JP2015122568A - 圧電振動デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】ガスの発生を無くし、さらに低背化や小型化が可能なサンドイッチ構造の圧電振動デバイスを提供する。【解決手段】水晶振動子１０１には、水晶振動板２と第１封止部材３と第２封止部材４とが設けられている。第１封止部材３には、水晶振動板２に接合するための封止側第１接合パターンが形成され、第２封止部材４には、水晶振動板２に接合するための封止側第２接合パターンが形成され、水晶振動板２の一主面２１１には、第１封止部材３に接合するための振動側第１接合パターンが形成され、水晶振動板２の他主面２１２には、第２封止部材４に接合するための振動側第２接合パターンが形成されている。封止側第１接合パターンと振動側第１接合パターンとが拡散接合され、封止側第２接合パターンと振動側第２接合パターンとが拡散接合される。【選択図】図１

Description

本発明は、圧電振動デバイスに関する。

近年、各種電子機器の動作周波数の高周波化や、パッケージの小型化（特に低背化）が進んでいる。そのため、高周波化やパッケージの小型化にともなって、圧電振動デバイス（例えば水晶振動子等）も高周波化やパッケージの小型化への対応が求められている。

この種の圧電振動デバイスでは、その筐体が直方体のパッケージで構成されている。このパッケージは、ガラスからなる第１封止部材および第２封止部材と、水晶からなり両主面に励振電極が形成された水晶振動板とから構成され、第１封止部材と第２封止部材とが水晶振動板を介して積層して接合され、パッケージの内部に配された水晶振動板の励振電極が気密封止されている（例えば、特許文献１）。以下、このような圧電振動デバイスの積層形態をサンドイッチ構造という。

特開２０１２−２３５５１１号公報

ところで、この特許文献１に示す水晶振動子では、第１封止部材と第２封止部材と水晶振動板との接合に、金属ペースト封止材を用いている。ここでいう金属ペースト封止材は、電極膜などに比べて厚みがあり、低背化に向いていない。また、金属ペースト封止材を用いた接合の場合、必ず高温で加熱して溶融接合することになり、加熱溶融の際にガスが発生する。このガスがパッケージ内部に存在することにより振動特性が劣化する。さらに、金属ペースト封止材は、幅広い形状で水晶振動板などに形成されるので、金属ペースト封止材を配する領域を確保する必要があり、パッケージの小型化の妨げとなる。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、ガスの発生を無くし、さらに低背化や小型化が可能なサンドイッチ構造の圧電振動デバイスを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動デバイスは、基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆い、外部に電気的に接続する外部電極端子が設けられた第２封止部材と、が設けられ、前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されて、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が形成された圧電振動デバイスにおいて、前記圧電振動板の一主面には、前記第１封止部材に接合するための振動側第１接合パターンが形成され、前記振動側第１接合パターンは、前記一主面上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、前記下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、前記圧電振動板の他主面には、前記第２封止部材に接合するための振動側第２接合パターンが形成され、前記振動側第２接合パターンは、前記他主面上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、前記下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、前記第１封止部材には、前記圧電振動板に接合するための封止側第１接合パターンが形成され、前記封止側第１接合パターンは、前記第１封止部材上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、前記下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、前記第２封止部材には、前記圧電振動板に接合するための封止側第２接合パターンが形成され、前記封止側第２接合パターンは、前記第２封止部材上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、前記下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが拡散接合されたことを特徴とする。

本発明にかかる圧電振動デバイスによれば、サンドイッチ構造の圧電振動デバイスにおいて、ガスの発生を無くし、さらに低背化や小型化が可能となる。

従来の技術では、別途、Ａｕ−Ｓｎ等の金属ペースト封止材を印刷やメッキ等で形成する必要があるが、本発明では、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが拡散接合されるので、別途、金属ペースト封止材を用いる必要がなく、コスト低減に寄与することが可能となる。さらに本発明によれば、真空蒸着やスパッタリング、イオンプレーティング、ＭＢＥ、レーザーアブレーションなどのＰＶＤ法（例えば、フォトリソグラフィ等の加工におけるパターンニング用の膜形成法）により下地ＰＶＤ膜や電極ＰＶＤ膜を形成するので、従前のメッキを使った複数回の膜形成と異なり、一括して膜形成を行い、製造工数を減らすことが可能となり、コスト低減に寄与することが可能となる。

また、現在、圧電振動デバイスのパッケージの小型化が行われており、そのため、異極となるパターン（電極パターン）や端子（電極パッド）が干渉して短絡するなどの不具合を防止しながらＡｕ−Ｓｎ等の金属ペースト封止材を印刷することは難しい。これに対して、本発明では、金属ペースト封止材を用いずに、夫々前記下地ＰＶＤ膜と前記電極ＰＶＤ膜との積層構造となった前記封止側第１，２接合パターンと前記振動側第１，２接合パターンとを用いるので、容易に異極となるパターンや端子が干渉して短絡するなどの不具合を防止しながらパターン形成を行うことが可能となる。

また、従来の技術では、上記の通り、別途、Ａｕ−Ｓｎ等の金属ペースト封止材を用いるが、この金属ペースト封止材を用いた接合の場合、必ず高温で加熱して溶融接合することになり、加熱溶融の際にガスが発生する。このガスを無くす技術は現在開発されておらず、加熱溶融接合の際に内部空間内へのガス侵入は避けられない。これに対して、本発明によれば、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが拡散接合されるので、ガスの発生を抑え、ガスが前記内部空間内に存在することによる振動特性の劣化を防止することが可能となる。なお、当該拡散接合の際に、２２０度などの常温よりも高い温度をかける場合もあるが、金属ペースト封止材を用いた接合のように高温度（例えば、２８０度以上）をかけることはない。

また、本発明によれば、前記封止側第１，２接合パターンと前記振動側第１，２接合パターンとが、夫々前記下地ＰＶＤ膜と前記電極ＰＶＤ膜との積層構造となるので、パターンや端子の幅を細くして細線化することが可能となり、その結果、パターンの引き回しが原因となるパッケージの小型化の妨げを解消すること可能となる。具体的には、本発明によれば、Ａｕ−Ｓｎ等の金属ペースト封止材による接合を用いた圧電振動デバイスでは実現不可能なパターンや端子の細線化が可能となる。

また、本発明によれば、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが拡散接合されるので、高温の加熱溶融接合を行うことはない。そのため、圧電振動デバイスを外部回路などの外部部材に半田などを用いて接合する際に、接合箇所において再溶融することがなく、リフローや製品の使用環境などにおいて接合状態が変化することはない。

前記構成において、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが常温拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが常温拡散接合されてもよい。

この場合、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが常温拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが常温拡散接合されるので、ガスが発生するのを抑え、ガスが前記内部空間内に存在することによる振動特性の劣化を防止するのに好適である。また、接合箇所において再溶融することがなく、接合状態が変化することはない。

前記構成において、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが、常温以上２３０度未満の温度下で拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが、常温以上２３０度未満の温度下で拡散接合されてもよい。

この場合、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが常温以上２３０度未満の温度下で拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが常温以上２３０度未満の温度下で拡散接合されるので、ガスが発生するのを抑えながら、接合を良好にすることが可能となる。

前記構成において、前記圧電振動板の一主面に形成された前記第１励振電極と前記振動側第１接合パターンとは同一厚みを有し、前記第１励振電極と前記振動側第１接合パターンとの表面が同一金属からなり、前記圧電振動板の他主面に形成された前記第２励振電極と前記振動側第２接合パターンとは同一厚みを有し、前記第２励振電極と前記振動側第２接合パターンとの表面が同一金属からなってもよい。

前記圧電振動板の一主面に形成された前記第１励振電極と前記振動側第１接合パターンとは同一厚みを有し、前記第１励振電極と前記振動側第１接合パターンとの表面が同一金属からなり、前記圧電振動板の他主面に形成された前記第２励振電極と前記振動側第２接合パターンとは同一厚みを有し、前記第２励振電極と前記振動側第２接合パターンとの表面が同一金属からなるので、前記第１励振電極と前記振動側第１接合パターンとの金属膜の形成を一度で済ませることが可能となり、また前記第２励振電極と前記振動側第２接合パターンとの金属膜の形成を一度で済ませることが可能となる。その結果、前記第１励振電極と前記振動側第１接合パターンとの金属膜を同一にし、前記第２励振電極と前記振動側第２接合パターンとの金属膜を同一にすることが可能となる。

前記構成において、前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンとでは、前記下地ＰＶＤ膜が単一の材料からなり、前記電極ＰＶＤ膜が単一の材料からなり、前記下地ＰＶＤ膜よりも前記電極ＰＶＤ膜の方が厚くてもよい。

この場合、前記下地ＰＶＤ膜を構成する単一の材料が、前記電極ＰＶＤ膜に拡散するのを防止することが可能となる。

前記構成において、前記第２封止部材では、前記圧電振動板に面しない外方の主面には、外部と電気的に接続するための外部電極端子が形成され、前記外部電極端子は、前記外方の主面上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンとの各前記下地ＰＶＤ膜の厚みに対して、前記外部電極端子の前記下地ＰＶＤ膜の厚みが厚くてもよい。

