǎo)電性粘合劑15、15完全被固定在裝配電極44、44上，則從外部端子44a通過導(dǎo)通路徑44b及鍍金電極41、41，將激勵(lì)電壓傳遞給裝配電極44、44，從裝配電極44、44將激勵(lì)電壓加在壓電振動(dòng)片11上，一邊監(jiān)視其振動(dòng)頻率，一邊將激光照射在壓電振動(dòng)片11的表面上，通過減少電極的重量，進(jìn)行頻率調(diào)整(ST17)。
其次，將圖中未示出的蓋體置于上述外殼基座42上，例如通過縫焊進(jìn)行封裝(ST18)。
通過以上操作，制成壓電振子40。
如上所述構(gòu)成第一實(shí)施例，由于將壓電振動(dòng)片11通過硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15粘接在經(jīng)過鎢金屬噴鍍而不會(huì)剝離的基底層露出電極即裝配電極44、44上，所以硅系列導(dǎo)電粘合劑不是象以往那樣附著在附著性不好的金表面上，而是與具有凹凸的裝配電極44、44的表面咬進(jìn)而附著。在此情況下，硅樹脂進(jìn)入裝配電極44、44的微細(xì)的凹凸中，能提高附著強(qiáng)度，同時(shí)由于所含有的銀填充物也進(jìn)入基底層露出電極的微細(xì)的凹凸中，所以導(dǎo)通性良好。
而且，即使在壓電振動(dòng)片11和外殼基座42之間發(fā)生膨脹或收縮的差異，硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15能抵消這樣的差異，防止應(yīng)力加在壓電振動(dòng)片11上，能有效地避免頻率變化或CI(晶體阻抗)值的上升等特性劣化。
另外，由于利用硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15進(jìn)行壓電振動(dòng)片11與裝配電極44、44的接合，所以硬化后硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15也比較柔軟，能吸收來自外部的沖擊和振動(dòng)，具有強(qiáng)的耐沖擊結(jié)構(gòu)。
而且，由于通過環(huán)氧系列或聚酰亞胺系列的導(dǎo)電性粘合劑連接鍍金電極41、41和裝配電極44、44，所以能利用硬質(zhì)樹脂可靠地導(dǎo)電性地連接鍍金電極41、41和裝配電極44、44。因此，能通過導(dǎo)電圖形44b，將來自外部端子44a的激勵(lì)電壓從鍍金電極41、41可靠地傳遞給裝配電極44、44，能可靠地加在被接合在裝配電極44、44上的壓電振動(dòng)片11上。
而且，在構(gòu)成了這樣的結(jié)構(gòu)后，由于裝配電極44、44不直接與鍍金電極41、41連接，所以在制造過程中，利用導(dǎo)通路徑44b進(jìn)行電鍍，形成上述鍍金電極41、41時(shí)，在不與其直接連接的裝配電極44、44的表面上不鍍金的狀態(tài)下，能理想地將鎢噴鍍并保留在裝配電極44、44上。
這里，在圖2的工序中，先進(jìn)行裝配電極44、44和鍍金電極41、41的導(dǎo)電性連接(ST12)，后進(jìn)行裝配電極44、44和壓電振動(dòng)片11的接合(ST15)。可是，不限于此，也可以在進(jìn)行了裝配電極44、44和壓電振動(dòng)片11的接合后，再進(jìn)行裝配電極44、44和鍍金電極41、41的導(dǎo)電性連接。
可是，如果考慮到裝配電極44、44的裝配空間小，若先涂敷硅系列粘合劑15，會(huì)被隱藏起來等情況，則先進(jìn)行裝配電極44、44和鍍金電極41、41的導(dǎo)電性連接(ST12)，后進(jìn)行裝配電極44、44和壓電振動(dòng)片11的接合(ST15)的上述方法有利。
其次，將本發(fā)明應(yīng)用于壓電振蕩器的第二實(shí)施例。
第一實(shí)施例的制造工序的特征，在作為另一壓電裝置的壓電振蕩器中幾乎也通用。即，與壓電振子不同，壓電振蕩器在外殼基座內(nèi)裝有集成電路，所以與此相關(guān)連，其結(jié)構(gòu)和工序與壓電振子有若干不同。
<第二實(shí)施例>
