JP2006211411A

JP2006211411A - 圧電振動子の製造方法

Info

Publication number: JP2006211411A
Application number: JP2005022019A
Authority: JP
Inventors: Akira Ito; 章伊藤; Hirokazu Kobayashi; 宏和小林
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】ガラスなどから構成の蓋体に両面が覆われて封止された圧電振動子の製造を可能とするパッケージ形状の実現。
【解決手段】ウエハ上に形成の枠部１と、その内側に配置の圧電振動子片２とが一体形成された矩形圧電振動子片を用い、第１電極に接続して圧電振動子片２の接続部６を介しての引き回し電極形成工程と、第２電極に接続して圧電振動子片２の接続部６を介しての引き回し電極形成工程と、前記引き回し電極の蓋体に当接する箇所に切り欠き部のある蓋体４を用意し、前記枠部１とこの内側に配置の圧電振動子片２とが一体形成された矩形の圧電振動子片と前記圧電振動子片の引き回し電極の蓋体に対向する箇所に切り欠き部のある第１の蓋体４と第２の蓋体５と接合する工程と、前記接合工程を終えてから前記蓋体の切り欠き部を蓋体にあるスルーホールを通して封止する工程とによりパッケージを得る構成。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラスなどから構成された蓋体で両面が覆われて封止された水晶振動子の製造を可能とするパッケージ形状に関する。

近年に代表される移動体通信機器や携帯電話は個人向け携帯電話の小型軽量化及び高周波化にともない、それらに用いられる圧電振動子やフィルタ等も、より一層の小型化及び高周波化が求められている。この要求に応えるため、従来の圧電部品は小型化、薄型化のパッケージの適用が急速に需要を必要としてきている。

一方、水晶振動子、水晶フィルタやＳＡＷフィルタなどの圧電素子は、周囲の温度や湿度の変化、あるいは微細な異物に影響されて特性が微妙に変化することや、機械的振動や衝撃によって破損しやすい。このため、上述した素子は、パッケージに封止して使用に供されている。パッケージの方式としては、気密封止方式と樹脂封止方式とに分けられ、気密封止方式では主にセラミックス材料が用いられている。また、より安価な気密封止方式として、プラスチックを用いた気密封止方式のプラスチックパッケージも実現されている。

従来のパッケージは、素子個別にパッケージを形成しているが、これに対し、複数の素子が同時に形成されているウエハレベルで、封止された状態とした後、個々の素子（チップ）に切り出してパッケージされたチップの状態とする技術も提案されている。この種の技術は、複数の圧電振動子片が形成された圧電ウエハに、ガラスウエハを貼り合わせて圧電振動子片の部分が封止された状態としている。

従来の技術で封止するパッケージは、近年の小型化する圧電部品が従来の製造工程と同様に製造できないくらいまでに小型化が進むので、個々の圧電素子の形態を、製造工程では大きなウエハの状態で進めることができるウエハレベル加工は、製造全般での取り扱いを改善することができる。
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
特開平０９−１９９９７７号公報特開２０００−２６９１０６号公報

上述した従来の技術は、圧電振動子片と蓋体とを接合により貼り合わせ一体化した圧電振動子の形態である。ここでの接合は分子間レベルによる材料の接合方法を用いているもので、接合面は平坦度、清潔度が高い水準で確保されていることが必要となっている。また、接合面には金属薄膜などにより凹凸が生じると接合ができないので、接合部分には金属薄膜を形成できない。

従来の技術を記載する特許文献１でも上記の点を考慮した圧電振動子形態内容が書かれているが、接合のひとつである直接接合では上述するように接合面に金属薄膜の介在は邪魔になってしまうために、圧電振動子の電極からの引き回し配線が蓋体と接触しないように開口部を設けたものである。

以上のような接合状況であることから、枠部とこの内側に配置された圧電振動子片とが一体に形成された矩形の圧電振動子片を挟むようにして蓋体と接合する場合で、その接合方法に直接接合を用いたときには、圧電振動片から引き回す電極部分を接合面を避けて配線する必要があり、かつ、製造工程の簡略化と気密封止時の信頼性を高めるといった課題がある。

