JP2007013628A - Manufacturing method of 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、図7に示すように、表面実装可能な圧電振動子として、枠部203Aと振動部203Bとが一体で形成される水晶からなる圧電基板203を、共にガラスからなる蓋201と基板202とで挟んで構成された圧電振動子200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200は、圧電基板203の振動特性を低下させないようにするために、蓋201と基板202とに振動部203Bが収まる程度の凹部210が形成されている。また、圧電基板203の枠部203Aの裏面及び表面の両面には金属層203Cが形成されており、枠部203Aと蓋201、及び、枠部203Aと基板202とが陽極接合により、凹部210を振動部203Bに向けて接合されている。
また、電極を外部に引き回すために、基板202の水晶との接合面にスルーホール204を設けている。この場合、水晶側にスルーホール204の一方の端部を覆う取付電極205が設けられており、水晶と基板202とを接合した後に、スルーホール204内部にスパッタリングで金属膜205を設けて外部電極としている。
Conventionally, as shown in FIG. 7, as a surface-mountable piezoelectric vibrator, a
In such a
In addition, a
この圧電振動子200の製造方法は、まず、蓋201及び基板202が、ウェハから個片にダイシングされる。次に、蓋201及び基板202がウェハから個片にダイシングされた後に、圧電基板203に枠部203Aと振動部203Bとを一体で形成する工程と、この外枠203Aの裏面と表面とに金属層203Cを形成する工程と、蓋201に凹部210を形成する工程と、基板202に凹部210を形成する工程と、基板202にスルーホール204を形成する工程と、枠部203Aの一方の面と蓋201とを陽極接合により凹部210を振動部203Bに向けて接合する工程と、枠部203Aの他方の面と基板202とを陽極接合により凹部210を振動部203Bに向けて接合する工程と、を経て圧電振動子200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、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 the method of manufacturing the
In general, glass frit, resistance welding, seam welding, resin sealing, thermal fusion, EB sealing, and the like are known as hermetic sealing methods for vibrators and oscillators.
また、接合のための金属層と引き出し電極の一部を陽極接合、耐熱接着剤、共晶結合で接合させる封止方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
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、基板精度、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。
また、圧電振動子を発振器に用いる場合は、別途、ICを購入して当該圧電振動子に実装しなければならないため、製造コストが増大していた。
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 the piezoelectric vibrator with the substrate and lid in pieces, the manufacturing equipment becomes complicated to handle each component individually due to factors such as substrate 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. .
In addition, when a piezoelectric vibrator is used as an oscillator, an additional IC must be purchased and mounted on the piezoelectric vibrator, resulting in an increase in manufacturing cost.
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.
また、特許文献2に係る封止方法を、基板をマトリックス状に配列したウェハで扱おうとすると、個々に調整するために引き出し電極の一部を接合のための金属膜と絶縁する必要がある。しかし、このようにすると、陽極接合ができなくなるという問題がある。
Further, if the sealing method according to
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、シリコンからなる基板ウェハと、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ガラスからなる蓋ウェハとから構成され、前記基板ウェハの接合面に金属膜が形成されるとともに、前記各凹部内に収まるように当該基板ウェハに発振器として機能する回路、前記圧電素子を実装する実装パターン、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が形成され、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、前記凹部を塞ぐように前記基板ウェハと前記蓋ウェハとを陽極接合により接合して気密封止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-described problems, the present invention provides a lid wafer made of glass in which a substrate wafer made of silicon, a piezoelectric element mounted on the substrate wafer, and concave portions for sealing the piezoelectric element are provided in a matrix. A metal film is formed on the bonding surface of the substrate wafer, a circuit that functions as an oscillator on the substrate wafer so as to be accommodated in the recesses, a mounting pattern for mounting the piezoelectric element, and this mounting pattern A method of manufacturing a piezoelectric vibrator in which a routing pattern that leads to the outside, an external mounting pattern connected to the routing pattern is formed, and the substrate wafer and the lid wafer are bonded so as to close the concave portion. A piezoelectric element mounting step for mounting the piezoelectric element on a pattern, and the substrate wafer and the lid wafer are positively sealed so as to close the recess. A method of manufacturing a piezoelectric vibrator, comprising: a wafer bonding step for bonding and hermetically sealing by bonding; and an individualization step for dividing the bonded substrate wafer and the lid wafer into individual pieces. is there.
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。また、本発明は、前記金属膜がCr又はAgであっても良い。 In the present invention, the piezoelectric element may be bonded to each mounting pattern by GGI bonding. In the present invention, the metal film may be Cr or Ag.
