振動器件、振動器件的制造方法、電子設備、移動體的制作方法
振動器件、振動器件的制造方法、電子設備、移動體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供振動器件、振動器件的制造方法、電子設備、移動體，能夠以準確的位置和姿勢將振子固定到基板。振動器件（石英振蕩器1）的制造方法包含以下工序：在基板（30）的主面（30a）上涂覆熱硬化型的絕熱性連接材料（83）和硬化溫度比絕熱性連接材料（83）高的導電性連接材料（84）；在基板（30）上的絕緣性連接材料（83）的涂覆位置處，載置連接有固定端子（60）和連接端子（70）的具有發(fā)熱體的振子（石英振子10）的固定端子（60），在導電性連接材料（84）的涂覆位置載置連接端子（70）；根據(jù)回流曲線進行加熱，使絕緣性連接材料、導電性連接材料依次硬化。
【專利說明】振動器件、振動器件的制造方法、電子設備、移動體
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及振動器件、振動器件的制造方法、以及使用了振動器件的電子設備和移動體。
【背景技術】
[0002]石英振蕩器由于頻率隨著溫度變化而發(fā)生變動，所以采用了恒溫型的石英振蕩器，該恒溫型的石英振蕩器利用加熱器等發(fā)熱體對石英振子進行加溫，由此使石英振子的溫度保持恒定。在這樣的恒溫型的石英振蕩器中，當在構成恒溫槽的一部分的基板上直接搭載石英振子和發(fā)熱體時，石英振子和發(fā)熱體的熱量逃散到基板上。因此，存在以下問題:難以使石英振子的溫度保持恒定，當要使石英振子的溫度維持恒定時，必須對發(fā)熱體進一步進行電力供給從而導致功耗變大。
[0003]為了解決上述問題，在專利文獻I中公開了如下構造:在通過引線連接并固定具有發(fā)熱體的石英振子和基板時，在基板與石英振子之間設置間隙。
[0004]【專利文獻I】日本特開2007-6270號公報
[0005]在這樣的專利文獻I的結構中，通過在基板與石英振子之間設置間隙，抑制了石英振子的熱量逃散到基板上。但是，因為引線兼用于石英振子與基板之間的電連接和機械固定，所以通過具有機械強度的引線和銀焊料進行石英振子和基板的連接。因此，在使銀焊料熔融而將引線連接到基板時，所有端子的銀焊料一次性熔融。因此，如果基板傾斜、或者對基板和石英振子施加振動等外力，則在銀焊料的熔融時，基板以及石英振子與引線的連接位置有時會偏離而導致連接不良，因此可能引起電氣、機械的連接不良，從而產(chǎn)品的可靠性劣化。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而作出的，其可以作為以下的方式或應用例來實現(xiàn)。
[0007][應用例I]本應用例的振動器件的特征在于，該振動器件具有:振子；基板；對所述振子和所述基板進行了機械固定的固定端子；以及對所述振子和所述基板進行了電連接的連接端子，所述固定端子與所述基板的連接利用絕緣性連接材料進行了連接，所述連接端子與振子、以及所述連接端子與所述基板利用導電性連接材料進行了連接。
[0008]根據(jù)這樣的結構，按照功能來劃分進行電連接的連接端子和進行機械固定的固定端子，固定端子與振子以及基板的連接使用絕緣性連接材料，連接端子與振子以及基板的連接使用導電性連接材料，按照端子的功能類別使連接材料不同，因此固定端子能夠充分提高機械強度以用于振子固定。其結果，能夠將振子牢固地固定到基板，因此在連接端子與基板的連接時不會產(chǎn)生位置偏離，所以產(chǎn)品的可靠性提高。
[0009][應用例2]在上述應用例的振動器件中，優(yōu)選的是，所述絕緣性連接材料和所述導電性連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料的硬化溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
[0010][應用例3]在上述應用例的振動器件中，優(yōu)選的是，所述絕緣性連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料是加熱熔融型的連接材料，所述導電性連接材料的熔融溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
[0011]由此，在將振子連接或固定到基板時，首先在低溫區(qū)域進行固定端子的固定，在限制了振子相對于基板的位置和姿態(tài)后，能夠進行連接端子的連接/固定，因此在進行連接端子的固定以前的過程中，振子不會在相對于基板的位置、姿態(tài)偏離的狀態(tài)下被固定。
[0012][應用例4]、[應用例5]、[應用例6]在上述應用例的振動器件中，優(yōu)選的是，所述連接端子具有:與所述振子連接的第I連接端子部；與所述基板連接的第2連接端子部；以及將所述第I連接端子部和所述第2連接端子部連結的第3連接端子部，所述固定端子具有:與所述振子連接的第I固定端子部；與所述基板連接的第2固定端子部；以及將所述第I固定端子部和所述第2固定端子部連結的第3固定端子部，所述第3固定端子部的剛性比所述第3連接端子部高。
[0013]固定端子被要求具有與振子以及基板之間的機械連接功能，因此需要機械強度較高。因此，通過將固定端子的剛性設為比連接端子的剛性高，能夠將振子牢固地固定到基板，因此在連接端子與基板的連接時不會產(chǎn)生位置偏離，所以產(chǎn)品的可靠性提高。
[0014][應用例7]在本應用例的振動器件的制造方法中，該振動器件具有基板以及連接有固定端子和連接端子的振子，該振動器件的制造方法的特征在于，包含以下工序:在所述基板的配置有熱硬化型的絕緣性連接材料的位置處載置所述固定端子，在所述基板的配置有導電性連接材料的位置處載置所述連接端子；以及使所述絕緣性連接材料和導電性連接材料依次硬化。
[0015]根據(jù)這樣的制造方法，首先通過絕緣性連接材料將固定端子固定到基板，然后通過導電性連接材料將連接端子固定到基板。因此，在將振子固定到基板的工序的初始階段，將連接有固定端子和連接端子的振子固定到基板，因此連接端子相對于基板的位置、姿態(tài)不會產(chǎn)生偏離，所以能夠將連接端子高精度地固定到基板。
[0016][應用例8]在上述應用例的振動器件的制造方法中，優(yōu)選的是，所述絕緣性連接材料和所述導電性連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料的硬化溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
[0017][應用例9]在上述應用例的振動器件的制造方法中，優(yōu)選的是，所述絕緣性連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料是加熱熔融型的連接材料，所述導電性連接材料的熔融溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
[0018]由此，能夠在導電性連接部件的固化或熔融開始前完成絕緣性連接部件的固化。即，通過設為在固定了固定端子后固定連接端子的工序順序，在將連接端子固定到基板的工序中，能夠在振動器件相對于基板的位置、姿態(tài)不不發(fā)生偏離的情況下將連接端子固定到基板的預定位置。
[0019][應用例10]本應用例的電子設備的特征在于，該電子設備具有上述振動器件。
[0020]這樣的電子設備具有將振子牢固地固定于基板的振動器件，因此能夠提供可進行高精度的特性檢測、抵抗沖擊和振動的能力強、具有高可靠性的電子設備。
[0021][應用例11]本應用例的移動體的特征在于，該移動體具有上述振動器件。
[0022]移動體具有將振子牢固地固于基板的振動器件，因此能夠實現(xiàn)可進行高精度的特性檢測、抵抗沖擊和振動的能力強、具有高可靠性的移動體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的石英振蕩器的內部俯視圖。
[0024]圖2是示出圖1的A — A剖切面的剖視圖。
[0025]圖3是從圖1的箭頭B方向觀察的側視圖。
[0026]圖4是示出本發(fā)明的石英振蕩器的制造方法的主要工序的圖。
[0027]圖5是示出加熱時間與溫度之間的關系的回流曲線。
[0028]圖6是示出應用例的電子設備的外觀的一例的概觀圖。
[0029]圖7是示出應用例的移動體的外觀的一例的概觀圖。
[0030]標號說明
[0031]1:作為振動器件的石英振蕩器；10:作為振子的石英振子；20:發(fā)熱體；30:基板；40:蓋部件；50:空間:60:固定端子；70:連接端子；83:絕緣性連接材料(環(huán)氧類粘接劑)；84:導電性連接材料；100:電子設備；200:移動體(汽車)。
