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JP2007335938A - Method of manufacturing piezoelectric vibrator - Google Patents

Method of manufacturing piezoelectric vibrator Download PDF

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Publication number
JP2007335938A
JP2007335938A JP2006161967A JP2006161967A JP2007335938A JP 2007335938 A JP2007335938 A JP 2007335938A JP 2006161967 A JP2006161967 A JP 2006161967A JP 2006161967 A JP2006161967 A JP 2006161967A JP 2007335938 A JP2007335938 A JP 2007335938A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
container
piezoelectric
sealing
frequency
silicone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006161967A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Oshima
剛 大島
Shin Hasegawa
伸 長谷川
Gunji Maruyama
群次 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miyazaki Epson Corp
Original Assignee
Miyazaki Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miyazaki Epson Corp filed Critical Miyazaki Epson Corp
Priority to JP2006161967A priority Critical patent/JP2007335938A/en
Publication of JP2007335938A publication Critical patent/JP2007335938A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a piezoelectric vibrator for preventing a resonance frequency from being reduced as compared with a target frequency with time by utilizing an existing manufacturing line. <P>SOLUTION: The method includes: a mounting process S1 for mounting a piezoelectric vibration element 12 in an insulating vessel 1 by a silicone adhesive 13; a frequency adjustment process S2 for increasing or decreasing the thickness of an excitation electrode film 21 to adjust the resonance frequency of the piezoelectric vibration element 12 to a prescribed value; a temporary attachment process S3 for attaching a metal lid 15 to the insulating vessel 1 to which the piezoelectric vibration element 12 is mounted; a sealing process S6 for filling the insulating vessel 1 with nitrogen gas and silicone vapor by leaving the insulating vessel 1 to which the metal lid 15 is attached temporarily in an atmosphere filled with nitrogen gas and silicone vapor; and a sealing process S7 for sealing the airtight vessel 1 with the metal lid 15. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は絶縁容器内にシリコーン系導電性接着剤によって固定された状態で気密封止さ
れた圧電振動素子の共振周波数の経時的な低下を防止することができる圧電振動子の製造
方法に関わり、特に既存の製造設備を利用して圧電振動子を製造するのに好適なものであ
る。
The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric vibrator capable of preventing a decrease in the resonance frequency of a piezoelectric vibration element hermetically sealed in a state where it is fixed in an insulating container with a silicone-based conductive adhesive, It is particularly suitable for manufacturing a piezoelectric vibrator using existing manufacturing equipment.

水晶振動子の如く、圧電振動素子を絶縁容器内に気密封止した構造の表面実装型の圧電
デバイスは、携帯電話機、ページャ等の通信機器や、コンピュータ等の電子機器等におい
て、基準周波数発生源、フィルタ等として利用されているが、これらの各種機器の小型化
に対応して圧電デバイスに対しても小型化が求められている。
また表面実装用の圧電デバイスとしての圧電発振器は、例えばセラミック等から成る絶
縁容器本体の上面に形成された凹所内に、圧電振動素子と、発振回路を構成する回路部品
を収納した状態で凹所開口を金属蓋により封止した構成を備えている。
圧電振動素子は、圧電基板面に励振電極、リード電極を構成する金属膜を形成した構成
を備えており、圧電振動素子を表面実装用の絶縁容器内の内部電極上にシリコーン系導電
性接着剤(以下、「シリコーン接着剤」という)を用いて保持した状態で該容器を気密封
止した構成を備えている。
A surface mount type piezoelectric device having a structure in which a piezoelectric vibration element is hermetically sealed in an insulating container, such as a crystal resonator, is a reference frequency generation source in communication equipment such as a mobile phone and a pager, and electronic equipment such as a computer. Although these are used as filters, etc., miniaturization is also required for piezoelectric devices in response to miniaturization of these various devices.
In addition, a piezoelectric oscillator as a piezoelectric device for surface mounting has a recess in a state where a piezoelectric vibration element and circuit components constituting an oscillation circuit are accommodated in a recess formed on the upper surface of an insulating container body made of, for example, ceramic. The opening is sealed with a metal lid.
The piezoelectric vibration element has a structure in which a metal film constituting an excitation electrode and a lead electrode is formed on the surface of a piezoelectric substrate, and the piezoelectric vibration element is formed on the internal electrode in an insulating container for surface mounting with a silicone-based conductive adhesive. (Hereinafter referred to as “silicone adhesive”), the container is hermetically sealed in a state of being held.

図9は絶縁容器内に気密封止した水晶振動素子の共振周波数が低下する現象を示すもの
であり、同図から周波数低下は急激に起こる訳ではなく、時間の経過と共に徐々に進行し
てゆくことが見て取れる。これは、圧電デバイスの製造メーカが水晶振動子を製造した段
階ではその傾向は殆ど現れないが、アセンブリメーカにて圧電デバイスをプリント基板上
に搭載し、製品が市場に出回った頃になって周波数の低下が表面化するという事態が発生
することを意味している。
FIG. 9 shows a phenomenon in which the resonance frequency of the quartz resonator element hermetically sealed in the insulating container decreases. From FIG. 9, the frequency decrease does not occur suddenly, but gradually proceeds with time. I can see that. This tendency hardly appears at the stage when the manufacturer of the piezoelectric device manufactures the crystal unit, but when the assembly manufacturer mounts the piezoelectric device on a printed circuit board and the product is on the market, the frequency It means that the situation where the decline of the surface comes to the surface occurs.

更に、アセンブリメーカにて圧電デバイスをプリント基板上に搭載するべくリフロー工
程を経た後に周波数低下の傾向が強く現れることが判明している。また、近年の小型化の
要求により水晶振動子の容器が小型化したことに伴い、周波数低下の発生頻度が増してい
ると云う事実もある。
しかし、これらの現象の原因については種々の推論がなされているものの、明確な要因
が掴めておらず、根本的な解決がなされていないというのが実情であった。
例えば、特許文献1には水晶振動子の経年的な周波数の低下現象の解決を目的とした技
術が開示されている。
Furthermore, it has been found out that an assembly manufacturer has a strong tendency to decrease the frequency after a reflow process for mounting a piezoelectric device on a printed circuit board. In addition, there is also a fact that the frequency of occurrence of the frequency decrease is increasing with the recent miniaturization of the quartz crystal vessel due to the demand for miniaturization.
However, although various inferences have been made about the causes of these phenomena, the actual situation is that no clear factor has been grasped and no fundamental solution has been made.
For example, Patent Document 1 discloses a technique aimed at solving the phenomenon of a frequency decrease of a crystal unit over time.

特許文献1には、水晶振動子の経年的な周波数の低下現象の発生原因が、電極を構成す
る金属膜の表層で発生する酸化現象にあると捉え、金属膜の表層に蒸着やスパッタの手法
で絶縁性膜(SiO2膜)を付着してその全面を覆う、或いは金属膜の表層を予め酸化処
理、窒化処理もしくは炭化処理して保護膜を形成すると云った解決方法が開示されている
。なお、この酸化現象は金膜の下にニッケル下地膜を設けたときに、金膜の表層まで析出
したニッケル部分に対してのみ発生する。ニッケル部分以外の金部分は安定しているので
酸化しない。
Patent Document 1 considers that the cause of the frequency decrease phenomenon of the quartz resonator over time is an oxidation phenomenon that occurs on the surface layer of the metal film that constitutes the electrode, and a method of vapor deposition or sputtering on the surface layer of the metal film. A solution is disclosed in which an insulating film (SiO 2 film) is attached to cover the entire surface, or the surface layer of the metal film is previously oxidized, nitrided or carbonized to form a protective film. It should be noted that this oxidation phenomenon occurs only for the nickel portion deposited up to the surface layer of the gold film when a nickel underlayer is provided under the gold film. Gold parts other than the nickel part are stable and do not oxidize.

