CN102171925B - 压电振动装置的密封构件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压电振动装置的密封构件。该压电振动装置的密封构件是将形成有激励电极的压电振动片的上述激励电极气密性密封的构件。该密封构件包括使两主面的电极图案导通的贯通孔，贯通孔内填充导通构件。贯通孔的在基体内部的直径小于在密封构件的两端面上的直径。导通构件的两端面相对于密封部件的基体的两主面呈凹形。

Description

压电振动装置的密封构件及其制造方法

技术领域

本发明涉及压电振动装置的密封构件及其制造方法。

背景技术

近年来，各种电子设备的动作频率逐渐呈现高频化，随着这种高频化，压电振动装置(例如水晶振子等)也需要高频化的对策。

这种压电振动装置包括由玻璃制成的第一密封构件以及第二密封构件和由水晶制成的在两主面形成有激励电极的水晶振动片，第一密封构件和第二密封部件隔着水晶振动片层叠并接合，将配置在其内部的水晶振动片的激励电极气密性密封(例如，参照下述专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利3390348号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，如专利文献1所示，当第一密封构件以及第二密封构件中使用玻璃时，需要例如在第一密封构件上形成用于在两主面间引领电极的贯通孔。

此处所说的贯通孔的形成采用相对于第一密封构件的基体主面沿厚度方向垂直蚀刻的方法，在从第一密封构件的基体主面形成垂直的柱状的贯通孔的情况下，由于在贯通孔中形成镀层时高纵横比所造成的空隙，或者由于相对于厚度方向的应力，第一密封构件的基体和贯通孔内的填充材料容易剥离，贯通孔的导通状态不稳定。

为解决上述课题，本发明的目的是提供使形成在密封构件上的贯通孔中的导通状态稳定了的压电振动装置的密封构件及其制造方法。

技术手段

为达到上述目的，本发明涉及的压电振动装置的密封构件是将形成有激励电极的压电振动片的上述激励电极气密性密封的构件，上述密封构件的特征在于，形成有用于使形成在该密封构件的基体的两主面上的电极图案处于导通状态的贯通孔，在上述贯通孔内填充有导通构件，上述贯通孔在上述基体的内部的直径小于在上述基体的两主面上的上述贯通孔的两端部的直径，上述导通构件的两端面相对于上述基体的两主面呈凹状。

根据本发明，能够稳定在该密封构件中形成的上述贯通孔中的导通状态。也就是说，根据本发明，形成有用于使形成在该密封构件的基体的两主面上的电极图案处于导通状态的贯通孔，在上述贯通孔内填充有导通构件，上述贯通孔在上述基体的内部的直径小于在上述基体的两主面上的上述贯通孔的两端部的直径，上述导通构件的两端面相对于上述基体的两主面呈凹状，因此能够降低上述贯通孔的纵横比。结果，能够抑制在上述贯通孔中形成上述导通构件时空隙的产生。并且，上述贯通孔在上述基体的内部的直径小于在上述基体的两主面上的上述贯通孔的两端部的直径，因此在上述贯通孔内对上述导通构件的接合产生锚固效果，能够防止上述导通构件从上述贯通孔内剥离。另外，根据本发明，上述导通构件的两端面相对于上述基体的两主面呈凹状，因此能够避免由于与上述压电振动片等其他部件接触而发生短路。

在上述构成中，上述贯通孔的内侧面形成为锥形，对于上述贯通孔，其厚度方向的中间点的直径小于在上述两主面上的其两端部的直径。

此时，上述贯通孔的内侧面形成为锥形，对于上述贯通孔，其厚度方向的中间点的直径小于在上述两主面上的其两端部的直径，因此易对上述贯通孔内的上述导通构件的接合产生锚固效果。

在上述构成中，上述导通构件至少是由Au和Sn构成的化合物，Au偏集于上述贯通孔的在上述基体内部的直径小的区域。

此时，由于Au偏集于上述贯通孔的变狭窄的区域，所以使上述贯通孔内的导通状态良好。

为达到上述目的，本发明所涉及的另一压电振动装置的密封构件将形成有激励电极的压电振动片的上述激励电极气密性密封，上述密封构件的特征在于，形成有用于使形成在该密封构件的基体的两主面上的电极图案处于导通状态的贯通孔，在上述贯通孔内填充有导通构件，上述贯通孔在上述基体的两主面上的一端面的直径大于另一端面的直径，上述导通构件的两端面相对于上述基体的两主面呈凹状。

根据本发明，能够稳定在该密封构件中形成的上述贯通孔的导通状态。也就是说，根据本发明，形成有用于使形成在该密封构件的基体的两主面上的电极图案处于导通状态的贯通孔，在上述贯通孔内填充有导通构件，上述贯通孔在上述基体的两主面上的一端面的直径大于另一端面的直径，上述导通构件的两端面相对于上述基体的两主面呈凹状，因此能够降低上述贯通孔的纵横比。结果，能够抑制在上述贯通孔中形成上述导通构件时空隙的产生。并且，上述贯通孔在上述基体的两主面上的一端面的直径大于另一端面的直径，因此在上述贯通孔内对上述导通构件的接合产生锚固效果，能够防止上述导通构件从上述贯通孔内剥离。另外，根据本发明，上述导通构件的两端面相对于上述基体的两主面呈凹状，因此能够避免由于与上述压电振动片等其他部件接触而发生短路。

在上述构成中，还可以上述贯通孔内侧面呈圆锥形，并相对于上述基体的主面倾斜约45度～85度。

此时，从稳定形成在该密封构件中的上述贯通孔中的导通状态来说是优选的。

在上述构成中，上述电极图案可以包括防止金属扩散的扩散防止层。另外，作为上述扩散防止层，具体可举出Ni镀层。除该Ni镀层以外，也可以是以Mo或W或Ti为材料的层(膜)。当作为这些上述扩散防止层的成膜方法使用溅射法等方法时，可以进行有效的成膜。另外，作为上述扩散防止层的膜厚的具体例子，优选0.1μm～0.5μm左右。并且，当选择热膨胀系数与玻璃材料相近的材料作为该密封构件的基体时，有助于提高上述扩散防止层的膜形成后的可靠性。