【具體實施方式】
[0032]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
[0033]另外，在本實施方式中，將石英振蕩器I例示為振動器件進行說明，該石英振蕩器I使用了石英振子10作為振子。
[0034]另外，以下的說明所參照的圖將各部件設為可識別的大小，所以是各部件或部分的縱橫比例尺與實際不同的示意圖。
[0035](石英振蕩器的結構)
[0036]圖1是作為振動器件的石英振蕩器I的內部俯視圖，圖2是示出圖1的A — A剖切面的剖視圖，圖3是從圖1的箭頭B方向觀察的側視圖。如圖1至圖3所示，石英振蕩器I具備作為收納在由基板30和蓋部件40圍起的空間50內的振子的石英振子10。在石英振子10的主面1a的中央部安裝有發(fā)熱體20。石英振子10利用空間50而與外部空間隔離。
[0037]石英振子10與基板30通過多個固定端子60和連接端子70，在石英振子10和基板30的厚度方向上隔開間隙地進行了連接/固定。固定端子60對石英振子10和基板30進行了機械固定，連接端子70對石英振子10和基板30進行了電連接。
[0038]雖然省略圖示，但石英振子10由形成有激勵電極的石英振動片、和氣密地收納石英振動片的陶瓷封裝構成。如圖1所示，在石英振子10中，設置有配置于主面1a的4個角處的電極11、和配置于兩個電極11之間的電極12。電極11是電懸浮的固定用接合區(qū)。電極12是與石英振動片的一對激勵電極電連接的電極。另外，電極11和電極12的配置不限于圖示的配置，但優(yōu)選在石英振子10的4個角處配置電極11，以通過固定端子60將石英振子10穩(wěn)定固定到基板30。在由基板30和蓋部件40圍起的空間50內的基板30上還設置有振蕩電路91和發(fā)熱體控制電路92。
[0039]在本實施例中，發(fā)熱體20是包含作為加熱器的功率晶體管和溫敏元件(溫敏傳感器)的元件，且在元件側面配設有電連接用的元件電極20a，通過導熱性良好的粘接劑或焊料等接合材料與形成于石英振子10的主面1a的布線12相固定。另外，可以將功率晶體管和溫敏元件分別設為獨立芯片結構，還可以不使用功率晶體管而采用電阻發(fā)熱體。并且，發(fā)熱體20可以不經(jīng)由形成于石英振子10的主面的布線，而利用引線接合等方式與基板30連接。而且，溫敏元件還可以設置于發(fā)熱體控制電路92。
[0040]基板30是電路基板，且在主面30a和背面30b形成有電極圖案。在主面30a上，設置有以下部分:配置固定端子60的固定用接合區(qū)31 ;配置連接端子70的連接用電極32 ；以及分別對振蕩電路91和發(fā)熱體控制電路92進行連接/固定的元件電極34、35。在基板30的背面30b上還設置有外部電極36，該外部電極36用于將石英振蕩器I連接到搭載石英振蕩器I的設備。
[0041]振蕩電路91包含振蕩電路部和放大電路部。由石英振子10、振蕩電路部以及放大電路部構成振蕩電路。在石英振子10是AT切石英振子的情況下，振蕩電路是反饋型振蕩電路，并從石英振蕩器I輸出聞精度頻率的輸出信號，在該反饋型振蕩電路中，石英振子10通過振蕩電路部進行振蕩，其振蕩輸出通過放大電路部進行放大，且其一部分被反饋到振蕩電路部。另外，振蕩電路中可以包含對頻率溫度特性進行補償?shù)念l率溫度補償電路。
[0042]發(fā)熱體控制電路92包含溫度控制電路，該溫度控制電路進行如下控制:根據(jù)溫敏元件的檢測輸出控制供給到發(fā)熱體20的電力，由此將石英振子10的溫度維持于預先設定的一定溫度。
[0043]固定端子60和連接端子70是由鐵鎳鈷合金、42合金等材料形成的金屬端子。固定端子60是一體形成有如下部分的薄板狀端子:為了固定于石英振子10而彎折的作為連接部的第I固定端子部60a ;為了固定于基板30而彎折的作為連接部的第2固定端子部60b ;以及連接第I固定端子部60a和第2固定端子部60b的第3固定端子部60c。
[0044]連接端子70是一體形成有如下部分的薄板狀端子:為了固定于石英振子10而彎折的作為連接部的第I連接端子部70a ;為了固定于基板30而彎折的作為連接部的第2連接端子部70b ；以及連接第I連接端子部70a和第2連接端子部70b的第3連接端子部70c。
[0045]如圖1、圖3所示，第3連接端子部70c的寬度比第3固定端子部60c的寬度小。即，第3連接端子部70c的寬度方向截面積比第3固定端子部60c的寬度方向截面積小。并且，第I連接端子部70a與石英振子10在俯視時重疊的面積(連接面積)、以及第2連接端子部70b與基板30在俯視時重疊的面積(連接面積)比固定端子60的第I固定端子部60a與石英振子10在俯視時重疊的面積(連接面積)、以及第2固定端子部60b與基板30在俯視時重疊的面積(連接面積)小。這意味著，在固定端子60和連接端子70是單體，且固定端子60和連接端子70是相同材質的情況下，連接端子70的機械強度比固定端子60小。
[0046]接著，說明石英振子10與基板30的連接和固定構造。固定端子60相對于石英振子10和基板30的固定在第I固定端子部60a、第2固定端子部60b處,是通過熱硬化型的絕緣性連接材料83進行的。作為絕緣性連接材料83，例如有熱硬化型的環(huán)氧類粘接劑。另夕卜，作為絕緣性連接材料，在石英振子10側和基板30側可以是不同的材質，例如可以是在石英振子10側使用導電性連接材料、在基板30側使用絕緣性連接材料的組合，還可以是在石英振子10側使用絕緣性連接材料、在基板30側使用導電性連接材料的組合。
[0047]連接端子70相對于石英振子10和基板30的連接在第I連接端子部70a、第2連接端子部70b處，是通過導電性連接材料84進行的。作為導電性連接材料84，例如有熱硬化型的導電性粘接劑。另外，作為導電性連接材料，不限于熱硬化型的導電性粘接劑，還可以使用焊料等。
[0048]在本實施例中，絕緣性連接材料83和導電性連接材料84均為熱硬化型的連接材料，但導電性連接材料84的硬化溫度比絕緣性連接材料83高。即，在加熱溫度較低時通過固定端子60將石英振子10固定到基板30，之后變?yōu)榱溯^高的加熱溫度時，通過連接端子70對石英振子10和基板30進行電連接。
[0049]此外，在絕緣性連接材料83采用熱硬化型的連接材料、導電性連接部件84采用焊料的情況下，將絕緣性連接材料83的硬化溫度設為比焊料的熔融溫度低。即，在加熱溫度較低時通過固定端子60將石英振子10固定到基板30，之后變?yōu)榱溯^高的加熱溫度時，通過連接端子70對石英振子10和基板30進行電連接。
[0050]如圖1所示，石英振子10、發(fā)熱體20以及基板30通過連接端子70進行電連接。石英振子10與振蕩電路91、發(fā)熱體20與發(fā)熱體控制電路92通過設置于基板30的未圖示的電極圖案進行連接。
[0051]對于石英振蕩器，公知的是，其諧振頻率根據(jù)溫度變化而發(fā)生變化。頻率溫度特性具有二次或三次曲線，該二次或三次曲線具有使得頻率變化極小的溫度。因此，如果將石英振子的溫度維持于使得頻率變化極小的溫度附近，則能夠實現(xiàn)諧振頻率的變動較小的高精度的石英振蕩器。本實施例的石英振蕩器I為了抑制與溫度變化相伴的諧振頻率的變動，通過發(fā)熱體20進行加溫，從而將石英振子10維持于使得頻率變化極小的溫度附近的一定溫度。
[0052]石英振蕩器I在由基板30和蓋部件40圍起的空間50內收納安裝有發(fā)熱體20的石英振子10，并具有在石英振子10與基板30之間隔著間隙地對兩者進行固定的固定端子60、和對兩者進行電連接的連接端子70。固定端子60與石英振子10以及基板30的固定使用絕緣性連接材料83來進行，連接端子70與石英振子10以及基板30的連接使用導電性連接材料84來進行。
[0053]在本實施例中，將導電性連接材料84和絕緣性連接材料83均設為熱硬化型的連接材料，導電性連接材料84的硬化溫度比絕緣性連接材料83的硬化溫度高。
[0054]由此，在將石英振子10連接或固定到基板30時，首先在低溫區(qū)域進行固定端子60的固定，在限制了石英振子10相對于基板30的位置和姿態(tài)后，能夠進行連接端子70的連接/固定，因此在進行連接端子70的固定以前的過程中，石英振子10不會在相對于基板30的位置、姿態(tài)偏離的狀態(tài)下被固定。
[0055]并且，在絕緣性連接材料83采用熱硬化型的連接材料、導電性連接部件84采用焊料的情況下，將絕緣性連接材料83的硬化溫度設為比焊料的熔融溫度低，由此能夠得到相同的效果。即，在將石英振子10連接或固定到基板30時，首先在焊料熔融前的低溫區(qū)域進行固定端子60的固定，在限制了石英振子10相對于基板30的位置和姿態(tài)后，通過使焊料熔融/固化能夠進行連接端子70的連接，因此在進行連接端子70的固定以前的過程中，石英振子10不會在相對于基板30的位置、姿態(tài)偏離的狀態(tài)下被固定。
