CN111510104A - 振动器件、振动模块以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及振动器件、振动模块以及电子设备，能够降低基座基板的内部应力。振动器件具有基座、安装在基座上的振动元件以及以在与基座之间收纳振动元件的方式与基座接合的盖体，基座具有：半导体基板，其具有接合有盖体的第1面和与第1面处于正反关系的第2面；第1绝缘层，其配置在第1面上；第1内部端子、第2内部端子，它们配置在第1绝缘层上，并与振动元件电连接；第2绝缘层，其配置在第2面上；以及第1外部端子、第2外部端子，它们配置在第2绝缘层上，并与第1内部端子、第2内部端子电连接，第2绝缘层具有：第1外部端子区域，其配置有第1外部端子；以及第2外部端子区域，其与第1外部端子区域分离，并配置有第2外部端子。
Description
技术领域
本发明涉及振动器件、振动模块、电子设备以及振动器件的制造方法。
背景技术
专利文献1所记载的压电器件具有：第1基板，其具有在上表面开口的凹部；压电振动元件，其安装在凹部的底面；以及第2基板，其以封住凹部的开口的方式接合于第1基板的上表面。另外，压电器件具有：第1绝缘层，其形成于第1基板所具有的凹部的内表面；以及第3绝缘层，其形成于第1基板的下表面。在这样的结构中，为了抑制第1基板的变形，通过第1绝缘层和第3绝缘层夹住第1基板。
专利文献1：日本特开2010-87929号公报
但是，如果为了降低第1基板的变形而在凹部的内表面和下表面形成绝缘层，则残留在第1基板的应力有可能变大。具体而言，由于凹部的内表面的绝缘层和凹部的下表面的绝缘层中的一方的绝缘层在第1基板中产生的翘曲被另一方的绝缘层抵消，因此，残留在第1基板的应力有可能变大。
发明内容
本应用例的振动器件具有：
基座；
振动元件，其安装在所述基座上；以及
盖体，其以在与所述基座之间收纳所述振动元件的方式与所述基座接合，
所述基座具有：
半导体基板，其具有接合有所述盖体的第1面和与所述第1面处于正反关系的第2面；
第1绝缘层，其配置于所述第1面；
第1内部端子和第2内部端子，它们配置于所述第1绝缘层，并与所述振动元件电连接；
第2绝缘层，其配置于所述第2面；以及
第1外部端子和第2外部端子，它们配置于所述第2绝缘层，该第1外部端子与所述第1内部端子电连接，该第2外部端子与所述第2内部端子电连接，
所述第2绝缘层具有：
第1外部端子区域，其配置有所述第1外部端子；以及
第2外部端子区域，其与所述第1外部端子区域分离，并配置有所述第2外部端子。
本应用例的振动器件具有：
基座；
振动元件，其安装在所述基座上；以及
盖体，其以在与所述基座之间收纳所述振动元件的方式与所述基座接合，
所述基座具有：
半导体基板，其具有接合有所述盖体的第1面和与所述第1面处于正反关系的第2面；
第1绝缘层，其配置于所述第1面；
第1内部端子和第2内部端子，它们配置于所述第1绝缘层，并与所述振动元件电连接；
第2绝缘层，其配置于所述第2面；以及
第1外部端子和第2外部端子，它们配置于所述第2绝缘层，该第1外部端子与所述第1内部端子电连接，该第2外部端子与所述第2内部端子电连接，
所述第1绝缘层具有：
第1内部端子区域，其配置有所述第1内部端子；以及
第2内部端子区域，其与所述第1内部端子区域分离，并配置有所述第2内部端子。
本应用例的振动模块具有上述振动器件。
本应用例的电子设备具有上述振动器件。
本应用例的振动器件的制造方法包含如下工序：
准备具有彼此处于正反关系的第1面和第2面的基座基板，在所述第1面上形成第1绝缘层，在所述第2面上形成第2绝缘层；
在所述第1绝缘层上形成第1内部端子和第2内部端子，在所述第2绝缘层上形成第1外部端子和第2外部端子；
进行将所述第1绝缘层分离为配置有所述第1内部端子的第1内部端子区域和配置有所述第2内部端子的第2内部端子区域的工序、以及将所述第2绝缘层分离为配置有所述第1外部端子的第1外部端子区域和配置有所述第2外部端子的第2外部端子区域的工序中的至少一方；
在所述基座基板的所述第1面侧安装振动元件，将所述振动元件与所述第1内部端子以及所述第2内部端子电连接；以及
在所述基座基板的所述第1面上接合盖体，将所述振动元件收纳在所述基座基板与所述盖体之间。
附图说明
图1是示出第1实施方式的振动器件的立体图。
图2是沿图1中的A-A线的剖视图。
图3是沿图1中的B-B线的剖视图。
图4是示出基座基板与盖的接合部分的剖视图。
图5是振动元件的俯视图。
图6是从上侧观察振动元件的透视图。
图7是示出配置在基座基板的上表面的上表面绝缘层的俯视图。
图8是示出配置在基座基板的下表面的下表面绝缘层的俯视图。
图9是用于说明比较例的课题的示意图。
图10是用于说明效果的示意图。
图11是示出下表面绝缘层的变形例的俯视图。
图12是示出下表面绝缘层的变形例的俯视图。
图13是示出上表面绝缘层的变形例的俯视图。
图14是示出振动器件的制造工序的图。
图15是示出振动器件的制造工序的剖视图。
图16是示出振动器件的制造工序的剖视图。
图17是示出振动器件的制造工序的剖视图。
图18是示出振动器件的制造工序的剖视图。
图19是示出振动器件的制造工序的剖视图。
图20是示出振动器件的制造工序的剖视图。
图21是示出振动器件的制造工序的剖视图。
图22是示出第2实施方式的下表面绝缘层的俯视图。
图23是示出第3实施方式的下表面绝缘层的俯视图。
图24是示出第4实施方式的振动模块的剖视图。
图25是示出第5实施方式的电子设备的立体图。
图26是示出第6实施方式的电子设备的立体图。
图27是示出第7实施方式的电子设备的立体图。
图28是示出第8实施方式的移动体的立体图。
标号说明
