JP2015185969A - 圧電振動片、圧電デバイス、及び圧電振動片の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、圧電ウエハの切断時に引出電極の断線が防がれると共に引出電極の電気抵抗の上昇が防がれた圧電振動片を提供する。【解決手段】圧電振動片（１３０）は、パッケージ内のキャビティに配置される圧電振動片である。また、圧電振動片は、一対の長辺及び長辺に直交する一対の短辺を有し、圧電材料により平面状に形成される圧電基材（１３１）と、圧電基材の両主面にそれぞれ形成される励振電極（１３４）と、各励振電極からそれぞれ引き出される引出電極（１３５）と、を有する。圧電基材には、長辺及び短辺が交差する角部を切欠く少なくとも１つの切欠き部（１３２）が形成され、少なくとも一方の引出電極が切欠き部の側面を介して一方の主面から他方の主面に引き出される。【選択図】図３

Description

本発明は、製造時の引出電極の断線が防がれると共に引出電極の電気抵抗の上昇が防がれた圧電振動片、該圧電振動片を含む圧電デバイス、及び圧電振動片の製造方法に関する。

特許文献１では、所定の振動周波数で振動する圧電振動片が開示されている。圧電振動片には、両主面に励振電極が形成され、励振電極からは引出電極が引き出される。引出電極は、圧電振動片の側面を介して一方の面から他方の面に引き出されている。このような圧電振動片は、特許文献１に示されているように、圧電ウエハに複数の圧電振動片が形成された後に、ダイシング等により圧電ウエハから切り離される。

特開２０１１−１９９８４９号公報

しかし、特許文献１では、圧電ウエハを切断して圧電振動片を分離する場合に、圧電振動片の側面に形成される引出電極が削られて引出電極が断線する場合があった。また、引出電極の断線を避けるように引出電極を形成しようとする場合には、圧電振動片の側面に形成される引出電極の面積が狭くなり、引出電極の電気抵抗が高くなる場合があった。

本発明は、圧電ウエハの切断時に引出電極の断線が防がれると共に引出電極の電気抵抗の上昇が防がれた圧電振動片を提供することを目的とする。

第１観点の圧電振動片は、パッケージ内のキャビティに配置される圧電振動片である。また、圧電振動片は、一対の長辺及び長辺に直交する一対の短辺を有し、圧電材料により平面状に形成される圧電基材と、圧電基材の両主面にそれぞれ形成される励振電極と、各励振電極からそれぞれ引き出される引出電極と、を有する。圧電基材には、長辺及び短辺が交差する角部を切欠く少なくとも１つの切欠き部が形成され、少なくとも一方の引出電極が切欠き部の側面を介して一方の主面から他方の主面に引き出される。

第２観点の圧電振動片は、第１観点において、切欠き部が、長辺の端及び短辺の端を円弧状に繋ぐように、又は長辺及び短辺に対して斜めの１本の直線で繋ぐように圧電基材を切欠いている。

第３観点の圧電振動片は、第１観点及び第２観点において、切欠き部が一方の短辺の両端に形成され、各引出電極がそれぞれ異なる切欠き部を介して一方の主面から他方の主面又は他方の主面から一方の主面に引き出される。

第４観点の圧電デバイスは、第１観点から第３観点の圧電振動片と、一方の面が内側に凹むことにより形成される凹部を有し凹部に圧電振動片を載置するパッケージと、圧電振動片が載置された凹部を密封するリッドと、を備える。

第５観点の圧電振動片の製造方法は、パッケージ内のキャビティに配置され、圧電材料により形成される圧電基材により形成され、所定の振動周波数で振動する圧電振動片の製造方法である。また、圧電振動片の製造方法は、１つの圧電基材が含まれる領域であり、長辺及び短辺を含む矩形形状の圧電領域を複数有する圧電ウエハを用意する圧電ウエハ準備工程と、フォトリソグラフィ加工により各圧電領域の一部に、圧電ウエハを貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、圧電基材の両主面に、一対の励振電極及び一対の励振電極からそれぞれ引き出される一対の引出電極を形成する電極形成工程と、圧電基材に励振電極及び引出電極を含む圧電振動片を圧電ウエハから分離するダイシング工程と、を有する。電極形成工程では、一対の引出電極の少なくとも一方の引出電極を貫通孔の側面を介して両主面の間で導通させ、ダイシング工程では引出電極が形成される貫通孔の側面を含まない部分がダイシングされる。

