JP2013236290A - 水晶振動片、水晶デバイス、及び水晶振動片の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、振動数の継時変化を抑えると共に、製品ごとに最適な周波数継時特性の調整をすることができる水晶振動片、水晶デバイス、及び水晶振動片の製造方法を提供する。
【解決手段】水晶振動片（１３０）は、所定の振動数で振動する振動部（１３４）と、振動部に形成される励振電極（１３１）と、を有する。励振電極は、振動部の表面に形成されるクロム層（１５４）と、クロム層の表面に形成され複数の層よりなる金属膜（１６１）と、により形成され、金属膜が少なくとも金層、銀層及びパラジウム層（１５１、１５２、１５２）を含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の層により形成された励振電極を有する水晶振動片、水晶デバイス、及び水晶振動片の製造方法に関する。

所定の振動数で振動する水晶振動片が知られている。水晶振動片には励振電極が形成され、励振電極に電圧がかけられることにより水晶振動片は振動させられる。このような水晶振動片では、振動数の継時変化が問題になる。また、励振電極に化学的安定性が高い金（Ａｕ）を使用すれば振動数の継時変化を抑えられるが、製造コストが高くなるという問題がある。

このような問題に対して、特許文献１では金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）の３元系合金を励振電極に用いることを開示している。金（Ａｕ）は、振動数の継時変化に影響を及ぼさず、銀（Ａｇ）は継時変化により振動数を減少させ、パラジウム（Ｐｄ）は継時変化により振動数を増加させる。このように振動数の継時変化に対して異なる性質を有する金属により合金を形成して振動数の継時変化を抑えることができる旨を特許文献１は開示している。

国際公開番号ＷＯ２０１１／０７７７６６Ａ１

しかし、特許文献１では製品に要求される周波数継時特性に応じた金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、及びパラジウム（Ｐｄ）の濃度を細かく調整することが困難である。すなわち、金（Ａｕ）は継時変化を抑えられるが製造コストが高くなるという問題があるため、各製品に要求される周波数継時特性に応じた濃度が調整されることが好ましいが、個々の製品で周波数継時特性を調整する場合には金（Ａｕ）の濃度が異なる多数の種類の合金を用意しなければならず、これにより製品の開発費用が高くなってしまうという問題がある。また、銀（Ａｇ）及びパラジウム（Ｐｄ）の濃度も製品ごとに最適な濃度に調整されることが好ましいため、金（Ａｕ）と同様の問題が生じている。

本発明は、振動数の継時変化が抑えられ、製品ごとに最適な周波数継時特性の調整をすることができる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観点の水晶振動片は、所定の振動数で振動する振動部と、振動部に形成される励振電極と、を有する。励振電極は、振動部の表面に形成されるクロム層と、クロム層の表面に形成され複数の層よりなる金属膜と、により形成され、金属膜が少なくとも金層、銀層及びパラジウム層を含む。

第２観点の水晶振動片は、第１観点において、金属膜が、クロム層の表面に金層が形成され、金層の表面に銀層が形成され、銀層の表面にパラジウム層が形成されることにより形成される。

第３観点の水晶振動片は、第１観点において、金属膜が、クロム層の表面に金層が形成され、金層の表面に銀層が形成され、銀層の表面に金層が形成され、銀層の表面に形成された金層の表面にパラジウム層が形成される。

第４観点の水晶振動片は、第１観点において、金属膜が、クロム層の表面に金層が形成され、金層の表面にパラジウム層が形成され、パラジウム層の表面に銀層が形成され、銀層の表面にパラジウム層が形成される。

第５観点の水晶振動片は、第１観点において、所定の振動数で振動する振動部と、振動部に形成される一対の励振電極と、を有し、励振電極が、振動部の表面に形成されるクロム層と、クロム層の表面に形成され複数の層よりなる金属膜と、により形成され、金属膜が、金、銀及びパラジウムの中の２つの金属により構成される合金層と、金、銀及びパラジウムの中の合金層に用いられない金属により構成された金属層と、を含む。

第６観点の水晶振動片は、第５観点において、合金層が銀―パラジウム合金層であり、金属層が金層であり、金層がクロム層の表面に形成され、銀―パラジウム合金層が金層の表面に形成される。

第７観点の水晶振動片は、第５観点において、合金層が金―銀合金層であり、金属層がパラジウム層であり、金―銀合金層がクロム層の表面に形成され、パラジウム層が金―銀合金層の表面に形成される。

第８観点の水晶振動片は、第５観点において、合金層が金―パラジウム合金層であり、金属層が銀層であり、金―パラジウム合金層がクロム層の表面に形成され、銀層が金―パラジウム合金層の表面に形成される。

