JP2012054893A - 音叉型水晶振動片及び水晶デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】低いＣＩ値で且つ配線抵抗の小さい音叉型水晶振動片を提供する。
【解決手段】音叉型水晶振動片３０Ａは、励振電極３３，３４を有し所定方向に伸びた一対の振動腕２１と、一対の振動腕が連結された基部２３と、一対の振動腕の両外側で基部から所定方向に伸びる一対の支持腕２５と、導電性接着剤と接する一対の支持腕の先端領域から励振電極まで引き出された引出電極３１，３２と、を備える。さらに励振電極は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第１の金属膜と第１の金属膜上に形成されたＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの第２の金属膜との２層からなり、引出電極は、第２の金属膜上に形成されたＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第３の金属膜と第３の金属膜上に形成されたＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの第４の金属膜との４層からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は音叉型水晶振動片及びその音叉型水晶振動片を有する水晶デバイスに関する。特にＣＩ（クリスタルインピ−ダンス）値が低い音叉型水晶振動片及び水晶デバイスに関する。

従来、音叉型水晶振動片の電極膜は下地がＣｒでその上にＡｕが形成された積層膜が使用されている。音叉型水晶振動片の接続電極とパッケージの接続電極とを導電性接着剤を使用して接合することも行われている。また、音叉型水晶振動片の接続電極とパッケージの接続電極とを接合するフリップチップボンディング（超音波接合）が行われている。音叉型水晶振動片の接続電極のＣｒがＡｕへ拡散したり、ＡｕがＣｒに吸出しされたりする現象が発生して音叉型水晶振動片の接続電極とパッケージの接続電極とが剥離するおそれが生じていた。特許文献１によれば、音叉型水晶振動片の接続電極に更にＡｕを主成分とする膜を厚く形成し、Ａｕの厚さが厚くなった分だけバンプがＣｒに到達するおそれを低減している。

特開２００７−９６８８９９号公報

しかしながら、特許文献１の音叉型水晶振動片は、その接続電極のＡｕのみが厚くなっているだけであり、下地のＣｒに到達しないように微妙なフリップチップボンディングの調整を要している。

本発明は、低いＣＩ値で且つ配線抵抗の小さい音叉型水晶振動片及び水晶デバイスを提供することを目的とする。

第１の観点の音叉型水晶振動片は、パッケージの内部に収納されパッケージの内部の接続電極に接合される水晶振動片である。そして水晶振動片は、励振電極を有し所定方向に伸びた一対の振動腕と、一対の振動腕が連結された基部と、一対の振動腕の両外側で基部から所定方向に伸びる一対の支持腕と、導電性接着剤と接する一対の支持腕の先端領域から励振電極まで引き出された引出電極と、を備える。さらに励振電極は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第１の金属膜と第１の金属膜上に形成されたＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの第２の金属膜との２層からなり、引出電極は、第２の金属膜上に形成されたＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第３の金属膜と第３の金属膜上に形成されたＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの第４の金属膜との４層からなる。
また、第２の金属膜の膜厚は４０ｎｍから６０ｎｍ（４００Åから６００Å）が望ましく、第４の金属膜の膜厚は６０ｎｍ（６００Å）以上であることが望ましい。
第２の観点の水晶デバイスは、第１の観点の音叉型水晶振動片をパッケージに収納する。

第３の観点の音叉型水晶振動片は、接続電極を有するベースの外周と接合する外枠を有する水晶振動片である。そしてその水晶振動片は、外枠に連結する一対の支持腕と、一対の支持腕と連結する基部と、一対の支持腕の内側で基部から伸び励振電極が形成された一対の振動腕と、励振電極と導通し、基部、支持腕及び外枠に形成された引出電極と、を備える。そして励振電極は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第１の金属膜と第１の金属膜上に形成されたＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの第２の金属膜との２層からなり、引出電極及び接続電極は、第２の金属膜上に形成されたＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第３の金属膜と第３の金属膜上に形成されたＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの第４の金属膜との４層からなる。
第４の観点の水晶デバイスは、第３の観点の水晶振動片と、外枠の一面に接合されるベースと、外枠の他面に接合されるリッドと、を備える。