しかしながら、この従来技術にあっては、次の如き多くの問題が発生する。即ち、金属
膜の表面に蒸着等によってSiO2膜を形成して覆う際に、厳密な厚み管理制御が必要と
なる。SiO2膜は金との密着性に乏しいため剥がれやすい一方で、SiO2膜が金表面か
ら剥離しないように膜厚を厚くすると膜応力により振動子に残留応力が生じる。つまり温
度変化により歪みが生じて温度特性の劣化に繋がる。更に、酸化膜、窒化膜、或いは炭化
膜等の保護膜を金膜表面に形成する場合、ニッケルが析出した部分にのみ膜が形成される
ことは上述の通りであるが、ニッケルが析出した領域の面積は個体によりバラツキがある
ので、保護膜による質量付加にバラツキが生じ周波数調整が必要となる。ニッケルが析出
していない金膜部分には保護膜が形成されないため、封止後の経年的な周波数低下現象が
解消されない(金膜部分にシリコーン分子が徐々に化学吸着してしまう)。つまり、金膜
表面に部分的、不規則的に析出したニッケル部分の酸化は、周波数低下の一つの要因であ
るが、根本的な原因ではないことが判明した。従って、上記公報によって提案されている
解決策は充分とは言えない。
However, this conventional technique has many problems as follows. That is, when the SiO 2 film is formed and covered on the surface of the metal film by vapor deposition or the like, strict thickness control is required. While the SiO 2 film is poor in adhesion with gold and easily peeled off, if the film thickness is increased so that the SiO 2 film does not peel from the gold surface, residual stress is generated in the vibrator due to the film stress. That is, distortion occurs due to temperature change, leading to deterioration of temperature characteristics. Furthermore, when a protective film such as an oxide film, a nitride film, or a carbonized film is formed on the gold film surface, the film is formed only on the portion where nickel is deposited. Since there is a variation in the area of the individual, there is a variation in mass addition by the protective film, and a frequency adjustment is required. Since the protective film is not formed on the gold film portion where nickel is not deposited, the aging frequency reduction phenomenon after sealing cannot be resolved (silicon molecules are gradually chemically adsorbed on the gold film portion). In other words, it was found that the oxidation of the nickel portion partially or irregularly deposited on the gold film surface is one cause of the frequency decrease but not the fundamental cause. Therefore, the solution proposed by the above publication is not sufficient.

なお、気密封止後の共振周波数が低下する速度を遅らせるために、封止前に絶縁容器内
からシリコーン蒸気を抜くこと(所謂、アニーリング)も考えられるが、一旦ガス抜きを
実施したとしても、シリコーン接着剤が容器内に存在している限りシリコーン蒸気は発生
し、徐々に励振電極膜に付着して周波数変動をもたらすこととなる。また、接着剤の種類
を変えることも考えられるが、耐衝撃性という仕様を満たすためにはシリコーン接着剤は
極めて有用であり、現状ではシリコーン接着剤より優れた接着剤は存在しない。
特開平7−154187号公報
In addition, in order to delay the speed at which the resonance frequency after hermetic sealing decreases, it is possible to extract silicone vapor from the inside of the insulating container before sealing (so-called annealing), but even if degassing is performed once, As long as the silicone adhesive is present in the container, silicone vapor is generated and gradually adheres to the excitation electrode film, resulting in frequency fluctuations. Although it is conceivable to change the type of adhesive, a silicone adhesive is extremely useful in order to satisfy the specification of impact resistance, and there is no adhesive superior to the silicone adhesive at present.
JP 7-154187 A

そこで、本願発明者らは周波数が低下する原因究明を続けた結果、エージングを加速さ
せる試験(加速エージング試験)において、周波数が所定値にまで低下した後に安定領域
が存在し、この周波数安定領域に達するとそれ以降の周波数変動が起こらないことを見出
した。そして、この研究成果に基づいて、特願2005−27838において、圧電振動
素子を絶縁容器内に導電性接合部材により保持した状態で気密封止した構造の圧電デバイ
スにおいて、導電性接合部材から放出されるガス成分が圧電振動素子の金属膜上に付着堆
積することによって共振周波数が経時的に目標周波数より低下するのを防止することがで
きる圧電振動素子、圧電振動子、圧電発振器、周波数安定化方法、及び圧電振動子の製造
方法を提案した。
Therefore, the inventors of the present application have continued to investigate the cause of the decrease in the frequency. As a result, in a test for accelerating aging (accelerated aging test), a stable region exists after the frequency has decreased to a predetermined value. It was found that the frequency fluctuation after that does not occur. Based on this research result, in Japanese Patent Application No. 2005-27838, the piezoelectric vibration element is hermetically sealed in a state where the piezoelectric vibration element is held in the insulating container by the conductive bonding member, and is released from the conductive bonding member. Piezoelectric resonator element, piezoelectric vibrator, piezoelectric oscillator, and frequency stabilization method capable of preventing the resonance frequency from dropping below the target frequency over time due to the gas component adhering to and deposited on the metal film of the piezoelectric resonator element And a method of manufacturing a piezoelectric vibrator.

しかしながら、前記特願2005−27838において提案している圧電振動子の製造
方法は、既存の製造ラインの構成に基づいたものでないため、特願2005−27838
号の圧電振動子を製造するには、新たな製造ラインを用意することが必要になるという問
題点があった。
そこで、本発明は上記に鑑みてなされたものであり、既存の製造ラインを利用して共振
周波数が経時的に目標周波数より低下するのを防止した圧電振動子の製造方法を提供する
ことを目的とする。
However, the method for manufacturing a piezoelectric vibrator proposed in Japanese Patent Application No. 2005-27838 is not based on the configuration of an existing manufacturing line.
In order to manufacture the piezoelectric vibrator of No. 1, there is a problem that it is necessary to prepare a new production line.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a piezoelectric vibrator that uses an existing manufacturing line to prevent the resonance frequency from decreasing below the target frequency over time. And

上記目的を達成するため、本発明の圧電振動子の製造方法は、圧電材料からなる圧電基
板面に金属膜を形成した圧電振動素子を導電性接合部材にて容器内に搭載する搭載工程と
、圧電振動素子の共振周波数を所定値に調整するため前記金属膜の厚みを追加もしくは削
減する周波数調整工程と、圧電振動素子を搭載した容器に封止部材を仮付けする仮付け工
程と、封止部材を仮付けした容器を、非結合電子対を有する気体と不活性ガスとが満たさ
れた雰囲気内に放置することにより、容器内に非結合電子対を有する気体を封入する封入
工程と、容器を封止部材により封止する封止工程と、を備えるようにした。
本発明のように圧電振動子を製造すれば、夫々の工程設備が独立して構成されているス
タンドアローンタイプの製造工程に則って、共振周波数が経時に伴って低下することのな
い圧電振動子の製造が可能になる。即ち、既存の製造設備を利用して共振周波数が経時に
伴って低下することのない圧電振動子の製造が可能になるので、製造設備の省力化、低コ
スト化を図ることが可能になる。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a piezoelectric vibrator of the present invention includes a mounting step of mounting a piezoelectric vibration element in which a metal film is formed on a piezoelectric substrate surface made of a piezoelectric material in a container with a conductive bonding member, A frequency adjustment step of adding or reducing the thickness of the metal film to adjust the resonance frequency of the piezoelectric vibration element to a predetermined value, a temporary attachment step of temporarily attaching a sealing member to a container on which the piezoelectric vibration element is mounted, and sealing An enclosure step of enclosing a gas having an unbonded electron pair in the container by leaving the container temporarily attached with the member in an atmosphere filled with a gas having an unbonded electron pair and an inert gas; And a sealing step of sealing with a sealing member.
If the piezoelectric vibrator is manufactured as in the present invention, the resonance frequency does not decrease with time in accordance with the stand-alone type manufacturing process in which each process equipment is configured independently. Can be manufactured. That is, since it is possible to manufacture a piezoelectric vibrator in which the resonance frequency does not decrease with time using existing manufacturing equipment, it is possible to save labor and reduce the cost of the manufacturing equipment.

