JP2010109528A - 圧電振動片、および圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】プロービング端子の構造、あるいはプロービング端子を接触させるための動作を簡単にして、Ｆ調工程における製造コストを低減させた圧電振動片を提供する。
【解決手段】圧電振動片の一例としての水晶振動片１０は、圧電振動部１１と、圧電振動部１１の周囲を取り囲む枠部１２と、圧電振動部１１と枠部１２とを接続する接続部１５ａ，１５ｂと、圧電振動部１１の一方の面である上面１１ａに設けられた第１の励振電極１３と、圧電振動部１１の他方の面である下面１１ｂに設けられた第２の励振電極１４と、第１の励振電極１３と電気的に接続されている第１の接続電極２３と、第２の励振電極１４と電気的に接続されている第２の接続電極３３と、を有している。第１の接続電極２３は、さらに、接続部１５ａの側面１５ｅ、接続部１５ａの他方の面（下面）１５ｄ、および枠部１２の内側部１２ａの他方の面（下面）１２ｄに延設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電振動片、およびその圧電振動片を用いた圧電デバイスに関する。

近年、電子機器の小型化に伴い、水晶振動子等の圧電デバイスは、より一層の小型化が要求されている。素子の小型化を実現するための技術として、例えば水晶振動子を有する水晶基板を、上下方向から同様の形状の基板で挟んで３層の基板を互いに接合する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような技術の水晶振動片（圧電振動片の一例）は、圧電振動部と該圧電振動部を囲む枠部とを有している。圧電振動部は、接続部によって枠部に接続されている。枠部は、圧電振動部に対向する側面に溝部あるいは段差部が形成されている。そして、水晶振動片の電極構造は、圧電振動部の表裏の面に形成された励振電極が、枠部側面の溝部あるいは段差部に設けられた引き回し電極に接続されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−９４３７２号公報 特開２００７−１３７２９号公報

水晶振動片の製造において、共振周波数の合わせ込み（周波数調整、以下、「Ｆ調」という。）を行うことが必要であり、このときのプロービングが振動に影響の無い引き回し電極で行われる。しかしながら、上述の水晶振動片では、引き回し電極が枠部側面に形成された溝部あるいは段差部に設けられているため、プロービング端子を枠部側面に接触させることが必要となる。このため、プロービング端子の構造、あるいは接触させるための動作が複雑になり、プロービング端子が高価になるとともに、Ｆ調工程（プロービング作業）の工数が多く掛かってしまうことがあった。これらにより、圧電振動片の一例としての水晶振動片の製造コストが高くなり、これを用いた圧電デバイスの一例としての圧電デバイスもコストが高くなってしまうという課題を有していた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するように、以下の形態または適用例として実現される。

［適用例１］本適用例の圧電振動片は、圧電振動部と、前記圧電振動部の周囲を囲む枠部と、前記圧電振動部と前記枠部とを接続する接続部と、前記圧電振動部の一方の面に形成された第１の励振電極と、前記圧電振動部の他方の面に形成された第２の励振電極と、前記第１の励振電極から、前記接続部の一方の面と前記接続部の側面とを通り、前記接続部の他方の面に延出された第１の接続電極と、前記第２の励振電極から前記接続部の他方の面に延出された第２の接続電極と、を有することを特徴とする。

本適用例によれば、第１の接続電極が、接続部の一方の面からその側面を通り接続部の他方の面に延設されており、第２の接続電極も接続部の他方の面に延設されている。即ち、第１の励振電極に接続された第１の接続電極と第２の励振電極に接続された第２の接続電極とが接続部の同じ面（他方の面）に延設されている。これにより、Ｆ調工程においてプロービング端子を圧電振動片の同一平面にプロービングすることが可能となる。従って、プローブ端子の構造を簡単にすることができ、さらに接触させるための動作は往復運動など単純な動作によってプロービングすることが可能となる。これらにより、プロービング端子を安価にすることが可能となるとともに、Ｆ調（プロービング作業）の工数を少なくすることが可能となり、圧電振動片の製造コストを下げることが可能となる。

［適用例２］上記適用例に記載の圧電振動片であって、前記第１の接続電極は、前記接続部の他方の面から、前記圧電振動部を挟み反対側の前記枠部の他方の面まで延出されており、前記第２の接続電極は前記接続部の他方の面から前記接続部が接続される側の前記枠部まで延出されていることを特徴とする。

本適用例によれば、第１の接続電極と第２の接続電極とを圧電振動部を挟み対極的な配置に延設できる。そして、第１の接続電極の延設引き回しが、枠部の他方の面、即ち平面で行われているため、電極膜厚、形状などを精度良く形成することが可能となる。これにより、電極膜厚、形状などのばらつきによって生じるシート抵抗の上昇によるＣＩ値劣化など圧電振動片の振動特性劣化を防止することができる。

［適用例３］本適用例の圧電デバイスは、圧電振動部と、前記圧電振動部の周囲を囲む枠部と、前記圧電振動部と前記枠部とを接続する接続部と、前記圧電振動部の一方の面に形成された第１の励振電極と、前記圧電振動部の他方の面に形成された第２の励振電極と、前記第１の励振電極から前記接続部の一方の面と前記接続部の側面とを通り、前記接続部の他方の面に延出された第１の接続電極と、前記第２の励振電極から前記接続部の一方の面に延出された第２の接続電極と、を含む圧電振動片と、前記他方の面と対向するように前記圧電振動片と接続されたベース部と、を有することを特徴とする。