1：振动器件；100：器件晶片；2：封装；3：盖；300：盖晶片；31：下表面；32：凹部；4：基座；400：基座晶片；41：基座基板；41a：第1边；41b：第2边；41c：第3边；41d：第4边；411：下表面；412：上表面；415、416：贯通孔；42：绝缘层；421：上表面绝缘层；4211：第1内部端子区域；4212：第2内部端子区域；4213：调整区域；422：下表面绝缘层；4221：第1外部端子区域；4222：第2外部端子区域；4223：第3外部端子区域；4224：第4外部端子区域；4423：第3外部端子区域；423：贯通孔绝缘层；43：电极；430：金属膜；44：第1布线；441：内部端子；442：外部端子；443：贯通电极；45：第2布线；451：内部端子；452：外部端子；453：贯通电极；461、462：虚拟端子；5：振动元件；51：振动基板；52：电极；521、522：激励电极；523、524：端子；525、526：布线；6：接合部件；61、62：金属膜；1000：振动模块；1010：支承基板；1011：连接端子；1012：安装端子；1020：电路基板；1022：端子；1023：振荡电路；1100：个人计算机；1102：键盘；1104：主体部；1106：显示单元；1108：显示部；1200：移动电话机；1202：操作按钮；1204：听筒口；1206：话筒口；1208：显示部；1300：数字静态照相机；1302：机身；1304：受光单元；1306：快门按钮；1308：存储器；1310：显示部；1500：汽车；B1、B2、B3：导电性接合部件；BW：接合线；G：翘曲量；M：模制材料；N：绝缘层非形成区域；N1：第1部分；N2：第2部分；Q1、Q2：区域；R：单片化区域；S：收纳空间；SW1：硅晶片；SW11：凹部；SW2：硅晶片。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式详细说明振动器件、振动模块、电子设备以及振动器件的制造方法。
<第1实施方式>
图1是示出第1实施方式的振动器件的立体图。图2是沿图1中的A-A线的剖视图。图3是沿图1中的B-B线的剖视图。图4是示出基座基板与盖的接合部分的剖视图。图5是振动元件的俯视图。图6是从上侧观察振动元件的透视图。图7是示出配置在基座基板的上表面的上表面绝缘层的俯视图。图8是示出配置在基座基板的下表面的下表面绝缘层的俯视图。图9是用于说明比较例的课题的示意图。图10是用于说明本应用例的效果的示意图。图11和图12分别是示出下表面绝缘层的变形例的俯视图。图13是示出上表面绝缘层的变形例的俯视图。图14是示出振动器件的制造工序的图。图15至图21分别是示出振动器件的制造工序的剖视图。
另外，为了便于说明，在各图中，将相互垂直的3个轴图示为X轴、Y轴以及Z轴。另外，也将Z轴的箭头前端侧称为“上”，也将基端侧称为“下”。另外，也将沿着基座基板的厚度方向即Z轴的俯视图简称为“俯视图”。
如图1所示，振动器件1具有振动元件5和收纳振动元件5的封装2。另外，如图2和图3所示，封装2具有：箱状的盖3，其具有收纳振动元件5的凹部32；以及板状的基座4，其封住凹部32的开口并与盖3接合。并且，通过利用基座4封住凹部32的开口，而形成了收纳振动元件5的收纳空间S。收纳空间S是气密的，成为减压状态，优选成为更接近真空的状态。但是，收纳空间S的气氛没有特别限定，例如，也可以是封入有氮或Ar等惰性气体的气氛，也可以不是减压状态而是大气压状态或加压状态。
基座4具有板状的基座基板41、配置在基座基板41的表面的绝缘层42以及配置在绝缘层42上的电极43。
基座基板41的俯视形状为矩形的板状，具有彼此处于正反关系的下表面411和上表面412。另外，基座基板41具有贯通其上表面412和下表面411的2个贯通孔415、416。另外，以下，也将基座基板41的外缘所包含的4个边称为第1边41a、第2边41b、第3边41c、第4边41d，第1边41a和第2边41b相互对置，第3边41c和第4边41d相互对置。
这样的基座基板41是半导体基板。作为半导体基板，没有特别限定，例如可以使用硅基板、锗基板、GaP、GaAs、InP等化合物半导体基板。通过使用半导体基板作为基座基板41，能够通过半导体工艺形成振动器件1，因此，能够高精度地制造振动器件1，并且能够实现其小型化。此外，可以在基座4上例如形成振荡电路等半导体电路，能够有效地灵活运用基座4。另外，当像这样在基座4上形成半导体电路的情况下，可以将上表面412侧作为有源面，也可以将下表面411侧作为有源面。特别是，在本实施方式中，使用硅基板作为基座基板41。由此，成为容易得到且廉价的基座基板41。
另外，在基座基板41的表面配置有绝缘层42。绝缘层42具有配置在基座基板41的上表面412上的上表面绝缘层421、配置在下表面411上的下表面绝缘层422以及配置在贯通孔415、416内的贯通孔绝缘层423。其中，上表面绝缘层421配置在除了上表面412的外缘部即与盖3的接合部分以外的上表面412的中央部。即，上表面412的外缘部从上表面绝缘层421露出。
另外，如果在上表面412上配置有上表面绝缘层421，则可以在上表面412与上表面绝缘层421之间夹设其他层，如果在下表面411上配置有下表面绝缘层422，则也可以在下表面411与下表面绝缘层422之间夹设其他层。
绝缘层42由氧化硅膜(SiO2膜)构成。另外，作为绝缘层42的形成方法，没有特别限定，例如，可以通过对基座基板41的表面进行热氧化来形成，也可以通过使用了TEOS(四乙氧基硅烷)的等离子体CVD来形成。但是，作为绝缘层42，没有特别限定，例如可以由聚酰亚胺等绝缘性的树脂材料构成，也可以由不同种类的材料层叠而成的复合体构成。
另外，在绝缘层42上配置有电极43。电极43具有相互分离配置的第1布线44和第2布线45。第1布线44具有：内部端子441，其配置在上表面绝缘层421上，并面向收纳空间S内；外部端子442，其配置在下表面绝缘层422上，并面向封装2的外部；以及贯通电极443，其配置在贯通孔415内，将内部端子441与外部端子442电连接起来。同样地，第2布线45具有：内部端子451，其配置在上表面绝缘层421上，并面向收纳空间S内；外部端子452，其配置在下表面绝缘层422上，并面向封装2的外部；以及贯通电极453，其配置在贯通孔416内，将内部端子451与外部端子452电连接起来。