第６観点の圧電振動片の製造方法は、第５観点において、貫通孔が、長辺に沿って細長く形成される第１貫通孔を含む。

第７観点の圧電振動片の製造方法は、第５観点において、貫通孔が、矩形形状の角部に、円弧状、長方形状、又は矩形形状の短辺に対して斜め形状に形成される第２貫通孔を含む。

第８観点の圧電振動片の製造方法は、第５観点において、貫通孔が、矩形形状の一方の短辺の中央に形成される。

本発明の圧電振動片によれば、製造時の引出電極の断線を防ぐと共に引出電極の電気抵抗の上昇を防ぐことができる。

圧電デバイス１００の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、圧電振動片１３０の斜視図である。 （ｂ）は、圧電振動片１３０の平面図である。 （ｃ）は、圧電振動片１３０の下面図である。 圧電デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。 圧電ウエハＷ１３０の平面図である。 圧電振動片１３０の製造方法が示されたフローチャートである。 （ａ）は、圧電振動片２３０の斜視図である。 （ｂ）は、圧電振動片２３０の平面図である。 （ａ）は、圧電振動片２３０の斜視図である。 （ｂ）は、圧電振動片２３０の平面図である。 （ａ）は、圧電振動片３３０の平面図である。 （ｂ）は、圧電振動片４３０の平面図である。 （ｃ）は、圧電振動片５３０の平面図である。

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）
＜圧電デバイス１００の構成＞
図１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、圧電振動片１３０と、リッド１１０と、パッケージ１２０と、により形成されている。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においては圧電デバイス１００の長辺方向をＸ軸方向、圧電デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ軸及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。

圧電デバイス１００は、パッケージ１２０の＋Ｙ’軸側に形成される凹部１２１に圧電振動片１３０が載置され、さらに凹部１２１を密封するようにリッド１１０がパッケージ１２０の＋Ｙ’軸側の面に接合されることにより形成される。圧電デバイス１００は、表面実装型の圧電デバイスであり、プリント基板等にハンダ（不図示）を介して実装されることにより用いられる。

圧電振動片１３０は、圧電材料により形成される圧電基材１３１と、圧電基材１３１の両主面に形成される励振電極１３４と、各励振電極１３４からそれぞれ引き出される引出電極１３５と、により形成されている。

パッケージ１２０は、Ｘ軸に平行な長辺とＺ’軸に平行な短辺とを有する矩形形状の平面を有するように形成されている。パッケージ１２０の外壁の四隅には、パッケージ１２０の内側に凹んだキャスタレーション１２７が形成され、パッケージ１２０の−Ｙ’軸側の面には一対の実装端子１２５が形成されている。

パッケージ１２０の＋Ｙ’軸側の面には、−Ｙ’軸方向に凹んだ凹部１２１が形成されている。凹部１２１の−Ｘ軸側の端には圧電振動片１３０が載置される一対の載置部１２３が形成されており、各載置部１２３の＋Ｙ’軸側の面には実装端子１２５に電気的に接続される電極パッド１２４が形成されている。また、パッケージ１２０の凹部１２１の周囲にはリッド１１０に接合される接合面１２２が形成されている。

パッケージ１２０は３つの層により構成されており、各層は例えばセラミックにより形成される。パッケージ１２０の＋Ｙ’軸側には第１層１２０ａが配置される。第１層１２０ａの中央部には第１層１２０ａを貫通して凹部１２１の一部を形成する貫通孔が形成されており、第１層１２０ａの＋Ｙ’軸側の面には接合面１２２が形成されている。第１層１２０ａの−Ｙ’軸側の面には第２層１２０ｂが配置される。第２層１２０ｂの中央部には、第２層１２０ｂを貫通して凹部１２１の一部を形成する貫通孔が形成されている。また第２層１２０ｂは凹部１２１内に載置部１２３を形成する。第２層１２０ｂの−Ｙ’軸側の面には第３層１２０ｃが配置される。第３層１２０ｃは平板状に形成されており、第３層１２０ｃの−Ｙ’軸側の面には実装端子１２５が形成されている。