[0056]此外，一般而言，絕緣體與導電體相比，導熱性較差，因此在固定端子60的與石英振子10以及基板30相連的連接部中夾設有絕緣性連接材料83，因此從石英振子10經(jīng)由固定端子60向基板30的熱傳導比從連接端子70傳遞到基板30的熱量小。因此，如果使用本實施例的結構，則與固定端子60和連接端子70全部使用導電性連接部件84連接到基板30的情況相比，能夠抑制從石英振子10傳遞至基板30的熱量，因此能夠在不增加向發(fā)熱體20的電力供給的情況下維持石英振子10的溫度，所以還能夠得到實現(xiàn)低功耗化的效果。
[0057]此外，連接端子70只要具有將石英振子10與基板30電接合的功能即可，因此機械強度可以比固定端子低。因此，將第3連接端子部70c的寬度方向截面積設為比第3固定端子部60c的寬度方向截面積小。并且，將連接端子70中的第I連接端子部70a與石英振子10、以及第2連接端子部70b與基板30在俯視時重疊的面積(連接面積)設為比固定端子60中的第I固定端子部60a與石英振子、以及第2固定端子部60b與基板30在俯視時重疊的面積(連接面積)小。由此，固定端子60比連接端子70的機械強度高，從而能夠將石英振子10穩(wěn)定保持到基板30上。并且，通過機械強度高的固定端子60，可較大地獲得石英振子10與基板30之間的間隙，因此還能夠得到抑制從石英振子10發(fā)生熱擴散的效果。
[0058]在本實施例中，采用了石英振子10作為振子。將振子設為了石英振子時的振動器件是石英振蕩器。石英振子的頻率穩(wěn)定性比石英以外的振子高，且頻率-溫度特性也更加優(yōu)異，但為了高精度化，設為具有發(fā)熱體的恒溫型。因此，通過設為圖1至圖3中已述的結構，能夠實現(xiàn)使石英振子的溫度維持恒定的、高精度且低功耗的恒溫型的石英振蕩器I。
[0059]另外，在本實施例中，如圖1所示，將固定端子60配置到石英振子10的4個角處，在固定端子60之間各配置兩個連接端子70。但是，固定端子60的數(shù)量、配置不限于此，例如可以如2個、3個、5個、或6個那樣，根據(jù)石英振子10的支撐穩(wěn)定性和空間大小而自由設定。此外，連接端子70的數(shù)量和配置按照石英振子10的輸入、輸出的端子數(shù)而增減。此外，也可以是將連接端子70配置于石英振子10的4個角處、在連接端子70之間配置固定端子60的結構。
[0060]此外，石英振子10與基板30的連接可以不使用連接端子70而使用接合線。
[0061]在已述的實施例中，作為振動器件，例示石英振蕩器I進行了說明，但不限于石英振蕩器1，還能夠將本發(fā)明應用到其他振動器件。例如有角速度傳感器、加速度傳感器、傾斜傳感器、使用了石英以外的壓電元件的振子、MEMS (Micro Electro Mechanical Systems:微電子機械系統(tǒng))諧振器等。這些器件大多是利用內置的振子的諧振頻率根據(jù)物理量的大小而變化的特性，來測定各自要檢測的物理量的方式。如已述那樣，振子的諧振頻率具有溫度特性，因此通過發(fā)熱體將振動器件維持于恒溫而實現(xiàn)高精度的物理量測定。
[0062]在這樣的各振動器件中，按照功能來劃分進行電連接的連接端子、和進行機械固定的固定端子，固定端子的與振子以及基板的連接可以應用使用絕緣性連接材料的已述實施例的結構。因此，在將振子連接或固定到基板時，振子不會在其相對于基板的位置、姿態(tài)偏離的狀態(tài)下被固定，并且通過提高固定端子的機械強度，能夠將振子牢固地固定到基板，從而能夠提供抵抗來自外部的沖擊和振動等的功能強的可靠性高的振動器件。此外，通過抑制熱量從振子經(jīng)由固定端子逃散到基板，還能夠得到抑制向發(fā)熱體的電力供給、實現(xiàn)低功耗化的效果。
[0063](振動器件的制造方法)
[0064]接著，參照【專利附圖】
【附圖說明】振動器件的制造方法。此處，作為振動器件，例示已述的石英振蕩器I進行說明。
[0065]圖4是示出本發(fā)明的石英振蕩器I的制造方法的主要工序的圖。首先，如圖4(a)所示，作為前道工序，準備在石英振子10上安裝有發(fā)熱體20、固定端子60和連接端子70的部件。發(fā)熱體20通過熱硬化性粘接劑和焊料等固定到石英振子10，連接端子70通過導電性連接材料84固定到石英振子10，固定端子60通過絕緣性連接材料83固定到石英振子10。
[0066]另外，在用相同的材料形成固定端子60和連接端子70的情況下，固定端子60和連接端子70在第2固定端子部60b、第2連接端子部70b (參照圖1)的末端處，形成有連結為一體的梳齒狀的端子部件，如果在將第I固定端子部60a、第I連接端子部70a固定到了石英振子10后，切斷連結部，則能夠成為圖4 (a)所示的形態(tài)，從而能夠提高制造效率。
[0067]接著，使用SMT (Surface Mount Technology:表面安裝技術)執(zhí)行連接材料的涂覆至硬化的工序。作為SMT裝置，采用回流裝置(省略圖示)。
[0068]首先準備基板30。如圖4 (b)所示，在基板30的主面30a上，形成有與固定端子60對應的電極31、與連接端子70對應的連接用電極32、與振蕩電路91對應的元件電極34、以及與發(fā)熱體控制電路92對應的元件電極35。在這些電極上涂覆連接材料。作為連接材料，在電極31上涂覆熱硬化型的絕緣性連接材料83(例如環(huán)氧類粘接劑)，在連接用電極32上和元件電極34、35上涂覆導電性連接材料84 (焊膏)。導電性連接材料84的熔融溫度比絕緣性連接材料的硬化溫度高。
[0069]另外，絕緣性連接材料83和導電性連接材料84通過印刷或點膠機進行涂覆，在對其中一方進行印刷涂覆的情況下，另一方優(yōu)選在后道工序中采用點膠機進行涂覆。絕緣性連接材料83的涂覆和導電性連接材料84涂覆的順序不被限定，但點膠機涂覆在印刷涂覆之后。
[0070]接著，將基板30搬送到芯片安裝區(qū)。然后，通過芯片安裝，以將固定端子60和連接端子70配置到絕緣性連接材料83和導電性連接材料84的各涂覆位置處的方式，將圖4Ca)中示出的固定有固定端子60和連接端子70的石英振子10載置到基板30上的預定位置處。并且，將振蕩電路91和發(fā)熱體控制電路92載置到元件電極34、35的預定位置處。
[0071]接著，如圖4 (C)所示，在將圖4 (a)中示出的固定有固定端子60和連接端子70的石英振子10載置到了基板30上的狀態(tài)(表示為工件)下，將該石英振子10搬送到加熱區(qū)(回流爐)。然后對工件進行加熱。加熱是通過工件的上下方的加熱單元101進行的。作為加熱單元，采用遠紅外線加熱器或用風扇使熱風循環(huán)的方式，或者并用兩者的方式。加熱是根據(jù)回流曲線進行的。參照圖5對回流曲線進行說明。
[0072]圖5是示出加熱時間與溫度之間的關系的回流曲線。另外，回流曲線是使用了焊膏作為導電性連接材料84、使用了熱硬化型的環(huán)氧類粘接劑作為絕緣性連接材料83的情況下的一例。圖5所示的回流曲線具有預加熱區(qū)域Ts、主加熱區(qū)域TL和冷卻區(qū)域Tr。本實施例的回流曲線將焊膏的熔融作為基準來進行表示。預加熱區(qū)域Ts是從150°C上升到200°C的區(qū)域，主加熱區(qū)域TL是包含峰值溫度區(qū)域Tp (250°C至260°C)的區(qū)域。峰值溫度區(qū)域Tp是使峰值溫度(250°C至260°C)維持一定時間的區(qū)域，冷卻區(qū)域Tr是從峰值溫度區(qū)域冷卻至常溫(25°C)為止的區(qū)域。
[0073]在預加熱區(qū)域Ts中，開始焊膏的軟化，提高基板30的連接用電極32和連接端子70之間的潤濕性，在主加熱區(qū)域TL中焊膏熔融，在冷卻期間Tr中硬化結束。冷卻區(qū)域Tr是將基板30搬出到回流爐外進行冷卻的自然冷卻區(qū)域。為了縮短冷卻時間，有時還使用冷卻槽進行急速冷卻。
[0074]該回流曲線中，在預加熱區(qū)域Ts中開始焊膏的軟化，因此環(huán)氧類粘接劑優(yōu)選在比該預加熱區(qū)域Ts低的溫度下預先硬化。因此，在本實施例中，將80°C至150°C設為環(huán)氧類粘接劑的固定區(qū)域Tk。環(huán)氧類樹脂選擇在80°C時開始硬化、1200C時硬化率為80%、150°C時硬化率為90%以上的連接材料。即，在通過環(huán)氧類粘接劑將固定端子60固定到了基板30后，從預加熱區(qū)域Ts經(jīng)過主加熱區(qū)域使焊膏熔融。