圖5是表示應(yīng)用本發(fā)明的壓電振蕩器的實(shí)施例的圖，為了便于理解，圖中省略了蓋體。圖5(a)是表示將壓電振蕩器的蓋體除去后的狀態(tài)的平面圖，圖5(b)是表示安裝在壓電振蕩器內(nèi)的壓電振動(dòng)片的裝配結(jié)構(gòu)的放大圖，圖5(c)是表示將蓋體除去后的狀態(tài)下的沿G-G線的簡(jiǎn)略剖面圖。
在這些圖中，與第一實(shí)施例的壓電振子或圖12中的壓電振蕩器相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)以相同的符號(hào)，省略說明，主要說明不同的地方。
壓電振蕩器50備有形成了收容片狀的壓電振動(dòng)片11的空間部53的呈箱狀的外殼基座52。壓電振動(dòng)片11的一端部11a通過硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15，被粘接固定在兩個(gè)裝配電極44、44上，該電極44、44配置在空間部53內(nèi)設(shè)置的臺(tái)階部49上，另一端部11b為自由端。
將由陶瓷制成的4個(gè)基座材料56、57、58、29重疊起來形成外殼基座52，最下面的基座材料56是平板，上面重疊的基座材料57、58、59由內(nèi)徑依次增大的環(huán)狀或框狀的材料形成。因此，外殼基座52在內(nèi)部形成空間部53，能收容壓電振動(dòng)片11，同時(shí)除了粘接該壓電振動(dòng)片11用的臺(tái)階部49以外，還在較低的位置設(shè)有第二臺(tái)階部51。
而且，該臺(tái)階部49的表面上的裝配電極44、44與實(shí)施例1相同，與通常的電極結(jié)構(gòu)不同，呈只露出其基底層的結(jié)構(gòu)。即，在本實(shí)施例中，裝配電極44、44例如通過鎢金屬噴鍍構(gòu)成。在該各個(gè)裝配電極44、44附近形成表面上露出金的鍍金電極41、41，該鍍金電極41、41分別與在基座材料被重疊起來的層結(jié)構(gòu)中通過的導(dǎo)通路徑44b連接，并與在臺(tái)階部51上形成的電極54連接。
如圖5(b)所示，裝配電極44、44和鍍金電極41、41利用由硬質(zhì)樹脂制成的導(dǎo)電性粘合劑45、45連接。在該實(shí)施例中，該由硬質(zhì)樹脂制成的導(dǎo)電性粘合劑45、45與實(shí)施例1中的導(dǎo)電性粘合劑相同。
另外，集成電路21安裝在外殼基座52內(nèi)部的底部上，在臺(tái)階部51上形成由該集成電路21和金線25進(jìn)行引線接合而成的多個(gè)電極54。
而且，在壓電振蕩器20中，來自集成電路21的激勵(lì)電壓通過導(dǎo)通路徑44b，傳遞給鍍金電極41、41，由于利用導(dǎo)電性粘合劑45、45連接該鍍金電極41、41和裝配電極44、44，所以來自鍍金電極41、41的激勵(lì)電壓通過裝配電極44、44加在壓電振動(dòng)片11上。因此，壓電振動(dòng)片11按照規(guī)定的頻率振動(dòng)。
圖7表示將各基座材料重疊起來的外殼基座52，示出了各電極的結(jié)構(gòu)，圖7(a)是外殼基座52的平面圖，圖7(b)是沿H-H線的簡(jiǎn)略剖面圖。
如圖所示，在臺(tái)階部49上形成裝配電極44、44，在臺(tái)階部51上形成由引線接合而成的多個(gè)電極54。另外，在內(nèi)側(cè)底面上設(shè)有安裝集成電路21用的電極32。這些電極的形成方法與壓電振子40的情況相同。
因此，在壓電振蕩器50中，從集成電路21施加的激勵(lì)電壓通過裝配電極44、44，加在壓電振動(dòng)片11的表面上形成的電極上，利用規(guī)定的頻率使壓電振動(dòng)片11振動(dòng)，同時(shí)其輸出信號(hào)被輸入集成電路21，規(guī)定的頻率信號(hào)被取出到外部。
圖6是簡(jiǎn)單地表示制造這樣的壓電振蕩器50的工序的流程圖。
圖中，首先利用氧化鋁等陶瓷材料，形成外殼基座52，在對(duì)應(yīng)于壓電振蕩器50的位置形成裝配電極44、44等(ST21)。
這時(shí)，外殼基座52是與第一實(shí)施例不同的層疊結(jié)構(gòu)，將與其對(duì)應(yīng)的基座材料56、57、58、59重疊后燒成。而且，第三層基座材料58在應(yīng)裝配壓電振動(dòng)片11的位置對(duì)應(yīng)地設(shè)置裝配電極44、44。而且，該裝配電極44、44與導(dǎo)通路徑44b電氣上分離地形成。因此，在未分割陶瓷片的階段，導(dǎo)通路徑44b、鍍金電極41、鍍金及引線接合的電極54、以及外部端子44a導(dǎo)電性地連接，所以通過電解電鍍，能在其表面上同時(shí)鍍金(Au)，但在與它們分離設(shè)置了鎢金屬噴鍍的裝配電極44、44上，通過該電鍍作業(yè)不附著金，基底層保持露出的狀態(tài)。