另外，电极43具有配置在下表面绝缘层422上的两个虚拟端子461、462。虚拟端子461、462不承担电方面的作用，例如，为了提高封装2与对象物的接合强度而设置。但是，作为虚拟端子461、462的作用，并不限定于此。
盖3呈箱状，具有在其下表面31开口的有底的凹部32。这样的盖3是半导体基板。作为半导体基板，没有特别限定，例如可以使用硅基板、锗基板、GaP、GaAs、InP等化合物半导体基板。通过使用半导体基板作为盖3，能够通过半导体工艺形成振动器件1，因此能够高精度地制造振动器件1，并且能够实现其小型化。特别是，在本实施方式中，使用硅基板作为盖3。由此，成为容易得到且廉价的盖3。另外，能够使基座基板41与盖3的材料一致，从而能够使它们的热膨胀系数差实质上为零。因此，抑制了由热膨胀引起的热应力的产生，成为具有优异的振动特性的振动器件1。
但是，作为盖3，并不限定于半导体基板，例如也可以使用陶瓷基板、玻璃基板等。另外，作为盖3，也可以使用与基座基板41不同种类的基板。特别是，若使用具有光透过性的玻璃基板作为盖3，则在制造振动器件1后，经由盖3向振动元件5照射激光，去除激励电极521的一部分，能够进行振动元件5的频率调整。
这样的盖3在其下表面31经由接合部件6而与基座基板41的上表面412直接接合。在本实施方式中，即使在直接接合过程中，也使用利用了金属彼此扩散的扩散接合来将盖3和基座基板41接合。具体而言，如图4所示，在盖3的下表面31设置金属膜61，并且在基座基板41的上表面412设置金属膜62，将金属膜61的下表面与金属膜62的上表面扩散接合，从而形成接合部件6，经由该接合部件6将盖3与基座基板41接合。但是，作为接合方法，并不限定于此，例如，也可以对盖3的下表面31和基座基板41的上表面412照射氩气等惰性气体，使这些面活性化，从而将下表面31和上表面412直接接合。
如图5和图6所示，振动元件5具有振动基板51和配置在振动基板51的表面的电极52。振动基板51具有厚度剪切振动模式，在本实施方式中由AT切石英基板形成。AT切石英基板具有三阶频率温度特性，成为具有优异的温度特性的振动元件5。
电极52具有配置在振动基板51的上表面的激励电极521和隔着振动基板51与激励电极521对置地配置在下表面上的激励电极522。另外，电极52具有配置在振动基板51的下表面上的一对端子523、524、将端子523与激励电极521电连接的布线525以及将端子524与激励电极522电连接的布线526。
另外，振动元件5的结构并不限定于上述结构。例如，振动元件5也可以呈被激励电极521、522夹着的振动区域从其周围突出的台面型，也可以相反地，呈振动区域从其周围凹陷没入的倒台面型。另外，也可以实施对振动基板51的周围进行磨削而对角部进行倒角的斜面加工、使上表面和下表面成为凸曲面的凸面加工。
另外，作为振动元件5，不限于以厚度剪切振动模式进行振动的振动元件，例如，也可以是2个振动臂在面内方向上进行音叉振动的音叉型的振动元件。即，振动基板51不限于AT切石英基板，也可以是AT切石英基板以外的石英基板，例如X切石英基板、Y切石英基板、Z切石英基板、BT切石英基板、SC切石英基板、ST切石英基板等。另外，在本实施方式中，振动基板51由石英构成，但并不限定于此，也可以由例如铌酸锂、钽酸锂、四硼酸锂、硅酸镧镓、铌酸钾、磷酸镓等压电单晶体构成，也可以由这以外的压电单晶体构成。此外，振动元件5不限于压电驱动型的振动元件，也可以是使用了静电力的静电驱动型的振动元件。
如图2和图3所示，这样的振动元件5通过导电性接合部件B1、B2固定在基座4的上表面。另外，导电性接合部件B1将基座4所具有的内部端子441与振动元件5所具有的端子523电连接，导电性接合部件B2将基座4所具有的内部端子451与振动元件5所具有的端子524电连接。
作为导电性接合部件B1、B2，只要兼具导电性和接合性即可，没有特别限定，例如可以使用金凸块、银凸块、铜凸块、焊料凸块等各种金属凸块、以及使银填料等导电性填料分散在聚酰亚胺系、环氧系、硅酮系、丙烯酸系的各种粘接剂中而得的导电性粘接剂等。若使用前者的金属凸块作为导电性接合部件B1、B2，则能够抑制从导电性接合部件B1、B2产生气体，能够有效地抑制收纳空间S的环境变化，特别是能够有效地抑制压力的上升。另一方面，如果使用后者的导电性粘接剂作为导电性接合部件B1、B2，则导电性接合部件B1、B2比金属凸块软，在振动元件5中难以产生应力。
以上，对振动器件1的整体结构进行了说明。接着，对也作为振动器件1的特征之一的绝缘层42进行详细说明。如上所述，绝缘层42具有配置在基座基板41的上表面412上的上表面绝缘层421和配置在下表面411上的下表面绝缘层422。而且，在上表面绝缘层421上配置有内部端子441、451，在下表面绝缘层422上配置有外部端子442、452和虚拟端子461、462。
(A)上表面绝缘层421的特征
如图7所示，上表面绝缘层421与配置在上表面绝缘层421上的内部端子的数量相对应地被分割成多个区域。具体而言，上表面绝缘层421被分割为配置有内部端子441的第1内部端子区域4211和配置有内部端子451的第2内部端子区域4212，第1内部端子区域4211、第2内部端子区域4212彼此分离。
(B)下表面绝缘层422的特征
如图8所示，下表面绝缘层422与配置在下表面绝缘层422上的端子的数量相对应地被分割成多个区域。具体而言，下表面绝缘层422被分割为配置有外部端子442的第1外部端子区域4221、配置有外部端子452的第2外部端子区域4222、配置有虚拟端子461的第3外部端子区域4223以及配置有虚拟端子462的第4外部端子区域4224。而且，这些第1外部端子区域422、第2外部端子区域4222、第3外部端子区域4223、第4外部端子区域4224位于彼此分离的位置。
由(A)、(B)的特征所带来的效果