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、前記圧電素子と接続され、前記凹部内に収まるように前記基板に設けられる発振器として機能する回路と、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、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、前記基板ウェハがシリコン又はガラスからなり、前記蓋ウェハが耐熱性の絶縁材料からなる場合に当該蓋ウェハの接合面に形成され、又は、前記蓋ウェハがシリコン又はガラスからなり、前記基板ウェハが耐熱性の絶縁材料からなる場合に前記基板ウェハの接合面に形成される金属膜と、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 connected to the piezoelectric element, a circuit that functions as an oscillator provided in the substrate so as to fit in the recess, and a substrate wafer so as to fit in the recess. A mounting pattern for mounting the piezoelectric element, a routing pattern for routing the mounting pattern to the outside, an external mounting pattern connected to the routing pattern, the substrate wafer is made of silicon or glass, and the lid wafer is a heat-resistant insulating material Formed on the bonding surface of the lid wafer, or the lid wafer is made of silicon or glass, and the substrate wafer is a heat-resistant insulating material. A metal film wherein formed on the bonding surface of the substrate wafer when Ranaru, a piezoelectric vibrator, characterized in that it comprises, and the piezoelectric element mounted to each mounting pattern.
また、本発明は、前記圧電素子が前記各実装パターンにGGI接合により実装されても良い。また、本発明は、前記金属膜がCr又はAgであっても良い。 In the present invention, the piezoelectric element may be mounted on each mounting pattern by GGI bonding. In the present invention, the metal film may be Cr or Ag.
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.
(第一の実施形態)
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。また、金属膜を基板ウェハ(基板)に形成した場合について説明する。また、特に説明する場合を除き、スルーホールは、基板となる部分の対角線上に位置する2つの隅に設けられる。
(First embodiment)
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. A case where a metal film is formed on a substrate wafer (substrate) will be described. Unless otherwise specified, the through holes are provided at two corners located on the diagonal line of the portion to be the substrate.
図1は、本発明の第一の実施形態に係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、図1におけるA−A断面図であり、図2(b)は、圧電素子を実装した状態の一例を示す断面図である。図3は、蓋ウェハと基板ウェハとを接合する前の状態を示す断面図である。図4(a)は、蓋ウェハと基板ウェハとを接合した後の状態を示す断面図であり、図4(b)は、圧電振動子に個片化した状態を示す断面図である。図5(a)は、スルーホールを四隅に設けた場合における発振器として機能する回路の形成状態の一例を示す概念図であり、図5(b)は、発振器として機能する回路の一例を示す回路図である。図6は、本発明の実施形態にかかる圧電振動子の製造方法の工程の一例を示すフローチャートである。
なお、図1〜図4において、圧電振動子の説明を明確にするために、発振器として機能する回路を省略して記載している。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a state in which the piezoelectric vibrators according to the first embodiment of the present invention are arranged in a wafer shape. 2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating an example of a state in which a piezoelectric element is mounted. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state before the lid wafer and the substrate wafer are bonded together. FIG. 4A is a cross-sectional view showing a state after the lid wafer and the substrate wafer are bonded, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing a state of being separated into piezoelectric vibrators. FIG. 5A is a conceptual diagram illustrating an example of a formation state of a circuit functioning as an oscillator when through holes are provided at four corners, and FIG. 5B is a circuit illustrating an example of a circuit functioning as an oscillator. FIG. FIG. 6 is a flowchart showing an example of steps of a method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1 to FIG. 4, in order to clarify the explanation of the piezoelectric vibrator, a circuit that functions as an oscillator is omitted.
図4に示すように、本発明の圧電振動子100は、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、陽極接合のための金属膜34と、基板10に設けられる発振器として機能する回路60とから構成されている。
なお、本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子の製造方法の説明について、各構成要素の説明の中に含めるものとし、重複する説明を省略する。
As shown in FIG. 4, the
In addition, description of the manufacturing method of the piezoelectric vibrator according to the first embodiment of the present invention is included in the description of each component, and redundant description is omitted.
複数の基板10は、シリコンからなり、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)。
また、各基板10には、後述する発振器として機能する回路60を設けるための回路用凹部19が設けられており、この発振器として機能する回路60と圧電素子40とを気密封止できるようになっている。
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)。
The plurality of
Each
Further, the plurality of
.. Of the substrate wafer KW corresponds to the arrangement position of the
また、基板ウェハKWの表面は、平坦に処理されていてもよい。これは、蓋ウェハFWと陽極接合するために、基板ウェハKWの表面を平坦に処理する。
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、鏡面研磨をして平坦にすることが望ましい。
Further, the surface of the substrate wafer KW may be processed flat. This treats the surface of the substrate wafer KW flatly for anodic bonding with the lid wafer FW.
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 of the substrate wafer KW and the lid wafer FW described later is flattened by mirror polishing.