本適用例によれば、第１の接続電極が、接続部の一方の面からその側面を通り接続部の他方の面に延設されており、第２の接続電極も接続部の他方の面に延設されている。即ち、第１の励振電極に接続された第１の接続電極と第２の励振電極に接続された第２の接続電極とが接続部の同じ面（他方の面）に延設されている。これにより、Ｆ調工程においてプロービング端子を圧電振動部の同一平面にプロービングすることが可能となるため、プローブ端子の構造を簡単にすることができ、さらに接触させるための動作は往復運動など単純な動作によってプロービングすることが可能となる。これらにより、プロービング端子を安価にすることが可能となるとともに、Ｆ調（プロービング作業）の工数を少なくすることが可能となり、圧電振動片の製造コストを下げることが可能となる。従って、この圧電振動片を用いた本適用例の圧電デバイスによれば、安価な圧電デバイスを提供することが可能となる。

［適用例４］上記適用例に記載の圧電デバイスであって、前記第１の接続電極は、前記接続部の他方の面から、前記圧電振動部を挟み反対側の前記枠部の他方の面まで延出されており、前記第２の接続電極は前記接続部の他方の面から前記接続部が接続される側の前記枠部まで延出されていることを特徴とする。

本適用例によれば、第１の接続電極と第２の接続電極とを圧電振動部を挟み対極的な配置に延設できるため、第１の接続電極および第２の接続電極と接続される圧電デバイスの電極も対極的な位置に設けることが可能となる。そして、第１の接続電極の延設引き回しが、枠部の他方の面、即ち平面で行われているため、電極膜厚、形状などを精度良く形成することが可能となる。これにより、電極膜厚、形状などのばらつきによって生じるシート抵抗の上昇によるＣＩ値劣化など圧電振動片の振動特性劣化を防止し、安定した発振特性を有する圧電デバイスを提供することが可能となる。

［適用例５］上記適用例に記載の圧電デバイスであって、さらに、前記ベース部の前記圧電振動片と対向する面に形成された、前記第１の接続電極および前記第２の接続電極と接続される第１の外部接続電極および第２の外部接続電極と、前記第１の接続電極および前記第２の接続電極と前記圧電振動片との間、または前記第１の外部接続電極および前記第２の外部接続電極と前記ベース部との間の少なくとも一方に形成された、可撓性を有する第１の樹脂突起部とを有し、前記第１の接続電極と前記第１の外部接続電極との接続、および前記第２の接続電極と前記第２の外部接続電極との接続は、前記第１の樹脂突起部を介して行われていることを特徴とする。

本適用例によれば、第１の接続電極と第１の外部接続電極との接続、および第２の接続電極と第２の外部接続電極との接続が、可撓性を有する第１の樹脂突起部を介して行われている。第１の樹脂突起部は、フォトリソ加工などの細密加工によって形成することできるため小径接点とすることが可能であり、接続領域を小さくすることが可能となる。これにより、圧電振動部を大きくすることが可能となり振動特性（ＣＩ値など）を向上させ安定した振動を有する圧電デバイスを提供することが可能となる。

［適用例６］上記適用例に記載の圧電デバイスであって、前記ベース部との間に前記圧電振動片を挟持する蓋体と、前記第１の樹脂突起部に対向する前記圧電振動片の一方の面または前記蓋体の前記圧電振動片に対向する面の少なくとも一方に形成された第２の樹脂突起部と、を有し、前記ベース部および前記蓋体との間で、対向する前記第１の樹脂突起部と前記第２の樹脂突起部とが前記圧電振動片を挟持していることを特徴とする。

本適用例によれば、圧電振動片がベース部と蓋体との挟持される際に、圧電振動片の双方の面に対して第１の樹脂突起部および第２の樹脂突起部が接触し、圧電振動片を挟持する。これにより、第１の接続電極と第１の外部接続電極との接続、および第２の接続電極と第２の外部接続電極との接続部分の接触圧力が高まり、接触の信頼性を向上させることが可能となる。従って、より信頼性の高い圧電デバイスを提供することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下で参照する図は、図示の便宜上、部材あるいは縦横の縮尺については実際のものとは異なる模式図である。

１．圧電振動片。
先ず図１を参照しながら圧電振動片としての水晶振動片について説明する。図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）は、本実施の形態に係る水晶振動片を示しており、図１（Ａ）は上面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＰ−Ｐ断面図、図１（Ｃ）は下面図である。

先ず、水晶振動片の構成について説明する。

図１に示すように、圧電振動片の一例としての水晶振動片１０は、圧電振動部１１と、圧電振動部１１の周囲を取り囲む枠部１２と、圧電振動部１１と枠部１２とを接続する接続部１５ａ，１５ｂと、圧電振動部１１の一方の面である上面１１ａに設けられた第１の励振電極１３と、圧電振動部１１の他方の面である下面１１ｂに設けられた第２の励振電極１４と、第１の励振電極１３と電気的に接続されている第１の接続電極２３と、第２の励振電極１４と電気的に接続されている第２の接続電極３３と、を有している。

