JP2007165503A - Hermetic seal structure, piezoelectric device and its manufacturing method - Google Patents

Hermetic seal structure, piezoelectric device and its manufacturing method Download PDF

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JP2007165503A JP2005358579A JP2005358579A JP2007165503A JP 2007165503 A JP2007165503 A JP 2007165503A JP 2005358579 A JP2005358579 A JP 2005358579A JP 2005358579 A JP2005358579 A JP 2005358579A JP 2007165503 A JP2007165503 A JP 2007165503A
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mask
cutting
lid
manufacturing
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Takahiro Kuroda
貴大 黒田
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an insulation substrate and a piezoelectric device which can effectively prevent cracking and chipping, while attaining a smooth surface condition and a nice chamfered end face without enlarging a cutting groove more than necessary. <P>SOLUTION: The insulation substrate 31 or 33 is used as part of a base material to mount an electronic component therein or integrally join it thereto. The method of manufacturing therefor comprises a masking process wherein a mask 52 having openings formed along the cutting grooves for dividing a wafer substrate 51 into a plurality of insulation substrates is set up with respect to the wafer substrate 51, for forming the plurality of insulation substrates all at the same time; a blasting process wherein blasting is carried out according to the processing pattern of the mask; an etching process of conducting finishing chemical etching with the mask arranged as it is; and a cutting process of dicing the wafer substrate 51 along the cutting grooves after peeling off the mask. In the blasting process, processing is carried out at a larger width than the cutting width of the cutting process by dicing. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子部品を気密に収容する気密封止構造と、圧電デバイスおよびその製造方
法の改良に関する。
The present invention relates to a hermetic sealing structure that hermetically accommodates electronic components, a piezoelectric device, and an improved manufacturing method thereof.

HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード
等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通
信機器において、圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
図8に示す圧電デバイス1は、パッケージ2内に電子部品である圧電振動片を収容し、
蓋体であるリッド3をパッケージに気密に接合する構造である(特許文献1、図1,図2
参照)。
このような電子部品を収容するためのパッケージの基本的な部品は、絶縁性の基板であ
り、例えば、上記蓋体であるリッドなどは、例えば、所定の大きさを備える絶縁性の基板
(ウエハ)を縦横に切断して形成される。
また、図8に示されているように、パッケージ2を構成するリッド3のコーナー部や各
稜線部分は、ワレやカケが生じやすく、パッケージ破損の原因ともなることから、符号M
1で示す各箇所のように面取りを施すのが好ましい。
Piezoelectric devices such as piezoelectric vibrators and piezoelectric oscillators in small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems Is widely used.
A piezoelectric device 1 shown in FIG. 8 accommodates a piezoelectric vibrating piece as an electronic component in a package 2.
The lid 3 is a structure that airtightly joins the lid 3 to the package (Patent Document 1, FIGS. 1 and 2).
reference).
The basic component of the package for accommodating such electronic components is an insulating substrate. For example, the lid as the lid body is, for example, an insulating substrate (wafer) having a predetermined size. ) Cut vertically and horizontally.
Further, as shown in FIG. 8, the corner portion and each ridge line portion of the lid 3 constituting the package 2 are likely to be cracked and chipped, and cause damage to the package.
It is preferable to chamfer like each part shown by 1.

特開平7−154183号JP 7-154183 A

図9は、このようなリッド3を形成する方法の一例を示している。
図9に示すように、リッド層3−1は、図8のリッド3が複数個同時に取れる大きさの
ウエハであって、該ウエハ3−1に縦横の切断溝を設け、該切断溝に沿って切断分離する
ことで、図8の矩形のリッド3を得るようにしている。
この場合、図9に符号C0で示すように、ウエハ3−1には、切断溝を形成するために
、予め材料厚みを薄くしたライン状の脆弱部を形成する必要がある。
FIG. 9 shows an example of a method for forming such a lid 3.
As shown in FIG. 9, the lid layer 3-1 is a wafer having a size that allows a plurality of the lids 3 of FIG. 8 to be taken simultaneously. The wafer 3-1 is provided with vertical and horizontal cutting grooves, and along the cutting grooves. The rectangular lid 3 shown in FIG. 8 is obtained by cutting and separating.
In this case, as indicated by the symbol C0 in FIG. 9, it is necessary to form a line-shaped fragile portion whose material thickness is previously reduced in the wafer 3-1, in order to form a cutting groove.

図9のC0の箇所について、W1のライン幅となるようにマスクを施し、ウエットエッ
チングを行うと、ウエハ材料によっては、そのエッチング等方性により、内部で孔がW2
に拡がり、その結果ダイシング用の切断溝もしくは脆弱部の幅が必要以上に大きくなって
しまい、適切な面取り形状を得ることができないという問題がある。
そこで、ウエットエッチングではなく、例えば、微細な粒子を吹きつけて行うブラスト
加工により、切断溝を形成する方法もある。
この場合には、加工面がきわめて粗くなってしまい、場合によっては表面に「欠け」(
カケ)が入ることも考えられ、面取りによる効果を得ることができない。
When a mask is applied to the position C0 in FIG. 9 so as to have a line width of W1 and wet etching is performed, depending on the wafer material, due to the etching isotropy, a hole is formed inside W2.
As a result, the width of the dicing cutting groove or the fragile portion becomes larger than necessary, and there is a problem that an appropriate chamfered shape cannot be obtained.
Therefore, there is a method of forming the cut grooves by blasting performed by spraying fine particles instead of wet etching.
In this case, the machined surface becomes extremely rough, and in some cases, the surface is “chipped” (
It is also possible that cracks will enter, and the effect of chamfering cannot be obtained.

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、切断溝を必要以上に大きくす
ることなく、表面状態が平滑できれいな面取り端面を得ることができ、割れや欠けを有効
に防止できる絶縁基体および圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and can obtain a chamfered end surface having a smooth and smooth surface state without effectively increasing a cutting groove, and can effectively prevent cracking and chipping. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an insulating substrate and a piezoelectric device.

上述の目的は、第1の発明にあっては、電子部品を収容もしくは一体に接合するための
収容体の一部として利用される絶縁基体を製造する製造方法であって、前記絶縁基体を複
数個同時に形成するためのウエハ基板に対して、該複数個の絶縁基体を分離するために切
断溝に沿った開口を有するマスクを設定するマスキング工程と、該マスクの加工パターン
によりブラスト加工を行うブラスト加工工程と、前記マスクを配置したまま仕上げの化学
エッチングを行うエッチング工程と、前記マスクを剥離後に、前記切断溝に沿ってダイシ
ングする切断工程とを含み、前記ブラスト加工工程では、前記ダイシングによる切断工程
の切断幅よりも大きな幅で加工する絶縁基体の製造方法により、達成される。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a manufacturing method for manufacturing an insulating base used as a part of a housing for housing or integrally joining electronic components, wherein a plurality of the insulating bases are provided. A masking process for setting a mask having an opening along a cutting groove for separating the plurality of insulating bases on a wafer substrate to be formed simultaneously, and a blasting process for blasting using the mask processing pattern A process step, an etching step of performing chemical etching for finishing with the mask placed, and a cutting step of dicing along the cutting groove after the mask is peeled off. In the blasting step, cutting by the dicing This is achieved by a method of manufacturing an insulating substrate that is processed with a width larger than the cutting width of the process.