そして、図5(a)及び(b)に示すように、基板10(基板ウェハKWの基板10となる部分)に発振器として機能する回路(以下、単に「回路」という場合がある。)60を設ける。
この回路60は、図5(b)に示すように、例えば、インバータ61、帰還抵抗Rf、ドレイン抵抗Rd、ゲート容量Cg、ドレイン容量Cdとから構成されている。
接続状態としては、インバータ61と帰還抵抗Rfとが並列接続され、ドレイン抵抗Rdとインバータ61の出力側及び、ドレイン抵抗Rdと帰還抵抗Rfが直列接続となるように接続し、インバータ61と帰還抵抗Rfとが圧電素子40に接続される。この部分を接続部XT1とする。また、ドレイン抵抗Rdと圧電素子40とが接続する部分を接続部XT2とする。接続部XT1は、グランドに接地されたゲート容量Cgに接続するとともに実装パターン31の一方の端子に接続している。また、接続部XT2は、グランドに接地されたドレイン容量Cdに接続するとともに実装パターン31の他方の端子と接続している。
Then, as shown in FIGS. 5A and 5B, a circuit 60 (hereinafter sometimes simply referred to as “circuit”) functioning as an oscillator on the substrate 10 (the portion of the substrate wafer KW that becomes the substrate 10). Provide.
As shown in FIG. 5B, the
As a connection state, the inverter 61 and the feedback resistor Rf are connected in parallel, the drain resistor Rd and the output side of the inverter 61, the drain resistor Rd and the feedback resistor Rf are connected in series, and the inverter 61 and the feedback resistor are connected. Rf is connected to the
なお、これらインバータ61、帰還抵抗Rf、ドレイン抵抗Rd、ゲート容量Cg、ドレイン容量Cdは、実装される圧電素子40と接触しない位置となる基板10に設けても良いし、圧電素子40が実装される面に対して裏面に設けても良い。
また、この回路60には、電力供給するための配線を設けることもできる。
The inverter 61, the feedback resistor Rf, the drain resistor Rd, the gate capacitor Cg, and the drain capacitor Cd may be provided on the
The
また、例えば、図5(a)に示すように、スルーホール11を基板10の四隅に設けた場合、実装パターン31の一方の端子に近いスルーホール11がGND、実装パターン31の他方の端子に近いスルーホール11がFout、GNDと対向するスルーホール11がNC、Foutと対向するスルーホール11がVccとした場合、GNDとなるスルーホール11に近い方の実装パターン31の端子に回路60のXT1が接続され、Foutとなるスルーホール11に近い方の実装パターン31の端子に回路60のXT2が接続されてもよい。
For example, as shown in FIG. 5A, when the through
このように、回路60を構成することにより、当該水晶振動子100を発振器として機能させることができるようになる。したがって、従来のようにICを別途、購入して圧電振動子に実装する必要がないので、ICを購入するコストや実装するコストが不要になるので、圧電振動子100の製造コストを削減することができる。
In this way, by configuring the
ここで、スルーホール11は、回路60を基板に形成する前に設けておく。
Here, the through
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と陽極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、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。なお、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、通電性の材料により設けられる。
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。
また、引き回しパターン32は、実装パターン31と外部実装パターン33とを繋ぐために、基板ウェハKWの基板10上の接合面内に設けられるスルーホール11を介して設けられる。
Also, as shown in FIGS. 1 and 2A, the substrate wafer KW leaves a bonding surface for anodic bonding with the lid wafer FW, that is, the substrate wafer is accommodated in the provided
The mounting
Further, the
金属膜34は、基板ウェハKWの前記接合面に形成され、共有結合可能な材質(酸化物)を用いることができる。特にイオン化傾向の強い材質、例えば、Al,Cr,Ag等が望ましい。
The
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6参照、S1)(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KW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
この状態において、基板ウェハKW上の各圧電素子40,40・・・の周波数調整を行う(図6参照、S2)。
In this state, the frequency of each
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。
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てもよい。これは、基板ウェハKWと陽極接合するために、蓋ウェハFWの表面を平坦に処理している。
And the surface which provided the recessed
この状態において、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とを重ね合わせて陽極接合を行って(図6参照、S3)(ウェハ接合工程)気密封止する。
このとき、基板ウェハKWの接合面に設けられた金属膜と蓋ウェハFWとが接合し、引き回しパターン32が蓋ウェハFWとは接合しない状態となって、基板ウェハKWと蓋ウェハFWとを接合している。
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、陽極接合は、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400℃の温度で500Vから1000Vの電圧を印加することにより行う。
In this state, the substrate wafer KW and the lid wafer FW are overlapped and anodic bonded so that the
At this time, the metal film provided on the bonding surface of the substrate wafer KW is bonded to the lid wafer FW, and the
As a result, the substrate wafer KW and the lid wafer FW are joined, and a plurality of
For anodic bonding, various conditions conventionally used can be applied as they are.
As an example, this is performed by applying a voltage of 500 V to 1000 V at a temperature of 200 ° C. to 400 ° C.