本発明によれば、引出電極から接続電極まで４層の金属膜が形成され、励振電極が２層の金属膜が形成されることにより、配線抵抗値が低く、ＣＩ値の低い音叉型水晶振動片及び水晶デバイスが提供される。フリップチップボンディングされた際でも、Ｃｒの下層にＡｕがあるため、そのＡｕが吸い出されたりすることがない。

（ａ）は、第１音叉型水晶振動片３０Ａの平面図である。 （ｂ）は、（ａ）に示した第１音叉型水晶振動片３０ＡのＡ−Ａ’断面図である。 （ａ）は、第１水晶デバイス１００の上面図である。 （ｂ）は、（ａ）に示した第１水晶デバイス１００のＢ−Ｂ’断面図である。 第１水晶デバイス１００を製造する工程のフローチャートである。 励振電極のＡｕ厚さとＣＩ値との関係を示したグラフである。 （ａ）は、引出電極を形成する第１実施例の製造工程のフローチャートである。 （ｂ）は、引出電極を形成する第２実施例の製造工程のフローチャートである。 （ａ）は、第２水晶デバイス１１０の構成を示す斜視図である。 （ｂ）は、（ａ）に示した第２水晶デバイス１１０の分離した状態を示したＣ−Ｃ’断面図である。 （ａ）は、水晶フレーム２０の平面図である。 （ｂ）は、（ａ）に示した水晶フレーム２０のＤ−Ｄ’断面図である。

＜第１実施形態；第１水晶デバイス１００の構成＞
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
以下の各実施形態において、振動腕が伸びる方向をＹ軸方向とし、振動腕の腕幅方向をＸ軸方向とし、そのＸ軸およびＹ軸方向と直交する方向をＺ軸方向とする。

（第１音叉型水晶振動片３０Ａの形成）
図１（ａ）は本実施例の第１音叉型水晶振動片３０Ａの平面図であり、図１（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。第１音叉型水晶振動片３０Ａは基部２３に音叉型の一対の振動腕２１及び支持腕２５を備える。

図１（ａ）で示されるように、第１音叉型水晶振動片３０Ａの基部２３は、その全体が略板状に形成されている。振動腕２１は基部２３の一端側から平行にＹ軸方向に伸びている。振動腕２１の腕幅は途中から幅広となりその幅が一定のままで先端まで伸びている。振動腕２１の幅広の領域は金属膜を有する錘部２８を形成している。錘部２８は振動腕２１に電圧をかけた際に振動しやすくさせ、第１音叉型水晶振動片３０Ａの周波数調整をしやすくするために形成される。第１音叉型水晶振動片３０Ａは例えば３２．７６８ｋＨｚで振動する。

振動腕２１の振動根元部２２は幅広に形成されている。振動根元部２２は、振動腕２１の根元部分に集中していた応力を幅広い振動根元部２２の方に移動させ、基部２３への振動漏れを減少させる。また一対の振動腕２１には、励振電極３３，３４が形成されている。

振動腕２１は基部２３よりほぼ平行にＹ軸方向に伸び、振動腕２１の表裏両面には、溝部２４が形成されている。例えば、一本の振動腕２１の表面には１本の溝部２４が形成されており、振動腕２１の裏面側にも同様に１本の溝部２４が形成されている。図１（ｂ）に示すように溝部２４の断面は略Ｈ型に形成される。溝部２４は第１音叉型水晶振動片３０ＡのＣＩ値を低下させる。溝部２４の形成は以下の第２実施例についても同様である。

振動腕２１の両外側には、基部２３の一端側からＹ軸方向に伸びた支持腕２５が配置される。支持腕２５の長さは振動腕２１の長さより短く形成する。支持腕２５は、振動腕２１の振動漏れや外部変化の影響を少なくしている。支持腕２５の先端に接合部６５が形成される。接合部６５は、導電性接着剤６１を介して、第１音叉型水晶振動片３０Ａとパッケージとを接合する。フリップチップボンディングにより第１音叉型水晶振動片３０Ａとパッケージとが接合されてもよい。

