JP2015186229A - 圧電振動素子、圧電デバイス及び圧電振動素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】励振電極と引出電極との間の電界及び引出電極の質量が振動に係る特性に及ぼす影響を低減できる振動素子を提供する。【解決手段】第１引出電極１９は、第１主面１５ａにおいて第１励振電極１７から延び、第１側面１５ｃを経由して第２主面１５ｂ側へ延びる第１配線部１９ａと、第２主面１５ｂに位置し、第１配線部１９ａに接続された第１パッド部１９ｂと、を有している。第２引出電極２０は、第２主面１５ｂにおいて第２励振電極１８から延びる第２配線部２０ａと、第２主面１５ｂに位置し、第２配線部２０ａに接続された第２パッド部２０ｂと、第２パッド部２０ｂから第１側面１５ｃを経由して第１主面１５ａまで延びている第２ダミー部２０ｃとを有している。第２ダミー部２０ｃの第１主面１５ａに位置する部分の第１励振電極１７との距離は、第２パッド部２０ｂの第１励振電極１７との距離よりも長い。【選択図】図３

Description

本発明は、圧電振動素子、圧電デバイス及び圧電振動素子の製造方法に関する。

圧電振動子又は圧電発振器に用いられる圧電振動素子（圧電振動片）として、圧電素板と、圧電素板の両主面に設けられた１対の励振電極と、１対の励振電極に接続された１対の引出電極とを有するものが知られている。このような圧電振動素子は、例えば、圧電振動子又は圧電発振器のパッケージの一部を構成する素子搭載部材の実装面に対向配置され、実装面に設けられた１対のパッドと、圧電振動素子の１対の引出電極とが導電性のバンプにより接着されることによって素子搭載部材に実装される。

このような圧電振動素子では、圧電素板のいずれの主面を実装面に対向させて実装することもできるように、１対の引出電極のそれぞれが両主面に亘って設けられるとともに、１対の引出電極が圧電素板の中心線に対して互いに１８０°回転対称の形状とされていることが多い。

特許文献１は、上記のように１対の引出電極を圧電素板の両主面に設けた場合に、引出電極と励振電極との間の電界が振動に係る特性を低下させるおそれがあることに鑑み、１対の引出電極のうち一方を両主面に亘って設け、他方を一方の主面にのみ設けることを提案している。

特開２０１２−１８６７０９号公報

しかし、特許文献１の技術では、一方の引出電極は、圧電素板の一の主面に設けられているだけであるのに対して、他方の引出電極は、圧電素板の両主面及び側面に亘って設けられていることから、両引出電極の重さは互いに異なる。従って、圧電振動素子の平面視における質量分布は、圧電素板の中心線に対して線対称でなくなる。その結果、例えば、振動しているときのバランスが良好でなくなり、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）が高くなるおそれがある。特に、小型化された圧電振動素子においては、圧電振動素子の質量に対する引出電極の質量の割合が大きくなることから、１対の引出電極の質量の非対称性が圧電振動素子の特性に及ぼす影響が大きくなる。

従って、励振電極と引出電極との間の電界、及び、引出電極の質量が、振動に係る特性に及ぼす影響を低減できる圧電振動素子、圧電デバイス及び圧電振動素子の製造方法が提供されることが望まれる。

本発明の一態様に係る圧電振動素子は、第１主面、その背面の第２主面、及び、これら主面の外周に位置する４つの側面を有する矩形の圧電素板と、前記第１主面においてその中央側に位置する第１励振電極と、前記第２主面においてその中央側に位置する第２励振電極と、前記第１励振電極から延びる第１引出電極と、前記第２励振電極から延びる第２引出電極と、を有し、前記第１引出電極は、前記第１主面において前記第１励振電極から延び、いずれかの前記側面を経由して前記第２主面側へ延びる第１配線部と、前記第２主面に位置し、前記第１配線部に接続された第１パッド部と、を有し、前記第２引出電極は、前記第２主面において前記第２励振電極から延びる第２配線部と、前記第２主面に位置し、前記第２配線部に接続された第２パッド部と、前記第２パッド部からいずれかの前記側面を経由して前記第１主面まで延びており、前記第１主面の平面視において、前記第１主面に位置する部分の前記第１励振電極との距離が前記第２パッド部の前記第１励振電極との距離よりも長いダミー部と、を有している。