また本発明圧の電振動子の製造方法は、圧電材料からなる圧電基板面に金属膜を形成し
た圧電振動素子を導電性接合部材にて容器内に搭載する搭載工程と、圧電振動素子の共振
周波数を所定値に調整するため金属膜の厚みを追加もしくは削減する周波数調整工程と、
圧電振動素子を搭載した容器内に非結合電子対を有する気体を噴霧する噴霧工程と、容器
を封止部材により封止する封止工程と、を備えるようにした。
本発明のように圧電振動子を製造すれば、容器に封止部材を仮付けする工程と、封止部
材により容器を封止する封止工程とを別々の設備において行うタイプの製造ラインの製造
工程に、非結合電子対を有する気体を噴霧する噴霧工程を追加するだけで、共振周波数が
経時に伴って低下することのない圧電振動子の製造が可能になるので、製造設備の省力化
、低コスト化を図ることが可能になる。
In addition, the method for manufacturing an electric vibrator of the present invention includes a mounting step of mounting a piezoelectric vibration element in which a metal film is formed on a piezoelectric substrate surface made of a piezoelectric material in a container with a conductive bonding member, and resonance of the piezoelectric vibration element. A frequency adjustment step of adding or reducing the thickness of the metal film to adjust the frequency to a predetermined value;
A spraying step of spraying a gas having a non-bonded electron pair in a container equipped with a piezoelectric vibration element and a sealing step of sealing the container with a sealing member are provided.
If a piezoelectric vibrator is manufactured as in the present invention, a manufacturing line of a type in which a step of temporarily attaching a sealing member to a container and a sealing step of sealing the container with a sealing member are performed in separate facilities. By simply adding a spraying step of spraying a gas having a non-bonded electron pair to the process, it becomes possible to manufacture a piezoelectric vibrator that does not decrease the resonance frequency with time, so labor saving of manufacturing equipment, Cost reduction can be achieved.

また本発明の圧電振動子の製造方法は、噴霧工程後に、容器に封止部材を仮付けする仮
付け工程を備えるようにした。本発明のように圧電振動子を製造すれば、容器に封止部材
を仮付けすることなく直接封止を行うタイプの製造ラインの製造工程に則って、共振周波
数が経時に伴って低下することのない圧電振動子の製造が可能になるので、製造設備の省
力化、低コスト化を図ることが可能になる。
Moreover, the manufacturing method of the piezoelectric vibrator of the present invention includes a temporary attachment step of temporarily attaching the sealing member to the container after the spraying step. If a piezoelectric vibrator is manufactured as in the present invention, the resonance frequency decreases with time in accordance with the manufacturing process of a type of manufacturing line that performs direct sealing without temporarily attaching a sealing member to the container. This makes it possible to manufacture a piezoelectric vibrator without any problem, and thus it is possible to save labor and reduce the cost of manufacturing equipment.

また本発明の圧電振動子の製造方法は、圧電材料からなる圧電基板面に金属膜を形成し
た圧電振動素子を導電性接合部材にて容器内に搭載する搭載工程と、圧電振動素子の共振
周波数を所定値に調整するため金属膜の厚みを追加もしくは削減する周波数調整工程と、
容器を、非結合電子対を有する気体と不活性ガスとが満たされた雰囲気内に放置すること
により、容器内に非結合電子対を有する気体を封入する封入工程と、容器を封止部材によ
り封止する封止工程と、備えるようにした。
本発明のように圧電振動子を製造すれば、容器に封止部材を仮付けすることなく直接封
止を行うタイプの製造ラインの製造工程に則って、共振周波数が経時に伴って低下するこ
とのない圧電振動子の製造が可能になるので、製造設備の省力化、低コスト化を図ること
が可能になる。
The piezoelectric vibrator manufacturing method of the present invention includes a mounting step of mounting a piezoelectric vibration element in which a metal film is formed on a piezoelectric substrate surface made of a piezoelectric material in a container with a conductive bonding member, and a resonance frequency of the piezoelectric vibration element. A frequency adjustment step of adding or reducing the thickness of the metal film to adjust the value to a predetermined value;
An enclosure step of enclosing a gas having a non-bonded electron pair in the container by leaving the container in an atmosphere filled with a gas having an unbonded electron pair and an inert gas, and the container with a sealing member And a sealing step for sealing.
If a piezoelectric vibrator is manufactured as in the present invention, the resonance frequency decreases with time in accordance with the manufacturing process of a type of manufacturing line that performs direct sealing without temporarily attaching a sealing member to the container. This makes it possible to manufacture a piezoelectric vibrator without any problem, and thus it is possible to save labor and reduce the cost of manufacturing equipment.

本発明の実施形態についての説明を行う前に本出願人が特願2005−27838にお
いて提案している圧電振動子の構成について説明する。
図7は、本出願人が先に提案している圧電振動子を備えた表面実装型の圧電発振器の構
成を示した断面図である。
図7に示す圧電発振器は、上部と下部に夫々凹所2、3を備えると共に環状の底面4に
4つの実装端子5を備えた縦断面形状が略H型の絶縁容器1(例えば、セラミック容器)
と、上部凹所2内に設けた2つの内部パッド11に厚み滑り系の圧電材料として例えばA
Tカット水晶板からなる水晶振動素子(圧電振動素子)12上の2つの励振電極膜21を
夫々シリコーン系導電性接着剤(シリコーン接着剤)13を用いて電気的、機械的に接続
した状態で、上部凹所2を気密封止する金属リッド(封止部材)15と、下部凹所3の天
井面3aに配置され各内部パッド11及び各実装端子5と導通した下部パッド6と、下部
パッド6に実装される発振回路を構成するIC部品25とを備える。
Before describing the embodiment of the present invention, the configuration of the piezoelectric vibrator proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2005-27838 will be described.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a surface mount type piezoelectric oscillator provided with the piezoelectric vibrator previously proposed by the present applicant.
The piezoelectric oscillator shown in FIG. 7 has an insulating container 1 (for example, a ceramic container) having a substantially H-shaped longitudinal cross-sectional shape having recesses 2 and 3 at the top and bottom and four mounting terminals 5 on the annular bottom surface 4. )
And two internal pads 11 provided in the upper recess 2 as a thickness-slip type piezoelectric material such as A
In a state where two excitation electrode films 21 on a quartz-crystal vibration element (piezoelectric vibration element) 12 made of a T-cut quartz plate are electrically and mechanically connected using a silicone-based conductive adhesive (silicone adhesive) 13, respectively. A metal lid (sealing member) 15 that hermetically seals the upper recess 2, a lower pad 6 that is disposed on the ceiling surface 3 a of the lower recess 3 and is electrically connected to each internal pad 11 and each mounting terminal 5, and a lower pad 6 and an IC component 25 that constitutes an oscillation circuit mounted on the device.