然后，與用圖3說明過的相同，裝配電極44、44在角部形成切口部分4a、4a，上述的鍍金電極41、41在該切口部分4a、4a的外側(cè)露出，裝配電極44、44和鍍金電極41、41電氣上分離(參照?qǐng)D7(a))。
其次，將硅系列導(dǎo)電性粘合劑15、15分別涂敷在圖7中的外殼基座52的裝配電極44、44上(ST22)。
其次，將壓電振動(dòng)片11置于涂敷了硅系列導(dǎo)電性粘合劑15、15的裝配電極44、44上(ST23)，將外殼基座52放入圖中未示出的熱硬化爐內(nèi)，通過使硅系列導(dǎo)電性粘合劑15、15干燥硬化(ST24)而進(jìn)行接合固定。
即，與第一實(shí)施例不同，如果在導(dǎo)電性地連接裝配電極44、44和鍍金電極41、41之前，將壓電振動(dòng)片11接合在裝配電極44、44上，則有以下優(yōu)點(diǎn)。
在制造壓電振蕩器50時(shí)，在用導(dǎo)電性粘合劑45連接鍍金電極41、41和裝配電極44、44之前，在外殼基座52中富余空間的情況下，在該時(shí)刻能測(cè)試壓電振動(dòng)片11的振動(dòng)特性。
具體地說，將集成電路21安裝在外殼基座52的電極32上，通過用金線25與電極54進(jìn)行引線接合，來進(jìn)行導(dǎo)電性連接，將探針從外部接觸在裝配電極44、44上，通過施加激勵(lì)電壓，將激勵(lì)電壓加在壓電振動(dòng)片11上，使其振動(dòng)，能檢驗(yàn)振動(dòng)特性(ST25)。根據(jù)情況，由于即使施加高激勵(lì)電壓，進(jìn)行強(qiáng)激振，也不連接集成電路21，所以不會(huì)使集成電路21受到損傷，能檢驗(yàn)強(qiáng)激振狀態(tài)下的特性等。
其次，如圖5所示，在裝配電極44、44和鍍金電極41、41之間，分別使用由硬質(zhì)樹脂制成的導(dǎo)電性粘合劑45、45(ST26)，在熱硬化爐內(nèi)進(jìn)行干燥硬化(ST27)。
因此，裝配電極44、44和鍍金電極41、41被導(dǎo)電性地連接起來。在此情況下，硬質(zhì)樹脂、特別是環(huán)氧系列或聚酰亞胺系列樹脂不僅在鎢金屬噴鍍的裝配電極44、44的表面上的粘接力強(qiáng)，而且對(duì)鍍金電極41、41的金表面的粘接力也高，因此，能可靠地進(jìn)行裝配電極44、44和鍍金電極41、41的導(dǎo)電性連接。
然后，如果壓電振動(dòng)片11通過硅系列導(dǎo)電性粘合劑15、15完全被固定在裝配電極44、44上，則從集成電路21通過導(dǎo)通路徑44b及鍍金電極41、41，將激勵(lì)電壓傳遞給裝配電極44、44，從裝配電極44、44將激勵(lì)電壓加在壓電振動(dòng)片11上，一邊監(jiān)視其振動(dòng)頻率，一邊將激光照射在壓電振動(dòng)片11的表面上，通過減少電極的重量，進(jìn)行頻率調(diào)整(ST28)。
其次，將圖中未示出的蓋體置于上述外殼基座52上，例如通過縫焊進(jìn)行封裝(ST29)。
通過以上操作，制成壓電振蕩器50。
如上構(gòu)成第二實(shí)施例，裝配電極44、44和鍍金電極41、41的結(jié)構(gòu)相同，壓電振動(dòng)片11的接合結(jié)構(gòu)也相同，所以具有與第一實(shí)施例同樣的作用效果。
本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例。
本發(fā)明不限于壓電振子和壓電振蕩器，也能適用于利用壓電振動(dòng)片的各種壓電裝置。
另外，例如能變更制造工序的順序，另外，還能將上述實(shí)施例的各條件和各結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)厥÷云湟徊糠帧⒒蚧ハ嘟M合。
發(fā)明效果如上所述，如果采用本發(fā)明，則能提供一種能耐受來自外部的強(qiáng)沖擊、使外殼基座的電極一側(cè)和壓電振動(dòng)片良好地導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)的壓電裝置及其制造方法。