本発明の他の態様に係る圧電振動素子は、第１主面、その背面の第２主面、及び、これら主面の外周に位置する４つの側面を有する矩形の圧電素板と、前記第１主面においてその中央側に位置する第１励振電極と、前記第２主面においてその中央側に位置する第２励振電極と、前記第１励振電極から延びる第１引出電極と、前記第２励振電極から延びる第２引出電極と、を有し、前記第１引出電極は、前記第１主面において前記第１励振電極から延び、いずれかの前記側面を経由して前記第２主面側へ延びる第１配線部と、前記第２主面に位置し、前記第１配線部に接続された第１パッド部と、を有し、前記第２引出電極は、前記第２主面において前記第２励振電極から延びる第２配線部と、前記第２主面に位置し、前記第２配線部に接続された第２パッド部と、前記第２パッド部からいずれかの前記側面を経由して前記第１主面まで延びており、前記第１主面に位置する部分の面積が前記第２パッド部の面積よりも小さいダミー部と、を有している。

好適には、前記第１配線部は、前記第１主面において前記第１励振電極から一の前記側面側へ延び、当該一の側面を経由して前記第２主面側へ延び、前記第１パッドは、前記第２主面において前記一の側面側に位置し、前記第１配線部に接続されており、前記第２配線部は、前記第２主面において前記第２励振電極から前記一の側面側へ延び、前記第２パッド部は、前記第２主面において前記一の側面側に位置し、前記第２配線部に接続されており、前記ダミー部は、前記第２パッド部から前記一の側面を経由して前記第１主面まで延びている。

好適には、前記ダミー部は、一の前記側面において前記第２主面側から前記第１主面側へ延び、前記一の側面に直交する方向に見て前記第２パッドよりも幅が狭い側面ダミー部と、前記第１主面において前記一の側面側に位置し、前記側面ダミー部に接続され、前記一の側面に直交する方向に見て前記側面ダミー部よりも幅が広い主面ダミー部と、を有している。

好適には、前記第１配線部は、前記第１主面において前記第１励振電極から一の前記側面側へ延びる第１配線構成部と、記第１主面のうちの前記一の側面側において、前記第１配線構成部から前記一の側面に沿って、前記一の側面の中央側へ延びる第２配線構成部と、前記一の側面において前記第２配線構成部から前記第２主面側へ延びており、前記一の側面に直交する方向に見て、その幅が前記第１配線構成部の幅に対して前記第２配線構成部が延びる側とは反対側において重なっていない第３配線構成部と、を有し、前記第１配線構成部の前記第２配線構成部との接続部分には、前記第２配線構成部側ほど、前記第２配線構成部が延びる側へ幅が広くなるように逆テーパ部が形成されている。

本発明の一態様に係る圧電デバイスは、上記の圧電振動素子と、前記第１パッド部及び前記第２パッド部と１対のバンプにより接続された１対の素子搭載パッドを有する素子搭載部材と、を有している。

本発明の一態様に係る圧電振動素子の製造方法は、圧電ウェハをエッチングするエッチング工程と、エッチングされた前記圧電ウェハに電極を形成する電極形成工程と、電極形成後の前記圧電振動素子を検査する検査工程と、検査後の前記圧電ウェハを分離する分離工程と、を有し、前記エッチング工程では、第１主面、その背面の第２主面、及び、これら主面の外周に位置する４つの側面を有する矩形の圧電素板と、当該圧電素板の外周に位置する枠部、及び、前記圧電素板のいずれかの前記側面と前記枠部とを接続する接続部を有する支持部と、を形成し、前記電極形成工程では、前記第１主面においてその中央側に位置する第１励振電極と、前記第２主面においてその中央側に位置する第２励振電極と、前記第１励振電極から延びる第１引出電極と、前記第２励振電極から延びる第２引出電極と、前記支持部の表面に位置し、前記第１引出電極に接続された第１検査用電極と、前記支持部の表面に位置し、前記第２引出電極に接続された第２検査用電極と、を形成し、前記検査工程では、前記第１検査用電極及び前記第２検査用電極にプローブを当接させて検査し、前記分離工程では、前記圧電素板と前記接続部とを分離し、前記第１引出電極は、前記第１主面において前記第１励振電極から延び、いずれかの前記側面を経由して前記第２主面側へ延びる第１配線部と、前記第２主面に位置し、前記第１配線部に接続された第１パッド部と、を有し、前記第２引出電極は、前記第２主面において前記第２励振電極から延びる第２配線部と、前記第２主面に位置し、前記第２配線部に接続された第２パッド部と、前記第２パッド部からいずれかの前記側面を経由して前記第１主面まで延びており、前記第１主面の平面視において、前記第１主面に位置する部分の前記第１励振電極との距離が前記第２パッド部の前記第１励振電極との距離よりも長いダミー部と、を有し、前記第１検査用電極及び前記第２検査用電極は、前記支持部の前記第１主面側の面に位置し、前記第２検査用電極は、前記枠部から前記接続部を経由して前記圧電素板側へ延び、前記ダミー部と接続されている。

