JP2014082538A - 圧電振動片、および圧電振動子 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で、小型化に有利で、かつ、接合強度を高めることができる。
【解決手段】音叉型水晶振動片２には、一対の励振電極２９１，２９２と一対の引出電極２９３，２９４とが形成され、一対の引出電極２９３，２９４各々の先端部は、電極パッド３２に接合するための接続電極４９５，４９６となる。接続電極４９５，４９６各々の上面には、バンプ６が形成され、バンプ６は、接続電極４９５，４９６側に向く第１面６１と、電極パッド３２との接合面となる第２面６２とを有し、第１面６１が第２面６２より小さい。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器などに用いられる圧電振動片、および圧電振動子に関する。

圧電振動子に代表される圧電振動デバイスは、携帯電話などの移動体通信機などに広く用いられている。圧電振動子に用いられる圧電振動片の一つとして水晶振動片がある。水晶振動片は、表裏主面に励振電極とこれらの励振電極を水晶振動片の端部に延出するための引出電極などが形成されている。このような水晶振動片は、上部が開口した箱状のパッケージ内部に形成された端子電極と、水晶振動片の引出電極の端部に形成された接合部（接続電極）とを導電性接合材を介して接合され、前記開口部分を蓋で気密封止することで表面実装型の水晶振動子が構成される。

例えば特許文献１に示す水晶振動子では、水晶振動片とパッケージとを金属バンプなどの導電性接合材で電気機械的に接合しており、相互の接合強度を向上させるために、水晶振動片に形成される励振電極と接続電極とに関して、下地電極の材料と電極形成方法とを異ならせたものが開示されている。

特開２００４−１０４７１９号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、電極形成のための製造工程が増えるだけでなく、電極構造も複雑なものとなる。結果としてコスト高となるだけでなく、より簡易な構成が望ましい小型化された圧電振動子には不向きな構成であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、安価で、小型化に有利で、かつ、接合強度を高めた圧電振動片、および圧電振動子を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動片は、一対の励振電極と、前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された一対の引出電極と、が少なくとも形成され、前記一対の引出電極各々の先端部は、外部電極に接合するための接続電極となり、前記接続電極各々の上面には、バンプが少なくとも形成され、前記バンプは、前記接続電極側に向く第１面と、外部電極との接合面となる第２面とを少なくとも有し、前記第１面が前記第２面より小さいことを特徴とする。

本発明によれば、安価で、小型化に有利で、かつ、接合強度を高めることが可能となる。具体的には、前記接続電極各々の上面に前記バンプが少なくとも形成され、前記バンプの前記第１面が前記第２面より小さいので、前記バンプの前記第２面を実質大きくとることが可能となる。そのため、当該圧電振動片の前記基板が小さくなり、その結果、前記接続電極が小さくなったとしても、外部電極に接する前記第２面を小さくすることなく、接合強度を保つことが可能となる。その結果、当該圧電振動片を小型化すると、小型化に比例して外部電極に接続する接合箇所も小さくなるが、本発明では接合箇所（前記第２面）を小さくするのを抑制することができ、結果として小型化しても接合強度を高めることが可能となる。

また、前記バンプの外形が、前記第１面と、前記第２面と、前記第１面と前記第２面とを繋ぐ側面とから構成され、前記バンプの形成工程においてフォトリソ工法を用いた場合、前記接続電極側に向く第１面が、外部電極との接合面となる第２面より小さいので、前記第１面に接する部位（前記基板側の部材で例えば接続電極）と前記側面との頂角が鋭角になる。そのため、露出時に頂角部分に遮られて感光することがなく、この頂角部分にレジストが溜まることになるが、このレジストはレジスト除去の際に取り除くことができるので、レジストが残留することはない。その結果、レジスト残留による接合強度の劣化や、ガスの発生等は生じない。

前記構成において、前記バンプは、接合部材を介して前記接続電極上に形成されてもよい。

この場合、前記バンプは前記接合部材を介して前記接続電極上に形成されるので、外部電極に前記バンプを介して前記接続電極を接合した際に前記バンプを全て潰す圧力を加えた場合であっても前記接合部材が存在することで、前記バンプよりも前記接合部材の方が潰れ難くなる。また、前記バンプのみを潰す場合、低圧力で潰すことが可能となり、本構成によれば、前記接合部材を潰さずに前記バンプのみを潰すことが可能となる。その結果、接合部材の形状や形態を可変させることなく、概ね維持することが可能となり、前記接合部材の上面の前記バンプはより潰し易い。すなわち、前記バンプが低荷重で均一に潰し易くなる。そのため、安定した外部電極と前記接続電極との接合を行うことが可能となる。