第1の発明の構成によれば、製品単位の絶縁基体を分離するためにウエハ基板の切断溝
を加工する上で、先ずブラスト加工工程を行うので、ウエットエッチングで行う場合のよ
うに、切断溝として形成する溝が必要以上に大きくなることがない。しかも、該ブラスト
加工工程に続いて、化学エッチング工程を仕上げに行うことで、表面粗さを無くし、平滑
に仕上げることができる。
さらに、前記ブラスト加工工程では、前記ダイシングによる切断工程の切断幅よりも大
きな幅で加工することで、適切に面取り加工が行われる。
かくして、切断溝を必要以上に大きくすることなく、表面状態が平滑できれいな面取り
端面を得ることができ、割れや欠けを有効に防止できる絶縁基体の製造方法を提供するこ
とができる。なお、この方法により形成される絶縁基体は、パッケージのリッドとして利
用することができる。
According to the configuration of the first invention, since the blasting process is first performed in processing the cut groove of the wafer substrate in order to separate the insulating base of the product unit, the cut groove is performed as in the case of performing wet etching. As a result, the groove to be formed does not become larger than necessary. In addition, the chemical etching step is performed to finish after the blasting step, so that the surface roughness can be eliminated and the surface can be finished smoothly.
Further, in the blasting process, chamfering is appropriately performed by processing with a width larger than the cutting width of the cutting process by dicing.
Thus, it is possible to provide a method for manufacturing an insulating substrate that can obtain a chamfered end surface with a smooth and clean surface state and can effectively prevent cracks and chips without making the cutting groove larger than necessary. The insulating base formed by this method can be used as a package lid.

第2の発明は、第1の発明の構成において、前記マスキング工程では、ドライフィルム
によるマスクを前記ウエハ基板に対してラミネート処理するとともに、該マスクの前記開
口が、前記切断幅よりも大きくされていることを特徴とする。
第2の発明の構成によれば、前記マスキング工程では、ドライフィルムによるマスクを
前記ウエハ基板に対してラミネート処理することで、マスクを正確に適用することができ
、確実な加工が可能となる。しかも、該マスクの前記開口が、前記切断幅よりも大きくさ
れていることで、前記ブラスト加工工程では、前記ダイシングによる切断工程の切断幅よ
りも大きな幅で加工する工程を容易に実現でき、面取り加工を簡単に実現することができ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, in the masking step, a mask made of a dry film is laminated on the wafer substrate, and the opening of the mask is made larger than the cutting width. It is characterized by being.
According to the structure of 2nd invention, in the said masking process, a mask can be correctly applied by laminating the mask by a dry film with respect to the said wafer board | substrate, and a reliable process is attained. Moreover, since the opening of the mask is made larger than the cutting width, the blasting process can easily realize a process of processing with a width larger than the cutting width of the cutting process by dicing, and chamfering. Processing can be easily realized.

第3の発明は、第2の発明の構成において、前記マスキング工程では、前記ラミネート
処理後にアニール工程を行うことを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、前記マスキング工程で、ドライフィルムによるマスクを前
記ウエハ基板に対してラミネート処理する際にアニールすることによって、マスクが位置
ズレを生じることなく、一層正確に位置決めでき、より確実な加工が可能となる。
According to a third invention, in the configuration of the second invention, in the masking process, an annealing process is performed after the laminating process.
According to the configuration of the third invention, in the masking step, the mask can be positioned more accurately without causing misalignment by annealing when the mask made of dry film is laminated on the wafer substrate. More reliable processing is possible.

第4の発明は、第3の発明の構成において、前記ウエハ基板がガラスウエハもしくは水
晶ウエハであり、前記マスクがポリウレタンフィルムであることを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、前記マスクとして、ポリウレタンフィルムを用いることに
より、ウエハ基板に対して、アニールにより好適に付着させることができ、ブラスト加工
工程と化学エッチング工程に共通して、マスクとして使用できる。
According to a fourth invention, in the configuration of the third invention, the wafer substrate is a glass wafer or a quartz wafer, and the mask is a polyurethane film.
According to the configuration of the fourth invention, by using a polyurethane film as the mask, it can be suitably attached to the wafer substrate by annealing, and the mask is common to the blasting process and the chemical etching process. Can be used as

また、上記目的は、第5の発明にあっては、互いに同一の外形を備えた、絶縁基体によ
るベース基体と、圧電材料でなる枠付き振動片と、前記絶縁基体と同じ材料でなるリッド
とを接合して、圧電デバイスを製造する方法であって、前工程として、前記ベース基体を
複数個同時に形成するための大きさを備えたウエハ基板であるベース基体層と、前記リッ
ドを複数個同時に形成するための大きさを備えたウエハ基板であるリッド層と、前記枠付
き振動片を複数個同時に形成するための大きさを備えたウエハ基板をエッチングして前記
枠付き振動片を形成した素子層とをそれぞれ用意する工程が実行され、前記前工程におけ
る前記ベース基体層と、前記リッド層とを形成する工程では、前記複数個の個々の製品を
分離する切断溝を形成するために、該切断溝に沿った開口を有するマスクを設定するマス
キング工程と、該マスクの加工パターンによりブラスト加工を行うブラスト加工工程と、
前記マスクを配置したまま仕上げの化学エッチングを行うエッチング工程とを有し、さら
に、前記前工程後の後工程として、前記リッド層とベース基体層との間に前記素子層を挟
んで、これらを接合する接合工程と、前記マスクを剥離後に、前記切断溝に沿ってダイシ
ングする切断工程とを含み、前記前工程における前記ブラスト加工工程では、前記ダイシ
ングによる切断工程の切断幅よりも大きな幅で加工する圧電デバイスの製造方法により、
達成される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a base substrate made of an insulating substrate, a framed vibration piece made of a piezoelectric material, and a lid made of the same material as the insulating substrate. To manufacture a piezoelectric device, as a pre-process, a base substrate layer, which is a wafer substrate having a size for forming a plurality of the base substrates simultaneously, and a plurality of the lids simultaneously. An element in which a lid layer, which is a wafer substrate having a size for forming, and a wafer substrate having a size for simultaneously forming a plurality of the vibrating pieces with frames are etched to form the vibrating pieces with frames. In the step of forming the base substrate layer and the lid layer in the previous step, a cutting groove for separating the plurality of individual products is formed. A masking step of setting a mask having an opening along the cutting groove, the blasting step for blasting the machining pattern of the mask,
An etching step of performing chemical etching for finishing with the mask disposed, and further, as a post-step after the pre-step, sandwiching the element layer between the lid layer and the base substrate layer, A bonding step for bonding, and a cutting step for dicing along the cutting groove after peeling the mask, and the blasting step in the previous step is processed with a width larger than the cutting width of the cutting step by dicing By the manufacturing method of the piezoelectric device to
Achieved.

第5の発明の構成によれば、第1の発明と同じ原理により、切断溝を必要以上に大きく
することなく、表面状態が平滑できれいな面取り端面を得ることができ、割れや欠けを有
効に防止できるようにして、多数の圧電デバイスを一度に製造できるので、大幅に生産性
の向上を図ることができる。
According to the configuration of the fifth invention, a chamfered end face having a smooth and smooth surface state can be obtained without making the cutting groove larger than necessary, and cracks and chips can be effectively obtained by the same principle as the first invention. Since a large number of piezoelectric devices can be manufactured at the same time, productivity can be greatly improved.

第6の発明は、第5の発明の構成において、前記ベース基体層と、前記リッド層と、前
記素子層とを用意する工程までを前工程とし、続く後工程として、前記リッド層とベース
基体層との間に前記素子層を挟んで、これらを陽極接合する接合工程と、前記ベース基体
層と、前記リッド層とに対して、各層の外面に前記マスキング工程、前記ブラスト加工工
程、前記エッチング工程の各工程を順次行い、さらに前記切断工程を実行することを特徴
とする。
According to a sixth invention, in the configuration of the fifth invention, the steps up to the step of preparing the base substrate layer, the lid layer, and the element layer are a pre-process, and the lid layer and the base substrate are a subsequent process. The masking process, the blasting process, and the etching are performed on the outer surface of each layer with respect to the base substrate layer and the lid layer, with the element layer sandwiched between the layers and the anode process. Each step of the steps is sequentially performed, and the cutting step is further performed.