上述の目的を達成するために本発明は、枠部とこの内側に配置された圧電振動子片とが一体に形成された矩形の前記圧電振動子片の前記第１主面に形成された第１電極および前記圧電振動子片の前記第２の主面側に形成された第２電極と、前記第１電極から圧電振動子片と前記枠との接続部を介して、また前記第２電極から圧電振動子片と前記枠との接続部を介して各々が圧電振動子の端子電極と接続され、前記圧電振動子片の第１主面の前記枠部及び前記第１主面とは反対の第２の主面側の前記枠部に接合された前記第１の蓋体と第２の蓋体と接合された圧電振動子の製造方法において、ウエハ上に形成する枠部とこの内側に配置された圧電振動子片とが一体に形成された矩形の圧電振動子片を用い、前記第１電極に接続して圧電振動子片の接続部を介して引き回し電極を形成する工程と、前記第２電極に接続して圧電振動子片の接続部を介して引き回し電極を形成する工程と、前記引き回し電極の蓋体に当接する箇所に切り欠き部のある蓋体を用意して、前記枠部とこの内側に配置された圧電振動子片とが一体に形成された矩形の圧電振動子片に前記圧電振動子片の引き回し電極の蓋体に対向する箇所に切り欠き部のある第１の蓋体と第２の蓋体と接合する工程と、前記接合工程を終えてから前記蓋体の切り欠き部を封止する工程とから成ることを特徴とする圧電振動子の製造方法である。

上述するように、従来の課題で述べる接合した後の圧電振動子片からの引き回し線（配線パターン部分）が、接合時の妨げにならないように、引き回し線に該当する蓋体部分を僅かに削除した蓋体を用いて、封止が完了後に露出する引き回し線の蓋体の一部を塞ぐことで課題を解決するものである。

以上説明したように、本発明によれば、直接接合により圧電振動子を得た場合であっても、接合面における封止品質を損なわずに良好な圧電振動子の製造を可能とする。また、本発明の製造方法はウエハ単位での製造工程を確立することができることから、今後更に小型化する圧電振動子の形態にも対応することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示すものとする。図１は、本発明の実施の形態における水晶振動子パッケージの構成例を示し、ダイシング後の個々の振動子を分離して描画した斜視図（ａ）及び部分拡大図（ｂ）である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の丸部を拡大したときを模式図的に示している。図１に示す水晶振動子パッケージは、枠部１，水晶振動子片２，蓋体４，５とから構成されている。水晶振動子片２は、枠部１の内側に配置され、接続部３により固定されている。枠部１と水晶振動子片２とは、１枚の水晶板を加工することで、略矩形の水晶振動子片として一体に形成されたものである。また、蓋体４，５も、略矩形に形成されたものである。

また、図１（ｂ）では詳細は図示していないが、蓋体４（蓋体５）は枠部１に固定（接合）され、内側に封止された空間を備えてパッケージを構成している。この封止されている空間内に、水晶振動子片２が配置されている。図１（ｂ）において示される斜線部は水晶振動子片１の表面に形成される引き回し電極６であり、この引き回し電極６が接合面そのままにあると接合が出来ないために、蓋体４の一部引き回し電極６と対向する箇所の蓋体に切り欠いた構造を示したものである。

図１では水晶振動子片２の片方から表裏の電極を回し込んだもので、片側で水晶振動子片２を支持した形態を示している。

一方図２に示すのは、図１と同様の考えではあるが、水晶振動子片２の両方の面に電極６が形成され、その引き回し電極６を水晶振動子片２の長手方向の両端で支持し引き回した形態を持った状態を示している図１同様の、斜視図（ａ）及び部分拡大図（ｂ）である。図２（ｂ）では、長手方向の一方しか描画していないが、もう一方端（短手）にも同様の切り欠き部を設けており、蓋体４の一部引き回し電極６と対向する箇所の蓋体を切り欠いた構造を示したものである。

図１、図２共に、接合後は蓋体４の切り欠き部を、蓋体にあるスルーホール（貫通孔）に蒸着やロウ材などにより塞ぐことにより、接合部に露出する引き回し電極６を被い、同時に水晶振動子片２の環境を密閉容器構造にすることができる。上述の内容を製造方法の観点からみると次のようになる。

本発明は、上述する水晶振動子の蓋体４と蓋体５とにより、水晶振動子片２を挟むようにして封止する場合に、水晶振動子片２から延出する引き回し電極６による接合時の阻害を解消するものであり、水晶振動子片２と蓋体の接合時には水晶振動子片２から延出する引き回し電極６が有っても直接接合を実現するものである。