此时，即使由于经年变化和热变化发生导通构件的自退火时，也能够通过上述扩散防止层抑制上述导通构件扩散至上述电极图案。

为实现上述目的，本发明所涉及的压电振动装置的密封构件的制造方法包括：形成用于使形成在该密封构件的基体的两主面上的电极图案处于导通状态的贯通孔的形成步骤；以及用于在上述贯通孔内填充导通构件的填充步骤，在上述形成步骤中，通过蚀刻法从上述基体的两主面蚀刻基体从而形成贯通孔，上述贯通孔在基体内部的直径小于上述贯通孔的两端部即上述贯通孔在上述两主面上的直径，上述导通构件的两端面相对于上述基体的两主面呈凹形，其中，上述密封构件将形成有激励电极的压电振动片的上述激励电极气密性密封。

根据本发明，能够稳定在该密封构件中形成的上述贯通孔中的导通状态。也就是说，根据本发明，包括上述形成步骤和上述填充步骤，在上述形成步骤中，从上述基体的两主面通过蚀刻法蚀刻基体从而形成贯通孔，上述贯通孔在基体内部的直径小于上述贯通孔的两端部即上述贯通孔在上述两主面上的直径，上述导通构件的两端面相对于上述基体的两主面呈凹形，因此能够降低上述贯通孔的纵横比。结果，能够抑制在上述贯通孔中形成上述导通构件时空隙的产生。并且，上述贯通孔在基体内部的直径小于上述贯通孔的两端部即上述贯通孔在上述两主面上的直径，因此在上述贯通孔内对上述导通构件的接合产生锚固效果，能够防止上述导通构件从上述贯通孔内剥离。并且，上述贯通孔在基体内部的直径小于上述贯通孔的两端部即上述贯通孔在上述两主面上的直径，因此在上述贯通孔内对上述导通构件的接合产生锚固效果，能够防止上述导通构件从上述贯通孔内剥离。

在上述方法中，在上述填充步骤中，在上述贯通孔内形成Au层，在该Au层上形成Sn层，并对形成在上述贯通孔中的这些Au层和Sn层以共晶点以上的温度加热熔融。

此时，由于在上述填充步骤中，在上述贯通孔内形成Au层，在该Au层上形成Sn层，并对形成在上述贯通孔中的这些Au层和Sn层以共晶点以上的温度加热熔融，因此能够抑制由于上述导通构件的填充步骤而在上述导通构件中产生空隙。

在上述方法中，还可以在上述填充步骤中，在上述贯通孔内形成Au-Sn合金镀层，并以共晶点以上的温度加热熔融该Au-Sn合金镀层。

此时，由于在上述填充步骤中，在上述贯通孔内形成Au-Sn合金镀层，并以共晶点以上的温度加热熔融该Au-Sn合金镀层，因此能够抑制由于上述导通构件的填充步骤而在上述导通构件中产生空隙。另外，当从上述Au-Sn合金的镀层形成导通构件时，由于已经(从形成导通构件前)为合金，所以熔融时间短。

发明效果

根据本发明的压电振动装置的密封构件及其制造方法，能够稳定形成在密封构件中的贯通孔中的导通状态。

附图说明

图1是公开本实施例所涉及的水晶振子的内部空间的简要侧视图。

图2是示出本实施例所涉及的水晶振子的各构成的简要构成图。

图3是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的晶片清洗的简要步骤图。

图4是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的Au保护层形成的简要步骤图。

图5是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的抗蚀剂涂布的简要步骤图。

图6是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的曝光以及显影的简要步骤图。

图7是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的金属蚀刻的简要步骤图。

图8是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的抗蚀剂剥离的简要步骤图。

图9是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的通孔蚀刻的简要步骤图。

图10是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的金属蚀刻的简要步骤图。

图11是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的Au膜形成的简要步骤图。

图12是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的抗蚀剂涂布的简要步骤图。

图13是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的曝光以及显影的简要步骤图。

图14是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的Au镀层形成的简要步骤图。

图15是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的Sn镀层形成的简要步骤图。

图16是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的抗蚀剂剥离的简要步骤图。

图17是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的抗蚀剂涂布的简要步骤图。

图18是示出作为本实施例第一密封构件的制造步骤的一个步骤的曝光以及显影的简要步骤图。

图19是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的金属蚀刻的简要步骤图。

图20是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的金属蚀刻的简要步骤图。

图21是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的Au镀层和Sn镀层熔融的简要步骤图。

图22是示出作为本实施例所涉及的第一密封构件的制造步骤的一个步骤的Au膜形成的简要步骤图。

图23是公开本实施例的其他例子所涉及的水晶振子的内部空间的简要侧视图。

图24是图23所示的第一密封构件单体的通孔部分的放大简要构成图。

图25是将图24所示的第一密封构件的通孔的内侧面的倾斜角度相对于主面设成约45度的简要构成图。

图26是将图24所示的第一密封构件的通孔的内侧面的倾斜角度相对于主面设成约85度的简要构成图。

图27是公开本实施例的其他例子所涉及的水晶振子的内部空间的简要侧视图。

图28是公开本实施例的其他例子所涉及的水晶振子的内部空间的简要侧视图。

图29是公开本实施例的其他例子所涉及的水晶振子的内部空间的简要侧视图。

符号说明

1 水晶振子(压电振动装置)       12 内部空间

2 水晶振动片(压电振动片)       23 激励电极

3 第一密封构件                 31 第一密封构件的一主面

32 第一密封构件的接合面        33 电极片(电极图案的一部分)

34 外部电极端子(电极图案的一部分)

35 第一密封构件的基体内部

36 通孔(贯通孔)                361 通孔的内侧面

362 通孔的两端部               363 通孔的另一端面

364 通孔的一端面               37 电极图案(电极图案的一部分)