一対の支持腕２５には、励振電極３３，３４と引き出された引出電極３１，３２とが形成される。基部２３にも引出電極３１，３２が形成される。

図１（ｂ）で示されるように、励振電極３３，３４は水晶材上に形成される第１金属膜３３−１，３４−１とその上に形成される第２金属膜３３−２、３４−２との２層の金属膜からなる。第１金属膜３３−１，３４−１は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの金属からなる。第２金属膜３３−２、３４−２はＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの金属からなる。

引出電極３１，３２は、水晶材上に形成される第１金属膜３１−１，３２−１と、その上に形成される第２金属膜３１−２、３２−２と、その上に形成される第３金属膜３１−３，３２−３と、その上に形成される第４金属膜３１−４，３２−４との４層の金属膜に形成される。第３金属膜３１−３，３２−３は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つからなる。第４金属膜３１−４，３２−４は、Ａｕ又はＡｇのうちの少なくとも１つからなる。

（第１水晶デバイス１００の形成）
図２（ａ）は蓋体５３を外した第１水晶デバイス１００の上面図であり、図２（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。第１水晶デバイス１００はパッケージＰＫＧのキャビティ５６内に第１音叉型水晶振動片３０Ａを収納し、真空状態で蓋体５３とパッケージＰＫＧとを封止材５４により接合して形成される。

蓋体５３はコバールなどの金属又は硼珪酸ガラスなどで形成される。
パッケージＰＫＧは例えばセラミックからなるセラミックパッケージであり、複数枚のセラミックシートを積層して箱状に形成してある。パッケージＰＫＧの底部には外部電極５１が形成され表面実装（ＳＭＤ：Surface Mount Device）できるタイプとなる。ガラス材料から形成されてもよい。

パッケージＰＫＧの電極パッド５５は、支持腕２５の接合部６５に対応する位置に設けられる。第１音叉型水晶振動片３０Ａは、電極パッド５５に導電性接着剤６１で接合している。具体的には、接合部６５は、導電性接着剤６１を塗布したパッケージＰＫＧの電極パッド５５の上に載置され、導電性接着剤６１が仮硬化される。次に、硬化炉で導電性接着剤６１を本硬化することで接合部６５は第１音叉型水晶振動片３０ＡとパッケージＰＫＧとが接合される。第１音叉型水晶振動片３０Ａの励振電極はパッケージＰＫＧの外側の外部電極５１と電気的に接続される。

第１水晶デバイス１００は第１音叉型水晶振動片３０Ａの振動腕２１の先端の錘部２８にレーザー光を照射して、錘部２８の金属被膜の一部を蒸散・昇華させ、振動周波数の調整を行う。蓋体５３がレーザー光を透過する硼珪酸ガラスなどで形成されると蓋体５３とパッケージＰＫＧとが封止された後でも振動周波数の調整をすることができる。また第１水晶デバイス１００は駆動特性などの検査を行うことで完成される。

（第１水晶デバイス１００の製造方法）
図３は、第１水晶デバイス１００の製造工程を示したフローチャートである。
ステップＳ１０２において、透明なガラス又はコバールなどの金属板からなる蓋体５３が用意される。

ステップＳ１１２からステップＳ１１６を経て第１音叉型水晶振動片３０Ａが形成される。
ステップＳ１１２において、振動片用の水晶ウエハＶＷに、支持腕を備えた第１音叉型水晶振動片３０Ａが形成される。第１音叉型水晶振動片３０Ａの外形と溝部２４との形成は、公知のフォトリソグラフィ・エッチング技術で形成される。

外形のエッチングは、丸型又は角型の水晶ウエハより同時に多数の第１音叉型水晶振動片３０Ａの外形を形成する。第１音叉型水晶振動片３０Ａの外形は、耐蝕膜から露出した水晶ウエハに対して、例えばフッ酸溶液をエッチング液として、エッチングを行う。耐蝕膜としては、例えば、Ｃｒを下地としてＡｕを蒸着した金属被膜などを用いることができる。第１音叉型水晶振動片３０Ａの外形形成時に振動腕２２の表裏面に溝部２４が形成される。