前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンとの各前記下地ＰＶＤ膜の厚みに対して、前記外部電極端子の前記下地ＰＶＤ膜の厚みが厚いので、前記第１封止部材と前記第２封止部材と前記圧電振動板との接合を安定させながら、前記外部電極端子では外部と電気的に接続するため（例えば、半田実装など）、下地ＰＶＤ膜を外部と電気的に接続するために有効に利用することが可能となる。なお、前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンと前記外部電極端子との各前記下地ＰＶＤ膜の厚みを同じとした場合、前記外部電極端子を用いた外部との電気的に接続（例えば、半田実装など）を行うことができない。

前記構成において、前記電極ＰＶＤ膜には、Ａｕが用いられてもよい。

前記電極ＰＶＤ膜にＡｕが用いられるので、前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンとの各表面を酸化させ難くし、前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンとの接合前処理に高度な特殊前処理が不要となる。その結果、製造コストを抑えることが可能となる。ここでいう製造前処理に関して、本構成によれば、雰囲気環境を例えば、超高真空などにしなくてもよい。

前記構成において、前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンは、非Ｓｎパターンであってもよい。

前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンは、非Ｓｎパターンであるので、接合時に高温加熱を必要としなく、高温加熱接合による不具合（再溶融）がない。

すなわち、本構成によれば、別途、金属ペースト封止材を用いることがなく、コスト低減に寄与することが可能となる。さらに本発明によれば、真空蒸着やスパッタリング、イオンプレーティング、ＭＢＥ、レーザーアブレーションなどのＰＶＤ法（例えば、フォトリソグラフィ等の加工におけるパターンニング用の膜形成法）により下地ＰＶＤ膜や電極ＰＶＤ膜を形成するので、コスト低減に寄与することが可能となる。

また、Ｓｎを用いない非Ｓｎパターンによれば、パターンの細線化が可能となり、異極となるパターンや端子が干渉して短絡するなどの不具合が生じない。

前記構成において、前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンには、Ｃｕが含まれてもよい。

前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンには、Ｃｕが含まれるので、製造時（接合時、加圧などの外力が発生することによる衝撃時など）や使用時（落下などの外力が発生することによる衝撃時、はんだ実装時など）の応力緩和に寄与することが可能となる。つまり、本構成によれば、機械的強度が向上する。

前記下地ＰＶＤ膜にＣｒを用いた場合（例えば、Ｃｒ＋Ａｇ−Ｃｕ＋Ａｕ）、Ｃｒが前記電極ＰＶＤ膜に拡散するのを、Ｃｕを前記下地ＰＶＤ膜に含むことで抑制することが可能となる。その結果、Ｃｒを用いた層を厚くしても、Ｃｒが前記電極ＰＶＤ膜に拡散するのを抑制することが可能となり、Ｃｒを用いた層を厚くすることができて製造ばらつきを抑えることが可能となる。実際に、Ｃｒの層を０．２μｍとしてもＣｒが前記電極ＰＶＤ膜に拡散するのを抑制することが可能となる。

また、前記下地ＰＶＤ膜にＣｒを用いた場合（例えば、Ｃｒ＋Ａｇ−Ｃｕ＋Ａｕ）、抵抗加熱蒸着に好適である。

前記構成において、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが加圧拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが加圧拡散接合されてもよい。

本構成によれば、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが加圧拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが加圧拡散接合されるので、加圧することで接合箇所を確保し易くなり、高温加熱を用いずに拡散接合のみによる接合をさらに良好に行うことが可能となる。

前記構成において、前記第１封止部材と前記第２封止部材には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ²］以下の材料が用いられてもよい。

前記第１封止部材と前記第２封止部材には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ²］以下の絶縁（脆性）材料が用いられているので、接合に必要な変形量を満たすことが可能となる。そのため、例えば、前記第１励振電極や前記第２励振電極などの電極表面を、通常の接合に必要な１ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）に成形しなくても、上記の範囲内の曲げ剛性とすることで、拡散接合を行うことが可能となる。

前記構成において、別途接着剤などの接合専用材を用いずに、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが加圧拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが加圧拡散接合されてもよい。

別途接合専用材を用いずに、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが加圧拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが加圧拡散接合されるので、小型化、特に低背化に寄与することが可能となり、接合専用材を用いた場合は、低背化の限界があるが、この限界を超えた低背化を可能とする。

前記構成において、前記第２封止部材において、前記圧電振動板に面しない外方の主面には、外部と電気的に接続するための外部電極端子が形成され、前記外部電極端子は、前記外方の主面上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが拡散接合された接合パターンの厚みは、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが拡散接合された接合パターンの厚みと同じで、外部と電気的に接続した前記外部電極端子の厚みと異なってもよい。

本構成によれば、拡散接合時に前記下地ＰＶＤ膜の拡散を確実に防ぐことが可能となり、さらに前記第１封止部材、前記第２封止部材、及び前記圧電振動板への各前記下地ＰＶＤ膜の接合強度を高めることが可能となる。その上で、前記外部電極端子では外部と電気的に接続するため（例えば、半田実装など）、前記下地ＰＶＤ膜を外部と電気的に接続するために有効に利用することが可能となる。

前記構成において、前記第２封止部材に、前記内部空間の外方に配された貫通孔が形成され、前記内部空間の内方には前記貫通孔が形成されなくてもよい。

前記第２封止部材において前記内部空間の外方に配された前記貫通孔が形成されるので、前記貫通孔の影響が前記内部空間に及ぶことなく、前記貫通孔が前記内部空間の内方に配された構成に比べて、前記貫通孔が原因となる気密不良を避けることが可能となる。

また、本構成と異なり、貫通孔を内部空間内に配置した場合、内部空間の気密を確保する必要があり、内部空間内の貫通孔を金属等により埋める工程が必要となる。これに対して、本構成によれば、貫通孔が前記内部空間の外方に形成されるので、前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンとのパターン形成と同じ工程で配線パターンの引き回しが可能となり、製造コストを抑えることが可能となる。

前記構成において、前記第１封止部材に形成された前記封止側第１接合パターンと、前記第２封止部材に形成された前記封止側第２接合パターンとは、平面視において重畳しなくてもよい。

前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンとが平面視において重畳しないので、封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンとによって浮遊容量が発生するのを防止することが可能となる。

前記構成において、前記圧電振動板の一主面及び他主面には、前記第１封止部材及び第２封止部材に封止接合するための振動側第１接合パターン及び振動側第２接合パターンが夫々形成され、前記圧電振動板に形成された前記振動側第１接合パターン及び前記振動側第２接合パターンに比べて、前記第１封止部材に形成された前記封止側第１接合パターン、及び前記第２封止部材に形成された前記封止側第２接合パターンでは、幅が広くてもよい。

パッケージの小型化により、前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンとの接合用パターンの幅は狭くなる。特に、振動領域を可能な限り広く確保することによって、不要振動モードとのカップリングを防ぐことが可能となるので、接合用パターンの幅を狭くする必要がある。一方、前記第１封止部材や前記第２封止部材は、振動部よりも寸法制約が緩いため、前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンとの接合用パターンの幅を広くすることが可能となり、その結果、接合時の位置合わせ精度の自由度を高めることが可能となる。

前記構成において、前記第１封止部材では、一主面に発振回路素子が設けられ、他主面が前記圧電振動板の前記一主面に接合されてもよい。

本構成によれば、前記発振回路素子を設けるためのスペースを前記圧電振動板に設けなくてもよく、パッケージの低背化を行うことが可能となる。

また、前記第１封止部材の一主面に形成する前記発振回路素子用のパターンを変えるだけで任意の発振条件に対応させることが可能となる。

また、前記発振回路素子の裏面にマーキングが可能となり、前記第１封止部材に透明部材料を用いた場合であっても特殊マーキングが不要となる。

また、従来の技術では、前記第１封止部材や前記圧電振動板などに凹部を設けて、前記発振回路素子を必ず前記凹部に実装していたため、圧電振動デバイスの外形は必ず前記発振回路素子よりも大きくなっていた。しかしながら、本構成によれば、本構成では、前記第１封止部材では、前記一主面に前記発振回路素子が設けられ、前記他主面が前記圧電振動板の前記一主面に接合されるので、前記発振回路素子のサイズと当該圧電振動デバイスのサイズとを同じにすることが可能とあり、小型化及び低背化に有利である。

前記構成において、前記第１封止部材と前記圧電振動板とは、１．００μｍ以下のギャップを有し、前記第２封止部材と前記圧電振動板とは、１．００μｍ以下のギャップを有してもよい。

本構成によれば、当該圧電振動デバイスのパッケージの高さにバラつきが生じない。例えば、本構成と異なり、ギャップが１μｍより大きくなるＳｎ接合材のような金属ペースト封止材を用いた場合、金属ペースト封止材をパターン（前記振動側第１接合パターン、前記振動側第２接合パターン、前記封止側第１接合パターン、前記封止側第２接合パターン）上に形成する際の高さにバラつきが生じる。また、接合後においても、形成されたパターン（前記振動側第１接合パターン、前記振動側第２接合パターン、前記封止側第１接合パターン、前記封止側第２接合パターン）の熱容量分布により均一なギャップにならない。そのため、従来の技術では、第１封止部材、第２封止部材、圧電振動板の３枚の部材が積層された構造の場合、これら３枚の部材でのギャップ差が生じる。その結果、積層された３枚の部材は、平行を保たない状態で接合されてしまう。特に、この問題は低背化に伴い顕著になる。これに対して、本構成では、上限が１．００μｍに設定されているため、前記第１封止部材、前記第２封止部材、前記圧電振動板の３枚の部材を、平行を保った状態で積層させて接合することが可能となり、本構成は低背化に対応可能である。

