JP2012195630A - 圧電振動フレーム及び圧電デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】 電気配線にショートが発生せず、導電面積が確保できる圧電振動フレーム及び圧電デバイスを提供することを目的とする。
【解決手段】 圧電振動フレーム(10)は、表面(Me)に形成された第1励振電極(102a)と裏面(Mi)に形成された第2励振電極(102b)とを有する圧電振動片(101)と、枠体(104)と、連結部(105a、105b)と、第1励振電極から枠体に形成された第1引出電極(103a)と、第2励振電極から枠体に形成された第2引出電極(103b)と、を備える。第1引出電極は枠体の裏面の少なくとも1つの第1角部(BG1)に引き出され、第2引出電極は枠体の表面の少なくとも1つの第2角部(BG2)に引き出され、第1角部に一番近い枠体の内側面(IS1)は面取りされており、第2角部に一番近い枠体の内側面(IS2)は面取りされている。
【選択図】 図2A
【解決手段】 圧電振動フレーム(10)は、表面(Me)に形成された第1励振電極(102a)と裏面(Mi)に形成された第2励振電極(102b)とを有する圧電振動片(101)と、枠体(104)と、連結部(105a、105b)と、第1励振電極から枠体に形成された第1引出電極(103a)と、第2励振電極から枠体に形成された第2引出電極(103b)と、を備える。第1引出電極は枠体の裏面の少なくとも1つの第1角部(BG1)に引き出され、第2引出電極は枠体の表面の少なくとも1つの第2角部(BG2)に引き出され、第1角部に一番近い枠体の内側面(IS1)は面取りされており、第2角部に一番近い枠体の内側面(IS2)は面取りされている。
【選択図】 図2A
Description
本発明は、全面に引出電極が形成された枠体を有する圧電振動フレーム及びその圧電振動フレームを備える表面実装型の圧電デバイスに関する。
圧電振動子やSAWフィルタなどの圧電デバイスは、表面実装型(SMD:Surface Mounted Device)タイプのパッケージが主に用いられている。パッケージは、エッチングにより形成された水晶などの圧電材料を用いた水晶パッケージまたはガラスを用いたガラスパッケージが提案されている。
例えば、特許文献1に開示された圧電デバイスでは、圧電振動フレームの枠体における両面の全面に引出電極が形成され、パッケージを形成するリッド部及びベース部の圧電振動フレームと接合される面の全面に接合用金属膜がそれぞれ形成されている。また、金属系ロウ材により引出電極と接合用金属膜とを接合することで圧電デバイスが製造される。
さらに、特許文献1の圧電デバイスはウエハ状態で製造できるように圧電振動フレーム及びベース部の四隅にキャスタレーションが形成され、キャスタレーションに電極としての金属膜が形成されている。これにより、キャスタレーションに形成された金属膜を介してベース部の実装端子と圧電振動フレームの励振電極から引き出された引出電極とが電気的に接続される。
しかしながら、特許文献1に開示された圧電デバイスでは、エッチング工程により形状が加工される際、水晶のエッチング異方性により正確な外形加工が困難である。したがって、形状加工後の露光工程で光の当たり方に影響を与えるため、電気配線を行うとショートしてしまうことがある。さらに、圧電振動フレームにキャスタレーションが形成されることで、導電面積が確保できず抵抗悪化になることがある。
本発明は、電気配線にショートが発生せず、導電面積が確保できる圧電振動フレーム及び圧電デバイスを提供することを目的とする。
第1観点の圧電振動フレームは、表面に形成された第1励振電極と表面の反対の裏面に形成された第2励振電極とを有する圧電振動片と、表裏面を有し圧電振動片を囲むように形成される矩形形状の枠体と、圧電振動片と枠体とを連結する連結部と、第1励振電極から連結部を介して引き出され枠体の全周囲の表面に形成された第1引出電極と、第2励振電極から連結部を介して引き出され枠体の全周囲の裏面に形成された第2引出電極と、を備える。また圧電振動フレームにおいて、第1引出電極は枠体の裏面の少なくとも1つの第1角部に引き出され、第2引出電極は枠体の表面の少なくとも1つの第2角部に引き出され、第1角部に一番近い枠体の内側面は面取りされており、第2角部に一番近い枠体の内側面は面取りされている。
第2観点の圧電振動フレームにおいて、面取りはR0.06mm〜R0.1mmのR面取りを含む。
第3観点の圧電振動フレームにおいて、面取りはC0.06mm〜C0.1mmのC面取りを含む。
第3観点の圧電振動フレームにおいて、面取りはC0.06mm〜C0.1mmのC面取りを含む。
第4観点の圧電振動フレームにおいて、第1角部及び第2角部には圧電振動フレームの外周から凹んだキャスタレーションが形成され、表面に形成された第1引出電極は第1角部に形成されたキャスタレーションを介して裏面まで引き出され、裏面に形成された第2引出電極は第2角部に形成されたキャスタレーションを介して表面まで引き出されている。