そのために本発明は、枠部とこの内側に配置された水晶振動子片とが一体に形成された矩形の水晶振動子片は、前記水晶振動子片の前記第１主面に形成された第１電極および前記水晶振動子片の前記第２の主面側に形成された第２電極と、前記第１電極から水晶振動子片と前記枠との接続部を介して、また前記第２電極から水晶振動子片と前記枠との接続部を介して各々が水晶振動子の端子電極と接続され、前記水晶振動子片の第１主面の前記枠部及び前記第１主面とは反対の第２の主面側の前記枠部に接合された第１の蓋体と第２の蓋体と接合された水晶振動子の製造方法において、ウエハ上に形成する枠部とこの内側に配置された水晶振動子片とが一体に形成された矩形の水晶振動子片を用い、前記第１電極に接続して水晶振動子片の接続部を介して引き回し電極６を形成する工程と、前記第２電極に接続して水晶振動子片の接続部を介して引き回し電極６を形成する工程と、前記引き回し電極６の蓋体に当接する箇所に切り欠き部のある蓋体を用意して、前記枠部とこの内側に配置された水晶振動子片とが一体に形成された矩形の水晶振動子片と前記水晶振動子片の引き回し電極６の蓋体に対向する箇所に切り欠き部のある第１の蓋体と第２の蓋体と接合する工程と、前記接合工程を終えてから前記蓋体の切り欠き部を蓋体にあるスルーホールを通して封止する工程とから成ることを特徴とする水晶振動子の製造方法である。

また、本発明は連続した蓋体などで構成するので、図３に示す模式図のような概念となる。その一例として、図１と図２の形態の場合を例にして説明する。図３（ａ）は蓋体４を連続して形成した場合に、蓋体４と蓋体４とを連続で形成し、その連結部には一例としてすり鉢状の貫通孔を形成する。この貫通孔と図３（ｂ）に示すような切り欠き部を持った蓋体を得て、図４に示す流れにより水晶振動子を得ることができる。よって蓋体４の連結部のダイシング箇所で個々に切断されるものである。なお、図３（ｂ）には切り欠き部と接続し蓋体の一部に外部電極を形成した概念図をハッチング（Ａ）で示している。図３（ｂ）は一部の描画のため、水晶振動子のもう一端の外部電極は図示していない。

従って、本発明に用いる蓋体には引き回し電極６と対向する場所に切り欠き部が形成されており、この蓋体を用いることで従来の課題を解消するものである。なお、図４は上述する本発明の製造工程のフローを簡単に示したものである。なお、引き回し電極６を水晶振動子片の片側に引き回す手法には、枠体の側面に引き回し電極を形成するなどして、水晶振動子片の一部に貫通するスルーホールを形成されていれば良い。

本発明の一実施の形態における水晶振動子の構成例を示す模式図である。斜視図（ａ）及び要部部分拡大図（ｂ）である。本発明の他の実施例の水晶振動子の構成例を示す模式図である。斜視図（ａ）及び要部部分拡大図（ｂ）である。本実施例で、連続した蓋体を用いたときの一実施例をしめす斜視図（ａ）及び外部電極を示す拡大図（ｂ）である。本発明の接合方法の一部を説明するフロー図である。

符号の説明

１枠部
２水晶振動子片
３接続部
４，５蓋体
６引き回し電極

Claims

枠部とこの内側に配置された圧電振動子片とが一体に形成された矩形の前記圧電振動子片の第１主面に形成された第１電極および前記圧電振動子片の第２の主面側に形成された第２電極と、前記第１電極から圧電振動子片と前記枠との接続部を介して、また前記第２電極から圧電振動子片と前記枠との接続部を介して各々が圧電振動子の端子電極と接続され、前記圧電振動子片の第１主面の前記枠部及び前記第１主面とは反対の第２の主面側の前記枠部に接合された前記圧電振動子片に第１の蓋体と第２の蓋体と接合された圧電振動子の製造方法において、
ウエハ上に形成する枠部とこの内側に配置された圧電振動子片とが一体に形成された矩形の圧電振動子片を用い、前記第１電極に接続して圧電振動子片の接続部を介して引き回し電極を形成する工程と、前記第２電極に接続して圧電振動子片の接続部を介して引き回し電極を形成する工程と、前記引き回し電極の蓋体に当接する箇所に切り欠き部のある蓋体を用意して、前記枠部とこの内側に配置された圧電振動子片とが一体に形成された矩形の圧電振動子片に前記圧電振動子片の引き回し電極の蓋体に対向する箇所に切り欠き部のある第１の蓋体と第２の蓋体と接合する工程と、前記接合工程を終えてから前記蓋体の切り欠き部を封止する工程とから成ることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
請求項１に記載の蓋体とは、第１の蓋体あるいは第２の蓋体のいずれかに切り欠き部を施していることを特徴とする圧電振動子の製造方法。