前記構成において、前記接続電極各々の上には、前記バンプが複数形成されてもよい。

この場合、前記接続電極各々の上に前記バンプが複数形成されるので、前記接続電極各々の上に前記バンプが１つ形成される形態に比べて、外部電極との接合面となる前記第２面に対して前記バンプがより均一に広がって潰れ易くなり、接合強度のばらつきが生じにくい。その結果、接合強度の安定化につながる。

前記構成において、前記接続電極各々の上に形成された複数の前記バンプのうち、前記基板の端に近い側に形成された前記バンプの前記第２面が、前記基板の端から遠い側に形成された前記バンプの前記第２面よりも大きくてもよい。

この場合、前記接続電極各々の上に形成された複数の前記バンプのうち、前記基板の端に近い側に形成されたバンプの第２面が、前記基板の端から遠い側に形成されたバンプの第２面よりも大きいので、バンプを潰す際に、小さいバンプの方向にバンプが広がり、接合面のうち前記基板の中央領域に向かってより均一に広がって潰れ易くなり、前記基板の中央領域の強度向上を図ることが可能となる。また電極の短絡を確実に防止することも可能となる。また、前記基板の端に近い側に形成された前記バンプの接合領域を拡げることが可能となる。つまり、前記基板の端から遠い側に形成された前記バンプの前記第２面は、前記基板の端に近い側に形成された前記バンプの前記第２面よりも小さくなるので、接合の際に、接合部材外に前記バンプが出るのを防ぐことが可能となる。

前記構成において、前記バンプの外形は、前記第１面と、前記第２面と、前記第１面と前記第２面とを繋ぐ側面とから構成され、前記側面は曲面形成されてもよい。

この場合、前記側面が曲面形成されているので、前記側面が平坦面に形成される形態に比べて第２面の周縁の厚みを薄くすることが可能となり、外部電極への接合時に加圧でより均一に拡がって潰し易くなり、また低加圧での接合も可能となる。さらに、前記バンプの厚さを増すことなく容易に前記第２面を大きくすることが可能となり、また前記第２面の周縁を容易に広げることが可能となる。また、前記バンプを形成する際にレジストを用いた場合、レジストの量を少なく（もしくはレジストの厚さを薄く）することが可能となる。

前記構成において、前記第２面が曲面形成されてもよい。

この場合、前記第２面が曲面形成されるので、前記第２面が平坦面形成される形態に比べて、前記バンプがより均一に広がって潰れ易くなり、より小さな加圧力で確実に潰れて接合強度も高まる。また、前記バンプの高さに多少のばらつきが生じても、前記曲面の部分で高さのばらつきを吸収することが可能となる。その結果、より安定した接合を行うことが可能となる。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動子は、本発明にかかる圧電振動片が設けられたことを特徴する。

本発明によれば、上記の本発明にかかる圧電振動片による作用効果を有する。

以上のように、本発明によれば、安価で、小型化に有利で、かつ、接合強度を高めることができる。

図１は、本発明の実施の形態を示す音叉型水晶振動子の模式図であり、音叉型水晶振動片を図２に示すＢ−Ｂ線で切断した状態の概略端面図である。 図２は、本発明の実施の形態を示す音叉型水晶振動片の一主面側の平面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ線端面図である。 図４は、他の実施の形態を示すバンプを拡大した概略拡大断面図である。 図５は、他の実施の形態を示すバンプを拡大した概略拡大断面図である。 図６は、他の実施の形態を示すバンプを拡大した概略拡大断面図である。 図７は、他の実施の形態を示すバンプを拡大した概略拡大平面図である。 図８は、他の実施の形態を示すバンプを拡大した概略拡大平面図である。 図９は、他の実施の形態を示すバンプを拡大した概略拡大平面図である。

以下、圧電振動片として音叉型水晶振動子を例に挙げて図面とともに説明する。本実施の形態で使用される音叉型水晶振動子１では、ベース３と図示しない蓋とが封止部材Ｈを介して接合されて筐体が構成される。具体的には、上部が開口したベース３の電極パッド３２上に音叉型水晶振動片２が接合部材７を介して接合され、ベース３の開口部（開口）を封止するように、封止部材Ｈを介して開口の端面に板状の蓋を接合した構成となっている。ここで、本実施の形態では音叉型水晶振動子１の公称周波数は３２．７６８ｋＨｚとなっている。なお、公称周波数は一例であり、他の周波数にも適用可能である。