[0075]接著，在回流裝置中固定了圖4 (a)中示出的固定有固定端子60和連接端子70的石英振子10和基板30的狀態(tài)下，將其從回流焊爐搬出并進行冷卻。
[0076]然后，在基板30上固定蓋部件40，從而構成具有由基板30和蓋部件40圍起的空間50的石英振蕩器I?；?0與蓋部件40的固定可以使用熱硬化型的粘接劑或焊料等進行。
[0077]以上所說明的振動器件的制造方法能夠高效地制造按照功能劃分了進行電連接的連接端子、和進行機械固定的固定端子的振動器件。因此，在將振子連接或固定到基板時，振子不會在其相對于基板的位置、姿態(tài)偏離的狀態(tài)下被固定，并且通過提高固定端子的機械強度，能夠將振子牢固地固定到基板，從而能夠制造抵抗來自外部的沖擊和振動等的功能強的可靠性高的振動器件。此外，還能夠得到抑制熱量從振子經(jīng)由固定端子逃散到基板的效果，因此能夠有效地制造出抑制了向發(fā)熱體的電力供給而實現(xiàn)了低功耗化的振動器件。
[0078]根據(jù)這樣的制造方法，首先，在比回流曲線的預加熱區(qū)域低的溫度下使絕緣性連接材料83硬化，因此在將連接端子70固定到基板30的工序中，能夠在石英振子10相對于基板30的位置、姿態(tài)不發(fā)生偏離的情況下將連接端子70固定到基板30。
[0079]并且，在回流曲線中，絕緣性連接材料83超過固定區(qū)域Tk而被加熱到主加熱區(qū)域TL，從而絕緣性連接材料83能夠得到與該材料本來具備的硬度接近的(接近硬化率100%)硬度，因此能夠使石英振子10與基板30的固定強度具有足夠的耐振動和耐沖擊性的強度。
[0080]另外，在回流曲線中，固定區(qū)域Tk與預加熱區(qū)域Ts可以交叉。此外，在使用導電性粘接劑作為導電性連接材料84的情況下，以導電性連接材料84的硬化溫度比絕緣性連接材料83的硬化溫度高的方式進行選擇。
[0081]另外，圖5所示的回流曲線只是一個例子，可以根據(jù)所要使用的絕緣性連接材料83、導電性連接材料84的材質和硬化特性適當設定。
[0082](電子設備)
[0083]以上所說明的振動器件可搭載于各種電子設備。例如，圖6示出搭載了本實施方式的石英振蕩器I的電子設備(高功能便攜終端200)的概觀圖。在圖6所示的高功能便攜終端200中，例如內置有檢測高功能便攜終端200的姿勢的角速度傳感器(未圖示)，能夠使用本實施方式的石英振蕩器I作為用于使該角速度傳感器的控制機構動作的時鐘源。如上所述，通過使用本實施方式的石英振蕩器1，能夠實現(xiàn)抵抗來自外部的沖擊和振動等的功能強的可靠性高的電子設備。
[0084]作為搭載本實施例的振動器件的電子設備200，可考慮各種電子設備。例如可列舉出個人計算機(例如移動型個人計算機、膝上型個人計算機、平板型個人計算機)、便攜電話機等移動終端、數(shù)字靜態(tài)照相機、噴墨式排出裝置(例如噴墨打印機)、路由器或開關等存儲區(qū)域網(wǎng)絡設備、局域網(wǎng)設備、電視、攝像機、錄像機、車載導航裝置、尋呼機、電子記事本(也包含帶通信功能的電子記事本)、電子辭典、計算器、電子游戲設備、游戲用控制器、文字處理器、工作站、視頻電話、防范用電視監(jiān)視器、電子望遠鏡、POS終端、醫(yī)療設備(例如電子體溫計、血壓計、血糖計、心電圖計測裝置、超聲波診斷裝置、電子內窺鏡)、魚群探測器、各種測定設備、計量儀器類(例如車輛、飛機、船舶的計量儀器類)、飛行模擬器、頭戴式顯示器、運動追蹤器、運動跟蹤器、運動控制器、PDR (步行者位置方位計測)等。
[0085](移動體)
[0086]以上所說明的振動器件可搭載于各種移動體。例如，圖7示出搭載了本實施方式的石英振蕩器I的移動體(汽車)的示意圖。例如，在圖7所示的汽車200中，內置有檢測姿勢的角速度傳感器(未圖示)，能夠使用本實施方式的石英振蕩器I作為用于使該角速度傳感器的控制機構動作的時鐘源。如上所述，通過使用本實施方式的石英振蕩器1，能夠實現(xiàn)抵抗來自外部的沖擊和振動等的功能強的可靠性高的電子設備。
[0087]作為搭載了本實施例的石英振蕩器I的移動體200，可考慮各種移動體。例如可列舉出汽車(還包含電動汽車)、噴氣式飛機和直升飛機等飛機、船舶、火箭、人造衛(wèi)星等。
[0088]本發(fā)明包含與上述實施方式以及變形例中說明的結構實質相同的結構(例如，功能、方法和結果相同的結構，或者目的和效果相同的結構)。此外，本發(fā)明包含對實施方式等中說明的結構的非本質部分進行置換后的結構。此外，本發(fā)明包含能夠起到與實施方式等中說明的結構相同作用效果的結構或達到相同目的的結構。此外，本發(fā)明包含對實施方式等中說明的結構附加了公知技術后的結構。
【權利要求】
1.一種振動器件，其特征在于，該振動器件具有: 振子; 基板；和 對所述振子和所述基板進行機械固定的固定端子、以及對所述振子和所述基板進行電連接的連接端子， 所述固定端子與所述基板的連接是利用絕緣性連接材料進行的， 所述連接端子與所述振子、以及所述連接端子與所述基板利用導電性連接材料進行了連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的振動器件，其特征在于， 所述絕緣性連接材料和所述導電性連接材料是熱硬化型的連接材料， 所述導電性連接材料的硬化溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
3.根據(jù)權利要求1所述的振動器件，其特征在于， 所述絕緣性 連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料是加熱熔融型的連接材料， 所述導電性連接材料的熔融溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
4.根據(jù)權利要求1所述的振動器件，其特征在于， 所述連接端子具有:與所述振子連接的第I連接端子部；與所述基板連接的第2連接端子部；以及將所述第I連接端子部和所述第2連接端子部連結的第3連接端子部， 所述固定端子具有:與所述振子連接的第I固定端子部；與所述基板連接的第2固定端子部；以及將所述第I固定端子部和所述第2固定端子部連結的第3固定端子部，所述第3固定端子部的剛性比所述第3連接端子部高。
5.根據(jù)權利要求2所述的振動器件，其特征在于， 所述連接端子具有:與所述振子連接的第I連接端子部；與所述基板連接的第2連接端子部；以及將所述第I連接端子部和所述第2連接端子部連結的第3連接端子部， 所述固定端子具有:與所述振子連接的第I固定端子部；與所述基板連接的第2固定端子部；以及將所述第I固定端子部和所述第2固定端子部連結的第3固定端子部，所述第3固定端子部的剛性比所述第3連接端子部高。
6.根據(jù)權利要求3所述的振動器件，其特征在于， 所述連接端子具有:與所述振子連接的第I連接端子部；與所述基板連接的第2連接端子部；以及將所述第I連接端子部和所述第2連接端子部連結的第3連接端子部， 所述固定端子具有:與所述振子連接的第I固定端子部；與所述基板連接的第2固定端子部；以及將所述第I固定端子部和所述第2固定端子部連結的第3固定端子部，所述第3固定端子部的剛性比所述第3連接端子部高。
7.一種振動器件的制造方法，該振動器件具有基板以及連接有固定端子和連接端子的振子，該振動器件的制造方法的特征在于，包含以下工序: 在所述基板的配置有熱硬化型的絕緣性連接材料的位置處載置所述固定端子，在所述基板的配置有導電性連接材料的位置處載置所述連接端子；以及使所述絕緣性連接材料和所述導電性連接材料依次硬化。
8.根據(jù)權利要求7所述的振動器件的制造方法，其特征在于，所述絕緣性連接材料和所述導電性連接材料是熱硬化型的連接材料， 所述導電性連接材料的硬化溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
9.根據(jù)權利要求7所述的振動器件的制造方法，其特征在于， 所述絕緣性連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料是加熱熔融型的連接材料， 所述導電性連接材料的熔融溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
10.一種電子設備，其特征在于，該電子設備具有權利要求1所述的振動器件。
11.一種移動體，其特征在于，該移動體具有權利要求1所述的振動器件。
【文檔編號】H03H3/02GK104079253SQ201410100185
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權日:2013年3月29日