第5観点の圧電振動フレームにおいて、表面に形成された第1引出電極は第2角部側で第2引出電極と所定距離離れて形成され、裏面に形成された第2引出電極は、第1角部側で第1引出電極と所定距離離れて形成されている。
第6観点の圧電デバイスは、枠体の表面に形成された第1引出電極に対応するように外周に第1金属膜が形成された第1接合面を有する第1板と、枠体の裏面に形成された第2引出電極に対応するように外周に第2金属膜が形成された第2接合面を有する第2板と、を備える。また圧電デバイスにおいて、圧電振動フレームの第1引出電極と第1板の第1金属膜とが接合され、圧電振動フレームの第2引出電極と第2板の第2金属膜とが接合される。
本発明は、電気配線にショートが発生せず、導電面積が確保できる圧電振動フレーム及び圧電デバイスが得られる。
本実施形態では、圧電振動フレームとしてATカットの水晶フレームが使われている。つまり、ATカットの水晶フレームは、主面(YZ面)が結晶軸(XYZ)のY軸に対して、X軸を中心としてZ軸からY軸方向に35度15分傾斜されている。このため、ATカットの水晶フレームのX軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をY’軸及びZ’軸として用いる。すなわち、本実施形態では水晶フレームの長手方向をX軸方向、水晶フレームの高さ方向をY’軸方向、X軸方向及びY’軸方向に垂直な方向をZ’軸方向として説明する。
(水晶振動子100の全体構成)
水晶振動子100は、表面実装型でありプリント基板等に実装されて使用される。水晶振動子100の全体構成について、図1〜図5を参照しながら説明する。図1は、水晶振動子100の分解斜視図である。図2A(a)は+Y’軸側から見た水晶フレーム10の平面図で、図2A(b)は−Y’軸側から見た水晶フレーム10の平面図である。図3は+Y’軸側から見たベース部12の平面図で、図4は−Y’軸側から見たリッド部11の平面図で、図5は図1のA−A断面図である。
水晶振動子100は、表面実装型でありプリント基板等に実装されて使用される。水晶振動子100の全体構成について、図1〜図5を参照しながら説明する。図1は、水晶振動子100の分解斜視図である。図2A(a)は+Y’軸側から見た水晶フレーム10の平面図で、図2A(b)は−Y’軸側から見た水晶フレーム10の平面図である。図3は+Y’軸側から見たベース部12の平面図で、図4は−Y’軸側から見たリッド部11の平面図で、図5は図1のA−A断面図である。
図1に示されたように、水晶振動子100はリッド凹部111を有するリッド部11と、ベース凹部121を有するベース部12と、リッド部11及びベース部に挟まれた水晶フレーム10とを備える。
<水晶フレーム10の構成>
まず、水晶フレーム10の構成について、図1及び図2Aを参照しながら説明する。図1に示されたように、水晶フレーム10はATカットされた水晶材料で形成され、+Y’側の表面Meと−Y’側の裏面Miとを有している。水晶フレーム10は水晶振動部101と水晶振動部101を囲む枠体104とで構成されている。水晶振動部101と枠体104との間には、表面Meから裏面Miまで貫通する貫通開口部108が形成される。貫通開口部108が形成されていない部分が水晶振動部101と枠体104とを連結する連結部105a、105bとなっている。ここで、連結部105a水晶振動部101の−Z’軸側に接続され、連結部105bは水晶振動部101の+Z’軸側に接続されている。
まず、水晶フレーム10の構成について、図1及び図2Aを参照しながら説明する。図1に示されたように、水晶フレーム10はATカットされた水晶材料で形成され、+Y’側の表面Meと−Y’側の裏面Miとを有している。水晶フレーム10は水晶振動部101と水晶振動部101を囲む枠体104とで構成されている。水晶振動部101と枠体104との間には、表面Meから裏面Miまで貫通する貫通開口部108が形成される。貫通開口部108が形成されていない部分が水晶振動部101と枠体104とを連結する連結部105a、105bとなっている。ここで、連結部105a水晶振動部101の−Z’軸側に接続され、連結部105bは水晶振動部101の+Z’軸側に接続されている。
また、水晶フレーム10の四隅の角部には、貫通孔CH(図8及び図9を参照)を形成した際のキャスタレーション106a、106bがそれぞれ形成されている。具体的には、図2Aに示されたように水晶フレーム10の+X軸側の第1角部BG1に一対のキャスタレーション106aが形成され、水晶フレーム10の−X軸側の第2角部BG2に一対のキャスタレーション106bが形成されている。