ステップＳ１１４では、図１（ａ）で示されるように、第１音叉型水晶振動片３０Ａに引出電極３１，３２、及び励振電極３３，３４が形成される。これらの電極は、蒸着もしくはスパッタリングなどによって、第１金属膜及び第２金属膜が全面に被覆され、次いで、公知のフォトリソグラフィ・エッチング技術により形成される。振動腕２１の幅広の領域にも第１金属膜及び第２金属膜が被覆され、錘部２８が形成される。

第１音叉型水晶振動片３０Ａの励振電極３３，３４は、例えばＣｒからなる下地の第１金属膜に第２金属膜のＡｕを設けた２層構造で形成される。第１金属膜は、１５ｎｍ〜６０ｎｍの厚さで形成される。Ｃｒの代わりに、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの金属膜を使用してもよい。第２金属膜のＡｕは、４０ｎｍ〜６０ｎｍの厚さで形成される。Ａｕの代わりにＡｇを使用してもよい。

引出電極３１及び引出電極３２は、第１、第２金属膜上に第３金属膜と第４金属膜とが形成され、４層の金属膜から構成される。引出電極３１は、第１金属膜３１−１と第２金属膜３１−２と第３金属膜３１−３と第４金属膜３１−４（図１（ｂ）参照）とから成る。引出電極３２は、第１金属膜３２−１と第２金属膜３２−２と第３金属膜３２−３と第４金属膜３２−４（図１（ｂ）参照）とから成る。第３金属膜はＣｒからなる。Ｃｒの代わりにＮｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの金属膜を使用してもよい。第４金属膜には、Ａｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの金属膜が使用される。第３金属膜のＣｒの膜厚は、１５ｎｍ〜６０ｎｍであり、第４金属膜のＡｕ又はＡｇの膜厚は、６０ｎｍ〜２００ｎｍである。

ステップＳ１１６において、振動片用の水晶ウエハＶＷから、第１音叉型水晶振動片３０Ａが切取られる。第１音叉型水晶振動片３０Ａは、基部２３の接続端部２３１（図１参照）で振動片用の水晶ウエハＶＷと接続しているため、接続端部２３１で切断することで振動片用の水晶ウエハＶＷから切り離される。

ステップＳ１２２からステップＳ１２６を経てパッケージＰＫＧが形成される。
ステップＳ１２２では、ベース用シート、底板用シート及び枠状に形成された縁部５７を備えるキャビティ用シートからなるセラミックシートが用意される。底板用シートには、タングステンペーストがスクリーン印刷方式などにより印刷され、電極パッド５５が形成される。またベース用シートには、タングステンペーストがスクリーン印刷方式などにより印刷され、外部電極５１が形成される。

ステップＳ１２４において、ベース用シート、底板用シートおよびキャビティ用シートが積層される。積層された３枚のセラミックシートは、個々のパッケージＰＫＧの大きさいに切断される。

ステップＳ１２６では、切断されたパッケージＰＫＧは、１３２０°Ｃ程度で焼成される。これによりパッケージＰＫＧが完成する。

ステップＳ１３２において、パッケージＰＫＧの一対の電極パッド５５に導電性接着剤６１が塗布される。不図示の水晶振動片の吸着装置は、第１音叉型水晶振動片３０Ａを真空吸着し、パッケージＰＫＧ内に搬入する。そして第１音叉型水晶振動片３０Ａは、支持腕２５の接合部６５に対応する位置に設けられたパッケージＰＫＧの電極パッド５５に載置される。次に、導電性接着剤６１は硬化され、第１音叉型水晶振動片３０Ａは電極パッド５５上で固定される。

ステップＳ１３４において、パッケージＰＫＧの縁部５７の上部に封止剤５４が塗布される。パッケージＰＫＧに蓋体５３が載置される。パッケージＰＫＧを載置した蓋体５３は、真空中又は不活性雰囲気中で、３５０°Ｃ程度に加熱され押圧されて接合される。その後、第１圧電デバイス１００は駆動特性などの検査を行うことで完成する。