38 第一密封构件的另一主面      39 第一密封构件的中间点

4 第二密封构件                 5 导通构件

51 导通构件的两端面            52 Au和Sn的金属间化合物

53 Au                          54 Au膜

55 Au镀层                      56 Sn镀层

6 水晶Z板的晶片                61、62 水晶Z板的晶片的两主面

7 接合件                       81 Au保护膜层

82 正性抗蚀剂层

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，在以下所示的实施例中，作为进行压电振动的压电振动装置，示出了将本发明适用于水晶振子的情况。

如图1所示，本实施例所涉及的水晶振子中设置有水晶振动片2(本发明中所说的水晶振动片2)、将形成在该水晶振动片2的一主面21上的激励电极23(参照下述)气密性密封的第一密封构件3(本发明中所说的密封构件)和将形成在该水晶振动片2的另一主面22上的激励电极23(参照下述)气密性密封的第二密封构件4。

在该水晶振子1中，水晶振子2和第一密封构件3通过接合件7接合，并且，水晶振动片2和第二密封构件4通过接合件7接合，从而形成封装体(package)11。另外，通过第一密封构件3和第二密封构件4隔着水晶振动片2接合，封装体11的内部空间12形成于两处，在该封装体11的内部空间12中，形成在水晶振动片2的两主面21、22上的激励电极23分别气密性密封在各内部空间12内。

接着，用图2说明上述的水晶振子1的各构成。并且，此处针对水晶振动片2和第一密封构件3和第二密封构件4未接合的分别作为单体构成的各部件进行说明。

水晶振动片2由作为压电材料的水晶构成，其两主面21、22呈反台形状。并且，在两主面21、22的反台形状的薄壁部分形成激励电极23，从激励电极23引出形成引出电极24。另外，该引出电极24与形成在第一密封构件3上的电极片(electrode pad)33电连接。

在该水晶振动片2中，两主面21、22的俯视时的外周端部26作为第一密封构件3和第二密封构件4的接合面25而构成，两主面21、22的俯视时的中央部分作为振动区域27而构成。振动区域27通过一部分28(长度方向的一侧部附近)与接合面25连接。

在该水晶振动片2的一主面21的接合面25上形成用于与第一密封构件3接合的第一接合件71。并且，在水晶振动片2的另一主面22的接合面25上形成用于与第二密封构件4接合的第二接合件72。

这些第一接合件71和第二接合件72以相同结构构成。这些第一接合件71以及第二接合件72通过在两主面21、22的俯视时的外周端部26的接合面25上层叠多个层而构成，通过从其最下层侧起蒸镀形成Cr层(图示省略)和Au层(图示省略)并在之上层叠Au镀层711、721而形成。并且，在本实施例中，Cr层具有0.05μm的厚度，Au层具有0.15μm的厚度。

如图2所示，第一密封构件3是由一张水晶晶片6(参照下述)形成的直立方的水晶Z板。

该第一密封构件3设置有与水晶振动片2的激励电极23电连接的电极片33、与水晶振动片2接合的接合部(具体为接合面32)以及与外部电连接的外部电极端子34。与水晶振动片2的接合面32设置于第一密封构件3的一主面31的俯视时的主面外周。

第一密封构件3的接合面32上形成用于与水晶振动片2接合的第二接合件73。具体地，第三接合件73层叠有多层，通过从其最下层侧蒸镀形成Cr层(图示省略)和Au层731、在之上层叠形成Sn镀层732并在之上层叠形成Au镀层733而形成。另外，第三接合件73和电极片33同时形成，电极片33也与第三接合件73为同一构成。

并且，如图2所示，第一密封构件3上形成使水晶振动片2的激励电极23与外部导通的通孔36(本发明中所说的贯通孔)，在该通孔36内填充导通构件5(参照下述)。也就是说，该通孔36是使形成在第一密封构件3的基体的两主面31、38上的电极图案(电极片33、外部电极端子34和电极图案37)处于导通状态的通孔，通过该通孔36，电极图案37从第一密封构件3的一主面31的电极片33图案形成至另一主面38的外部电极端子34。

并且，如图2所示，通孔36的内侧面361形成为锥形，通孔36的在基体内部35的直径小于在两主面31、38上的两端部362的直径。具体地，通孔36在第一密封构件3的厚度方向的中间点39具有狭小的直径。本实施例中，通孔36的直径在第一密封构件3的两主面31、38即通孔36的两端部362最大，在第一密封构件3的基体内部35中的通孔36的直径最小。并且，在该通孔36内，根据下述的第一密封构件3的制造方法至少进行Au和Sn的扩散接合，至少填充由Au-Sn合金构成的导通构件5。

并且，该导通构件5的两端面51相对于第一密封构件3的两主面31、38呈凹状。Au和Sn由于熔融扩散而向主面31、38的面方向被吸引(draw)，从而使该导通构件5的两端面51呈凹状。通过该Au和Sn的吸引使第一密封构件3和导通构件5接合良好，可以抑制第一密封构件3和导通构件5之间产生间隙，并且抑制导通构件5填充渗漏至第一密封构件3。

并且，在该导通构件5中，Au偏集于通孔36的狭小直径即在基体内部35中的直径小的区域，形成稳定导通状态的构成。也就是说，在该导通构件5中，Au偏集于成为通孔36的狭小直径的第一密封构件3的厚度方向的中间点39，形成稳定导通状态的构成。具体地，本实施例的导通构件5由富Au状态的Au-Sn化合物构成，该富Au状态的Au-Sn化合物由在第一密封构件3的两主面31、38附近的通孔36内配置的Au和Sn的金属间化合物52和在第一密封构件3的厚度方向的中间点39配置的Au 53构成。

如图2所示，第二密封构件4是由一张水晶晶片形成的直方体的水晶Z板。

在该第二密封构件4上设置与水晶振动片2接合的接合部(具体为接合面42)。接合面42设置于第二密封构件4的一主面41的俯视时的主面外周。

第二密封构件4的接合面42上设置用于与水晶振动片2接合的第四接合件74。具体地，第四接合件74层叠有多层，通过从最下层侧蒸镀形成Cr层(图示省略)和Au层741、在之上层叠形成Sn镀层742并在其上层叠形成Au镀层743而形成。