第９観点の水晶振動片は、第１観点から第８観点において、金属膜の表面に金属膜と同様の構成の少なくとも１つの金属膜が形成される。

第１０観点の水晶振動片は、第１観点から第９観点において、金属膜の表面であり励振電極の最表面に金層が形成される。

第１１観点の水晶振動片は、第１０観点において、励振電極の最表面に形成される金層が、励振電極の一方のみに形成される。

第１２観点の水晶デバイスは、第１観点から第１１観点の水晶振動片と、水晶振動片を載置するベース板と、振動部を密封するリッド板と、を有する。

第１３観点の水晶振動片の製造方法は、所定の振動数で振動する振動部を有する複数の水晶振動片を含む水晶ウエハを用意する工程と、水晶振動片の表面にクロム層を形成し、クロム層の表面に少なくとも金層、銀層、及びパラジウム層を含む金属膜を形成し、金属膜の表面に金層を形成することにより電極を形成する電極形成工程と、金属膜の表面に形成された金層を削ることにより振動数を調整する振動数調整工程と、を有する。

本発明の水晶振動片、水晶デバイス、及び水晶振動片の製造方法によれば、振動数の継時変化を抑え、製品ごとに最適な周波数継時特性の調整をすることができる。

水晶デバイス１００の分解斜視図である。 （ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図である。 （ｂ）は、図２（ａ）の点線１８１の拡大図である。 水晶デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。 励振電極１３１及び引出電極１３２が形成された水晶ウエハＷ１３０の平面図である。 （ａ）は、スパッタリング装置２００の概略側面図である。 （ｂ）は、スパッタリング装置２２０の概略上面図である。 （ａ）は、ベースウエハＷ１２０の＋Ｙ’軸側の面の平面図である。 （ｂ）は、ベースウエハＷ１２０の−Ｙ’軸側の面の平面図である。 リッドウエハＷ１１０の平面図である。 （ａ）は、水晶振動片１３０が載置されたベースウエハＷ１２０の部分断面図である。 （ｂ）は、図６（ｂ）の点線１８２の拡大平面図である。 （ｃ）は、ベースウエハＷ１２０、水晶振動片１３０、及びリッドウエハＷ１１０の部分断面図である。 （ａ）は、水晶振動片１３０ａの部分断面図である。 （ｂ）は、水晶振動片１３０ｂの部分断面図である。 （ａ）は、水晶振動片３３０ａの部分断面図である。 （ｂ）は、水晶振動片３３０ｂの部分断面図である。 （ａ）は、水晶振動片４３０ａの部分断面図である。 （ｂ）は、水晶振動片４３０ｂの部分断面図である。 （ａ）は、励振電極が形成されている途中の水晶振動片５３０の部分断面図である。 （ｂ）は、水晶振動片５３０の部分断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

（第１実施形態）
＜水晶デバイス１００の構成＞
図１は、水晶デバイス１００の分解斜視図である。水晶デバイス１００は、リッド板１１０と、ベース板１２０と、水晶振動片１３０と、により構成されている。水晶振動片１３０には例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。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、水晶デバイス１００においては水晶デバイス１００の長辺方向をＸ軸方向、水晶デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。

水晶振動片１３０は、所定の振動数で振動し、矩形形状に形成される振動部１３４と、振動部１３４の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面に形成された励振電極１３１と、各励振電極１３１から−Ｘ軸側に引き出された引出電極１３２と、を有している。振動部１３４の＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３１から引き出される引出電極１３２は、励振電極１３１から−Ｘ軸側に引き出され、さらに振動部１３４の＋Ｚ’軸側の側面を介して振動部１３４の−Ｙ’軸側の面にまで引き出されている。振動部１３４の−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３１から引き出される引出電極１３２は、励振電極１３１から−Ｘ軸側に引き出され、さらに振動部１３４の−Ｚ’軸側の側面を介して振動部１３４の＋Ｙ’軸側の面にまで引き出されている。

ベース板１２０には、＋Ｙ’軸側の面の周囲に封止材１４２（図２（ａ）参照）を介してリッド板１１０に接合される接合面１２２が形成されている。また、ベース板１２０の＋Ｙ’軸側の面の中央には、接合面１２２から−Ｙ’軸方向に凹んだ凹部１２１が形成されている。凹部１２１には一対の接続電極１２３が形成されており、各接続電極１２３は導電性接着剤１４１（図２（ａ）参照）を介して水晶振動片１３０の引出電極１３２に電気的に接続される。また、ベース板１２０の−Ｙ’軸側の面には、水晶デバイス１００をプリント基板等へ実装するための実装端子１２４が形成されている。接続電極１２３は、ベース板１２０をＹ’軸方向に貫通して形成される貫通電極１２５を介して実装端子１２４に電気的に接続されている。

リッド板１１０は、−Ｙ’軸側の面に＋Ｙ’軸方向に凹んだ凹部１１１が形成されている。また、凹部１１１を囲むように接合面１１２が形成されている。接合面１１２は封止材１４２（図２（ａ）参照）を介してベース板１２０の接合面１２２に接合される。