本発明にかかる圧電振動デバイスによれば、サンドイッチ構造の圧電振動デバイスにおいて、ガスの発生を無くし、低背化や小型化が可能となる。

図１は、本実施の形態にかかる水晶振動子の各構成を示した概略構成図である。 図２は、本実施の形態にかかる水晶振動子の第１封止部材の概略平面図である。 図３は、本実施の形態にかかる水晶振動子の第１封止部材の概略裏面図である。 図４は、本実施の形態にかかる水晶振動子の水晶振動板の概略平面図である。 図５は、本実施の形態にかかる水晶振動子の水晶振動板の概略裏面図である。 図６は、本実施の形態にかかる水晶振動子の第２封止部材の概略平面図である。 図７は、本実施の形態にかかる水晶振動子の第２封止部材の概略裏面図である。 図８は、本実施の形態にかかる水晶発振器の各構成を示した概略構成図である。 図９は、本実施の形態にかかる水晶発振器の第１封止部材の概略平面図である。 図１０は、本実施の形態にかかる水晶発振器の第１封止部材の概略裏面図である。 図１１は、本実施の形態にかかる水晶発振器の水晶振動板の概略平面図である。 図１２は、本実施の形態にかかる水晶発振器の水晶振動板の概略裏面図である。 図１３は、本実施の形態にかかる水晶発振器の第２封止部材の概略平面図である。 図１４は、本実施の形態にかかる水晶発振器の第２封止部材の概略裏面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態では、圧電振動を行う圧電振動デバイスとして水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。

−水晶振動子−
本実施の形態にかかる水晶振動子１０１では、図１に示すように、水晶振動板２（本発明でいう圧電振動板）と、水晶振動板２の第１励振電極２２１（図４参照）を覆い、水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１励振電極２２１を気密封止する第１封止部材３と、この水晶振動板２の他主面２１２に、水晶振動板２の第２励振電極２２２（図５参照）を覆い、第１励振電極２２１と対になって形成された第２励振電極２２２を気密封止する第２封止部材４が設けられている。

この水晶振動子１０１では、水晶振動板２と第１封止部材３とが接合され、水晶振動板２と第２封止部材４とが接合されてサンドイッチ構造のパッケージ１２が構成される。

そして、水晶振動板２を介して第１封止部材３と第２封止部材４とが接合されることで、パッケージ１２の内部空間１３が形成され、このパッケージ１２の内部空間１３に、水晶振動板２の両主面２１１，２１２に形成された第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２を含む振動部２３が気密封止されている。なお、内部空間１３は、図１に示すようにパッケージ１２の平面視一端側（平面視左側）に偏って位置する。

本実施の形態にかかる水晶振動子１０１は、１．０×０．８ｍｍのパッケージサイズであり、小型化と低背化とを図ったものである。また、小型化に伴い、本パッケージ１２では、キャスタレーションを形成せずに、貫通孔（第１貫通孔２６１，第２貫通孔４４１，第３貫通孔４４２参照）を用いて電極の導通を図っている。

次に、上記した水晶振動子１０１の各構成について図１〜７を用いて説明する。なお、ここでは、水晶振動板２と第１封止部材３と第２封止部材４が接合されていないそれぞれ単体として構成されている各部材について説明を行う。

水晶振動板２は、図４，５に示すように、圧電材料である水晶からなり、その両主面（一主面２１１，他主面２１２）が平坦平滑面（鏡面加工）として成形されている。

また、水晶振動板２の両主面２１１，２１２（一主面２１１，他主面２１２）に一対の（対となる）励振電極（第１励振電極２２１，第２励振電極２２２）が形成されている。そして、両主面２１１，２１２には、一対の第１励振電極２２１，第２励振電極２２２を平面視（図４，５参照）で囲うように２つの切り欠き部２４（貫通形状）が形成されて振動部２３が構成されている。切り欠き部２４は、平面視凹形状体２４１（１つの平面視長方形の両端から２つの長方形がそれぞれ直角方向に延出して成形された３つの平面視長方形からなる平面視体）と、平面視長方形状体２４２となり、平面視凹形状体２４１と平面視長方形状体２４２との間が、第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２を外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２；下記参照）に引き出すための引出電極（第１引出電極２２３，第２引出電極２２４）を配する導通路２１３となっている。電極パターンに関して、一対の第１励振電極２２１，第２励振電極２２２夫々から引き出された第１引出電極２２３，第２引出電極２２４は、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２を介して、第２封止部材４に形成された外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）に電気的に接続されている。

この水晶振動板２では、両主面２１１，２１２の振動部２３に沿った外方に、振動部２３を囲むように第１封止部材３と第２封止部材４とを接合するための振動側封止部２５がそれぞれ設けられている。振動側封止部２５は、図４，５に示すように両主面２１１，２１２の平面視左側に偏って位置する。

この水晶振動板２の一主面２１１の振動側封止部２５に、第１封止部材３に接合するための振動側第１接合パターン２５１が形成され、第１励振電極２２１は振動側第１接合パターン２５１に繋がる。また、水晶振動板２の他主面２１２の振動側封止部２５に、第２封止部材４に接合するための振動側第２接合パターン２５２が形成され、第２励振電極２２２は振動側第２接合パターン２５２に繋がる。内部空間１３は、振動側第１接合パターン２５１および振動側第２接合パターン２５２の内方（内側）に形成されることになる。

水晶振動板２の一主面２１１には、第１封止部材３に接合するための振動側第１接合パターン２５１が形成され、振動側第１接合パターン２５１は、一主面２１１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜２５１１と、下地ＰＶＤ膜２５１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜２５１２とからなる。また、水晶振動板２の他主面２１２には、第２封止部材４に接合するための振動側第２接合パターン２５２が形成され、振動側第２接合パターン２５２は、他主面２１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜２５２１と、下地ＰＶＤ膜２５２１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜２５２２とからなる。つまり、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２とは、同一構成からなり、複数の層が両主面２１１，２１２の振動側封止部２５上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。このように、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２とでは、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１が単一の材料（Ｔｉ（もしくはＣｒ））からなり、電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２が単一の材料（Ａｕ）からなり、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１よりも電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２の方が厚い。また、水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１とは同一厚みを有し、第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１との表面（主面）が同一金属からなり、水晶振動板２の他主面２１２に形成された第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２とは同一厚みを有し、第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２との表面（主面）が同一金属からなる。また、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２は、非Ｓｎパターンである。なお、同一主面上において同一金属で同一厚みの構成であって、振動側第１，２接合パターン２５１，２５２と振動側（第１励振電極２２１，第２励振電極２２２）とを比較した場合、 最上層（少なくとも露出している面）の金属（電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２等）が同一であれば、その下地金属（下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１）の種類や厚みが異なっても接合を行うことは可能である。また、振動側第１接合パターン２５１及び封止側第２接合パターン４２１では、それぞれ電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２が平面視うろこ状体の表面となる。ここでいううろこ状体とは、活性化されて微視的に個片状体となった金属が畳敷のように重ね合わされて、平面視において隙間が無い（もしくは殆どない）形態のことをいう。

また、水晶振動板２には、図４，５に示すように、第１貫通孔２６１が形成され、第１貫通孔２６１を介して、第１励振電極２２１に繋がった振動側第１接合パターン２５１が他主面２１２側に引き出されている。第１貫通孔２６１は、内部空間１３の外方に配され、図４に示すように両主面２１１，２１２の平面視他端側（平面視右側）に偏って位置し、第１貫通孔２６１は内部空間１３の内方に形成されない。ここでいう内部空間１３の内方とは、接合材１１上を含まずに厳密に接合材１１の内周面の内側のことをいう。

第１封止部材３には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ²］以下の材料が用いられている。具体的には、第１封止部材３は、図２，３に示すように、１枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第１封止部材３の他主面３１２（水晶振動板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として成形されている。

この第１封止部材３の他主面３１２には、水晶振動板２に接合するための封止側第１封止部３２が設けられている。封止側第１封止部３２は、図３に示すように第１封止部材３の他主面３１２の平面視左側に偏って位置する。

第１封止部材３の封止側第１封止部３２に、水晶振動板２に接合するための封止側第１接合パターン３２１が形成されている。封止側第１接合パターン３２１は、第１封止部材３の封止側第１封止部３２上の全ての位置において同一幅とされる。

この封止側第１接合パターン３２１は、第１封止部材３上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜３２１１と、下地ＰＶＤ膜３２１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜３２１２とからなる。なお、本実施の形態では、下地ＰＶＤ膜３２１１には、Ｔｉ（もしくはＣｒ）が用いられ、電極ＰＶＤ膜３２１２にはＡｕが用いられている。また、封止側第１接合パターン３２１は、非Ｓｎパターンである。具体的には、封止側第１接合パターン３２１は、複数の層が他主面３１２の封止側第１封止部３２上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。また、封止側第１接合パターン３２１では、電極ＰＶＤ膜３２１２が平面視うろこ状体の表面となる。

第２封止部材４には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ²］以下の材料が用いられている。具体的には、第２封止部材４は、図６に示すように、１枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第２封止部材４の一主面４１１（水晶振動板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として成形されている。

この第２封止部材４の一主面４１１には、水晶振動板２に接合するための封止側第２封止部４２が設けられている。封止側第２封止部４２は、図６に示すように第２封止部材４の一主面４１１の平面視左側に偏って位置する。

