振動器件和具備其的電子儀器以及振動器件的製造方法
2023-07-21 16:55:46
專利名稱：振動器件和具備其的電子儀器以及振動器件的製造方法
技術領域：
本發明涉及具有振動元件、作為起振器或敏感元件用的振動器件和具備該器件的電子儀器以及振動器件的製造方法。
背景技術：
過去在各種電子儀器中使用具備振動元件的振動器件作為起振器或敏感元件。
作為這種振動器件的結構，一般採用Ag糊料或導電矽糊料將AT振動元件、音叉型振動元件或H型振動元件等各種振動元件支持在基體上的同時，實現電連接。
然而，Ag糊料或導電矽糊料因粘著力強而將振動元件固定在基體上，各方向上的自由度受到約束而限制振動，因而對振動元件的振動特性和起振特性產生影響。
其中已知有一種為獲得穩定的頻率特性，而用吊線將彈性表面波元件吊起的SAW器件的結構(例如參見專利文獻1)。
專利文獻1特開2000-165190號公報。
然而上述SAW器件結構，由於是將因供給電壓而使之產生彈性表面波的帘子狀電極固定在表面的由水晶或陶瓷等構成的基板吊起的結構，所以使之產生彈性表面波的帘子狀電極本身的自由度依然受到約束，難以獲得良好的振動特性和起振特性。
而且這種SAW器件是使基板表面上產生彈性表面波的器件，但是像振動器件那樣，考慮到科裡奧利力的自由度等，使振動元件能在各方向上振動所需的結構與其根本不同，所以SAW器件中的支持結構在振動器件上不適用。
發明內容
本發明目的在於提供一種對自由度所要求的振動元件在振動方向上不受限制，能夠大幅度提高振動特性、起振特性的振動器件和具備該器件的電子儀器以及振動器件的製造方法。
為了達成上述目的，本發明的振動器件是具有在基體上支持的振動元件的振動器件，其特徵在於，所述振動元件，通過用線焊接法將其與從所述基體延伸的線連接，相對於所述基體將其支持在空中懸掛狀態下。
如此，由於相對於基體將振動元件支持在空中懸掛狀態下，所以能夠提高振動元件在振動方向上的自由度，大幅度提高振動特性和起振特性。
而且本發明所述振動元件，優選使其重心部與所述線連接。
這樣由于振動元件利用線支持在其重心部上，所以振動元件將形成一種以穩定狀態在空中懸掛的結構。
此外，本發明優選在所述振動元件上設置的一個連接端部，與多個所述線的連接端相連。
這樣通過用多個線支持振動元件，能夠在一根線粗度不大的情況下提高支持強度。也就是說，與為提高支持強度而使用粗線相比，能夠抑制柔性的降低和因長期動作而引起連接處應力集中，在高支持強度下提高耐衝擊性，而且還能提高振動元件在振動方向上的自由度。
此外，還優選將所述線的連接端以面方向並列地與所述連接端部連接。
這樣能夠將連接端部中的線的連接高度抑制低，實現全體的薄型化，而且還能提高支持強度。
而且優選將所述線的連接端多段重疊地與所述連接端部連接。
這樣不但能減小連接端部實現振動元件本身的小型化，而且還能提高支持強度。
此外，所述線優選是處於所述振動元件之間收發電信號的信號線。
由此，可以無需處於在振動元件之間收發電信號的個別信號線，因而能使結構簡化。
而且所述線優選是所述振動元件的接地線。
由此，不必單獨設置振動元件的地線，能使結構簡化。
此外，本發明的電子儀器，其特徵在於，其中具備上述振動器件。
這樣通過具備振動、起振特性優良的振動器件，能夠使性能大幅度提高。
而且本發明的振動器件的製造方法，是具有被支持在基體上的振動元件的振動器件的製造方法，其特徵在於，藉助於粘結材料將所述振動元件臨時支持在所述基體上，利用線焊接法使線在所述基體與所述振動元件之間延伸連接，然後除去所述粘接材料，用所述線將所述振動元件相對於所述基體支持在空中懸掛狀態下。
這樣，通過用線焊接使線在被粘接材料臨時支持在基體上的振動元件與基體之間延伸連接，然後除去粘接材料，能夠使振動元件極容易相對於基體支持在空中懸掛狀態下。因而能夠製造出振動元件在振動方向上的自由度提高，振動特性和起振特性也提高的振動器件。
圖1是說明實施方式涉及的振動器件的側視圖。
圖2是說明實施方式涉及的振動器件的俯視圖。
圖3是表示線與連接端部的連接狀態的立體圖。
圖4是表示線與連接端部的連接狀態的立體圖。
圖5是表示容納了振動器件的封裝的截面圖。
圖6是說明振動器件的其他結構的側視圖。
圖7是表示容納了振動器件的封裝的截面圖。
圖中11…振動器件，12…支持基板(基體)，13…振動元件，15…連接端部，21…線
具體實施例方式以下參照
實施本發明的最佳方式。
圖1是說明本發明涉及的振動器件用的振動器件的側視圖，圖2是說明振動器件用的振動器件的俯視圖。