并且，上述水晶振动片2的接合面25上的第一接合件71的接合区域(具体为密封路线(シ一ルパス))与第一密封构件3的接合面32上的第三接合件73的接合区域(具体为密封路线)具有相同宽度。并且，水晶振动片2的接合面25上的第二接合件72的接合区域(具体为密封路线)与第二密封构件3的接合面42上的第四接合件74的接合区域(具体为密封路线)具有相同宽度。

接下来，使用附图说明该水晶振子1以及第一密封构件3的制造方法。

清洗用于形成多个第一密封构件3的水晶Z板的晶片6的两主面61、62(参照图3)。

如图4所示，晶片6清洗结束后，在其两主面61、62上蒸镀形成以Cr层(图示省略)作为基底的Au保护膜层81。

在晶片6的两主面61、62上形成Au保护膜层81后，如图5所示，在Au保护膜层81上通过旋涂法涂敷抗蚀剂，形成正抗蚀剂层82。

在Au保护膜层81上形成正抗蚀剂层82后，如图6所示，为了形成预定的图案(形成通孔36)而进行曝光以及显影。

对通过进行曝光以及显影而露出的Au保护膜层81进行金属蚀刻，其后剥离除去正抗蚀剂层82(参照图8)。

在如图8所示地除去正抗蚀剂层82后，通过湿式蚀刻形成通孔36(参照图9)。

在形成通孔36之后，如图10所示，进行金属蚀刻从而除去Au保护膜层81。

将以上步骤作为本发明中所说的形成用于使在第一密封构件3的基体的两主面31、38上形成的电极图案(电极片33、外部电极端子34和电极图案37)处于导通状态的通孔36的形成步骤。

另外，在上述形成步骤中，从第一密封构件3的基体的两主面31、38同时通过蚀刻法(本实施例为湿式蚀刻)蚀刻基体从而形成通孔36，并使通孔36的基体内部35中的直径小于通孔36的两端部362的两主面31、38的直径。

除去Au保护膜层81后，如图11所示，在包括通孔36的晶片6的表面上蒸镀形成镀配线用的以Cr膜(图示省略)为基底的Au膜54。

在晶片6的表面上形成Au膜54后，在整个晶片6上通过浸涂法涂敷抗蚀剂，形成正抗蚀剂层82(参照图12)。

在Au膜54上形成正抗蚀剂层82后，如图3所示，为了形成预定的图案(对通孔36的镀层形成)而进行曝光以及显影。

在通过曝光以及显影而露出的通孔36内的Au膜54上形成Au镀层55(本发明中所说的Au层)(参照图14)。另外，此时，Au镀层55仅形成在通孔36上。

在通孔36内的Au膜54上形成Au镀层55后，如图15所示，在Au镀层55上形成Sn镀层56(本发明中所说的Sn层)。

在Au镀层上形成Sn镀层56后，剥离除去正抗蚀剂层82，露出晶片6的两主面61、62(参照图16)。

在露出晶片6的两主面61、62后，再次在包括通孔36的整个晶片6上通过浸涂法涂敷抗蚀剂，从而形成正抗蚀剂层82(参照图17)。

在整个晶片6上形成正抗蚀剂层82后，如图18所示，进行曝光以及显影，露出除通孔36外的晶片6的两主面61、62上形成的Au膜54。

在露出晶片6的两主面61、62上形成的Au膜54后，对Au膜54进行金属蚀刻，如图19所示，露出晶片6的两主面61、62。另外，此时，仅通孔36上形成的Au膜54形成在晶片6上。

在露出晶片6的两主面61、62后，如图20所示，剥离除去形成在通孔36上的正抗蚀剂层82。

在剥离除去通孔36上形成的正抗蚀剂层82后，将通孔36上形成的Au镀层55和Sn镀层56加热熔融，形成导通构件5，该导通构件5由富Au状态的Au-Sn化合物构成，该富Au状态的Au-Sn化合物由在该第一密封构件3的两主面31、38附近的通孔36内配置的Au和Sn的金属层间化合物52和在第一密封构件3的厚度方向的中间点39配置的Au 53构成(参照图21)，其后，在整个晶片6上蒸镀形成Au膜(作为具体例可举出第三接合件73的Au膜731)(参照图22)。

将以上步骤作为在本发明中所说的用于在通孔36内填充导通部件5的填充步骤。

另外，在上述填充步骤中，在通孔36内形成Au镀层55，在该Au镀层55上形成Sn镀层56，将这些通孔36上形成的Au镀层55和Sn镀层56以共晶点以上的温度(本实施例中为300℃以上)加热熔融。

如图22所示地在整个晶片6上形成Au膜731后，在整个晶片6上涂敷抗蚀剂，形成抗蚀剂层(图示省略)，在Au膜731上形成抗蚀剂层后，为了形成预定的图案(电极片33、电极图案37和第三接合件73的形成)而进行曝光以及显影。另外，对通过进行曝光以及显影而露出的Au膜731进行金属蚀刻，分别形成电极片33和电极图案37和第三接合件73的Au膜731。之后，形成电极片33的Sn镀层以及Au镀层和第三接合件73的Sn镀层732以及Au镀层733，如图2所示，形成第一密封构件1的电极片33和外部电极端子34和电极图案37和第三接合件73。

接下来，用图1、2说明该水晶振子1的制造方法。另外，在本实施例中说明的是对在晶片6上形成有多个的状态的第一密封构件3配置作为单片的水晶振动片2、并在其上配置作为单片的第二密封构件4的制造方法。但是，本发明并不限于本实施例说明的方法，也可以是以下方法，其中，对在水晶Z板的晶片上形成有多个的状态的第一密封构件3配置在水晶晶片上形成有多个的状态的水晶振动片2，在之上配置在水晶Z板的晶片上形成有多个的状态的第二密封构件4，接合这些水晶振动片2和第一密封构件3和第二密封构件4，之后进行单片化，此时，对水晶振动子1的批量生产是有益的。