図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図である。ベース板１２０の接合面１２２とリッド板１１０の接合面１１２とが封止材１４２を介して接合されることにより、水晶デバイス１００内には密閉されたキャビティ１０１が形成される。水晶振動片１３０は、引出電極１３２が導電性接着剤１４１を介してベース板１２０の接続電極１２３に電気的に接合されることによりキャビティ１０１内に配置されている。これにより、励振電極１３１は実装端子１２４に電気的に接続される。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の点線１８１の拡大図である。水晶振動片１３０に形成される励振電極１３１は、複数の金属の層により形成される。励振電極１３１は、まず水晶振動片１３０の振動部１３４の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の表面にクロム（Ｃｒ）層１５４が形成される。さらにクロム層１５４の表面には第１金属層１５１が形成され、第１金属層１５１の表面には第２金属層１５２が形成され、第２金属層１５２の表面には第３金属層１５３が形成される。この第１金属層１５１、第２金属層１５２、及び第３金属層１５３の組み合わせを金属膜１６１とする。励振電極１３１は、クロム層１５４と、金属膜１６１とにより形成される。励振電極１３１は、複数の金属膜１６１を有していても良く、図２（ｂ）では、クロム層１５４と、３層の金属膜１６１とにより形成された励振電極１３１が示されている。第１金属層１５１、第２金属層１５２、及び第３金属層１５３の各層は、互いに重複しない金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、及びパラジウム（Ｐｄ）のいずれかの金属により形成される。例えば水晶振動片１３０では、第１金属層１５１が金（Ａｕ）により形成され、第２金属層１５２が銀（Ａｇ）により形成され、第３金属層１５３がパラジウム（Ｐｄ）により形成されることができる。

振動部１３４は、水晶材等の材料により形成される。クロム（Ｃｒ）はこれらの材料に良く密着するため、振動部１３４の表面に形成される。第１金属層１５１に用いられる金（Ａｕ）は酸化等を起こしにくく化学的に安定であり、振動数の継時変化を起こしにくい。第２金属層１５２を構成する銀（Ａｇ）は、酸化、硫化等の化学変化を起こしやすく、振動数を時間と共に減少させる方向に作用させる。第３金属層１５３を構成するパラジウム（Ｐｄ）は、内部応力等を蓄積しやすく、時間と共にこの内部応力が緩和されることにより振動数を時間と共に増加させる。これら３種の金属が組み合わされて励振電極１３１が形成された場合、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）との性質が互いに打ち消し合い、金（Ａｕ）が励振電極１３１を安定させようとするため、励振電極１３１全体としては振動数の継時変化が抑えられる。

水晶振動片１３０では、金（Ａｕ）の励振電極１３１における質量比が２０〜７０質量％であることが好ましい。金（Ａｕ）の質量比が上がれば励振電極１３１の材料費が上がり、金（Ａｕ）の質量比が下がれば水晶振動片１３０の振動数のバラツキが大きくなる。金（Ａｕ）の質量比の範囲はこれらのことを考慮したものである。また、銀、パラジウム（Ｐｄ）の合計の励振電極１３１における質量比は３０〜８０質量％とされることが好ましく、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）との質量比は２：８〜８：２であることが好ましい。銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）とは互いにその性質を打ち消し合うため、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）との質量比は近いほど好ましい。

水晶振動片が所定の振動数に調整される場合、振動部の厚さに対して励振電極が所定の質量に調整されることが求められる。一般的には励振電極１３１の金（Ａｕ）の厚さは１０００〜３０００Å（オングストローム）に形成される。例えば水晶振動片１３０の振動数を２６ＭＨｚとして励振電極１３１を全て金（Ａｕ）で形成する場合、励振電極１３１の厚さは１６００Å（オングストローム）となる。金（Ａｕ）の好ましい質量比である３０〜８０質量％を考慮した場合には、励振電極１３１の厚さは約１８００Å〜約２６００Åとなる。また、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）の各金属層の合計の厚さは、各金属層の励振電極全体に対する質量比に比例する。

水晶振動片１３０では、励振電極１３１が金（Ａｕ）層、銀（Ａｇ）層、及びパラジウム（Ｐｄ）層が幾重にも積み重ねられていることにより形成されている。各層が薄く何層も形成されると、励振電極１３１が金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、及びパラジウム（Ｐｄ）の３元系合金として形成されているのと同様に考えることができる。そのため、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、及びパラジウム（Ｐｄ）の３元系合金が使用された場合と同様に水晶振動片１３０の振動数の継時変化を抑えることができる。

＜水晶デバイス１００の製造方法＞
図３は、水晶デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。以下、図３のフローチャートに従って、水晶デバイス１００の製造方法について説明する。

ステップＳ１０１では、水晶ウエハＷ１３０が用意される。ステップＳ１０１は、水晶ウエハＷ１３０を用意する工程である。ステップＳ１０１では、平板状のＡＴカットの水晶材により形成された水晶ウエハＷ１３０にエッチングを行うことにより、水晶ウエハＷ１３０に複数の水晶振動片１３０の外形が形成される。

ステップＳ１０２では、水晶ウエハＷ１３０に励振電極１３１及び引出電極１３２が形成される。ステップＳ１０２は、電極形成工程である。励振電極１３１及び引出電極１３２は、水晶ウエハＷ１３０にスパッタ又は真空蒸着等を行うことにより形成する。