本例では、圧電振動片の一例として水晶を用いた水晶振動片１０として説明しているが、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を用いてもよい。しかしながら、水晶を用いることが好ましく、本例の水晶振動片１０は、基板面がＸ軸に平行でＸ軸の回りに回転切断して作製されるＡＴカットの水晶基板である。

また、本実施形態の説明における上面１１ａ及び下面１１ｂは、説明の便宜上、図面の上側にある主面を上面１１ａとし、図面の下側にある主面を下面１１ｂとしているが、上下の位置関係を示すものではなく、例えば、水晶振動片１０が表裏逆転して上面１１ａが下側になっても構わない。

水晶振動片１０は、接続部１５ａ，１５ｂ以外の領域が接触しないように、例えばＣ字型のスリット１６ａを有する。水晶振動片１０において、スリット１６ａの内側の領域が圧電振動部１１として機能し、スリット１６ａの外側の領域が図２に示して後述する圧電デバイス１００を構成する上側基板２０および下側基板３０と接合するための枠部１２として機能する。また、２箇所に設けられた接続部１５ａ，１５ｂの間にスリット１６ｂを有する。このように、圧電振動部１１は、Ｚ’軸に平行な２つの端部のうち一方のみが支持されている。

水晶振動片１０は、圧電振動部１１、接続部１５ａ，１５ｂ、及び枠部１２の内側部１２ａが同じ厚さで形成されており、枠部１２の外側部１２ｃは前述の部分より厚くなるように凸状に形成されている。なお、枠部１２の内側部１２ａは、スリット１６ａ，１６ｂから外側部１２ｃにかけて徐々に厚くなっていてもよい。

第１の励振電極１３は、水晶振動片１０の上面に圧電振動部１１と接触するように設けられ、第２の励振電極１４は、水晶振動片１０の下面に圧電振動部１１と接触するように設けられている。接続部１５ａの一方の面（上面）１５ｃには、第１の励振電極１３から引き出された第１の接続電極２３が形成されている。また、接続部１５ｂの他方の面（下面）には、第２の励振電極１４から引き出された第２の接続電極３３が形成されている。第１の接続電極２３は、さらに、接続部１５ａの側面１５ｅ、接続部１５ａの他方の面（下面）１５ｄ、および枠部１２の内側部１２ａの他方の面（下面）１２ｄに延設され、引き回し部２３ａによって接続部１５ａと圧電振動部１１を挟む反対側まで設けられている。第２の接続電極３３は、さらに、接続部１５ｂ側の、枠部１２の内側部１２ａの他方の面（下面）１２ｂまで延設されている。なお、接続部１５ａの側面１５ｅは、スリット１６ｂに向けて形成されるため、周辺に比較的大きなスペースを有しており、電極の形成に好適である。

第１の励振電極１３、第２の励振電極１４、第１の接続電極２３、および第２の接続電極３３の材質としては、例えば下地としてＣｒ膜を用い、その上にＡｕ膜を有する多層構造である。

次に、水晶振動片１０の製造方法について簡略に説明する。

まず、水晶板を準備し、後に圧電振動部１１、接続部１５ａ，１５ｂおよび枠部１２の内側部１２ａとなる薄板部分と、枠部１２の外側部１２ｃとなる厚板部分とを形成する。この工程では、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したウェットエッチングを用いる。

次に、スリット１６ａ，１６ｂを形成して、圧電振動部１１、接続部１５ａ，１５ｂ、および枠部１２を設ける。この工程では、例えば前述と同様なフォトリソグラフィ技術を利用したウェットエッチングを用いる。

次に、第１の励振電極１３、第２の励振電極１４、第１の接続電極２３、および第２の接続電極３３をたとえばフォトリソグラフィ技術を利用したエッチング、蒸着法やスパッタ法により設ける。このとき、第１の接続電極２３および第２の接続電極３３は、斜め方向からの蒸着やスパッタなどを行うことにより接続部１５ａの側面１５ｅにも形成する。

次に、圧電振動部１１の周波数を調整（「Ｆ調」とも言い、この工程を「Ｆ調工程」とも言う。）する。周波数の調整は、圧電振動部１１を振動させて周波数を検出しながら、第１の励振電極１３または第２の励振電極１４の厚みを変えることにより行う。具体的には、第１の接続電極２３から延設された接触部２３ｃ、および第２の接続電極３３から延設された接触部３３ｃのそれぞれに、図示しないプローブを接触させて圧電振動部１１を振動させる。そして検出された周波数に基づいて、例えば第１の励振電極１３を薄膜化する。第１の励振電極１３の薄膜化は、公知の方法を用いて行うが、例えばアルゴンプラズマを第１の励振電極１３の表面に照射することにより行われる。このとき、第１の励振電極１３をたとえば蒸着法等により厚膜化してもよい。