＜引出電極３１，３２及び励振電極３３，３４の形成＞
ステップＳ１１４で説明されたように、第２金属膜のＡｕは４０ｎｍ〜６０ｎｍ（４００Å〜６００Å）の厚さで形成される。この理由について説明する。

図４は、励振電極３３，３４のＡｕの膜厚さとＣＩ値（ｋΩ）との関係を示したグラフである。グラフは、横軸にＡｕの膜厚さをとり縦軸にＣＩ値をとっている。ＣＩ値は、Ａｕの膜厚さに応じて、放物線を描いている。ＣＩ値が小さくなるように、励振電極３３，３４のＡｕの膜厚さは４０ｎｍ〜６０ｎｍが好ましい。

一方、引出電極３１，３２はそのＡｕの膜厚が薄くなると配線抵抗が大きくなり、Ａｕの膜厚が厚いほど配線抵抗が小さくなる直線状のグラフ（不図示）となる。このため、励振電極３３，３４の第２金属膜（Ａｕ）の膜厚さは４０ｎｍ〜６０ｎｍに形成して、引出電極３１，３２の第４金属膜（Ａｕ）の膜厚を６０ｎｍ〜２００ｎｍに厚く形成することにより、配線抵抗値が低くＣＩ値の低い第１水晶デバイス１００が形成される。

本実施形態では、導電性接着剤６１によって第１音叉型水晶振動片３０ＡとパッケージＰＫＧとが接合されている。第１音叉型水晶振動片３０ＡがパッケージＰＫＧにフリップチップボンディングされた際でも、第３金属膜のＣｒの下層に第２金属膜のＡｕがあるため、その第２金属膜のＡｕが吸い出されたりすることがない。

図５（ａ）及び（ｂ）は、引出電極３１，３２及び励振電極３３，３４の形成の詳細フローチャートであり、ステップＳ１１４を詳しく説明した工程である。

図５（ａ）は、第１実施例の製造工程（Ｓ１１４（ａ））のフローチャートである。
ステップＡ１１４１において、支持腕を備えた第１音叉型水晶振動片３０Ａの外形が形成された水晶ウエハの両面に１５ｎｍ〜６０ｎｍの厚さの第１金属膜（Ｃｒ）と４０ｎｍ〜６０ｎｍの厚さの第２金属膜（Ａｕ）とがスパッタリングもしくは蒸着で形成される。

ステップＡ１１４２において、第１金属膜及び第２金属膜が形成された水晶ウエハの両面に、フォトレジスト膜が均一に塗布される。
ステップＡ１１４３において、不図示の露光装置を用いて、励振電極と引出電極との電極パターン（励振電極及び引出電極以外がエッチングされるパターン）がフォトレジスト膜に露光される。この電極パターンは、水晶ウエハの両面に露光される。

ステップＡ１１４４において、水晶ウエハのフォトレジスト膜を現像して、先ず、感光したフォトレジスト膜が除去される。さらに、フォトレジスト膜から露出した第２金属膜（Ａｕ）が、例えばヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液を用いて、エッチングされる。次いで、Ａｕが除去されて露出した第１金属膜（Ｃｒ）が、例えば硝酸第２セリウムアンモニウムと酢酸との水溶液でエッチングされる。水溶液の濃度、温度および水溶液に浸している時間を調整して余分な箇所が侵食されないようにする。引出電極３１，３２及び励振電極３３，３４が形成された第１音叉型水晶振動片３０Ａの水晶ウエハが現れる。ただし、ステップＡ１１４４で形成された引出電極３１，３２は、まだ２層である。

ステップＡ１１４５において、引出電極３１，３２の形状の開口が形成されたマスクが水晶ウエハに配置される。このマスクは水晶ウエハの両面に配置される。

ステップＡ１１４６において、マスクの開口を介して第２金属膜の上に第３金属膜（Ｃｒ）が１５ｎｍ〜６０ｎｍ厚さでスパッタリングもしくは蒸着で形成される。さらに、マスクの開口を介して第３金属膜（Ｃｒ）の上に第４金属膜（Ａｕ）が６０ｎｍ〜２００ｎｍ厚さでスパッタリングや真空蒸着により形成される。
これにより、引出電極３１，３２が第１金属膜から第４金属膜までの４層の金属膜からなり、励振電極３３，３４が第１金属膜及び第２金属膜の２層の金属膜からなる第１音叉型水晶振動片３０Ａの水晶ウエハが完成する。