ベース３は、セラミック材料やガラス材料からなる絶縁容器体である。本実施の形態では例えば、ベース３は、セラミック材料からなり、焼成によって形成されている。ベース３は、周囲に堤部３０を有し、かつ、上部が開口した断面視凹形状で、ベース３の内部（収納部）には音叉型水晶振動片２を搭載するための段差部３１が形成されている。そして段差部３１の上面には、一対の電極パッド３２（図１では一方の電極パッド３２のみ図示）が形成されている。一対の電極パッド３２はベース３の内部に形成された図示しない配線パターンを介してベース３の底面（裏面）に形成されている２つ以上の端子電極３３に電気的に接続されている。ベース３の堤部３０の周囲にはメタライズ層３４（封止部材Ｈの一部を構成）が周状に形成されている。電極パッド３２や端子電極３３、メタライズ層３４は例えば３層から構成されており、下からタングステン、ニッケル、金の順で積層されている。タングステンはメタライズ技術により、セラミック焼成時に一体的に形成され、ニッケル、金の各層はメッキ技術により形成される。なお、タングステンの層にモリブデンを使用してもよい。

図示しない蓋は、例えば金属材料やセラミック材料、ガラス材料などからなり、平面視矩形状の一枚板に成形されている。この蓋の下面には封止材（封止部材Ｈの一部を構成）が形成されている。この蓋はシーム溶接やビーム溶接、加熱溶融接合などの手法により封止材を介してベース３に接合されて、蓋とベース３とによる水晶振動子１の筐体が構成される。

音叉型水晶振動片２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ’軸方向の結晶方向を有する異方性材料の水晶Ｚ板からなる１枚の水晶ウェハ（図示省略）から成形される。音叉型水晶振動片２の基板外形は、フォトリソグラフィ技術（フォトリソ工法）を用いて、レジストまたは金属膜をマスクとして例えばウェットエッチングによって一括的に成形されている。

音叉型水晶振動片２の基板は、図２に示すように、振動部である２本の第１脚部２１および第２脚部２２と、外部電極（本実施の形態ではベース３の電極パッド３２）に接合する接合部２３と、これら第１脚部２１および第２脚部２２と接合部２３とを突出して設けた基部２５と、から構成された外形からなる。

基部２５は、平面視左右対称形状とされ、図２に示すように、振動部（第１脚部２１，第２脚部２２）より幅広に形成されている。また、基部２５の他端面２５２付近が、一端面２５１から他端面２５２にかけて幅狭になるように漸次段差形成されている。このため振動部である第１脚部２１および第２脚部２２の振動により発生した漏れ振動を他端面２５２により減衰させることができ、接合部２３へ漏れ振動が伝わるのを抑制することができ、音響リーク（振動漏れ）を更に低減するのに好ましい。なお、基部２５の他端面２５２付近における漸次幅狭になる構成としては段差形状に限らずテーパ状や、曲面状としてもよい。

２本の第１脚部２１および第２脚部２２は、図２に示すように、基部２５の一端面２５１から突出して隙間部２５３を介して並設されている。なお、ここでいう隙間部２５３は、一端面２５１の幅方向の中央位置（中央領域）に設けられている。これら第１脚部２１および第２脚部２２の先端部２１１，２２１は、第１脚部２１および第２脚部２２の他の部位（第１脚部２１および第２脚部２２の基部２５側の部位を除く）に比べて突出方向に対して直交する方向に幅広に成形され（以下、脚部の幅広領域と称する）、さらにそれぞれ隅部は曲面形成されている。このように先端部２１１，２２１を幅広に成形することで、先端部２１１，２２１（先端領域）を有効に利用することができ、音叉型水晶振動片２の小型化に有用であり、低周波数化にも有用である。また、それぞれ先端部２１１，２２１の隅部を曲面形成することで、外力を受けた時などに堤部などに接触するのを防止することができる。

２つの第１脚部２１および第２脚部２２の一主面２６１と他主面２６２には、音叉型水晶振動片２の小型化により劣化する直列共振抵抗値（本実施の形態ではＣＩ値、以下同様）を改善させるために、溝部２７がそれぞれ形成されている。また、音叉型水晶振動片２の外形のうち側面２８の一部は一主面２６１と他主面２６２とに対して傾斜して成形されている。これは、音叉型水晶振動片２を湿式でエッチング成形する際に基板材料の結晶方向（図２に示すＸ，Ｙ方向）へのエッチングスピードが異なることに起因している。