以上の工程により水晶振動片１０を作製することができる。

以上説明した水晶振動片１０によれば、第１の接続電極２３が、接続部１５ａの一方の面（上面）１５ｃからその側面を通り接続部の他方の面（下面）１５ｄに延設されており、第２の接続電極３３も接続部１５ｂの他方の面（符号なし）に延設されている。即ち、第１の励振電極１３に接続された第１の接続電極２３と第２の励振電極１４に接続された第２の接続電極３３とが接続部１５ａ，１５ｂの同じ面（他方の面）に延設されている。
これにより、Ｆ調工程においてプロービング端子を水晶振動片１０の同一平面にプロービングすることが可能となる。従って、プローブ端子の構造を、例えばストレート端子など簡単な構造とすることができる。

さらに、プローブ端子と接触部２３ｃ，３３ｃとを接触させるための動作は、例えばプローブ端子の往復運動など単純な動作によってプロービングすることが可能となる。これらにより、プロービング端子を安価にすることが可能となるとともに、Ｆ調（プロービング作業）の工数を少なくすることが可能となり、水晶振動片１０の製造コストを下げることが可能となる。

また、接続部１５ａは、圧電振動部１１と隣接しているため、第１の励振電極１３から接続部１５ａの他方の面１５ｄを通り接触部２３ｃまで延設される第１の接続電極２３の延設長さを極力短くすることができる。つまり、第１の励振電極１３から極力近い位置でのプロービングを行うことができる。第１の励振電極１３からプロービング位置までの電極の引き回しが長くなると、浮遊容量などのノイズなどによる特性への影響を受け易くなる。本例の水晶振動片１０は、第１の励振電極１３から極力近い位置でのプロービングを行うことができるため、浮遊容量などのノイズなどによる共振周波数のばらつきなど、振動特性への影響を受け難くすることが可能となる。

また、第１の接続電極２３と第２の接続電極３３とを、枠部１２の他方の面１２ｂの面内で、圧電振動部１１を挟み対極的な配置まで延設することができる。即ち、平面内で第１の接続電極２３と第２の接続電極３３とを延設することができるため、電極膜厚、形状などを精度良く形成することが可能となる。これにより、電極膜厚、形状などのばらつきによって生じるシート抵抗の上昇によるＣＩ値劣化など水晶振動片１０の振動特性劣化を防止することが可能となる。

なお、前述では、第１の接続電極２３が、引き回し部２３ａによって接続部１５ａと圧電振動部１１を挟む反対側まで設けられている構成を説明したがこれに限らない。第１の接続電極２３が、接続部１５ａの他方の面（下面）１５ｄ側において、引き回し部２３ａが形成されず、第２の接続電極３３と同様に接続部１５ａ側の、枠部１２の内側部１２ａの他方の面（下面）１２ｂまで延設された構成でもよい。

このような構成にすることにより、第１の接続電極２３の延設長さを、さらに短くすることができる。これにより、第１の接続電極２３の引き回しが長くなることによって生じ易くなる、浮遊容量などのノイズによる共振周波数のばらつきなど、振動特性への影響をさらに受け難くすることが可能となる。

２．圧電デバイス。
次に、図２、および図５を参照しながら圧電デバイスについて説明する。図２は、本実施の形態に係る圧電デバイスを示す断面図である。図５は、圧電デバイスの製造方法を示す斜視図である。

図２に示すように、本実施の形態に係る圧電デバイス１００は、ベース基板としての下側基板３０および上側基板２０と、それらに挟まれている圧電振動片（中間基板）としての水晶振動片１０とを含む。下側基板３０および上側基板２０は、水晶振動片１０を挟むことにより、水晶振動片１０に設けられている圧電振動部１１を気密に封止することができる。

２．１．全体の構成。
圧電デバイス１００を構成する上側基板２０および下側基板３０の材質は、絶縁性の材質であれば特に限定されないが、材質の熱膨張差を考慮すると圧電振動片と同一の材質であることが好ましい。本例では、圧電振動片として水晶振動片を用いていることから、上側基板２０および下側基板３０の材質は、水晶からなる。

下側基板３０は、水晶振動片１０に対向する面である表面に第１の外部接続電極４１ａ、および第２の外部接続電極４１ｂが形成され、表面と対向する裏面に第１の外部端子３２、および第２の外部端子３４が形成されている。さらに、下側基板３０には、下側基板３０の表面と裏面を貫通する貫通孔５２ａ，５２ｂが形成されている。

貫通孔５２ａは、第１の外部接続電極４１ａと第１の外部端子３２が対向する位置に形成され、貫通孔５２ｂは、第２の外部接続電極４１ｂと第２の外部端子３４が対向する位置に形成されている。なお、貫通孔は、２つの貫通孔５２ａ，５２ｂが設けられた例で説明したが貫通孔の数を限定するものではなく、幾つであってもよい。

第１の外部接続電極４１ａ、第２の外部接続電極４１ｂ、第１の外部端子３２、および第２の外部端子３４は、導電性材料によって形成され、例えば下地としてＣｒ膜を用い、その上にＡｕ膜を有する多層構造である。

第１の外部端子３２および第２の外部端子３４は、圧電デバイス１００を外部の機器と電気的に接続するために用いられる。第１の外部端子３２および第２の外部端子３４は、互いに離れた位置に設けられ、具体的には下側基板３０の長手方向に対向する端部にそれぞれ設けられる。