第6の発明の構成によれば、各層を陽極接合により一体化することで、ハンダや特別の
金属膜の形成が不要となる大きな利点がある。この場合、各層を接合後に切断溝を形成す
るようにすることで、ウエハの中央付近へ陽極接合の際の電流が適切に伝達される。
According to the structure of 6th invention, there exists a big advantage by which formation of solder or a special metal film becomes unnecessary by integrating each layer by anodic bonding. In this case, by forming the cutting grooves after bonding the layers, the current during anodic bonding is appropriately transmitted to the vicinity of the center of the wafer.

第7の発明は、第5の発明の構成において、前記ベース基体層と、前記リッド層と、前
記素子層とを用意する工程までを前工程とし、続く後工程として、前記リッド層とベース
基体層との間に前記素子層を挟んで、これらを共晶接合する接合工程と、前記ベース基体
層と、前記リッド層とに対して、各層の外面に前記マスキング工程、前記ブラスト加工工
程、前記エッチング工程の各工程を順次行い、さらに前記切断工程を実行することを特徴
とする。
第7の発明の構成によれば、各層を共晶接合により一体化することで、陽極接合のよう
に接合電極膜により各素子がショートすることなく、独立した構成素子をとることができ
る点に大きな利点がある。この場合、切断前に各素子の特性を計測することが可能となる
。なお、接合用の共晶金属としてはAuSn、AuGe、AuSi、PbSnなどがある
According to a seventh invention, in the configuration of the fifth invention, a process up to the step of preparing the base substrate layer, the lid layer, and the element layer is a pre-process, and the lid layer and the base substrate are followed as a subsequent process. The element layer is sandwiched between layers, and the step of eutectic bonding them together, the base substrate layer, and the lid layer, the outer surface of each layer, the masking step, the blasting step, Each step of the etching step is sequentially performed, and the cutting step is further performed.
According to the configuration of the seventh invention, by integrating the layers by eutectic bonding, each component can be taken as an independent component without short-circuiting by the bonding electrode film as in anodic bonding. There is a big advantage. In this case, the characteristics of each element can be measured before cutting. Note that eutectic metals for bonding include AuSn, AuGe, AuSi, and PbSn.

第8の発明は、第5の発明の構成において、前記ベース基体層と、前記リッド層と、前
記素子層とを用意する工程までを前工程とし、続く後工程として、前記リッド層とベース
基体層との間に前記素子層を挟んで、これらを表面活性化接合する接合工程と、前記ベー
ス基体層と、前記リッド層とに対して、各層の外面に前記マスキング工程、前記ブラスト
加工工程、前記エッチング工程の各工程を順次行い、さらに前記切断工程を実行すること
を特徴とする。
第8の発明の構成によれば、各層を表面活性化接合により一体化することで、前記第7
の発明と同様の効果があるのみならず、金属薄膜のみでの接合が可能であるため共晶金属
が不要となる利点がある。さらに水晶−水晶、ガラス−ガラスなどの直接接合が可能とな
るため接合薄膜自体が不要となりより工数を少なくできるという大きな利点がある。
According to an eighth aspect of the invention, in the configuration of the fifth aspect of the invention, the steps up to the step of preparing the base substrate layer, the lid layer, and the element layer are a pre-process, and the lid layer and the base substrate are a subsequent process. The element layer is sandwiched between layers, and the step of surface activation bonding them, and the base substrate layer and the lid layer, the masking step on the outer surface of each layer, the blasting step, Each step of the etching step is sequentially performed, and the cutting step is further performed.
According to the configuration of the eighth invention, the layers are integrated by surface activated bonding, so that the seventh
In addition to the same effects as the present invention, there is an advantage that eutectic metal is not required because the joining can be performed only with the metal thin film. Furthermore, since direct bonding of crystal-crystal, glass-glass, etc. is possible, there is a great advantage that the bonding thin film itself becomes unnecessary and the number of steps can be reduced.

図1および図2は、本発明の圧電デバイスの一実施形態を示しており、図1はその概略
斜視図、図2は図1のA−A概略断面図である。
これらの図において、圧電デバイス30は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧
電デバイス30は、パッケージ37内に圧電振動片を収容している。
具体的には、圧電デバイス30は、絶縁基体であるベース基体31と、このベース基体
31の上に積層固定された枠付き振動片32と、この枠付き振動片32の上に積層固定さ
れたリッド33とを有している。
1 and 2 show an embodiment of the piezoelectric device of the present invention, FIG. 1 is a schematic perspective view thereof, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG.
In these drawings, the piezoelectric device 30 shows an example in which a piezoelectric vibrator is configured, and the piezoelectric device 30 houses a piezoelectric vibrating piece in a package 37.
Specifically, the piezoelectric device 30 includes a base substrate 31 that is an insulating substrate, a framed resonator element 32 that is stacked and fixed on the base substrate 31, and a layered and fixed element on the framed resonator element 32. And a lid 33.

上記パッケージ37は、この圧電デバイス30では、圧電振動片を気密に収容するもの
で、ベース基体31と、枠付き振動片32の枠部分と、リッド33を含んで構成されてい
る。これらベース基体31と、枠付き振動片32の枠部分と、リッド33の外形は一致し
ている。
ベース基体31は、絶縁基体であり、後述する絶縁材料で形成されている。このベース
基体31は、パッケージ37の底部を形成するものである。
In the piezoelectric device 30, the package 37 contains a piezoelectric vibrating piece in an airtight manner, and includes a base substrate 31, a frame portion of the vibrating piece 32 with a frame, and a lid 33. The base body 31, the frame portion of the framed vibrating piece 32, and the outer shape of the lid 33 are the same.
The base substrate 31 is an insulating substrate and is formed of an insulating material described later. This base substrate 31 forms the bottom of the package 37.

枠付き振動片32は、圧電材料で形成されている。この枠付き振動片32を形成するも
ので、圧電材料として、本実施形態では、水晶が使用されており、水晶以外にもタンタル
酸リチウム,ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。この実施形態では
特に、水晶Z板でなるウエハが使用されている。
振動片本体39は、図2において、枠部36と一体とされた基部38から、図において
右方に平行に延びる一対の振動腕を備えている。図2では断面表記の関係で振動腕35だ
けが図示されている。
The framed resonator element 32 is made of a piezoelectric material. In this embodiment, quartz is used as the piezoelectric material for forming the framed resonator element 32. In addition to quartz, piezoelectric materials such as lithium tantalate and lithium niobate can be used. In this embodiment, in particular, a wafer made of a quartz Z plate is used.
The vibration piece main body 39 includes a pair of vibrating arms extending in parallel to the right in the drawing from a base portion 38 integrated with the frame portion 36 in FIG. In FIG. 2, only the vibrating arm 35 is shown because of the cross-sectional notation.

各振動腕には例えば長溝が形成され、該長溝内には、図示しない励振電極が形成されて
いる。各長溝内の励振電極は互いに対をなし、互いに異極として機能する電極で、振動片
本体39の内部に効率よく電解を形成するものである。例えば、振動片本体39の基部に
は、上記励振電極と接続された引き出し電極が形成され、これら引き出し電極はベース基
体31に設けた図示しない導電パターンおよび導電スルーホールを介して、各実装端子4
7,48と電気的に接続されている。
For example, a long groove is formed in each vibrating arm, and an excitation electrode (not shown) is formed in the long groove. The excitation electrodes in the long grooves are paired with each other and function as different polarities, and efficiently form electrolysis inside the resonator element main body 39. For example, a lead electrode connected to the excitation electrode is formed at the base of the resonator element main body 39, and the lead electrode is connected to each mounting terminal 4 via a conductive pattern and a conductive through hole (not shown) provided on the base substrate 31.
7 and 48 are electrically connected.