図2A(a)に示されたように、水晶フレーム10は水晶振動部101の表面Meに第1励振電極102aが形成されている。また、水晶フレーム10の表面Meには第1励振電極102aから引き出された第1引出電極103aが形成されている。なお、第1引出電極103aは水晶振動部101の−Z’軸側から連結部105aを介して枠体104の全面に形成されている。さらに、水晶フレーム10の表面Meに形成された第1引出電極103aは第1角部BG1に形成されたキャスタレーション106aを介して水晶フレーム10の裏面Miまで引き出される(図2A(b)を参照)。
図2A(b)に示されたように、水晶フレーム10は水晶振動部101の裏面Miに第2励振電極102bが形成されている。また、水晶フレーム10の裏面Miには第2励振電極102bから引き出された第2引出電極103bが形成されている。なお、第2引出電極103bは水晶振動部101の+Z’軸側から連結部105bを介して枠体104の全面に形成されている。さらに、水晶フレーム10の裏面Miに形成された第2引出電極103bは第2角部BG2に形成されたキャスタレーション106bを介して水晶フレーム10の表面Meまで引き出される(図2A(a)を参照)。
ここで、第1励振電極102a、第2励振電極102b、第1引出電極103a及び第2引出電極103bは例えば下地としてのクロム(Cr)層が用いられ、クロム層の上面に金(Au)層が用いられる。なお、クロム層の厚さは例えば0.05μm〜0.1μmで、金層の厚さは例えば0.2μm〜2μmである。
また図2Aに示されたように、表面Me及び裏面Miにおいて、第1引出電極103aと第2引出電極103bとは幅W1の隙間SPを離れて形成されている。これにより、第1引出電極103aと第2引出電極103bとがショートしないように確保することができる。
さらに、水晶フレーム10の貫通開口部108は、第1角部BG1に近い内側面IS1及び第2角部BG2に近い内側面IS2がR面取りされている。ここで、R面取りはR0.06mm〜R0.1mmであればよい。例えば、水晶振動子100が1210型(長さ1.2mm、幅1.0mm)である場合にはR0.06mmとし、水晶振動子100が1612型(長さ1.6mm、幅1.2mm)である場合にはR0.08mmとし、水晶振動子100が2016型(長さ2.0mm、幅1.6mm)である場合にはR0.1mmとすることが好ましい。一方、本実施形態ではR面取りについて説明したが、C0.06mm〜C0.1mmのC面取りでもよい。
内側面IS1及びIS2が面取りされることにより、隙間SPの幅W1をより広くすることができ、第1引出電極103a及び第2引出電極103bの幅を広くすることができる。特に、隙間SP側の第1引出電極103a及び第2引出電極103bの幅W2がより大きくなり、導電面積が確保され抵抗悪化を防止することができる。
また、内側面が面取りされていないと、後述する水晶フレームの製造工程における各電極を形成する際の露光工程(図6のステップS122)で、光の当たり方が悪くなり内側面のレジストの残渣が残って表面Me及び裏面Miに形成された引出電極同士がショートしてしまうことがある。なお、内側面IS1及びIS2を面取りすることで、第1引出電極103a及び第2引出電極103bと内側面IS1及びIS2の縁部との間に余裕の空間107が形成される。これにより、内側面にレジストの残渣が残って表面Me及び裏面Miに形成された第1引出電極103aと第2引出電極103bとがショートすることを防止することができる。
さらに、図2Bに示されたように、水晶フレーム10’の内側面IS1及びIS2が面取りされているので、表面Meに形成された第1引出電極103a’及び裏面Miに形成された第2引出電極103b’がより広い幅で形成することができる。つまり、図2Bに示されたように、第1引出電極103a’及び第2引出電極103b’は空間107’を保ちながら内側面IS1及びIS2側にさらに近づいて形成することができる。これにより、第1引出電極103a’及び第2引出電極103b’の幅W2がより大きくなり、導電面積が確保され抵抗悪化を防止することができる。
<ベース部12の構成>
次に、ベース部12の構成について、図1及び図3を参照しながら説明する。図1に示されたように、ベース部12はガラス又は水晶材料で形成され、その+Y’側の面にベース凹部121の周囲に形成された第2接合面M2を有している。ベース部12の四隅には、貫通孔BH(図10を参照)を形成した際のキャスタレーション126a、126bが形成されている。具体的には、ベース部12の+X軸側に一対のキャスタレーション126aが形成され、ベース部12の−X軸側に一対のキャスタレーション126bが形成されている。
次に、ベース部12の構成について、図1及び図3を参照しながら説明する。図1に示されたように、ベース部12はガラス又は水晶材料で形成され、その+Y’側の面にベース凹部121の周囲に形成された第2接合面M2を有している。ベース部12の四隅には、貫通孔BH(図10を参照)を形成した際のキャスタレーション126a、126bが形成されている。具体的には、ベース部12の+X軸側に一対のキャスタレーション126aが形成され、ベース部12の−X軸側に一対のキャスタレーション126bが形成されている。
