壓電振動部件及其製造方法與流程
2023-05-01 02:28:06 2
本發明涉及壓電振動部件及其製造方法。
背景技術：
目前，廣泛使用壓電振動部件作為振子或頻帶濾波器。作為以往的壓電振子的一種形態，例如在日本特開2014-197615號公報中記載有具有用於密封水晶振子隔離外部空氣的構造的表面安裝水晶振子。該公報所記載的表面安裝水晶振子具備：安裝水晶振子的基板和藉助粘合劑密閉封存水晶振子的蓋(該文獻第0002段)。
專利文獻2：日本特開2014-197615號公報
但是，若基板與粘合劑之間的接合強度不足，則蓋有時會從基板剝離。特別是，在使用熱固化性粘合劑粘合蓋與基板來密閉封存水晶振子的情況下，在260℃左右的回流焊加熱溫度下，蓋內的壓力上升，蓋有時會從基板剝離。
技術實現要素：
本發明鑑於這樣的情況而產生，目的在於提高用於將壓電振子密閉封存於基板的基板與粘合層之間的粘合力。
本發明的一個方面所涉及的壓電振動部件具備：基板，其具有安裝壓電振子的主面；蓋，其具有與主面對置地開口的凹部；以及粘合層，其接合基板與蓋，以便將壓電振子密閉封存於凹部與主面之間的空間。粘合層形成為從基板的主面直至側面，包覆基板的至少一部分。
根據本發明，能夠提高用於將壓電振子密閉封存於基板的基板與粘合層之間的粘合力。
附圖說明
圖1是本發明的實施方式所涉及的壓電振動部件的分解立體圖。
圖2是本發明的實施方式所涉及的壓電振動部件的製造過程的剖視圖。
圖3是本發明的實施方式所涉及的壓電振動部件的製造過程的剖視圖。
圖4是本發明的實施方式所涉及的壓電振動部件的製造過程的剖視圖。
圖5是本發明的實施方式所涉及的壓電振動部件的製造過程的剖視圖。
具體實施方式
下面參照各圖說明本發明的實施方式。
圖1是本發明的實施方式所涉及的壓電振動部件40的分解立體圖。如該圖所示，壓電振動部件40主要具備：壓電振子20；基板10，其具有安裝壓電振子20的主面11；以及蓋30，其用於密閉壓電振子20隔離外部空氣。壓電振子20具備：平板狀的壓電板21，其具有在厚度方向上對置的兩個面；勵振電極22，其形成於壓電板21的一個面；以及勵振電極23，其形成於壓電板21的另一個面。若向勵振電極22、23施加交流電壓，則壓電板21以厚度剪切模式振動。壓電板21由表現出壓電特性的壓電材質(例如，水晶板、壓電陶瓷等)構成。勵振電極22、23例如由金、鉻、鎳、鋁、鈦等的導電性薄膜構成。
基板10呈平板狀，具有在其厚度方向上對置的兩個面，將兩個面中安裝壓電振子20的面稱為主面11。在主面11形成有經由導電性粘合劑12與勵振電極23導通的配線13以及經由導電性粘合劑15與勵振電極22導通的配線16。基板10由具有適度的機械強度和電絕緣性的材質(例如，氧化鋁等絕緣陶瓷、合成樹脂以及用絕緣層包覆金屬板的表面而成的複合材料等)構成。此外，基板10具有切口部14、17，該切口部14、17形成為將角部分(角部分)的一部分切出圓筒曲面狀，配線13、16分別能夠從切口部14、17延伸至主面11的背面並與外部電路連接。
蓋30是用於密閉壓電振子20隔離外部空氣的有底蓋部件，如圖3所示，具有：凹部31，其與主面11對置地開口；和凸緣部32，其從凹部31的開口中心向開口緣突出。凹部31是向蓋30的內部凹陷的有底凹部，具有封存壓電振子20所需的足夠的開口面積和開口深度。凸緣部32呈大致矩形環狀地圍繞凹部31的周緣。蓋30可以由金屬材質、絕緣材質或者複合材料(例如，用金屬薄膜包覆絕緣部件的表面而成的複合材料等)構成。粘合層51、52接合基板10與蓋30，將壓電振子20密閉封存於凹部31與主面11之間的空間。粘合層51、52隻要為絕緣性粘合劑即可，並不特別限定，但例如，能夠使用通過加熱處理而固化並表現出粘合作用的非導電性粘合劑。作為這樣的粘合劑，例如，能夠使用以環氧樹脂為主要成分的環氧類粘合劑。作為環氧樹脂，例如，能夠使用雙酚a型環氧樹脂、雙酚f型環氧樹脂等二官能環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂等。另外，也能夠使用多官能環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、含雜環基的環氧樹脂或者脂環式環氧樹脂等公知的材料。粘合層51、52並不局限於環氧類粘合劑，例如，也可以是低融點玻璃粘合劑。低融點玻璃粘合劑可以包含在300℃以上410℃以下的溫度下熔融的無鉛的釩系玻璃。釩系玻璃是呈膏狀地添加粘合劑和溶劑，通過熔融後固化來表現出粘合作用。另外，該釩系玻璃的粘合時的氣密性、耐水性、耐溼性等可靠性高。並且，釩系玻璃能夠通過控制玻璃構造來靈活地控制熱膨脹係數。粘合層51、52可以相互相同，也可以互不相同。此外，蓋30也能夠稱為帽、罩或者封裝部件。