図４は、励振電極１３１及び引出電極１３２が形成された水晶ウエハＷ１３０の平面図である。水晶ウエハＷ１３０には複数の水晶振動片１３０が形成されている。水晶振動片１３０は、水晶振動片１３０を囲むように水晶ウエハＷ１３０をＹ’軸方向に貫通する貫通溝１６２が形成されることにより水晶振動片１３０の外形が形成される。また、各水晶振動片１３０には水晶振動片１３０の−Ｘ軸側の辺の中央に連結部１６３が形成されており、各水晶振動片１３０は連結部１６３を介して水晶ウエハＷ１３０に連結されている。

図５（ａ）は、スパッタリング装置２００の概略側面図である。ステップＳ１０２における励振電極１３１及び引出電極１３２は、例えばスパッタリング装置２００を用いて水晶ウエハＷ１３０にスパッタを行うことにより形成することができる。スパッタリング装置２００は、水晶ウエハＷ１３０が載置される筐体２２０及びスパッタが行われる処理室２３０を備えている。水晶ウエハＷ１３０は複数の保持爪２２１により保持されて筐体２２０に載置されており、筐体２２０が処理室２３０内に進むことにより水晶ウエハＷ１３０にスパッタが行われる。また、スパッタリング装置２００には処理室２３０外から処理室２３０内にかけてレール２２３が配置されており、筐体２２０は筐体２２０の下部に形成されている車輪２２２によりレール２２３を伝って処理室２３０内に運ばれる。

図５（ｂ）は、スパッタリング装置２２０の概略上面図である。水晶ウエハＷ１３０は筐体２２０に載置されて−Ｘ軸方向に進むことにより、処理室２３０内に搬送される。処理室２３０内には４組のターゲット部がＸ軸方向に並んで配置されており、各ターゲット部は互いにＹ’軸方向に向かい合う一対のターゲット板を含んでいる。水晶ウエハＷ１３０へのスパッタは、水晶ウエハＷ１３０が一対のターゲット板の間を通過することにより行われる。例えばターゲット板に不活性ガスを衝突させるとターゲット板を形成するターゲット材がターゲット板から飛び出す。水晶ウエハＷ１３０が一対のターゲット板の間を通過するときにターゲット板から飛び出したターゲット材が水晶ウエハＷ１３０に積層されることによりスパッタが行われる。また、水晶ウエハＷ１３０が各ターゲット部を通過する時間を調整することにより水晶ウエハＷ１３０に形成される金属膜の厚さを調節することができる。

処理室２３０内で最も＋Ｘ軸側に配置されるターゲット部２３１ａのターゲット板２３２ａは、例えばクロム（Ｃｒ）により形成される。また、ターゲット部２３１ａの−Ｘ軸側の隣にはターゲット部２３１ｂが配置される。ターゲット部２３１ｂのターゲット板２３２ｂは、例えば金（Ａｕ）により形成される。さらに、ターゲット部２３１ｂの−Ｘ軸側の隣にはターゲット部２３１ｃが配置され、ターゲット部２３１ｃの−Ｘ軸側の隣にはターゲット部２３１ｄが配置される。ターゲット部２３１ｃのターゲット板２３２ｃは、例えば銀（Ａｇ）により形成され、ターゲット部２３１ｄのターゲット板２３２ｄは、例えばパラジウム（Ｐｄ）により形成される。筐体２２０が処理室２３０内を＋Ｘ軸方向又は−Ｘ軸方向に移動することにより、これらの金属が水晶ウエハＷ１３０にスパッタされ、水晶ウエハＷ１３０の表面に励振電極１３１及び引出電極１３２が形成される。

図３に戻って、ステップＳ２０１では、ベースウエハＷ１２０が用意される。ステップＳ２０１では、まず平板状に形成されたベースウエハＷ１２０が準備される。ベースウエハＷ１２０は例えば水晶材又はガラス等を基材としており、ベースウエハＷ１２０にエッチングを行うことにより、凹部１２１及び貫通電極１２５を形成するためのベース板１２０を貫通する孔を形成する。その後、ベースウエハＷ１２０に接続電極１２３、実装端子１２４、及び貫通電極１２５を形成する。ベースウエハＷ１２０に形成される接続電極１２３、貫通電極１２５、及び実装端子１２４の各電極は、例えばベースウエハＷ１２０の基材の表面にクロム（Ｃｒ）層を形成し、クロム層の表面に金（Ａｕ）層を形成することにより形成する。

図６（ａ）は、ベースウエハＷ１２０の＋Ｙ’軸側の面の平面図である。ベースウエハＷ１２０には複数のベース板１２０が形成されており、各ベース板１２０には凹部１２１、接続電極１２３、及び貫通電極１２５が形成されている。また、各ベース板１２０はＸ軸方向及びＺ’軸方向に並んで形成されており、図６（ａ）では互いに隣接したベース板１２０の境界にスクライブライン１７１が示されている。スクライブライン１７１は後述されるステップＳ４０５でウエハが切断される位置を示した線である。各ベース板１２０の凹部１２１には接続電極１２３が形成されている。