圧電デバイス１００は、下側基板３０と平板状の上側基板２０との間に水晶振動片１０を挟み接合されている。接合は、水晶振動片１０に形成された枠部１２の外側部１２ｃの上面と、その面に対向する上側基板２０の一面との間、および該枠部１２の外側部１２ｃの下面と、その面に対向する下側基板３０の一面との間で行われる。接合方法には、例えば、プラズマ接合などを用いる。プラズマ接合については、後述する圧電デバイスの製造方法において詳細を説明する。

引き回し部２３ａによって延設された第１の接続電極２３（水晶振動片１０）と第１の外部接続電極４１ａ（下側基板３０）との間は導電性を有する、例えば導電性接着剤などで接続されている。同様に、第２の接続電極３３（水晶振動片１０）と第２の外部接続電極４１ｂ（下側基板３０）との間においても導電性接着剤などで接続されている。

貫通孔５２ａ，５２ｂは、封止部５３ａ，５３ｂによって封止されている。この封止部５３ａ，５３ｂによって、下側基板３０と上側基板２０との間に挟まれた空間は、外気と遮断された密閉（気密）空間となる。封止部５３ａ，５３ｂは、例えば、半田（Ｓｎ−Ｐｂ）、金−ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）などの金属が用いられて形成されている。封止部５３ａ，５３ｂは、第１の外部接続電極４１ａと第１の外部端子３２との間、および第２の外部接続電極４１ｂと第２の外部端子３４との間を電気的に接続する機能も有している。なお、封止方法についての詳細は、後述する圧電デバイスの製造方法において説明する。

２．２．圧電デバイスの製造方法。
次に、本実施の形態に係る圧電デバイス１００の製造方法について説明する。

先ず、上側水晶板１２０（上側基板２０）、中間水晶板１１０（水晶振動片１０）、および下側水晶板１３０（下側基板３０）を準備する（図５参照）。上側水晶板１２０、中間水晶板１１０、および下側水晶板１３０は、それぞれ複数の上側基板２０、水晶振動片１０、および下側基板３０が縦及び横方向に連続して配置された基板である。

２．２．１．中間水晶板１１０の製造方法。
先ず、大型の水晶板を準備し、図１に示すスリット１６ａ，１６ｂを形成して、圧電振動部１１および枠部１２を設ける。この工程は、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したウェットエッチングにより設けられる。このとき、少なくとも枠部１２の外側部１２ｃが上側基板２０及び下側基板３０と接合する面である表裏面（上面、下面）は、鏡面研磨加工する。鏡面研磨加工は、各接合面の表面粗さが好ましくは１ｎｍ以下となるように行う。

以降の工程は、前述した圧電振動片としての水晶振動片１０の製造方法で説明したものと同様であるのでここでの説明は省略するが、水晶振動片１０が配列された中間水晶板１１０（図５参照）を形成することができる。

２．２．２．上側水晶板１２０の製造方法。
上述と並行して、複数の上側基板２０を縦及び横方向に連続して配置した大型の上側水晶板１２０（図５参照）を準備する。

先ず、大型の水晶板を準備する。そして、中間水晶板１１０（水晶振動片１０）に対向する面である水晶板の面を、鏡面研磨加工をする。この鏡面研磨加工は、少なくとも中間水晶板１１０（水晶振動片１０）と接合される領域の接合面に行い、接合面の表面粗さが、好ましくは１ｎｍ以下となるように行う。

２．２．３．下側水晶板１３０の製造方法。
同様に、複数の下側基板３０を縦及び横方向に連続して配置した大型の下側水晶板１３０（図５参照）を準備する。

先ず、大型の水晶板を準備する。そして、中間水晶板１１０（水晶振動片１０）に対向する面である水晶板の表面を、鏡面研磨加工をする。この鏡面研磨加工は、少なくとも中間水晶板１１０（水晶振動片１０）と接合される領域の接合面に行い、接合面の表面粗さが、好ましくは１ｎｍ以下となるように行う。

そして、下側基板３０の表面と裏面を貫通するように、貫通孔５２ａ，５２ｂを形成する。貫通孔５２ａ，５２ｂは、サンドブラスト加工などにより形成する。なお、前述した水晶板表面の鏡面研磨加工と貫通孔５２ａ，５２ｂの加工との順序は問わない。

次に、下側基板３０の表面の所定位置に、導電材料をスパッタリングなどで成膜することにより、第１の外部接続電極４１ａおよび第２の外部接続電極４１ｂを形成する。そして、下側基板３０の裏面の所定位置に、導電材料をスパッタリングなどで成膜することにより、第１の外部端子３２および第２の外部端子３４を形成する。なお、第１の外部接続電極４１ａおよび第２の外部接続電極４１ｂの形成と、第１の外部端子３２および第２の外部端子３４との形成順序は問わない。

２．２．４．圧電デバイス１００の製造方法。
前述のように準備された上側水晶板１２０、中間水晶板１１０、下側水晶板１３０の各接合面をプラズマ処理により表面活性化する。プラズマ処理後、中間水晶板１１０の上下面に上側水晶板１２０及び下側水晶板１３０を互いに重ね合わせる。