【發(fā)明者】近藤學 申請人:精工愛普生株式會社
【專利摘要】本發(fā)明提供振動器件、振動器件的制造方法、電子設備、移動體，能夠以準確的位置和姿勢將振子固定到基板。振動器件（石英振蕩器1）的制造方法包含以下工序：在基板（30）的主面（30a）上涂覆熱硬化型的絕熱性連接材料（83）和硬化溫度比絕熱性連接材料（83）高的導電性連接材料（84）；在基板（30）上的絕緣性連接材料（83）的涂覆位置處，載置連接有固定端子（60）和連接端子（70）的具有發(fā)熱體的振子（石英振子10）的固定端子（60），在導電性連接材料（84）的涂覆位置載置連接端子（70）；根據(jù)回流曲線進行加熱，使絕緣性連接材料、導電性連接材料依次硬化。
【專利說明】振動器件、振動器件的制造方法、電子設備、移動體
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及振動器件、振動器件的制造方法、以及使用了振動器件的電子設備和移動體。
【背景技術】
[0002]石英振蕩器由于頻率隨著溫度變化而發(fā)生變動，所以采用了恒溫型的石英振蕩器，該恒溫型的石英振蕩器利用加熱器等發(fā)熱體對石英振子進行加溫，由此使石英振子的溫度保持恒定。在這樣的恒溫型的石英振蕩器中，當在構成恒溫槽的一部分的基板上直接搭載石英振子和發(fā)熱體時，石英振子和發(fā)熱體的熱量逃散到基板上。因此，存在以下問題:難以使石英振子的溫度保持恒定，當要使石英振子的溫度維持恒定時，必須對發(fā)熱體進一步進行電力供給從而導致功耗變大。
[0003]為了解決上述問題，在專利文獻I中公開了如下構造:在通過引線連接并固定具有發(fā)熱體的石英振子和基板時，在基板與石英振子之間設置間隙。
[0004]【專利文獻I】日本特開2007-6270號公報
[0005]在這樣的專利文獻I的結構中，通過在基板與石英振子之間設置間隙，抑制了石英振子的熱量逃散到基板上。但是，因為引線兼用于石英振子與基板之間的電連接和機械固定，所以通過具有機械強度的引線和銀焊料進行石英振子和基板的連接。因此，在使銀焊料熔融而將引線連接到基板時，所有端子的銀焊料一次性熔融。因此，如果基板傾斜、或者對基板和石英振子施加振動等外力，則在銀焊料的熔融時，基板以及石英振子與引線的連接位置有時會偏離而導致連接不良，因此可能引起電氣、機械的連接不良，從而產(chǎn)品的可靠性劣化。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而作出的，其可以作為以下的方式或應用例來實現(xiàn)。
[0007][應用例I]本應用例的振動器件的特征在于，該振動器件具有:振子；基板；對所述振子和所述基板進行了機械固定的固定端子；以及對所述振子和所述基板進行了電連接的連接端子，所述固定端子與所述基板的連接利用絕緣性連接材料進行了連接，所述連接端子與振子、以及所述連接端子與所述基板利用導電性連接材料進行了連接。
[0008]根據(jù)這樣的結構，按照功能來劃分進行電連接的連接端子和進行機械固定的固定端子，固定端子與振子以及基板的連接使用絕緣性連接材料，連接端子與振子以及基板的連接使用導電性連接材料，按照端子的功能類別使連接材料不同，因此固定端子能夠充分提高機械強度以用于振子固定。其結果，能夠將振子牢固地固定到基板，因此在連接端子與基板的連接時不會產(chǎn)生位置偏離，所以產(chǎn)品的可靠性提高。
[0009][應用例2]在上述應用例的振動器件中，優(yōu)選的是，所述絕緣性連接材料和所述導電性連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料的硬化溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
[0010][應用例3]在上述應用例的振動器件中，優(yōu)選的是，所述絕緣性連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料是加熱熔融型的連接材料，所述導電性連接材料的熔融溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
[0011]由此，在將振子連接或固定到基板時，首先在低溫區(qū)域進行固定端子的固定，在限制了振子相對于基板的位置和姿態(tài)后，能夠進行連接端子的連接/固定，因此在進行連接端子的固定以前的過程中，振子不會在相對于基板的位置、姿態(tài)偏離的狀態(tài)下被固定。
[0012][應用例4]、[應用例5]、[應用例6]在上述應用例的振動器件中，優(yōu)選的是，所述連接端子具有:與所述振子連接的第I連接端子部；與所述基板連接的第2連接端子部；以及將所述第I連接端子部和所述第2連接端子部連結的第3連接端子部，所述固定端子具有:與所述振子連接的第I固定端子部；與所述基板連接的第2固定端子部；以及將所述第I固定端子部和所述第2固定端子部連結的第3固定端子部，所述第3固定端子部的剛性比所述第3連接端子部高。
[0013]固定端子被要求具有與振子以及基板之間的機械連接功能，因此需要機械強度較高。因此，通過將固定端子的剛性設為比連接端子的剛性高，能夠將振子牢固地固定到基板，因此在連接端子與基板的連接時不會產(chǎn)生位置偏離，所以產(chǎn)品的可靠性提高。
[0014][應用例7]在本應用例的振動器件的制造方法中，該振動器件具有基板以及連接有固定端子和連接端子的振子，該振動器件的制造方法的特征在于，包含以下工序:在所述基板的配置有熱硬化型的絕緣性連接材料的位置處載置所述固定端子，在所述基板的配置有導電性連接材料的位置處載置所述連接端子；以及使所述絕緣性連接材料和導電性連接材料依次硬化。
[0015]根據(jù)這樣的制造方法，首先通過絕緣性連接材料將固定端子固定到基板，然后通過導電性連接材料將連接端子固定到基板。因此，在將振子固定到基板的工序的初始階段，將連接有固定端子和連接端子的振子固定到基板，因此連接端子相對于基板的位置、姿態(tài)不會產(chǎn)生偏離，所以能夠將連接端子高精度地固定到基板。
[0016][應用例8]在上述應用例的振動器件的制造方法中，優(yōu)選的是，所述絕緣性連接材料和所述導電性連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料的硬化溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
[0017][應用例9]在上述應用例的振動器件的制造方法中，優(yōu)選的是，所述絕緣性連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料是加熱熔融型的連接材料，所述導電性連接材料的熔融溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
[0018]由此，能夠在導電性連接部件的固化或熔融開始前完成絕緣性連接部件的固化。即，通過設為在固定了固定端子后固定連接端子的工序順序，在將連接端子固定到基板的工序中，能夠在振動器件相對于基板的位置、姿態(tài)不不發(fā)生偏離的情況下將連接端子固定到基板的預定位置。
[0019][應用例10]本應用例的電子設備的特征在于，該電子設備具有上述振動器件。
[0020]這樣的電子設備具有將振子牢固地固定于基板的振動器件，因此能夠提供可進行高精度的特性檢測、抵抗沖擊和振動的能力強、具有高可靠性的電子設備。
[0021][應用例11]本應用例的移動體的特征在于，該移動體具有上述振動器件。
[0022]移動體具有將振子牢固地固于基板的振動器件，因此能夠實現(xiàn)可進行高精度的特性檢測、抵抗沖擊和振動的能力強、具有高可靠性的移動體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的石英振蕩器的內部俯視圖。
[0024]圖2是示出圖1的A — A剖切面的剖視圖。
[0025]圖3是從圖1的箭頭B方向觀察的側視圖。
[0026]圖4是示出本發(fā)明的石英振蕩器的制造方法的主要工序的圖。
[0027]圖5是示出加熱時間與溫度之間的關系的回流曲線。
[0028]圖6是示出應用例的電子設備的外觀的一例的概觀圖。
[0029]圖7是示出應用例的移動體的外觀的一例的概觀圖。
[0030]標號說明
[0031]1:作為振動器件的石英振蕩器；10:作為振子的石英振子；20:發(fā)熱體；30:基板；40:蓋部件；50:空間:60:固定端子；70:連接端子；83:絕緣性連接材料(環(huán)氧類粘接劑)；84:導電性連接材料；100:電子設備；200:移動體(汽車)。
