JP2012074837A - 圧電デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 圧電デバイス(100)は電圧の印加により振動する圧電振動片(10)を収納する。圧電デバイスは、平面の周囲に所定の幅で形成された第1端面(M1)を有するリッド部(11)と、リッド部と異なる熱膨張係数を有しリッド部の第1端面に接合される第2端面(M2)と第2端面から凹んだ凹部とを有するベース部(12)とを備える。リッド部の第1端面とベース部の第2端面とは粗面であり、粗面には金属膜(AC1、AC2)がそれぞれ形成され、リッド部とベース部とは金属膜同士の間に形成された封止材(LG)で接合される。
【選択図】 図1
Description
<第1水晶振動子100の全体構成>
第1水晶振動子100の全体構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、第1水晶振動子100の分解斜視図で、図2は図1のA−A断面図である。
なお、水晶振動子の接合強度に関する実験において、リッド部とベース部とがどの程度の力で剥離されるかを測定することが困難である。このため、水晶振動子が接合されている基板がどの程度まで曲げられると、リッド部とベース部とが剥離されるかを測定する。すなわち、水晶振動子が接合された基板を曲げさせ、水晶振動子のリッド部とベース部とが剥離されるときの基板の曲げ量を測定する。
以下、金属膜が形成されていない水晶振動子100Aと金属膜が形成された水晶振動子100Bとを用いて行われた、外側からキャビティCT内へ又はその逆の気体等のリークに関する実験について、表2を参照しながら説明する。表2は、水晶振動子100A及び100Bを7個ずつ用いて行われた水晶振動子のリークに関する実験である。なお、「リークOK」とはリークが確認できない状態を示している。リークが確認できない状態とは、例えばリークレートが1.1×10‐9Pa・m3/s以下である。
図4は、第1水晶振動子100の製造を示したフローチャートである。図4において、水晶振動片10の製造ステップS10と、リッド部11の製造ステップS11と、ベース部12の製造ステップS12とは別々に並行して行うことができる。また、図5は水晶ウエハ10Wの平面図で、図6はリッドウエハ11Wの平面図で、図7はベースウエハ12Wの平面図である。
ステップS101において、両面が鏡面化された水晶ウエハ10Wが用意される。水晶原石からATカットして得られた水晶ウエハ半製品(図示しない)は全体的に尖った凸凹が形成されている。水晶ウエハ半製品をこのまま使用すると、後述の露光装置を用いてフォトレジストを露光する(例えばステップS103)際、尖った凸凹により乱反射が起こって露光パターンの形成が困難になる。このため、研磨などで水晶原石からATカットして得られた水晶ウエハ半製品の両面を鏡面化して水晶ウエハ10Wが形成される。
<第2水晶振動子200の全体構成>
第2水晶振動子200の全体構成について、図8〜図10を参照しながら説明する。
図8は、第2水晶振動子200の分解斜視図で、図9に示される接続電極14a、14bが省略して描かれている。図9は図8のB−B断面図である。図10(a)は+Y’側から見た水晶フレーム20の表面Meの平面図で、(b)は−Y’側から見た水晶フレーム20の裏面Miの平面図で、(c)は+Y’側から見たベース部22の平面図である。
図11は、第2水晶振動子200の製造を示したフローチャートである。図11において、水晶フレーム20の製造ステップとT20と、リッド部21の製造ステップT21と、ベース部22の製造ステップT22とは別々に並行して行うことができる。また、図12は第2実施形態の水晶ウエハ20Wの平面図で、図13は第2実施形態のリッドウエハ21Wの平面図で、図14は第2実施形態のベースウエハ22Wの平面図である。
ステップT201において、両面が鏡面化された水晶ウエハ10Wが用意される。
ステップT221において、T211と同様に、両面が粗いベースウエハ22Wが用意される。
リッド部及びベース部が水晶材料である場合では、ATカットされた水晶材料が用いられてもよいし、Zカットされた水晶材料が用いられてもよい。
また、本発明では封止材として低融点ガラスが用いられているが、低融点ガラスの代わりにポリイミド樹脂などが用いられてもよい。封止材としてポリイミド樹脂が用いられる際には、スクリーン印刷により所定領域にポリイミド樹脂が塗布されてもよいし、感光性のポリイミド樹脂を全面に塗布した後に露光して形成することもできる。
11、21 … リッド部、 11W、21W … リッドウエハ
12、22 … ベース部、 12W、22W … ベースウエハ
13 … 導電性接着剤
14a、14b … 接続電極
23 … 間隙部
25 … 外枠
26a、26b … 連結部
27 … 水晶振動部
100、200 … 水晶振動子
101 … 水晶片
102a、102b、201a、201b … 励振電極
103a、103b、202a、202b … 引出電極
111、211 … リッド部凹部、 121、221 … ベース部凹部
122a、122b … スルーホール
123a、123b … スルーホール電極