図６（ｂ）は、ベースウエハＷ１２０の−Ｙ’軸側の面の平面図である。ベースウエハＷ１２０の−Ｙ’軸側の面には、実装端子１２４が形成されている。実装端子１２４は貫通電極１２５を介して接続電極１２３に電気的に接続される。

図３に戻って、ステップＳ３０１では、リッドウエハＷ１１０が用意される。リッドウエハＷ１１０には複数のリッド板１１０が形成されており、各リッド板１１０には凹部１１１が形成される。

図７は、リッドウエハＷ１１０の平面図である。リッドウエハＷ１１０には複数のリッド板１１０が形成され、各リッド板１１０の−Ｙ’軸側の面には凹部１１１及び接合面１１２が形成される。また、図７では、隣接する各リッド板１１０の間が二点鎖線で示されており、この二点鎖線がスクライブライン１７１になる。

ステップＳ４０１では、ベースウエハＷ１２０に水晶振動片１３０が載置される。水晶ウエハＷ１３０の連結部１６３を折り取ることにより個々の水晶振動片１３０が形成される。ステップＳ４０１では、この水晶振動片１３０をベースウエハＷ１２０の各凹部１２１にそれぞれ導電性接着剤１４１を介して載置する。

図８（ａ）は、水晶振動片１３０が載置されたベースウエハＷ１２０の部分断面図である。図８（ａ）には、図６（ａ）及び図６（ｂ）のＢ−Ｂ断面を含む断面図が示されている。引出電極１３２と接続電極１２３とが導電性接着剤１４１を介して互いに電気的に接続されることにより、水晶振動片１３０はベースウエハＷ１２０の凹部１２１に載置される。また、これにより励振電極１３１と実装端子１２４とが電気的に接続される。

ステップＳ４０２では、水晶振動片１３０の振動部１３４の振動数が調べられる。振動部１３４の振動数の測定は、各ベース板１２０の−Ｙ’軸側に形成されている一対の実装端子１２４にそれぞれプローブ１７２が当てられることにより行われる。

図８（ｂ）は、図６（ｂ）の点線１８２の拡大平面図である。図８（ｂ）に示されるベースウエハＷ１２０は、ステップＳ４０２で水晶振動片１３０がベースウエハＷ１２０に載置された状態である。図８（ｂ）では、一対のプローブ１７２が１つのベース板１２０の一対の実装端子１２４にそれぞれ接触させられることにより、振動部１３４の振動数が調べられている状態が示されている。図８（ｂ）において、実装端子１２４は、貫通電極１２５を介して水晶振動片１３０の励振電極１３１に電気的に接続されている。また、１つの実装端子１２４は他の実装端子１２４に電気的に接続されていないため、水晶振動片１３０の振動数の測定では他の実装端子１２４の影響を受けることなく正確に測定することができ好ましい。

ステップＳ４０３では、水晶振動片１３０の振動数が調整される。ステップＳ４０３は、振動数調整工程である。ステップＳ４０２では水晶振動片１３０の振動数が調べられたが、ここで水晶振動片１３０の振動数が目的の振動数と異なっていた場合には、水晶振動片１３０の振動数が調整される。振動数の調整は、例えば励振電極１３１の最表面をアルゴン（Ａｒ）ガスによるスパッタにより削ることにより行うことができる。

ステップＳ４０４では、ベースウエハＷ１２０とリッドウエハＷ１１０とが接合される。ベースウエハＷ１２０とリッドウエハＷ１１０とは、ベースウエハＷ１２０の接合面１２２又はリッドウエハＷ１１０の接合面１１２に封止材１４２が塗布された後に、ベースウエハＷ１２０の接合面１２２とリッドウエハＷ１１０の接合面１１２とが封止材１４２を挟んで互いに向かい合うように接合される。

図８（ｃ）は、ベースウエハＷ１２０、水晶振動片１３０、及びリッドウエハＷ１１０の部分断面図である。図８（ｃ）では、図６（ａ）及び図６（ｂ）のＢ−Ｂ断面を含む断面図が示されている。ベースウエハＷ１２０にリッドウエハＷ１１０が載置されることで、各水晶デバイス１００内に密閉されたキャビティ１０１が形成される。

ステップＳ４０５では、ベースウエハＷ１２０及びリッドウエハＷ１１０が切断される。ステップＳ４０５における切断は、スクライブライン１７１にダイシング等を行うことにより行われる。これにより個々に分割された水晶デバイス１００が形成される。

水晶振動片１３０では、励振電極１３１の各金属層の厚さを筐体２２０が各ターゲット部を通過する時間を調整することにより調整できる。各金属層の厚さは励振電極１３１に於ける各金属層を構成する金属の濃度に比例するため、製品ごとに各金属層の厚さを調整することにより金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、及びパラジウム（Ｐｄ）の各濃度を調整することを容易に行うことができる。これにより、各製品に要求される周波数継時特性に応じて励振電極を形成することが容易になり、製造コスト及び製品の開発費用を低く抑えることができる。