上記の構成又は手順によれば、励振電極と引出電極との間の電界、及び、引出電極の質量が、振動に係る特性に及ぼす影響を低減できる。

本発明の実施形態に係る水晶振動子の概略構成を示す分解斜視図。 図１のII−II線における水晶振動子の断面図。 図１の水晶振動子の振動素子を蓋部材側から見た斜視図。 図１の水晶振動子の振動素子を素子搭載部材の底面側から見た斜視図。 図１の水晶振動子の振動素子の展開図。 図６（ａ）は図５の領域VIの拡大図、図６（ｂ）は図６（ａ）の変形例を示す図。 図３の振動素子の製造方法の手順を示すフローチャート。 図７の製造方法においてエッチングがなされたウェハの一部を示す平面図。 図７の製造方法において電極形成がなされたウェハの一部を示す平面図。

以下、本発明の実施形態に係る発振器について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

圧電振動子は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともにｚ方向の正側を上方として、上面、下面などの用語を用いるものとする。

図１は、本発明の実施形態に係る水晶振動子１の概略構成を示す分解斜視図である。また、図２は、図１のII−II線における水晶振動子１の断面図である。

水晶振動子１は、例えば、図１に示すように、概略して３つの部材からなる。すなわち、水晶振動子１は、凹部３ａが形成された素子搭載部材３と、凹部３ａに収容された振動素子５と、凹部３ａを塞ぐ蓋部材７とを有している。

水晶振動子１は、例えば、蓋部材７により凹部３ａが塞がれた状態で、概ね直方体状でり、その寸法は適宜に設定されてよい。例えば、比較的小さいものでは、ｘ方向又はｙ方向においては１辺の長さが１〜２ｍｍであり、ｚ方向においては１辺の長さが０．２〜０．４ｍｍである。凹部３ａは蓋部材７により封止され、その内部は、例えば、真空とされ、又は、窒素が封入されている。

素子搭載部材３は、公知のものと同様でよい。素子搭載部材３は、例えば、素子搭載部材３の主体となる基体９と、振動素子５を実装するための素子搭載パッド１１と、水晶振動子１を不図示の回路基板等に実装するための外部端子１３とを有している。

基体９は、絶縁材料から構成されている。絶縁材料は、例えば、セラミック又は樹脂である。基体９は、複数部材から構成されていてもよいし、全体が一体的に形成されていてもよい。基体９は、振動素子５を搭載且つ封止可能であれば、適宜な形状とされてよい。例えば、基体９は、上面側が開放された概ね直方体の箱形状に形成されており、上述の凹部３ａを有している。

素子搭載パッド１１は、例えば、凹部３ａの底面に設けられている。より具体的には、例えば、凹部３ａの底面の長手方向の一方側（ｘ方向の正側）に、１対の素子搭載パッド１１が設けられている。１対の素子搭載パッド１１は、凹部３ａの底面の短手方向（ｙ方向）に並んでいる。素子搭載パッド１１は、例えば、層状（板状含む。以下同じ。）に形成された導電性材料（例えば金属）からなる。その平面形状は適宜に設定されてよい。素子搭載パッド１１は、２種以上の金属層が積層されて構成されていてもよい。なお、後述する他の層状の導電体（１３、１７、１８、１９、２０等）も、素子搭載パッド１１と同様に、２種以上の金属層から構成されてよい。

外部端子１３は、例えば、素子搭載部材３の下面の４隅に設けられている。各外部端子１３は、例えば、層状に形成された導電性材料（例えば金属）からなる。その平面形状は適宜に設定されてよい。水晶振動子１は、例えば、外部端子１３と不図示の回路基板のパッドとが半田等により接合されることにより回路基板に実装される。

一の外部端子１３と一の素子搭載パッド１１とは不図示の接続導体により接続され、他の一の外部端子１３と他の一の素子搭載パッド１１とは不図示の接続導体により接続されている。接続導体は、例えば、基体９の内部に設けられたビア導体や内層導体によって構成されている。

振動素子５は、概略矩形の板状に形成されており、その主面を凹部３ａの底面に対向させて凹部３ａに収容される。振動素子５は、その短辺側の端部において導電性のバンプ２１（図２）により素子搭載パッド１１に接合される。これにより、振動素子５は、素子搭載部材３に片持ち梁のように支持されるとともに、素子搭載パッド１１と電気的に接続される。

バンプ２１は、振動素子の実装に利用されている公知のもの又はその他電子素子の実装に利用されている公知のものとされてよい。例えば、バンプ２１は、導電性接着剤（例えば樹脂に銀フィラーを混ぜたＡｇペースト）からなる。

蓋部材７の構成は、公知のものと同様でよい。例えば、蓋部材７は、金属から構成されている。蓋部材７は、例えば、概ね矩形の平板状に形成されており、素子搭載部材３の枠部上面に重ねられている。蓋部材７と素子搭載部材３とは、例えば、両者に設けられた金属層同士が溶接されることにより互いに固定されている。