図５（ｂ）は、第２実施例の製造工程（Ｓ１１４（ｂ））のフローチャートである。第２実施例と第１実施例との違いは、第２実施例の製造工程では、最初に水晶ウエハに第１金属膜から第４金属膜までをスパッタリングや真空蒸着により形成した後、エッチングにより励振電極と引出電極とを形成する点である。

ステップＢ１１４１において、第１音叉型水晶振動片３０Ａの外形が形成された水晶ウエハの両面に１５ｎｍ〜６０ｎｍの厚さの第１金属膜（Ｃｒ）、４０ｎｍ〜６０ｎｍの厚さの第２金属膜のＡｕ、１５ｎｍ〜６０ｎｍの厚さの第３金属膜（Ｃｒ）及び６０ｎｍ〜２００ｎｍ厚さの第４金属膜（Ａｕ）がスパッタリングや真空蒸着により形成される。

ステップＢ１１４２において、第１金属膜から第４金属膜までが形成された水晶ウエハの両面に、フォトレジスト膜が塗布される。
ステップＢ１１４３において、不図示の露光装置を用いて、引出電極の電極パターン（引出電極以外がエッチングされるパターン）がフォトレジスト膜に露光される。この電極パターンは、水晶ウエハの両面に露光される。

ステップＢ１１４４において、水晶ウエハのフォトレジスト膜を現像して、先ず、感光したフォトレジスト膜を除去する。さらに、フォトレジスト膜から露出した第４金属膜（Ａｕ）がエッチングされる。次いで、Ａｕが除去されて露出した第３金属膜（Ｃｒ）がエッチングされる。ステップＢ１１４４では、励振電極となる領域のた第４金属膜（Ａｕ）及び第３金属膜（Ｃｒ）もエッチングされる。

ステップＢ１１４５において、一旦すべてフォトレジスト膜を除去し、残った金属膜の水晶ウエハの両面に、新たなフォトレジスト膜が塗布される。
ステップＢ１１４６において、不図示の露光装置を用いて、励振電極及び引出電極の電極パターン（励振電極及び引出電極以外がエッチングされるパターン）がフォトレジスト膜の両面に露光される。

ステップＢ１１４７において、水晶ウエハのフォトレジスト膜を現像し、フォトレジスト膜から露出した第２金属膜（Ａｕ）がエッチングされる。次いで、露出した第１金属膜（Ｃｒ）がエッチングされる。これにより水晶ウエハに第１金属膜から第４金属膜までの４層からなる引出電極３１，３２並びに第１金属膜及び第２金属膜からなる励振電極３３，３４が形成される。

＜第２実施形態；第２水晶デバイス１１０の構成＞
図６（ａ）は、本発明の第２水晶デバイス１１０の構成を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ’断面で第２水晶デバイス１１０の分離した状態を示した概略断面図である。図６（ａ）は、表面実装（ＳＭＤ）タイプの第２水晶デバイス１１０をリッド１０側から見た図である。

図６（ａ）に示すように第２水晶デバイス１１０は、リッド１０から成る水晶ウエハと、第２音叉型水晶振動片３０Ｂとを備えた水晶フレーム２０からなる水晶ウエハと、ベース４０とから成る水晶ウエハとの３層でパッケージ８０を形成している。

ベース４０は、底面に第１外部電極４５及び第２外部電極４６を備えている。ベース４０はベース側凹部４７を水晶フレーム２０側の片面に有している。ベース４０は、スルーホールＴＨと第１接続電極４２及び第２接続電極４４とを備えている。第１接続電極４２は、スルーホールＴＨのスルーホール配線１５を通じてベース４０の底面に設けた第１外部電極４５に接続する。第２接続電極４４は、スルーホールＴＨのスルーホール配線１５を通じてベース４０の底面に設けた第２外部電極４６に接続する。
図６（ｂ）に示されるように、リッド１０はリッド側凹部１７を水晶フレーム２０側の片面に有している。