接合部２３は、図２に示すように、下記する引出電極２９３，２９４を外部電極（本実施の形態ではベース３の電極パッド３２）に電気機械的に接合するためのものである。具体的に、接合部２３は、２本の第１脚部２１および第２脚部２２が突出した基部２５の一端面２５１と対向する他端面２５２の幅方向の中央位置（中央領域）から突出形成されている。すなわち、２本の第１脚部２１と第２脚部２２との間に配された隙間部２５３と正対向する位置に、接合部２３が−ｚ‘軸方向に沿って突出形成されている。

接合部２３は、基部２５の他端面２５２に対して平面視垂直方向に突出した他端面２５２よりも幅狭な短辺部２３１と、短辺部２３１の先端部と連なり基部２５の幅方向に延出する長辺部２３２とから構成され、接合部２３の先端部２３３は基部２５の幅方向に向いている。すなわち、接合部２３は、短辺部２３１の先端部において平面視直角に折曲された形状からなり、平面視Ｌ字状に成形される。このように、平面視Ｌ字状に成形された折曲箇所である折曲部２３４が短辺部２３１の先端部に対応する。また、基部２５の他端面２５２よりも短辺部２３１が幅狭な状態で形成され、この幅狭形成により振動漏れのさらなる抑制の効果が高まる。

本実施の形態では、接合部２３の基端部にあたる短辺部２３１の折曲部２３４が、外部電極に接合する接合領域とされ、また、接合部２３の先端部２３３にあたる長辺部２３２の先端部が、外部電極に接合する接合領域とされる。そして、接合部２３の基端部である短辺部２３１には下記する第２励振電極２９２から短辺部２３１の端部（一端部へ）引き出された引出電極２９４（本発明でいう接続電極）が形成され、接合部の先端部である長辺部２３２に、下記する第１励振電極２９１から長辺部２３２の端部（一端部へ）引き出された引出電極２９３（本発明でいう接続電極）が形成されている。

本実施の形態にかかる音叉型水晶振動片２には、異電位で構成された２つの第１励振電極２９１および第２励振電極２９２と、これら第１励振電極２９１および第２励振電極２９２を電極パッド３２に電気的に接続させるためにこれら第１励振電極２９１および第２励振電極２９２から引き出された引出電極２９３，２９４が一体的に同時形成され、一対の引出電極２９３，２９４各々の先端部は、音叉型水晶振動片２の一主面２３５の一端部近傍に引き出された接続電極２９５，２９６となる。また、接続電極２９５，２９６各々の上面には、下記する接合部材７とバンプ６とが形成されている。なお、さらに詳説すると、本実施の形態でいう２つの引出電極２９３，２９４は、２つの第１励振電極２９１および第２励振電極２９２からそれぞれ引き出された電極パターンのことをいい、接続電極２９５，２９６は、引出電極２９３，２９４の先端部分のうち、ベース３との接合部位に形成された箇所のことをいう。

２つの第１励振電極２９１および第２励振電極２９２の一部は、溝部２７の内部に形成されている。このため、音叉型水晶振動片２を小型化しても第１脚部２１および第２脚部２２の振動損失が抑制され、ＣＩ値を低く抑えることができる。

第１励振電極２９１は、第１脚部２１の両主面（一主面２６１と他主面２６２）と第２脚部２２の両側面２８に形成されている。同様に、第２励振電極２９２は、第２脚部２２の両主面（一主面２６１と他主面２６２）と第１脚部２１の両側面２８に形成されている。

また、接続電極２９５，２９６各々の上面には、接合部材７を介して６つのバンプ６が夫々形成されている。

バンプ６は、金メッキ等からなり、外部電極（電極パッド３２）に接合するためのものであり、バンプ６の接続電極２９５，２９６側に向く第１面６１と、が、第１面６１に対面し外方に向き外部電極（電極パッド３２）との接合面となる第２面６２とを有し、第１面６１は、第２面６２より小さい。

また、バンプ６の外形は、平坦面となる第１面６１と、平坦面となる第２面６２と、第１面６１と第２面６２とを繋ぐ側面６３とから構成された円錐台となる。すなわち、本実施の形態にかかるバンプ６は、図１，３に示すように逆テーパを有する端面視（断面視）台形となり、Ｙ軸方向の断面視や端面視では、側面が直線となる。なお、バンプ６の第１面６１および第２面６２は、接続電極２９５，２９６より粗面である。