リッド33は、枠付き振動片32の上に後述するように固定され、振動片本体39を収
容した空間を気密に封止するものである。
特に本実施形態では、リッド33は、好ましくは、周波数調整用の光(たとえばレーザ
光)が透過される材料が選択されており、透明材料が適している。リッド33は、後述す
るように形成され、たとえば水晶Z板で形成されると、接合対象としての枠付き振動片3
2と同じ材料とすることができ、線膨張係数が同じになることから、好ましい。
すなわち、リッド33と上記したベース基体31は、全く同じ構造の絶縁材料である圧
電材料で形成された平らな板体である。すなわち、本発明における絶縁基体とは、このベ
ース基体31とリッド33のどちらにも使用することができるものである。
The lid 33 is fixed on the vibrating piece 32 with the frame as will be described later, and hermetically seals the space in which the vibrating piece main body 39 is accommodated.
Particularly in the present embodiment, the lid 33 is preferably made of a material through which light for frequency adjustment (for example, laser light) is transmitted, and a transparent material is suitable. The lid 33 is formed as will be described later. For example, when the lid 33 is formed of a crystal Z plate, the framed vibrating piece 3 as a bonding target
2 can be made of the same material and the linear expansion coefficient is the same, which is preferable.
That is, the lid 33 and the above-described base substrate 31 are flat plates formed of a piezoelectric material that is an insulating material having the same structure. In other words, the insulating base in the present invention can be used for both the base base 31 and the lid 33.

すなわち、ベース基体31と、枠付き振動片32、そして、この枠付き振動片32とリ
ッド33とは、それぞれハンダ22,22により接合されている。
すなわち、リッド33の封止面の全面もしくはその一部領域、あるいは少なくとも封止
部(ハンダ22と接合される領域)には、図示しない金属層もしくはメタライズ部が形成
されている。
そして、この金属層は、枠付き振動片32の封止部にも同じものが形成されており、具
体的には該枠付き振動片32の裏面の封止部およびベース基体31の表面の封止部にも同
じ金属層を形成することにより、これらの間にハンダ22を介在させてハンダ接合できる
ようになっている。
That is, the base substrate 31, the framed vibration piece 32, and the framed vibration piece 32 and the lid 33 are joined by solders 22 and 22, respectively.
That is, a metal layer or a metallized portion (not shown) is formed on the entire sealing surface of the lid 33, a partial region thereof, or at least a sealing portion (region bonded to the solder 22).
The same metal layer is also formed in the sealing portion of the framed vibrating piece 32. Specifically, the sealing portion on the back surface of the framed vibrating piece 32 and the surface of the base substrate 31 are sealed. By forming the same metal layer on the stop portion, solder bonding can be performed with the solder 22 interposed therebetween.

金属層は、どの部材に形成されている構造も同じであり、たとえば、ハンダ22から遠
い方から積層状態について簡単に説明すると、少なくとも、下地層と、その表面側に形成
された接合層とを含んでいる。
下地層は、Auなどの金属のガラスや水晶などへの付着性が弱いことを補うためにもう
けられ、該下地層としては、たとえば、スパッタリングなどによりCr(クロム)が成膜
されている。その上には、接合層として、たとえば金が成膜される。この金の接合層に対
応して、ハンダには金錫(AuSn)や金ゲルマニウム(AuGe)などが使用される。
なお、後述するように各層を陽極接合する場合には、対向する接合部の両方にこのような
金属層を形成する必要はなく、一方にだけ形成すればよく、ハンダ22は不要である。
The metal layer has the same structure formed on any member. For example, when the laminated state is briefly described from the side far from the solder 22, at least the base layer and the bonding layer formed on the surface side thereof are provided. Contains.
The underlayer is provided in order to compensate for the weak adhesion of a metal such as Au to glass or quartz, and as the underlayer, for example, Cr (chromium) is formed by sputtering or the like. On top of that, for example, gold is deposited as a bonding layer. Corresponding to the gold bonding layer, gold tin (AuSn), gold germanium (AuGe), or the like is used for the solder.
As will be described later, when each layer is anodically bonded, it is not necessary to form such a metal layer on both of the opposing bonding portions, and it is sufficient to form only one of them, and the solder 22 is unnecessary.

また、後述する工程に基づいて、図1および図2に示すように、リッド33と、ベース
基体31の角部と稜線の箇所には、面取り部21が形成されている。これにより、パッケ
ージ37は、鋭い角や稜線が無いので、割れや欠けが生じにくく、パッケージの破損が有
効に防止されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, chamfered portions 21 are formed at the corners of the lid 33 and the corners and ridge lines of the base base 31 based on the steps described later. Thereby, since the package 37 has no sharp corners or ridges, it is difficult for cracks and chips to occur, and breakage of the package is effectively prevented.

本実施形態の圧電デバイス30は以上のように構成されており、実装端子47,48を
所定の実装基板(図示せず)等に対して、ハンダなどにより接合することにより、実装基
板側から、供給された駆動電圧が振動片本体39の励振電極に印加されて、各振動腕が、
互いの先端部を接近・離間するように所定の周波数で屈曲振動することができる。
そして、この圧電デバイス30では、以下に説明する製造工程を採用することにより、
パッケージ37の面取り部21を簡単かつ適切に形成することができるものである。
The piezoelectric device 30 according to the present embodiment is configured as described above. By bonding the mounting terminals 47 and 48 to a predetermined mounting substrate (not shown) with solder or the like, from the mounting substrate side, The supplied drive voltage is applied to the excitation electrode of the resonator element main body 39, and each vibrating arm is
It is possible to flexurally vibrate at a predetermined frequency so as to approach and separate the tip portions of each other.
And in this piezoelectric device 30, by employ | adopting the manufacturing process demonstrated below,
The chamfered portion 21 of the package 37 can be formed easily and appropriately.

(圧電デバイスの製造方法)
次に、圧電デバイス30の製造方法の第1の実施形態を説明する。
図3は圧電デバイス30の製造方法の一例を示すフローチャートであり、この実施形態
では、圧電デバイス30の製造工程は、前工程と、後工程を有している。
(Piezoelectric device manufacturing method)
Next, a first embodiment of a method for manufacturing the piezoelectric device 30 will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a manufacturing method of the piezoelectric device 30. In this embodiment, the manufacturing process of the piezoelectric device 30 includes a pre-process and a post-process.

(前工程)
圧電デバイス30の製造方法における前工程は、基体ベース層の形成工程と、枠付き振
動片を形成するための素子層の形成工程と、リッド層の形成工程とを有している。これら
の基体ベース層の形成工程と、素子層の形成工程と、リッド層の形成工程は、それぞれ別
々に行われる工程である。すなわち、前工程は組み立ての準備工程であり、複数の工程が
並列的に行われる。
枠付き振動片32を形成するための素子層(図示せず)は、既に説明したように、圧電
基板として、たとえば、水晶ウエハを用意する(ST30)、この水晶ウエハに対して、
たとえば、フッ酸溶液によるエッチングを行い、図2で説明したような外形を形成するこ
とができる(ST31)。その後、表裏面の接合部に必要な金属膜を形成し、ハンダによ
る接合を可能とするとともに、必要な駆動用の電極をスパッタリングや蒸着で成膜し、フ
ォトリソグラフィなどにより形成する。
(pre-process)
The pre-process in the method of manufacturing the piezoelectric device 30 includes a base base layer forming process, an element layer forming process for forming a framed resonator element, and a lid layer forming process. The substrate base layer forming step, the element layer forming step, and the lid layer forming step are performed separately. That is, the pre-process is an assembly preparation process, and a plurality of processes are performed in parallel.
As already described, the element layer (not shown) for forming the framed resonator element 32 is prepared as a piezoelectric substrate, for example, a quartz wafer (ST30).
For example, etching with a hydrofluoric acid solution can be performed to form the outer shape as described in FIG. 2 (ST31). After that, a necessary metal film is formed on the front and back surface joining portions to enable joining by soldering, and necessary driving electrodes are formed by sputtering or vapor deposition, and formed by photolithography or the like.