リッド１１０は、平面状の板として形成されている。リッド１１０はパッケージ１２０の＋Ｙ’軸側の面の接合面１２２に封止材１４２（図２参照）を介して接合されることによりパッケージ１２０の凹部１２１を密封する。

図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。圧電デバイス１００では、リッド１１０がパッケージ１２０の接合面１２２に封止材１４２を介して接合されることによりパッケージ１２０の凹部１２１が密封されている。密封された凹部１２１の−Ｘ軸側の端には、＋Ｙ’軸側の面に電極パッド１２４が形成された載置部１２３が形成されている。載置部１２３には、圧電振動片１３０が導電性接着剤１４１を介して固定される。また、引出電極１３５と載置部１２３に形成される電極パッド１２４とは導電性接着剤１４１を介して電気的に接続される。電極パッド１２４は、パッケージ１２０を貫通し又は第３層１２０ｃの＋Ｙ’軸側の面等に形成される接続電極１２６を介して、実装端子１２５に電気的に接続される。これにより、励振電極１３４と実装端子１２５とが電気的に接続される。パッケージ１２０に形成される電極パッド１２４、接続電極１２６、及び実装端子１２５等の電極は、例えばパッケージ１２０を構成するセラミック上にタングステンの層が形成され、その上に下地めっきとしてニッケル層が形成され、さらにその上に仕上げメッキとして金層が形成されることにより形成される。

図３（ａ）は、圧電振動片１３０の斜視図である。圧電振動片１３０の圧電基材１３１は、Ｘ軸方向に長辺が伸びＺ’軸方向に短辺が伸びる矩形形状から−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角部が切欠かれた形状に形成されている。この切欠かれた部分を切欠き部１３２とする。圧電基材１３１の＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とにはそれぞれ矩形形状の励振電極１３４が形成されており、各励振電極１３４からは−Ｘ軸方向にそれぞれ引出電極１３５が引き出されている。

図３（ｂ）は、圧電振動片１３０の平面図である。切欠き部１３２は、圧電基材１３１の−Ｘ軸側の短辺の＋Ｚ’軸側の端及び＋Ｚ’軸側の長辺の−Ｘ軸側の端をＸ軸及びＺ’軸に対して斜めの１本の直線で繋ぐように圧電基材１３１を切欠く。すなわち、切欠き部１３２は切欠き部１３２の側面がＸ軸及びＺ’軸に対してＸＺ’平面内の斜めの法線を有するように形成される。圧電基材１３１の＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３４から引き出される引出電極１３５は、切欠き部１３２に引き出され、さらに切欠き部１３２の側面を介して圧電基材１３１の−Ｙ’軸側の面に引き出されている。

図３（ｃ）は、圧電振動片１３０の下面図である。圧電基材１３１の−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３４から引き出される引出電極１３５は、圧電基材１３１の−Ｙ’軸側の面の−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角部にまで引き出されている。また、切欠き部１３２の側面を介して圧電基材１３１の＋Ｙ’軸側の面から−Ｙ’軸側の面に引き出される引出電極１３５は、圧電基材１３１の−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側にまで引き出される。

圧電振動片を導電性接着剤により載置部に載置する場合には、導電性接着剤の硬化により圧電基材に応力が生じ、圧電振動片の振動周波数に影響を及ぼす場合がある。この影響を軽減するために、圧電振動片における導電性接着剤の塗布位置は、励振電極から離れた圧電基材の−Ｘ軸側の端であることが望ましい。また、引出電極を一方の主面から他方の主面に引き出す場合には、主面と側面との間の角で電極の厚さが薄くなる等の理由で電気抵抗が高くなる場合がある。これを避けるため、圧電振動片では圧電基材の側面に形成される引出電極の面積が増やされることが望ましい。

上記のことを考慮すると、切欠き部が形成されず矩形形状に形成される従来の圧電振動片では、引出電極が圧電基材の＋Ｚ’軸側の辺の側面及び−Ｘ軸側の辺の側面の両側面を介して引き出されることが望ましい。しかし、後述の圧電デバイス１００の製造方法で述べられるように、圧電振動片のダイシング工程において、圧電基材の側面に形成される引出電極が切断され断線することが懸念されるため、圧電基材の＋Ｚ’軸側の辺の側面及び−Ｘ軸側の辺の側面の両側面に引出電極を形成することが困難な場合がある。一方の側面のみに引出電極を形成する場合には、圧電基材の側面に形成される引出電極の面積が狭くなり、引出電極の電気抵抗が高くなる場合があった。