權(quán)利要求
1.一種壓電裝置，該壓電裝置具有對(duì)設(shè)置在外殼基座上的電極粘接壓電振動(dòng)片的結(jié)構(gòu)，其特征在于備有設(shè)置在上述外殼基座上、作為裝配壓電振動(dòng)片的裝配電極的基底層露出電極；以及在上述外殼基座上形成的、通過導(dǎo)通路徑傳導(dǎo)激勵(lì)電壓的鍍金電極，上述基底層露出電極和上述鍍金電極通過導(dǎo)電性粘合劑連接，上述壓電振動(dòng)片通過硅系列導(dǎo)電粘合劑粘接在上述基底層露出電極上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其特征在于連接上述基底層露出電極和鍍金電極的導(dǎo)電性粘合劑是由硬質(zhì)樹脂制成的導(dǎo)電性粘合劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中的任意一項(xiàng)所述的壓電裝置，其特征在于上述基底層露出電極是金屬噴鍍電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電裝置，其特征在于上述基底層露出電極是鎢金屬噴鍍電極。
5.一種壓電裝置的制造方法，該壓電裝置具有對(duì)設(shè)置在外殼基座上的電極粘接壓電振動(dòng)片的結(jié)構(gòu)，該壓電裝置的制造方法的特征在于將多片陶瓷材料重疊起來形成內(nèi)部空間，利用導(dǎo)電金屬形成通過層間的導(dǎo)通路徑，形成在上述內(nèi)部空間露出的電極，同時(shí)將該電極分離，形成粘接上述壓電振動(dòng)片的裝配電極，重疊的陶瓷材料燒成后，利用上述導(dǎo)通路徑，對(duì)在上述內(nèi)部空間露出的電極進(jìn)行鍍金，同時(shí)將上述裝配電極作為導(dǎo)通金屬直接露出的基底層露出電極，通過導(dǎo)電性粘合劑連接上述基底層露出電極和上述鍍金電極，同時(shí)通過硅系列導(dǎo)電粘合劑將上述壓電振動(dòng)片粘接在上述基底層露出電極上。
6.一種壓電振蕩器的制造方法，該壓電振蕩器具有對(duì)設(shè)置在外殼基座上的電極粘接壓電振動(dòng)片的結(jié)構(gòu)，該壓電振蕩器的制造方法的特征在于將多片陶瓷材料重疊起來形成內(nèi)部空間，利用導(dǎo)電金屬形成通過層間的導(dǎo)通路徑，形成在上述內(nèi)部空間露出的電極，同時(shí)將該電極分離，形成粘接上述壓電振動(dòng)片的裝配電極，重疊的陶瓷材料燒成后，利用上述導(dǎo)通路徑，對(duì)在上述內(nèi)部空間露出的電極進(jìn)行鍍金，同時(shí)將上述裝配電極作為導(dǎo)通金屬直接露出的基底層露出電極，將集成電路安裝在上述內(nèi)部空間內(nèi)，然后通過硅系列導(dǎo)電粘合劑將上述壓電振動(dòng)片接合在上述基底層露出電極上，其次，通過導(dǎo)電性粘合劑連接上述基底層露出電極和上述鍍金電極。
全文摘要
一種壓電裝置及其制造方法和壓電振蕩器的制造方法,該壓電裝置能耐受來自外部的強(qiáng)沖擊、使外殼基座的電極一側(cè)和壓電振動(dòng)片良好地導(dǎo)通的結(jié)構(gòu),具有對(duì)設(shè)置在外殼基座42上的電極44、44粘接壓電振動(dòng)片11的結(jié)構(gòu),備有:設(shè)置在上述外殼基座42上、作為裝配壓電振動(dòng)片的裝配電極的基底層露出電極14、14;以及在上述外殼基座上形成的、通過導(dǎo)通路徑傳導(dǎo)激勵(lì)電壓的鍍金電極41、41,上述基底層露出電極14、14和上述鍍金電極41、41通過導(dǎo)電性粘合劑45、45連接,上述壓電振動(dòng)片通過硅系列導(dǎo)電粘合劑15、15粘接在上述基底層露出電極上。
文檔編號(hào)H01L41/09GK1343043SQ0112513
公開日2002年4月3日 申請(qǐng)日期2001年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月31日
發(fā)明者芹澤聰 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社