また、リッド層の形成工程と基体ベース層の形成工程は全く同様であり、これらを構成
する絶縁基板の形成工程としてこれら各層の形成工程をまとめて、詳細に説明する。
図4(a)は、リッド層と基体ベース層をそれぞれ形成するために共通に利用される絶
縁基体層であるウエハ基板51を示している。絶縁基体層であるウエハ基板51を後述す
るように切断すると個々の絶縁基体となる。
Further, the lid layer forming step and the base substrate layer forming step are exactly the same, and the forming steps of these layers will be described in detail as the forming step of the insulating substrate constituting them.
FIG. 4A shows a wafer substrate 51 which is an insulating base layer commonly used for forming a lid layer and a base base layer. When the wafer substrate 51 which is an insulating base layer is cut as described later, individual insulating bases are obtained.

ウエハ基板51は、図2で説明したリッド33と、ベース基体31とをそれぞれ複数枚
一度に形成できる大きさのウエハ基板であり、図4では、その厚み方向が示されるように
断面で示している。この実施形態のようにリッドとベース基体について、多くの数を同時
に形成すれば、生産効率は向上する。
リッド層33を形成するためのウエハ基板51は、後述する周波数調整において、外部
から照射されるレーザ光を透過できる透明な材料であることが必要で、水晶やガラスが使
用できる。水晶である場合には、枠付き振動片を形成するための素子層と同じ水晶Z板が
使用される。ガラスである場合には、水晶Z板の熱膨張係数である13.8ppm/一度
(摂氏)とほぼ一致した透明な材料を選択する。このような材料としては、例えば、通常
のソーダガラスや、特に線膨張係数を小さくした硼珪酸ガラス、すなわちパイレックス(
登録商標)ガラス等を用いることができる。
The wafer substrate 51 is a wafer substrate having such a size that a plurality of the lids 33 and the base substrates 31 described with reference to FIG. 2 can be formed at a time. In FIG. 4, the thickness direction is shown in cross section. Yes. If a large number of lids and base substrates are simultaneously formed as in this embodiment, the production efficiency is improved.
The wafer substrate 51 for forming the lid layer 33 needs to be a transparent material capable of transmitting laser light irradiated from the outside in frequency adjustment described later, and quartz or glass can be used. In the case of crystal, the same crystal Z plate as the element layer for forming the framed resonator element is used. In the case of glass, a transparent material that substantially matches the thermal expansion coefficient of the crystal Z plate of 13.8 ppm / once (Celsius) is selected. Examples of such materials include ordinary soda glass, borosilicate glass with a particularly small linear expansion coefficient, that is, Pyrex (
(Registered trademark) glass or the like can be used.

なお、後述する切断溝を形成するのに先立って、必要な金属膜が形成される。
すなわち、図4(a)のウエハ基板51を純水で洗浄し(ST10)、リッド層および
ベース基体層の接合部に下地層と接合層を成膜する。たとえば、下地層として、クロムを
スパッタリングにより成膜し、その上に接合層として金(Au)が例えば、スパッタリン
グにより、成膜される。
なお、図4(a)において、C1で示す箇所は切断工程における切断溝の箇所となるも
のである。
Prior to forming a cutting groove described later, a necessary metal film is formed.
That is, the wafer substrate 51 in FIG. 4A is washed with pure water (ST10), and a base layer and a bonding layer are formed at the bonding portion between the lid layer and the base substrate layer. For example, chromium is formed as a base layer by sputtering, and gold (Au) is formed thereon as a bonding layer by sputtering, for example.
In addition, in Fig.4 (a), the location shown by C1 becomes a location of the cutting groove in a cutting process.

(マスキング工程)
次に図4(b)に示すように、ウエハ基板51の一面にマスクとなるフィルムを成膜す
る。このフィルムとしては、好ましくは、ドライフィルム52であり、さらに、ドライフ
ィルムとしては、たとえばポリウレタンフィルムが適している。
このドライフィルム52をウエハ基板51にラミネートし(ST11)、加熱する(ア
ニール工程)。
好ましくは、このアニールによるラミネート処理においては、80度程度(摂氏、以後
、温度表示は全て「摂氏」)においてラミネート(積層)後、さらに、80度程度で30
分程度の加熱を行い、フィルムのウエハ基板51に対する付着力を高める。
(Masking process)
Next, as shown in FIG. 4B, a film serving as a mask is formed on one surface of the wafer substrate 51. As this film, the dry film 52 is preferable, and as the dry film, for example, a polyurethane film is suitable.
The dry film 52 is laminated on the wafer substrate 51 (ST11) and heated (annealing step).
Preferably, in this laminating process by annealing, after laminating (lamination) at about 80 degrees Celsius (hereinafter, all temperature indications are “degrees Celsius”), further about 30 degrees at about 80 degrees.
About a minute of heating is performed to increase the adhesion of the film to the wafer substrate 51.

次に、図4(c)に示すように、ウエハ基板51の表面に、切断溝C1を形成すべき箇
所を開口したガラスマスク53を配置し、露光現像して(ST12、ST13)、該ドラ
イフィルム52aを除去する。
たとえば、剥離液として、NaCO溶液を用いて、該NaCO(2ないし3グラム
)に対して、水1リットル程度の溶液を用いて、温度25度ないし30度にて、10分な
いし15分の処理を行う。
これによりドライフィルム52について、ガラスマスク53の開口53に対応した開口
52部分が感光し、その未感光部を除去すると、図4(d)に示すように、次段のブラス
ト加工における加工パターンとして、開口52aを有するマスク52がウエハ基板51の
一面に強固に付着した状態で残される。
Next, as shown in FIG. 4C, a glass mask 53 having an opening where the cut groove C1 is to be formed is placed on the surface of the wafer substrate 51, exposed and developed (ST12, ST13), and the dry substrate is dried. The film 52a is removed.
For example, a NaCO 3 solution is used as a stripping solution, and a solution of about 1 liter of water is used for the NaCO 3 (2 to 3 grams) at a temperature of 25 to 30 degrees for 10 to 15 minutes. Perform the process.
As a result, when the opening 52 corresponding to the opening 53 of the glass mask 53 is exposed to the dry film 52 and the unexposed portion is removed, as shown in FIG. 4D, a processing pattern in the next blast processing is obtained. The mask 52 having the opening 52a is left firmly attached to one surface of the wafer substrate 51.

(ブラスト加工工程)
図4(e)に示すように、マスク52側から、たとえばサンドブラストにより、♯60
0ないし1000の砥粒による粒子を0.35MPaの圧力にて噴射し、ブラスト加工す
る(ST14)。
これにより、入り口の溝幅W3を有する切断溝C2が形成される。なお、マスク52の
開口52aはこの溝幅W3と一致するようにされ、後述するようにW3はダイシングによ
る切断幅よりも大きい。
ブラスト加工後は、純水で洗浄し、(ST15)残った砥粒を洗う。純水洗浄後はドラ
イフィルム52が膨張し当初のパタン形状と変わってしまうため、再度アニール処理を行
う。アニール条件としてはマスキング工程におけるアニールと同等でよい。
(Blasting process)
As shown in FIG. 4E, from the mask 52 side, for example, by sandblasting, # 60
Particles of 0 to 1000 abrasive grains are jetted at a pressure of 0.35 MPa and blasted (ST14).
As a result, a cutting groove C2 having an entrance groove width W3 is formed. The opening 52a of the mask 52 is made to coincide with the groove width W3. As will be described later, W3 is larger than the cutting width by dicing.
After blasting, it is washed with pure water (ST15), and the remaining abrasive grains are washed. After cleaning with pure water, the dry film 52 expands and changes to the original pattern shape, so the annealing process is performed again. The annealing conditions may be the same as the annealing in the masking process.