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、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6参照、S4)(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, the 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とが陽極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。
Thus, by using the substrate wafer KW in which the
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、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、基板ウェハ又は蓋ウェハの接合面に金属膜を形成することで、金属膜の形成を容易に行うことができ、また、陽極接合を容易に行うことができ、コストを削減することができる。
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.
Moreover, since the substrate and the piezoelectric element are GGI bonded, bonding is easy, and by forming a metal film on the bonding surface of the substrate wafer or the lid wafer, the metal film can be easily formed. The anodic bonding can be easily performed, and the cost can be reduced.
また、シリコンやガラスといった材料と接合できない耐熱性の絶縁材料との接合が可能となるため、設計の自由度を増すことができ、シリコンやガラスといった材料よりも安価な材料をもちいることができるため、コストを削減することができる。
また、引き回しパターン32が、見かけ上、蓋20と接触はしているが接合状態に無いため、蓋20の変形や熱伝導の影響が、接合している場合に比べて少なくすることができる。
In addition, since it is possible to join a heat-resistant insulating material that cannot be joined to a material such as silicon or glass, the degree of freedom in design can be increased, and a material that is less expensive than a material such as silicon or glass can be used. Therefore, the cost can be reduced.
Further, since the
(第二の実施形態)
次に、本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子について説明する。
本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子(図示せず)は、金属膜(図示せず)が蓋ウェハに形成される点で第一の実施形態と異なる。
このように第二の実施形態に係る圧電振動子を構成しても、第一の実施形態と同様の効果を奏する。
(Second embodiment)
Next, a piezoelectric vibrator according to a second embodiment of the present invention will be described.
The piezoelectric vibrator (not shown) according to the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that a metal film (not shown) is formed on the lid wafer.
Thus, even if the piezoelectric vibrator according to the second embodiment is configured, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
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、圧電素子として水晶の他にセラミック等を用いることもできる。
また、圧電素子の周波数調整を個片化後に行っても良いし、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っても良い。
また、耐熱性の絶縁材料に金属膜を成膜する際に、耐熱性の絶縁材料と金属膜との間にバインダ材を設けても良い。このようにすることにより、耐熱性の絶縁材料と金属膜との結合を強固にすることができる。
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 in addition to quartz.
In addition, the frequency adjustment of the piezoelectric element may be performed after separation, or after the wafer bonding step and before the separation step, it may be inspected whether the bonding state is good.
In addition, when a metal film is formed over the heat-resistant insulating material, a binder material may be provided between the heat-resistant insulating material and the metal film. By doing so, the bond between the heat-resistant insulating material and the metal film can be strengthened.
100 圧電振動子
10 基板
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
34 金属膜
40 圧電素子
41 電極
60 回路(発振器として機能する回路)
KW 基板ウェハ
FW 蓋ウェハ
B バンプ
DESCRIPTION OF
KW Substrate wafer FW Lid wafer B Bump
Claims (6)
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、
前記凹部を塞ぐように前記基板ウェハと前記蓋ウェハとを陽極接合により接合して気密封止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 made of silicon, a piezoelectric element mounted on the substrate wafer, and a lid wafer made of glass provided with a concave portion for sealing the piezoelectric element in a matrix, and the bonding surface of the substrate wafer In addition, a circuit that functions as an oscillator on the substrate wafer, a mounting pattern for mounting the piezoelectric element, a routing pattern for routing the mounting pattern to the outside, and the routing pattern A method of manufacturing a piezoelectric vibrator in which a connected external mounting pattern is formed and the substrate wafer and the lid wafer are bonded so as to close the concave portion,
A piezoelectric element mounting step of mounting the piezoelectric element on each mounting pattern;
A wafer bonding step of airtightly sealing the substrate wafer and the lid wafer by anodic 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.
前記圧電素子と接続され、前記凹部内に収まるように前記基板に設けられる発振器として機能する回路と、
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、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、
前記基板ウェハがシリコン又はガラスからなり、前記蓋ウェハが耐熱性の絶縁材料からなる場合に当該蓋ウェハの接合面に形成され、又は、前記蓋ウェハがシリコン又はガラスからなり、前記基板ウェハが耐熱性の絶縁材料からなる場合に前記基板ウェハの接合面に形成される金属膜と、
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,
A circuit that is connected to the piezoelectric element and functions as an oscillator provided on the substrate so as to be accommodated in the recess;
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, an external mounting pattern connected to the routing pattern,
When the substrate wafer is made of silicon or glass and the lid wafer is made of a heat-resistant insulating material, it is formed on the bonding surface of the lid wafer, or the lid wafer is made of silicon or glass, and the substrate wafer is heat-resistant A metal film formed on the bonding surface of the substrate wafer when made of a conductive insulating material;
The piezoelectric elements mounted on the mounting patterns;
A piezoelectric vibrator comprising:
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