圧電振動片１３０は、これらの問題を解消するものである。切欠き部が形成されない従来の圧電振動片において、引出電極が引き出される圧電基材の側面が、＋Ｚ’軸側の辺の側面である場合の引出電極が引き出される側面の長さをＬ２、−Ｘ軸側の辺の側面である場合の引出電極が引き出される側面の長さをＬ３とする。引出電極が引き出される側面の長さＬ２、Ｌ３は励振電極及び他の引出電極が形成されること等によりその長さが制限されるが、同様の条件で切欠き部１３２を形成した場合には、切欠き部１３２の側面の長さＬ１はＬ２及びＬ３よりも長くなる（図３（ｃ）参照）。そのため、圧電振動片１３０では面に形成される引出電極１３５の面積を広く形成することができ、引出電極１３５の電気抵抗が高くなることを防ぐことができる。また、切欠き部１３２は圧電基材１３１の−Ｘ軸側の辺に接するように形成されるため、導電性接着剤１４１の塗布位置を励振電極１３４から離れた圧電基材１３１の−Ｘ軸側の端とすることができる。

＜圧電デバイス１００の製造方法＞
図４は、圧電デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。以下に図４のフローチャートを参照して圧電デバイス１００の製造方法について説明する。

ステップＳ１０１では、圧電振動片１３０が形成される。圧電振動片１３０は、圧電材料により形成される圧電ウエハＷ１３０に複数の圧電振動片１３０が形成され、圧電ウエハＷ１３０から各圧電振動片１３０を分離することにより形成される。以下に、図５及び図６を参照して圧電振動片１３０の形成方法について説明する。

図５は、圧電ウエハＷ１３０の平面図である。図５に示される圧電ウエハＷ１３０では、複数の圧電振動片１３０が形成されている状態が示されている。圧電ウエハＷ１３０に形成される各圧電振動片１３０は、各圧電振動片１３０の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の両隣に圧電ウエハＷ１３０を貫通する貫通孔１４３が形成されている。また、圧電振動片１３０は、各圧電振動片１３０の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側において圧電ウエハＷ１３０と繋がっている。図５では、後述されるダイシング工程で圧電ウエハＷ１３０が切断される箇所を示すスクライブライン１４４が示されている。

図６は、圧電振動片１３０の製造方法が示されたフローチャートである。図６の左側には圧電振動片１３０の製造方法が示されたフローチャートが示されており、図６の右側には圧電振動片１３０の製造方法が示されたフローチャートの各ステップを説明において参照される図６（ａ）〜図６（ｃ）が示されている。図６（ａ）〜図６（ｃ）は、図５における圧電ウエハＷ１３０の点線１４５で囲まれた領域に相当する領域が示されている。

ステップＳ２１１では、圧電ウエハＷ１３０が用意される。ステップＳ２１１は、圧電ウエハ準備工程である。ステップＳ２１１で用意される圧電ウエハＷ１３０は、両主面が研磨された状態で用意される。図６（ａ）は、ステップＳ２１１で用意される圧電ウエハＷ１３０の部分平面図である。図６（ａ）では、１つの圧電振動片１３０が形成される領域である圧電領域１４７が示されている。圧電ウエハＷ１３０には、このような圧電領域１４７が複数形成される。１つの圧電領域１４７の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側は、スクライブライン１４４により区切られている。また、図６（ａ）では、圧電領域１４７の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の範囲を示す直線が点線１４６として示されている。圧電領域１４７は、Ｘ軸方向に長い矩形形状に形成される。

ステップＳ２１２では、貫通孔１４３が形成される。ステップＳ２１２は、貫通孔形成工程である。図６（ｂ）は、ステップＳ２１２で貫通孔１４３が形成された後の圧電ウエハＷ１３０の部分平面図である。圧電ウエハＷ１３０の各圧電領域１４７の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の両側に、フォトリソグラフィ加工により点線１４６に沿って細長い貫通孔１４３が形成される。各圧電領域１４７において、貫通孔１４３及びスクライブライン１４４で囲まれた領域が圧電基板１３１となる。圧電領域１４７の＋Ｚ’軸側に形成される貫通孔１４３の−Ｘ軸側の一部には、圧電基板１３１に切欠き部１３２を形成する斜めの側面が形成される。

