JP2006339896A - Method for manufacturing piezoelectric vibrator and piezoelectric vibrator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面実装可能な圧電振動子の製造方法及び圧電振動子に関する。 The present invention relates to a surface-mountable piezoelectric vibrator manufacturing method and a piezoelectric vibrator.
従来、表面実装可能な圧電振動子として、枠部と振動部とが一体で形成される水晶からなる圧電基板を共にガラスからなる蓋と基板とで挟んで構成された圧電振動子が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このような圧電振動子は、圧電基板の振動特性を低下させないようにするために、蓋と基板とに振動部が収まる程度の凹部が形成されている。また、圧電基板の枠部の裏面及び表面の両面には金属層が形成されており、枠部と蓋、及び、枠部と基板とが陽極接合により、凹部を振動部に向けて接合されている。
Conventionally, as a surface-mountable piezoelectric vibrator, a piezoelectric vibrator configured by sandwiching a piezoelectric substrate made of quartz, in which a frame portion and a vibrating portion are integrally formed, between a glass lid and a substrate has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
In such a piezoelectric vibrator, in order not to deteriorate the vibration characteristics of the piezoelectric substrate, a concave portion is formed in the lid and the substrate so as to accommodate the vibrating portion. In addition, a metal layer is formed on both the back surface and the front surface of the frame portion of the piezoelectric substrate, and the frame portion and the lid, and the frame portion and the substrate are bonded to each other with the concave portion facing the vibration portion by anodic bonding. Yes.
この圧電振動子の製造方法は、まず、蓋及び基板が、ウェハから個片にダイシングされる。次に、蓋及び基板がウェハから個片にダイシングされた後に、圧電素子に枠部と振動部とを一体で形成する工程と、この外枠の裏面と表面とに金属層を形成する工程と、圧電素子に電極を形成する工程と、蓋に凹部を形成する工程と、基板に凹部を形成する工程と、基板にスルーホールを形成する工程と、枠部の一方の面と蓋とを陽極接合により凹部を振動部に向けて接合する工程と、枠部の他方の面と基板とを陽極接合により凹部を振動部に向けて接合する工程と、を経て圧電振動子が製造されている。
なお、一般的に、振動子や発振器の気密封止方法には、ガラスフリット、金属キャン抵抗溶接、シーム溶接、樹脂封止、熱融着、EB封止などが知られている。
In general, glass frit, metal can resistance welding, seam welding, resin sealing, thermal fusion, EB sealing, and the like are known as hermetic sealing methods for vibrators and oscillators.
しかしながら、基板及び蓋が個片の状態で圧電振動子の組み立てを行う場合、部品精度、治具精度、設備精度の諸要因により、各部品を個々に扱うために、製造装置が複雑となって製造装置にかかる管理が煩雑になり、又は、新たな設備を導入する必要が出てしまい、コストが増大する原因となる。
また、基板及び蓋が個片の状態で圧電振動子の組み立てを行う場合、設備が各部品を把持又は/及び固定する必要があるため、圧電振動子の小型低背化が困難な状態になっている。
また、水晶からなる圧電素子は、枠部と振動部とが一体で形成されているために、製造にコストがかかるばかりか、高度なエッチング技術を必要とするために製造に手間がかかっていた。
さらに、水晶をガラスで挟み込んで陽極接合を行うと、水晶とガラスとで膨張係数が異なるため、接合後に応力が残留してしまい、安定した接合状態を得るのが困難であった。
However, when assembling a piezoelectric vibrator with the substrate and lid in pieces, the manufacturing equipment becomes complicated to handle each component individually due to various factors such as component accuracy, jig accuracy, and equipment accuracy. Management related to the manufacturing apparatus becomes complicated, or it becomes necessary to introduce new equipment, which causes an increase in cost.
Further, when assembling the piezoelectric vibrator with the substrate and the lid being in pieces, it is difficult to reduce the size and height of the piezoelectric vibrator because the equipment needs to grip or / and fix each component. ing.
In addition, the piezoelectric element made of quartz is not only costly to manufacture because the frame part and the vibrating part are integrally formed, but it also takes time to manufacture because it requires advanced etching technology. .
Furthermore, when anodic bonding is performed with a quartz crystal sandwiched between glass, the expansion coefficient differs between the quartz crystal and the glass, so that stress remains after bonding, and it is difficult to obtain a stable bonded state.
