專利名稱：壓電器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對超聲波接合有用的壓電器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
一直以來，對應(yīng)電子機(jī)器的小型化或薄型化的要求，其電子回路也高密度化，安裝在回路印制電路板上的電子部件，為適于薄型高密度的安裝，與其它一般的電子部件一樣被小型芯片化，大量地出現(xiàn)只能在回路印制電路板的單面軟釬焊的表面安裝型部件(Surface Mounting Device；SMD)。近年來，伴隨攜帶用通信機(jī)器等的普及，越來越多的電子部件更小型化、輕量化，并且強(qiáng)烈要求降低成本。
壓電器件也基于同樣的原因要求小型的SMD產(chǎn)品。在原來的軟釬焊或?qū)щ娦哉持鴦┬纬傻膲弘娕骷闹畏椒ㄖ?，由于小型化接觸面積變窄粘著劑流出，有可能會(huì)產(chǎn)生短路或者產(chǎn)生壓電坯件位置易不穩(wěn)定或因粘著劑產(chǎn)生氣體等使電氣特性劣化的問題。因此，設(shè)計(jì)了有效利用柱狀凸起支持壓電坯件的構(gòu)造的壓電器件(例如，參照特開平8-298423號(hào)公報(bào))。在該壓電器件中，在壓電坯件和安裝壓電坯件的部件之間利用接線柱凸起產(chǎn)生間隙。通過該間隙，能夠吸收由于壓電坯件和安裝部件的熱膨脹系數(shù)之差產(chǎn)生的水平方向的變形。再有，壓電坯件在插件上保持水平姿勢的狀態(tài)下產(chǎn)生接合的效果。
采用凸起的壓電坯件的熱壓焊法或超聲波焊敷法已經(jīng)是眾所周知的(例如，參照特開10-284972號(hào)公報(bào))。超聲波焊敷法因?yàn)槟鼙葻釅汉阜訜釡囟雀偷鹊脑?，所以效率高?br> 然而，把壓電坯件作為AT板的場合，一般為了得到高頻率振動(dòng)而使用平板形狀的材料，所以上述特開平10-284972號(hào)公報(bào)上記載的方法可以適用于這樣的壓電坯件的接合?？墒?，以取得較低頻率振動(dòng)的目的，一旦采用平板狀的AT板，由于該AT板的形狀的影響，產(chǎn)生振動(dòng)能量損耗。因此，為了減少該振動(dòng)能量損耗，進(jìn)行對AT板施行倒角加工或凸圓加工。
可是，施行了倒角加工或凸圓加工的壓電坯件的較長方向的端部用噴嘴吸附的場合，難于使壓電坯件保持水平姿勢。這種場合，用噴嘴吸附的壓電坯件的部位因?yàn)槭莾A斜面，所以噴嘴前端和壓電坯件的配合不穩(wěn)定，為此不能把用噴嘴吸住的壓電坯件穩(wěn)定地保持在水平狀態(tài)。其結(jié)果，在用噴嘴吸附壓電坯件并載置于插件上之際，因該壓電坯件傾斜，并接觸在插件或安裝在插件上的IC等電子部件上，也能引起安裝難的問題。這是由于安裝時(shí)用噴嘴吸附等的水晶片的安裝基準(zhǔn)面不穩(wěn)定的緣故。
另外，即使壓電坯件能安裝在插件上，也需要將插件內(nèi)的壓電坯件的上下間隙設(shè)定的大些，對壓電器件薄型化不利。
而且，因?yàn)閴弘娕骷醒敫浇募?lì)電極部分做成平板或接近平板形狀，所以如果用吸附噴嘴吸附該中央附近，就能把壓電坯件大體穩(wěn)定地保持在水平狀態(tài)，但卻有可能損傷通過吸附該部位而安裝在壓電坯件上面的激勵(lì)電極。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種不損傷對器件特性重要的激勵(lì)電極，且可以穩(wěn)定地接合，把壓電坯件載置并接合在插件上而成的壓電器件的制造方法和壓電器件。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的壓電器件，構(gòu)成它的壓電坯件俯視為長方形，一面平坦地形成，另一面被加工成其較長方向兩端部越向端面厚度越薄。并且，插件和壓電坯件，通過在插件上面和壓電坯件的非平坦側(cè)面的較長方向一端部之間形成的凸起相互接合。