ステップＳ２１３では、励振電極１３４及び引出電極１３５が形成される。ステップＳ２１３は、電極形成工程である。図６（ｃ）は、ステップＳ２１３で励振電極１３４及び引出電極１３５が形成された後の圧電ウエハＷ１３０の部分平面図である。各圧電領域１４７の圧電基板１３１には、スパッタ又は蒸着等により励振電極１３４及び引出電極１３５が形成される。これにより、圧電ウエハＷ１３０に圧電振動片１３０が形成される。

ステップＳ２１４では、圧電振動片１３０が圧電ウエハＷ１３０から分離される。ステップＳ２１４は、ダイシング工程である。圧電振動片１３０の圧電ウエハＷ１３０からの分離は、例えば、図６（ｃ）においてスクライブライン１４４をダイシングすることにより行う。各圧電振動片１３０は圧電ウエハＷ１３０と＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の両端で繋がっているため、スクライブライン１４４に沿って切断することにより圧電振動片１３０が圧電ウエハＷ１３０から切り離されて個片化される。

従来の圧電振動片では、スクライブラインと引出電極が引き出される側面とが互いに近接して平行に形成される場合があった。この場合には、切断位置のわずかなずれ等により側面に形成される引出電極が傷つき、引出電極の電気抵抗が上がる又は引出電極が切断される等の場合があった。

図６に示される圧電振動片１３０の製造方法では、圧電振動片１３０の切欠き部１３２がスクライブライン１４４に対して斜めに形成されるため、圧電ウエハＷ１３０のスクライブライン１４４を切断する際に切断位置がずれたとしても切欠き部１３２の側面に形成される引出電極１３５が切断されることを防ぐことができる。

また、ＡＴカットの水晶振動片はＸＺ’平面内で厚みすべり振動をする。これに起因して、特に小型の（たとえば２．０ｍｍ×１．６ｍｍ以下の）ＡＴカットの水晶振動片では、Ｘ軸方向及びＺ’軸方向の寸法によっては発振が不安定になる場合がある。特にＺ’軸方向の寸法は設計された寸法と大きく異なる場合には、温度特性においてスプリアス振動の影響により振動周波数のジャンプ変動が生じ易い。

圧電振動片１３０は、圧電ウエハＷ１３０に形成された状態で、各圧電振動片１３０の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の両側にフォトリソグラフィ加工により貫通孔１４３が形成される。フォトリソグラフィ加工はダイシング加工に比べて精度の良い加工を行うことができるため、圧電振動片１３０のＺ’軸方向の寸法を精度よく加工することができる。

圧電振動片の圧電ウエハからの分離では、圧電振動片と圧電ウエハとを連結部により連結されるように形成し、連結部を折ることにより圧電振動片を圧電ウエハから分離する方法がある。このような方法では、連結部を太く形成すれば折り取り難くなり、細く形成すれば圧電振動片が圧電ウエハから落下し易くなる。そのため、設計及び取扱いが困難な場合があった。圧電振動片１３０では、ダイシング加工により圧電振動片１３０を圧電ウエハＷ１３０から分離するため、圧電ウエハＷ１３０の取り扱いが容易であり、製造途中の圧電振動片の落下などの不良が生じにくい。

図４に戻って、ステップＳ１０２では、パッケージ１２０が形成される。パッケージ１２０は第１層１２０ａ、第２層１２０ｂ、及び第３層１２０ｃが互いに重ね合わされて焼結されることにより形成される。

ステップＳ１０３では、リッド１１０が形成される。リッド１１０は、例えば金属材料により平面状に形成される。

ステップＳ１０４では、圧電振動片１３０がパッケージ１２０に載置される。圧電振動片１３０は、図２に示されるように、導電性接着剤１４１を介してパッケージ１２０の凹部１２１に載置される。

ステップＳ１０５では、パッケージ１２０とリッド１１０とが接合される。ステップＳ１０５では、パッケージ１２０の接合面１２２に封止材１４２を介してリッド１１０が接合される。これにより、圧電振動片１３０が載置された凹部１２１が密封される。