実装端子5のうちの水晶振動子側実装端子は、夫々内部パッド11の一方と電気的に接
続されている。
上部凹所2を備えた絶縁容器1の上部と、内部パッド11と、水晶振動素子12と、金
属リッド15は、水晶振動子(圧電振動子)を構成している。即ち、水晶振動子はセラミ
ック等の絶縁材料からなる絶縁容器1の上部凹所2内の内部パッド11上に水晶振動素子
12を、シリコーン接着剤13を用いて電気的・機械的に接続し、絶縁容器1の上面の導
体リングに金属リッド15を溶接等によって電気的・機械的に接続して凹所2内を気密封
止したものである。水晶振動素子12は、厚み滑り系の圧電材料である水晶基板(圧電基
板)20の表裏両面に金等の金属材料から成る励振電極膜(金属膜)21と、励振電極膜
21から基板端縁に延びるリード電極22を形成した構成を備えている。
Of the mounting terminals 5, the crystal oscillator side mounting terminal is electrically connected to one of the internal pads 11.
The upper part of the insulating container 1 having the upper recess 2, the internal pad 11, the crystal resonator element 12, and the metal lid 15 constitute a crystal resonator (piezoelectric resonator). That is, the crystal resonator is electrically and mechanically connected to the crystal resonator element 12 on the internal pad 11 in the upper recess 2 of the insulating container 1 made of an insulating material such as ceramic, using a silicone adhesive 13. A metal lid 15 is electrically and mechanically connected to the conductor ring on the upper surface of the insulating container 1 by welding or the like, and the inside of the recess 2 is hermetically sealed. The quartz resonator element 12 includes an excitation electrode film (metal film) 21 made of a metal material such as gold on both front and back surfaces of a quartz substrate (piezoelectric substrate) 20 that is a thickness-slip piezoelectric material, and an edge of the substrate from the excitation electrode film 21. The lead electrode 22 extending in the direction is formed.

水晶振動素子12を絶縁容器1内に気密封止した後に経年的に周波数が低下する現象の
要因はこれまで明らかではなかったが、本発明者による研究の結果、シリコーン接着剤1
3から発生して絶縁容器1内に充満した環状ジメチルポリシロキサン蒸気(以下、「シリ
コーン蒸気」という)中のシリコーン分子が水晶基板20の励振電極膜21表面に徐々に
化学吸着することに原因があると考えられる。即ち、シリコーン接着剤13は、シリコー
ン樹脂に銀フィラーを混在させた導電性接着剤であり、常温においても、また、水晶発振
器をマザーボード上にリフローによって実装する際の加熱や、IC部品25をフリップチ
ップ実装する際の加熱によっても、夫々シリコーン樹脂からシリコーン蒸気を放出させる
。放出したシリコーン蒸気は金属リッド15によって封止された絶縁容器1内に拡散する
。非結合電子対を有するシリコーン分子は、励振電極膜21を構成する金属表面に対して
化学吸着し易い性質を有し、シリコーン分子膜が所定以上励振電極膜表面に吸着すると、
完成品としての水晶発振器の発振周波数が経時的に低下する不具合をもたらす。このよう
な不具合は、絶縁容器が超小型化して内部容積が極小化している現状においては更に顕著
に発生する。
Although the cause of the phenomenon in which the frequency decreases over time after the quartz resonator element 12 is hermetically sealed in the insulating container 1 has not been clarified so far, as a result of research by the present inventors, the silicone adhesive 1
This is because the silicon molecules in the cyclic dimethylpolysiloxane vapor (hereinafter referred to as “silicone vapor”) generated from 3 and filled in the insulating container 1 are gradually chemically adsorbed on the surface of the excitation electrode film 21 of the quartz substrate 20. It is believed that there is. In other words, the silicone adhesive 13 is a conductive adhesive in which a silver filler is mixed in a silicone resin. At room temperature, the silicon oscillator 13 is heated when the crystal oscillator is mounted on the motherboard by reflow, and the IC component 25 is flipped. Silicone vapor is also released from the silicone resin by heating during chip mounting. The released silicone vapor diffuses into the insulating container 1 sealed with the metal lid 15. Silicone molecules having non-bonded electron pairs have a property of being easily chemically adsorbed to the metal surface constituting the excitation electrode film 21, and when the silicone molecule film is adsorbed to the excitation electrode film surface by a predetermined amount or more,
This causes a problem that the oscillation frequency of the crystal oscillator as a finished product decreases with time. Such a problem occurs more remarkably in the present situation where the insulating container is miniaturized and the internal volume is minimized.

そこで、本発明者らは特願2005−27838において、出荷前の加熱による周波数
の早期安定化方法と、加熱によらずに水晶振動素子の周波数を周波数安定領域に短時間に
到達させるシリコーン分子吸着加速手法を提案している。
加熱によらずに水晶振動素子の周波数を安定化させる早期安定化方法では、絶縁容器1
を封止する前に予め用意したシリコーン蒸気の雰囲気に水晶基板20の励振電極膜21を
晒すことにより、励振電極膜21の表面全体を覆うようにシリコーン分子の単分子膜を予
め形成するようにしている。このようにすれば、出荷前に加熱による早期安定化方法にお
いて必要であった絶縁容器1の凹所2内をシリコーン蒸気の雰囲気とするための長期の加
熱処理工程がないので、水晶振動素子の共振周波数を周波数調整行程時の設定値から一挙
に所定の目標値(目標周波数)にまで低下させて安定させた状態とすることができる。
In view of this, the present inventors disclosed in Japanese Patent Application No. 2005-27838 a method for early stabilization of frequency by heating before shipping, and adsorption of silicone molecules that allows the frequency of the crystal resonator element to reach the frequency stable region in a short time without heating. An acceleration method is proposed.
In the early stabilization method of stabilizing the frequency of the crystal resonator element without depending on heating, the insulating container 1
A monomolecular film of silicone molecules is formed in advance so as to cover the entire surface of the excitation electrode film 21 by exposing the excitation electrode film 21 of the quartz substrate 20 to an atmosphere of silicone vapor prepared in advance before sealing. ing. In this case, since there is no long-term heat treatment step for making the inside of the recess 2 of the insulating container 1 necessary for the early stabilization method by heating before shipping into an atmosphere of silicone vapor, The resonance frequency can be reduced to a predetermined target value (target frequency) from the set value at the time of the frequency adjustment process at once, and can be brought into a stable state.

