JP2012253587A - 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法 - 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(130)と、透明な板材からなり圧電振動片を収納する第1板(110)及び第2板(120)と、第1板と第2板との間に配置され第1板又は第2板の周囲に所定幅の枠形状に配置されて第1板と第2板とを接合する封止材(150a)とを備え、封止材の所定幅内(WX,WZ)に所定幅を貫通しない空隙(151b)を有する。
【選択図】 図1
Description
<圧電デバイス100の構成>
図1(a)は、圧電デバイス100の分解斜視図である。圧電デバイス100は主に、圧電振動片130と、第1板(リッド)110と、第2板(ベース)120とにより構成されている。圧電デバイス100において、第1板110及び第2板120は透明な素材である水晶及びガラス等の絶縁材が用いられている。また、圧電振動片130には例えばATカットの水晶振動片が用いられている。ATカットの水晶振動片は、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。以下の説明では、ATカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、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、圧電デバイス100において圧電デバイス100の長手方向をX軸方向、圧電デバイス100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。
図3から図8を参照して、第1板110と第2板120とが封止材150aを介して接合された圧電デバイス100の製造方法について説明する。1つ1つの圧電デバイスを製造することも可能であるが、量産性の観点から、圧電デバイス100は数百から数千個を単位としてウエハ単位で形成される。以下はウエハ単位で形成される複数の圧電デバイス100の製造方法について説明する。
まず、ステップS101では、複数の圧電振動片130が用意される。各圧電振動片130には、図1に示されるように励振電極131及び引出電極132が形成されている。複数の圧電振動片130はウエハ単位で製造し、1つ1つの圧電振動片130がウエハから切り取られる。
以上のステップS101からステップS103は、順番に関係なく行うことができる。
本変形例の封止材150bは判定部151が圧電デバイス100の四辺に形成されている。図9は判定部151が封止材150bの四辺に形成された図である。図示されるように封止材150bの外縁の四辺に判定部151が形成され、四か所の判定部151にはそれぞれ第1判定部151a、第2判定部151b及び第3判定部151cが形成されている。X軸方向に並んで配置された判定部151のスリット長さは、封止材150bのZ’軸方向の幅WZよりも狭い。またZ’軸方向に並んで配置された判定部151のスリット長さは、封止材150bのX軸方向の幅WXよりも狭い。
変形例2の封止材150cは円形状の判定部152が形成されている場合について説明する。図11は第2ウエハW120の接合面122に塗布される封止材150cの拡大図である。図示されるように封止材150cの外縁の四辺に円形状の判定部152がそれぞれ形成されている。四か所の判定部152は直径の異なる円形状の第1判定部152a、第2判定部152b及び第3判定部152cが封止材150cを貫通するように形成されている。つまり判定部152は接合面122が直接現れるように形成されている。第1判定部152aは所定の直径で形成され、第2判定部152bは第1判定部152aより大きな直径で形成され、さらに第3判定部152cは第2判定部152bより大きな直径で形成されている。気密のため大きな第3判定部152cでも凹部121まで達することはない。すなわち判定部152の半径は封止材150cのX軸方向の幅WX又はZ’軸方向の幅WZよりも狭い。
変形例3の封止材150dは判定部151、152がウエハの主要な場所に形成される場合について説明する。図12は第2ウエハW120の接合面122にスクリーン印刷される封止材150dを示した図である。図12では代表して円形状の判定部152を図示しているがスリット状の判定部151であってもよい。図示されるように判定部152は第2ウエハW120の外縁の四か所に及び中心部の1か所に形成されている。外縁の四か所の判定部152は第2板120を形成する領域の外である。中心部の1か所の判定部152は前述されたスクライブライン115上に形成されている。封止材150dが印刷された場合、図3のステップS108で説明したようにダイシングした後に個々の圧電デバイス100の接合状態は確認することはできない。しかし、ステップS106で説明したように、判定部152を上面方向(第1ウエハW110側)から観察することにより、ウエハ単位で接合処理が適切に行われたかを判断できる。なお、変形例3の例では、少なくとも第2ウエハW120の中心部の1か所に判定部152が形成されていることが好ましい。
第2実施形態の圧電デバイスは、圧電振動片が圧電振動部と枠体とを有し、第1板及び第2板がそれぞれ枠体を挟んで重ね合わされることにより形成される3枚重ねの圧電デバイスである。以下に3枚重ねの圧電デバイスである圧電デバイス200について説明する。
図13は、圧電デバイス200の分解斜視図である。圧電デバイス200は主に、圧電振動片230と、第1板(リッド)210と、第2板(ベース)220とにより構成されており、圧電振動片230が第1板210と第2板220とに挟まれて形成されている。第1板210及び第2板220には第1実施形態と同様に水晶及びガラス等の電気を通さない絶縁材が用いられている。また、圧電振動片230には例えばATカットの水晶振動片が用いられる。なお、第1実施形態と同様な構成については同じ符号を用いて説明を省く。
圧電デバイス200に関しても圧電デバイス100と同様に圧電デバイス200の製造過程の途中で封止材150aの接合状態が検査されながら製造されることが望ましい。以下、図15から図19を参照して圧電デバイス200の製造方法について説明する。