124 … 封止材
125a、125b、222a、222b … 外部電極
203a、203b、223a、223b … 側面電極
204a、204b、224a、224b … キャスタレーション
AC1、AC2、AC11、AC12、AC21、AC22 … 金属膜
EA … 接合領域
LG … 低融点ガラス
Claims (13)
- 電圧の印加により振動する圧電振動片を収納する圧電デバイスであって、
平面の周囲に所定の幅で形成された第1端面を有するリッド部と、
前記リッド部の前記第1端面に接合される第2端面と前記第2端面から凹んだ凹部とを有するベース部と、を備え、
前記リッド部の前記第1端面及び前記ベース部の前記第2端面の少なくとも一方は粗面であり、前記粗面には金属膜が形成され、
前記リッド部と前記ベース部とは前記金属膜を介して封止材で接合される圧電デバイス。 - 前記圧電振動片は、圧電材料で構成され、
前記粗面が前記圧電材料の表面より粗く形成される請求項1に記載の圧電デバイス。 - 前記ベース部の前記第2端面は、前記所定の幅より広く形成され、
前記圧電振動片が導電性接着剤により前記ベース部の前記第2端面に載置され、
前記金属膜が前記第2端面における前記第1端面及び前記第2端面の接合領域のみに形成される請求項1又は請求項2に記載の圧電デバイス。 - 前記第2端面は、前記接合領域のみが粗面である請求項3に記載の圧電デバイス。
- 前記接合領域と前記導電性接着剤との間には前記封止材が前記圧電振動片側に流れ込まないように、前記第2端面から凹んだ溝部が形成されている請求項3又は請求項4に記載の圧電デバイス。
- 前記リッド部の前記第1端面と前記ベース部の前記第2端面とが同じ幅に形成され、
前記圧電振動片が導電性接着剤により前記凹部内に載置される請求項1に記載の圧電デバイス。 - 前記ベース部には、前記ベース部を貫通した一対のスルーホールが形成されている請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
- 電圧の印加により振動する圧電振動片とその圧電振動片を囲むように形成され一主面及び他主面を有する外枠とを含む圧電フレームと、
前記圧電フレームの前記外枠の前記一主面に接合される第1端面を有するリッド部と、
前記圧電フレームの前記外枠の前記他主面に接合される第2端面を有するベース部と、を備え、
前記外枠の一主面及び前記リッド部の前記第1端面の少なくとも一方、並び前記外枠の他主面及び前記ベース部の前記第2端面の少なくとも一方は粗面であり、前記粗面には金属膜が形成され、
前記リッド部と前記外枠と、及び前記外枠と前記ベース部とは前記金属膜を介して封止材により接合される圧電デバイス。 - 前記圧電フレームの前記外枠の外周の縁部には一対の第1キャスタレーションが形成され、前記ベース部の外周の縁部には前記圧電フレームと前記ベース部とを接合する際に前記第1キャスタレーションと対応する一対の第2キャスタレーションが形成され、
前記圧電フレームは、前記圧電振動片の前記一主面及び前記他主面に形成された一対の励振電極と、前記一主面側の励振電極から前記第1キャスタレーションまで引き出された前記一主面の第1引出電極及び前記他主面側の励振電極から前記第1キャスタレーションまで引き出された前記他主面の第2引出電極と、前記第1引出電極に電気的に接続され前記第1キャスタレーションに形成された第1側面電極とを有し、
前記ベース部は、前記第1側面電極又は前記第2引出電極にそれぞれ電気的に接続され前記一対の第2キャスタレーションに形成された一対の第2側面電極を有し、
前記第1及び第2キャスタレーションには、前記第1側面電極又は前記第1引出電極と前記第2側面電極とを電気的に接続するように一対の接続電極が形成されている請求項8に記載の圧電デバイス。 - 前記封止材は350℃〜410℃で溶融するガラス又はポリイミド樹脂を含む請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
- 前記リッド部及び前記ベース部は、ガラス又は圧電材料から構成される請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
- 電圧の印加により振動する圧電振動片を用意する第1用意工程と、
平面の周囲に所定の幅で形成された第1端面を有するリッド部を複数含むリッドウエハを用意する第2用意工程と、
前記リッドウエハに形成された粗面に金属膜を形成する第1金属膜形成工程と、
第2端面と前記第2端面から凹んだ凹部とを有するベース部を複数含むベースウエハを用意する第3用意工程と、
前記ベースウエハに形成された粗面に金属膜を形成する第2金属膜形成工程と、
前記圧電振動片を導電性接着剤で前記ベース部に載置する載置工程と、
前記リッドウエハと前記ベースウエハとを封止材で接合する接合工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。 - 前記リッドウエハ及び前記ベースウエハに形成された粗面は、サンドブラスト又はエッチングを含む請求項12に記載の圧電デバイス。
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