また、接続電極２９５，２９６各々の上に形成された６つのバンプ６に関して、少なくとも、基板の端（本実施の形態では、音叉型水晶振動片２の側面）に近い側に形成されたバンプ６（６０１）の第２面６２が、基板の端（本実施の形態では、音叉型水晶振動片２の側面）から遠い側に形成されたバンプ６（６０２）の第２面６２よりも大きい。すなわち、本実施の形態では、バンプ６０１が接合部２３の先端部に形成され、バンプ６０が折曲部２３４に形成され、バンプ６０１の第２面６２が、バンプ６０２の第２面６２よりも大きい。

接合部材７は、金メッキ等からなり、図２に示すように、Ｘ軸方向が長辺方向となりＺ’軸方向が短辺方向となる平面視楕円形状となる。本実施の形態では、接合部材７の表面全体を効率よく接合するためにバンプ６を積極的に用いる。

次に、音叉型水晶振動片２の製造方法について説明する。

Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ’軸方向の結晶方向を有する異方性材料の水晶Ｚ板からなる１枚の水晶ウェハを用い、水晶ウエハから、多数個の音叉型水晶振動片２をマトリックス状に一括形成する。この時、音叉型水晶振動片２の外形は、フォトリソグラフィ技術を用いて、レジストまたは金属膜をマスクとして例えばウェットエッチングによって一括的に成形する。

そして、音叉型水晶振動片２の外形の成形と同時に、第１励振電極２９１および第２励振電極２９２や引出電極２９３，２９４、接続電極２９５，２９６を形成する。本実施の形態では、第１励振電極２９１および第２励振電極２９２や引出電極２９３，２９４（接続電極２９５，２９６）を、下記の第１工程，第２工程，第３工程を順に経て形成する。

―第１工程―
上記した音叉型水晶振動片２の第１励振電極２９１および第２励振電極２９２や引出電極２９３，２９４、接続電極２９５，２９６は、金属蒸着によって各第１脚部２１および第２脚部２２上にクロム（Ｃｒ）層を形成し、このクロム層上に金（Ａｕ）層を形成して構成される薄膜である。この薄膜は、真空蒸着法やスパッタリング法などの手法により基板全面に形成した後、フォトリソグラフィ技術によりメタルエッチングして所望の形状に形成することで、一体的に同時形成する。なお、第１励振電極２９１，第２励振電極２９２および引出電極２９３，２９４はクロム（Ｃｒ），金（Ａｕ）の順に形成してなるが、例えば、クロム（Ｃｒ），銀（Ａｇ）の順や，クロム（Ｃｒ），金（Ａｕ），クロム（Ｃｒ）の順や，クロム（Ｃｒ），銀（Ａｇ），クロム（Ｃｒ）の順などであってもよい。またクロム（Ｃｒ），金（Ａｕ），クロム（Ｃｒ），金（Ａｕ）等の複数の膜が積層されたものであってもよい。下地のクロム（Ｃｒ）は、ニッケル（Ｎｉ），チタン（Ｔｉ），クロム（Ｃｒ）とニッケル（Ｎｉ）との合金からなるニクロムなどであってもよい。

各第１脚部２１および第２脚部２２の先端部２１１，２２１の一主面２６１と他主面２６２には、上記した第１脚部２１および第２脚部２２の幅広領域に対してほぼ全面に引出電極２９３，２９４をそれぞれ形成する。

また、接合部２３の一主面２３５に形成された引出電極２９３，２９４の上面におけるベース３との接合部位になる箇所には、接合部材７を形成し、接合部材７上に外部電極に接合するためのバンプ６を形成する。

―第２工程―
接合部２３への接合部材７およびバンプ６の形成に関して、接合部２３の各領域（接続電極２９５，２９６の上面）に図示しない接合部材７の形成部（接続電極２９５，２９６より面積の小さい窓部を有するマスク）をフォトリソグラフィ技術により所望の形状（本実施の形態では楕円形状の窓部）に形成して、接合部材７の形成部に接合部材７を電解メッキ法などの手法によりメッキ形成する。

―第３工程―
接合部材７の各領域（接合部材７の上面）に図示しないバンプ６の形成部（接続電極２９５，２９６より面積の小さく、バンプ６より面積の大きい窓部を有するマスク）をフォトリソグラフィ技術により所望の形状（本実施の形態では円形状の窓部）に形成して、バンプ６の形成部にバンプ６を電解メッキ法などの手法によりメッキ形成する。その後、アニール処理を行ってもよい。