加熱によらずに水晶振動素子の周波数を安定化させた水晶発振器を製造する製造装置、
或いは製造方法では、図8に示すように、チャンバー40内においてシリコーン原液41
を蒸発させてシリコーン蒸気を高濃度の雰囲気にしたうえで、水晶基板面に励振電極膜を
備えた水晶振動素子12をシリコーン蒸気の高濃度雰囲気中に配置することにより、励振
電極膜表面にシリコーン分子を化学吸着させてシリコーン分子の単分子膜を形成する。或
いは圧電基板面に励振電極膜を形成した水晶振動素子12をシリコーン系接着剤により保
持した絶縁容器1内にシリコーン原液を微量滴下して絶縁容器1を封止し、更に必要に応
じてシリコーン原液が蒸散するのに適した温度にて加熱することにより、励振電極膜表面
にシリコーン分子を化学吸着させてシリコーン分子の単分子膜を形成するようにしていた
A manufacturing device for manufacturing a crystal oscillator in which the frequency of the crystal resonator element is stabilized without depending on heating,
Alternatively, in the manufacturing method, as shown in FIG.
Is evaporated to make the silicon vapor a high-concentration atmosphere, and the quartz resonator element 12 provided with the excitation electrode film on the quartz substrate surface is disposed in the high-concentration atmosphere of the silicone vapor, so that the silicon is formed on the surface of the excitation electrode film. A molecule is chemisorbed to form a monomolecular film of silicone molecules. Alternatively, a small amount of silicone stock solution is dropped into an insulating container 1 in which a crystal resonator element 12 having an excitation electrode film formed on a piezoelectric substrate surface is held by a silicone adhesive, and the insulating container 1 is sealed. By heating at a temperature suitable for transpiration, silicone molecules are chemically adsorbed on the surface of the excitation electrode film to form a monomolecular film of silicone molecules.

しかしながら、本発明者らが前記特願2005−27838において提案している圧電
振動子の製造方法は、必ずしも圧電振動子を製造する既存の製造ラインに適したものでな
い。例えば、図8に示したチャンバー40を用いて励振電極膜表面にシリコーン分子の単
分子膜を形成する工程を既存の製造ラインに追加しても、シリコーン蒸気は揮発し易いた
め、絶縁容器1を封止する封止工程に移動するまでの間に絶縁容器1内のシリコーン蒸気
が揮発してしまい絶縁容器1内にシリコーン蒸気を封入することができない。
また、絶縁容器1内にシリコーン原液を微量滴下して絶縁容器1を封止する場合は、さ
らにシリコーン原液が蒸散するのに適した温度で加熱する加熱工程が必要になる。
However, the method for manufacturing a piezoelectric vibrator proposed by the present inventors in the Japanese Patent Application No. 2005-27838 is not necessarily suitable for an existing manufacturing line for manufacturing a piezoelectric vibrator. For example, even if a process of forming a monomolecular film of silicone molecules on the surface of the excitation electrode film using the chamber 40 shown in FIG. 8 is added to an existing production line, the silicon vapor easily evaporates. The silicone vapor in the insulating container 1 is volatilized before moving to the sealing step for sealing, and the silicone vapor cannot be sealed in the insulating container 1.
Further, when the insulating container 1 is sealed by dripping a small amount of the silicone stock solution into the insulating container 1, a heating process is further required for heating at a temperature suitable for the silicone stock solution to evaporate.

そこで、本発明の実施形態に係る圧電振動子の製造方法においては、既存の製造設備を
利用して共振周波数が経時的に目標周波数より低下するのを防止した圧電振動子の製造方
法を提供することを目的としている。
ここで、従来から圧電振動子の製造に使用する製造ラインとしては、各工程の製造設備
が独立して構成されている所謂スタンドアローンタイプの製造ラインと、各工程の製造設
備が直結して構成されている所謂インラインタイプの製造ラインとがある。またインライ
ンタイプにあっては、絶縁容器1に金属リッド15を仮付けする工程と、金属リッド15
により絶縁容器1を封止する工程とを別々の設備において行うタイプの製造ライン(以下
、「第1インライン方式」と称する)と、絶縁容器1に金属リッド15を仮付けすること
なく金属リッド15により絶縁容器1を直接封止するタイプの製造ライン(以下、「第2
インライン方式」と称する)がある。
そこで、以下、本実施形態では、夫々の製造ラインを利用して共振周波数が経時的に目
標周波数より低下することのない圧電振動子の製造方法について説明する。
Therefore, in the method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to the embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a piezoelectric vibrator that uses an existing manufacturing facility to prevent the resonance frequency from decreasing below the target frequency over time. The purpose is that.
Here, as a manufacturing line conventionally used for manufacturing a piezoelectric vibrator, a so-called stand-alone type manufacturing line in which manufacturing equipment in each process is configured independently and manufacturing equipment in each process is directly connected. There is a so-called in-line type production line. For the in-line type, the step of temporarily attaching the metal lid 15 to the insulating container 1 and the metal lid 15
And a process of sealing the insulating container 1 in a separate facility (hereinafter referred to as “first in-line method”), and the metal lid 15 without temporarily attaching the metal lid 15 to the insulating container 1. A type of production line (hereinafter referred to as “second”
Called "inline system").
Therefore, in the present embodiment, a method for manufacturing a piezoelectric vibrator in which the resonance frequency does not decrease below the target frequency with time using each manufacturing line will be described below.

先ず、本発明の第1の実施形態として、スタンドアローンタイプの製造設備を利用して
共振周波数が経時的に目標周波数より低下するのを防止した圧電振動子の製造方法につい
て説明する。本実施形態では、図7に示した圧電発振器の絶縁容器1に圧電振動子を構成
する場合を例にあげて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係る圧電振動子の製造工程を示した図、図2は図1に
示した製造工程の主要な工程を模式的に示した図である。
この場合は、先ず、図1に示す素板搭載工程S1において、絶縁容器1の凹所2のシリ
コーン接着剤13が塗布された内部パッド11上に水晶振動素子12を搭載して150℃
で1時間加熱してシリコーン接着剤13を乾燥させた後、ハンドキャリーに載せて周波数
調整工程S2に運ぶ。周波数調整工程S2では、絶縁容器1の実装端子5に周波数測定装
置を接続し、周波数測定装置で周波数測定を行いながら必要に応じてイオンビーム法によ
り水晶振動素子12の励振電極膜21の金属膜厚を調整することで周波数調整を行うよう
にする。このとき、各個片の共振周波数を目標周波数よりも所定周波数だけ高く設定して
おく。周波数調整工程S2において周波数調整が完了したら再びハンドキャリーに載せて
リッド仮付け工程S2に運ぶ。
First, as a first embodiment of the present invention, a method of manufacturing a piezoelectric vibrator that uses a stand-alone type manufacturing facility to prevent a resonance frequency from lowering from a target frequency over time will be described. In the present embodiment, a case where a piezoelectric vibrator is configured in the insulating container 1 of the piezoelectric oscillator shown in FIG. 7 will be described as an example.
FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of the piezoelectric vibrator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram schematically showing main processes of the manufacturing process shown in FIG.
In this case, first, in the base plate mounting step S1 shown in FIG. 1, the crystal resonator element 12 is mounted on the internal pad 11 coated with the silicone adhesive 13 in the recess 2 of the insulating container 1 to 150 ° C.
After heating for 1 hour to dry the silicone adhesive 13, it is placed on a hand carry and carried to the frequency adjustment step S2. In the frequency adjusting step S2, a frequency measuring device is connected to the mounting terminal 5 of the insulating container 1, and the metal film of the excitation electrode film 21 of the crystal vibrating element 12 is used by the ion beam method as necessary while performing frequency measurement with the frequency measuring device. The frequency is adjusted by adjusting the thickness. At this time, the resonance frequency of each piece is set higher by a predetermined frequency than the target frequency. When the frequency adjustment is completed in the frequency adjustment step S2, it is again placed on the hand carry and carried to the lid temporary attachment step S2.