また、第２封止部材４の他主面４１２（水晶振動板２に面しない外方の主面）には、外部に電気的に接続する一対の外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）が形成されている。一外部電極端子４３１は、振動側第１接合パターン２５１を介して第１励振電極２２１に電気的に直接接続され、他外部電極端子４３２は、振動側第２接合パターン２５２を介して第２励振電極２２２に電気的に直接接続される。一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２は、図７に示すように第２封止部材４の他主面４１２の平面視長手方向両端にそれぞれ位置する。これら一対の外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）は、他主面４１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜４３１１，４３２１と、下地ＰＶＤ膜４３１１，４３２１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜４３１２，４３２２とからなる。また、上記の振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２と封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１との各下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１の厚みに対して、外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）の下地ＰＶＤ膜４３１１，４３２１の厚みが厚い。また、一外部電極端子４３１及び他外部電極端子４３２は、第２封止部材４の他主面４１２のうち１／３以上の領域をそれぞれ占めている。

また、第２封止部材４の封止側第２封止部４２に、水晶振動板２に接合するための封止側第２接合パターン４２１が形成されている。封止側第２接合パターン４２１は、第２封止部材４の封止側第２封止部４２上の全ての位置において同一幅とされる。

この封止側第２接合パターン４２１は、第２封止部材４上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜４２１１と、下地ＰＶＤ膜４２１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜４２１２とからなる。なお、本実施の形態では、下地ＰＶＤ膜４２１１には、Ｔｉ（もしくはＣｒ）が用いられ、電極ＰＶＤ膜４２１２にはＡｕが用いられている。また、封止側第２接合パターン４２１は、非Ｓｎパターンである。具体的には、封止側第２接合パターン４２１は、複数の層が他主面４１２の封止側第２封止部４２上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。また、封止側第２接合パターン４２１では、電極ＰＶＤ膜４２１２が平面視うろこ状体の表面となる。

また、第２封止部材４には、図１，６，７に示すように、２つの貫通孔（第２貫通孔４４１と第３貫通孔４４２）が形成されている。第２貫通孔４４１及び第３貫通孔４４２は、内部空間１３の外方に配され、図６，７に示すように第２貫通孔４４１は両主面（一主面４１１，他主面４１２）の平面視右側に偏って位置し、第３貫通孔４４２は、平面視左上側に位置し、第２貫通孔４４１及び第３貫通孔４４２は、内部空間１３の内方に形成されない。ここでいう内部空間１３の内方とは、接合材１１上を含まずに厳密に接合材１１の内周面の内側のことをいう。そして、水晶振動板２の第１貫通孔２６１と第２貫通孔４４１を介して、水晶振動板２の第１励振電極２２１に繋がった振動側第１接合パターン２５１と他外部電極端子４３２とが導通される。第２貫通孔４４１および封止側第２接合パターン４２１を介して、水晶振動板２の第２励振電極２２２に繋がった振動側第２接合パターン２５２が、他外部電極端子４３２に導通される。

上記構成からなる水晶振動子１０１では、従来の技術のように別途接着剤などの接合専用材を用いずに、水晶振動板２と第１封止部材３とが振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１を重ね合わせた状態で拡散接合され、水晶振動板２と第２封止部材４とが振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１を重ね合わせた状態で拡散接合されて、図１に示すサンドイッチ構造のパッケージ１２が製造される。なお、振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１自身が拡散接合後に生成される接合材１１となり、振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１自身が拡散接合後に生成される接合材１１となる。本実施の形態では、拡散接合を常温で行っている。ここでいう常温は、５度〜３５度のことをいう。この常温拡散接合により下記効果（ガスの発生抑制と接合良好）を有するが、これは共晶半田の融点である１８３度よりも低い値であって好適な例である。しかしながら、常温拡散接合だけが下記効果を有するものではなく、常温以上２３０度未満の温度下で拡散接合されていればよい。特に、２００度以上２３０度未満の温度下において拡散接合することで、Ｐｂフリー半田の融点である２３０度未満であり、さらにＡｕの再結晶温度（２００度）以上となるので、接合部分の不安定領域を安定化できる。また本実施の形態ではＡｕ−Ｓｎといった接合専用材を使用していないため、メッキガス、バインダーガス、金属ガス等のガスの発生がない。よってＡｕの再結晶温度以上にすることができる。

また、ここで製造されたパッケージ１２では、上記の通り、拡散接合により封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが接合され、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが接合されているが、この接合以外に、封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが加圧拡散接合され、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが加圧拡散接合されてもよい。この場合、加圧することで接合箇所を確保し易くなり（接合面積を実質的に増やすことができ）、高温加熱を用いずに拡散接合のみによる接合をさらに良好に行うことができる。

また、ここで製造されたパッケージ１２では、第１封止部材３と水晶振動板２とは、１．００μｍ以下のギャップを有し、第２封止部材４と水晶振動板２とは、１．００μｍ以下のギャップを有する。つまり、第１封止部材３と水晶振動板２との間の接合材１１の厚みが、１．００μｍ以下であり、第２封止部材４と水晶振動板２との間の接合材１１の厚みが、１．００μｍ以下（具体的には、本実施の形態のＡｕ−Ａｕ接合では０．１５μｍ〜１．００μｍ）である。なお、比較として、Ｓｎを用いた従来の金属ペースト封止材では、５μｍ〜２０μｍとなる。

また、封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが拡散接合された接合パターンの厚みは、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが拡散接合された接合パターンの厚みと同じで、外部と電気的に接続した外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）の厚みと異なる。

また、ここで製造されたパッケージ１２では、図１〜７に示すように、内部空間１３が平面視左側に偏って位置する。また、第１封止部材３に形成された封止側第１接合パターン３２１と、第２封止部材４に形成された封止側第２接合パターン４２１とは、平面視において重畳しない。具体的には、封止側第１接合パターン３２１内における平面視領域が、封止側第２接合パターン４２１内における平面視領域より広い。なお、本実施の形態では、封止側第１接合パターン３２１内における平面視領域が、封止側第２接合パターン４２１内における平面視領域より広いが、これに限定されるものでなく、封止側第２接合パターン４２１内における平面視領域が、封止側第１接合パターン３２１内における平面視領域より広くてもよい。しかしながら、第２封止部材に、一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２を形成しているため、封止側第１接合パターン３２１内における平面視領域が、封止側第２接合パターン４２１内における平面視領域より広く、配線パターンの引き回し（導通経路の確保）が容易になり、さらに配線パターンの引き回し領域（導通確保領域）を多くとることが可能となる。

また、水晶振動板２に形成された振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２に比べて、第１封止部材３に形成された封止側第１接合パターン３２１、及び第２封止部材４に形成された封止側第２接合パターン４２１は、幅が広い。

上記したように、本実施の形態にかかる水晶振動子１０１によれば、サンドイッチ構造の水晶振動子１０１において、ガスの発生を無くし、さらに低背化や小型化ができる。

従来の技術では、別途、Ａｕ−Ｓｎ等の金属ペースト封止材を印刷やメッキ等で形成する必要があるが、本実施の形態では、封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが拡散接合され、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが拡散接合されるので、別途、金属ペースト封止材を用いる必要がなく、コスト低減に寄与することができる。さらに本実施の形態によれば、真空蒸着やスパッタリング、イオンプレーティング、ＭＢＥ、レーザーアブレーションなどのＰＶＤ法（例えば、フォトリソグラフィ等の加工におけるパターンニング用の膜形成法）により下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１，４３１１，４３２１や電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２，３２１２，４２１２，４３１２，４３２２を形成するので、従前のメッキを使った複数回の膜形成と異なり、一括して膜形成を行い、製造工数を減らすことができ、コスト低減に寄与することができる。

また、現在、圧電振動デバイスのパッケージの小型化が行われており、そのため、異極となるパターン（電極パターン）や端子（電極パッド）が干渉して短絡するなどの不具合を防止しながらＡｕ−Ｓｎ等の金属ペースト封止材を印刷することは難しい。これに対して、本実施の形態によれば、金属ペースト封止材を用いずに、夫々下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１と電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２，３２１２，４２１２との積層構造となった封止側第１，２接合パターン３２１，４２１と振動側第１，２接合パターン２５１，２５２とを用いるので、容易に異極となるパターンや端子が干渉して短絡するなどの不具合を防止しながらパターン形成を行うことができる。

また、従来の技術では、上記の通り、別途、Ａｕ−Ｓｎ等の金属ペースト封止材を用いるが、この金属ペースト封止材を用いた接合の場合、必ず高温で加熱して溶融接合することになり、加熱溶融の際にガスが発生する。このガスを無くす技術は現在開発されておらず、加熱溶融接合の際に内部空間内へのガス侵入は避けられない。これに対して、本実施の形態によれば、封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが拡散接合され、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが拡散接合されるので、ガスの発生を抑え、ガスが内部空間１３内に存在することによる振動特性の劣化を防止することができる。なお、当該拡散接合の際に、２２０度などの常温よりも高い温度をかける場合もあるが、金属ペースト封止材を用いた接合のように高温度（例えば、２８０度以上）をかけることはない。