ベース部12において、実装面M3の+X軸側には実装端子125aが形成され、実装面M3の−X軸側には実装端子125bが形成されている。図3に示されたように、実装端子125aは一対のキャスタレーション126aを介して第2端面M2まで伸びで形成され、実装端子125bは一対のキャスタレーション126bを介して第2端面M2まで伸びで形成されている。
また、水晶フレーム10の枠体104の裏面Mi(図2A(b)を参照)に形成された第2引出電極103b(図2A(b)を参照)に対応するように、ベース部12の第2端面M2には第2金属膜122が形成されている。つまり、ベース部12の第2端面M2において、第2金属膜122は実装端子125bとは一体となっているが、実装端子125aとは幅W1の隙間SPを形成するように離れて形成されている。
<リッド部11の構成>
次に、リッド部11の構成について、図4を参照しながら説明する。図4に示されたように、リッド部11はガラス又は水晶材料で形成され、その−Y’側の面にリッド凹部111の周囲に形成された第1接合面M1を有している。
次に、リッド部11の構成について、図4を参照しながら説明する。図4に示されたように、リッド部11はガラス又は水晶材料で形成され、その−Y’側の面にリッド凹部111の周囲に形成された第1接合面M1を有している。
また、水晶フレーム10の枠体104の表面Me(図2A(a)を参照)に形成された第1引出電極103a(図2A(a)を参照)に対応するように、リッド部11の第1端面M1には第1金属膜112が形成されている。
<水晶振動子100の組み立て>
最後に、水晶振動子100の組み立てについて、図1及び図5を参照しながら説明する。図1及び図5に示されたように、リッド部11が水晶フレーム10の+Y’軸側に接合され、ベース部12が水晶フレーム10の−Y’軸側に接合される。すなわち、リッド部11の第1接合面M1に形成された第1金属膜112と水晶フレーム10の枠体104の表面Meに形成された第1引出電極103aとが接合される。同様に、ベース部12の第2接合面M2に形成された第2金属膜122と水晶フレーム10の枠体104の裏面Miに形成された第2引出電極103bとが接合される。なお、第1金属膜112と第1引出電極103aと、及び第2金属膜122と第2引出電極103bとは共晶金属により接合される。共晶金属としては、金シリコン(Au3.15Si)合金、金ゲルマニューム(Au12Ge)合金又は金スズ(Au20Sn)合金が使用される。共晶金属による接合については、図11で詳しく説明する。これにより、水晶フレーム10の水晶振動部101を密封したキャビティCTが形成される。キャビティCTは、窒素ガスで満たされたり又は真空状態にされたりする。
最後に、水晶振動子100の組み立てについて、図1及び図5を参照しながら説明する。図1及び図5に示されたように、リッド部11が水晶フレーム10の+Y’軸側に接合され、ベース部12が水晶フレーム10の−Y’軸側に接合される。すなわち、リッド部11の第1接合面M1に形成された第1金属膜112と水晶フレーム10の枠体104の表面Meに形成された第1引出電極103aとが接合される。同様に、ベース部12の第2接合面M2に形成された第2金属膜122と水晶フレーム10の枠体104の裏面Miに形成された第2引出電極103bとが接合される。なお、第1金属膜112と第1引出電極103aと、及び第2金属膜122と第2引出電極103bとは共晶金属により接合される。共晶金属としては、金シリコン(Au3.15Si)合金、金ゲルマニューム(Au12Ge)合金又は金スズ(Au20Sn)合金が使用される。共晶金属による接合については、図11で詳しく説明する。これにより、水晶フレーム10の水晶振動部101を密封したキャビティCTが形成される。キャビティCTは、窒素ガスで満たされたり又は真空状態にされたりする。
ここで、キャスタレーション126aを介してベース部12の第2端面M2まで形成された実装端子125aと水晶フレーム10の枠体104の裏面Miに形成された第1引出電極103aとが導電される。同様に、キャスタレーション126bを介してベース部12の第2端面M2まで形成された実装端子125bと水晶フレーム10の枠体104の裏面Miに形成された第2引出電極103bとが導電される。つまり、ベース部12に形成された実装端子125aと水晶フレーム10の第1励振電極102aとが導電され、ベース部12に形成された実装端子125bと水晶フレーム10の第2励振電極102bとが導電される。これにより、実装端子125a、125bに交番電圧(正負を交番する電位)が印加されると、水晶振動部101が厚みすべり振動することができる。
水晶フレーム10の表面Meにおいて、接合されている第1金属膜112及び第1引出電極103aは第2引出電極103bと幅W1の隙間SPを形成するように離れて形成されるので、第1引出電極103aと第2引出電極103bとは絶縁されている。同様に、水晶フレーム10の裏面Miにおいて、接合されている第2金属膜122及び第2引出電極103bは第1引出電極103aと幅W1の隙間SPを形成するように離れて形成されるので、第1引出電極103aと第2引出電極103bとは絶縁されている。