また、第１脚部２１および第２脚部２２の一主面２６１に配された幅広領域に形成された引出電極２９３，２９４の上面には、図２に示すように、レーザービームなどのビーム照射によって金属膜の質量削減を行うことで音叉型水晶振動片２の周波数を調整してなる調整用金属膜（周波数調整用錘）Ｍ３が引出電極２９３，２９４に対して若干小さな面積で一体形成されている。調整用金属膜Ｍ３は、例えば、各幅広領域に形成された引出電極２９３，２９４に対して、調整用金属膜Ｍ３の形成部（所望の形状）をフォトリソグラフィ技術により形成して、調整用金属膜Ｍ３の形成部に調整用金属膜Ｍ３を電解メッキ法などの手法によりメッキ形成する。また、このメッキ形成後、アニール処理を行ってもよい。これら調整用金属膜Ｍ３などの金属膜をメッキ形成する際には、上記した接合部材７あるいはバンプ６の少なくとも１つ以上と同じ工程で同時に構成すると実用上より望ましい。接合部材７（Ｍ１１，Ｍ１２）、バンプ６、調整用金属膜Ｍ３は、同材質のもので構成されており例えば金（Ａｕ）からなる。

以上のように構成された音叉型水晶振動片２は、上記ウェハの状態の際に各々の音叉型水晶振動片２の周波数を計測した後、各々の音叉型水晶振動片２の調整用金属膜Ｍ３をビーム照射などで減少させたり、パーシャル蒸着により増加させたりすることで、周波数の粗調整を行っている。

周波数粗調整を施し、その後ウェハから取り出した個片の音叉型水晶振動片２は、その一主面２６１側の接続電極２９５，２９６の上面に形成されたバンプ６（接合部材７を含む）とベース３の電極パッド３２とをＦＣＢ法により超音波接合し、ベース３に音叉型水晶振動片２を搭載する。なお、音叉型水晶振動片２をベース３に搭載する際、ベース３の搭載部などに対してアッシングを行い音叉型水晶振動片２とベース３の接合界面（バンプ６など）の活性化を行う。なお、アッシング処理についてはウェハの状態で実施してもよい。そして、接合箇所の活性化を行った状態で、バンプ６の一部分もしくは全てが潰れる加圧によりベース３に音叉型水晶振動片２を接合する。この時、ベース３の筐体の内部の底面に対して、音叉型水晶振動片２の主面が同一方向に向く、もしくは、音叉型水晶振動片２の主面が傾くように配する。このように、バンプ６を潰すのみの加圧を行うことで、接合によってバンプ６や接合部材７を構成する材料が過剰に拡散するのを抑制することができる。なお、このような効果は、バンプ６や接合部材７などの金属膜がメッキ形成されていることに関係しており、バンプ６を潰すのみの加圧接合により、接合部材７に接している接続電極２９５，２９６の金属膜に生じる過剰拡散やダメージを減らし、その結果、当該水晶振動子１を落下させた際などの衝撃時の金属膜の膜剥がれを抑えることができる。また、この膜形成の製造方法によれば、メッキ形成された金属膜であっても安定した潰れを得ることができる。

ベース３に搭載された音叉型水晶振動片２に対して周波数を再計測した後、測定結果に基づいて音叉型水晶振動片２の調整用金属膜Ｍ３をビーム照射やイオンミーリングなどで減少させることで、周波数の微調整を行う最終の周波数調整を行っている。

その後、最終の周波数調整が行われた音叉型水晶振動片２が搭載されたベース３に対して、図示しない蓋を加熱溶融接合などの手法により封止部材Ｈを介して接合し、音叉型水晶振動片２をベース３と図示しない蓋とで構成された筐体の内部に気密封止する。なお、上述の気密封止の手法として、シーム溶接、ビーム溶接、雰囲気加熱などの手法をあげることができる。

本実施の形態にかかる音叉型水晶振動片２および音叉型水晶振動子１によれば、安価で、小型化に有利で、かつ、接合強度を高めることができる。具体的には、接続電極２９５，２９６各々の上面にバンプ６が少なくとも形成され、バンプ６の第１面６１が第２面６２より小さいので、バンプ６の第２面６２を実質大きくとることができる。そのため、音叉型水晶振動片２の基板が小さくなり、その結果、接続電極２９５，２９６が小さくなったとしても、外部電極（電極パッド３２）に接する第２面６２を小さくすることなく、接合強度を保つことができる。その結果、音叉型水晶振動片２を小型化すると、小型化に比例して外部電極（電極パッド３２）に接続する接合箇所も小さくなるが、本実施の形態によれば接合箇所（第２面６２）を実質小さくするのを抑制することができ、結果として小型化しても接合強度を高めることができる。