リッド仮付け工程S3では、図2(a)に示すように水晶振動素子12が搭載された絶
縁容器1の上面に金属リッド15を被せて金属リッド15と絶縁容器1とを部分的に固定
する。例えば、スポット溶接などにより、金属リッド15を部分的に仮付けする(図2(
b)参照)。リッド仮付け工程S3においてリッドの仮付けが完了したら、図2(c)に
示すように再びハンドキャリー51に載せて次の工程へと運ぶ。
次の真空排気工程S5では、図2(d)に示すように、ハンドキャリー51をチャンバ
ー52に収納した後、チャンバー52内を密閉し、排気口52aを介して内部の空気を排
気して内部をほぼ真空状態にする。次に、アニール処理(熱処理)工程S5として、チャ
ンバー52内を所定温度(例えば270℃)にして一定時間(例えば1時間)放置した後
、窒素及びシリコーン蒸気の封入工程S6へと移行する。なお、アニール処理(熱処理)
工程S5は必ずしも行う必要はない。
In the lid temporary attaching step S3, as shown in FIG. 2A, the metal lid 15 is covered with the upper surface of the insulating container 1 on which the crystal resonator element 12 is mounted, and the metal lid 15 and the insulating container 1 are partially fixed. . For example, the metal lid 15 is partially temporarily attached by spot welding or the like (FIG. 2 (
b)). When the tacking of the lid is completed in the lid tacking step S3, the lid is placed again on the hand carry 51 and carried to the next step as shown in FIG.
In the next evacuation step S5, as shown in FIG. 2D, after the hand carry 51 is stored in the chamber 52, the inside of the chamber 52 is sealed, and the internal air is exhausted through the exhaust port 52a. To a vacuum. Next, as an annealing process (heat treatment) step S5, the chamber 52 is left at a predetermined temperature (for example, 270 ° C.) for a certain time (for example, 1 hour), and then the process proceeds to a nitrogen and silicone vapor sealing step S6. Annealing (heat treatment)
Step S5 is not necessarily performed.

窒素及びシリコーン蒸気の封入工程S6では、チャンバー52の吸気口52bからチャ
ンバー52内に窒素ガス(N2ガス)とシロキサンとの混合ガスを供給してチャンバー5
2内にN2ガスと環状ジメチルポリシロキサン(シリコーン蒸気)を導入する。このとき
、チャンバー52内の絶縁容器1に接合されている金属リッド15は仮付け状態であるた
め、絶縁容器1と金属リッド15と未封止部分の隙間から絶縁容器1の内部にN2ガスと
シリコーン蒸気が入り込むことになる。この後、チャンバー52からハンドキャリー51
を取り出して次の封止工程S7へと運ぶ。
In the nitrogen and silicone vapor sealing step S 6, a mixed gas of nitrogen gas (N 2 gas) and siloxane is supplied into the chamber 52 from the inlet 52 b of the chamber 52 to supply the chamber 5.
N 2 gas and cyclic dimethylpolysiloxane (silicone vapor) are introduced into 2. At this time, since the metal lid 15 joined to the insulating container 1 in the chamber 52 is in a temporarily attached state, N 2 gas is introduced into the insulating container 1 from the gap between the insulating container 1 and the metal lid 15 and the unsealed portion. And silicone vapor will enter. Thereafter, from the chamber 52 to the hand carry 51
Is taken out and carried to the next sealing step S7.

封止工程S7では、絶縁容器1と金属リッド15との未封止部分を封止するために、チ
ャンバー52内からキャリー51を取り出し、絶縁容器1と金属リッド15とをシーム溶
接により本封止するようにしている。この場合、封止工程S7において絶縁容器1と金属
リッド15とを封止する前に、既に絶縁容器1には金属リッド15が仮付けされているの
で、封止工程S7において、本封止を行う前に絶縁容器1内からシリコーン蒸気が漏洩す
るのを最小限に抑えることができる。即ち、絶縁容器1内にシリコーン蒸気を封入された
状態で、その内部を封止することが可能になる。
このような製造工程は、従来のスタンドアローンタイプの製造工程において絶縁容器1
内にN2ガスを封入する窒素封入工程を、窒素及びシリコーン蒸気の封入工程に変更する
だけで実現することができる。従来の窒素封入工程を本実施形態の窒素及びシリコーン蒸
気の封入工程に変更するには、図2(d)に示したチャンバー52の吸気口52bに接続
される窒素配管に低シリコーン液を噴霧できる噴霧器を取り付けだけで、既存のスタンド
アローンタイプの設備を利用することできる。
In the sealing step S7, in order to seal the unsealed portion between the insulating container 1 and the metal lid 15, the carry 51 is taken out from the chamber 52, and the insulating container 1 and the metal lid 15 are finally sealed by seam welding. Like to do. In this case, since the metal lid 15 has already been temporarily attached to the insulating container 1 before sealing the insulating container 1 and the metal lid 15 in the sealing process S7, the main sealing is performed in the sealing process S7. It is possible to minimize the leakage of silicone vapor from the inside of the insulating container 1 before performing. That is, the inside of the insulating container 1 can be sealed with silicone vapor sealed.
Such a manufacturing process is the same as that of the conventional stand-alone type manufacturing process.
It can be realized simply by changing the nitrogen sealing process for sealing N2 gas into a nitrogen and silicone vapor sealing process. In order to change the conventional nitrogen sealing process to the nitrogen and silicone vapor sealing process of the present embodiment, the low silicone liquid can be sprayed to the nitrogen pipe connected to the air inlet 52b of the chamber 52 shown in FIG. Existing stand-alone type equipment can be used simply by attaching a sprayer.

次に、本発明の第2の実施形態として第1インライン方式の製造設備を利用して共振周
波数が経時的に目標周波数より低下するのを防止した圧電振動子の製造方法について説明
する。
図3は本発明の第2の実施形態に係る圧電振動子の製造工程を示した図、図4は図3に
示した製造工程の主要な工程を模式的に示した図である。
この場合は、図3に示す素板搭載工程S11において、絶縁容器1の凹所2のシリコー
ン接着剤13が塗布された内部パッド11上に水晶振動素子12を搭載して150℃で1
時間加熱してシリコーン接着剤13を乾燥させた後、周波数調整工程S12に自動搬送さ
れる。周波数調整工程S12では、絶縁容器1の実装端子5に周波数測定装置を接続し、
周波数測定装置で周波数測定を行いながら必要に応じてイオンビーム法により水晶振動素
子12の励振電極膜21の金属膜厚を調整することで周波数調整を行うようにする。この
とき、各個片の共振周波数を目標周波数よりも所定周波数だけ高く設定しておく。周波数
調整工程S12において周波数調整が完了したら次にアニール処理(熱処理)工程S13
を行うチャンバーへと自動搬送される。
Next, as a second embodiment of the present invention, a method for manufacturing a piezoelectric vibrator that uses a first in-line manufacturing facility to prevent the resonance frequency from dropping below the target frequency over time will be described.
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the piezoelectric vibrator according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram schematically showing main processes of the manufacturing process shown in FIG.
In this case, in the base plate mounting step S11 shown in FIG. 3, the crystal resonator element 12 is mounted on the internal pad 11 coated with the silicone adhesive 13 in the recess 2 of the insulating container 1, and the temperature is set to 1 at 150 ° C.
After heating for a period of time to dry the silicone adhesive 13, it is automatically conveyed to the frequency adjusting step S12. In the frequency adjustment step S12, a frequency measuring device is connected to the mounting terminal 5 of the insulating container 1,
The frequency adjustment is performed by adjusting the metal film thickness of the excitation electrode film 21 of the crystal resonator element 12 by an ion beam method as necessary while performing frequency measurement with a frequency measuring device. At this time, the resonance frequency of each piece is set higher by a predetermined frequency than the target frequency. When the frequency adjustment is completed in the frequency adjustment step S12, the annealing process (heat treatment) step S13 is performed.
It is automatically transferred to the chamber where