＜水晶振動片１３０の変形例＞
水晶振動片１３０では、励振電極１３１の金属膜１６１を構成する第１金属層１５１、第２金属層１５２、及び第３金属層１５３の配列が異なっていても良い。以下に金属膜における第１金属層１５１、第２金属層１５２、及び第３金属層１５３の配列が金属膜１６１とは異なる水晶振動片１３０ａ及び水晶振動片１３０ｂについて説明する。

図９（ａ）は、水晶振動片１３０ａの部分断面図である。図９（ａ）では、水晶振動片１３０ａの図２（ａ）の点線１８１に相当する部分が示されている。水晶振動片１３０ａは、振動部１３４に励振電極１３１ａが形成される。励振電極１３１ａは、振動部１３４の表面に形成されるクロム（Ｃｒ）層と、クロム（Ｃｒ）層の表面に形成される金属膜１６１ａと、金属膜１６１ａの表面にさらに形成される金属膜１６１ａと、により形成されている。金属膜１６１ａは、第１金属層１５１と、第１金属層１５１の表面に形成される第２金属層１５２と、第２金属層１５２の表面にさらに形成される第１金属層１５１と、第１金属層１５１の表面に形成される第３金属層１５３と、により構成されている。

図９（ｂ）は、水晶振動片１３０ｂの部分断面図である。図９（ｂ）は、水晶振動片１３０ｂの図２（ａ）の点線１８１に相当する部分が示されている。水晶振動片１３０ｂは、振動部１３４に励振電極１３１ｂが形成される。励振電極１３１ｂは、振動部１３４の表面に形成されるクロム（Ｃｒ）層と、クロム（Ｃｒ）層の表面に形成される金属膜１６１ｂと、金属膜１６１ｂの表面にさらに形成される金属膜１６１ｂと、により形成されている。金属膜１６１ｂは、第１金属層１５１と、第１金属層１５１の表面に形成される第２金属層１５２と、第２金属層１５２の表面に形成される第３金属層１５３と、第３金属層１５３の表面に形成される第２金属層１５２と、により構成されている。

（第２実施形態）
図３に示されたフローチャートのステップＳ１０２の電極形成工程では、金属膜１６１の最表面にさらに化学的に安定である金層１５５が形成されることにより電極が形成されても良い。以下に、励振電極の最表面に金層が形成された水晶振動片３３０ａ及び水晶振動片３３０ｂについて説明する。以下の説明では、第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。

図１０（ａ）は、水晶振動片３３０ａの部分断面図である。図１０（ａ）は、図８（ａ）の点線１８３に相当する部分を示している。水晶振動片３３０ａは＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面に励振電極３３１が形成されている。励振電極３３１は、振動部１３４の表面にクロム層１５４が形成され、クロム層１５４の表面に金属膜１６１が３層に亘って形成されている。さらに励振電極３３１の最表面には金層１５５が形成されている。

図１０（ｂ）は、水晶振動片３３０ｂの部分断面図である。図１０（ｂ）は、図８（ａ）の点線１８３に相当する部分を示している。水晶振動片３３０ａは、＋Ｙ’軸側の面に励振電極３３１が形成され、−Ｙ’軸側の面に励振電極１３１（図２（ｂ）参照）が形成されている。水晶振動片３３０ｂの振動数の調整は水晶振動片３３０ｂがベースウエハＷ１３０に載置された後に行われるため、振動数の調整は水晶振動片３３０ｂの＋Ｙ’軸側の面の励振電極３３１の最表面に形成されている金層１５５のみをスパッタすることにより行われる。

水晶振動片３３０ａ及び水晶振動片３３０ｂでは、図３に示されたフローチャートのステップＳ４０３の振動数調整工程において金層１５５がアルゴン（Ａｒ）ガス等でスパッタされて削られることにより水晶振動片の振動数が調整される。また、ステップＳ１０２で金層１５５を厚めに形成しておき、スパッタにより金層１５５を削る場合に金層１５５の下層の金属膜１６１が表面に露出しないようにされることが望ましい。このように、励振電極の最表面に化学的に安定である金（Ａｕ）層が形成されることによりスパッタに伴う励振電極の変質を防ぐことができ、酸化等の励振電極への影響を回避することができる。

（第３実施形態）
励振電極には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）のうちの２種類の金属が合金として用いられても良い。これは、例えば１種類の金属の濃度のみを調整したい場合等に用いることができる。以下に、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）のうちの２種類の金属が合金として用いられた励振電極を有する水晶振動片４３０ａ及び水晶振動片４３０ｂについて説明する。以下の説明では、第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。

＜水晶振動片４３０ａの構成＞
図１１（ａ）は、水晶振動片４３０ａの部分断面図である。図１１（ａ）は、図２（ａ）の点線１８１に相当する部分が示されている。水晶振動片４３０ａは、振動部１３４の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の表面に励振電極４３１ａが形成されている。励振電極４３１ａは、振動部１３４の表面にクロム層１５４が形成され、クロム層１５４の表面に金属膜４６１ａが形成される。金属膜４６１ａは、合金層４５１ａ及び合金層４５１ａの表面に形成される金属層４５２ａにより形成される。合金層４５１ａ及び金属層４５２ａの組み合わせは、銀（Ａｇ）―パラジウム（Ｐｄ）合金層及び金（Ａｕ）層、金（Ａｕ）―銀（Ａｇ）合金層及びパラジウム（Ｐｄ）層、又は金（Ａｕ）―パラジウム（Ｐｄ）層及び銀（Ａｇ）層とすることができる。励振電極４３１ａは、クロム層１５４と、このような金属膜４６１ａが３層積み重なることにより形成される。