另外，本發(fā)明的壓電器件的制造方法的第1方案，包括在插件上形成凸起；俯視為長方形、上面平坦地形成、下面在其較長方向兩端部實(shí)施越向端面厚度越薄的加工的壓電坯件，以其上面為基準(zhǔn)，為了通過上述凸起與下面的較長方向一端部接合，把上述壓電坯件載置于插件上；以及上述壓電坯件相對于插件加壓的同時(shí)，通過上述凸起把上述壓電坯件接合在插件上。
再者，在上述方案的方法中，還包括上述壓電坯件較長方向一端部以該壓電坯件上面的平坦面為基準(zhǔn)位置，用吸附噴嘴吸附載置于插件上；以及，通過上述吸附噴嘴相對于插件對上述壓電坯件加壓的同時(shí)施加超聲波，把壓電坯件接合在插件上。
而且，本發(fā)明的壓電器件的制造方法的第2方案，包括俯視為長方形、上面平坦地形成、下面在其較長方向兩端部實(shí)施越向端面厚度越薄的加工的壓電坯件，在其下面較長方向一端部上形成凸起；上述壓電坯件的上面較長方向一端部通過吸附噴嘴吸附；用上述吸附噴嘴吸附的壓電坯件載置于插件上；通過上述吸附噴嘴相對于插件對壓電坯件加壓的同時(shí)，通過相對于位于上述插件和上述壓電坯件下面較長方向一端部之間的上述凸起，介由上述吸附噴嘴施加超聲波，把壓電坯件接合在插件上。
再者，在本發(fā)明的壓電器件制造方法的第1及第2方案中，在壓電坯件上面的較長方向一端部上，具有從安裝在壓電坯件上面的激勵(lì)電極延伸出的引出電極，吸附噴嘴也可以在前端部形成用于避開該引出電極并吸附壓電坯件的凹部。
根據(jù)本發(fā)明的壓電器件，通過對壓電坯件一面的較長方向兩端部實(shí)施倒角加工或凸圓加工，能把振動(dòng)能量封入壓電坯件的內(nèi)部。另外，通過把壓電坯件的另一面平坦地做成，用吸附噴嘴吸附在其平坦的面的任意部位時(shí)，因?yàn)閴弘娕骷仨氃谂c吸附噴嘴軸心垂直的面內(nèi)，所以壓電坯件相對吸附噴嘴一直保持不變的姿勢來搭載在插件上。
因而，在本發(fā)明中，用吸附噴嘴吸附壓電坯件的實(shí)施了倒角加工或凸圓加工的面的較長方向一端部時(shí)，由于錐面形狀或凸圓形狀因其加工的關(guān)系非常不整齊，所以消除了壓電坯件對應(yīng)吸附部位對吸附噴嘴的姿勢做各種變化之虞，另外，也消除了為穩(wěn)定壓電坯件對吸附噴嘴的姿勢吸附壓電坯件的中央部而損傷位于那里的激勵(lì)電極之虞。
而且，在本發(fā)明中，用吸附噴嘴吸附壓電坯件的部位，因?yàn)槟茉诓寮蛪弘娕骷g預(yù)先形成并做成對應(yīng)凸起位置的位置，所以吸附噴嘴能以恒定姿勢吸附壓電坯件，能相對凸起對壓電坯件加壓，而且，能相對凸起施加超聲波。


圖1是表示本發(fā)明的水晶振動(dòng)器的一實(shí)施方式的主視圖。
圖2是表示圖1的X-X線剖面的剖面圖。
圖3是用于說明圖2的水晶振動(dòng)器的形狀的俯視圖、仰視圖及側(cè)視圖。
圖4A是表示在插件上搭載水晶片前的狀態(tài)的剖面圖。
圖4B是表示在插件上搭載了水晶片的狀態(tài)的剖面圖。
圖5是表示圖4B的Y-Y線剖面的剖面圖。
圖6是表示圖5所示的吸附噴嘴的一變型例的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
首先，參照圖1至圖3來說明作為本發(fā)明的壓電器件的一實(shí)施方式的水晶振動(dòng)器的構(gòu)成。水晶振動(dòng)器1包括作為壓電坯件的俯視為長方形的水晶片2、由陶瓷構(gòu)成的插件3、封閉該插件的蓋部件5。
如圖3所示，水晶片2俯視呈振動(dòng)變位方向?yàn)殚L邊(尺寸p)、與其成直角的邊為短邊(尺寸q)的長方形。該水晶片2的一面UF(以下稱為上面)為平坦面，另一面LF(以下稱下面)在較長方向的兩端部隨著向前端形成厚度變薄的錐面圓弧形狀。再有，在圖3中，多個(gè)圓弧c表示等高線。