在由上述结构构成的水晶Z板的晶片6上形成多个的状态的第一密封部件3的一主面31上，在通过图像识别装置设定的位置上，以水晶振动片2的另一主面22与第一密封构件3的一主面31相对的方式配置作为单片的水晶振片2。

在第一密封构件3上配置水晶振动片2后，在水晶振动片2的一主面21上，在通过图像识别装置设定的位置上，以第二密封构件4的一主面41与水晶振动片2的一主面21相对的方式配置作为单片的第二密封构件4，层压水晶振动片2和第一密封构件3和第二密封构件4。

在层叠水晶振动片2和第一密封构件3和第二密封构件4后，通过FCB法进行水晶振动片2和第一密封构件3和第二密封构件4的使用了超声波的预装配接合。

在进行了水晶振动片2和第一密封构件3和第二密封构件4的暂时固定接合后，进行其他的制造步骤(内部空间12内的脱气或振荡(··频率调整等)，之后进行加热熔融接合。另外，本制造步骤在真空气氛下进行。

另外，通过进行加热熔融接合来接合第一接合件71和第三接合件73从而构成接合件7，通过该接合件7接合水晶振动片2和第一密封构件3。通过借助了接合件7的水晶振动片2和第一密封构件3的接合，如图1所示，在水晶振动片2的一主面21上形成的振动区域的激励电极23被气密性密封。

并且，在第一接合件71和第三接合件73接合的同时，通过进行加热熔融接合来接合第二接合件72和第四接合件7从而构成接合件7，通过该接合件7接合水晶振动片2和第二密封构件4。通过借助该接合件7的水晶振动片2和第二密封构件4的接合，如图1所示，水晶振动片2的另一主面22上形成的振动区域的激励电极23被气密性密封。

如上所示，根据本实施例所涉及的水晶振动子1、第一密封构件3以及第一密封构件3的制造方法，可以稳定形成在第一密封构件3中的通孔36中的导通状态。

也就是说，根据本实施例所涉及的水晶振动子1和第一密封构件3，形成了用于使第一密封构件3的两主面31、38上的电极图案(电极片33、外部电极端子34和电极图案37)处于导通状态的通孔36，导通构件5填充在通孔36内部，通孔36的基体内部35的直径小于两主面31、38的通孔36的两端部362的直径，导通构件5的两端面51相对于第一密封构件3的两主面31、38呈凹状，所以可以降低通孔36的纵横比。结果，可以抑制在通孔36中形成导通构件5时产生空隙。并且，由于通孔36的基体内部35中的直径小于两主面31、38上的其两端部362的直径，所以在通孔36内对导通部件5的接合产生锚固效果，可以防止导通构件5从通孔36内剥离。

进一步，由于导通构件5的两端面51相对于第一密封构件3的两主面31、38呈凹状，可以避免由与水晶振动片2等其他部件的接触而引起的短路。

并且，Au和Sn由于熔融扩散而向主面31、38的面方向被吸引，从而使该导通构件5的两端面51呈凹状。通过该Au和Sn的吸引使第一密封构件3和导通构件5接合良好，可以抑制第一密封构件3和导通构件5之间产生间隙，并且抑制导通构件5填充渗漏至第一密封构件3。并且，由Au和Sn的熔融扩散引起的导通构件5吸引很大依赖于Au以及Sn的表面张力，导通构件5由于该Au以及Sn的表面张力而向通孔36内部方向吸引。因此，即使当导通构件5的Au和Sn在偏离通孔36的状态下形成在第一密封构件3上的时候，导通构件5也会通过Au和Sn的熔融扩散而位移至通孔36内从而填充在通孔36内。也就是说，可以通过Au和Sn的熔融扩散进行导通部件5向第一密封构件5的通孔36填充的填充位置的校正。

并且，通孔36的内侧面361形成为锥形，由于通孔36的厚度方向的中间点39的直径小于两主面31、38的两端部362的直径，所以容易对通孔36内的导通构件5的接合产生锚固效果。

并且，由于Au偏集于通孔36的变狭窄的区域，所以使通孔36内的导通状态良好。

并且，根据本实施例所涉及的第一密封构件3的制造方法，包括形成步骤和填充步骤，形成步骤通过从第一密封构件3的两主面31、38同时用蚀刻法蚀刻第一密封构件3从而形成通孔36，通孔36的基体内部35中的直径小于通孔36的两端部362的两主面31、38的直径，导通构件5的两端面51相对于第一密封构件3的两主面31、38呈凹状，因此，可以降低通孔36的纵横比。结果，在通孔36内形成导通构件5时可以抑制空隙的产生。并且，由于通孔36的基体内部35中的直径小于通孔36的两主面31、38上的两端部362的直径，所以在通孔36内对导通构件5的接合产生锚固效果，可以防止导通构件5从通孔36内剥离。

并且，由于导通构件5的两端面51相对于第一密封构件3的两主面31、38呈凹状，所以可以避免与水晶振动片2等其他部件的接触而发生短路。

并且，在填充步骤中，在通孔36内形成Au镀层55，在该Au镀层55上形成Sn镀层56，将这些通孔36内形成的Au镀层55和Sn镀层56以共晶点以上的温度加热熔融，因此可以抑制由于导通构件5的填充步骤而在导通构件5中产生空隙。

并且，本实施例中，仅使用第一密封构件3作为密封构件，但本发明并不限制于此，也可以在第二密封构件4上形成通孔36作为密封构件，并且，也可以将第一密封构件3以及第二密封构件4用作密封构件。

并且，本实施例中，使用Au镀层55和Sn镀层56作为填充在通孔36内的导通构件5，但其形状不限于镀层，也可以采用膜或其他的方式。

并且，本实施例中，在填充步骤中，在通孔36内形成Au镀层55，并在该Au镀层55上形成Sn镀层56(参照图14至图20)，这些Au镀层55以及Sn镀层56的形成位置只要在通孔36内，就可以不延及到晶片6的两主面61、62(第一密封构件3的两主面31、38)。也就是说，Au镀层55以及Sn镀层56的俯视时的外周端可以形成在通孔36的内侧面361上。此时，经过填充步骤形成的导通构件5设于通孔36内，导通构件5不形成在第一密封构件3的两主面31、38上。这样，通过导通构件5仅形成于通孔36内，可以防止在第一密封构件3的两主面31、38上形成导通构件5的突起。结果，可以防止在将水晶振动片2与第一密封构件3接合时水晶振动片2与导通构件5的突起接触，可以防止接合时的负荷集中于导通构件5的突起而引起接合不良。