如圖所示，振動器件11具有作為基體的支持基板12、被該支持基板12支持的俯視H型振動元件13。
振動元件13，在其重心位置具有正方形(矩形)支持部14，此支持部14，在其上面的各角部備有連接端部15。
支持基板12，例如是由不鏽鋼、銅、玻璃環氧樹脂等形成的板狀物體，在其兩側各設有一對引線部16。而且在支持基板12上還設有多個支持端部17，這種支持端部17和引線部16由在支持基板12的表面上形成的配線圖案18所導通。
分別將多個線21的一端連接在支持基板12的支持端部17上。這些多個線21，另一端連接在振動元件13的支持部14上形成的連接端部15上。這樣一來，振動元件13就在支持基板12的上方位置被支持得處於相對於支持基板12的隙間。
也就是說，這種振動器件11被製成由線21將振動元件13支持在支持基板12上處於空中懸掛狀態下的空中懸掛。
而且如圖3所示，線21沿著其面方向被並列連接在振動元件13的支持部14上形成了其端部的連接端部15上。
製造上述振動器件11的情況下，首先通過例如針轉印、分配器或噴墨法等使粘接材料附著在支持基板12的中央部分上，將振動元件粘接。
進而通過線焊接法將線21在支持端部17與連接端部15之間延伸連接，然後將粘接層材料熔融除去。
這樣可以得到一種相對於支持基板12將振動元件13支持得處於空中懸掛狀態下結構的振動器件。
其中作為製造時採用的粘接層材料，可以使用丙烯系、環氧系等材料，利用熱固化、常溫固化、紫外線固化等任何方法固化的材料。而且關於除去粘結材料，在粘接材料是水溶性的情況下，經線焊接之後用水溶解除去，當粘接材料是非水溶性的情況下，在線焊接後利用丙酮、乙二醇醚等溶解除去。
而且根據上述結構的振動器件11，由於將振動元件13相對於作為基體的支持基板12在其中心部分支持在空中懸掛狀態下，所以能夠提高振動元件13在振動方向上的自由度，大幅度提高振動特性和起振特性。
而且根據振動器件的製造方法，通過線焊接法使線21，在由粘接材料將其臨時支持在支持基板12上的振動元件13的重心部與支持基板12之間延伸連接，然後除去粘接材料，能夠極為容易將振動元件13相對於支持基板12支持得其重心部分處於空中懸掛狀態下。因此，用這種方法能夠製造振動元件13在振動方向上的自由度高，而且振動特性和起振特性提高的振動器件11。
特別是通過用多個線21支持振動元件13，能夠在使一根線的粗度不大的情況下提高支持強度。也就是說，與為提高支持強度而使用粗的線的情況相比，能夠在抑制柔性降低和因長期動作而在連接處產生的應力集中，而且能夠在高支持強度下提高耐衝擊性，此外還能提高振動元件13在振動方向上的自由度。
不僅如此，通過將線21製成在振動元件13之間收發電信號的信號線或者地線，能夠省略單獨的信號線或地線，實現結構的簡化。
而且，具有上述結構的振動器件，可以作為旋轉敏感元件組裝在例如數位相機、GPS、PDA或行動電話機等之中。
根據採用組裝了這種振動器件11的電子儀器，通過具備振動、起振特性優良的振動器件11，能夠大幅度提高電子儀器的性能，能夠實現這些電子儀器中手動防止功能或位置檢出功能高性能化。
此外，作為線21與在振動元件13的支持部14上形成的連接端部15之間的連接方法，只要是在如圖3所示的面方向上並列連接的方法就無特別限制，還可以如圖4所示，將線21的一個連接端重疊後與線21的另一端連接。
這樣將線21的連接端重疊的情況下，也可以將作為線焊接終端的第二端側連接在連接端部15上，然後將作為線焊接始端的第一端側連接。
也就是說，為實現薄型化而希望減少線匝數的情況下，如圖3所示，當面方向上並列連接在連接端部15上，連接端部15的面積狹窄，而且線21妨礙振動元件13在平面方向上自由振動的情況下，也可以在連接端部15上重疊。
即通過將線21的連接端在面方向上並列連接在連接端部15上，不但因使連接端部15內的線高度抑制低而能使全體實現薄型化，而且還能提高支持強度。
此外，通過將線21的連接端多段重疊地連接在連接端部15上，不但因能使連接端部15減小而實現振動元件13本身的小型化，而且還能提高支持強度。
圖5是表示組裝了上述結構振動器件11的封裝的圖。
如圖所示，這種封裝31中安裝在由陶瓷或罐體構成的封裝主體32上的控制IC33，這種控制IC33利用線焊接連接在封裝主體32上。在封裝主體32上，在其內部的兩側形成有臺階34，在這種臺階34上形成有連接端35。而且振動器件11，通過在臺階部分34上設置其引線部16，與此臺階部34的連接端連接，被設置在封裝主體32之內。