在該水晶片2的上面安裝有激勵(lì)電極21，下面安裝有激勵(lì)電極22。并且，從下方的激勵(lì)電極22引出的引出電極22a(圖5)延伸到水晶片2下面較長方向一端部(形成錐面圓弧的部分)上。另一方面，從上方的激勵(lì)電極21引出的引出電極21a延伸到水晶片2的上面的較長方向一端部以后，進(jìn)一步在端面蔓延延伸到下面的形成錐面圓弧的部分上。其結(jié)果，如圖5所示，在水晶片2下面的形成錐面圓弧的部分上，從激勵(lì)電極21、22引出的引出電極21a、22a成為左右并列的結(jié)構(gòu)。
插件3如圖2所示，具備形成載置水晶片2的階梯部3a的腔室3b。在階梯部3a，在對應(yīng)載置于那里的水晶片2的引出電極21a及22a的部位上，各自由金屬導(dǎo)電層形成接續(xù)電極31及32。
在插件3的底面較長方向兩端部上，與外部連接用的一對端子電極33、34由金屬導(dǎo)電層形成。接續(xù)電極31、32和端子電極33、34各自通過插件3內(nèi)部的配線(無圖示)電連接。而且，在插件3的上端面上，通過金屬導(dǎo)電層形成框狀的蓋部件接合部35以包圍腔室3b。
對構(gòu)成這些接續(xù)電極31、32，端子電極33、34及蓋部件接合部35的金屬導(dǎo)電層的任意一個(gè)都實(shí)施鍍金。
在圖2中，符號(hào)4是由以金為主要成分的金屬線形成的多個(gè)柱狀凸起，預(yù)先在引出電極21a、22a的表面或接續(xù)電極31、32的表面發(fā)射超聲波，通過固相擴(kuò)散壓焊。
其后，如圖5所示，引出電極21a和接續(xù)電極31，及引出電極22a和接續(xù)電極32，各自通過柱狀凸起4、4接合。
蓋部件5是平板狀，在對應(yīng)在插件3的上端面形成的蓋部件接合部35上的部位，預(yù)先形成由具有金/錫合金等的低熔融溫度的金屬材構(gòu)成的釬料層51。其結(jié)果，蓋部件5的釬料層51通過與插件3的蓋部件接合材35接合，插件3的腔室3b保持氣密。另外，作為蓋部件5的接合方法，除軟釬焊以外，還有無縫焊接法或激光焊接法等，其它的各種方法也在考慮，接合材料除金/錫以外，也在考慮低熔點(diǎn)玻璃等各種材料。
本申請如上所述，以上面的平板形狀側(cè)作為安裝基準(zhǔn)，因?yàn)槭乖较驂弘娕骷妮^長方向兩端面厚度越薄的面通過凸起與插件接合，所以上面可以以平行狀態(tài)安裝在插件上，為此作為壓電器件不僅能得到非常薄型的構(gòu)件，而且因?yàn)橄旅娴膬啥瞬孔龀慑F面形狀，所以能得到穩(wěn)定的振動(dòng)。
接著，關(guān)于圖1及圖2所示的水晶振動(dòng)器的制造方法參照圖4A、圖4B及圖5來進(jìn)行說明。這里，在水晶振動(dòng)器的制造方法中，也對將具有本發(fā)明特征的水晶片2載置于插件3上的方法進(jìn)行說明。
在圖4A及圖4B中，符號(hào)6是可以施加超聲波的真空吸附噴嘴的前端部，7是加熱板。
首先，為了對插件3進(jìn)行預(yù)熱而把該插件3載置于加熱板7上。然后，在插件3的接續(xù)電極31、32上，通過金金屬線形成柱狀凸起4。再有，柱狀凸起的形成，也可以預(yù)先在別的工序進(jìn)行。
其次，在水晶片2的上面(平坦側(cè)的面)把具有引出電極21a側(cè)的端部用吸附噴嘴6保持吸附，如圖4A所示，水晶片放置在插件3的正上方。水晶片2的面，用吸附噴嘴6應(yīng)該吸附的面(平坦側(cè)的面)或者其相反側(cè)的面的判斷，例如，通過用攝像頭拍攝水晶片2的面并對其圖像進(jìn)行處理，憑圓弧狀等高線顯現(xiàn)與否便能夠判斷?；蛘撸《?，用攝像頭拍攝激勵(lì)電極21、22及引出電極21a、22a的形狀，從其形狀的特征也能判斷。