＜水晶振動片４３０ｂの構成＞
図１１（ｂ）は、水晶振動片４３０ｂの部分断面図である。図１１（ｂ）は、図２（ａ）の点線１８１に相当する部分が示されている。水晶振動片４３０ｂは、振動部１３４の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の表面に励振電極４３１ｂが形成されている。励振電極４３１ｂは、振動部１３４の表面にクロム層１５４が形成され、クロム層１５４の表面に金属膜４６１ｂが形成される。金属膜４６１ｂは、金属層４５１ｂ及び金属層４５１ｂの表面に形成される合金層４５２ｂにより形成される。金属層４５１ｂ及び合金層４５２ｂの組み合わせは、金（Ａｕ）層及び銀（Ａｇ）―パラジウム（Ｐｄ）合金層、パラジウム（Ｐｄ）層及び金（Ａｕ）―銀（Ａｇ）合金層、又は銀（Ａｇ）層及び金（Ａｕ）―パラジウム（Ｐｄ）層とすることができる。励振電極４３１ｂは、クロム層１５４と、このような金属膜４６１ｂが３層積み重なることにより形成される。

水晶振動片４３０ａ及び水晶振動片４３０ｂでは、２元の合金層と金属層とにより励振電極が形成されることにより、第１実施形態と同様に３元の合金が用いられる場合に比べて製品の製造コスト及び開発費用を低減させることができる。また、図５（ｂ）に示されるスパッタリング装置において、ターゲット部はクロム（Ｃｒ）用、金属層用、合金層用の３種類のみを用意すればよく、４種類のターゲット部を使用する場合よりは、スパッタリング装置の初期投資費用を低く抑えることができる。

（第４実施形態）
励振電極は、基板Ｗ１３０が載置された筐体２２０を図５（ｂ）に示される処理室２３０の中を何度も往復させることにより連続的に何層もの金属層を形成することで形成されることができる。以下に、ステップＳ１０２の電極形成工程について第１実施例とは異なる励振電極形成の実施例について説明する。以下の説明では、第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。

例えば図５（ｂ）において、ターゲット板２３２ａがクロム（Ｃｒ）、ターゲット板２３２ｂが第１金属層１５１を形成する金（Ａｕ）、ターゲット板２３２ｃが第２金属層１５２を形成する銀（Ａｇ）、ターゲット板２３２ｄが第３金属層１５３を形成するパラジウム（Ｐｄ）により形成されているとする。図５（ｂ）の状態から筐体２２０が−Ｘ軸方向に進むことにより基板Ｗ１３０の表面にクロム（Ｃｒ）が形成される。さらに、筐体２２０が−Ｘ軸方向に進むと、クロム（Ｃｒ）層の表面に金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）の順に各金属層が形成される。

図１２（ａ）は、励振電極が形成されている途中の水晶振動片５３０の部分断面図である。筐体２２０がスパッタリング装置２００の＋Ｘ軸側から＋Ｘ軸側に移動することにより、図１２（ａ）に示されるように水晶振動片５３０の振動部１３４の表面に、クロム（Ｃｒ）層１５４、第１金属層１５１、第２金属層１５２、及び第３金属層１５３の順で金属の層が形成されていく。

筐体２２０は、ターゲット部２３１ｄまで進んだ後に＋Ｘ軸方向に進行方向を変えて、ターゲット部２３１ｃ及びターゲット部２３１ｂにおいて基板Ｗ１３０にさらに第２金属膜１５２及び第１金属膜１５２を積層する。その後、また−Ｘ軸方向に進行方向を変えてターゲット部２３１ｃ及びターゲット部２３１ｄにおいて基板Ｗ１３０に第２金属膜１５２及び第３金属膜１５３を積層する。

図１２（ｂ）は、水晶振動片５３０の部分断面図である。基板Ｗ１３０に形成される電極は、筐体２２０をターゲット部２３１ｂとターゲット部２３１ｄとの間を複数回往復させることにより多数の金属の層を形成することができる。図１２（ｂ）の水晶振動片５３０では、筐体２２０がターゲット部２３１ｂとターゲット部２３１ｄとの間を３回往復してターゲット部２３１ｂで金属層の形成を終了させることで、多数の金属層により成る励振電極５３１が形成されている。