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、コストを削減し、小型低背化が可能となり、安定した接合状態を得る圧電振動子の製造方法及び圧電振動子を提供することを課題とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a piezoelectric vibrator manufacturing method and a piezoelectric vibrator that solve the above-described problems, reduce costs, enable a reduction in size and height, and obtain a stable bonded state. .
前記課題を解決するため、本発明は、基板ウェハと、この基板ウェハに実装される圧電素子と、この圧電素子を封止するための凹部をマトリクス状に設けた蓋ウェハとから構成され、前記凹部を塞ぐように前記基板ウェハと前記蓋ウェハとが接合される圧電振動子の製造方法であって、前記基板ウェハの表面を平坦に処理する基板ウェハ平坦処理工程と、蓋ウェハと接合する領域に設けられ裏側まで貫通するビアホールと、当該ビアホールから前記凹部の内部に達する溝とを前記基板ウェハに設ける引き出し路形成工程と、前記各凹部内に収まるように当該基板ウェハに前記圧電素子を実装する実装パターン、前記ビアホールと前記溝とを介してこの実装パターンを外部に引き回す引き回しパターン、この引き回しパターンにつながる外部実装パターンを形成するパターン形成工程と、前記各実装パターンに前記圧電素子を実装する圧電素子実装工程と、前記蓋ウェハの接合表面を平坦に処理する蓋ウェハ平坦処理工程と、前記凹部を塞ぐように前記基板ウェハと前記蓋ウェハとを直接接合により接合するウェハ接合工程と、接合された前記基板ウェハと前記蓋ウェハとを個片化する個片化工程とを備える、ことを特徴とする圧電振動子の製造方法である。 In order to solve the above problems, the present invention is composed of a substrate wafer, a piezoelectric element mounted on the substrate wafer, and a lid wafer provided with a recess for sealing the piezoelectric element in a matrix shape, A method of manufacturing a piezoelectric vibrator in which the substrate wafer and the lid wafer are bonded so as to close a recess, the substrate wafer flat processing step for flatly processing the surface of the substrate wafer, and a region bonded to the lid wafer A via hole penetrating to the back side and a groove reaching the inside of the concave portion from the via hole, and forming the piezoelectric element on the substrate wafer so as to be accommodated in the concave portion A mounting pattern, a routing pattern for routing the mounting pattern to the outside through the via hole and the groove, and an external actual connected to the routing pattern. A pattern forming step for forming a pattern, a piezoelectric element mounting step for mounting the piezoelectric element on each mounting pattern, a lid wafer flat processing step for flatly processing the bonding surface of the lid wafer, and closing the recess A piezoelectric vibration comprising: a wafer bonding step for bonding the substrate wafer and the lid wafer by direct bonding; and a singulation step for dividing the bonded substrate wafer and the lid wafer into individual pieces. It is a manufacturing method of a child.
このように、基板がマトリックス状に配列された基板ウェハと、蓋がマトリックス状に配列された蓋ウェハとを用いたことにより、これら基板ウェハと蓋ウェハの固定又は/及び把持が容易に行えるので、基板ウェハに前記圧電素子を実装する実装パターンとこの実装パターンを外部に引き回す引き回しパターンとこの引き回しパターンにつながる外部実装パターンの形成及び圧電素子の実装を容易に行うことができ、また、圧電素子が蓋ウェハの凹部の領域内に納まるように基板ウェハに実装され、さらに、基板ウェハと蓋ウェハとが直接接合されてから個片化されるので、小型低背化の圧電振動子を製造することができる。 Thus, by using the substrate wafer in which the substrates are arranged in a matrix and the lid wafer in which the lids are arranged in a matrix, the substrate wafer and the lid wafer can be easily fixed and / or gripped. It is possible to easily form a mounting pattern for mounting the piezoelectric element on a substrate wafer, a routing pattern for routing the mounting pattern to the outside, an external mounting pattern connected to the routing pattern, and mounting the piezoelectric element. Is mounted on the substrate wafer so as to fit in the recessed area of the lid wafer, and further, the substrate wafer and the lid wafer are directly joined and then separated into individual pieces, so that a small and low-profile piezoelectric vibrator is manufactured. be able to.