這種封裝主體32在容納振動器件11的狀態下，在其上部的開口部分安裝蓋子36，利用此蓋子將內部密閉。
其中封裝主體32，在其背面備有多個為使與裝入封裝中的各種裝置進行電連接的電極32a。
而且要將振動器件11裝入封裝主體32內製成封裝31，首先採用線焊接法將控制IC33安裝在封裝主體32內，然後將振動器件11裝入封裝主體32內，將引線部16與臺階部34的連接端部35連接。進而在封裝主體32的開口部安裝蓋子36，從與內部連通的圖中未示出的孔自封裝主體32內抽真空或者用氮氣等惰性氣體置換。
其中，將振動器件11安裝在封裝主體32內時有關引線部16與連接端部35的連接，例如既可以用環氧系或矽系等Ag糊料連接，也可以採用加熱加壓和超聲波振動法，將引線部16單點或成組焊接。
而且作為控制IC33的安裝方法並不限於線焊接，也可以採用折葉晶片安裝法。
圖6所示的是採用了由兩面配線基板構成的支持基板的振動器件，圖7所示的是將採用了由這種兩面配線基板構成的支持基板的振動器件組裝後的封裝。
這種支持基板12具有通孔12a，藉助於這種通孔12a可以使下面側形成的連接圖案12b與上面側的配線圖案導通。這裡當支持基板12是具有金屬等導電性的情況下，在支持基板12與配線圖案、通孔12a或連接圖案12b之間可以事先設置絕緣層。
而且這種振動器件11，通過將該支持基板12的端部設置在臺階部分34上，將配置在封裝主體32內的連接端部12b與臺階部34的連接端部連接。
另外，這些連接端部12b、35的連接，例如將採用Ag糊料、加熱加壓或超聲波振動等方法進行。
上述實例中，雖然是以支持基板12作為基體，將振動元件13支持在由這種支持基板12構成的基體上處於空中懸掛狀態下，但是也可以以封裝主體32作為基體，將支持振動元件13的線直接連接在由封裝主體32構成的基體上，直接將振動元件支持在空中懸掛狀態下。
要製作這種結構的產品，首先將安裝在封裝主體32內的控制IC33以折葉晶片形式安裝。然後用粘接材料將振動元件13安裝在此控制IC33上，在這種狀態下通過線焊接法用線21將封裝主體32與振動元件13連接起來。此後在除去粘接材料的情況下，使振動元件處於空中懸掛狀。這樣，特別是當採用將控制IC33的能動面處於下側的折葉晶片安裝的方式下，在控制IC33的能動面上無需設置粘接材料，因此沒有因粘接材料而使控制IC33的功能降低之虞。
而且在上述實施方式中，雖然是就H型振動元件作為振動元件13為例加以說明的，但是作為振動元件並不限於H型振動元件。
權利要求
1.一種振動器件，是具有在基體上支持的振動元件的器件，其特徵在於，所述振動元件，通過用線焊接法將其與從所述基體延伸的線連接，相對於所述基體將其支持在空中懸掛狀態下。
2.根據權利要求1所述的振動器件，其特徵在於，所述振動元件，其重心部分連接在所述線上。
3.根據權利要求1或2所述的振動器件，其特徵在於，在所述振動元件上設置的一個連接端部，連接於多個所述線的連接端。
4.根據權利要求3所述的振動器件，其特徵在於，將所述線的連接端以面方向並列地連接於所述連接端部。
5.根據權利要求3所述的振動器件，其特徵在於，將所述線的連接端多段重疊地連接於所述連接端部。
6.根據權利要求1～5中任何一項所述的振動器件，其特徵在於，所述線是處於所述振動元件之間收發電信號的信號線。
7.根據權利要求1～5中任何一項所述的振動器件，其特徵在於，所述線是所述振動元件的接地線。
8.一種電子儀器，其特徵在於，其中具備權利要求1～7中任何一項所述的振動器件。
9.一種振動器件的製造方法，是具有在基體上支持的振動元件的振動器件的製造方法，其特徵在於藉助於粘結材料將所述的振動元件臨時支持在所述基體上，通過線焊接法使線在所述基體與所述振動元件之間延伸連接，然後通過除去所述粘接材料，並由所述線將所述振動元件相對於所述基體支持在空中懸掛狀態下。
全文摘要
一種振動器件，是具有在作為基體的支持基板上支持的振動元件(13)的振動器件(11)，其特徵在於，振動元件(13)，通過用線焊接法將從支持基板(12)延伸的線(21)與其重心部連接，由該線(21)將振動元件(13)相對於支持基板(12)支持在空中懸掛狀態下。如此，對要求自由度的振動元件的振動方向沒有限制作用，使振動元件的振動、起振特性大幅度提高。
文檔編號H01L21/60GK1625049SQ200410095269
公開日2005年6月8日 申請日期2004年11月22日 優先權日2003年12月1日
發明者水野伸二 申請人:精工愛普生株式會社