図３は、振動素子５を蓋部材７側から見た斜視図であり、図４は、振動素子５を凹部３ａの底面側から見た斜視図であり、図５は、振動素子５の展開図である。

振動素子５は、例えば、水晶片１５と、水晶片１５に電圧を印加するための第１励振電極１７及び第２励振電極１８と、振動素子５を素子搭載パッド１１に実装するための第１引出電極１９及び第２引出電極２０とを有している。第１引出電極１９は第１励振電極１７と接続されており、第２引出電極２０は第２励振電極１８と接続されている。

水晶片１５は、例えば、概ね長方形の板状に形成されており、第１主面１５ａと、その背面の第２主面１５ｂと、これら主面の外周に位置する第１側面１５ｃ〜第４側面１５ｆとを有している。第１主面１５ａは、蓋部材７に対向する面であり、第２主面１５ｂは、凹部３ａの底面に対向する面である。第１側面１５ｃ及び第２側面１５ｄは、第１主面１５ａの短辺に位置する面であり、第３側面１５ｅ及び第４側面１５ｆは、第１主面１５ａの長辺に位置する面である。

なお、本実施形態を説明する図において、ｘ方向は、第１側面１５ｃ及び第２側面１５ｄに直交する方向であり、ｙ方向は、第３側面１５ｅ及び第４側面１５ｆに直交する方向であり、ｚ方向は、第１主面１５ａ及び第２主面１５ｂに直交する方向である。図３及び図４において、中心線ＣＬは、ｘ方向に平行に延び、水晶片１５の重心を通る線である。

第１励振電極１７、第２励振電極１８、第１引出電極１９及び第２引出電極２０は、水晶片１５の表面に形成された導電性材料（例えば金属）からなる。なお、これらは、例えば、互いに同一の材料及び厚みで形成されている。

第１励振電極１７及び第２励振電極１８は、公知の構成と同一とされてよい。例えば、第１励振電極１７は、第１主面１５ａにおいてその中央側に少なくとも一部（本実施形態では全体）が位置している。また、第２励振電極１８は、第２主面１５ｂにおいてその中央側に少なくとも一部（本実施形態では全体）が位置している。第１励振電極１７及び第２励振電極１８は水晶片１５を挟んで対向している。第１励振電極１７及び第２励振電極１８は、例えば、互いに同一の形状及び大きさであり、平面視において完全に重なっている。第１励振電極１７及び第２励振電極１８の形状は、例えば、第１主面１５ａの４辺と平行な４辺を有する矩形である。

第１引出電極１９及び第２引出電極２０は、第２主面１５ｂ側においてのみ、素子搭載パッド１１と接続されるように構成されている。その一方で、第１引出電極１９及び第２引出電極２０は、それぞれ、第１主面１５ａ及び第２主面１５ｂの双方に亘って設けられている。具体的には、以下のとおりである。

第１引出電極１９は、第１励振電極１７から延び、配線として機能する第１配線部１９ａと、第１配線部１９ａの先端に接続され、パッドとして機能する第１パッド部１９ｂと、第１配線部１９ａから分岐する第１ダミー部１９ｃとを有している。第１パッド部１９ｂは、バンプ２１（図２）により素子搭載パッド１１と接続される。これにより、第１励振電極１７は、第１引出電極１９、バンプ２１、素子搭載パッド１１及び素子搭載部材３内の不図示の導体を介して外部端子１３と接続される。

第１配線部１９ａは、第１主面１５ａにおいて第１励振電極１７から第１側面１５ｃ側へ延び、第１側面１５ｃを経由して第２主面１５ｂ側へ延びている。より具体的には、例えば、第１配線部１９ａは、第１主面１５ａにおいて第１励振電極１７から第１側面１５ｃ側へ延びる第１配線構成部１９ａａと、第１主面１５ａのうちの第１側面１５ｃ側において、第１配線構成部１９ａａから第１側面１５ｃに沿って、第１側面１５ｃの中央側（中心線ＣＬ側）へ延びる第２配線構成部１９ａｂと、第１側面１５ｃにおいて第２配線構成部１９ａｂから第２主面１５ｂ側へ延びる第３配線構成部１９ａｃとを有している。

第１配線構成部１９ａａは、例えば、第１励振電極１７の、第１側面１５ｃ側の１辺のうちの端部側（ｙ方向正側）部分から、第１側面１５ｃに直交する方向（ｘ方向）に延びている。第１配線構成部１９ａａの幅（ｙ方向）は、例えば、概ね一定である。