また、第１面６１と第２面６２と側面６３とから構成されたバンプ６の製造工程においてフォトリソ工法を用いた場合、接続電極２９５，２９６側に向く第１面６１が、外部電極（電極パッド３２）との接合面となる第２面６２より小さいので、第１面６１に接する部位（基板側の部材で例えば接続電極２９５，２９６）と側面６３との頂角が鋭角になる。そのため、露出時に頂角部分に遮られて感光することがなく、この頂角部分にレジストが溜まることになるが、このレジストはレジスト除去の際に取り除くことができるので、レジストが残留することはない。その結果、レジスト残留による接合強度の劣化は生じない。

また、バンプ６は接合部材７を介して接続電極２９５，２９６上に形成されるので、外部電極（電極パッド３２）にバンプ６を介して接続電極２９５，２９６を接合した際にバンプ６を全て潰す圧力を加えた場合であっても接合部材７が存在することで、バンプ６よりも接合部材７の方が潰れ難くなる。また、バンプ６のみを潰す場合、低圧力で潰すことができ、本実施の形態によれば、接合部材７を潰さずにバンプ６のみを潰すことができる。その結果、接合部材７の形状や形態を可変させることなく、概ね維持することができ、接合部材７の上面のバンプ６はより潰し易い。すなわち、バンプ６が低荷重で均一に潰し易くなる。そのため、安定した外部電極（電極パッド３２）と接続電極２９５，２９６との接合を行うことができる。

また、接続電極２９５，２９６各々の上にバンプ６が複数（本実施の形態では６つ）形成されるので、接続電極２９５，２９６各々の上にバンプ６が１つ形成される形態に比べて接合強度向上を図ることができる。

また、接続電極２９５，２９６各々の上に形成された６つのバンプ６のうち、基板の端に近い側に形成されたバンプ６の第２面６２（図２，３に示す６０１参照）が、基板の端から遠い側に形成されたバンプ６（図２，３に示す６０２参照）の第２面６２よりも大きいので、バンプ６を潰す際に、小さいバンプ６（６０２）の方向にバンプが広がり、接合面（第２面６２）のうち基板（接合部２３）の中央領域に向かってより均一に広がって潰れ易くなり、基板（接合部２３）の中央領域の強度向上を図ることができる。また電極の短絡を確実に防止することもできる。また、基板の端に近い側に形成されたバンプ６（６０１）の接合領域を拡げることができる。つまり、基板の端から遠い側に形成されたバンプ６（６０２）の第２面６２は、基板の端に近い側に形成されたバンプ６（６０１）の第２面６２よりも小さくなるので、接合の際に、接合部材７外にバンプ６が出るのを防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、屈曲振動してなる音叉型圧電振動片に限らず、ＡＴカットなどの厚みすべり振動系や他の振動モードの圧電振動片、あるいは平板形状や逆メサ形状などの他の形状の圧電振動片にも適用できる。

また、本実施の形態では、バンプ６が第１面６１と第２面６２とが対面する円錐台となっているが、これに限定されるものではなく、第１面６１と第２面６２とが厳密に対面していなくても同様の作用効果が生じる。ただし、第１面６１と第２面６２とが対面する形態が好ましい。

また、本実施の形態では、バンプ６の側面６３（Ｙ軸方向の断面視や端面視）が直線となっているが、これに限定されるものではなく、図４，６に示すように、曲面形成されてもよい。

この場合、バンプ６の側面６３が曲面形成されているので、側面６３が平坦面に形成される形態に比べて第２面６２の周縁の厚みを薄くすることができ、外部電極（電極パッド３２）への接合時に加圧で潰し易くなる。

また、本実施の形態では、バンプ６の第２面６２が平面となっているが、これに限定されるものではなく、図５，６に示すように、曲面形成されてもよい。

この場合、バンプ６の第２面６２が曲面形成されるので、第２面６２が平坦面形成される形態に比べて、外部電極への接合領域を大きくすることができ、より安定した接合を行うことが可能となる。

また、本実施の形態では、接続電極２９５，２９６各々の上に、バンプ６を６つずつ形成しているが、数は限定されるものではなく、１つでもよい。しかしながら、接合強度の点から、複数のバンプが形成されることが好ましい。また、バンプ６の数も６つに限定されるものではなく、図７，８，９に示すような２つ，４つや、８つ（図示省略）など他の任意の数であってもよく、奇数の５つ（図示省略）であってもよい。

また、本実施の形態では、接合部材７を介してバンプ６を接続電極２９５，２９６上に形成しているが、これに限定されるものではなく、図７に示すように、接続電極２９５，２９６上に直接バンプ６を形成してもよい。