(水晶振動子100の製造方法)
図6は、水晶振動子100の製造方法を示したフローチャートである。図6において、リッド部11の製造ステップS11と、水晶フレーム10の製造ステップS12と、ベース部12の製造ステップS13とは別々に並行して行うことができる。図7は、リッドウエハ11Wの平面図である。図8は、+Y’軸側から見た水晶ウエハ10Wの平面図である。図9は、−Y’軸側から見た水晶ウエハ10Wの平面図である。図10は、ベースウエハ12Wの平面図である。
図6は、水晶振動子100の製造方法を示したフローチャートである。図6において、リッド部11の製造ステップS11と、水晶フレーム10の製造ステップS12と、ベース部12の製造ステップS13とは別々に並行して行うことができる。図7は、リッドウエハ11Wの平面図である。図8は、+Y’軸側から見た水晶ウエハ10Wの平面図である。図9は、−Y’軸側から見た水晶ウエハ10Wの平面図である。図10は、ベースウエハ12Wの平面図である。
ステップS11では、リッド部11が製造される。ステップS11はステップS111及びS112を含んでいる。
ステップS111において、図7に示されたように、均一厚さの水晶平板のリッドウエハ11Wにリッド凹部111が数百から数千個形成される。リッドウエハ11Wには、エッチング又は機械加工によりリッド凹部111が形成され、リッド凹部111の周囲には第1接合面M1が形成される。同時に、リッド部11の四辺のほぼ中央部には後述するステップS14で球形の共晶金属ECの位置決めをする共晶金属用溝部113がそれぞれ形成される。すなわち、X軸及びZ’軸方向に隣り合ったリッド部11の間に共晶金属用溝部113が形成される。
ステップS111において、図7に示されたように、均一厚さの水晶平板のリッドウエハ11Wにリッド凹部111が数百から数千個形成される。リッドウエハ11Wには、エッチング又は機械加工によりリッド凹部111が形成され、リッド凹部111の周囲には第1接合面M1が形成される。同時に、リッド部11の四辺のほぼ中央部には後述するステップS14で球形の共晶金属ECの位置決めをする共晶金属用溝部113がそれぞれ形成される。すなわち、X軸及びZ’軸方向に隣り合ったリッド部11の間に共晶金属用溝部113が形成される。
ステップS112において、図7に示されたように、スパッタリングまたは真空蒸着によりリッドウエハ11Wの第1接合面M1に第1金属膜112が形成される。ここで、第1金属膜112は後述するステップS122で形成される第1引出電極103aの形状に対応するように、リッド部11の四隅の箇所114に形成されていない。
ステップS12では、水晶フレーム10が製造される。ステップS12はステップS122及びS122を含んでいる。
ステップS121において、図8及び図9に示されたように、均一の水晶ウエハ10Wにエッチングにより複数の水晶フレーム10の外形が形成される。すなわち、水晶振動部101と、枠体104と、貫通開口部108とが形成される。同時に、各水晶フレーム10の四隅には水晶ウエハ10Wを貫通するように円形の貫通孔CHが形成される。貫通孔CHが4分割されると1つのキャスタレーション106a、106b(図2Aを参照)になる。同時に、水晶フレーム10の四辺のほぼ中央部には後述するステップS14で球形の共晶金属ECの位置決めをする共晶金属用溝部109がそれぞれ形成される。すなわち、X軸及びZ’軸方向に隣り合った水晶フレーム10の間に共晶金属用溝部109が形成される。また、ステップS121では貫通開口部108における貫通孔CHと一番近い内側面ISがR面取りされるように、水晶ウエハ10Wがエッチングされる。
ステップS121において、図8及び図9に示されたように、均一の水晶ウエハ10Wにエッチングにより複数の水晶フレーム10の外形が形成される。すなわち、水晶振動部101と、枠体104と、貫通開口部108とが形成される。同時に、各水晶フレーム10の四隅には水晶ウエハ10Wを貫通するように円形の貫通孔CHが形成される。貫通孔CHが4分割されると1つのキャスタレーション106a、106b(図2Aを参照)になる。同時に、水晶フレーム10の四辺のほぼ中央部には後述するステップS14で球形の共晶金属ECの位置決めをする共晶金属用溝部109がそれぞれ形成される。すなわち、X軸及びZ’軸方向に隣り合った水晶フレーム10の間に共晶金属用溝部109が形成される。また、ステップS121では貫通開口部108における貫通孔CHと一番近い内側面ISがR面取りされるように、水晶ウエハ10Wがエッチングされる。