这样，通过将上表面绝缘层421和下表面绝缘层422分别分割为多个区域，与未分割的情况相比，上表面绝缘层421和下表面绝缘层422的膜应力被抑制得较小，能够降低基座基板41的翘曲，并且能够降低基座基板41的内部应力。
若以上表面绝缘层421为代表进行说明，则如图9所示，如果上表面绝缘层421未被分割，则膜整体产生膜应力(压缩应力)，因此，膜应力变大，并且该膜应力施加于基座基板41的整个区域，因此基座基板41的翘曲量G变大，相应地，残留在基座基板41的内部应力也变大。与此相对，如图10所示，若上表面绝缘层421被分割，则在被分割的每个区域中分别产生膜应力，因此，膜应力被抑制得较小，并且各膜应力分开地施加于基座基板41的多个区域Q1，而且，在位于相邻的区域Q1之间的膜应力难以施加到的区域Q2中膜应力也能够得到缓和，因此，基座基板41的翘曲量G变小，相应地，残留在基座基板41的内部应力变小。基于以上理由，通过将上表面绝缘层421和下表面绝缘层422分别分割为多个区域，能够降低基座基板41的翘曲，并且能够降低基座基板41的内部应力。
特别是，上表面绝缘层421以截断内部端子441、451的方式被分割为第1内部端子区域4211和第2内部端子区域4212。因此，能够更可靠地使内部端子441、451绝缘。同样地，下表面绝缘层422以截断外部端子442、452、虚拟端子461、462的方式被分割为第1外部端子区域4221、第2外部端子区域4222、第3外部端子区域4223以及第4外部端子区域4224。因此，能够更可靠地使外部端子442、452以及虚拟端子461、462分别绝缘。关于该效果，在后面的制造方法中更具体地进行说明。
另外，如图7所示，内部端子441在俯视时位于比第1内部端子区域4211的外缘靠内侧的位置。即，第1内部端子区域4211在俯视时将内部端子441包含在内。另外，第1内部端子区域4211在俯视时呈沿着内部端子441的外缘的相似形状。同样，内部端子451位于比第2内部端子区域4212的外缘靠内侧的位置。即，第2内部端子区域4212在俯视时将内部端子451包含在内。另外，第2内部端子区域4212在俯视时呈沿着内部端子451的外缘的相似形状。
根据这样的结构，能够分别减小第1内部端子区域4211、第2内部端子区域4212的面积，相应地，能够将从第1内部端子区域4211、第2内部端子区域4212产生的膜应力抑制得较小。因此，能够更有效地降低基座基板41的翘曲，并且能够更有效地降低基座基板41的内部应力。但是，第1内部端子区域4211的形状没有特别限定，例如，可以是在俯视时其外缘的整周或一部分与内部端子441的外缘重叠的形状，也可以不是沿着内部端子441的外形的形状。对于第2内部端子区域4212的形状也同样，例如可以是其外缘的整周或一部分与内部端子451的外缘重叠的形状，也可以不是沿着内部端子451的外形的形状。
此外，如图8所示，在下表面绝缘层422中，位于第1外部端子区域4221、第2外部端子区域4222、第3外部端子区域4223以及第4外部端子区域4224之间并将它们相互截断的绝缘层非形成区域N呈十字状，该绝缘层非形成区域N具有将第1边41a和第2边41b在它们的中央部彼此连接的第1部分N1以及将第3边41c和第4边41d在它们的中央部彼此连接的第2部分N2。在绝缘层非形成区域N中没有形成绝缘层。这样，通过使绝缘层非形成区域N为十字状，能够分别有效地抑制基座基板41的沿X轴的两端部的翘曲以及基座基板41的沿Y轴的两端部的翘曲。
另外，外部端子442在俯视时位于比第1外部端子区域4221的外缘靠内侧的位置。另外，第1外部端子区域4221在俯视时呈沿着外部端子442的外缘的形状。同样，外部端子452位于比第2外部端子区域4222的外缘靠内侧的位置。另外，第2外部端子区域4222在俯视时呈沿着外部端子452的外缘的形状。同样，虚拟端子461位于比第3外部端子区域4223的外缘靠内侧的位置。另外，第3外部端子区域4223在俯视时呈沿着虚拟端子461的外缘的形状。同样，虚拟端子462位于比第4外部端子区域4224的外缘靠内侧的位置。另外，第4外部端子区域4224在俯视时呈沿着虚拟端子462的外缘的形状。
根据这样的结构，能够分别减小第1外部端子区域4221～第4外部端子区域4224的面积，相应地，能够将从第1外部端子区域4221～第4外部端子区域4224产生的膜应力分别抑制得较小。因此，能够更有效地降低基座基板41的翘曲，并且能够更有效地降低基座基板41的内部应力。但是，第1外部端子区域4221的形状没有特别限定，也可以不是沿着外部端子442的外形的形状。对于第2外部端子区域4222～第4外部端子区域4224的形状也同样，也可以不是沿着外部端子452、虚拟端子461、462的外形的形状。
以上那样的上表面绝缘层421和下表面绝缘层422可以如上述那样通过使用TEOS(四乙氧基硅烷)的等离子体CVD形成，根据此时的成膜条件，可以形成为具有拉伸应力的膜，也可以形成为具有压缩应力的膜。而且，上表面绝缘层421和下表面绝缘层422优选均为具有拉伸应力的膜，或者均为具有压缩应力的膜。这样，通过使上表面绝缘层421和下表面绝缘层422的压缩方向一致，这些膜应力的至少一部分被抵消，能够更有效地抑制基座基板41的翘曲。
另外，例如，优选以有效地抵消上表面绝缘层421的膜应力与下表面绝缘层422的膜应力的方式，调整上表面绝缘层421和下表面绝缘层422的面积、厚度。例如，在成膜条件相同的情况下并且在上表面绝缘层421的面积比下表面绝缘层422的面积小的情况下，可以使上表面绝缘层421的厚度比下表面绝缘层422的厚度厚，在上表面绝缘层421的面积与下表面绝缘层422的面积大致相等的情况下，可以使上表面绝缘层421的厚度与下表面绝缘层422的厚度大致相等。