【具體實施方式】
[0032]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
[0033]另外，在本實施方式中，將石英振蕩器I例示為振動器件進行說明，該石英振蕩器I使用了石英振子10作為振子。
[0034]另外，以下的說明所參照的圖將各部件設為可識別的大小，所以是各部件或部分的縱橫比例尺與實際不同的示意圖。
[0035](石英振蕩器的結構)
[0036]圖1是作為振動器件的石英振蕩器I的內部俯視圖，圖2是示出圖1的A — A剖切面的剖視圖，圖3是從圖1的箭頭B方向觀察的側視圖。如圖1至圖3所示，石英振蕩器I具備作為收納在由基板30和蓋部件40圍起的空間50內的振子的石英振子10。在石英振子10的主面1a的中央部安裝有發(fā)熱體20。石英振子10利用空間50而與外部空間隔離。
[0037]石英振子10與基板30通過多個固定端子60和連接端子70，在石英振子10和基板30的厚度方向上隔開間隙地進行了連接/固定。固定端子60對石英振子10和基板30進行了機械固定，連接端子70對石英振子10和基板30進行了電連接。
[0038]雖然省略圖示，但石英振子10由形成有激勵電極的石英振動片、和氣密地收納石英振動片的陶瓷封裝構成。如圖1所示，在石英振子10中，設置有配置于主面1a的4個角處的電極11、和配置于兩個電極11之間的電極12。電極11是電懸浮的固定用接合區(qū)。電極12是與石英振動片的一對激勵電極電連接的電極。另外，電極11和電極12的配置不限于圖示的配置，但優(yōu)選在石英振子10的4個角處配置電極11，以通過固定端子60將石英振子10穩(wěn)定固定到基板30。在由基板30和蓋部件40圍起的空間50內的基板30上還設置有振蕩電路91和發(fā)熱體控制電路92。
[0039]在本實施例中，發(fā)熱體20是包含作為加熱器的功率晶體管和溫敏元件(溫敏傳感器)的元件，且在元件側面配設有電連接用的元件電極20a，通過導熱性良好的粘接劑或焊料等接合材料與形成于石英振子10的主面1a的布線12相固定。另外，可以將功率晶體管和溫敏元件分別設為獨立芯片結構，還可以不使用功率晶體管而采用電阻發(fā)熱體。并且，發(fā)熱體20可以不經(jīng)由形成于石英振子10的主面的布線，而利用引線接合等方式與基板30連接。而且，溫敏元件還可以設置于發(fā)熱體控制電路92。
[0040]基板30是電路基板，且在主面30a和背面30b形成有電極圖案。在主面30a上，設置有以下部分:配置固定端子60的固定用接合區(qū)31 ;配置連接端子70的連接用電極32 ；以及分別對振蕩電路91和發(fā)熱體控制電路92進行連接/固定的元件電極34、35。在基板30的背面30b上還設置有外部電極36，該外部電極36用于將石英振蕩器I連接到搭載石英振蕩器I的設備。
[0041]振蕩電路91包含振蕩電路部和放大電路部。由石英振子10、振蕩電路部以及放大電路部構成振蕩電路。在石英振子10是AT切石英振子的情況下，振蕩電路是反饋型振蕩電路，并從石英振蕩器I輸出聞精度頻率的輸出信號，在該反饋型振蕩電路中，石英振子10通過振蕩電路部進行振蕩，其振蕩輸出通過放大電路部進行放大，且其一部分被反饋到振蕩電路部。另外，振蕩電路中可以包含對頻率溫度特性進行補償?shù)念l率溫度補償電路。
[0042]發(fā)熱體控制電路92包含溫度控制電路，該溫度控制電路進行如下控制:根據(jù)溫敏元件的檢測輸出控制供給到發(fā)熱體20的電力，由此將石英振子10的溫度維持于預先設定的一定溫度。
[0043]固定端子60和連接端子70是由鐵鎳鈷合金、42合金等材料形成的金屬端子。固定端子60是一體形成有如下部分的薄板狀端子:為了固定于石英振子10而彎折的作為連接部的第I固定端子部60a ;為了固定于基板30而彎折的作為連接部的第2固定端子部60b ;以及連接第I固定端子部60a和第2固定端子部60b的第3固定端子部60c。
[0044]連接端子70是一體形成有如下部分的薄板狀端子:為了固定于石英振子10而彎折的作為連接部的第I連接端子部70a ;為了固定于基板30而彎折的作為連接部的第2連接端子部70b ；以及連接第I連接端子部70a和第2連接端子部70b的第3連接端子部70c。
[0045]如圖1、圖3所示，第3連接端子部70c的寬度比第3固定端子部60c的寬度小。即，第3連接端子部70c的寬度方向截面積比第3固定端子部60c的寬度方向截面積小。并且，第I連接端子部70a與石英振子10在俯視時重疊的面積(連接面積)、以及第2連接端子部70b與基板30在俯視時重疊的面積(連接面積)比固定端子60的第I固定端子部60a與石英振子10在俯視時重疊的面積(連接面積)、以及第2固定端子部60b與基板30在俯視時重疊的面積(連接面積)小。這意味著，在固定端子60和連接端子70是單體，且固定端子60和連接端子70是相同材質的情況下，連接端子70的機械強度比固定端子60小。
[0046]接著，說明石英振子10與基板30的連接和固定構造。固定端子60相對于石英振子10和基板30的固定在第I固定端子部60a、第2固定端子部60b處,是通過熱硬化型的絕緣性連接材料83進行的。作為絕緣性連接材料83，例如有熱硬化型的環(huán)氧類粘接劑。另夕卜，作為絕緣性連接材料，在石英振子10側和基板30側可以是不同的材質，例如可以是在石英振子10側使用導電性連接材料、在基板30側使用絕緣性連接材料的組合，還可以是在石英振子10側使用絕緣性連接材料、在基板30側使用導電性連接材料的組合。
[0047]連接端子70相對于石英振子10和基板30的連接在第I連接端子部70a、第2連接端子部70b處，是通過導電性連接材料84進行的。作為導電性連接材料84，例如有熱硬化型的導電性粘接劑。另外，作為導電性連接材料，不限于熱硬化型的導電性粘接劑，還可以使用焊料等。
[0048]在本實施例中，絕緣性連接材料83和導電性連接材料84均為熱硬化型的連接材料，但導電性連接材料84的硬化溫度比絕緣性連接材料83高。即，在加熱溫度較低時通過固定端子60將石英振子10固定到基板30，之后變?yōu)榱溯^高的加熱溫度時，通過連接端子70對石英振子10和基板30進行電連接。
[0049]此外，在絕緣性連接材料83采用熱硬化型的連接材料、導電性連接部件84采用焊料的情況下，將絕緣性連接材料83的硬化溫度設為比焊料的熔融溫度低。即，在加熱溫度較低時通過固定端子60將石英振子10固定到基板30，之后變?yōu)榱溯^高的加熱溫度時，通過連接端子70對石英振子10和基板30進行電連接。
[0050]如圖1所示，石英振子10、發(fā)熱體20以及基板30通過連接端子70進行電連接。石英振子10與振蕩電路91、發(fā)熱體20與發(fā)熱體控制電路92通過設置于基板30的未圖示的電極圖案進行連接。
[0051]對于石英振蕩器，公知的是，其諧振頻率根據(jù)溫度變化而發(fā)生變化。頻率溫度特性具有二次或三次曲線，該二次或三次曲線具有使得頻率變化極小的溫度。因此，如果將石英振子的溫度維持于使得頻率變化極小的溫度附近，則能夠實現(xiàn)諧振頻率的變動較小的高精度的石英振蕩器。本實施例的石英振蕩器I為了抑制與溫度變化相伴的諧振頻率的變動，通過發(fā)熱體20進行加溫，從而將石英振子10維持于使得頻率變化極小的溫度附近的一定溫度。
[0052]石英振蕩器I在由基板30和蓋部件40圍起的空間50內收納安裝有發(fā)熱體20的石英振子10，并具有在石英振子10與基板30之間隔著間隙地對兩者進行固定的固定端子60、和對兩者進行電連接的連接端子70。固定端子60與石英振子10以及基板30的固定使用絕緣性連接材料83來進行，連接端子70與石英振子10以及基板30的連接使用導電性連接材料84來進行。
[0053]在本實施例中，將導電性連接材料84和絕緣性連接材料83均設為熱硬化型的連接材料，導電性連接材料84的硬化溫度比絕緣性連接材料83的硬化溫度高。
[0054]由此，在將石英振子10連接或固定到基板30時，首先在低溫區(qū)域進行固定端子60的固定，在限制了石英振子10相對于基板30的位置和姿態(tài)后，能夠進行連接端子70的連接/固定，因此在進行連接端子70的固定以前的過程中，石英振子10不會在相對于基板30的位置、姿態(tài)偏離的狀態(tài)下被固定。
[0055]并且，在絕緣性連接材料83采用熱硬化型的連接材料、導電性連接部件84采用焊料的情況下，將絕緣性連接材料83的硬化溫度設為比焊料的熔融溫度低，由此能夠得到相同的效果。即，在將石英振子10連接或固定到基板30時，首先在焊料熔融前的低溫區(qū)域進行固定端子60的固定，在限制了石英振子10相對于基板30的位置和姿態(tài)后，通過使焊料熔融/固化能夠進行連接端子70的連接，因此在進行連接端子70的固定以前的過程中，石英振子10不會在相對于基板30的位置、姿態(tài)偏離的狀態(tài)下被固定。