また、本実施の形態によれば、封止側第１，２接合パターン３２１，４２１と振動側第１，２接合パターン２５１，２５２とが、夫々下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１と電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２，３２１２，４２１２との積層構造となるので、パターンや端子の幅を細くして細線化することが可能となり、その結果、パターンの引き回しが原因となるパッケージの小型化の妨げを解消することできる。具体的には、本実施の形態によれば、Ａｕ−Ｓｎ等の金属ペースト封止材による接合を用いた圧電振動デバイスでは実現不可能なパターンや端子の細線化ができる。

また、本実施の形態によれば、封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが拡散接合され、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが拡散接合されるので、高温の加熱溶融接合を行うことはない。そのため、水晶振動子１０１を外部回路などの外部部材に半田などを用いて接合する際に、接合箇所において再溶融することがなく、リフローや製品の使用環境などにおいて接合状態が変化することはない。

また、封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが常温拡散接合され、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが常温拡散接合されるので、ガスが発生するのを抑え、ガスが内部空間１３内に存在することによる振動特性の劣化を防止するのに好適である。また、接合箇所において再溶融することがなく、接合状態が変化することはない。

また、封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが常温以上２３０度未満の温度下で拡散接合され、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが常温以上２３０度未満の温度下で拡散接合されるので、ガスが発生するのを抑えながら、接合を良好にすることができる。

また、水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１とは同一厚みを有し、第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１との表面（主面）が同一金属からなり、水晶振動板２の他主面２１２に形成された第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２とは同一厚みを有し、第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２との表面（主面）が同一金属からなるので、第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１との金属膜の形成を一度で済ませることが可能となり、また第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２との金属膜の形成を一度で済ませることが可能となる。その結果、第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１との金属膜を同一にし、第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２との金属膜を同一にすることが可能となる。

振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２とでは、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１が単一の材料からなり、電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２が単一の材料からなり、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１よりも電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２の方が厚いので、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１を構成する単一の材料が、電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２に拡散するのを防止することが可能となる。

振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２と封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１との各下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１の厚みに対して、外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）の下地ＰＶＤ膜４３１１，４３２１の厚みが厚いので、第１封止部材３と第２封止部材４と水晶振動板２との接合を安定させながら、外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）では外部と電気的に接続するため（例えば、半田実装など）、下地金属（（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）の下地ＰＶＤ膜４３１１，４３２１）を外部と電気的に接続するために有効に利用することが可能となる。なお、 振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２と封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１と外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）との各下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１，４３１１，４３２１の厚みを同じとした場合、外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）を用いた外部との電気的に接続（例えば、半田実装など）を行うことができない。

電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２，３２１２，４２１２にＡｕが用いられるので、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２と封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１との各表面を酸化させ難くし、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２と封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１との接合前処理に高度な特殊前処理が不要となる。その結果、製造コストを抑えることができる。ここでいう製造前処理に関して、本構成によれば、雰囲気環境を例えば、超高真空などにしなくてもよい。

振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２と封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１は、非Ｓｎパターンであるので、接合時に高温加熱を必要としなく、高温加熱接合による不具合（再溶融）がない。

すなわち、本実施の形態によれば、別途、金属ペースト封止材を用いることがなく、コスト低減に寄与することができる。さらに本実施の形態によれば、真空蒸着やスパッタリング、イオンプレーティング、ＭＢＥ、レーザーアブレーションなどのＰＶＤ法（例えば、フォトリソグラフィ等の加工におけるパターンニング用の膜形成法）により下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１や電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２，３２１２，４２１２を形成するので、コスト低減に寄与することができる。

また、Ｓｎを用いない非Ｓｎパターンによれば、パターンの細線化が可能となり、異極となるパターンや端子が干渉して短絡するなどの不具合が生じない。

また、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１にＣｒを用いた場合、抵抗加熱蒸着に好適である。

また、第１封止部材３と第２封止部材４には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ²］以下の絶縁（脆性）材料が用いられているので、接合に必要な変形量を満たすことが可能となる。そのため、例えば、第１励振電極２２１や第２励振電極２２２などの電極表面を、通常の接合に必要な１ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）に成形しなくても、上記の範囲内の曲げ剛性とすることで、拡散接合を行うことが可能となる。

また、別途接合専用材を用いずに、封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが加圧拡散接合され、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが加圧拡散接合されるので、小型化、特に低背化に寄与することが可能となり、接合専用材を用いた場合は、低背化の限界があるが、この限界を超えた低背化を可能とする。

また、封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが拡散接合された接合パターンの厚みは、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが拡散接合された接合パターンの厚みと同じで、外部と電気的に接続した外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）の厚みと異なるので、拡散接合時に下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１の拡散を確実に防ぐことができ、さらに第１封止部材３、第２封止部材４、及び水晶振動板２への各下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１の接合強度を高めることが可能となる。その上で、外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）では外部と電気的に接続するため（例えば、半田実装など）、下地ＰＶＤ膜４３１１，４３２１を外部と電気的に接続するために有効に利用することが可能となる。

また、第２封止部材４において内部空間１３の外方に配された貫通孔（第２貫通孔４４１，第３貫通孔４４２）が形成されるので、貫通孔（第２貫通孔４４１，第３貫通孔４４２）の影響が内部空間１３に及ぶことなく、貫通孔（第２貫通孔４４１，第３貫通孔４４２）が内部空間１３の内方に配された構成に比べて、貫通孔（第２貫通孔４４１，第３貫通孔４４２）が原因となる気密不良を避けることができる。

また、本実施の形態と異なり、貫通孔を内部空間内に配置した場合、内部空間の気密を確保する必要があり、内部空間内の貫通孔を金属等により埋める工程が必要となる。これに対して、本実施の形態によれば、貫通孔（第２貫通孔４４１，第３貫通孔４４２）が内部空間１３の外方に形成されるので、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２と封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１とのパターン形成と同じ工程で配線パターンの引き回しができ、製造コストを抑えることができる。

また、封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１とが平面視において重畳しないので、封止側第１接合パターンと封止側第２接合パターン４２１とによって浮遊容量が発生するのを防止することができる。

また、パッケージの小型化により、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２との接合用パターンの幅は狭くなる。特に、振動領域を可能な限り広く確保することによって、不要振動モードとのカップリングを防ぐことが可能となるので、接合用パターンの幅を狭くすることが望まれる。一方、第１封止部材３や第２封止部材４は、振動部よりも寸法制約が緩いため、封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１との接合用パターンの幅を広くすることができ、その結果、接合時の位置合わせ精度の自由度を高めることができる。

また、本実施の形態によれば、水晶振動子１０１のパッケージの高さにバラつきが生じない。例えば、本実施の形態と異なり、封止部材（本実施の形態でいう第１封止部材３，第２封止部材４）と水晶振動板２とのギャップが１μｍより大きくなるＳｎ接合材のような金属ペースト封止材を用いた場合、金属ペースト封止材をパターン（振動側第１接合パターン２５１、振動側第２接合パターン２５２、封止側第１接合パターン３２１、封止側第２接合パターン４２１）上に形成する際の高さにバラつきが生じる。また、接合後においても、形成されたパターン（振動側第１接合パターン２５１、振動側第２接合パターン２５２、封止側第１接合パターン３２１、封止側第２接合パターン４２１）の熱容量分布により均一なギャップ（本実施の形態でいう第１封止部材３と水晶振動板２とのギャップや、本実施の形態でいう第２封止部材４と水晶振動板２とのギャップ）にならない。そのため、従来の技術では、第１封止部材、第２封止部材、圧電振動板の３枚の部材が積層された構造の場合、これら３枚の部材間での各々ギャップに差が生じる。その結果、積層された３枚の部材は、平行を保てない状態で接合されてしまう。特に、この問題は低背化に伴い顕著になる。そこで、本実施の形態では、ギャップの上限が１．００μｍに設定されているため、第１封止部材３、第２封止部材４、水晶振動板２の３枚の部材を平行を保った状態で積層して接合することができ、本実施の形態は低背化に対応できる。

なお、本実施の形態では、第１封止部材３及び第２封止部材４にガラスを用いているが、これに限定されるものではなく、水晶を用いてもよい。

また、本実施の形態では、圧電振動板に水晶を用いているが、これに限定されるものではなく、圧電材料であれば他の材料であってもよく、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等であってもよい。

また、本実施の形態では、接合材１１として、Ｔｉ（もしくはＣｒ）とＡｕを用いているが、これに限定されるものではなく、接合材１１を例えばＮｉとＡｕとから構成してもよい。

また、本実施の形態では、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２と封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１に、Ｔｉ（もしくはＣｒ）とＡｕが含まれているが、これに限定されるものではなく、Ｃｕ（Ｃｕ単体かＣｕ合金）が含まれてもよい。この場合、製造時（接合時、加圧などの外力が発生することによる衝撃時など）や使用時（落下などの外力が発生することによる衝撃時、はんだ実装時など）の応力緩和に寄与することができる。つまり、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２と封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１にＣｕが含まれることにより機械的強度が向上する。

また、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１にＣｒを用いた場合、Ｃｒが電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２，３２１２，４２１２に拡散するのを、Ｃｕを下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１に含むことで抑制することができる。その結果、Ｃｒを用いた層を厚くしても、Ｃｒが電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２，３２１２，４２１２に拡散するのを抑制することができ、Ｃｒを用いた層を厚くすることができて製造ばらつきを抑えることができる。実際に、Ｃｒの層を０．２μｍとしてもＣｒが電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２，３２１２，４２１２に拡散するのを抑制することができる。