アニール処理(熱処理)工程S13では、周波数調整工程S12から自動搬送されてき
た絶縁容器1を所定温度(例えば270℃)の雰囲気中に所定時間(例えば1時間)放置
した後、次のシリコーン噴霧工程S14へと自動搬送される。なお、アニール処理(熱処
理)工程S13は必ずしも行う必要はない。
シリコーン噴霧工程S14では、図4に示すようにキャリー61に載ってチャンバー6
0内に自動搬送されてくる絶縁容器1の内部にノズル62よりシリコーンを噴霧した後、
リッド仮付け工程S15として、シリコーンを噴霧した絶縁容器1の上面に金属リッド1
5を被せて金属リッド15と絶縁容器1とを部分的に固定する。なお、シリコーン噴霧工
程S14とリッド仮付け工程S15とは、一連の工程として同一チャンバー内で行うこと
が好ましい。リッド仮付け工程S15において、金属リッド15が仮付けされた絶縁容器
1は再びキャリー61に載せられて封止工程S16を行うチャンバー63へと自動搬送さ
れる。
封止工程S16では、絶縁容器1と金属リッド15との未封止部分を封止するために、
絶縁容器1と金属リッド15とをシーム溶接により本封止するようにしている。この場合
も封止工程S16において絶縁容器1と金属リッド15とを封止する前に、既に絶縁容器
1には金属リッド15が仮付けされているので、封止工程S16において本封止を行う前
に絶縁容器1内からシリコーン蒸気が漏洩するのを最小限に抑えることができる。即ち、
絶縁容器1内にシリコーン蒸気を封入された状態で、その内部を気密封止することが可能
になる。
このような製造工程は、従来の第1インライン方式の製造工程に、シロキサンを噴霧す
る噴霧工程を追加するだけで実現することができため、既存の第1インライン方式の設備
を利用することできる。
In the annealing (heat treatment) step S13, the insulating container 1 that has been automatically conveyed from the frequency adjustment step S12 is left in a predetermined temperature (for example, 270 ° C.) atmosphere for a predetermined time (for example, one hour), and then the next silicone spraying step. It is automatically conveyed to S14. Note that the annealing (heat treatment) step S13 is not necessarily performed.
In the silicone spraying step S14, the chamber 6 is placed on the carry 61 as shown in FIG.
After spraying silicone from the nozzle 62 into the inside of the insulating container 1 that is automatically conveyed into 0,
As lid temporary attachment process S15, metal lid 1 is formed on the upper surface of insulating container 1 sprayed with silicone.
5, the metal lid 15 and the insulating container 1 are partially fixed. The silicone spraying step S14 and the lid tacking step S15 are preferably performed in the same chamber as a series of steps. In the lid temporary attachment step S15, the insulating container 1 temporarily attached with the metal lid 15 is again placed on the carry 61 and automatically conveyed to the chamber 63 where the sealing step S16 is performed.
In the sealing step S16, in order to seal the unsealed portion between the insulating container 1 and the metal lid 15,
The insulation container 1 and the metal lid 15 are finally sealed by seam welding. Also in this case, since the metal lid 15 is already temporarily attached to the insulating container 1 before sealing the insulating container 1 and the metal lid 15 in the sealing process S16, the main sealing is performed in the sealing process S16. It is possible to minimize the leakage of silicone vapor from the inside of the insulating container 1 before. That is,
The inside of the insulating container 1 can be hermetically sealed with silicone vapor sealed therein.
Such a manufacturing process can be realized simply by adding a spraying process for spraying siloxane to the conventional first inline system manufacturing process, so that the existing first inline system equipment can be used.

次に、本発明の第3の実施形態として第2インライン方式の製造設備を利用して共振周
波数が経時的に目標周波数より低下するのを防止した圧電振動子の製造方法について説明
する。
図5は本発明の第3の実施形態に係る圧電振動子の製造工程を示した図、図6は図5に
示した製造工程の主要な工程を模式的に示した図である。
この場合も、前記した第2の実施形態同様、素板搭載工程S11において、絶縁容器1
の凹所2のシリコーン接着剤13が塗布された内部パッド11上に水晶振動素子12が搭
載された後、周波数調整工程S12において周波数調整を行うようにする。そして、周波
数調整工程S12において周波数調整が完了したら次にアニール処理(熱処理)工程S1
3を行うチャンバーへと自動搬送され、アニール処理を施した後、次のシリコーン噴霧工
程S14と封止工程S16とを連続して行うチャンバー70内へ搬送ベルト71に載って
自動搬送される。
Next, as a third embodiment of the present invention, a method for manufacturing a piezoelectric vibrator that uses a second in-line manufacturing facility to prevent the resonance frequency from dropping below the target frequency over time will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the piezoelectric vibrator according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram schematically showing main processes of the manufacturing process shown in FIG.
Also in this case, as in the second embodiment, in the base plate mounting step S11, the insulating container 1
After the crystal resonator element 12 is mounted on the internal pad 11 to which the silicone adhesive 13 in the recess 2 is applied, the frequency adjustment is performed in the frequency adjustment step S12. When the frequency adjustment is completed in the frequency adjustment step S12, the annealing process (heat treatment) step S1 is performed next.
3 is automatically conveyed to the chamber for performing 3 and annealed, and then is automatically conveyed on the conveyance belt 71 into the chamber 70 where the next silicone spraying step S14 and the sealing step S16 are continuously performed.

チャンバー70の内部には、例えば窒素ガスが充填されており、搬送ベルト71により
搬送されてきた絶縁容器1は、搬送ベルト71から回転搬送板72へと移されてさらに搬
送され、所定位置においてシリコーン噴霧工程S14が実行される。即ち、絶縁容器1内
にノズル62よりシリコーンを噴霧する。この後、絶縁容器1の上面に金属リッド15が
被せられ、回転搬送板72にてさらに搬送され、所定位置において封止工程S16が実行
される。封止工程S16において封止された絶縁容器1は、所定位置において回転搬送板
72から搬送ベルト73へ移され、搬送ベルト73によりチャンバー70の外部へと搬送
されることになる。この場合は、封止工程S16において絶縁容器1を本封止するチャン
バー70内において絶縁容器1にシリコーンを噴霧するようにしているので、絶縁容器1
内のシリコーン蒸気が漏洩するのを最小限に抑えることできる。
このような製造工程は、従来の第2インライン方式の製造工程にシリコーンを噴霧する
シリコーン噴霧工程を追加するだけでよいため、既存の第2インライン方式の設備を利用
することができる。
The inside of the chamber 70 is filled with, for example, nitrogen gas, and the insulating container 1 transported by the transport belt 71 is transferred from the transport belt 71 to the rotary transport plate 72 and further transported. Spraying process S14 is performed. That is, silicone is sprayed from the nozzle 62 into the insulating container 1. Thereafter, the upper surface of the insulating container 1 is covered with the metal lid 15 and further transported by the rotary transport plate 72, and the sealing step S16 is performed at a predetermined position. The insulating container 1 sealed in the sealing step S <b> 16 is transferred from the rotary conveyance plate 72 to the conveyance belt 73 at a predetermined position, and is conveyed outside the chamber 70 by the conveyance belt 73. In this case, since the silicone is sprayed on the insulating container 1 in the chamber 70 for main sealing the insulating container 1 in the sealing step S16, the insulating container 1
It is possible to minimize leakage of silicone vapor inside.
Since such a manufacturing process only needs to add a silicone spraying process for spraying silicone to the conventional second inline manufacturing process, the existing second inline system equipment can be used.