[0056]此外，一般而言，絕緣體與導電體相比，導熱性較差，因此在固定端子60的與石英振子10以及基板30相連的連接部中夾設有絕緣性連接材料83，因此從石英振子10經(jīng)由固定端子60向基板30的熱傳導比從連接端子70傳遞到基板30的熱量小。因此，如果使用本實施例的結構，則與固定端子60和連接端子70全部使用導電性連接部件84連接到基板30的情況相比，能夠抑制從石英振子10傳遞至基板30的熱量，因此能夠在不增加向發(fā)熱體20的電力供給的情況下維持石英振子10的溫度，所以還能夠得到實現(xiàn)低功耗化的效果。
[0057]此外，連接端子70只要具有將石英振子10與基板30電接合的功能即可，因此機械強度可以比固定端子低。因此，將第3連接端子部70c的寬度方向截面積設為比第3固定端子部60c的寬度方向截面積小。并且，將連接端子70中的第I連接端子部70a與石英振子10、以及第2連接端子部70b與基板30在俯視時重疊的面積(連接面積)設為比固定端子60中的第I固定端子部60a與石英振子、以及第2固定端子部60b與基板30在俯視時重疊的面積(連接面積)小。由此，固定端子60比連接端子70的機械強度高，從而能夠將石英振子10穩(wěn)定保持到基板30上。并且，通過機械強度高的固定端子60，可較大地獲得石英振子10與基板30之間的間隙，因此還能夠得到抑制從石英振子10發(fā)生熱擴散的效果。
[0058]在本實施例中，采用了石英振子10作為振子。將振子設為了石英振子時的振動器件是石英振蕩器。石英振子的頻率穩(wěn)定性比石英以外的振子高，且頻率-溫度特性也更加優(yōu)異，但為了高精度化，設為具有發(fā)熱體的恒溫型。因此，通過設為圖1至圖3中已述的結構，能夠實現(xiàn)使石英振子的溫度維持恒定的、高精度且低功耗的恒溫型的石英振蕩器I。
[0059]另外，在本實施例中，如圖1所示，將固定端子60配置到石英振子10的4個角處，在固定端子60之間各配置兩個連接端子70。但是，固定端子60的數(shù)量、配置不限于此，例如可以如2個、3個、5個、或6個那樣，根據(jù)石英振子10的支撐穩(wěn)定性和空間大小而自由設定。此外，連接端子70的數(shù)量和配置按照石英振子10的輸入、輸出的端子數(shù)而增減。此外，也可以是將連接端子70配置于石英振子10的4個角處、在連接端子70之間配置固定端子60的結構。
[0060]此外，石英振子10與基板30的連接可以不使用連接端子70而使用接合線。
[0061]在已述的實施例中，作為振動器件，例示石英振蕩器I進行了說明，但不限于石英振蕩器1，還能夠將本發(fā)明應用到其他振動器件。例如有角速度傳感器、加速度傳感器、傾斜傳感器、使用了石英以外的壓電元件的振子、MEMS (Micro Electro Mechanical Systems:微電子機械系統(tǒng))諧振器等。這些器件大多是利用內置的振子的諧振頻率根據(jù)物理量的大小而變化的特性，來測定各自要檢測的物理量的方式。如已述那樣，振子的諧振頻率具有溫度特性，因此通過發(fā)熱體將振動器件維持于恒溫而實現(xiàn)高精度的物理量測定。
[0062]在這樣的各振動器件中，按照功能來劃分進行電連接的連接端子、和進行機械固定的固定端子，固定端子的與振子以及基板的連接可以應用使用絕緣性連接材料的已述實施例的結構。因此，在將振子連接或固定到基板時，振子不會在其相對于基板的位置、姿態(tài)偏離的狀態(tài)下被固定，并且通過提高固定端子的機械強度，能夠將振子牢固地固定到基板，從而能夠提供抵抗來自外部的沖擊和振動等的功能強的可靠性高的振動器件。此外，通過抑制熱量從振子經(jīng)由固定端子逃散到基板，還能夠得到抑制向發(fā)熱體的電力供給、實現(xiàn)低功耗化的效果。
[0063](振動器件的制造方法)
[0064]接著，參照【專利附圖】
【附圖說明】振動器件的制造方法。此處，作為振動器件，例示已述的石英振蕩器I進行說明。
[0065]圖4是示出本發(fā)明的石英振蕩器I的制造方法的主要工序的圖。首先，如圖4(a)所示，作為前道工序，準備在石英振子10上安裝有發(fā)熱體20、固定端子60和連接端子70的部件。發(fā)熱體20通過熱硬化性粘接劑和焊料等固定到石英振子10，連接端子70通過導電性連接材料84固定到石英振子10，固定端子60通過絕緣性連接材料83固定到石英振子10。
[0066]另外，在用相同的材料形成固定端子60和連接端子70的情況下，固定端子60和連接端子70在第2固定端子部60b、第2連接端子部70b (參照圖1)的末端處，形成有連結為一體的梳齒狀的端子部件，如果在將第I固定端子部60a、第I連接端子部70a固定到了石英振子10后，切斷連結部，則能夠成為圖4 (a)所示的形態(tài)，從而能夠提高制造效率。
[0067]接著，使用SMT (Surface Mount Technology:表面安裝技術)執(zhí)行連接材料的涂覆至硬化的工序。作為SMT裝置，采用回流裝置(省略圖示)。
[0068]首先準備基板30。如圖4 (b)所示，在基板30的主面30a上，形成有與固定端子60對應的電極31、與連接端子70對應的連接用電極32、與振蕩電路91對應的元件電極34、以及與發(fā)熱體控制電路92對應的元件電極35。在這些電極上涂覆連接材料。作為連接材料，在電極31上涂覆熱硬化型的絕緣性連接材料83(例如環(huán)氧類粘接劑)，在連接用電極32上和元件電極34、35上涂覆導電性連接材料84 (焊膏)。導電性連接材料84的熔融溫度比絕緣性連接材料的硬化溫度高。
[0069]另外，絕緣性連接材料83和導電性連接材料84通過印刷或點膠機進行涂覆，在對其中一方進行印刷涂覆的情況下，另一方優(yōu)選在后道工序中采用點膠機進行涂覆。絕緣性連接材料83的涂覆和導電性連接材料84涂覆的順序不被限定，但點膠機涂覆在印刷涂覆之后。
[0070]接著，將基板30搬送到芯片安裝區(qū)。然后，通過芯片安裝，以將固定端子60和連接端子70配置到絕緣性連接材料83和導電性連接材料84的各涂覆位置處的方式，將圖4Ca)中示出的固定有固定端子60和連接端子70的石英振子10載置到基板30上的預定位置處。并且，將振蕩電路91和發(fā)熱體控制電路92載置到元件電極34、35的預定位置處。
[0071]接著，如圖4 (C)所示，在將圖4 (a)中示出的固定有固定端子60和連接端子70的石英振子10載置到了基板30上的狀態(tài)(表示為工件)下，將該石英振子10搬送到加熱區(qū)(回流爐)。然后對工件進行加熱。加熱是通過工件的上下方的加熱單元101進行的。作為加熱單元，采用遠紅外線加熱器或用風扇使熱風循環(huán)的方式，或者并用兩者的方式。加熱是根據(jù)回流曲線進行的。參照圖5對回流曲線進行說明。
[0072]圖5是示出加熱時間與溫度之間的關系的回流曲線。另外，回流曲線是使用了焊膏作為導電性連接材料84、使用了熱硬化型的環(huán)氧類粘接劑作為絕緣性連接材料83的情況下的一例。圖5所示的回流曲線具有預加熱區(qū)域Ts、主加熱區(qū)域TL和冷卻區(qū)域Tr。本實施例的回流曲線將焊膏的熔融作為基準來進行表示。預加熱區(qū)域Ts是從150°C上升到200°C的區(qū)域，主加熱區(qū)域TL是包含峰值溫度區(qū)域Tp (250°C至260°C)的區(qū)域。峰值溫度區(qū)域Tp是使峰值溫度(250°C至260°C)維持一定時間的區(qū)域，冷卻區(qū)域Tr是從峰值溫度區(qū)域冷卻至常溫(25°C)為止的區(qū)域。
[0073]在預加熱區(qū)域Ts中，開始焊膏的軟化，提高基板30的連接用電極32和連接端子70之間的潤濕性，在主加熱區(qū)域TL中焊膏熔融，在冷卻期間Tr中硬化結束。冷卻區(qū)域Tr是將基板30搬出到回流爐外進行冷卻的自然冷卻區(qū)域。為了縮短冷卻時間，有時還使用冷卻槽進行急速冷卻。
[0074]該回流曲線中，在預加熱區(qū)域Ts中開始焊膏的軟化，因此環(huán)氧類粘接劑優(yōu)選在比該預加熱區(qū)域Ts低的溫度下預先硬化。因此，在本實施例中，將80°C至150°C設為環(huán)氧類粘接劑的固定區(qū)域Tk。環(huán)氧類樹脂選擇在80°C時開始硬化、1200C時硬化率為80%、150°C時硬化率為90%以上的連接材料。即，在通過環(huán)氧類粘接劑將固定端子60固定到了基板30后，從預加熱區(qū)域Ts經(jīng)過主加熱區(qū)域使焊膏熔融。