（第２実施形態）
圧電振動片の切欠き部の形状は、様々な形状に形成されることができる。また、圧電振動片の製造方法に関しても、貫通孔の形状を変える等の変形例が考えられる。以下に、圧電振動片及びその製造方法の変形例について説明する。また、以下の説明では、第１実施形態と同じ部分に関しては第１実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。

＜圧電振動片１３０の製造方法＞
圧電振動片１３０の製造方法では、図６のフローチャートに示される製造方法と同じであっても、圧電領域及び貫通孔の形状は様々に形成されることができる。以下に、圧電ウエハＷ１３０とは異なる圧電領域及び貫通孔が形成される圧電ウエハＷ２３０について説明する。

図７（ａ）は、圧電ウエハＷ２３０の部分平面図である。図７（ａ）では、圧電ウエハＷ２３０の＋Ｘ軸側の部分が示されている。圧電ウエハＷ２３０には複数の圧電領域２４７が形成され、各圧電領域２４７には貫通孔２４３及び圧電振動片１３０が形成される。圧電ウエハＷ２３０は、図５に示される圧電ウエハＷ１３０とは圧電領域２４７及び貫通孔２４３の形状が異なっている。圧電ウエハＷ２３０ではスクライブライン１４４がＸ軸方向及びＺ’軸方向に伸びており、各圧電領域２４７がスクライブライン１４４を介して互いに隣接するように形成されている。

図７（ｂ）は、図７（ａ）の点線２４５で囲まれる領域の拡大図である。圧電ウエハＷ２３０では、１つの圧電振動片１３０が形成される領域である圧電領域２４７において、＋Ｘ軸側、−Ｘ軸側、＋Ｚ’軸側、及び−Ｚ’軸側の四方がスクライブライン１４４により囲まれて形成される。各圧電領域２４７の−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角部には、切欠き部１３２を形成するための貫通孔２４３が形成される。圧電領域２４７は、Ｘ軸方向に伸びる貫通孔１４３（図６（ｂ）参照）が形成されない分、圧電領域１４７よりもＺ’軸方向の幅が狭く形成されている。

圧電ウエハＷ２３０では、各圧電振動片１３０同士がスクライブライン１４４を介して隣接するように配置されることで圧電ウエハＷ１３０よりも多くの圧電振動片１３０を形成することができるため、圧電ウエハＷ２３０から得られる圧電振動片１３０の個数を多くすることができる。

＜圧電振動片２３０の構成＞
圧電振動片１３０では、圧電基材１３１の−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角部のみに切欠き部１３２が形成されたが、切欠き部は−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側にも形成されても良い。以下に、２つの切欠き部が形成された圧電振動片２３０について説明する。

図８（ａ）は、圧電振動片２３０の斜視図である。圧電振動片２３０は、圧電材料により形成される圧電基材２３１と、圧電基材２３１の両主面に形成される励振電極１３４と、励振電極１３４から引き出される引出電極２３５と、により形成されている。圧電基材２３１は、Ｘ軸方向に長辺が伸びＺ’軸方向に短辺が伸びる矩形形状から−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角部及び−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角部が切欠かれた形状に形成されている。−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角部が切欠かれた部分を切欠き部１３２とし、−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角部が切欠かれた部分を切欠き部２３２とする。圧電基材２３１の＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とにはそれぞれ矩形形状の励振電極１３４が形成されており、各励振電極１３４からはそれぞれ引出電極２３５が引き出されている。

図８（ｂ）は、圧電振動片２３０の平面図である。切欠き部１３２及び切欠き部２３２は、切欠き部１３２及び切欠き部２３２の側面がＸＺ’平面内でＸ軸及びＺ’軸に対して斜めの法線を有するように形成される。圧電基材２３１の＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３４から引き出される引出電極２３５は、切欠き部１３２に引き出され、さらに切欠き部１３２の側面を介して圧電基材２３１の−Ｙ’軸側の面に引き出されている。圧電基材２３１の−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３４から引き出される引出電極２３５は、切欠き部２３２に引き出され、さらに切欠き部２３２の側面を介して圧電基材２３１の＋Ｙ’軸側の面に引き出されている。切欠き部２３２は切欠き部１３２とＸ軸に対して線対称に形成されている。

圧電振動片２３０では、下面図も図８（ｂ）と同様の形状に形成される。そのため、圧電振動片２３０は、上面、下面の区別なくどちらの面をもパッケージ１２０に載置することができる。