水晶フレーム２０は、基部２３及び振動腕２１からなる第２音叉型水晶振動片３０Ｂと、引出電極３１及び引出電極３２を備えた水晶外枠部２７と、支持腕２５と、接続部２６とから構成され、同じ厚さの水晶基板で一体に形成されている。水晶フレーム２０は、水晶外枠部２７の両面に接続端子３５及び接続端子３６を備えている。

水晶フレーム２０の水晶外枠部２７の裏面に形成された接続端子３５及び接続端子３６は、それぞれベース４０の表面の第１接続電極４２及び第２接続電極４４に接続する。つまり、接続端子３５は第１外部電極４５と電気的に接続し、接続端子３６は第２外部電極４６と電気的に接続している。

第２水晶デバイス１１０は、第２音叉型水晶振動片３０Ｂを備えた水晶フレーム２０を中心として、水晶フレーム２０の上にリッド１０が接合され、水晶フレーム２０の下にベース４０が接合される。ベース４０は水晶フレーム２０に、リッド１０は水晶フレーム２０にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）技術により接合する。シロキサン結合後、スルーホールＴＨに封止材としてＡｕとＳｎ（錫）との共晶金属又はＡｕとＧｅ（ゲルマニウム）との共晶合金７０が充填され、不図示の真空リフロー炉に保持し溶融して封止が行われる。

（水晶フレーム２０の構成）
図７（ａ）は、本発明の水晶フレーム２０の上面図であり、図７（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ’断面図である。第２音叉型水晶振動片３０Ｂは、例えば３２．７６８ｋＨｚで信号を発振する振動片である。第１音叉型水晶振動片３０Ａと同じ部材には、第２音叉型水晶振動片３０Ｂにも同じ符号が付されている。また同じ部材の説明は省略する。

水晶フレーム２０は、水晶外枠部２７と基部２３と支持腕２５と接続部２６との表面に、引出電極３１及び引出電極３２並びに接続端子３５及び接続端子３６が形成される。裏面にも同様に引出電極３１及び引出電極３２並びに接続端子３５及び接続端子３６が形成されている。表裏面の接続端子３５及び接続端子３６は、それぞれ導通されている。

一対の振動腕２１は、表面、裏面及び側面に励振電極３３，３４が形成されており、励振電極３３は接続端子３５につながっており、第２励振電極３４は接続端子３６につながっている。

図７（ｂ）に示されるように、励振電極３３，３４は、第１金属膜と第２金属膜との２層の金属膜から成り、励振電極３３は第１金属膜３３−１と第２金属膜３３−２で構成され、励振電極３４は第１金属膜３４−１と第２金属膜３４−２で構成される。励振電極３３と励振電極３４とは、ともに１５ｎｍ〜６０ｎｍのＣｒの上に４０ｎｍ〜６０ｎｍのＡｕが形成されている。Ｃｒの代わりに、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの金属膜を使用してもよく、またＡｕの代わりに、Ａｇを使用してもよい。

接続端子３５と接続端子３６及び引出電極３１と引出電極３２とは、第２金属膜の上に第３金属膜と第４金属膜とを重ねた４層の金属膜から成る。引出電極３１は、第１金属膜３１−１と第２金属膜３１−２と第３金属膜３１−３と第４金属膜３１−４とからなる。引出電極３２は、第１金属膜３２−１と第２金属膜３２−２と第３金属膜３２−３と第４金属膜３２−４とからなる。第３金属膜は１５ｎｍ〜６０ｎｍのＣｒからなり、Ｃｒの代わりに、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの金属膜を使用してもよい。第４金属膜は、６０ｎｍ〜２００ｎｍのＡｕが形成される。またＡｕの代わりに、Ａｇを使用してもよい。