以上，对振动器件1进行了说明。如上所述，这样的振动器件1具有：基座4；振动元件5，其安装在基座4上；以及盖3，其是以在与基座4之间收纳振动元件5的方式与基座4接合的盖体。另外，基座4具有：作为半导体基板的基座基板41，其具有作为接合有盖3的第1面的上表面412和作为与上表面412处于正反关系的第2面的下表面411；作为第1绝缘层的上表面绝缘层421，其配置在上表面412上；作为第1内部端子的内部端子441和作为第2内部端子的内部端子451，它们配置在上表面绝缘层421上，并与振动元件5电连接；作为第2绝缘层的下表面绝缘层422，其配置在下表面411上；以及作为第1外部端子的外部端子442和作为第2外部端子的外部端子452，它们配置在下表面绝缘层422上，该外部端子442与内部端子441电连接，该外部端子452与内部端子451电连接。并且，(A)上表面绝缘层421具有配置有内部端子441的第1内部端子区域4211以及与第1内部端子区域4211分离并且配置有内部端子451的第2内部端子区域4212。另外，(B)下表面绝缘层422具有配置有外部端子442的第1外部端子区域4221以及与第1外部端子区域4221分离并且配置有外部端子452的第2外部端子区域4222。
根据这样的结构，与上表面绝缘层421和下表面绝缘层422都未被分割的情况相比，上表面绝缘层421和下表面绝缘层422的膜应力被抑制得较小，能够降低基座基板41的翘曲，并且能够降低基座基板41的内部应力。另外，在本实施方式中，上表面绝缘层421被分割为第1内部端子区域4211和第2内部端子区域4212，下表面绝缘层422被分割为第1外部端子区域4221和第2外部端子区域4222，但不限于此，也可以是，上表面绝缘层421和下表面绝缘层422中的任意一方不被分割为多个区域。
另外，如上所述，基座4具有配置在下表面绝缘层422上的作为第3外部端子的虚拟端子461和作为第4外部端子的虚拟端子462。而且，下表面绝缘层422具有：第3外部端子区域4223，其与第1外部端子区域4221和第2外部端子区域4222分离，并且配置有虚拟端子461；以及第4外部端子区域4224，其与第1外部端子区域4221、第2外部端子区域4222和第3外部端子区域4223分离，并且配置有虚拟端子462。这样，通过将下表面绝缘层422与4个电极相对应地分割开，而将下表面绝缘层422的膜应力抑制得更小，能够降低基座基板41的翘曲并且能够降低基座基板41的内部应力。
另外，如上所述，基座基板41在俯视时呈矩形形状，第1外部端子区域4221、第2外部端子区域4222、第3外部端子区域4223以及第4外部端子区域4224被绝缘层非形成区域N分离，该绝缘层非形成区域N具有第1部分N1和第2部分N2，该第1部分N1是将基座基板41的外缘所包含的第1边41a和与第1边41a对置的第2边41b连接而形成的，该第2部分N2是将第3边41c和与第3边41c对置的第4边41d连接而形成的。通过采用这样的结构，绝缘层非形成区域N形成为十字状，能够分别有效地抑制沿着Y轴观察基座基板41时的沿着X轴的两端部的翘曲以及沿着X轴观察基座基板41时的沿着Y轴的两端部的翘曲。
另外，如上所述，内部端子441位于比第1内部端子区域4211的外缘靠内侧的位置，第1内部端子区域4211在俯视时呈沿着内部端子441的外缘的形状。另外，内部端子451位于比第2内部端子区域4212的外缘靠内侧的位置，第2内部端子区域4212在俯视时呈沿着内部端子451的外缘的形状。根据这样的结构，能够分别减小第1内部端子区域4211、第2内部端子区域4212的面积，相应地，能够将从第1内部端子区域4211、第2内部端子区域4212产生的膜应力抑制得较小。因此，能够更有效地降低基座基板41的翘曲，并且能够更有效地降低基座基板41的内部应力。
另外，如上所述，外部端子442位于比第1外部端子区域4221的外缘靠内侧的位置，第1外部端子区域4221在俯视时呈沿着外部端子442的外缘的形状。另外，外部端子452位于比第2外部端子区域4222的外缘靠内侧的位置，第2外部端子区域4222在俯视时呈沿着外部端子452的外缘的形状。根据这样的结构，能够分别减小第1外部端子区域4221、第2外部端子区域4222的面积，相应地，能够将从第1外部端子区域4221、第2外部端子区域4222产生的膜应力抑制得较小。因此，能够更有效地降低基座基板41的翘曲，并且能够更有效地降低基座基板41的内部应力。
另外，作为振动器件1，并不限定于上述结构，例如，也可以如图11所示，将第1外部端子区域4221～第4外部端子区域4224的角部分别倒圆角。由此，能够降低应力集中。另外，也可以如图12所示，使第1外部端子区域4221～第4外部端子区域4224分别位于比下表面411的外缘靠内侧的位置。由此，抑制了第1外部端子区域4221～第4外部端子区域4224的剥离。另外，也可以如图13所示，上表面绝缘层421具有未配置有端子等的应力调整用的调整区域4213。另外，图11、图12的结构也可以应用于上表面绝缘层421，图13的结构也可以应用于下表面绝缘层422。
接着，对振动器件1的制造方法进行说明。如图14所示，振动器件1的制造方法包含如下工序：振动元件安装工序，准备具有一体形成的多个基座4的基座晶片400，并在各基座4上安装振动元件5；接合工序，将具有一体形成的多个盖3的盖晶片300接合在基座晶片400上，形成具有一体形成的多个振动器件1的器件晶片100；以及单片化工序，从器件晶片100单片化出多个振动器件1。以下，根据图15至图21，对这样的制造方法进行说明。另外，图15至图21是与图2对应的截面。
[振动元件安装工序]
首先，如图15所示，准备成为基座基板41的母材的硅晶片SW1。在该硅晶片SW1中，以呈矩阵状排列的方式包含有通过后面的单片化工序而成为1个基座基板41的多个单片化区域R。接着，在各单片化区域R中，从上表面侧起形成2个有底的凹部SW11。凹部SW11例如可以通过以博世工艺为代表的干蚀刻来形成。接着，如图16所示，从下表面侧对硅晶片SW1进行磨削、研磨，使硅晶片SW1薄壁化，直至凹部SW11贯通。由此，在各单片化区域R中形成贯通孔415、416。