また、本実施の形態では、第２封止部材４が１枚のガラスウエハから成形された直方体の基板であるが、これに限定されるものではなく、ガラスウエハから成形された２つの直方体であってもよい。この場合、１つの直方体の基板に、封止側第２接合パターン４２１と第３貫通孔４４２と他外部電極端子４３２とを形成し、この基板により気密封止を行い、もう一方の直方体の基板に、第２貫通孔４４１と一外部電極端子４３１を形成する構成となる。本構成によれば、一対の外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）を完全に分離させることができ、短絡を防ぐことができる。また、ガラスウエハではなく、金属材料により２つの直方体の第２封止部材４を成形した場合、さらに第３貫通孔４４２を形成する必要もなく、貫通孔の数を少なくして小型化に寄与できる。

また、本実施の形態では、図１〜７に示すような第１引出電極２２３，第２引出電極２２４を形成しているが、これに限定されるものではなく、第１引出電極２２３，第２引出電極２２４の任意の位置の最上層にＣｒを用い、さらに第１引出電極２２３，第２引出電極２２４と振動側第１接合パターン２５１，振動側第２接合パターン２５２との間に隙間があってもよい。特に、隙間は、振動側封止部２５上に設けられることが好ましい。このような構成とすることで、製造工程において加熱溶融接合を行う前までは、第１引出電極２２３，第２引出電極２２４と、振動側第１接合パターン２５１，振動側第２接合パターン２５２とが電気接続されないことになる。その結果、振動検査を行う検査工程において励振電極（第１励振電極２２１、第２励振電極２２２）のみを対象とした様々な検査を行うことができ、振動検査の自由度が増す。

また、本実施の形態では、圧電振動デバイスとして水晶振動子を用いているが、これに限定されるものではなく、下記のように水晶発振器（図８参照）であってもよい。以下、圧電振動を行う圧電振動デバイスとして水晶発振器に本発明を適用した場合を示す。なお、便宜上、上記の水晶振動子１０１と共通の構成について同一符号を付す。また、共通の構成によって生じる作用効果も図１に示す水晶振動子１０１と同様であり、以下の説明では省略する。

−水晶発振器−
本実施の形態にかかる水晶発振器１０２では、図８に示すように、水晶振動板２（本発明でいう圧電振動板）と、水晶振動板２の第１励振電極２２１（図１１参照）を覆い、水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１励振電極２２１を気密封止する第１封止部材３と、この水晶振動板２の他主面２１２に、水晶振動板２の第２励振電極２２２（図１２参照）を覆い、第１励振電極２２１と対になって形成された第２励振電極２２２を気密封止する第２封止部材４と、第１封止部材に搭載された圧電振動素子以外の電子部品素子（本実施の形態ではＩＣ５）とが設けられている。

この水晶発振器１０２では、水晶振動板２と第１封止部材３とが接合され、水晶振動板２と第２封止部材４とが接合されてサンドイッチ構造のパッケージ１２が構成される。

そして、水晶振動板２を介して第１封止部材３と第２封止部材４とが接合されることで、パッケージ１２の内部空間１３が形成され、このパッケージ１２の内部空間１３に、水晶振動板２の両主面２１１，２１２に形成された第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２を含む振動部２３が気密封止されている。なお、内部空間１３は、図８に示すようにパッケージ１２の平面視一端側（平面視左側）に偏って位置する。

本実施の形態にかかる水晶発振器１０２は、１．２×１．０ｍｍのパッケージサイズであり、小型の低背化を図ったものである。また、小型化に伴い、本パッケージ１２では、キャスタレーションを形成せずに、貫通孔（第４貫通孔２６２〜第１８貫通孔４４６）を用いて電極の導通を図っている。

次に、上記した水晶発振器１０２の各構成について図８〜１４を用いて説明する。なお、ここでは、水晶振動板２と第１封止部材３と第２封止部材４が接合されていないそれぞれ単体として構成されている各部材について説明を行う。

水晶振動板２は、図１１，１２に示すように、圧電材料である水晶からなり、その両主面（一主面２１１，他主面２１２）が平坦平滑面（鏡面加工）として成形されている。

また、水晶振動板２の両主面２１１，２１２（一主面２１１，他主面２１２）に一対の（対となる）励振電極（第１励振電極２２１，第２励振電極２２２）が形成されている。そして、両主面２１１，２１２には、一対の第１励振電極２２１，第２励振電極２２２を囲うように２つの切り欠き部２４（貫通形状）が形成されて振動部２３が構成されている。切り欠き部２４は、平面視凹形状体２４１（１つの平面視長方形の両端から２つの長方形夫々が、長方形の長手方向に対して直角方向に延出して成形された３つの平面視長方形からなる平面視体）と、平面視長方形状体２４２となり、平面視凹形状体２４１と平面視長方形状体２４２との間が、第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２を外部電極端子（下記参照）に引き出すための引出電極（第１引出電極２２３，第２引出電極２２４）を配する導通路２１３となっている。電極パターンに関して、一対の第１励振電極２２１，第２励振電極２２２夫々から引き出された第１引出電極２２３，第２引出電極２２４は、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２を介して、第１封止部材３に形成された電極パターン３３に電気的に接続されている。

この水晶振動板２では、両主面２１１，２１２の振動部２３に沿った外方に、振動部２３を囲むように第１封止部材３と第２封止部材４とを接合するための振動側封止部２５がそれぞれ設けられている。振動側封止部２５は、図１１，１２に示すように両主面２１１，２１２の平面視左側に偏って位置する。

この水晶振動板２の一主面２１１の振動側封止部２５に、第１封止部材３に接合するための振動側第１接合パターン２５１が形成され、第１励振電極２２１は振動側第１接合パターン２５１に繋がる。振動側第１接合パターン２５１は、一主面２１１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜２５１１と、下地ＰＶＤ膜２５１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜２５１２とからなる。また、水晶振動板２の他主面２１２の振動側封止部２５に、第２封止部材４に接合するための振動側第２接合パターン２５２が形成され、第２励振電極２２２は振動側第２接合パターン２５２に繋がる。振動側第２接合パターン２５２は、他主面２１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜２５２１と、下地ＰＶＤ膜２５２１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜２５２２とからなる。内部空間１３は、振動側第１接合パターン２５１および振動側第２接合パターン２５２の内方（内側）に形成されることになる。

振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２とは、同一構成からなり、複数の層が両主面２１１，２１２の振動側封止部２５上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。このように、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２とでは、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１が単一の材料（Ｔｉ（もしくはＣｒ））からなり、電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２が単一の材料（Ａｕ）からなり、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１よりも電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２の方が厚い。また、水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１とは同一厚みを有し、第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１との表面（主面）が同一金属からなり、水晶振動板２の他主面２１２に形成された第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２とは同一厚みを有し、第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２との表面（主面）が同一金属からなる。また、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２は、非Ｓｎパターンである。なお、同一主面上において同一金属で同一厚みの構成であって、振動側第１，２接合パターン２５１，２５２と振動側（第１励振電極２２１，第２励振電極２２２）とを比較した場合、最上層（少なくとも露出している面）の金属（電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２等）が同一であれば、その下地金属（下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１）の種類や厚みが異なっても接合を行うことは可能である。また、振動側第１接合パターン２５１及び封止側第２接合パターン４２１では、それぞれ電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２が平面視うろこ状体の表面となる。ここでいううろこ状体とは、活性化されて微視的に個片状体となった金属が畳敷のように重ね合わされて、平面視において隙間が無い（もしくは殆どない）形態のことをいう。

また、水晶振動板２には、図１１，１２に示すように、貫通孔（第４貫通孔２６２，第５貫通孔２６３，第６貫通孔２６４，第７貫通孔２６５，第８貫通孔２６６）が形成され、第４貫通孔２６２を介して、第２励振電極２２２に繋がった振動側第２接合パターン２５２が一主面２１１側に引き出されている。また、第５貫通孔２６３は、第１封止部材３の第１０貫通孔３４２及び第２封止部材４の第１５貫通孔４４３に繋がるものであり、ＩＣ５を第１外部電極端子４３３に導通するための導通路である。また、第６貫通孔２６４は、第１封止部材３の第１１貫通孔３４３及び第２封止部材の第１６貫通孔４４４に繋がるものであり、ＩＣ５を第２外部電極端子４３４に導通するための導通路である。また、第７貫通孔２６５は、第１封止部材３の第１２貫通孔３４４及び第２封止部材の第１７貫通孔４４５に繋がるものであり、ＩＣ５を第３外部電極端子４３５に導通するための導通路である。また、第８貫通孔２６６は、第１封止部材３の第１３貫通孔３４５及び第２封止部材の第１８貫通孔４４６に繋がるものであり、ＩＣ５を第４外部電極端子４３６に導通するための導通路である。これら第４貫通孔２６２，第５貫通孔２６３，第６貫通孔２６４，第７貫通孔２６５，第８貫通孔２６６は、内部空間１３の外方に形成されている。また、第４貫通孔２６２，第５貫通孔２６３，第６貫通孔２６４，第７貫通孔２６５，第８貫通孔２６６は、内部空間１３の内方に形成されない。ここでいう内部空間１３の内方とは、接合材１１上を含まずに厳密に接合材１１の内周面の内側のことをいう。

第１封止部材３には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ²］以下の材料が用いられている。具体的には、第１封止部材３は、図９，１０に示すように、１枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第１封止部材３の他主面３１２（水晶振動板２に接合する面）と一主面３１１（ＩＣ５を搭載する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として成形されている。