また、第3の実施形態では、従来の第2インライン方式の製造工程にシリコーンを噴霧
するシリコーン噴霧工程を追加するようにしているが、チャンバー70内に充填している
窒素ガスの代わりに窒素及びシリコーン蒸気を充填するようにしても良い。そのようにす
れば、シリコーン噴霧工程を追加することなく、絶縁容器1内にシリコーン蒸気を封入す
ることが可能になる。
In the third embodiment, a silicone spraying process for spraying silicone is added to the conventional second in-line manufacturing process. However, instead of nitrogen gas filling the chamber 70, nitrogen and You may make it fill with silicone vapor | steam. By doing so, it becomes possible to enclose silicone vapor in the insulating container 1 without adding a silicone spraying step.

本発明の第1の実施形態に係る圧電振動子の製造工程を示した図である。It is a figure showing a manufacturing process of a piezoelectric vibrator concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1に示した製造工程の主要な工程を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the main processes of the manufacturing process shown in FIG. 本発明の第2の実施形態に係る圧電振動子の製造工程を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing process of the piezoelectric vibrator which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図3に示した製造工程の主要な工程を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the main processes of the manufacturing process shown in FIG. 本発明の第3の実施形態に係る圧電振動子の製造工程を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing process of the piezoelectric vibrator which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図5に示した製造工程の主要な工程を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the main processes of the manufacturing process shown in FIG. 本出願人が先に提案している圧電振動子を備えた表面実装型の圧電発振器の構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the surface mount type piezoelectric oscillator provided with the piezoelectric vibrator previously proposed by the present applicant. 励振電極膜表面にシリコーン分子の単分子膜を形成する工程の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the process of forming the monomolecular film of a silicone molecule on the surface of an excitation electrode film. 絶縁容器内に封止した水晶振動素子の共振周波数が周波数低下する現象を示した図である。It is the figure which showed the phenomenon in which the resonant frequency of the crystal oscillation element sealed in the insulating container falls.

符号の説明Explanation of symbols

1…絶縁容器、2…凹所、3…下部凹所、3a…天井面、4…底面、5…実装端子、6
…下部パッド、11…内部パッド、12…水晶振動素子、13…シリコーン接着剤、15
…金属リッド、20…水晶基板、21…励振電極膜、22…リード電極、25…IC部品
、40、52、60、63、70…チャンバー、51…ハンドキャリー、52a…排気口
、52b…吸気口、61…キャリー、62…ノズル、71、73…搬送ベルト、72…回
転搬送板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulation container, 2 ... Recessed part, 3 ... Lower recessed part, 3a ... Ceiling surface, 4 ... Bottom surface, 5 ... Mounting terminal, 6
... Lower pad, 11 ... Internal pad, 12 ... Quartz vibrating element, 13 ... Silicone adhesive, 15
... Metal lid, 20 ... Quartz substrate, 21 ... Excitation electrode film, 22 ... Lead electrode, 25 ... IC component, 40, 52, 60, 63, 70 ... Chamber, 51 ... Hand carry, 52a ... Exhaust port, 52b ... Intake air Mouth, 61 ... carry, 62 ... nozzle, 71, 73 ... conveyor belt, 72 ... rotating conveyor plate

Claims (4)

圧電材料からなる圧電基板面に金属膜を形成した圧電振動素子を導電性接合部材にて容
器内に搭載する搭載工程と、
前記圧電振動素子の共振周波数を所定値に調整するため前記金属膜の厚みを追加もしく
は削減する周波数調整工程と、
前記圧電振動素子を搭載した前記容器に封止部材を仮付けする仮付け工程と、
前記封止部材を仮付けした前記容器を、非結合電子対を有する気体と不活性ガスとが満
たされた雰囲気内に放置することにより、前記容器内に前記非結合電子対を有する気体を
封入する封入工程と、
前記容器を前記封止部材により封止する封止工程と、
を備えたことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
A mounting step of mounting a piezoelectric vibration element in which a metal film is formed on a piezoelectric substrate surface made of a piezoelectric material in a container with a conductive bonding member;
A frequency adjustment step of adding or reducing the thickness of the metal film to adjust the resonance frequency of the piezoelectric vibration element to a predetermined value;
A temporary attachment step of temporarily attaching a sealing member to the container on which the piezoelectric vibration element is mounted;
The container having the sealing member temporarily attached is left in an atmosphere filled with a gas having an unbonded electron pair and an inert gas, thereby enclosing the gas having the unbonded electron pair in the container. An encapsulation process to
A sealing step of sealing the container with the sealing member;
A method of manufacturing a piezoelectric vibrator, comprising:
圧電材料からなる圧電基板面に金属膜を形成した圧電振動素子を導電性接合部材にて容
器内に搭載する搭載工程と、
前記圧電振動素子の共振周波数を所定値に調整するため前記金属膜の厚みを追加もしく
は削減する周波数調整工程と、
前記圧電振動素子を搭載した前記容器内に非結合電子対を有する気体を噴霧する噴霧工
程と、
前記容器を封止部材により封止する封止工程と、
を備えたことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
A mounting step of mounting a piezoelectric vibration element in which a metal film is formed on a piezoelectric substrate surface made of a piezoelectric material in a container with a conductive bonding member;
A frequency adjustment step of adding or reducing the thickness of the metal film to adjust the resonance frequency of the piezoelectric vibration element to a predetermined value;
A spraying step of spraying a gas having a non-bonded electron pair in the container on which the piezoelectric vibration element is mounted;
A sealing step of sealing the container with a sealing member;
A method of manufacturing a piezoelectric vibrator, comprising:
前記噴霧工程の後に、前記容器に封止部材を仮付けする仮付け工程を備えたことを特徴
とする請求項2に記載の圧電振動子の製造方法。
The method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 2, further comprising a temporary attaching step of temporarily attaching a sealing member to the container after the spraying step.
圧電材料からなる圧電基板面に金属膜を形成した圧電振動素子を導電性接合部材にて容
器内に搭載する搭載工程と、
前記圧電振動素子の共振周波数を所定値に調整するため前記金属膜の厚みを追加もしく
は削減する周波数調整工程と、
前記容器を、非結合電子対を有する気体と不活性ガスとが満たされた雰囲気内に放置す
ることにより、前記容器内に前記非結合電子対を有する気体を封入する封入工程と、
前記容器を封止部材により封止する封止工程と、
を備えたことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
A mounting step of mounting a piezoelectric vibration element in which a metal film is formed on a piezoelectric substrate surface made of a piezoelectric material in a container with a conductive bonding member;
A frequency adjustment step of adding or reducing the thickness of the metal film to adjust the resonance frequency of the piezoelectric vibration element to a predetermined value;
An enclosure step of enclosing the gas having the non-bonded electron pair in the container by leaving the container in an atmosphere filled with a gas having a non-bonded electron pair and an inert gas;
A sealing step of sealing the container with a sealing member;
A method of manufacturing a piezoelectric vibrator, comprising:
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