[0075]接著，在回流裝置中固定了圖4 (a)中示出的固定有固定端子60和連接端子70的石英振子10和基板30的狀態(tài)下，將其從回流焊爐搬出并進行冷卻。
[0076]然后，在基板30上固定蓋部件40，從而構成具有由基板30和蓋部件40圍起的空間50的石英振蕩器I?；?0與蓋部件40的固定可以使用熱硬化型的粘接劑或焊料等進行。
[0077]以上所說明的振動器件的制造方法能夠高效地制造按照功能劃分了進行電連接的連接端子、和進行機械固定的固定端子的振動器件。因此，在將振子連接或固定到基板時，振子不會在其相對于基板的位置、姿態(tài)偏離的狀態(tài)下被固定，并且通過提高固定端子的機械強度，能夠將振子牢固地固定到基板，從而能夠制造抵抗來自外部的沖擊和振動等的功能強的可靠性高的振動器件。此外，還能夠得到抑制熱量從振子經(jīng)由固定端子逃散到基板的效果，因此能夠有效地制造出抑制了向發(fā)熱體的電力供給而實現(xiàn)了低功耗化的振動器件。
[0078]根據(jù)這樣的制造方法，首先，在比回流曲線的預加熱區(qū)域低的溫度下使絕緣性連接材料83硬化，因此在將連接端子70固定到基板30的工序中，能夠在石英振子10相對于基板30的位置、姿態(tài)不發(fā)生偏離的情況下將連接端子70固定到基板30。
[0079]并且，在回流曲線中，絕緣性連接材料83超過固定區(qū)域Tk而被加熱到主加熱區(qū)域TL，從而絕緣性連接材料83能夠得到與該材料本來具備的硬度接近的(接近硬化率100%)硬度，因此能夠使石英振子10與基板30的固定強度具有足夠的耐振動和耐沖擊性的強度。
[0080]另外，在回流曲線中，固定區(qū)域Tk與預加熱區(qū)域Ts可以交叉。此外，在使用導電性粘接劑作為導電性連接材料84的情況下，以導電性連接材料84的硬化溫度比絕緣性連接材料83的硬化溫度高的方式進行選擇。
[0081]另外，圖5所示的回流曲線只是一個例子，可以根據(jù)所要使用的絕緣性連接材料83、導電性連接材料84的材質和硬化特性適當設定。
[0082](電子設備)
[0083]以上所說明的振動器件可搭載于各種電子設備。例如，圖6示出搭載了本實施方式的石英振蕩器I的電子設備(高功能便攜終端200)的概觀圖。在圖6所示的高功能便攜終端200中，例如內置有檢測高功能便攜終端200的姿勢的角速度傳感器(未圖示)，能夠使用本實施方式的石英振蕩器I作為用于使該角速度傳感器的控制機構動作的時鐘源。如上所述，通過使用本實施方式的石英振蕩器1，能夠實現(xiàn)抵抗來自外部的沖擊和振動等的功能強的可靠性高的電子設備。
[0084]作為搭載本實施例的振動器件的電子設備200，可考慮各種電子設備。例如可列舉出個人計算機(例如移動型個人計算機、膝上型個人計算機、平板型個人計算機)、便攜電話機等移動終端、數(shù)字靜態(tài)照相機、噴墨式排出裝置(例如噴墨打印機)、路由器或開關等存儲區(qū)域網(wǎng)絡設備、局域網(wǎng)設備、電視、攝像機、錄像機、車載導航裝置、尋呼機、電子記事本(也包含帶通信功能的電子記事本)、電子辭典、計算器、電子游戲設備、游戲用控制器、文字處理器、工作站、視頻電話、防范用電視監(jiān)視器、電子望遠鏡、POS終端、醫(yī)療設備(例如電子體溫計、血壓計、血糖計、心電圖計測裝置、超聲波診斷裝置、電子內窺鏡)、魚群探測器、各種測定設備、計量儀器類(例如車輛、飛機、船舶的計量儀器類)、飛行模擬器、頭戴式顯示器、運動追蹤器、運動跟蹤器、運動控制器、PDR (步行者位置方位計測)等。
[0085](移動體)
[0086]以上所說明的振動器件可搭載于各種移動體。例如，圖7示出搭載了本實施方式的石英振蕩器I的移動體(汽車)的示意圖。例如，在圖7所示的汽車200中，內置有檢測姿勢的角速度傳感器(未圖示)，能夠使用本實施方式的石英振蕩器I作為用于使該角速度傳感器的控制機構動作的時鐘源。如上所述，通過使用本實施方式的石英振蕩器1，能夠實現(xiàn)抵抗來自外部的沖擊和振動等的功能強的可靠性高的電子設備。
[0087]作為搭載了本實施例的石英振蕩器I的移動體200，可考慮各種移動體。例如可列舉出汽車(還包含電動汽車)、噴氣式飛機和直升飛機等飛機、船舶、火箭、人造衛(wèi)星等。
[0088]本發(fā)明包含與上述實施方式以及變形例中說明的結構實質相同的結構(例如，功能、方法和結果相同的結構，或者目的和效果相同的結構)。此外，本發(fā)明包含對實施方式等中說明的結構的非本質部分進行置換后的結構。此外，本發(fā)明包含能夠起到與實施方式等中說明的結構相同作用效果的結構或達到相同目的的結構。此外，本發(fā)明包含對實施方式等中說明的結構附加了公知技術后的結構。
【權利要求】
1.一種振動器件，其特征在于，該振動器件具有: 振子; 基板；和 對所述振子和所述基板進行機械固定的固定端子、以及對所述振子和所述基板進行電連接的連接端子， 所述固定端子與所述基板的連接是利用絕緣性連接材料進行的， 所述連接端子與所述振子、以及所述連接端子與所述基板利用導電性連接材料進行了連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的振動器件，其特征在于， 所述絕緣性連接材料和所述導電性連接材料是熱硬化型的連接材料， 所述導電性連接材料的硬化溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
3.根據(jù)權利要求1所述的振動器件，其特征在于， 所述絕緣性 連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料是加熱熔融型的連接材料， 所述導電性連接材料的熔融溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
4.根據(jù)權利要求1所述的振動器件，其特征在于， 所述連接端子具有:與所述振子連接的第I連接端子部；與所述基板連接的第2連接端子部；以及將所述第I連接端子部和所述第2連接端子部連結的第3連接端子部， 所述固定端子具有:與所述振子連接的第I固定端子部；與所述基板連接的第2固定端子部；以及將所述第I固定端子部和所述第2固定端子部連結的第3固定端子部，所述第3固定端子部的剛性比所述第3連接端子部高。
5.根據(jù)權利要求2所述的振動器件，其特征在于， 所述連接端子具有:與所述振子連接的第I連接端子部；與所述基板連接的第2連接端子部；以及將所述第I連接端子部和所述第2連接端子部連結的第3連接端子部， 所述固定端子具有:與所述振子連接的第I固定端子部；與所述基板連接的第2固定端子部；以及將所述第I固定端子部和所述第2固定端子部連結的第3固定端子部，所述第3固定端子部的剛性比所述第3連接端子部高。
6.根據(jù)權利要求3所述的振動器件，其特征在于， 所述連接端子具有:與所述振子連接的第I連接端子部；與所述基板連接的第2連接端子部；以及將所述第I連接端子部和所述第2連接端子部連結的第3連接端子部， 所述固定端子具有:與所述振子連接的第I固定端子部；與所述基板連接的第2固定端子部；以及將所述第I固定端子部和所述第2固定端子部連結的第3固定端子部，所述第3固定端子部的剛性比所述第3連接端子部高。
7.一種振動器件的制造方法，該振動器件具有基板以及連接有固定端子和連接端子的振子，該振動器件的制造方法的特征在于，包含以下工序: 在所述基板的配置有熱硬化型的絕緣性連接材料的位置處載置所述固定端子，在所述基板的配置有導電性連接材料的位置處載置所述連接端子；以及使所述絕緣性連接材料和所述導電性連接材料依次硬化。
8.根據(jù)權利要求7所述的振動器件的制造方法，其特征在于，所述絕緣性連接材料和所述導電性連接材料是熱硬化型的連接材料， 所述導電性連接材料的硬化溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
9.根據(jù)權利要求7所述的振動器件的制造方法，其特征在于， 所述絕緣性連接材料是熱硬化型的連接材料，所述導電性連接材料是加熱熔融型的連接材料， 所述導電性連接材料的熔融溫度比所述絕緣性連接材料的硬化溫度高。
10.一種電子設備，其特征在于，該電子設備具有權利要求1所述的振動器件。
11.一種移動體，其特征在于，該移動體具有權利要求1所述的振動器件。
【文檔編號】H03H3/02GK104079253SQ201410100185
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權日:2013年3月29日
【發(fā)明者】近藤學 申請人:精工愛普生株式會社
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