先ず、各水晶板１１０，１２０，１３０は、それらを位置合わせして各接合面を貼り合わせることにより仮接合する。次に、この水晶ウエハ積層体である圧電水晶デバイス２００ａを常温で上下から加圧し、その後加熱処理を行うことにより本接合する。本実施形態では３枚の水晶ウエハを同時に接合したが、１枚ずつ接合することもできる。例えば、中間水晶板１１０の上面に上側水晶板１２０を接合した後、その下面に下側水晶板１３０を接合する。

次に、貫通孔５２ａ，５２ｂを封止する。以下に、この封止方法について簡単に説明する。

双方の貫通孔５２ａ，５２ｂに導電性材料として例えば半田、Ａｕ−Ｇｅ等の球体の金属ボール（図示せず）を配置する。このように金属ボールを貫通孔５２ａ，５２ｂに嵌め込んだ後に、レーザー光を金属ボールに照射することによって金属ボールを溶解する。なお、金属ボールの溶解は、レーザー光の照射に限定されず、たとえば高温炉を用いてもよい。

この溶解によって、貫通孔５２ａ，５２ｂを気密に塞ぐ封止部５３ａ，５３ｂを形成するとともに、第１の外部接続電極４１ａと第１の外部端子３２、および第２の外部接続電極４１ｂと第２の外部端子３４を接続する。

以上の工程により、図５に示すように、水晶板が３層積層され、複数の圧電振動部１１を有する圧電水晶デバイス２００ａ（圧電デバイス）を得ることができる。

次に、図５に示す切断ラインＬ１およびＬ２に沿って、圧電水晶デバイス２００ａを切断分離することにより、図２に示す圧電デバイス１００を得ることができる。

本実施の形態に係る圧電デバイス１００によれば、水晶振動片１０における第１の接続電極２３が、接続部１５ａの一方の面（上面）１５ｃからその側面を通り接続部の他方の面（下面）１５ｄに延設されており、第２の接続電極３３も接続部１５ｂの他方の面（符号なし）に延設されている。即ち、第１の励振電極１３に接続された第１の接続電極２３と第２の励振電極１４に接続された第２の接続電極３３とが接続部１５ａ，１５ｂの同じ面（他方の面）に延設されている。これにより、Ｆ調工程においてプロービング端子を水晶振動片１０の同一平面にプロービングすることが可能となる。従って、プローブ端子の構造を、例えばストレート端子など簡単な構造とすることができる。

さらに、プローブ端子と接触部２３ｃ，３３ｃとを接触させるための動作は、例えばプローブ端子の往復運動など単純な動作によってプロービングすることが可能となる。これらにより、プロービング端子を安価にすることが可能となるとともに、Ｆ調（プロービング作業）の工数を少なくすることが可能となり、水晶振動片１０の製造コストを下げることが可能となる。従って、この水晶振動片１０を用いることにより、安価な圧電デバイス１００を提供することが可能となる。

また、水晶振動片１０における接続部１５ａは、圧電振動部１１と隣接しているため、第１の励振電極１３から接続部１５ａの他方の面１５ｄを通り接触部２３ｃまで延設される第１の接続電極２３の延設長さを極力短くすることができる。つまり、第１の励振電極１３から極力近い位置でのプロービングを行うことができる。第１の励振電極１３からプロービング位置までの電極の引き回しが長くなると、浮遊容量などのノイズなどによる特性への影響を受け易くなる。本例の水晶振動片１０は、第１の励振電極１３から極力近い位置でのプロービングを行うことができるため、浮遊容量などのノイズなどによる共振周波数のばらつきなど、振動特性への影響を受け難くすることが可能となる。従って、振動特性の安定した圧電デバイス１００を提供することが可能となる。

（変形例１）
前述した圧電デバイスの変形例１を以下に図３に沿って説明する。図３は、圧電デバイスの変形例１を示す正断面図である。なお、前述した圧電デバイスと同じ構成については同符号を付けて説明を省略することもある。

図３に示す変形例１の圧電デバイス２００は、次の構成が前述した圧電デバイス１００と異なっている。すなわち、水晶振動片１０の第１の接続電極２３および第２の接続電極３３と、それぞれに対応する下側基板３０の第１の外部接続電極４１ａおよび第２の外部接続電極４１ｂとの接続方法（構成）が異なる。

異なる部分とその周辺について詳細に説明する。第１の接続電極２３と第１の外部接続電極４１ａとの接続は、可撓性を有する第１の樹脂突起部としての樹脂突起部１９ａを介して行われる。また、第２の接続電極３３と第２の外部接続電極４１ｂとの接続は、可撓性を有する第１の樹脂突起部としての樹脂突起部１９ｂを介して行われる。

樹脂突起部１９ａ，１９ｂは、それぞれの接続部分に対応する水晶振動片１０の枠部１２の下面に形成された概ね半球状の先端を有する樹脂突起であり、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などが用いられて形成される。そして、樹脂突起部１９ａの表面には、第１の接続電極２３から延設された第１の突起電極２３ｂが形成されており、樹脂突起部１９ｂの表面には、第２の接続電極３３から延設された第２の突起電極３３ｂが形成されている。