并且，在本实施例中，对形成在通孔36中的Au镀层55和Sn镀层56进行加热熔融，并形成了由富Au状态的Au-Sn化合物构成的导通构件5，其中，上述富Au状态的Au-Sn化合物由在第一密封构件3的两主面31、38附近的通孔36内配置的Au和Sn的金属间化合物52和在第一密封构件3的厚度方向的中间点39配置的Au53构成，导通构件5也可由其他的制造步骤形成。例如，可以在加热熔融前在通孔36内形成Au-Sn合金的镀层，也可以导通构件5从最初就是化合物。也就是说，在填充步骤中，可以在通孔36内形成Au-Sn合金的镀层，将该Au-Sn合金的镀层以共晶点以上的温度加热熔融。这样，当从Au-Sn合金形成的导通构件5时，由于已经(形成导通构件5前)是合金，所以熔融时间短，可以更加抑制空隙的产生。

并且，本实施例中，作为导通构件5，使用了由在第一密封构件3的两主面31、38附近的通孔36内配置的Au和Sn的金属间化合物52和在第一密封构件3的厚度方向的中间点39配置的Au53构成的富Au状态的Au-Sn化合物，但这是为使导通状态良好的优选例子，例如，即使导通构件5仅由Au和Sn的金属间化合物52构成也具有稳定导通状态的效果。

并且，在本实施例中，将水晶Z板应用于第一密封构件，但并不限定于此，也可以是其他水晶，并且还可以是玻璃等。

并且，在本实施例中，作为接合件7，使用了Cr和Au和Sn，但并不限定于此，只要至少由接合件7的主材料(本实施例为Au)、用于使该主材料与水晶振动片2、第一密封构件3和第二密封构件4的接合状态良好的接合辅助材料(本实施例为Cr)以及与主材料进行扩散接合的接合强化材料(本实施例为Sn)构成就可以，接合件7例如也可由Cr和Au和Ge构成。

并且，在本实施例中，水晶振动片2的接合面25上的第一接合件71的接合区域(具体为密封路线)与第一密封构件3的接合面32上的第三接合件73的接合区域(具体为密封路线)具有相同宽度，水晶振动片2的接合面25上的第二接合件72的接合区域(具体的密封路线)与第二密封构件4的接合面42上的第四接合件74的接合区域(具体为密封路线)具有相同宽度，但并不限制于此，例如，相对于第一密封构件3的接合面32上的第三接合件73的接合区域(具体为密封路线)，水晶振动片2的接合面25上的第一接合件71的接合区域(具体为密封路线)也可以形成得较宽，相对于第二密封构件4的接合面42上的第四接合件74的接合区域(具体为密封路线)，水晶振动片2的接合面25上的第二接合件72的接合区域(具体为密封路线)也可以形成得较宽。

在这种情况下，由于相对于在第一密封构件3的接合面32上形成的第三接合件73或在第二密封构件4的接合面42上形成的第四接合件74的接合区域，在水晶振动片2的接合面25上形成的第一接合件71以及第二接合件72的接合区域形成得较宽，所以在水晶振动片2和第一密封构件3和第二密封构件4接合时，第三接合件73和第四接合件74被形成得较宽的第一接合件71以及第二接合件72的接合区域吸引。这是由于第三接合件73和第四接合件74使用Sn、该Sn被第一接合件71和第二接合件72的Au吸引所引起的现象，通过利用该现象，可防止接合件7从水晶振动子1的端面突出。

并且，在本实施例中，如图1、2所示，在第一密封构件3上设置与水晶振动片2的激励电极23电连接的电极片33、与水晶振动片2接合的接合部(具体为接合面32)以及与外部电连接的外部电极端子34，这些构成的材料并不限定于这些材料，只要电极片33能与水晶振动片2的激励电极23电连接、接合部能与水晶振动片2接合、外部电极端子34能与外部电连接就可以，例如，也可以是图23、24所示的材料。

并且，在本实施例中，如图1、2所示，在第一密封构件3上形成有用于使水晶振动片2的激励电极23与外部导通的通孔36，但该通孔36的形状并不限定于此，只要能够稳定在第一密封构件3中形成的通孔36的导通状态即可，例如，也可以是图23、24所示的通孔36的形状。

图24是水晶振动片2和第一密封构件3和第二密封构件4没有接合的作为单体构成的第一密封构件3的通孔36的部分的放大简要构成图。并且，图23是公开了水晶振动片2以及图24所示的第一密封构件3和第二密封构件4接合后的水晶振动子1的内部空间的简要侧视图。

如图24所示，第一密封构件3在接合面32上形成有与水晶振动片2接合的第三接合件73。具体地，第三接合件73层叠有多层，通过从其最下层侧蒸镀形成Cr-Au层734、在之上层叠形成由Ni构成的Ni镀层(本发明中所说的防止金属的扩散的扩散防止层)735、并在之上层叠形成Au触击电镀层736和Au镀层737而形成。并且，由Cr-Au层734和Ni镀层构成电极图案37，由Au触击电镀层736和Au镀层737构成电极片33。第三接合件73和电极片33和外部电极端子34同时形成，电极片33也与第三接合件73是同一构成。

并且，如图24所示，在第一密封构件3上通过湿法蚀刻或干法蚀刻等任意的蚀刻方法蚀刻形成用于使水晶振动片2的激励电极23与外部导通的通孔36，导通构件5填充在该通孔36内。另外，如图24所示的通孔36从第一密封构件3的一主面31单侧蚀刻形成。