第２配線構成部１９ａｂは、例えば、第１配線構成部１９ａａの第１側面１５ｃ側の端部から延びており、第２配線構成部１９ａｂの第１側面１５ｃ側の辺は、第１主面１５ａの第１側面１５ｃ側の辺と一致している。第２配線構成部１９ａｂの幅（ｘ方向）は、例えば、概ね一定であり、また、第１配線構成部１９ａａの幅（ｙ方向）よりも小さい。

第３配線構成部１９ａｃは、例えば、第２配線構成部１９ａｂの第１側面１５ｃ側の縁部から、主面に直交する方向（ｚ方向）に延びている。第３配線構成部１９ａｃの幅（ｙ方向）は、例えば、概ね一定であり、また、第１配線構成部１９ａａの幅（ｙ方向）よりも大きい。また、第３配線構成部１９ａｃの幅（ｙ方向）は、例えば、概ね、第２配線構成部１９ａｂの長さ（ｙ方向）全体に亘る大きさである。ただし、第３配線構成部１９ａｃの幅（ｙ方向）は、第１側面１５ｃに直交する方向（ｘ方向）に見て、第１配線構成部１９ａａの幅のうちの第２配線構成部１９ａｂ側とは反対側（中心線ＣＬとは反対側、第１ダミー部１９ｃ側）に対して重なっていない。

第１パッド部１９ｂは、第２主面１５ｂにおいて第１側面１５ｃ側に位置しており、第３配線構成部１９ａｃと接続されている。第１パッド部１９ｂの形状は適宜に設定されてよいが、例えば、矩形であり、そのうち２辺は、第２主面１５ｂの、第１側面１５ｃ側の１辺及び第３側面１５ｅ側の１辺と一致している。第１パッド部１９ｂの幅（ｙ方向、第１側面１５ｃに沿う方向）は、例えば、第１配線部１９ａの幅よりも大きい。なお、ここでいう第１配線部１９ａの幅は、例えば、第１励振電極１７と第１パッド部１９ｂとの間の電流の流れに関する最大幅であり、本実施形態では、概ね第３配線構成部１９ａｃの幅と同等である。また、第２配線構成部１９ａｂの長さ（ｙ方向）は、例えば、第１パッド部１９ｂの幅（ｙ方向）と概ね同等である。

第１ダミー部１９ｃは、後述するように、主として、振動素子５の製造工程において利用される部分である。第１ダミー部１９ｃは、第１主面１５ａのうちの第１側面１５ｃ側において、第１配線構成部１９ａａから第１側面１５ｃに沿って、第１側面１５ｃの外側（中心線ＣＬとは反対側）へ延びている。第１ダミー部１９ｃの第１側面１５ｃ側の１辺は、第１主面１５ａの第１側面１５ｃ側の１辺と一致している。第１ダミー部１９ｃの先端は、例えば、第１主面１５ａの第３側面１５ｅ側の１辺に到達している。第１ダミー部１９ｃの幅（ｘ方向）は、例えば、一定であり、また、第２配線構成部１９ａｂの幅（ｘ方向）と同等である。第１側面１５ｃにおいて、ｘ方向に見て、第１ダミー部１９ｃと重なる範囲には、導体層（第３配線構成部１９ａｃ）は設けられていない。

第２引出電極２０は、第２励振電極１８から延び、配線として機能する第２配線部２０ａと、第２配線部２０ａの先端に接続され、パッドとして機能する第２パッド部２０ｂと、第２パッド部２０ｂから延びる第２ダミー部２０ｃとを有している。第２パッド部２０ｂは、バンプ２１（図２）により素子搭載パッド１１と接続される。これにより、第２励振電極１８は、第２引出電極２０、バンプ２１、素子搭載パッド１１及び素子搭載部材３内の不図示の導体を介して外部端子１３と接続される。

第２配線部２０ａは、第２主面１５ｂにおいて第２励振電極１８から第１側面１５ｃ側へ延びている。より具体的には、例えば、第２配線部２０ａは、第２励振電極１８の第１側面１５ｃ側の１辺のうちの第１引出電極１９とは反対側の端部から、第１側面１５ｃに直交する方向（ｘ方向）に延びている。第２配線部２０ａの幅（ｙ方向）は、例えば、概ね一定である。

第２パッド部２０ｂは、第２主面１５ｂにおいて第１側面１５ｃ側に位置している。第２パッド部２０ｂの形状は適宜に設定されてよいが、例えば、矩形であり、そのうち２辺は、第２主面１５ｂの、第１側面１５ｃ側の１辺及び第４側面１５ｆ側（第１パッド部１９ｂとは反対側）の１辺と一致している。第２パッド部２０ｂの幅（ｙ方向、第１側面１５ｃに沿う方向）は、例えば、第２配線部２０ａの幅よりも大きい。