＜圧電振動片３３０の構成＞
図９（ａ）は、圧電振動片３３０の平面図である。圧電振動片３３０は、圧電材料により形成される圧電基材３３１と、圧電基材３３１の両主面に形成される励振電極１３４と、励振電極１３４から引き出される引出電極１３５、３３５と、により形成されている。圧電基材３３１は、Ｘ軸方向に長辺が伸びＺ’軸方向に短辺が伸びる矩形形状から−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角部が切欠かれた形状に形成されている。この切欠かれた部分を切欠き部３３２とする。切欠き部３３２は、圧電基材３３１の−Ｘ軸側の辺の＋Ｚ’軸側の端と＋Ｚ’軸側の辺の−Ｘ軸側の端とを円弧状に繋ぐように圧電基材３３１を切欠いている。また、引出電極３３５は切欠き部３３２の側面を介して＋Ｙ’軸側の面から−Ｙ’軸側の面に引き出されている。

圧電振動片３３０では、切欠き部３３２の側面が円弧状に形成されることにより、側面の長さを長く形成することができる。そのため、圧電基材３３１の側面に形成される引出電極３３５の長さが長くなり、引出電極３３５の電気抵抗の上昇を防ぐことができる。また、圧電ウエハをエッチングして貫通孔を形成する場合には、その側面が曲線状にエッチングされやすく、図３に示される圧電振動片１３０を形成する場合でも、実際の形状が圧電振動片３３０に近くなる場合がある。

＜圧電振動片４３０の構成＞
図９（ｂ）は、圧電振動片４３０の平面図である。圧電振動片４３０は、圧電材料により形成される圧電基材４３１と、圧電基材４３１の両主面に形成される励振電極１３４と、励振電極１３４から引き出される引出電極１３５、４３５と、により形成されている。圧電基材４３１は、Ｘ軸方向に長辺が伸びＺ’軸方向に短辺が伸びる矩形形状から−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角部が切欠かれた形状に形成されている。この切欠かれた部分を切欠き部４３２とする。切欠き部４３２は、Ｘ軸及びＺ’軸に平行な辺を有するように圧電基材４３１の内側に凹んで形成されている。＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３４から引き出されている引出電極４３５は切欠き部４３２の側面を介して＋Ｙ’軸側の面から−Ｙ’軸側の面に引き出されている。また、−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３４からは引出電極１３５が引き出されている。

圧電振動片４３０では、切欠き部４３２の側面がＸ軸及びＺ’軸に平行な辺を有するように形成されることにより、切欠き部４３２の側面の長さが長く形成される。これにより、引出電極４３５の電気抵抗の上昇を防ぐことができる。切欠き部４３２ではＺ’軸方向に伸びる側面が形成されるが、圧電振動片４３０が図６に示される方法により形成される場合でもスクライブライン１４４とＺ’軸方向に伸びる側面との間に距離があるため、引出電極４３５がダイシングにより断線することが防がれる。

＜圧電振動片５３０の構成＞
図９（ｃ）は、圧電振動片５３０の平面図である。圧電振動片５３０は、圧電材料により形成される圧電基材５３１と、圧電基材５３１の両主面に形成される励振電極１３４と、励振電極１３４から引き出される引出電極１３５、５３５と、により形成されている。圧電基材４３１は、Ｘ軸方向に長辺が伸びＺ’軸方向に短辺が伸びる矩形形状から−Ｘ軸側の辺の中央が切欠かれた形状に形成されている。この切欠かれた部分を切欠き部５３２とする。図９（ｃ）に示されるように、切欠き部５３２は＋Ｚ’軸側の側面がＸ軸及びＺ’軸に対して斜めに形成されている。＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３４から引き出されている引出電極５３５は切欠き部５３２の斜めの側面を介して＋Ｙ’軸側の面から−Ｙ’軸側の面に引き出されている。また、−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３４からは引出電極１３５が引き出されている。

圧電振動片３３０及び圧電振動片４３０では、図８（ｂ）に示される圧電振動片２３０と同様に、圧電基材の−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角にも切欠き部が形成されても良い。また、上記の圧電振動片５３０では、切欠き部５３２の＋Ｚ’軸側の側面もＸ軸及びＺ’軸に対して斜めに形成されて、−Ｙ’軸側の面から引出電極１３５を＋Ｙ’軸側の面に引き出すように形成されても良い。これにより、圧電振動片２３０と同様に、上面、下面の区別なくどちらの面をもパッケージ１２０に載置することができる。