また、基板ウェハと蓋ウェハとの接合が直接接合であることにより、接合に接着剤や接着のための層を設ける必要がないため、コストを削減することができる。
また、基板と蓋とが個片の状態で組み立てられる従来の場合と比較して、組み立て搬送のための治具が不要となるため、コストを削減することができる。
また、ビアホールとビアホールから凹部の内部に達する溝とを設け、このビアホールと溝とに引き回しパターンを設けたので、引き回しパターンの厚みによる基板ウェハと蓋ウェハとの接合不良を防止し、安定した接合状態を保つことができる。
Further, since the bonding between the substrate wafer and the lid wafer is a direct bonding, it is not necessary to provide an adhesive or a layer for bonding in the bonding, so that the cost can be reduced.
In addition, compared with the conventional case where the substrate and the lid are assembled in the state of individual pieces, a jig for assembling and transporting is not required, so that the cost can be reduced.
In addition, since a via hole and a groove reaching the inside of the recess from the via hole are provided, and a routing pattern is provided in the via hole and the groove, the bonding failure between the substrate wafer and the lid wafer due to the thickness of the routing pattern is prevented, and stable bonding is achieved. Can keep the state.
また、本発明は、前記基板ウェハと前記蓋ウェハとが同一の材料で構成され、当該材料がシリコン、ガラス、水晶のいずれかであっても良い。
このように、前記基板ウェハと前記蓋ウェハとが同一の材料であって、シリコン、ガラス、水晶のいずれかの材料とすることにより、応力の残留を防止し、直接接合を良好に行うことができる。
In the present invention, the substrate wafer and the lid wafer may be made of the same material, and the material may be any of silicon, glass, and crystal.
As described above, the substrate wafer and the lid wafer are made of the same material, and any of silicon, glass, and quartz can be used to prevent residual stress and to achieve direct bonding. it can.
また、本発明は、前記各実装パターンへの前記圧電素子の接合をGGI接合によりなされても良い。
これにより、陽極接合を基板ウェハと蓋ウェハとで行われるので、製造工程を短縮することができ、また、圧電素子を容易に基板ウェハに実装することができる。
In the present invention, the piezoelectric element may be bonded to each mounting pattern by GGI bonding.
Thereby, since the anodic bonding is performed between the substrate wafer and the lid wafer, the manufacturing process can be shortened, and the piezoelectric element can be easily mounted on the substrate wafer.
また、本発明は、基板と、この基板に実装される圧電素子と、この圧電素子を封止するための凹部が設けられた蓋とから構成され、前記凹部を塞ぐように前記基板と前記蓋とが接合される圧電振動子であって、表面が平坦に処理された前記基板と前記蓋と、前記基板上の前記蓋と接合する領域に設けられ裏側まで貫通するビアホールと、前記ビアホールから前記凹部内に入るように基板上に設けられる溝と、前記各凹部内に収まるように当該基板ウェハに前記圧電素子を実装する実装パターンと、前記ビアホールと前記溝とを介してこの実装パターンを外部に引き回す引き回しパターンと、前記引き回しパターンにつながる外部実装パターンと、前記各実装パターンに実装される前記圧電素子と、を備え、ウェハの状態で直接接合された前記基板と前記蓋とが個片化されてなることを特徴とする圧電振動子である。 The present invention also includes a substrate, a piezoelectric element mounted on the substrate, and a lid provided with a recess for sealing the piezoelectric element, and the substrate and the lid so as to close the recess. A piezoelectric vibrator to which the substrate is bonded, the substrate whose surface is processed flat and the lid, a via hole provided in a region bonded to the lid on the substrate and penetrating to the back side, and the via hole A groove provided on the substrate so as to enter the recess, a mounting pattern for mounting the piezoelectric element on the substrate wafer so as to fit in the recess, and the mounting pattern via the via hole and the groove A routing pattern to be routed, an external mounting pattern connected to the routing pattern, and the piezoelectric element mounted on each mounting pattern, and directly bonded in a wafer state A piezoelectric vibrator, wherein a said a plate cover formed by individual pieces.