其次，如圖4B的箭頭所示，用吸附噴嘴6保持吸附水晶片2因朝向插件3下降，所以通過在形成水晶片2下面的錐面圓弧的部分上形成的一對引出電極21a、22a，以所定壓力對形成于插件3的接續(xù)電極31、32上的柱狀凸起4進(jìn)行熱壓焊。而且，在該熱壓焊的同時(shí)從吸附噴嘴6施加超聲波。
再次，如上所述，吸附噴嘴6在水晶片2的上面(平坦側(cè)的面)吸附的部位，是具有引出電極21a側(cè)的端部。因而，如圖5所示，吸附噴嘴6的吸附面若是平坦的，其吸附面的一部分就與引出電極21a抵接，剩余的部分與水晶片2留有間隔而相對?？墒?，因?yàn)橐鲭姌O21a的厚度約1000左右，所以對于通過噴嘴6的吸附不會(huì)帶來障礙。
這樣，在本實(shí)施方式中，因水晶片2的一面做成錐面圓弧形狀(或者凸圓形狀)，所以取得把振動(dòng)能量封閉在內(nèi)部的效果的同時(shí)，另一面為平坦的，對應(yīng)該面的任意部位，特別是較長方向的凸起的一端部側(cè)，用吸附噴嘴6吸附時(shí)的相對該吸附噴嘴6的水晶片2的姿勢一直保持不變。
因而，在本實(shí)施方式中，在水晶片2載置于插件3上之際，用吸附噴嘴6吸附水晶片2平坦側(cè)的面的端部(對應(yīng)形成柱狀凸起的位置的部位)時(shí)，用吸附噴嘴6吸附的水晶片2一直位于相對于吸附噴嘴6的軸心垂直的面上。即，以與插件3的底面平行的姿態(tài)放置。
與此相對，如原來一樣，若做成錐面圓弧形狀或凸圓形狀的水晶片的面的端部用吸附噴嘴吸附，因?yàn)閷?yīng)其吸附部位水晶片對吸附噴嘴的姿勢(傾斜度)發(fā)生變化，所以，其結(jié)果，也能引起在把水晶片載置于插件3上之際，水晶片的一部分與插件相撞。另一方面，為了避免這種情況，如果用吸附噴嘴吸附水晶片中央的平坦部分，因?yàn)樵谄渲醒氩糠稚贤ǔ４嬖诩?lì)電極，所以會(huì)損傷激勵(lì)電極。
可是，若根據(jù)本發(fā)明，如上所述，通過把水晶片的一面做的平坦，在其平坦的面即使用吸附噴嘴吸附避開存在激勵(lì)電極的部分的端部，該水晶片也能保持水平姿勢，而且，因?yàn)橛脟娮煳讲粫?huì)損傷中央激勵(lì)電極的同時(shí)水晶片的平坦面能與插件底面平行放置，所以也可以盡量小型化。
如以上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，用吸附噴嘴吸附水晶片的端部把該水晶片搭載在插件上之后，能高效率穩(wěn)定地實(shí)施從位于該位置的吸附噴嘴向柱狀凸起施加超聲波的作業(yè)。
再者，通過使水晶片與IC組合，能形成振蕩器。但這種場合，插件3的接續(xù)電極31、32和外部連接用端子電極33、34不能連接。
接下來，用圖6說明吸附水晶片2的吸附噴嘴的一變型例。
水晶的場合，必須絕對避免電極的損傷，但如果引出電極有少許傷是允許的?？墒?，即使是引出電極，也需要消除損傷更好地通電。因此，如圖6所示，在吸附噴嘴16的吸附面上形成有用作退出部的凹部16a，以避免與從上方的激勵(lì)電極引出的引出電極21a接觸。其結(jié)果，因?yàn)槲絿娮?6吸附時(shí)其前端面與水晶片的面接觸但與引出電極21a不接觸，所以吸附噴嘴16不會(huì)損傷引出電極21a地能保持在水晶片2上。
再者，在本實(shí)施方式中，對預(yù)先在接續(xù)電極31、32的表面上即插件3側(cè)上形成多個(gè)柱狀凸起4進(jìn)行了說明，取而代之，也能預(yù)先在引出電極21a、22a表面即水晶片2側(cè)形成多個(gè)柱狀凸起4。另外，形成的柱狀凸起的個(gè)數(shù)也可以是1個(gè)或多個(gè)。例如，也可以在一側(cè)的接續(xù)電極31上2個(gè)，另一側(cè)的接續(xù)電極32上2個(gè)，分別在水晶片2較長方向上空出間隔而配置。