また、本実施の形態では、図２に示すように、平面視形状が楕円形状となっているが、これに限定されるものではなく、図８に示すように緩やかな曲線を描く窪み部５を有してもよい。この場合、窪み部５に関して短いライン領域が連続する領域と略視することができる。このため、音叉型水晶振動片２のＺ’軸方向だけでなく、Ｚ’軸からＸ軸方向へ傾斜した軸方向の振動が発生した時（例えば、Ｚ’軸からＸ軸方向へ傾斜した軸方向を落下方向として落とした時など）でも、その振動をメッキバンプとして作用する接合部材７（Ｍ１１，Ｍ１２）の端縁である窪み部５の端縁箇所（窪み部５の外形を成形するラインのいずれかのポイント）で受けることができ、当該メッキバンプを介在したベース３と音叉型水晶振動片２との接合部の厚み方向（Ｙ軸方向）に生じるダメージを分散させることができる。その結果、ベース３への音叉型水晶振動片２の接合状態の安定を図ることができる。

また、本実施の形態では、図２に示すように、平面視形状が楕円形状となっているが、これに限定されるものではなく、図９に示すように角を丸くした平面視矩形状や、平面視矩形状、他の多角形状などであってもよい。なお、図９に示すバンプ６では、基板の端に近い側に形成されたバンプ６の第２面６２（図２，３に示す６０１参照）と、基板の端から遠い側に形成されたバンプ６（図２，３に示す６０２参照）の第２面６２とが同じ大きさとなっており、この場合であってもその他の構成は、本実施の形態にかかる構成と同じになるので、本実施の形態による作用効果は有する。しかしながら、より好ましい形態は、上記の基板の端に近い側に形成されたバンプ６の第２面６２（６０１）が、基板の端から遠い側に形成されたバンプ６（６０２）の第２面６２より大きい形態である。

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、水晶振動子などの圧電振動デバイスに適用できる。

１ 音叉型水晶振動子
２ 音叉型水晶振動片
２１ 第１脚部
２１１ 先端部
２２ 第２脚部
２２１ 先端部
２３ 接合部
２３１ 短辺部
２３２ 長辺部
２３３ 先端部
２３４ 折曲部
２３５ 一主面
２５ 基部
２５１ 一端面
２５２ 他端面
２５３ 隙間部
２６１ 第１脚部および第２脚部の一主面
２６２ 第１脚部および第２脚部の他主面
２７ 溝部
２８ 側面
２９１ 第１励振電極
２９２ 第２励振電極
２９３，２９４ 引出電極
２９５，２９６ 接続電極
３ ベース
３０ 堤部
３１ 段差部
３２ 電極パッド
３３ 端子電極
３４ メタライズ層
４ 水晶振動板
４９５，４９６ 接続電極
５ 窪み部
６，６０１，６０２ バンプ
６１ 第１面
６２ 第２面
６３ 側面
７ 接合部材
Ｈ 封止部材
Ｍ３ 調整用金属膜（周波数調整用錘）

Claims (7)

1. 圧電振動片において、
   一対の励振電極と、前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された一対の引出電極と、が少なくとも形成され、
   前記一対の引出電極各々の先端部は、外部電極に接合するための接続電極となり、
   前記接続電極各々の上面には、バンプが少なくとも形成され、
   前記バンプは、前記接続電極側に向く第１面と、外部電極との接合面となる第２面とを少なくとも有し、前記第１面が前記第２面より小さいことを特徴とする圧電振動片。
2. 請求項１に記載の圧電振動片において、
   前記バンプは、接合部材を介して前記接続電極上に形成されたことを特徴とする圧電振動片。
3. 請求項１または２に記載の圧電振動片において、
   前記接続電極各々の上には、前記バンプが複数形成されたことを特徴とする圧電振動片。
4. 請求項３に記載の圧電振動片において、
   前記接続電極各々の上に形成された複数の前記バンプのうち、前記基板の端に近い側に形成された前記バンプの前記第２面が、前記基板の端から遠い側に形成された前記バンプの前記第２面よりも大きいことを特徴とする圧電振動片。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか１つに記載の圧電振動片において、
   前記バンプの外形は、前記第１面と、前記第２面と、前記第１面と前記第２面とを繋ぐ側面とから構成され、
   前記側面は曲面形成されたことを特徴とする圧電振動片。
6. 請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の圧電振動片において、
   前記第２面が曲面形成されたことを特徴とする圧電振動片。
7. 請求項１乃至６のうちいずれか１つに記載の圧電振動片が設けられたことを特徴する圧電振動子。

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