このように、水晶振動片の励振電極は、複数のターゲット部の間を何度も往復させることにより、効率的に複数の金属層を積層させて形成することができる。金属層の積層数には制限がなく、何層でも積層することができる。また、筐体２２０が各ターゲット部を通過する時間を調整することにより各金属層の厚さを調整することができ、これにより各金属層の励振電極における濃度を調整することができる。また、各ターゲット部の配置を調整することにより各金属層の積層の順番を決めることができる。さらに、第２実施形態に示されるように、金（Ａｕ）層の励振電極の最表面への形成は、金（Ａｕ）により形成されるターゲット板を含むターゲット部で励振電極の形成を終えることにより行うことができる。

以上、本発明の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。

１００ … 水晶デバイス
１０１ … キャビティ
１１０ … リッド板
１１１ … 凹部
１１２ … 接合面
１２０ … ベース板
１２１ … 凹部
１２２ … 接合面
１２３ … 接続電極
１２４ … 実装端子
１２５ … 貫通電極
１３０、１３０ａ、１３０ｂ、３３０ａ、３３０ｂ、４３０ａ、４３０ｂ … 水晶振動片
１３１、１３１ａ、１３１ｂ、３３１、４３１ａ、４３１ｂ、５３１ … 励振電極
１３２ … 引出電極
１３４ … 振動部
１４１ … 導電性接着剤
１４２ … 封止材
１５１ … 第１金属層
１５２ … 第２金属層
１５３ … 第３金属層
１５４ … クロム層
１５５ … 金層
１６１、１６１ａ、１６１ｂ … 金属膜
１６２ … 貫通溝
１６３ … 連結部
１７１ … スクライブライン
２００ … スパッタリング装置
２２０ … 筐体
２２１ … 保持爪
２２２ … 車輪
２２３ … レール
２３０ … 処理室
２３１ａ〜２３１ｄ … ターゲット部
２３２ａ〜２３２ｄ … ターゲット板
４５１ａ、４５２ｂ … 合金層
４５１ｂ、４５２ａ … 金属層

Claims (13)

1. 所定の振動数で振動する振動部と、
   前記振動部に形成される励振電極と、を有し、
   前記励振電極が、前記振動部の表面に形成されるクロム層と、前記クロム層の表面に形成され複数の層よりなる金属膜と、により形成され、
   前記金属膜が少なくとも金層、銀層及びパラジウム層を含む水晶振動片。
2. 前記金属膜は、前記クロム層の表面に金層が形成され、前記金層の表面に銀層が形成され、前記銀層の表面にパラジウム層が形成される請求項１に記載の水晶振動片。
3. 前記金属膜は、前記クロム層の表面に金層が形成され、前記金層の表面に銀層が形成され、前記銀層の表面に金層が形成され、前記銀層の表面に形成された金層の表面にパラジウム層が形成される請求項１に記載の水晶振動片。
4. 前記金属膜は、前記クロム層の表面に金層が形成され、前記金層の表面にパラジウム層が形成され、前記パラジウム層の表面に銀層が形成され、前記銀層の表面にパラジウム層が形成される請求項１に記載の水晶振動片。
5. 所定の振動数で振動する振動部と、
   前記振動部に形成される一対の励振電極と、を有し、
   前記励振電極が、前記振動部の表面に形成されるクロム層と、前記クロム層の表面に形成され複数の層よりなる金属膜と、により形成され、
   前記金属膜が、金、銀及びパラジウムの中の２つの金属により構成される合金層と、金、銀及びパラジウムの中の前記合金層に用いられない金属により構成された金属層と、を含む水晶振動片。
6. 前記合金層は銀―パラジウム合金層であり、前記金属層は金層であり、
   前記金層は前記クロム層の表面に形成され、前記銀―パラジウム合金層は前記金層の表面に形成される請求項５に記載の水晶振動片。
7. 前記合金層は金―銀合金層であり、前記金属層はパラジウム層であり、
   前記金―銀合金層は前記クロム層の表面に形成され、前記パラジウム層は前記金―銀合金層の表面に形成される請求項５に記載の水晶振動片。
8. 前記合金層は金―パラジウム合金層であり、前記金属層は銀層であり、
   前記金―パラジウム合金層は前記クロム層の表面に形成され、前記銀層は前記金―パラジウム合金層の表面に形成される請求項５に記載の水晶振動片。
9. 前記金属膜の表面に前記金属膜と同様の構成の少なくとも１つの金属膜が形成される請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の水晶振動片。
10. 前記金属膜の表面であり前記励振電極の最表面に金層が形成される請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の水晶振動片。
11. 前記励振電極の最表面に形成される金層は、前記励振電極の一方のみに形成される請求項１０に記載の水晶振動片。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の水晶振動片と、
    前記水晶振動片を載置するベース板と、
    前記振動部を密封するリッド板と、
    を有する水晶デバイス。
13. 所定の振動数で振動する振動部を有する複数の水晶振動片を含む水晶ウエハを用意する工程と、
    前記水晶振動片の表面にクロム層を形成し、前記クロム層の表面に少なくとも金層、銀層、及びパラジウム層を含む金属膜を形成し、前記金属膜の表面に金層を形成することにより電極を形成する電極形成工程と、
    前記金属膜の表面に形成された前記金層を削ることにより前記振動数を調整する振動数調整工程と、
    を有する水晶振動片の製造方法。