このように、ウェハ状になっている基板と蓋とにおいて、蓋に設けられた各凹部内に収まるように当該基板ウェハに前記圧電素子を実装する実装パターンと、この実装パターンを外部に引き回す引き回しパターンと、前記引き回しパターンにつながる外部実装パターンとが基板に形成され、また、圧電素子が基板に接合され、ウェハ状で基板と蓋とが直接接合されているので、圧電振動子を小型低背化することができるようになっている。
また、基板と蓋とが個片の状態で組み立てられる従来の場合と比較して、組み立て搬送のための治具が不要となるので、コストを削減することができるようになっている。
また、基板と圧電素子とがGGI接合されているので接合が容易であり、当該基板と蓋とが直接接合されていることで、接着剤や接着のための層を設ける必要がないため、コストを削減することができるようになっている。
また、ビアホールとビアホールから凹部の内部に達する溝とを設け、このビアホールと溝とに引き回しパターンを設けたので、引き回しパターンの厚みによる基板ウェハと蓋ウェハとの接合不良を防止し、安定した接合状態を保つことができるようになっている。
In this way, in the wafer-like substrate and lid, the mounting pattern for mounting the piezoelectric element on the substrate wafer so as to be accommodated in each recess provided in the lid, and routing for routing the mounting pattern to the outside Since the pattern and the external mounting pattern connected to the routing pattern are formed on the substrate, the piezoelectric element is bonded to the substrate, and the substrate and the lid are directly bonded in the form of a wafer, the piezoelectric vibrator is made small and low-profile. Can be made.
Further, as compared with the conventional case where the substrate and the lid are assembled in the state of an individual piece, a jig for assembling and transporting is not required, so that the cost can be reduced.
In addition, since the substrate and the piezoelectric element are GGI-bonded, the bonding is easy, and since the substrate and the lid are directly bonded, it is not necessary to provide an adhesive or a layer for bonding. Can be reduced.
In addition, since a via hole and a groove reaching the inside of the recess from the via hole are provided, and a routing pattern is provided in the via hole and the groove, the bonding failure between the substrate wafer and the lid wafer due to the thickness of the routing pattern is prevented, and stable bonding is achieved. The state can be maintained.
また、本発明は、前記基板ウェハと前記蓋ウェハとが同一の材料で構成され、当該材料がシリコン、ガラス、水晶のいずれかであっても良い。
このように、前記基板ウェハと前記蓋ウェハとが同一の材料であって、シリコン、ガラス、水晶のいずれかの材料とすることにより、応力の残留を防止し、直接接合を良好に行うことができるようになっている。
In the present invention, the substrate wafer and the lid wafer may be made of the same material, and the material may be any of silicon, glass, and crystal.
As described above, the substrate wafer and the lid wafer are made of the same material, and any of silicon, glass, and quartz can be used to prevent residual stress and to achieve direct bonding. It can be done.
また、本発明は、前記圧電素子がGGI接合によって前記実装パターンに実装しても良い。これにより、基板への圧電素子の接合を容易に行うことができる。 In the present invention, the piezoelectric element may be mounted on the mounting pattern by GGI bonding. Thereby, joining of the piezoelectric element to a board | substrate can be performed easily.
このような圧電振動子の製造方法によれば、コストを削減し、小型低背化を可能とし、基板ウェハと蓋ウェハとの接合状態を安定させることができる。
また、このような圧電振動子によれば、コストを削減し、小型低背化を可能とし、基板と蓋との接合状態を安定させることができる。
According to such a method for manufacturing a piezoelectric vibrator, the cost can be reduced, the size and the height can be reduced, and the bonding state between the substrate wafer and the lid wafer can be stabilized.
Further, according to such a piezoelectric vibrator, the cost can be reduced, the size and the height can be reduced, and the bonding state between the substrate and the lid can be stabilized.
次に、本発明を実施するための最良の形態(以下、「実施形態」という。)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の圧電振動子には、圧電素子としてブランクタイプの水晶が用いられる場合について説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる圧電振動子がウェハ状に配列された状態の一例を示す分解斜視図である。図2(a)は、本発明の実施形態にかかる圧電振動子の製造状態の一例を示す断面図であり、図2(b)は、図2(a)に続く工程を示す断面図であり、図2(c)は(a)のC部拡大図である。図3は、図2(b)に続く工程を示す断面図である。図4(a)は、図3に続く工程を示す断面図であり、図4(b)は、図4(a)に続く工程を示す断面図である。図5は、本発明の実施形態にかかる圧電振動子の製造工程の一例を示すフローチャートである。
Next, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. The case where a blank type crystal is used as the piezoelectric element will be described in the piezoelectric vibrator of the present invention.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a state in which piezoelectric vibrators according to an embodiment of the present invention are arranged in a wafer shape. FIG. 2A is a cross-sectional view showing an example of a manufacturing state of the piezoelectric vibrator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing a process following FIG. 2A. FIG. 2C is an enlarged view of part C of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step following FIG. FIG. 4A is a cross-sectional view showing a process following FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing a process following FIG. 4A. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the piezoelectric vibrator according to the embodiment of the present invention.