第２ダミー部２０ｃは、第１引出電極１９と第２引出電極２０との質量差の低減に寄与する部分である。なお、第２ダミー部２０ｃは、第１ダミー部１９ｃと同様に、振動素子５の製造工程においても好適に利用される。

第２ダミー部２０ｃは、第２パッド部２０ｂから第１側面１５ｃを経由して第１主面１５ａまで延びている。具体的には、例えば、第２ダミー部２０ｃは、第１側面１５ｃにおいて第２主面１５ｂ側から第１主面１５ａ側へ延びる側面ダミー部２０ｃａと、第１主面１５ａにおいて第１側面１５ｃ側に位置し、側面ダミー部２０ｃａの先端に接続された主面ダミー部２０ｃｂとを有している。

側面ダミー部２０ｃａは、例えば、第２パッド部２０ｂの第１側面１５ｃ側の縁部から、主面に直交する方向（ｚ方向）に延びている。側面ダミー部２０ｃａの幅（ｙ方向）は、例えば、概ね一定であり、また、第２配線部２０ａの幅（ｙ方向）よりも大きい。また、側面ダミー部２０ｃａの幅（ｙ方向）は、例えば、第２パッド部２０ｂの幅（ｙ方向）よりも小さく、第２パッド部２０ｂの幅に対して第１引出電極１９側に位置している。

主面ダミー部２０ｃｂは、例えば、第１主面１５ａにおいて第１側面１５ｃに沿って延びる長尺形状とされている。主面ダミー部２０ｃｂの第１側面１５ｃ側の１辺は、例えば、第１主面１５ａの第１側面１５ｃ側の１辺と一致している。主面ダミー部２０ｃｂの先端は、例えば、第１主面１５ａの第４側面１５ｆ側の１辺に到達している。主面ダミー部２０ｃｂの幅（ｘ方向）は、例えば、概ね一定であり、また、第２配線部２０ａの幅（ｙ方向）よりも小さい。側面ダミー部２０ｃａの幅（ｙ方向）は、例えば、主面ダミー部２０ｃｂの長さ（ｙ方向）よりも小さく、主面ダミー部２０ｃｂの長さに対して第１側面１５ｃの中央側（中心線ＣＬ側）に位置している。すなわち、第１側面１５ｃにおいて、ｘ方向に見て、主面ダミー部２０ｃｂの幅内の中心線ＣＬとは反対側には、導体層（側面ダミー部２０ｃａ）は設けられていない。

第１主面１５ａの平面視（平面透視）において、主面ダミー部２０ｃｂと第１励振電極１７との距離は、第２パッド部２０ｂと第１励振電極１７との距離よりも長い。例えば、前者は、後者の１．５倍以上、又は、２倍以上である。

また、主面ダミー部２０ｃｂの面積は、第２パッド部２０ｂの面積よりも小さい。例えば、前者は、後者の半分以下、又は、１／４以下である。より具体的には、主面ダミー部２０ｃｂは、ｙ方向においては第２パッド部２０ｂと概ね同等の大きさであり、その一方で、ｘ方向においては第２パッド部２０ｂよりも小さく、これにより、主面ダミー部２０ｃｂの面積は第２パッド部２０ｂの面積よりも小さくなっている。

第１引出電極１９の第１配線構成部１９ａａと、第２引出電極２０の第２配線部２０ａとは、例えば、その長さを除いて、概ね、中心線ＣＬに対して１８０°回転対称の形状及び大きさとされている。第１引出電極１９の第２配線構成部１９ａｂと、第２引出電極２０の主面ダミー部２０ｃｂとは、例えば、概ね、第１主面１５ａの平面視において中心線ＣＬに対して線対称の形状及び大きさとされている。第１引出電極１９の第３配線構成部１９ａｃと、第２引出電極２０の側面ダミー部２０ｃａとは、例えば、概ね、第１側面１５ｃの平面視において、第１側面１５ｃの中心を通りｚ方向に平行な線（不図示）に対して線対称の形状とされている。ただし、本実施形態では、第１側面１５ｃのうちのｙ方向両側の導体層が設けられていない領域は、第１引出電極１９側の領域が第２引出電極２０側の領域よりも若干小さく、ひいては、第３配線構成部１９ａｃの幅（ｙ方向）は、側面ダミー部２０ｃａの幅（ｙ方向）よりも若干大きくなっている。第１引出電極１９の第１パッド部１９ｂと、第２引出電極２０の第２パッド部２０ｂとは、例えば、第２主面１５ｂの平面視において中心線ＣＬに対して線対称の形状及び大きさとされている。