以上のステップS201からステップS203は、順番に関係なく行うことができる。
110 … 第1板
111、121 … 凹部
112、122 … 接合面
115 … スクライブライン
120 … 第2板
124 … 実装端子
125 … 接続電極
125a … 貫通電極
130 … 圧電振動片
131 … 励振電極
132 … 引出電極
141 … キャビティ
150 … 封止材
151、152 … 判定部
153 … 非塗布領域
160 … 導電性接着剤
170 … 撮像装置
200 … 圧電デバイス
210 … 第1板
211、221 … 凹部
212、222 … 接合面
220 … 第2板
223 … 側面電極
224 … 実装端子
225 … 電極パッド
226 … キャスタレーション
226a … 貫通孔
230 … 圧電振動片
231 … 励振電極
232 … 引出電極
233 … 圧電振動部
234 … 枠部
236 … 連結部
237 … 貫通孔
W100 … 接合ウエハ
W110、W210 … 第1ウエハ
W120、W220 … 第2ウエハ
W230 … 圧電ウエハ
Claims (13)
- 電圧の印加により振動する圧電振動片と、
透明な板材からなり前記圧電振動片を収納する第1板及び第2板と、
前記第1板と前記第2板との間に配置され前記第1板又は前記第2板の周囲に所定幅の枠形状に配置されて前記第1板と前記第2板とを接合する封止材と、を備え、
前記封止材の前記所定幅内に前記所定幅を貫通しない空隙を有する圧電デバイス。 - 電圧の印加により振動する圧電振動部と前記圧電振動部の周囲を囲む枠体とを有する圧電振動片と、
透明な板材からなり前記圧電振動片の前記枠体の一方の主面に接合される第1板と、
前記第1板と前記枠体との間に配置され前記圧電振動片の周囲に所定幅の枠形状に塗布されて、前記第1板と前記枠体とを接合する封止材と、を備え、
前記第1板と前記枠体とを接合する封止材の前記所定幅内に前記所定幅を貫通しない空隙を有する圧電デバイス。 - 透明な板材からなり前記圧電振動片の前記枠体の他方の主面に接合される第2板と、
前記第2板と前記枠体との間に配置され前記圧電振動片の周囲に所定幅の枠形状に塗布されて、前記第2板と前記枠体とを接合する封止材と、を備え、
前記第2板と前記枠体とを接合する封止材の前記所定幅内に前記所定幅を貫通しない空隙を有する請求項2に記載の圧電デバイス、 - 前記封止材は、350℃〜410℃で溶融する低融点ガラス又はポリイミド系の樹脂からなる請求項1から請求項3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工程と、
透明な第1板と第2板とを用意する板用意工程と、
前記第1板又は前記第2板の周囲に、所定幅の枠形状で且つ前記所定幅を貫通しない空隙を有する封止材を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後、前記第1板と前記第2板とを前記封止材で接合する接合工程と、
前記接合工程後に前記空隙の状態を前記第1板又は前記第2板を介して検査する検査工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。 - 前記板用意工程は、前記第1板を複数有する第1ウエハと前記第2板を複数有する第2ウエハとを用意し、
前記接合工程は、前記第1ウエハと前記第2ウエハとを接合する請求項5に記載の圧電デバイスの製造方法。 - 電圧の印加により振動する圧電振動部と前記圧電振動部の周囲を囲む枠体とを有する圧電振動片を用意する工程と、
透明な第1板を用意する板用意工程と、
前記第1板の周囲又は前記枠体に、所定幅の枠形状で且つ前記所定幅を貫通しない空隙を有する封止材を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後、前記枠体の一方の主面と前記第1板とを前記封止材で接合する接合工程と、
前記接合工程後に前記空隙の状態を前記第1板又は前記枠体を介して検査する検査工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。 - 前記圧電振動片を用意する工程は、前記圧電振動片を複数有する圧電ウエハを用意し、
前記板用意工程は、前記第1板を複数有する第1ウエハを用意し、
前記接合工程は、前記圧電ウエハと前記第1ウエハとを接合する請求項7に記載の圧電デバイスの製造方法。 - 前記塗布工程は、大きさの異なる複数の前記空隙を有する封止材を塗布し、
前記検査工程は、前記複数の空隙が前記接合工程によって押し潰された状態を検査する請求項5から請求項8のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。 - 前記塗布工程は、大きさの同じ複数の前記空隙を有する封止材を塗布し、
前記検査工程は、前記複数の空隙が前記接合工程によって押し潰された状態を検査する請求項5から請求項8のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。 - 前記塗布工程は、前記圧電デバイスに対して少なくとも1つの前記空隙を有する封止材を塗布し、
前記検査工程は、前記空隙が前記接合工程によって押し潰された状態を検査する請求項5から請求項8のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。 - 前記検査工程は、前記複数の空隙が前記接合工程によって押し潰されて消失した状態と前記空隙が残っている状態とを画像処理によって検査する請求項5から請求項11のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
- 前記塗布工程で形成される所定幅の枠形状は四辺からなる枠形状であり、前記枠形状の一部に前記空隙が形成される請求項5から請求項12のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
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