该通孔36是使在第一密封构件3的基体的两主面31、38上形成的电极图案(电极片33和外部电极端子34和电极图案37)处于导通状态的通孔，通过该通孔36，电极图案37从第一密封构件3的一主面31的电极片33图案形成至另一主面38的外部电极端子34。

如图23、24所示，在通孔36中，在第一密封构件3的基体的两主面31、38上的通孔36的另一端面363的直径小于一端面364的直径。并且，如图2所示，通孔36的内侧面361呈锥形，通孔36的内侧面361相对于第一密封构件3的基体的主面38约倾斜60度。

通过上述第一密封构件3的制造方法，在该通孔36内至少填充由Au-Sn合金构成的导通构件5。

导通构件5的两端面51相对于第一密封构件3的两主面31、38呈凹状。Au和Sn由于熔融扩散而向主面31、38的面方向被吸引，从而使该导通构件5的两端面51呈凹状。通过该Au和Sn的吸引使第一密封构件3和导通构件5接合良好，可以抑制第一密封构件3和导通构件5之间产生间隙，并且抑制导通构件5填充渗漏至第一密封构件3。并且，关于导通构件5，Au偏集于通孔36的狭小直径即通孔36的另一端面363，形成为使导通状态稳定的结构。

如图23、24所示的实施例，形成有用于使在第一密封构件3的两主面31、38上形成的电极图案(电极片33和外部电极端子34和电极图案37)处于导通状态的通孔36，在通孔36内填充导通构件5，在两主面31、38上的通孔36的另一端面363的直径小于一端面364的直径，导通构件5的两端面51相对于第一密封构件3的两主面31、38呈凹状，因此可以可降低通孔36的纵横比，抑制在通孔36中形成导通构件5时空隙的产生。结果，可以稳定在第一密封构件3中形成的通孔36中的导通状态。

并且，导通构件5的两端面51相对于第一密封构件3的两主面31、38呈凹状，因此可以避免与水晶振动片2等其他部件接触而发生短路。

并且，在第一密封构件3的基体的两主面31、38上的通孔36的另一端面363的直径小于一端面364的直径，因此在通孔36内对导通构件5的接合产生锚固效果，可以防止导通构件5从通孔36内剥离。

并且，通孔36的内侧面361形成为锥形，相对于第一密封构件3的基板的主面约倾斜60度，这对稳定在第一密封构件3上形成的通孔36的导通状态来说是优选的。

并且，在电极片33和外部电极端子34和电极图案37中包括Ni镀层735，因此，即使在由于经年变化和热变化发生导通构件5的自退火时，也可以通过Ni镀层735抑制导通构件5(特别地在本实施例中为Sn)扩散至电极图案37或电极片33等。

另外，在本实施例中，具体地用Ni镀层735作为扩散防止层，但并不限制于此，除Ni镀层735外，还可以是以Mo或W或Ti为材料的层(膜)。当作为这些扩散防止层的成膜方法使用溅射法等方法时，可以进行有效的成膜。另外，作为上述扩散防止层的膜厚的具体例子，优选0.1μm～0.5μm左右。并且，在本实施例中，当选择热膨胀系数与玻璃材料相近的水晶Z板作为第一密封构件3的基体时，有助于提高扩散防止层的膜形成后的可靠性。

并且，在如图23、24所示的实施例中，通孔36的内侧面361相对于第一密封构件3的基板的主面约倾斜60度，该倾斜角并不限定于此，只要至少通孔36的内侧面361相对于第一密封构件3的基板的主面倾斜就是可以的，特别是优选倾斜约45度至约85度。倾斜角度约为45度的实施例如图25所示，倾斜角度约为85度的实施例如图26所示。

并且，在上述如1所示的实施例中，形成为水晶振动片2与第一密封构件2通过接合件7而接合、水晶振动片2与第二密封构件4通过接合件7而接合的构成，但并不限至于此，如图27所示，也可以水晶振动片2装载在封装式形成的第一密封构件3上，该第一密封构件3通过接合件7与第二密封构件4接合，从而将水晶振动片2的激励电极23气密性密封。在这种情况下也具有与上述图1同样的作用效果。

具体地，在图27所示的封装式的水晶振子1中，设置有由压电材料构成的在其两主面21、22上形成有激励电极23的水晶振动片2、用于装载水晶振动片2的第一密封构件3、以及使用接合件7与第一密封构件3接合从而将水晶振动片2的激励电极23气密性密封的第二密封构件4。

如图27所示，第一密封构件3是形成为箱状体的玻璃基体，该形成为箱状体的玻璃基体由底部301和从该底部301向上方延伸的堤部301构成。该第一密封构件3的堤部302的顶面作为接合面32而构成，接合面32形成为平坦平滑面(镜面加工)。在该第一密封构件3中，在其接合面32上形成用于与第二密封构件4接合的接合件7的一部分。并且，接合件的一部分通过在堤部302的接合面32上层叠多层而构成，通过从其最下层侧蒸镀形成Cr层(省略图示)和Au层(省略图示)、并在之上层叠Au镀层(省略图示)而形成。

如图27所示，第二密封构件4是由一张玻璃晶片形成的由直方体的基板构成的盖，该第二密封构件4的一主面41作为接合面42而构成，该接合面42形成为平坦平滑面(镜面加工)。在第二密封构件4中，用于与第一密封构件3接合的接合件7的其他部分形成在第二密封构件4的一主面41的俯视时的主面外周。另外，接合件7的其他部分在接合面42上层叠多层，通过从其最下层侧蒸镀形成Cr层(图示省略)和Au层(图示省略)、在之上层叠形成Au-Sn合金层(图示省略)并在之上层叠形成Au闪镀层(图示省略)而形成。或者，接合件7的其他部分通过从其下面侧蒸镀形成Cr层和Au层、并在之上依次层叠Sn镀层和Au镀层而形成。

在图27所示的水晶振子1中，通过接合件7的一部分和其他部分接合而构成接合件7。另外，在该水晶振子2中，使用接合件7而将第一密封构件3和第二密封构件4接合，从而使封装体11的内部空间12形成在一处，在水晶振动片2的两主面21、22上形成的激励电极23气密性密封在该封装体11的内部空间12中。