図4に示すように、本発明の圧電振動子100は、ビアホール11と溝12とを有する基板10と、凹部21を有する蓋20と、圧電素子40と、凹部21内に収まるように基板10に設けられる圧電素子40を実装する実装パターン31と、この実装パターン31を外部に引き回す引き回しパターン32と、この引き回しパターン32につながる外部実装パターン33と、から構成されている。
なお、基板と蓋との材料を共に同一のガラスとして説明するが、ガラスの他にシリコン、水晶を用いることもできる。
As shown in FIG. 4, the
In addition, although the material of a board | substrate and a lid | cover is demonstrated as the same glass, silicon | silicone and quartz can also be used besides glass.
複数の基板10は、ガラスからなり、個片化される前においてマトリックス状に配列されており、全体でウェハ(以下、「基板ウェハ」という。)の状態となっている(図1参照)。
The plurality of
また、複数の蓋20は、ガラスからなり、個片化される前において凹部21がマトリックス状に配列されており、全体でウェハ(以下、「蓋ウェハ」という。)の状態となっている(図1参照)。
なお、基板ウェハKWのそれぞれの基板10,10・・・の配列位置は、蓋ウェハFWのそれぞれの蓋20,20・・・の配列位置と対応している(図1参照)。
Further, the plurality of
.. Of the substrate wafer KW corresponds to the arrangement position of the
基板ウェハKWの表面は、平坦に処理されている。これは、蓋ウェハFWと直接接合するために、基板ウェハKWの表面を平坦に処理している(図5参照、S1)(基板ウェハ平坦処理工程)。
なお、基板ウェハKWへの処理や加工を行う場合、例えば、吸引式の固定ベッドが備えられた加工機(図示せず)を用いることで、基板ウェハKWを容易に固定することができる。
また、基板ウェハKW及び後述する蓋ウェハFWの表面の平坦処理は、鏡面研磨等をして平坦にすることが望ましい。
The surface of the substrate wafer KW is processed flat. In this process, the surface of the substrate wafer KW is processed flatly so as to be directly bonded to the lid wafer FW (see FIG. 5, S1) (substrate wafer flat processing step).
When processing or processing the substrate wafer KW, the substrate wafer KW can be easily fixed by using, for example, a processing machine (not shown) provided with a suction type fixed bed.
Further, it is desirable that the surface treatment of the substrate wafer KW and the lid wafer FW described later is made flat by mirror polishing or the like.
図2(c)に示すように、この基板ウェハKWには、各基板10となる部分であって蓋ウェハFWとの接合面にビアホール11が設けられており、このビアホール11から蓋ウェハFWに設けられる凹部21の内部に納まるように、溝12が基板上に設けられる(図5参照、S2)(引き出し路形成工程)。
ビアホール11は、基板10を厚さ方向に貫通しており、後述する引き回しパターン32により埋められることとなる。
As shown in FIG. 2C, the substrate wafer KW is provided with a via
The via
また、図1及び図2(a)に示すように、基板ウェハKWには、蓋ウェハFWと直接接合するための接合面を残して、つまり、設けられた凹部21内に収まるように基板ウェハKWの基板10となる部分に実装パターン31を形成し、ビアホール11と溝12とを介して実装パターン31を外部に引き回す引き回しパターン32と外部実装パターン33とを基板10となる部分に形成されている(図5参照、S3)(パターン形成工程)。
実装パターン31と引き回しパターン32と外部実装パターン33とは通電性のある材料からなり、引き出しパターン32は、ビアホール11と溝12とに充填されて、ビアホール11と溝12とを埋めるように設けられる。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the substrate wafer KW leaves a bonding surface for direct bonding to the lid wafer FW, that is, the substrate wafer is accommodated in the provided
The mounting
これら実装パターン31,引き回しパターン32,外部実装パターン33は、Auが用いられ、圧電素子40を実装する実装パターン31とこの実装パターン31を外部に引き回す引き回しパターン32とが接続され、引き回しパターン32と外部実装パターン33とが接続された状態となっている。
The mounting
図2(b)に示すように、実装パターン31には、電極41が形成された圧電素子40がGGI接合により実装される(図5参照、S4)(圧電素子実装工程)。
この圧電素子40に形成された電極41は、Auであって、圧電素子40の表面上に膜状に形成されるとともに、前記実装パターン31上に実装される部分にバンプBが形成されている。
As shown in FIG. 2B, the
The
このように圧電素子40が実装された基板ウェハKWには、マトリックス状に配列された基板10に対応してそれぞれ実装パターン31と引き回しパターン32と外部実装パターン33が形成され、各実装パターン31に圧電素子40が実装される。したがって、圧電素子40が基板ウェハKFにマトリックス状に配列された状態になる。
On the substrate wafer KW on which the
また、蓋ウェハFWには、蓋20となるそれぞれの部分に、凹部21がマトリックス状に形成されている。
この凹部21は、基材ウェハKWに実装される後述する圧電素子40と接触しない程度に蓋ウェハFWの蓋20となる部分に形成される(図5参照、S5)(凹部形成工程)。
なお、蓋ウェハFWへの加工や搬送を行う場合、例えば、吸引式の固定アームが備えられた加工機(図示せず)を用いることで、蓋ウェハFWを容易に固定することができる。
In addition, in the lid wafer FW,
The
When processing or transporting the lid wafer FW, the lid wafer FW can be easily fixed by using, for example, a processing machine (not shown) provided with a suction type fixing arm.