(エッチング工程)
次に仕上げの化学エッチング、すなわちウエットエッチングにより、面取りエッチング
ないしその仕上げを行う(ST16)。
図5(a)に示すように、マスク52を配置したまま、マスク開口52aからエッチン
グ液が進入し、ウエットエッチングが進行して、奥側に向かって徐々に縮幅する切断溝が
形成される。
具体的には、ウエハ基板51が水晶である場合に、エッチング液として、過酸化水素水
(H)11パーセント(重量パーセント)に対して、残りは1水素2フッ化アンモ
ニウム(NHHF)を含有したものを用いて、30度程度で約3分以内の短い時間で
エッチングを行う。
(Etching process)
Next, chamfering etching or finishing is performed by chemical etching for finishing, that is, wet etching (ST16).
As shown in FIG. 5A, the etching solution enters from the mask opening 52a with the mask 52 placed, and the wet etching proceeds to form a cutting groove that gradually decreases in width toward the back side. .
Specifically, when the wafer substrate 51 is quartz, the remaining hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) is 11 percent (weight percent) as the etching solution, and the remainder is ammonium hydrogen fluoride (NH 4). Etching is performed in a short time within about 3 minutes at about 30 degrees using a material containing HF 2 ).

続いて、純水で常温により10分程度洗い、(ドライ)マスク52を除去すると、図5
(b)の状態となる(ST17)。
好ましくは、たとえば、洗浄液として、モノエタノールアミン+水を用いて、30度程
度で15分位洗浄し、粘着層の残滓を取り除く(ST18)。
さらに80度程度で30分位放置し、洗浄液を乾燥させる(ST19)。
以上により、内面が平滑な切断溝C3が形成される。該切断溝C3は入り口の幅W3が
底部の幅W4よりも大きくなり、適切に面取り形状が形成される。
以上により、この実施形態の前工程が終了する。
Subsequently, after washing with pure water at room temperature for about 10 minutes and removing the (dry) mask 52, FIG.
The state (b) is reached (ST17).
Preferably, for example, as a cleaning solution, monoethanolamine + water is used, and cleaning is performed for about 15 minutes at about 30 degrees to remove residues of the adhesive layer (ST18).
Further, it is left at about 80 degrees for about 30 minutes to dry the cleaning solution (ST19).
Thus, the cutting groove C3 having a smooth inner surface is formed. In the cutting groove C3, the width W3 of the entrance is larger than the width W4 of the bottom, and a chamfered shape is appropriately formed.
Thus, the pre-process of this embodiment is completed.

(後工程)
(接合工程)
次に、図5(c)に示すように、同じウエハ基板でなるリッド層51−1とベース基体
層51−2の間に、ST31で完成させた素子層32−1を挟むようにして、互いに対向
する接合部に、好ましくは鉛を含有しない、金錫、もしくは金ゲルマニウムなどのハンダ
22,22を介してこれらを重合して接合する(ST20)。
(切断工程)
続いて、所定の切断治具により図5(b)のW4の幅でダイシングすることにより、図
4(d)に示すように、面取り部21を備えた複数の圧電デバイス30(図1参照)が、
多数個同時に形成される。
なお、リッド33は透明であるから、図2に示すように、外部からレーザ光Bを内部の
振動片本体の39の先端付近の励振電極に照射し、質量削減方式による周波数調整を行う
ことができる。次いで、個々の製品に関して、必要な検査を行い、圧電デバイス30が完
成する。
(Post-process)
(Joining process)
Next, as shown in FIG. 5C, the element layer 32-1 completed in ST31 is sandwiched between the lid layer 51-1 and the base substrate layer 51-2, which are the same wafer substrate, and face each other. These are polymerized and bonded to the bonding portion to be bonded via solders 22 and 22 such as gold tin or gold germanium which preferably do not contain lead (ST20).
(Cutting process)
Subsequently, by dicing with a predetermined cutting jig with a width of W4 in FIG. 5B, a plurality of piezoelectric devices 30 having chamfered portions 21 as shown in FIG. 4D (see FIG. 1). But,
Many are formed simultaneously.
Since the lid 33 is transparent, as shown in FIG. 2, the laser beam B is externally applied to the excitation electrode in the vicinity of the tip of 39 of the internal resonator element main body, and the frequency adjustment by the mass reduction method can be performed. it can. Next, necessary inspections are performed on individual products, and the piezoelectric device 30 is completed.

(第2の実施形態)
次に製造方法の第2の実施形態について、図6のフローチャートを参照しながら説明す
る。図6において、図3のフローチャートと同じ符号を付したステップは同一の工程であ
るから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
第2の実施形態では、ST11のウエハ基板51に対するマスクラミネートの工程の前
に接合工程が入ることにより、前工程が該接合工程の前に終了している点で第1の実施形
態と相違する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the manufacturing method will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 6, steps denoted by the same reference numerals as those in the flowchart of FIG. 3 are the same steps, and therefore, overlapping description will be omitted and differences will be mainly described.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the joining process is performed before the mask laminating process on the wafer substrate 51 in ST11, and thus the preceding process is completed before the joining process. .

すなわち、第1の実施形態と同様に、ウエハ基板51の洗浄を行い(ST10−1)、
図7に示すように、これらウエハ基板51でなるベース基板層51−2とリッド層51−
1に、上述のような切断溝C3を形成する前に、素子層32−1を間に挟んで接合する。
この場合、接合は図示するように、陽極接合により行われる。
すなわち、ガラス製もしくは水晶であるリッド層51−1およびベース基体層51−2
には、その軟化点よりも低い温度(100ないし200度)を加えた状態で、このリッド
層およびベース基体層の間に、たとえば、接合部に金属層を被覆した素子層32−1を挟
み、各リッド層51−1およびベース基体層51−2と、接合膜である金属層との間で、
図示のように、該金属層側が陽極になるようにして、直流電源から0.5ないし1.6k
Vの直流電圧を印加する。
That is, as in the first embodiment, the wafer substrate 51 is cleaned (ST10-1),
As shown in FIG. 7, the base substrate layer 51-2 and the lid layer 51- consisting of these wafer substrates 51 are provided.
1 is bonded with the element layer 32-1 in between before forming the cutting groove C3 as described above.
In this case, bonding is performed by anodic bonding as shown in the figure.
That is, the lid layer 51-1 and the base substrate layer 51-2 made of glass or quartz are used.
For example, an element layer 32-1 in which a metal layer is covered at the junction is sandwiched between the lid layer and the base substrate layer with a temperature (100 to 200 degrees) lower than the softening point applied. In addition, between each of the lid layers 51-1 and the base substrate layer 51-2 and the metal layer that is a bonding film,
As shown in the figure, 0.5 to 1.6 k from a DC power source with the metal layer side serving as an anode.
A DC voltage of V is applied.