樹脂突起部１９ａ，１９ｂの高さは、水晶振動片１０と下側基板３０とが接続されたときに、樹脂突起部１９ａ，１９ｂが押圧されて変形するように設定される。この押圧による樹脂突起部１９ａ，１９ｂの変形が戻ろうとする力により、第１の接続電極２３（第１の突起電極２３ｂ）と第１の外部接続電極４１ａとの接続、および第２の接続電極３３（第２の突起電極３３ｂ）と第２の外部接続電極４１ｂとの接続がなされる。

なお、本例では２つの樹脂突起部１９ａ，１９ｂが設けられた例で説明したが、樹脂突起部の数を限定するものではなく、幾つであってもよい。

次に、樹脂突起部１９ａ，１９ｂの製造方法について簡単に説明する。

先ず、図３に示す水晶板の下面１１ｂ側の面に、例えばエポキシ、ポリイミドなどの可撓性を有する樹脂層（図示せず）を形成する。

次に、フォトリソグラフィ技術を用いて樹脂層の一部（不要部分）を除去して、樹脂突起（図示せず）を形成する。

次に、樹脂突起を硬化（例えば熱硬化）させることによって、樹脂突起部１９ａ，１９ｂを形成する。

なお、樹脂突起部１９ａ，１９ｂは、樹脂突起を溶融させた後に硬化させることによって形成してもよい。このとき、樹脂突起の溶融条件や、硬化条件を調整することによって、樹脂突起部１９ａ，１９ｂの形状（上面の形状）を制御することができる。例えば、樹脂突起を、表面のみが溶融し、中心が溶融しないように（半溶融状態まで）加熱し、その後硬化させることによって、上面が凸曲面（半球状）となるように、樹脂突起部１９ａ，１９ｂを形成することができる。このように、樹脂突起部１９ａ，１９ｂの形状は、樹脂突起の形状や材料、硬化条件などを調整することで制御することができる。

本変形例１の圧電デバイス２００によれば、第１の接続電極２３と第１の外部接続電極４１ａとの接続、および第２の接続電極３３と第２の外部接続電極４１ｂとの接続が、可撓性を有する第１の樹脂突起部としての樹脂突起部１９ａ，１９ｂを介して行われている。樹脂突起部１９ａ，１９ｂは、フォトリソ加工などの細密加工によって形成することできるため小径接点とすることが可能であり、更には、接続のための導電性接着剤などを用いなくても接続が可能なため、接続領域を小さくすることが可能となる。これにより、圧電振動部１１を大きくすることが可能となり振動特性（ＣＩ値など）を向上させ、より安定した振動を有する圧電デバイス２００を提供することが可能となる。

（変形例２）
前述した圧電デバイスの変形例２を以下に図４に沿って説明する。図４は、圧電デバイスの変形例２を示す正断面図である。

図４に示す変形例２の圧電デバイス３００は、前述した変形例１の圧電デバイス２００と次に示す構成が異なっている。すなわち、水晶振動片１０の枠部１２の下面に形成された第１の樹脂突起部としての樹脂突起部１９ａ，１９ｂに対応する水晶振動片１０の枠部１２の上面に、第２の樹脂突起部１９ｃ，１９ｄが形成されている。

なお、本説明では、第２の樹脂突起部１９ｃ，１９ｄを除く構成が変形例１と同じであるため、第２の樹脂突起部１９ｃ，１９ｄに係る説明を行い、前述した圧電デバイス１００，２００と同じ構成については同符号を付けて説明を省略する。

第２の樹脂突起部１９ｃ，１９ｄは、可撓性を有しており、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などが用いられて形成される。第２の樹脂突起部１９ｃ，１９ｄは、先端部が概ね半球状をなした樹脂突起であり、水晶振動片１０と上側基板２０とが接続されたときに、第２の樹脂突起部１９ｃ，１９ｄが押圧されて変形するような高さを持って形成される。この押圧による第２の樹脂突起部１９ｃ，１９ｄの変形が戻ろうとする力により、水晶振動片１０の上側基板２０側への変形を防止することができる。

第２の樹脂突起部１９ｃ，１９ｄは、樹脂突起部１９ａ，１９ｂと同様な方法で水晶振動片１０の枠部１２の上面に形成される。

本変形例２の圧電デバイス３００によれば、第１の接続電極２３と第１の外部接続電極４１ａとの接続、および第２の接続電極３３と第２の外部接続電極４１ｂとの接続が、可撓性を有する第１の樹脂突起部としての樹脂突起部１９ａ，１９ｂを介して行われている。さらに、樹脂突起部１９ａ，１９ｂに対向する水晶振動片１０の枠部１２の上面に第２の樹脂突起部１９ｃ，１９ｄが形成されている。このため、下側基板３０と上側基板２０との間に水晶振動片１０を挟み接合する際に、水晶振動片１０に上面側と下面側の両方から押圧力がかかり、水晶振動片１０の上下方向の変形を防止することができる。これにより、第１の接続電極２３と第１の外部接続電極４１ａとの接続、および第２の接続電極３３と第２の外部接続電極４１ｂとの接続の信頼性を高めることが可能となる。

変形例１および変形例２では、樹脂突起部１９ａ，１９ｂを水晶振動片１０の枠部１２の下面に形成し、第２の樹脂突起部１９ｃ，１９ｄを水晶振動片１０の枠部１２の上面に形成した構成で説明したが、これに限らない。樹脂突起部１９ａ，１９ｂを下側基板３０の表面に形成し、その表面に第１の外部接続電極４１ａおよび第２の外部接続電極４１ｂを延設してもよい。