この第１封止部材３の他主面３１２には、水晶振動板２に接合するための封止側第１封止部３２が設けられている。封止側第１封止部３２は、図１０に示すように第１封止部材３の他主面３１２の平面視左側に偏って位置する。

第１封止部材３の封止側第１封止部３２に、水晶振動板２に接合するための封止側第１接合パターン３２１が形成されている。封止側第１接合パターン３２１は、第１封止部材３の封止側第１封止部３２上の全ての位置において同一幅とされる。

この封止側第１接合パターン３２１は、第１封止部材３上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜３２１１と、下地ＰＶＤ膜３２１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜３２１２とからなる。なお、本実施の形態では、下地ＰＶＤ膜３２１１には、Ｔｉ（もしくはＣｒ）が用いられ、電極ＰＶＤ膜３２１２にはＡｕが用いられている。また、封止側第１接合パターン３２１は、非Ｓｎパターンである。具体的には、封止側第１接合パターン３２１は、複数の層が他主面３１２の封止側第１封止部３２上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。また、封止側第１接合パターン３２１では、電極ＰＶＤ膜３２１２が平面視うろこ状体の表面となる。

また、第１封止部材３の一主面３１１には、発振回路素子であるＩＣ５を搭載する搭載パッドを含む６つの電極パターン３３が形成されている。これら６つの電極パターン３３は、それぞれ個別に第９貫通孔３４１，第１０貫通孔３４２，第１１貫通孔３４３，第１２貫通孔３４４，第１３貫通孔３４５，第１４貫通孔３４６に導かれている。なお、第１０貫通孔３４２，第１１貫通孔３４３，第１２貫通孔３４４，第１３貫通孔３４５は、発振器用導通を図るための貫通孔であり、第９貫通孔３４１（第２励振電極２２２の導通を図るための貫通孔），第１４貫通孔３４６（第１励振電極２２１の導通を図るための貫通孔）は、水晶振動板２用導通を図るための貫通孔である。

第２封止部材４には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ²］以下の材料が用いられている。具体的には、第２封止部材４は、図１３，１４に示すように、１枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第２封止部材４の一主面４１１（水晶振動板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として成形されている。

この第２封止部材４の一主面４１１には、水晶振動板２に接合するための封止側第２封止部４２が設けられている。封止側第２封止部４２は、図１３に示すように第２封止部材４の一主面４１１の平面視左側に偏って位置する。

また、第２封止部材４の他主面４１２（水晶振動板２に面しない外方の主面）には、外部に電気的に接続する４つの外部電極端子（第１外部電極端子４３３，第２外部電極端子４３４，第３外部電極端子４３５，第４外部電極端子４３６）が設けられている。第１外部電極端子４３３，第２外部電極端子４３４，第３外部電極端子４３５，第４外部電極端子４３６は、４つの角部にそれぞれ位置する。これら外部電極端子（第１外部電極端子４３３，第２外部電極端子４３４，第３外部電極端子４３５，第４外部電極端子４３６）は、他主面４１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜４３３１，４３４１，４３５１，４３６１と、下地ＰＶＤ膜４３３１，４３４１，４３５１，４３６１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜４３３２，４３４２，４３５２，４３６２とからなる。また、上記の振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２と封止側第１接合パターン３２１と封止側第２接合パターン４２１との各下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１，３２１１，４２１１の厚みに対して、外部電極端子（第１外部電極端子４３３，第２外部電極端子４３４，第３外部電極端子４３５，第４外部電極端子４３６）の下地ＰＶＤ膜４３３１，４３４１，４３５１，４３６１の厚みが厚い。

また、第２封止部材４の封止側第２封止部４２に、水晶振動板２に接合するための封止側第２接合パターン４２１が形成されている。封止側第２接合パターン４２１は、第２封止部材４の封止側第２封止部４２上の全ての位置において同一幅とされる。

この封止側第２接合パターン４２１は、第２封止部材４上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜４２１１と、下地ＰＶＤ膜４２１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜４２１２とからなる。なお、本実施の形態では、下地ＰＶＤ膜４２１１には、Ｔｉ（もしくはＣｒ）が用いられ、電極ＰＶＤ膜４２１２にはＡｕが用いられている。また、封止側第２接合パターン４２１は、非Ｓｎパターンである。具体的には、封止側第２接合パターン４２１は、複数の層が一主面４１１の封止側第２封止部４２上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。また、封止側第２接合パターン４２１では、電極ＰＶＤ膜４２１２が平面視うろこ状体の表面となる。

また、第２封止部材４には、図８，１３，１４に示すように、４つの貫通孔（第１５貫通孔４４３，第１６貫通孔４４４，第１７貫通孔４４５，第１８貫通孔４４６）が形成されている。これら第１５貫通孔４４３，第１６貫通孔４４４，第１７貫通孔４４５，第１８貫通孔４４６は、内部空間１３の外方に配され、第１５貫通孔４４３，第１６貫通孔４４４，第１７貫通孔４４５，第１８貫通孔４４６は、内部空間１３の内方に形成されない。

上記構成からなる水晶発振器１０２では、従来の技術のように別途接合専用材を用いずに、水晶振動板２と第１封止部材３とが振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１を重ね合わせた状態で拡散接合され、水晶振動板２と第２封止部材４とが振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１を重ね合わせた状態で拡散接合されて、図８に示すサンドイッチ構造のパッケージ１２が製造される。なお、振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１自身が拡散接合後に生成される接合材１１となり、振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１自身が拡散接合後に生成される接合材１１となる。本実施の形態では、拡散接合を常温（５度〜３５度）で行っている。しかしながら、常温拡散接合だけに限定されるものではなく、常温以上２３０度未満の温度下で拡散接合されていればよい。特に、２００度以上２３０度未満の温度下において拡散接合することで、Ｐｂフリー半田の融点である２３０度未満であり、さらにＡｕの再結晶温度（２００度）以上となるので、接合部分の不安定領域を安定化できる。また本実施の形態ではＡｕ−Ｓｎといった接合専用材を使用していないため、メッキガス、バインダーガス、金属ガス等の発生がない。よってＡｕの再結晶温度以上にすることができる。

また、ここで製造されたパッケージ１２では、上記の通り、拡散接合により封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが接合され、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが接合されているが、この接合以外に、封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが加圧拡散接合され、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが加圧拡散接合されてもよい。この場合、加圧することで接合箇所を確保し易くなり（接合面積を実質的に増やすことができ）、高温加熱を用いずに拡散接合のみによる接合をさらに良好に行うことができる。

また、ここで製造されたパッケージ１２では、第１封止部材３と水晶振動板２とは、１．００μｍ以下のギャップを有し、第２封止部材４と水晶振動板２とは、１．００μｍ以下のギャップを有する。つまり、第１封止部材３と水晶振動板２との間の接合材１１の厚みが、１．００μｍ以下であり、第２封止部材４と水晶振動板２との間の接合材１１の厚みが、１．００μｍ以下（具体的には、本実施の形態のＡｕ−Ａｕ接合では０．１５μｍ〜１．００μｍ）である。なお、比較として、Ｓｎを用いた従来の金属ペースト封止材では、５μｍ〜２０μｍとなる。

また、封止側第１接合パターン３２１と振動側第１接合パターン２５１とが拡散接合された接合パターンの厚みは、封止側第２接合パターン４２１と振動側第２接合パターン２５２とが拡散接合された接合パターンの厚みと同じで、外部と電気的に接続した外部電極端子（第１外部電極端子４３３，第２外部電極端子４３４，第３外部電極端子４３５，第４外部電極端子４３６）の厚みと異なる。

また、ここで製造されたパッケージ１２では、図８に示すように、内部空間１３が平面視左側に偏って位置する。また、第１封止部材３に形成された封止側第１接合パターン３２１と、第２封止部材４に形成された封止側第２接合パターン４２１とは、平面視において重畳しない。具体的には、封止側第１接合パターン３２１内における平面視領域が、封止側第２接合パターン４２１内における平面視領域より広い。なお、本実施の形態では、封止側第１接合パターン３２１内における平面視領域が、封止側第２接合パターン４２１内における平面視領域より広いが、これに限定されるものでなく、封止側第２接合パターン４２１内における平面視領域が、封止側第１接合パターン３２１内における平面視領域より広くてもよい。しかしながら、第２封止部材に、外部電極端子（第１外部電極端子４３３，第２外部電極端子４３４，第３外部電極端子４３５，第４外部電極端子４３６）を形成しているため、封止側第１接合パターン３２１内における平面視領域が、封止側第２接合パターン４２１内における平面視領域より広くなる。したがって、配線パターンの引き回し（導通経路の確保）が容易になり、さらに配線パターンの引き回し領域（導通確保領域）を多くとることができる。

また、水晶振動板２に形成された振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２に比べて、第１封止部材３に形成された封止側第１接合パターン３２１、及び第２封止部材４に形成された封止側第２接合パターン４２１の幅が広い。