ステップS122において、まずスパッタリングまたは真空蒸着によって水晶ウエハ10Wの両面及び貫通孔CHに金属層が形成される。そして、金属層の全面にレジストが均一に塗布される。その後、露光装置(不図示)を用いて、フォトマスクに描かれた第1励振電極102a、第2励振電極102b、第1引出電極103a及び第2引出電極103bのパターンが水晶ウエハ10Wに露光される。次に、レジストから露出した金属層がエッチングされる。これにより、図8及び図9に示されたように水晶ウエハ10W両面には第1励振電極102a、第2励振電極102b、第1引出電極103a及び第2引出電極103bが形成され、貫通孔CHには第1引出電極103a及び第2引出電極103bが形成される。
ここで、図8に示されたように、各水晶フレーム10は表面Meにおいて−X軸側で第1引出電極103aと第2引出電極103bとが幅W1(図2A(a)を参照)の隙間SPにより絶縁される。一方、図9に示されたように、各水晶フレーム10は裏面Miにおいて+X軸側で第1引出電極103aと第2引出電極103bとが幅W1(図2A(b)を参照)の隙間SPにより絶縁される。これにより、第1引出電極103aと第2引出電極103bとがショートしないように確保することができる。
また、内側面ISがステップS121で面取りされることにより、隙間SPの幅W1をより広くすることができ、第1引出電極103a及び第2引出電極103bの幅を広くすることができる。特に、隙間SP側の第1引出電極103a及び第2引出電極103bの幅W2(図2Aを参照)がより大きくなり、導電面積が確保され抵抗悪化を防止することができる。
さらに、内側面IS1及びIS2を面取りすることで、第1引出電極103a及び第2引出電極103bと内側面IS1及びIS2の縁部との間に余裕の空間107が形成される。これにより、内側面にレジストの残渣が残って表面Me及び裏面Miに形成された第1引出電極103aと第2引出電極103bとがショートすることを防止することができる。図2Aを参照する。
ステップS13では、ベース部12が製造される。ステップS13はステップS131及びS132を含んでいる。
ステップS131において、図10に示されたように、均一厚さの水晶平板のベースウエハ12Wにベース凹部121が数百から数千個形成される。ベースウエハ12Wには、エッチング又は機械加工によりベース凹部121が形成され、ベース凹部121の周囲には第2接合面M2が形成される。同時に、各ベース部12の四隅にはベースウエハ12Wを貫通するように円形の貫通孔BHが形成される。貫通孔BHが4分割されると1つのキャスタレーション126a、126b(図1を参照)になる。同時に、ベース部12の四辺のほぼ中央部には後述するステップS14で球形の共晶金属ECの位置決めをする共晶金属用溝部128がそれぞれ形成される。すなわち、X軸及びZ’軸方向に隣り合ったベース部12の間に共晶金属用溝部128が形成される。
ステップS131において、図10に示されたように、均一厚さの水晶平板のベースウエハ12Wにベース凹部121が数百から数千個形成される。ベースウエハ12Wには、エッチング又は機械加工によりベース凹部121が形成され、ベース凹部121の周囲には第2接合面M2が形成される。同時に、各ベース部12の四隅にはベースウエハ12Wを貫通するように円形の貫通孔BHが形成される。貫通孔BHが4分割されると1つのキャスタレーション126a、126b(図1を参照)になる。同時に、ベース部12の四辺のほぼ中央部には後述するステップS14で球形の共晶金属ECの位置決めをする共晶金属用溝部128がそれぞれ形成される。すなわち、X軸及びZ’軸方向に隣り合ったベース部12の間に共晶金属用溝部128が形成される。
ステップS132において、スパッタ及びエッチング方法によってベース部12の実装面M3に一対の実装端子125a、125bが形成される(図1を参照)。同時に、図10に示されたように、スパッタリングまたは真空蒸着によりベースウエハ12Wの第2接合面M2に第2金属膜122が形成される。ここで、第2金属膜122はステップS122で形成された水晶ウエハ10Wの裏面Miの第2引出電極103bと同じ形状に形成される。つまり、第2金属膜122は実装端子125bと一体となり、実装端子125aとは幅W1(図3を参照)の隙間SPにより絶縁される。
ステップS14では、複数の球形の共晶金属ECが図11(a)に示されたように共晶金属用溝部に載置される。図11(a)は、図7〜図10におけるB−B断面図で、共晶金属ECが共晶金属用溝部に載置された状態を示した図である。図11(a)に示されたように、ベースウエハ12Wをテーブル(図示しない)に置き、ベースウエハ12Wの共晶金属用溝部128及び水晶ウエハ10Wの表面Meにおける共晶金属用溝部109に球形の共晶金属ECが載置される。