図６（ａ）は、図５の領域VIの拡大図である。

第１配線構成部１９ａａは、第２配線構成部１９ａｂとの接続部分において、第２配線構成部１９ａｂ側（第１側面１５ｃ側、図６（ａ）の下側）ほど、第２配線構成部１９ａｂが延びる側（中心線ＣＬ側、図６（ａ）の左側）へ幅が広くなるように逆テーパ部１９ａｅを有している。なお、逆テーパ部１９ａｅの斜辺は、直線でもよいし、曲線でもよい。また、逆テーパ部１９ａｅの斜辺の角度は適宜に設定されてよい。

図６（ｂ）は、第１配線部１９ａの変形例を示す図である。この変形例のように、逆テーパ部１９ａｅは設けられなくてもよい。

図７は、振動素子５の製造方法の手順を示すフローチャートである。

まず、水晶片１５が多数個取りされるウェハが用意され、このウェハに対してエッチングが行われる（ステップＳＴ１）。エッチングは、公知の方法によりなされてよい。例えば、フォトリソグラフィーによってウェハ表面にレジストからなるエッチングマスクを形成し、その後、適宜な薬液を用いてウェットエッチングを行う。その後、エッチングマスクが除去される。

図８は、このエッチングがなされたウェハ５１の一部を示す平面図である。

エッチングによって、ウェハ５１においては、複数の水晶片１５と、複数の水晶片１５を支持する支持部５３とが形成される。支持部５３は、複数の水晶片１５の周囲に位置する枠部５５と、水晶片１５と枠部５５とを接続する第１接続部５７及び第２接続部５９とを有している。第１接続部５７及び第２接続部５９は、水晶片１５の第１側面１５ｃのうちのｙ方向の両側部分に接続されている。なお、ウェハ５１において、水晶片１５の第１側面１５ｃ側に、開口６１が形成されていると捉えることもできる。また、本実施形態では、第２接続部５９は、第１接続部５７よりもｙ方向の幅が若干大きくされている。

図７に戻る。エッチングの後、ウェハ５１には、各種の電極が形成される（ステップＳＴ２）。電極の形成は、公知の方法によりなされてよい。例えば、フォトリソグラフィーによりレジストからなるマスクをウェハ５１に形成し、当該マスクを介して蒸着により金属材料を成膜する。蒸着は、真空蒸着であってもよいし、スパッタリングであってもよい。その後、レジストからなるマスクが除去される。

図９は、この電極形成がなされたウェハ５１の一部を示す平面図である。

水晶片１５においては、第１励振電極１７、第２励振電極１８（図９では不図示）、第１引出電極１９及び第２引出電極２０が形成される。これらの形状等は、既に説明したとおりである。

また、支持部５３においては、第１検査用電極６３及び第２検査用電極６５が形成される。第１検査用電極６３及び第２検査用電極６５は、支持部５３の第１主面１５ａ側の面に形成される。

第１検査用電極６３は、例えば、枠部５５に形成された第１検査用パッド部６３ａと、第１接続部５７に形成された第１検査用配線部６３ｂとを有している。第１検査用配線部６３ｂは、第１検査用パッド部６３ａと第１引出電極１９とを接続している。第１検査用配線部６３ｂは、例えば、第１接続部５７の第１主面１５ａ側の面の全面に形成されている。また、第１検査用配線部６３ｂは、例えば、第１ダミー部１９ｃの第１側面１５ｃ側の縁部、及び、第１配線構成部１９ａａの第１側面１５ｃ側の縁部のうち第３側面１５ｅ側の部分に接続されている。

第２検査用電極６５は、例えば、枠部５５に形成された第２検査用パッド部６５ａと、第２接続部５９に形成された第２検査用配線部６５ｂとを有している。第２検査用配線部６５ｂは、第２検査用パッド部６５ａと第２引出電極２０とを接続している。第２検査用配線部６５ｂは、例えば、第２接続部５９の第１主面１５ａ側の面の全面に形成されている。また、第２検査用配線部６５ｂは、例えば、第２引出電極２０のうち、主面ダミー部２０ｃｂの第１側面１５ｃ側の縁部のうち、第４側面１５ｆ側の部分に接続されている。

図７に戻る。電極形成の後、振動素子５の特性検査を行う（ステップＳＴ３）。具体的には、例えば、電気特性試験装置の１対のプローブ６７（図９）を第１検査用パッド部６３ａ及び第２検査用パッド部６５ａに当接させる。すなわち、電気特性試験装置を、第１検査用電極６３及び第２検査用電極６５、並びに、第１引出電極１９及び第２引出電極２０を介して、第１励振電極１７及び第２励振電極１８に接続する。そして、１対のプローブ６７を介して第１励振電極１７及び第２励振電極１８に電圧を印加して、例えば、振動素子５の発振周波数やクリスタルインピーダンス値（ＣＩ値）を測定する。なお、この検査結果は、例えば、振動素子５の発振周波数の調整等に供される。