并且，在上述的图27所示的实施例中适用了图1所示的实施例的第一密封构件3的各构成，也可以适用图23所示的实施例的第一密封构件3的各构成。具体地，在图28中示出了适用了图23所示的实施例的第一密封构件3的各构成的封装体形式的水晶振子1。该水晶振子1与图27所示的实施例的不同仅在电极图案(电极片33和外部电极端子34和电极图案37)和通孔36的方面，其他构成是相同构成。并且，电极图案是与图23所示的水晶振子1的电极图案相同的构成。因此，此处省略了水晶振子1的电极图案的说明。并且，通孔36与图23所示的构成相比，为上下反方向地形成的构成。具体地，通孔36的一端面364形成在第一密封构件3的另一主面38上，通孔36的另一端面363形成在第一密封构件3的一主面31上，通孔36的开口从第一密封构件3的一主面31向另一主面38逐渐变大。图28所示的通孔36具有与图23所示的通孔36相同的作用。图28所示的构成在同时通过蚀刻法形成内部空间12和通孔36时是优选的。根据由上述结构构成的图28所示的水晶振子1，具有与图1、23、27所示的水晶振子1的第一密封构件3所带来的作用效果同样的作用效果。

并且，在图23所示的实施例或如图28所示的实施例中，电极图案中包括Ni镀层735，但包括Ni镀层735的构成并不限定于此，在图1所示的实施例或图27所示的实施例中也可在电极图案中包括Ni镀层735，例如，可以是图29所示的形态。另外，图29所示的水晶振子1是将图28所示的电极图案(电极片33和外部电极端子34和电极图案37)和通孔36适用于图27所示的水晶振子1的情况。因此，省略了图29所示的水晶振子1的各构成的说明。

并且，在本实施例中，用Ni镀层735作为扩散防止层，这是优选的例子，但并不限定于此，只要是防止导通构件5的材料(在上述实施例中为Sn)的扩散，则也可以是其他的材料。

另外，本发明在不脱离其精神或主旨或主要特征的范围内，可以以其他各种形式的实施。因此，上述实施例在所有的方面仅仅是单纯的示例，不应被限制性地解释。本发明的范围是权利要求书所示的范围，不受限于说明书的内容。另外，属于权利要求书范围的等同范围的变形或变更全部落入本发明的范围内。

并且，本申请基于并要求于2008年8月5日在日本提交的专利申请第2008-201882号的优先权。本全部内容结合于此作为参照。

工业上的利用可能性

本发明适于在密封构件中使用了水晶的压电振动装置及密封构件的制造方法。

Claims (6)

1.一种压电振动装置的密封构件，该密封构件将形成有激励电极的压电振动片的所述激励电极气密性密封，所述密封构件的特征在于，

形成有用于使形成在该密封构件的基体的两主面上的电极图案处于导通状态的贯通孔，在所述贯通孔内填充有导通构件，

所述贯通孔在所述基体的内部的直径小于在所述基体的两主面上的所述贯通孔的两端部的直径，

所述导通构件的两端面相对于所述基体的两主面呈凹状，

其中，所述导通构件至少是由Au和Sn构成的化合物，

Au偏集于所述贯通孔的在所述基体内部的直径小的区域。

2.根据权利要求1所述的压电振动装置的密封构件，其特征在于，

所述贯通孔的内侧面形成为锥形，

对于所述贯通孔，其厚度方向的中间点的直径小于在所述两主面上的其两端部的直径。

3.根据权利要求1或2所述的压电振动装置的密封构件，其特征在于，

所述电极图案中包括防止金属扩散的扩散防止层。

4.一种压电振动装置的密封构件，该密封构件将形成有激励电极的压电振动片的所述激励电极气密性密封，所述密封构件的特征在于，

形成有用于使形成在该密封构件的基体的两主面上的电极图案处于导通状态的贯通孔，在所述贯通孔内填充有导通构件，

所述贯通孔在所述基体的两主面上的一端面的直径大于另一端面的直径，

所述导通构件的两端面相对于所述基体的两主面呈凹状，

所述贯通孔的内侧面形成为锥形，并相对于所述基体的主面倾斜为45度～85度，

所述导通构件至少是由Au和Sn构成的化合物，Au偏集于所述贯通孔的狭小直径的所述另一端面。

5.一种压电振动装置的密封构件的制造方法，所述密封构件将形成有激励电极的压电振动片的所述激励电极气密性密封，所述制造方法的特征在于，包括：

形成用于使形成在该密封构件的基体的两主面上的电极图案处于导通状态的贯通孔的形成步骤；以及

用于在所述贯通孔内填充导通构件的填充步骤，

在所述形成步骤中，通过蚀刻法从所述基体的两主面蚀刻基体从而形成贯通孔，所述贯通孔在基体内部的直径小于所述贯通孔的两端部即所述贯通孔在所述两主面上的直径，所述导通构件的两端面相对于所述基体的两主面呈凹形，

其中，在所述填充步骤中，在所述贯通孔内形成Au层，在该Au层上形成Sn层，并对形成在所述贯通孔中的这些Au层和Sn层以共晶点以上的温度加热熔融。

6.一种压电振动装置的密封构件的制造方法，所述密封构件将形成有激励电极的压电振动片的所述激励电极气密性密封，所述制造方法的特征在于，包括：

形成用于使形成在该密封构件的基体的两主面上的电极图案处于导通状态的贯通孔的形成步骤；以及

用于在所述贯通孔内填充导通构件的填充步骤，

在所述形成步骤中，通过蚀刻法从所述基体的两主面蚀刻基体从而形成贯通孔，所述贯通孔在基体内部的直径小于所述贯通孔的两端部即所述贯通孔在所述两主面上的直径，所述导通构件的两端面相对于所述基体的两主面呈凹形，

其中，在所述填充步骤中，在所述贯通孔内形成Au-Sn合金镀层，并以共晶点以上的温度加热熔融该Au-Sn合金镀层。