ステップS15では、リッドウエハ11Wと水晶ウエハ10Wとベースウエハ12Wとが図11(b)に示されたように共晶金属ECにより接合される。図11(b)は、図7〜図10におけるB−B断面図で、リッドウエハ11Wと水晶ウエハ10Wとベースウエハ12Wとが共晶金属ECにより接合された状態を示した図である。ここで、真空中又は不活性雰囲気中で共晶金属ECが溶かされる。溶けられた共晶金属ECは毛細管現象によりリッドウエハ11Wの第1金属膜112と水晶ウエハ10Wの表面Meの第1引出電極103aとの間、及び水晶ウエハ10Wの裏面Miの第2引出電極103bとベースウエハ12Wの第2金属膜122との間を流れる。これにより、第1金属膜112、第1引出電極103a、第2引出電極103b及び第2金属膜122の表面が濡らされる。また、隣り合う共晶金属用溝部までの距離はほぼ均等であるため、第1金属膜112、第1引出電極103a、第2引出電極103b及び第2金属膜122の表面を十分に濡らすことができる。
ステップS16では、接合されたリッドウエハ11Wと、水晶ウエハ10Wと、ベースウエハ12Wとが個々に切断される。切断工程では、レーザーを用いたダイシング装置、または切断用ブレードを用いたダイシング装置などを用いて図7〜図10に示された一点鎖線のスクライブラインSLに沿って水晶振動子100を単位として個片化する。これにより、数百から数千の水晶振動子100が製造される。
以上、本明細書では最適な実施形態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実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
例えば、本明細書ではATカットされた水晶フレームを一例として説明したが、一対の振動腕を有する音叉型水晶フレームにも適用される。
また、本明細書ではリッド部、水晶フレーム及びベース部が共晶金属により接合されるが、陽極接合などにより直接に接合されてもよい。
さらに、本発明は水晶振動子以外にも、発振回路を組み込んだICなどをキャビティ内に収容した圧電発振器にも適用できる。
また、本明細書ではリッド部、水晶フレーム及びベース部が共晶金属により接合されるが、陽極接合などにより直接に接合されてもよい。
さらに、本発明は水晶振動子以外にも、発振回路を組み込んだICなどをキャビティ内に収容した圧電発振器にも適用できる。
10 … 水晶フレーム、 10W … 水晶ウエハ
11 … リッド部、 11W … リッドウエハ
12 … ベース部、 12W … ベースウエハ
100 … 水晶振動子
101 … 水晶振動部
102a … 第1励振電極、 102b … 第2励振電極
103a … 第1引出電極、 103b … 第2引出電極
104 … 枠体
105a、105b … 連結部
106a、106b、126a、126b … キャスタレーション
108 … 貫通開口部
109、113、128 … 共晶金属用溝部
111 … リッド凹部、 121 … ベース凹部
112 … 第1金属膜、 122 … 第2金属膜
125a、125b … 実装端子
BG1 … 第1角部、 BG2 … 第2角部
CT … キャビティ
EC … 共晶金属
IS、IS1、IS2 … 内側面
M1 … 第1端面、 M2 … 第2端面
Me … 表面、 Mi … 裏面
SL … スクライブライン
SP … 隙間
W1 … 隙間の幅
W2 … 隙間側の第1引出電極又は第2引出電極の幅
11 … リッド部、 11W … リッドウエハ
12 … ベース部、 12W … ベースウエハ
100 … 水晶振動子
101 … 水晶振動部
102a … 第1励振電極、 102b … 第2励振電極
103a … 第1引出電極、 103b … 第2引出電極
104 … 枠体
105a、105b … 連結部
106a、106b、126a、126b … キャスタレーション
108 … 貫通開口部
109、113、128 … 共晶金属用溝部
111 … リッド凹部、 121 … ベース凹部
112 … 第1金属膜、 122 … 第2金属膜
125a、125b … 実装端子
BG1 … 第1角部、 BG2 … 第2角部
CT … キャビティ
EC … 共晶金属
IS、IS1、IS2 … 内側面
M1 … 第1端面、 M2 … 第2端面
Me … 表面、 Mi … 裏面
SL … スクライブライン
SP … 隙間
W1 … 隙間の幅
W2 … 隙間側の第1引出電極又は第2引出電極の幅
Claims (6)
- 表面に形成された第1励振電極と前記表面の反対の裏面に形成された第2励振電極とを有する圧電振動片と、
表裏面を有し、前記圧電振動片を囲むように形成される矩形形状の枠体と、
前記圧電振動片と前記枠体とを連結する連結部と、
前記第1励振電極から前記連結部を介して引き出され前記枠体の全周囲の前記表面に形成された第1引出電極と、
前記第2励振電極から前記連結部を介して引き出され前記枠体の全周囲の前記裏面に形成された第2引出電極と、を備え、
前記第1引出電極は前記枠体の前記裏面の少なくとも1つの第1角部に引き出され、前記第2引出電極は前記枠体の前記表面の少なくとも1つの第2角部に引き出され、
前記第1角部に一番近い前記枠体の内側面は面取りされており、前記第2角部に一番近い前記枠体の内側面は面取りされている圧電振動フレーム。 - 前記面取りは、R0.06mm〜R0.1mmのR面取りを含む請求項1に記載の圧電振動フレーム。