このため、励振電極３３，３４の第２金属膜（Ａｕ）の膜厚さは４０ｎｍ〜６０ｎｍに形成されており、引出電極３１，３２の第４金属膜（Ａｕ）の膜厚を６０ｎｍ〜２００ｎｍに厚く形成されている。このため、配線抵抗値が低くＣＩ値の低い第２水晶デバイス１１０が形成される。スルーホールＴＨに充填された共晶合金７０が溶融する際に、接続端子３５，３６及び引出電極３１，３２からＡｕが吸い出されたりすることがある。しかし、第３金属膜のＣｒの下層に第２金属膜のＡｕがあるため、その第２金属膜のＡｕが吸い出されたりすることがない。

なお、第２水晶デバイス１１０の製造方法を特に説明しないが、水晶フレーム２０は、図３及び図５で示されたフローチャートによって、水晶フレームの形状及び引出電極３１，３２、励振電極３３，３４、及び接続端子３５，３６が形成される。

以上、本発明の好適実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において上記各実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、発振回路を組み込んだＩＣなどをパッケージ内に配置させた水晶発振器にも本発明は適用できる。

１０ … リッド
１５ … スルーホール配線
１７ … リッド側凹部
２０ … 水晶フレーム
２１ … 振動腕
２３ … 基部，２４ … 溝部
２５ … 支持腕、２６ … 接続部
２７ … 水晶外枠部
２８ … 錘部
３０Ａ … 第１音叉型水晶振動片、３０Ｂ … 第２音叉型水晶振動片
３１，３２ … 引出電極
３３，３４ … 励振電極
３５ … 接続端子，３６ … 接続端子
４０ … ベース
４２ … 接続電極，４４ … 接続電極
４５ … 第１外部電極，４６ … 第２外部電極
４７ … ベース側凹部
５１ … 外部電極
５３ … 蓋体
５４ … 封止材
５５ … 電極パッド
５６ … キャビティ
５７ … 縁部
６１ … 導電性接着剤
６５ … 接合部
７０ … 共晶合金
８０ … パッケージ
１００ … 第１水晶デバイス、１１０ … 第２水晶デバイス
２３１ … 接続端部
ＶＷ … 振動片用の水晶ウエハ
ＰＫＧ … パッケージ 、ＴＨ … スルーホール

Claims (5)

1. パッケージの内部に収納され、前記パッケージの内部の接続電極に接合される水晶振動片であって、
   励振電極を有し所定方向に伸びた一対の振動腕と、
   前記一対の振動腕が連結された基部と、
   前記一対の振動腕の両外側で前記基部から前記所定方向に伸びる一対の支持腕と、
   前記導電性接着剤と接する前記一対の支持腕の先端領域から前記励振電極まで引き出された引出電極と、を備え、
   前記励振電極は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第１の金属膜と前記第１の金属膜上に形成されたＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの第２の金属膜との２層からなり、
   前記引出電極は、前記第２の金属膜上に形成されたＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第３の金属膜と前記第３の金属膜上に形成されたＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの第４の金属膜との４層からなる音叉型水晶振動片。
2. 前記第２の金属膜の膜厚は４０ｎｍから６０ｎｍであり、
   前記第４の金属膜の膜厚は６０ｎｍ以上である請求項１に記載の音叉型水晶振動片。
3. 請求項１又は請求項２に記載の水晶振動片と、
   前記パッケージに形成され前記励振電極と接続する外部電極と、
   を備えることを特徴とする水晶デバイス。
4. 接続電極を有するべースの外周と接合する外枠を有する水晶振動片であって、
   前記外枠に連結する一対の支持腕と、
   前記一対の支持腕と連結する基部と、
   前記一対の支持腕の内側で前記基部から伸び励振電極が形成された一対の振動腕と、
   前記励振電極と導通し、前記基部、前記支持腕及び前記外枠に形成された引出電極と、
   を備え、
   前記励振電極は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第１の金属膜と前記第１の金属膜上に形成されたＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの第２の金属膜との２層からなり、
   前記引出電極及び接続電極は、前記第２の金属膜上に形成されたＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第３の金属膜と前記第３の金属膜上に形成されたＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの第４の金属膜との４層からなる音叉型水晶振動片。
5. 請求項４に記載の水晶振動片と、
   前記外枠の一面に接合されるベースと、
   前記外枠の他面に接合されるリッドと、
   を備えることを特徴とする水晶デバイス。