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、また、各実施形態の特徴を様々に組み合わせて実施することができる。

例えば、上記実施形態では、圧電振動片がＡＴカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカットなどであっても同様に適用できる。また、音叉型水晶振動片についても適用できる。さらに圧電材料は水晶材料のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材料を用いることができる。

１００ … 圧電デバイス
１１０ … リッド
１２０ … パッケージ
１２０ａ … 第１層
１２０ｂ … 第２層
１２０ｃ … 第３層
１２１ … 凹部
１２２ … 接合面
１２３ … 載置部
１２４ … 電極パッド
１２５ … 実装端子
１２６ … 接続電極
１２７ … キャスタレーション
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０ … 圧電振動片
１３１、２３１、３３１、４３１、５３１ … 圧電基材
１３２、２３２、３３２、４３２、５３２ … 切欠き部
１３４ … 励振電極
１３５、２３５、３３５、４３５、５３５ … 引出電極
１４１ … 導電性接着剤
１４２ … 封止材
１４３、２４３ … 貫通孔
１４４ … スクライブライン
１４７ … 圧電領域
Ｗ１３０、Ｗ２３０ … 圧電ウエハ

Claims (8)

1. パッケージ内のキャビティに配置される圧電振動片であって、
   一対の長辺及び前記長辺に直交する一対の短辺を有し、圧電材料により平面状に形成される圧電基材と、
   前記圧電基材の両主面にそれぞれ形成される励振電極と、
   前記各励振電極からそれぞれ引き出される引出電極と、を有し、
   前記圧電基材には、前記長辺及び前記短辺が交差する角部を切欠く少なくとも１つの切欠き部が形成され、
   少なくとも一方の前記引出電極が前記切欠き部の側面を介して一方の主面から他方の主面に引き出される圧電振動片。
2. 前記切欠き部は、前記長辺の端及び前記短辺の端を円弧状に繋ぐように、又は前記長辺及び前記短辺に対して斜めの１本の直線で繋ぐように前記圧電基材を切欠く請求項１に記載の圧電振動片。
3. 前記切欠き部は一方の前記短辺の両端に形成され、前記各引出電極はそれぞれ異なる前記切欠き部を介して一方の主面から他方の主面又は他方の主面から一方の主面に引き出される請求項１又は請求項２に記載の圧電振動片。
4. 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片と、
   一方の面が内側に凹むことにより形成される凹部を有し、前記凹部に前記圧電振動片を載置するパッケージと、
   前記圧電振動片が載置された前記凹部を密封するリッドと、を備える圧電デバイス。
5. パッケージ内のキャビティに配置され、圧電材料により形成される圧電基材により形成され、所定の周波数で振動する圧電振動片の製造方法であって、
   １つの前記圧電基材が含まれる領域であり、長辺及び短辺を含む矩形形状の圧電領域を複数有する圧電ウエハを用意する圧電ウエハ準備工程と、
   フォトリソグラフィ加工により前記各圧電領域の一部に、前記圧電ウエハを貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   前記圧電基材の両主面に、一対の励振電極及び前記一対の励振電極からそれぞれ引き出される一対の引出電極を形成する電極形成工程と、
   前記圧電基材に前記励振電極及び前記引出電極を含む圧電振動片を、前記圧電ウエハから分離するダイシング工程と、を有し、
   前記電極形成工程は、前記一対の引出電極の少なくとも一方の引出電極を前記貫通孔の側面を介して両主面の間で導通させ、
   前記ダイシング工程では前記引出電極が形成される前記貫通孔の側面を含まない部分がダイシングされる圧電振動片の製造方法。
6. 前記貫通孔は、前記長辺に沿って細長く形成される第１貫通孔を含む請求項５に記載の圧電振動片の製造方法。
7. 前記貫通孔は、前記矩形形状の角部に、円弧状、長方形状又は前記矩形形状の短辺に対して斜め形状に、形成される第２貫通孔を含む請求項５に記載の圧電振動片の製造方法。
8. 前記貫通孔は、前記矩形形状の一方の前記短辺の中央に形成される請求項５に記載の圧電振動片の製造方法。
   

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