接下來，參照圖1至圖3，說明壓電振動部件40的製造工序。首先，如圖1所示，分別準備安裝有壓電振子20的基板10和用於將壓電振子20密閉封存於基板10的蓋30。接下來，如圖2所示，將粘合層51呈大致框狀地形成於主面11，以便使凸緣部32的周緣對應於待與主面11接合的位置而圍繞壓電振子20。此時，優選以均勻的膜厚塗覆粘合層51，使粘合層51均勻地遍布於主面11。接下來，如圖3所示，將蓋30和基板10相對地按壓，由此促使粘合層51從主面11與凸緣部32之間，朝向從凹部31的開口中心到開口緣的方向呈圓角狀地擠出，並且使之從基板10的主面11到側面18彎曲為剖面呈大致倒l字狀且包覆基板10，從而形成粘合層52。繼而，對粘合層51、52加熱，由此促進構成粘合層51、52的分子間的鍵合(交聯固化)，使粘合層51、52一起轉變為固化狀態。這樣，形成由粘合層51、52一體結合而成的粘合層53，從而能夠將壓電振子20密閉封存於凹部31與主面11之間的空間。粘合層53形成為從基板10的主面11到側面18彎曲並包覆基板10，因此能夠提高基板10與粘合層53之間的粘合力。此外，形成粘合層51、52的方法如上述說明所示，並不局限於在相對按壓蓋30和基板10的過程中將粘合層51、52形成為從基板10的主面11到側面18包覆基板10，例如，可以在相對按壓蓋30和基板10之前的階段，於基板10的主面11形成粘合層51，並且在基板10的側面18也形成粘合層52的一部分或者全部。在該情況下，在基板10的主面11形成粘合層51的時機與在基板10的側面18形成粘合層52的時機可以相同，也可以不同。側面18是對連接主面11及其背面的面的通稱，亦包括切口部14、17的側面。因此，粘合層53可以包覆切口部14、17的一部分或者全部。另外，粘合層53未必圍繞基板10的整周從主面11形成至側面18，只要在基板10的一部分，從主面11形成至側面18即可。例如，粘合層53可以僅包覆側面18中的切口部14、17。
此外，側面18的表面粗糙度優選大於主面11的表面粗糙度。一般而言，已知液滴的接觸角對表面粗糙度敏感。這裡，表面粗糙度能夠定義為粗糙面相對於平坦面的面積比。例如，隨著表面粗糙度增大，在親液性表面，液滴的接觸角變小(潤溼性增大)，相對於此，在疏液性表面，液滴的接觸角變大(潤溼性降低)。基於這樣的知識，選擇蓋30的材質使其相對於粘合層52具有親液性，並且，使側面18的表面粗糙度大於主面11的表面粗糙度，由此能夠縮小粘合層52與側面18的接觸角，從而便於粘合層52均勻地潤溼擴展。採用這樣的構造，粘合層52進入側面18的微小的凹凸縫隙，因此投錨效果、範德瓦爾斯力等複合起作用，能夠提高作用於側面18與粘合層52之間的界面的粘合力。此外，若粘合層51侵入凹部31內部，則例如，從粘合層51釋放出的氣體可能吸附於構成壓電振子20的振動區域的勵振電極22、23而致使壓電振子20的振蕩頻率變動，因此優選形成為粘合層51不侵入凹部31內部。
此外，作為使側面18的表面粗糙的方法，能夠使用例如等離子體處理、噴砂加工等。噴砂加工是例如通過將微粒(例如，氧化鋁、金剛石等研磨顆粒)與壓縮空氣一起向被加工面噴射從而將被加工面加工得粗糙的處理。
在上述說明中，例示了將粘合層52從基板10的主面11形成到側面18的方式，但作為變形例，如圖4所示，粘合層52也可以蔓延至凸緣部32的外側的側面，可以將如上蔓延的粘合層52在凸緣部32的外側的側面的一部分或者全部形成為圓角形狀。或者，也可以不同於圖4所示的例子，進一步，使粘合劑52在凸緣部32的上表面潤溼擴展，將粘合層52形成為從凸緣部32的側麵包覆至上表面。
另外，在上述說明中，例示了具有凸緣部32的蓋30，但蓋30也可以不具有凸緣部32。例如，如圖5所示，蓋30也可以不具有呈大致矩形環狀地圍繞凹部31的周緣的框狀的邊緣部33。邊緣部33提供經由粘合層53與基板10接合的接合面。
此外，以上說明的各實施方式用於方便理解本發明，並非用於限定解釋本發明。本發明可以在不脫離其主旨的範圍內進行變更/改進，並且，本發明中亦包含其等價物。即，本領域技術人員適當地對各實施方式施加設計變更而成的方案只要具備本發明的特徵，即包含於本發明的範圍。例如，各實施方式所具備的各要素及其配置、材料、條件、形狀、尺寸等都不局限於所例示的內容，都能適當地變更。另外，各實施方式所具備的各要素能夠在技術上儘可能地組合，將它們組合而成的方案只要包含本發明的特徵即包含於本發明的範圍。
附圖標記說明
10…基板；11…主面；12…導電性粘合劑；13…配線；14…切口部；15…導電性粘合劑；16…配線；17…切口部；18…側面；20…壓電振子；21…壓電板；22…勵振電極；23…勵振電極；30…蓋；31…凹部；32…凸緣部；33…邊緣部；40…壓電振動部件；51…粘合層；52…粘合層；53…粘合層。