すなわち、陽極接合は、表面どうしを密着させて固相のまま接合する手法で、平滑な表
面をもつ面どうしで、その表面原子間の静電引力を生じさせて接合する方法である。した
がって、たとえば、ガラス製であるリッド層には、印加された直流電圧の作用によって、
イオンが移動し、金属層とのギャップ及びその近傍に形成された空間電荷層に、継続して
印加された電圧がかかるようになる。そうすると、リッド層と金属層との間に静電引力が
発生し、互いに密着して、強電界によりガラス側から電極側へイオンの移動が進み、界面
で電極側の原子と共有結合を生じて、結合が行われると考えられる。
In other words, anodic bonding is a method in which surfaces are brought into close contact with each other in a solid phase and is a method in which electrostatic attraction between surface atoms is generated between surfaces having smooth surfaces. Therefore, for example, the lid layer made of glass has an action of an applied DC voltage,
The ions move, and a continuously applied voltage is applied to the gap with the metal layer and the space charge layer formed in the vicinity thereof. Then, an electrostatic attractive force is generated between the lid layer and the metal layer, and they adhere to each other, and the strong electric field causes the movement of ions from the glass side to the electrode side, resulting in a covalent bond with atoms on the electrode side at the interface. , It is considered that the coupling is performed.

また、共晶接合の場合は接合用金属として、AuSn、AuGe、PbSnを用いるこ
とができる。この際接合用金属の下地として、AuCr、AuTiなどを用いることによ
りガラスと共晶金属を密着させることが可能となる。接合温度としてはAuSn合金で2
80ないし300度、AuGe合金で360度、PbSn合金で180ないし200度近
辺であることがのぞましく接合時間は下地金属のAu侵食との関係上、約5分が望ましい
In the case of eutectic bonding, AuSn, AuGe, PbSn can be used as a bonding metal. At this time, by using AuCr, AuTi, or the like as a base for the bonding metal, it becomes possible to make the eutectic metal adhere to the glass. The bonding temperature is 2 for AuSn alloy.
The bonding time is preferably about 80 to 300 degrees, 360 degrees for the AuGe alloy, and about 180 to 200 degrees for the PbSn alloy. The bonding time is preferably about 5 minutes in relation to the Au erosion of the base metal.

また、上記の陽極接合、共晶接合の他に、表面活性化接合も適用することができる。
表面活性化接合においては、例えば、CF、Ar、又はNガスを用いて、酸素不介
在の雰囲気内で行われるプラズマ処理により接合面を活性化させ、リッド層51−1と素
子層32−1と、ベース基体層51−2が接合される。
また、このプラズマ処理は、Oガス、CFとOとの混合ガス、又はNとO
の混合ガスを用いて、酸素介在の雰囲気内で行ってもよい。
この表面活性化接合においては、接合薄膜としてAuCr、AuTiなどがある。この
際Au厚みは2000ないし20000オングストロームであることが望ましい。また、
金属薄膜を使用せずに直接ガラス−ガラス、水晶−水晶、ガラス−水晶を接合することも
可能である。
In addition to the anodic bonding and eutectic bonding described above, surface activated bonding can also be applied.
In the surface activation bonding, for example, the bonding surface is activated by plasma treatment performed in an oxygen-free atmosphere using CF 4 , Ar, or N 2 gas, and the lid layer 51-1 and the element layer 32 are activated. -1 and the base substrate layer 51-2 are joined.
Further, the plasma treatment, O 2 gas, a mixed gas of CF 4 and O 2, or by using a mixed gas of N 2 and O 2, may be carried out in an atmosphere of oxygen-mediated.
In this surface activated bonding, there are AuCr, AuTi, etc. as bonding thin films. At this time, the Au thickness is preferably 2000 to 20000 angstroms. Also,
It is also possible to directly join glass-glass, quartz-quartz, glass-quartz without using a metal thin film.

このようにして、リッド層51−1と素子層32−1と、ベース基体層51−2が図示
のように重合されて精密に接合される(ST10−2)。
この場合、各層を接合後に切断溝を形成するようにすることで、ウエハの中央付近へ陽
極接合の際の電流が適切に伝達される。
続いて、後工程として、リッド層51−1の表面(図において上面)と、ベース基体層
51−2の表面(図において下面)に、切断溝C3を第1の実施形態と同様の手法で、S
T11ないしST19の工程を実行することで形成し、ダイシングする(ST21)こと
により、図1の圧電デバイス30を多数個同時に形成することができる。
In this manner, the lid layer 51-1, the element layer 32-1, and the base substrate layer 51-2 are polymerized and precisely bonded as shown (ST10-2).
In this case, by forming the cutting grooves after bonding the layers, the current during anodic bonding is appropriately transmitted to the vicinity of the center of the wafer.
Subsequently, as a post-process, a cutting groove C3 is formed on the surface of the lid layer 51-1 (upper surface in the drawing) and the surface of the base substrate layer 51-2 (lower surface in the drawing) in the same manner as in the first embodiment. , S
A plurality of piezoelectric devices 30 shown in FIG. 1 can be formed simultaneously by performing the steps T11 to ST19 and performing dicing (ST21).

本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わ
せたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、絶縁基体に電子部品を接合して、気密封止する全ての気密封止構造
に適用される。
すなわち、上述した平板の絶縁基体上に、圧電振動片を接合し、これをキャップ状のリ
ッドで封止する構造のものであっても、この発明における絶縁基体の製造方法が適用でき
る。
さらには、パッケージに被われるようにして、内部に圧電振動片を収容するものであれ
ば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスとその製造方法
に適用することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. Each configuration of each embodiment can be appropriately combined or omitted, and can be combined with other configurations not shown.
The present invention is also applicable to all hermetic sealing structures in which an electronic component is bonded to an insulating base and hermetically sealed.
In other words, the method for manufacturing an insulating substrate according to the present invention can be applied to a structure in which a piezoelectric vibrating piece is bonded to the flat insulating substrate described above and sealed with a cap-shaped lid.
Furthermore, as long as it is covered with a package and accommodates a piezoelectric vibrating piece inside, it can be applied to all piezoelectric devices and manufacturing methods regardless of the names of piezoelectric vibrators, piezoelectric oscillators, etc. it can.

本発明の圧電デバイスの実施形態を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows embodiment of the piezoelectric device of this invention. 図1のA−A線概略断面図。The AA line schematic sectional drawing of FIG. 図1の圧電デバイスの製造方法の第1の実施形態を示すフローチャート。The flowchart which shows 1st Embodiment of the manufacturing method of the piezoelectric device of FIG. 図1の圧電デバイスの製造工程の一部を順次示す工程図。FIG. 2 is a process chart sequentially illustrating a part of the manufacturing process of the piezoelectric device of FIG. 1. 図1の圧電デバイスの製造工程の一部を順次示す工程図。FIG. 2 is a process chart sequentially illustrating a part of the manufacturing process of the piezoelectric device of FIG. 1. 図1の圧電デバイスの製造方法の第2の実施形態を示すフローチャート。The flowchart which shows 2nd Embodiment of the manufacturing method of the piezoelectric device of FIG. 図1の圧電デバイスの製造工程の一部を示す図。The figure which shows a part of manufacturing process of the piezoelectric device of FIG. 従来の圧電デバイスの一例を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows an example of the conventional piezoelectric device. 図8の圧電デバイスのリッドの製造工程を示す概略断面図。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the lid of the piezoelectric device of FIG. 8.