また、本実施の形態では、ＩＣ５を設けるためのスペースを水晶振動板２に設けなくてもよく、パッケージの低背化を行うことができる。また、第１封止部材３の一主面に形成するＩＣ５用のパターンを変えるだけで任意の発振条件に対応させることができる。また、ＩＣ５の裏面にマーキングが可能となり、第１封止部材３に透明部材料を用いた場合であっても特殊マーキングが不要となる。また、従来の技術では、第１封止部材３や水晶振動板２などに凹部を設けて、前記発振回路素子を必ず前記凹部に実装していたため、圧電振動デバイスの外形は必ず発振回路素子よりも大きくなっていた。しかしながら、本実施の形態によれば、第１封止部材３では、一主面３１１にＩＣ５が設けられ、他主面３１２が水晶振動板２の一主面２１１に接合されるので、ＩＣ５のサイズと水晶発振器１０２のサイズとを同じにすることができ、小型化及び低背化に有利である。

また、水晶振動板２に形成された振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２に比べて、第１封止部材３に形成された封止側第１接合パターン３２１、及び第２封止部材４に形成された封止側第２接合パターン４２１は、幅が広い。

上記の通り、本実施の形態にかかる水晶発振器１０２によれば、上記のサンドイッチ構造の水晶振動子１０１と同様に、ガスの発生を無くし、さらに低背化や小型化ができる。さらに、上記のサンドイッチ構造の水晶振動子１０１と同様の構成については同様の作用効果を有する。

なお、本発明は、その精神や主旨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。

例えば、上記の本実施の形態にかかる水晶発振器１０２では、外部端子を第１外部電極端子４３３、第２外部電極端子４３４、第３外部電極端子４３５、第４外部電極端子４３６の４端子としているが、これに限定されるものではなく、外部端子を６端子や８端子といった任意の端子のものについても本発明を適用することができる。

本発明は、圧電振動板の基板の材料に水晶を用いた水晶振動デバイス（水晶振動子や水晶発振器等）に好適である。

１０１ 水晶振動子
１０２ 水晶発振器
１１ 接合材
１２ パッケージ
１３ 内部空間
２ 水晶振動板
２１１ 一主面
２１２ 他主面
２１３ 導通路
２２１ 第１励振電極
２２２ 第２励振電極
２２３ 第１引出電極
２２４ 第２引出電極
２３振動部
２４切り欠き部
２４１平面視凹形状体
２４２平面視長方形状体
２５振動側封止部
２５１ 振動側第１接合パターン
２５１１ 下地ＰＶＤ膜
２５１２ 電極ＰＶＤ膜
２５２ 振動側第２接合パターン
２５２１ 下地ＰＶＤ膜
２５２２ 電極ＰＶＤ膜
２６１ 第１貫通孔
２６２ 第４貫通孔
２６３ 第５貫通孔
２６４ 第６貫通孔
２６５ 第７貫通孔
２６６ 第８貫通孔
３ 第１封止部材
３１１ 一主面
３１２ 他主面
３２ 封止側第１封止部
３２１ 封止側第１接合パターン
３２１１ 下地ＰＶＤ膜
３２１２ 電極ＰＶＤ膜
３３ 電極パターン
３４１ 第９貫通孔
３４２ 第１０貫通孔
３４３ 第１１貫通孔
３４４ 第１２貫通孔
３４５ 第１３貫通孔
３４６ 第１４貫通孔
４ 第２封止部材
４１１ 一主面
４１２ 他主面
４２ 封止側第２封止部
４２１ 封止側第２接合パターン
４２１１ 下地ＰＶＤ膜
４２１２ 電極ＰＶＤ膜
４３１ 一外部電極端子
４３１１ 下地ＰＶＤ膜
４３１２ 電極ＰＶＤ膜
４３２ 他外部電極端子
４３２１ 下地ＰＶＤ膜
４３２２ 電極ＰＶＤ膜
４３３ 第１外部電極端子
４３３１ 下地ＰＶＤ膜
４３３２ 電極ＰＶＤ膜
４３４ 第２外部電極端子
４３４１ 下地ＰＶＤ膜
４３４２ 電極ＰＶＤ膜
４３５ 第３外部電極端子
４３５１ 下地ＰＶＤ膜
４３５２ 電極ＰＶＤ膜
４３６ 第４外部電極端子
４３６１ 下地ＰＶＤ膜
４３６２ 電極ＰＶＤ膜
４４１ 第２貫通孔
４４２ 第３貫通孔
４４３ 第１５貫通孔
４４４ 第１６貫通孔
４４５ 第１７貫通孔
４４６ 第１８貫通孔
５ ＩＣ

Claims (18)

1. 基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、
   前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、
   前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆い、外部に電気的に接続する外部電極端子が設けられた第２封止部材と、が設けられ、
   前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されて、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が形成された圧電振動デバイスにおいて、
   前記圧電振動板の一主面には、前記第１封止部材に接合するための振動側第１接合パターンが形成され、前記振動側第１接合パターンは、前記一主面上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、前記下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、
   前記圧電振動板の他主面には、前記第２封止部材に接合するための振動側第２接合パターンが形成され、前記振動側第２接合パターンは、前記他主面上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、前記下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、
   前記第１封止部材には、前記圧電振動板に接合するための封止側第１接合パターンが形成され、前記封止側第１接合パターンは、前記第１封止部材上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、前記下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、
   前記第２封止部材には、前記圧電振動板に接合するための封止側第２接合パターンが形成され、前記封止側第２接合パターンは、前記第２封止部材上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、前記下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、
   前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが拡散接合されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
2. 請求項１に記載の圧電振動デバイスにおいて、
   前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが常温拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが常温拡散接合されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
3. 請求項１または２に記載の圧電振動デバイスにおいて、
   前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが、常温以上２３０度未満の温度下で拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが、常温以上２３０度未満の温度下で拡散接合されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
   前記圧電振動板の一主面に形成された前記第１励振電極と前記振動側第１接合パターンとは同一厚みを有し、前記第１励振電極と前記振動側第１接合パターンとの表面が同一金属からなり、
   前記圧電振動板の他主面に形成された前記第２励振電極と前記振動側第２接合パターンとは同一厚みを有し、前記第２励振電極と前記振動側第２接合パターンとの表面が同一金属からなることを特徴とする圧電振動デバイス。
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デバイスにおいて、
   前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンとでは、前記下地ＰＶＤ膜が単一の材料からなり、前記電極ＰＶＤ膜が単一の材料からなり、前記下地ＰＶＤ膜よりも前記電極ＰＶＤ膜の方が厚いことを特徴とする圧電振動デバイス。
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デバイスにおいて、
   前記第２封止部材において、前記圧電振動板に面しない外方の主面には、外部と電気的に接続するための外部電極端子が形成され、前記外部電極端子は、前記外方の主面上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、
   前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンとの各前記下地ＰＶＤ膜の厚みに対して、前記外部電極端子の前記下地ＰＶＤ膜の厚みが厚いことを特徴とする圧電振動デバイス。
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デバイスにおいて、
   前記電極ＰＶＤ膜には、Ａｕが用いられたことを特徴とする圧電振動デバイス。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
   前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンは、非Ｓｎパターンであることを特徴とする圧電振動デバイス。
9. 請求項１乃至８のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
   前記振動側第１接合パターンと前記振動側第２接合パターンと前記封止側第１接合パターンと前記封止側第２接合パターンには、Ｃｕが含まれたことを特徴とする圧電振動デバイス。
10. 請求項１乃至９のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
    前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが加圧拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが加圧拡散接合されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
11. 請求項１乃至１０のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
    前記第１封止部材と前記第２封止部材には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ²］以下の材料が用いられたことを特徴とする圧電振動デバイス。
12. 請求項１乃至１１のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
    接合専用部材を用いずに、前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが加圧拡散接合され、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが加圧拡散接合されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
13. 請求項１乃至１２のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
    前記第２封止部材において、前記圧電振動板に面しない外方の主面には、外部と電気的に接続するための外部電極端子が形成され、前記外部電極端子は、前記外方の主面上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなり、
    前記封止側第１接合パターンと前記振動側第１接合パターンとが拡散接合された接合パターンの厚みは、前記封止側第２接合パターンと前記振動側第２接合パターンとが拡散接合された接合パターンの厚みと同じで、外部と電気的に接続した前記外部電極端子の厚みと異なることを特徴とする圧電振動デバイス。
14. 請求項１乃至１３のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
    前記第２封止部材に、前記内部空間の外方に配された貫通孔が形成され、前記内部空間の内方には前記貫通孔が形成されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
15. 請求項１乃至１４のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
    前記第１封止部材に形成された前記封止側第１接合パターンと、前記第２封止部材に形成された前記封止側第２接合パターンとは、平面視において重畳しないことを特徴とする圧電振動デバイス。
16. 請求項１乃至１５のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
    前記圧電振動板の一主面及び他主面には、前記第１封止部材及び第２封止部材に封止接合するための振動側第１接合パターン及び振動側第２接合パターンが夫々形成され、前記圧電振動板に形成された前記振動側第１接合パターン及び前記振動側第２接合パターンに比べて、前記第１封止部材に形成された前記封止側第１接合パターン、及び前記第２封止部材に形成された前記封止側第２接合パターンの幅が広いことを特徴とする圧電振動デバイス。
17. 請求項１乃至１６のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
    前記第１封止部材では、一主面に発振回路素子が設けられ、他主面が前記圧電振動板の前記一主面に接合されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
18. 請求項１乃至１７のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
    前記第１封止部材と前記圧電振動板とは、１．００μｍ以下のギャップを有し、前記第２封止部材と前記圧電振動板とは、１．００μｍ以下のギャップを有することを特徴とする圧電振動デバイス。

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