そして、蓋ウェハFWの凹部21を設けた表面、すなわち、基板ウェハKWと接合する表面が平坦に処理されている。これは、基板ウェハKWと直接接合するために、蓋ウェハFWの表面を平坦に処理している(図5参照、S6)(蓋ウェハ平坦処理工程)。なお、蓋ウェハ平坦処理工程は、凹部形成工程より先に行っても良い。
And the surface which provided the recessed
この状態において、図3〜図4(a)に示すように、圧電素子40が蓋ウェハFWに形成した凹部21内に収まるように、基板ウェハKWと蓋ウェハFWとを重ね合わせて直接接合を行う(図5参照、S7)(ウェハ接合工程)。
これにより、基板ウェハKWと蓋ウェハFWとが接合された状態となり、複数の圧電振動子100,100・・・がマトリックス状に配列されたウェハとなる。
なお、直接接合は、従来から用いられている諸条件をそのまま適用することができる。
一例として、200℃から500℃の温度で所定の時間熱処理をする。
In this state, as shown in FIGS. 3 to 4A, the substrate wafer KW and the lid wafer FW are overlapped and directly bonded so that the
As a result, the substrate wafer KW and the lid wafer FW are joined, and a plurality of
In addition, various conditions conventionally used can be applied as they are for direct bonding.
As an example, heat treatment is performed at a temperature of 200 ° C. to 500 ° C. for a predetermined time.
このようにマトリックス状に配列された複数の圧電振動子100,100・・・、つまり、図4(b)に示すように、ウェハの状態で接合されている各基板10と蓋20とを、ダイシングやレーザなどを用いて個片化する(図5参照、S8)(個片化工程)。このように構成すると、一度に複数の圧電振動子100,100・・・が得られる。
In this way, a plurality of
このように、基板10がマトリックス状に配列された基板ウェハKWと、蓋20がマトリックス状に配列された蓋ウェハFWとを用いたことにより、これら基板ウェハKWと蓋ウェハFWの固定又は/及び把持が容易に行えるので、実装パターン31と引き回しパターン32と外部実装パターン33の形成及び圧電素子40の実装を基板ウェハKWに容易に行うことができ、また、圧電素子40が蓋ウェハFWの凹部21内に納まるように基板ウェハKWに実装され、さらに、基板ウェハKWと蓋ウェハFWとが直接接合されるので、小型低背化の圧電振動子100とすることができる。
また、圧電素子40の基板ウェハKWへの実装がGGI接合(金金接合)で行われることにより、圧電素子40の実装が容易となり、また、基板ウェハKWと蓋ウェハFWとの接合が直接接合であることにより、接合に接着剤や接着のための層を設ける必要がないため、コストを削減することができる。また、基板10と蓋20とが個片の状態で組み立てられる従来の場合と比較して、組み立て搬送のための治具が不要となるため、コストを削減することができる。
Thus, by using the substrate wafer KW in which the
Further, mounting of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、圧電素子としてセラミック等を用いることもできる。
また、圧電素子実装工程の後であってウェハ接合工程の前に、周波数調整を行う圧電素子周波数調整工程を行っても良いし、ウェハ接合工程の後であって個片化工程の前に、接合状態が良好か否かの検査を行う工程を行っても良い。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, ceramic or the like can be used as the piezoelectric element.