接着，如图17所示，在硅晶片SW1的表面形成由硅氧化膜构成的绝缘层42，进而，针对每个单片化区域R而在绝缘层42上形成电极43。绝缘层42例如可以通过热氧化或使用了TEOS的等离子体CVD法形成。另外，电极43可以通过如下方法形成：通过蒸镀或溅射而在绝缘层42上形成金属膜430，并通过蚀刻对金属膜430进行构图。
接着，如图18所示，在每个单片化区域R中，从其外周部起去除上表面绝缘层421，并且将上表面绝缘层421分割为第1内部端子区域4211和第2内部端子区域4212。另外，在每个单片化区域R中，将下表面绝缘层422分割为第1外部端子区域4221、第2外部端子区域4222、第3外部端子区域4223以及第4外部端子区域4224。这样的绝缘层42的构图例如可以通过湿蚀刻来进行。通过以上工序，得到了一体形成有多个基座4的基座晶片400。
这里，在对金属膜430进行构图而形成电极43时，若金属膜430的去除不完全，则第1布线44与第2布线45有可能短路。但是，即使在这种情况下，在本实施方式中，由于在2个端子之间对上表面绝缘层421进行分割，在4个端子之间对下表面绝缘层422进行分割，因此，能够更可靠地抑制上述那样的短路。
接着，如图19所示，针对每个基座4，在其上表面侧安装振动元件5，经由导电性接合部件B1、B2将振动元件5与内部端子441、451电连接。
[接合工序]
首先，如图20所示，准备成为盖3的母材的硅晶片SW2。硅晶片SW2是单晶硅晶片。另外，在该硅晶片SW2中，以呈矩阵状排列的方式包含有通过后面的单片化而成为1个盖3的多个单片化区域R。接着，在每个单片化区域R中，从下表面侧起形成有底的凹部32。通过以上工序，得到了一体形成有多个盖3的盖晶片300。
接着，在各基座基板41的上表面412形成金属膜62，并且在各盖3的下表面31形成金属膜61。接着，例如，向金属膜61、62吹送Ar气体，使它们活化，如图21所示，金属膜61、62扩散接合，从而将基底晶片400与盖晶片300直接接合。通过以上工序，得到了一体形成有多个振动器件1的器件晶片100。
[单片化工序]
接着，使用切割刀片从器件晶片100单片化出各振动器件1。但是，单片化方法没有特别限定。由此，一并制造了多个振动器件1。
以上，对振动器件1的制造方法进行了说明。这样的振动器件1的制造方法包含如下工序：准备具有彼此处于正反关系的作为第1面的上表面412和作为第2面的下表面411的基座基板41，在上表面412上形成作为第1绝缘层的上表面绝缘层421，在下表面411上形成作为第2绝缘层的下表面绝缘层422；在上表面绝缘层421上形成作为第1内部端子的内部端子441和作为第2内部端子的内部端子451，在下表面绝缘层422上形成作为第1外部端子的外部端子442和作为第2外部端子的外部端子452；进行将上表面绝缘层421分离成配置有内部端子441的第1内部端子区域4211和配置有内部端子451的第2内部端子区域4212而得到所述条件(A)的工序、或者将下表面绝缘层422分离成配置有外部端子442的第1外部端子区域4221和配置有外部端子452的第2外部端子区域4222而得到所述条件(B)的工序中的至少一方，优选进行双方工序；在基座基板41的上表面412侧安装振动元件5，将振动元件5与内部端子441以及内部端子451电连接的工序；以及在基座基板41的上表面412上接合作为盖体的盖3，将振动元件5收纳在基座基板41与盖3之间。
根据这样的制造方法，能够同时制造多个抑制了基座基板41的翘曲的振动器件1。
<第2实施方式>
图22是示出第2实施方式的下表面绝缘层的俯视图。
除了下表面绝缘层422的结构不同以外，本实施方式的振动器件1与上述第1实施方式的振动器件1相同。另外，在以下的说明中，关于第2实施方式的振动器件1，以与上述第1实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项，省略其说明。另外，在图22中，对与上述实施方式相同的结构标注相同的标号。
在本实施方式的振动器件1中，如图22所示，下表面绝缘层422具有配置有外部端子442的第1外部端子区域4221、配置有外部端子452的第2外部端子区域4222以及配置有虚拟端子461、462的第3外部端子区域4223。即，虚拟端子461、462彼此配置在同一区域。
另外，将第1外部端子区域4221、第2外部端子区域4222以及第3外部端子区域4223分离的绝缘层非形成区域N具有：第1部分N1，其位于第1外部端子区域4221与第3外部端子区域4223之间，是将彼此相邻的第1边41a和第4边41d连接而形成的；以及第2部分N2，其位于第2外部端子区域4222与第3外部端子区域4223之间，是将彼此相邻的第2边41b和第3边41c连接而形成的。通过采用这样的结构，绝缘层非形成区域N成为具有沿着X轴分割下表面绝缘层422的部分和沿着Y轴分割下表面绝缘层422的部分的结构，因此，能够分别有效地抑制沿着Y轴观察基座基板41时的沿着X轴的两端部的翘曲以及沿着X轴观察基座基板41时的沿着Y轴的两端部的翘曲。
如上所述，在本实施方式的振动器件1中，基座基板41在俯视时呈矩形形状，第1外部端子区域4221和第2外部端子区域4222被绝缘层非形成区域N分离，该绝缘层非形成区域N是将基座基板41的外缘所包含的1条边和与该边相邻的2条边中的任意一条边连接而形成的。具体而言，绝缘层非形成区域N具有：第1部分N1，其是将彼此相邻的第2边41b和第3边41c连接而形成的；以及第2部分N2，其是将彼此相邻的第1边41a和第4边41d连接而形成的，通过这些第1部分N1、第2部分N2，将第1外部端子区域4221与第2外部端子区域4222分离。由此，绝缘层非形成区域N成为具有沿X轴分割上表面绝缘层421的部分和沿Y轴分割上表面绝缘层421的部分的结构，因此，能够分别有效地抑制沿着Y轴观察基座基板41时的沿着X轴的两端部的翘曲以及沿着X轴观察基座基板41时的沿着Y轴的两端部的翘曲。