以上，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，對用作壓電器件的水晶振動(dòng)器的AT板進(jìn)行了說明，但本發(fā)明對于其它的振動(dòng)器或振蕩器等的壓電器件也能適用。另外，水晶片2的錐面形狀不限于圓弧形狀，也可是斜面形狀。再有，振蕩器的場合，如上所述，是水晶片和IC組合的裝置，由于其詳細(xì)是已知的技術(shù)，所以省略。
權(quán)利要求
1.一種壓電器件，將壓電坯件載置于插件上接合而成，其特征在于上述壓電坯件，俯視為長方形，一面平坦地形成，另一面在其較長方向兩端部實(shí)施越向端面厚度越薄的加工，上述插件和上述壓電坯件通過在上述插件上面和上述壓電坯件的上述另一面的較長方向一端部之間形成的凸起相互接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電器件，其特征在于在上述壓電坯件的上述非平坦面上，在其兩端部形成錐面圓弧形狀。
3.一種壓電器件的制造方法，其特征在于，包括在插件上形成凸起，以俯視為長方形、上面平坦地形成、下面在其較長方向兩端部實(shí)施越向端面厚度越薄的加工的壓電坯件的該上面為基準(zhǔn)，為了介由上述凸起與下面的較長方向一端部接合，把上述壓電坯件載置于插件上，以及，使上述壓電坯件相對于插件加壓的同時(shí)，介由上述凸起使上述壓電坯件接合在插件上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電器件制造方法，其特征在于，包括將上述壓電坯件較長方向一端部以該壓電坯件上面的平坦面為基準(zhǔn)位置，用吸附噴嘴吸附載置于插件上，以及，通過上述吸附噴嘴相對于插件對上述壓電坯件加壓的同時(shí)施加超聲波，把壓電坯件接合在插件上。
5.一種壓電器件的制造方法，其特征在于，包括在俯視為長方形、上面平坦地形成、下面在其較長方向兩端部實(shí)施越向端面厚度越薄的加工的壓電坯件的該下面較長方向一端部上形成凸起，用吸附噴嘴吸附上述壓電坯件的上面較長方向一端部，將用上述吸附噴嘴吸附的壓電坯件載置于插件上，通過上述吸附噴嘴相對于插件對壓電坯件加壓的同時(shí)，通過相對于位于上述插件和上述壓電坯件下面較長方向一端部之間的上述凸起，介由上述吸附噴嘴施加超聲波，把壓電坯件接合在插件上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的壓電器件制造方法，其特征在于在上述壓電坯件上面的較長方向一端部上，具有從安裝在壓電坯件上面的激勵(lì)電極延伸出的引出電極，上述吸附噴嘴在前端部形成用于避開該引出電極并吸附壓電坯件的凹部。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4及5任意一項(xiàng)所述的壓電器件制造方法，其特征在于在上述壓電坯件的上述非平坦的面上，在其兩端部形成錐面圓弧形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及對超聲波接合有用的壓電器件及其制造方法。壓電坯件俯視為長方形，其上面平坦地形成，下面實(shí)施圓弧倒角加工。該壓電坯件上面(平坦面)的較長方向一端部用吸附噴嘴吸附并載置于插件上。之后通過該吸附噴嘴把壓電坯件相對插件加壓的同時(shí)，相對位于上述插件和上述壓電坯件下面的較長方向一端部之間的上述凸起，通過吸附噴嘴施加超聲波，把壓電坯件接合在插件上。
文檔編號(hào)H03H3/00GK1820414SQ20048001967
公開日2006年8月16日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月10日
發(fā)明者村田一男 申請人:西鐵城時(shí)計(jì)株式會(huì)社