Further, after the piezoelectric element mounting process and before the wafer bonding process, a piezoelectric element frequency adjustment process for adjusting the frequency may be performed, or after the wafer bonding process and before the singulation process, You may perform the process of test | inspecting whether a joining state is favorable.
100 圧電振動子
10 基板
11 ビアホール
12 溝
20 蓋
21 凹部
31 実装パターン
32 引き回しパターン
33 外部実装パターン
40 圧電素子
41 電極
KW 基板ウェハ
FW 蓋ウェハ
B バンプ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板ウェハの表面を平坦に処理する基板ウェハ平坦処理工程と、
前記蓋ウェハと接合する領域に設けられ裏側まで貫通するビアホールと当該ビアホールから前記凹部の内部に達する溝とを前記基板ウェハに設ける引き出し路形成工程と、
前記各凹部内に収まるように当該基板ウェハに前記圧電素子を実装する実装パターン、前記ビアホールと前記溝とを介してこの実装パターンを外部に引き回す引き回しパターン、この引き回しパターンにつながる外部実装パターンを形成するパターン形成工程と、
前記各実装パターンに前記圧電素子を実装する圧電素子実装工程と、
前記蓋ウェハの接合表面を平坦に処理する蓋ウェハ平坦処理工程と、
前記凹部を塞ぐように前記基板ウェハと前記蓋ウェハとを直接接合により接合するウェハ接合工程と、
接合された前記基板ウェハと前記蓋ウェハとを個片化する個片化工程とを備える、
ことを特徴とする圧電振動子の製造方法。 A substrate wafer, a piezoelectric element mounted on the substrate wafer, and a lid wafer in which concave portions for sealing the piezoelectric elements are provided in a matrix, and the substrate wafer and the lid so as to close the concave portion A method of manufacturing a piezoelectric vibrator bonded to a wafer,
A substrate wafer flat processing step for flatly processing the surface of the substrate wafer;
A lead-out path forming step in which a via hole penetrating to the back side provided in a region bonded to the lid wafer and a groove reaching the inside of the concave portion from the via hole are formed in the substrate wafer;
A mounting pattern for mounting the piezoelectric element on the substrate wafer so as to fit in the recesses, a routing pattern for routing the mounting pattern to the outside via the via hole and the groove, and an external mounting pattern for connecting to the routing pattern are formed. Pattern forming process,
A piezoelectric element mounting step of mounting the piezoelectric element on each mounting pattern;
A lid wafer flat processing step for flatly processing the bonding surface of the lid wafer;
A wafer bonding step of bonding the substrate wafer and the lid wafer by direct bonding so as to close the concave portion;
A process for dividing the bonded substrate wafer and the lid wafer into individual pieces,
A method of manufacturing a piezoelectric vibrator.
表面が平坦に処理された前記基板と前記蓋と、
前記基板上の前記蓋と接合する領域に設けられ裏側まで貫通するビアホールと、
前記ビアホールから前記凹部内に入るように基板上に設けられる溝と、
前記各凹部内に収まるように当該基板ウェハに前記圧電素子を実装する実装パターンと、前記ビアホールと前記溝とを介してこの実装パターンを外部に引き回す引き回しパターンと、前記引き回しパターンにつながる外部実装パターンと、
前記各実装パターンに実装される前記圧電素子と、
を備え、
ウェハの状態で直接接合された前記基板と前記蓋とが個片化されてなることを特徴とする圧電振動子。 A piezoelectric device comprising a substrate, a piezoelectric element mounted on the substrate, and a lid provided with a recess for sealing the piezoelectric element, and the substrate and the lid are joined so as to close the recess. A vibrator,
The substrate whose surface has been treated flat and the lid;
A via hole that is provided in a region bonded to the lid on the substrate and penetrates to the back side;
A groove provided on the substrate so as to enter the recess from the via hole;
A mounting pattern for mounting the piezoelectric element on the substrate wafer so as to be accommodated in the recesses, a routing pattern for routing the mounting pattern to the outside via the via hole and the groove, and an external mounting pattern connected to the routing pattern When,
The piezoelectric elements mounted on the mounting patterns;
With
A piezoelectric vibrator characterized in that the substrate and the lid that are directly bonded in a wafer state are separated into pieces.
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