根据这样的第2实施方式，也能够发挥与上述第1实施方式相同的效果。
<第3实施方式>
图23是示出第3实施方式的下表面绝缘层的俯视图。
除了电极43和下表面绝缘层422的结构不同以外，本实施方式的振动器件1与上述第1实施方式的振动器件1相同。另外，在以下的说明中，关于第3实施方式的振动器件1，以与上述第1实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项，省略其说明。另外，在图23中，对与上述实施方式相同的结构标注相同的标号。
在本实施方式的振动器件1中，如图23所示，省略了虚拟端子461、462。相应地，下表面绝缘层422具有配置有外部端子442的第1外部端子区域4221以及配置有外部端子452的第2外部端子区域4222。
另外，将第1外部端子区域4221和第2外部端子区域4222分离的绝缘层非形成区域N位于第1外部端子区域4221与第2外部端子区域4222之间，是连接彼此对置的第1边41a和第2边41b而形成的。根据这样的结构，能够简单地将第1外部端子区域4221和第2外部端子区域4222分离。
如上所述，在本实施方式的振动器件1中，基座基板41在俯视时呈矩形形状，第1外部端子区域4221和第2外部端子区域4222被绝缘层非形成区域N分离，该绝缘层非形成区域N是将基座基板41的外缘所包含的相对置的一对第1边41a和第2边41b连接而形成的。根据这样的结构，能够简单地使第1外部端子区域4221和第2外部端子区域4222分离。
根据这样的第3实施方式，也能够发挥与上述第1实施方式相同的效果。
<第4实施方式>
图24是示出第4实施方式的振动模块的剖视图。
图24所示的振动模块1000具有支承基板1010、搭载在支承基板1010上的电路基板1020、搭载在电路基板1020上的振动器件1以及对电路基板1020和振动器件1进行模制的模制材料M。
支承基板1010例如是中介层(interposer)基板。在支承基板1010的上表面配置有多个连接端子1011，在下表面配置有多个安装端子1012。另外，在支承基板1010内配置有未图示的内部布线，经由该内部布线将各连接端子1011与所对应的安装端子1012电连接。作为这样的支承基板1010，没有特别限定，例如可以使用硅基板、陶瓷基板、树脂基板、玻璃基板、玻璃环氧基板等。
另外，电路基板1020经由固晶材料而与支承基板1010的上表面接合。在电路基板1020上形成有使振动器件1所具有的振动元件5振荡而生成时钟信号等基准信号的频率的振荡电路1023，在其上表面配置有与振荡电路电连接的多个端子1022。并且，一部分的端子1022经由接合线BW与连接端子1011电连接，一部分的端子1022例如经由焊料等导电性接合部件B3而与振动器件1电连接。
模制材料M对电路基板1020和振动器件1进行模制，以保护它们免受水分、尘埃、冲击等的影响。作为模制材料M，没有特别限定，例如可以使用热固化型的环氧树脂，可以通过传递模制(transfer mold)法进行模制。
以上那样的振动模块1000具有振动器件1。因此，能够享有上述振动器件1的效果，能够发挥优异的可靠性。
<第5实施方式>
图25是示出第5实施方式的电子设备的立体图。
图25所示的膝上型的个人计算机1100应用了具有本应用例的振动器件的电子设备。在该图中，个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104和具有显示部1108的显示单元1106构成，显示单元1106经由铰链构造部而以能够转动的方式被支承在主体部1104上。在这样的个人计算机1100中，例如内置有作为振荡器而使用的振动器件1。
这样，作为电子设备的个人计算机1100具有振动器件1。因此，能够享有上述振动器件1的效果，能够发挥较高的可靠性。
<第6实施方式>
图26是示出第6实施方式的电子设备的立体图。
图26所示的移动电话机1200应用了具有本应用例的振动器件的电子设备。移动电话机1200具有天线、多个操作按钮1202、听筒口1204以及话筒口1206，在操作按钮1202与听筒口1204之间配置有显示部1208。在这样的移动电话机1200中，例如内置有作为振荡器而使用的振动器件1。
这样，作为电子设备的移动电话机1200具有振动器件1。因此，能够享有上述振动器件1的效果，能够发挥较高的可靠性。
<第7实施方式>
图27是示出第7实施方式的电子设备的立体图。
图27所示的数字静态照相机1300应用了具有本应用例的振动器件的电子设备。在机身1302的背面设置有显示部1310，成为根据CCD的拍摄信号进行显示的结构，显示部1310作为将被摄体显示为电子图像的取景器而发挥功能。另外，在机身1302的正面侧(图中背面侧)设置有包含光学透镜或CCD等的受光单元1304。并且，当拍摄者确认在显示部1310中显示的被摄体像而按下快门按钮1306时，该时刻下的CCD的拍摄信号被传送并存储到存储器1308中。在这样的数字静态照相机1300中，例如内置有作为振荡器而使用的振动器件1。
这样，作为电子设备的数字静态照相机1300具有振动器件1。因此，能够享有上述振动器件1的效果，能够发挥较高的可靠性。
另外，除了上述的个人计算机、移动电话机以及数字静态照相机以外，本应用例的电子设备例如还能够应用于智能手机、平板终端、时钟(包括智能手表)、喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、膝上型个人计算机、电视、HMD(头戴显示器)等可佩戴终端、摄像机、录像机、车载导航装置、寻呼机、电子记事本(还包括带通信功能的电子记事本)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、视频电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定设备、移动体终端基站用设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器、网络服务器等。