- 前記面取りは、C0.06mm〜C0.1mmのC面取りを含む請求項1に記載の圧電振動フレーム。
- 前記第1角部及び前記第2角部には、前記圧電振動フレームの外周から凹んだキャスタレーションが形成され、
前記表面に形成された前記第1引出電極は、前記第1角部に形成された前記キャスタレーションを介して前記裏面まで引き出され、
前記裏面に形成された前記第2引出電極は、前記第2角部に形成された前記キャスタレーションを介して前記表面まで引き出されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の圧電振動フレーム。 - 前記表面に形成された前記第1引出電極は、前記第2角部側で前記第2引出電極と所定距離離れて形成され、
前記裏面に形成された前記第2引出電極は、前記第1角部側で前記第1引出電極と所定距離離れて形成されている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の圧電振動フレーム。 - 前記枠体の前記表面に形成された前記第1引出電極に対応するように、外周に第1金属膜が形成された第1接合面を有する第1板と、
前記枠体の前記裏面に形成された前記第2引出電極に対応するように、外周に第2金属膜が形成された第2接合面を有する第2板と、を備え、
前記請求項1から請求項5のいずれか一項の圧電振動フレームの前記第1引出電極と前記第1板の前記第1金属膜とが接合され、前記請求項1から請求項5のいずれか一項の圧電振動フレームの前記第2引出電極と前記第2板の前記第2金属膜とが接合される圧電デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011056052A JP2012195630A (ja) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | 圧電振動フレーム及び圧電デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011056052A JP2012195630A (ja) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | 圧電振動フレーム及び圧電デバイス |
Publications (1)
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---|---|
JP2012195630A true JP2012195630A (ja) | 2012-10-11 |
Family
ID=47087171
Family Applications (1)
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JP2011056052A Withdrawn JP2012195630A (ja) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | 圧電振動フレーム及び圧電デバイス |
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JP (1) | JP2012195630A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019193304A (ja) * | 2015-02-26 | 2019-10-31 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス |
WO2020195144A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 株式会社大真空 | 水晶振動デバイス |
WO2021075124A1 (ja) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス及びその製造方法 |
-
2011
- 2011-03-15 JP JP2011056052A patent/JP2012195630A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
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WO2020195144A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 株式会社大真空 | 水晶振動デバイス |
JP2020162008A (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 株式会社大真空 | 水晶振動デバイス |
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