また、第２の樹脂突起部１９ｃ，１９ｄを、上側基板２０の水晶振動片１０に対向する面であって樹脂突起部１９ａ，１９ｂに対向する位置に形成してもよい。

また、水晶振動片１０と対向する下側基板３０のそれぞれに樹脂突起部が設けられてもよく、水晶振動片１０と対向する上側基板２０のそれぞれに樹脂突起部が設けられてもよい。このようにしても、同様な効果を有している。

本実施の形態に係る圧電振動片としての水晶振動片を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｐ断面図、（Ｃ）は下面図。 本実施の形態に係る圧電デバイスを示す断面図。 圧電デバイスの変形例１を示す正断面図。 圧電デバイスの変形例２を示す正断面図。 本実施の形態に係る圧電デバイスの製造方法を示す斜視図。

符号の説明

１０…圧電振動片としての水晶振動片、１１…圧電振動部、１１ａ…上面、１１ｂ…下面、１２…枠部、１３…第１の励振電極、１４…第２の励振電極、１５ａ，１５ｂ…接続部、１５ｅ…接続部の側面、１６ａ，１６ｂ…スリット、１９ａ，１９ｂ…第１の樹脂突起部としての樹脂突起部、１９ｃ，１９ｄ…第２の樹脂突起部、２０…上側基板、２３…第１の接続電極、２３ｃ，３３ｃ…接触部、３０…ベース基板としての下側基板、３２…第１の外部端子、３３…第２の接続電極、３４…第２の外部端子、５２ａ，５２ｂ…貫通孔、５３ａ，５３ｂ…封止部、１００…圧電デバイス、１１０…中間水晶板、１２０…上側水晶板、１３０…下側水晶板、２００…圧電デバイス、２００ａ…圧電水晶デバイス、Ｌ１，Ｌ２…切断ライン。

Claims (6)

1. 圧電振動部と、
   前記圧電振動部の周囲を囲む枠部と、
   前記圧電振動部と前記枠部とを接続する接続部と、
   前記圧電振動部の一方の面に形成された第１の励振電極と、
   前記圧電振動部の他方の面に形成された第２の励振電極と、
   前記第１の励振電極から、前記接続部の一方の面と前記接続部の側面とを通り、前記接続部の他方の面に延出された第１の接続電極と、
   前記第２の励振電極から前記接続部の他方の面に延出された第２の接続電極と、を有することを特徴とする圧電振動片。
2. 請求項１に記載の圧電振動片において、
   前記第１の接続電極は、前記接続部の他方の面から、前記圧電振動部を挟み反対側の前記枠部の他方の面まで延出されており、
   前記第２の接続電極は前記接続部の他方の面から前記接続部が接続される側の前記枠部まで延出されていることを特徴とする圧電振動片。
3. 圧電振動部と、前記圧電振動部の周囲を囲む枠部と、前記圧電振動部と前記枠部とを接続する接続部と、前記圧電振動部の一方の面に形成された第１の励振電極と、前記圧電振動部の他方の面に形成された第２の励振電極と、前記第１の励振電極から前記接続部の一方の面と前記接続部の側面とを通り、前記接続部の他方の面に延出された第１の接続電極と、前記第２の励振電極から前記接続部の一方の面に延出された第２の接続電極と、を含む圧電振動片と、
   前記他方の面と対向するように前記圧電振動片と接続されたベース部と、を有することを特徴とする圧電デバイス。
4. 請求項３に記載の圧電デバイスにおいて、
   前記第１の接続電極は、前記接続部の他方の面から、前記圧電振動部を挟み反対側の前記枠部の他方の面まで延出されており、
   前記第２の接続電極は前記接続部の他方の面から前記接続部が接続される側の前記枠部まで延出されていることを特徴とする圧電デバイス。
5. 請求項３または請求項４に記載の圧電デバイスにおいて、
   さらに、前記ベース部の前記圧電振動片と対向する面に形成された、前記第１の接続電極および前記第２の接続電極と接続される第１の外部接続電極および第２の外部接続電極と、
   前記第１の接続電極および前記第２の接続電極と前記圧電振動片との間、または前記第１の外部接続電極および前記第２の外部接続電極と前記ベース部との間の少なくとも一方に形成された、可撓性を有する第１の樹脂突起部とを有し、
   前記第１の接続電極と前記第１の外部接続電極との接続、および前記第２の接続電極と前記第２の外部接続電極との接続は、前記第１の樹脂突起部を介して行われていることを特徴とする圧電デバイス。
6. 請求項５に記載の圧電デバイスにおいて、
   前記ベース部との間に前記圧電振動片を挟持する蓋体と、
   前記第１の樹脂突起部に対向する前記圧電振動片の一方の面または前記蓋体の前記圧電振動片に対向する面の少なくとも一方に形成された第２の樹脂突起部と、を有し、
   前記ベース部および前記蓋体との間で、対向する前記第１の樹脂突起部と前記第２の樹脂突起部とが前記圧電振動片を挟持していることを特徴とする圧電デバイス。

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