<第8实施方式>
图28是示出第8实施方式的移动体的立体图。
图28所示的汽车1500是应用了具有本应用例的振动器件的移动体的汽车。在汽车1500中，例如内置有作为振荡器而使用的振动器件1。振动器件1例如能够广泛应用于无钥匙进入、防盗控制系统、车载导航系统、汽车空调、防抱死制动系统(ABS)、安全气囊、轮胎压力监控系统(TPMS：Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制、混合动力汽车或电动汽车的电池监视器、车体姿态控制系统等电子控制单元(ECU：electronic controlunit)。
这样，作为移动体的汽车1500具有振动器件1。因此，能够享有上述振动器件1的效果，能够发挥较高的可靠性。
另外，作为移动体，并不限定于汽车1500，例如也能够应用于飞机、船舶、AGV(无人搬运车)、双足步行机器人、无人机等无人飞机等。
以上，根据图示的实施方式说明了本应用例的振动器件、振动模块、电子设备以及振动器件的制造方法，但本应用例并不限定于此，各部分的结构可以置换为具有同样功能的任意的结构。另外，也可以在本应用例中附加其他任意的结构物。另外，本应用例也可以通过将所述各实施方式中的任意2个以上的结构进行组合而成。
Claims (13)
1.一种振动器件，其中，
该振动器件具有基座、振动元件以及盖体，
所述基座具有：
半导体基板，其具有第1面和与所述第1面处于正反关系的第2面；
第1绝缘层，其配置于所述第1面；
第1内部端子和第2内部端子，它们配置于所述第1绝缘层；
第2绝缘层，其配置于所述第2面，并具有第1外部端子区域和与所述第1外部端子区域分离的第2外部端子区域；
第1外部端子，其配置于所述第1外部端子区域，并与所述第1内部端子电连接；以及
第2外部端子，其配置于所述第2外部端子区域，并与所述第2内部端子电连接，
所述振动元件配置于所述第1面，并与所述第1内部端子和所述第2内部端子电连接，
所述盖体与所述第1面接合，将所述振动元件收纳在所述盖体与所述基座之间。
2.根据权利要求1所述的振动器件，其中，
所述基座在所述第1外部端子区域与所述第2外部端子区域之间具有未配置绝缘层的绝缘层非形成区域。
3.根据权利要求2所述的振动器件，其中，
所述半导体基板在俯视时呈矩形，
在所述俯视时，所述绝缘层非形成区域连接所述半导体基板的对置的一对边。
4.根据权利要求2所述的振动器件，其中，
所述半导体基板在俯视时呈矩形，
在所述俯视时，所述绝缘层非形成区域连接所述半导体基板的1条边和与所述边相邻的2条边中的任意1条边。
5.根据权利要求1所述的振动器件，其中，
所述第2绝缘层还具有：
第3外部端子区域，其与所述第1外部端子区域和所述第2外部端子区域分离；以及
第4外部端子区域，其与所述第1外部端子区域、所述第2外部端子区域和所述第3外部端子区域分离，
所述基座具有配置于所述第3外部端子区域的第3外部端子和配置于所述第4外部端子区域的第4外部端子。
6.根据权利要求5所述的振动器件，其中，
所述基座在所述第1外部端子区域、所述第2外部端子区域、所述第3外部端子区域以及所述第4外部端子区域之间具有未配置绝缘层的绝缘层非形成区域。
7.根据权利要求6所述的振动器件，其中，
所述半导体基板在俯视时呈矩形形状，
在所述俯视时，所述绝缘层非形成区域具有：第1部分，其连接所述半导体基板的外缘所包含的第1边和与所述第1边对置的第2边；以及第2部分，其连接第3边和与所述第3边对置的第4边。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的振动器件，其中，
所述第1绝缘层具有：
第1内部端子区域，其配置有所述第1内部端子；以及
第2内部端子区域，其与所述第1内部端子区域分离，并配置有所述第2内部端子，
在俯视时，所述第1内部端子区域的外缘沿着所述第1内部端子的外缘而位于比所述第1内部端子的外缘靠外侧的位置，
在俯视时，所述第2内部端子区域的外缘沿着所述第2内部端子的外缘而位于比所述第2内部端子的外缘靠外侧的位置。
9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的振动器件，其中，
在俯视时，所述第1外部端子区域的外缘沿着所述第1外部端子的外缘而位于比所述第1外部端子的外缘靠外侧的位置，
在俯视时，所述第2外部端子区域的外缘沿着所述第2外部端子的外缘而位于比所述第2外部端子的外缘靠外侧的位置。
10.一种振动器件，其中，
该振动器件具有基座、振动元件以及盖体，
所述基座具有：
半导体基板，其具有第1面和与所述第1面处于正反关系的第2面；
第1绝缘层，其配置于所述第1面，并具有第1内部端子区域和与所述第1内部端子区域分离的第2内部端子区域；
第1内部端子，其配置于所述第1内部端子区域；
第2内部端子，其配置于所述第2内部端子区域；
第2绝缘层，其配置于所述第2面；
第1外部端子，其配置于所述第2绝缘层，并与所述第1内部端子电连接；以及
第2外部端子，其配置于所述第2绝缘层，并与所述第2内部端子电连接，
所述振动元件配置于所述第1面，并与所述第1内部端子和所述第2内部端子电连接，
所述盖体与所述第1面接合，将所述振动元件收纳在所述盖体与所述基座之间。
11.根据权利要求10所述的振动器件，其中，
在俯视时，所述第1内部端子区域的外缘沿着所述第1内部端子的外缘而位于比所述第1内部端子的外缘靠外侧的位置，
在俯视时，所述第2内部端子区域的外缘沿着所述第2内部端子的外缘而位于比所述第2内部端子的外缘靠外侧的位置。
12.一种振动模块，其中，
该振动模块具有：
权利要求1至11中的任意一项所述的振动器件；以及
振荡电路，其使所述振动元件振荡。
13.一种电子设备，其中，
该电子设备具有权利要求1至11中的任意一项所述的振动器件。
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