符号の説明Explanation of symbols

30・・・圧電デバイス、31・・・ベース基体、32・・・枠付き振動片、33・・
・リッド、37・・・パッケージ、39・・・振動片本体、51−1・・・ベース基体層
、32−1・・・素子層、51−2・・・リッド層、51・・・ウエハ基板、52・・・
マスク
30 ... Piezoelectric device, 31 ... Base substrate, 32 ... Vibrating piece with frame, 33 ...
· Lid, 37 ··· Package, 39 ··· Vibrating piece main body, 51-1 ··· Base substrate layer, 32 · 1 · · · Element layer, 51-2 · · · Lid layer, 51 · · Substrate, 52 ...
mask

Claims (8)

電子部品を収容もしくは一体に接合するための収容体の一部として利用される絶縁基体
を製造する製造方法であって、
前記絶縁基体を複数個同時に形成するためのウエハ基板に対して、該複数個の絶縁基体
を分離するために切断溝に沿った開口を有するマスクを設定するマスキング工程と、
該マスクの加工パターンによりブラスト加工を行うブラスト加工工程と、
前記マスクを配置したまま仕上げの化学エッチングを行うエッチング工程と、
前記マスクを剥離後に、前記切断溝に沿ってダイシングする切断工程と
を含み、
前記ブラスト加工工程では、前記ダイシングによる切断工程の切断幅よりも大きな幅で
加工する
ことを特徴とする絶縁基体の製造方法。
A manufacturing method for manufacturing an insulating substrate used as part of a container for housing or integrally joining electronic components,
A masking step of setting a mask having an opening along a cutting groove for separating the plurality of insulating bases from a wafer substrate for simultaneously forming a plurality of the insulating bases;
A blasting process for performing blasting according to the mask processing pattern;
An etching step of performing chemical etching of the finish while the mask is disposed;
A step of dicing along the cutting groove after peeling the mask,
In the said blasting process, it processes with a width | variety larger than the cutting width of the cutting process by the said dicing. The manufacturing method of the insulation base | substrate characterized by the above-mentioned.
前記マスキング工程では、ドライフィルムによるマスクを前記ウエハ基板に対してラミ
ネート処理するとともに、該マスクの前記開口が、前記切断幅よりも大きくされているこ
とを特徴とする請求項1に記載の絶縁基体の製造方法。
2. The insulating substrate according to claim 1, wherein in the masking step, a mask made of a dry film is laminated on the wafer substrate, and the opening of the mask is made larger than the cutting width. Manufacturing method.
前記マスキング工程では、前記ラミネート処理後にアニール工程を行うことを特徴とす
る請求項2に記載の絶縁基体の製造方法。
The method for manufacturing an insulating substrate according to claim 2, wherein an annealing process is performed after the laminating process in the masking process.
前記ウエハ基板がガラスウエハもしくは水晶ウエハであり、前記マスクがポリウレタン
フィルムであることを特徴とする請求項3に記載の絶縁基体の製造方法。
4. The method of manufacturing an insulating substrate according to claim 3, wherein the wafer substrate is a glass wafer or a quartz wafer, and the mask is a polyurethane film.
互いに同一の外形を備えた、絶縁基体によるベース基体と、圧電材料でなる枠付き振動
片と、前記絶縁基体と同じ材料でなるリッドとを接合して、圧電デバイスを製造する方法
であって、
前工程として、
前記ベース基体を複数個同時に形成するための大きさを備えたウエハ基板であるベース
基体層と、前記リッドを複数個同時に形成するための大きさを備えたウエハ基板であるリ
ッド層と、前記枠付き振動片を複数個同時に形成するための大きさを備えたウエハ基板を
エッチングして前記枠付き振動片を形成した素子層とをそれぞれ用意する工程が実行され

前記前工程における前記ベース基体層と、前記リッド層とを形成する工程では、
前記複数個の個々の製品を分離する切断溝を形成するために、該切断溝に沿った開口を
有するマスクを設定するマスキング工程と、
該マスクの加工パターンによりブラスト加工を行うブラスト加工工程と、
前記マスクを配置したまま仕上げの化学エッチングを行うエッチング工程と
を有し、
さらに、前記前工程後の後工程として、
前記リッド層とベース基体層との間に前記素子層を挟んで、これらを接合する接合工程
と、
前記マスクを剥離後に、前記切断溝に沿ってダイシングする切断工程と
を含み、
前記前工程における前記ブラスト加工工程では、前記ダイシングによる切断工程の切断
幅よりも大きな幅で加工する
ことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
A method of manufacturing a piezoelectric device by joining a base substrate made of an insulating substrate having the same outer shape, a framed vibrating piece made of a piezoelectric material, and a lid made of the same material as the insulating substrate,
As a pre-process,
A base substrate layer that is a wafer substrate having a size for simultaneously forming a plurality of the base substrates; a lid layer that is a wafer substrate having a size for simultaneously forming a plurality of the lids; Etching a wafer substrate having a size for forming a plurality of attached vibrating pieces at the same time, and preparing each element layer formed with the framed vibrating piece,
In the step of forming the base substrate layer and the lid layer in the previous step,
A masking step of setting a mask having an opening along the cutting groove to form a cutting groove for separating the plurality of individual products;
A blasting process for performing blasting according to the mask processing pattern;
An etching step of performing chemical etching for finishing with the mask being disposed,
Furthermore, as a post-process after the pre-process,
A bonding step of bonding the element layer between the lid layer and the base substrate layer and bonding them;
A step of dicing along the cutting groove after peeling the mask,
The method for manufacturing a piezoelectric device, wherein the blasting step in the previous step is performed with a width larger than a cutting width of the cutting step by dicing.
前記ベース基体層と、前記リッド層と、前記素子層とを用意する工程までを前工程とし

続く後工程として、
前記リッド層とベース基体層との間に前記素子層を挟んで、これらを陽極接合する接合
工程と、
前記ベース基体層と、前記リッド層とに対して、各層の外面に前記マスキング工程、前
記ブラスト加工工程、前記エッチング工程の各工程を順次行い、さらに前記切断工程を実
行する
ことを特徴とする請求項5に記載の圧電デバイスの製造方法。
Up to the step of preparing the base substrate layer, the lid layer, and the element layer as a pre-process,
As a subsequent process,
A bonding step of sandwiching the element layer between the lid layer and the base substrate layer and anodic bonding them;
The masking step, the blasting step, and the etching step are sequentially performed on the outer surface of each layer with respect to the base substrate layer and the lid layer, and the cutting step is further performed. Item 6. A method for manufacturing a piezoelectric device according to Item 5.
前記ベース基体層と、前記リッド層と、前記素子層とを用意する工程までを前工程とし

続く後工程として、
前記リッド層とベース基体層との間に前記素子層を挟んで、これらを共晶接合する接合
工程と、
前記ベース基体層と、前記リッド層とに対して、各層の外面に前記マスキング工程、前
記ブラスト加工工程、前記エッチング工程の各工程を順次行い、さらに前記切断工程を実
行する
ことを特徴とする請求項5に記載の圧電デバイスの製造方法。
Up to the step of preparing the base substrate layer, the lid layer, and the element layer as a pre-process,
As a subsequent process,
A bonding step in which the element layer is sandwiched between the lid layer and the base substrate layer and these are eutectic bonded;
The masking step, the blasting step, and the etching step are sequentially performed on the outer surface of each layer with respect to the base substrate layer and the lid layer, and the cutting step is further performed. Item 6. A method for manufacturing a piezoelectric device according to Item 5.
前記ベース基体層と、前記リッド層と、前記素子層とを用意する工程までを前工程とし

続く後工程として、
前記リッド層とベース基体層との間に前記素子層を挟んで、これらを表面活性化接合す
る接合工程と、
前記ベース基体層と、前記リッド層とに対して、各層の外面に前記マスキング工程、前
記ブラスト加工工程、前記エッチング工程の各工程を順次行い、さらに前記切断工程を実
行する
ことを特徴とする請求項5に記載の圧電デバイスの製造方法。
Up to the step of preparing the base substrate layer, the lid layer, and the element layer as a pre-process,
As a subsequent process,
A bonding step in which the element layer is sandwiched between the lid layer and the base substrate layer, and surface activation bonding is performed between them;
The masking step, the blasting step, and the etching step are sequentially performed on the outer surface of each layer with respect to the base substrate layer and the lid layer, and the cutting step is further performed. Item 6. A method for manufacturing a piezoelectric device according to Item 5.
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