その後、振動素子５は、支持部５３から分離される。例えば、ステップＳＴ１と同様のエッチングにより、第１接続部５７及び第２接続部５９が除去される。第１側面１５ｃのうち、第１接続部５７及び第２接続部５９が接続されていた部分は、第１側面１５ｃのうちのｙ方向外側の導体層が設けられていない部分となる。

以上のとおり、本実施形態では、第１引出電極１９は、第１主面１５ａにおいて第１励振電極１７から延び、第１側面１５ｃを経由して第２主面１５ｂ側へ延びる第１配線部１９ａと、第２主面１５ｂに位置し、第１配線部１９ａに接続された第１パッド部１９ｂと、を有している。第２引出電極２０は、第２主面１５ｂにおいて第２励振電極１８から延びる第２配線部２０ａと、第２主面１５ｂに位置し、第２配線部２０ａに接続された第２パッド部２０ｂと、第２パッド部２０ｂから第１側面１５ｃを経由して第１主面１５ａまで延びている第２ダミー部２０ｃと、を有している。

そして、第１主面１５ａの平面視において、第２ダミー部２０ｃの第１主面１５ａに位置する部分（主面ダミー部２０ｃｂ）の第１励振電極１７との距離（例えば最短距離）は、第２パッド部２０ｂの第１励振電極１７との距離よりも長い。別の観点では、主面ダミー部２０ｃｂの面積は、第２パッド部２０ｂの面積よりも小さい。

従って、第２ダミー部２０ｃが設けられない場合に比較して、第１引出電極１９の質量と第２引出電極２０の質量とが近くなり、ひいては、平面視における振動素子５の質量分布は、中心線ＣＬに対して対称に近づく。その結果、振動素子５は、振動しているときのバランスが良好となり、例えば、ＣＩの低下が期待される。その一方で、主面ダミー部２０ｃｂは、第２パッド部２０ｂに比較して、第１励振電極１７との距離が長い、及び／又は、面積が小さいことから、第１主面１５ａに第２パッド部２０ｂと同様のパッド部を形成する場合に比較して、第２引出電極２０と第１励振電極１７との間の電界の強度は小さくなり、乃至は、当該電界の範囲が狭くなる。その結果、第１励振電極１７及び第２励振電極１８によって励起すべき振動（厚みすべり振動）とは異なる振動（スプリアス）が生じることが低減され、例えば、ＣＩの低下が期待される。以上のように、本実施形態では、引出電極が振動素子５の特性に及ぼす機械的影響（質量の影響）及び電磁的影響が好適に調整される。

また、本実施形態では、第１配線部１９ａは、第１主面１５ａにおいて第１励振電極１７から第１側面１５ｃ側へ延び、第１側面１５ｃを経由して第２主面１５ｂ側へ延び、第１パッド１９ｂは、第２主面１５ｂにおいて第１側面１５ｃ側に位置し、第１配線部１９ａに接続されている。第２配線部２０ａは、第２主面１５ｂにおいて第２励振電極１８から第１側面１５ｃ側へ延び、第２パッド部１０ｂは、第２主面１５ｂにおいて第１側面１５ｃ側に位置し、第２配線部２０ａに接続されており、第２ダミー部２０ｃは、第２パッド部２０ｂから第１側面１５ｃを経由して第１主面１５ａまで延びている。

すなわち、第１引出電極１９及び第２引出電極２０は、励振電極から互いに同一の側面（第１側面１５ｃ）に向かって延び、当該側面を経由して一方の主面から他方の主面へ延びている。従って、振動素子５の質量分布のバランスをとる設計が容易である。また、４つの側面のうち一の側面のみに電極を形成すればよいことから、製造工程が簡素化される。

また、本実施形態では、第２ダミー部２０ｃは、第１側面１５ｃにおいて第２主面１５ｂ側から第１主面１５ａ側へ延び、第１側面１５ｃに直交する方向（ｘ方向）に見て第２パッド部２０ｂよりも幅（ｙ方向。幅が一定でない場合は例えば最大幅）が狭い側面ダミー部２０ｃａと、第１主面１５ａにおいて第１側面１５ｃ側に位置し、側面ダミー部２０ｃａに接続され、ｘ方向に見て側面ダミー部２０ｃａよりも幅（ｙ方向。幅が一定でない場合は例えば最大幅）が広い主面ダミー部２０ｃｂと、を有している。

すなわち、主面ダミー部２０ｃｂは、ｘ方向に見た幅が比較的大きくされる。従って、第１励振電極１７と主面ダミー部２０ｃｂとの距離（ｘ方向）を長くしつつ、主面ダミー部２０ｃｂの面積を大きくすることが容易化される。その結果、主面ダミー部２０ｃｂと第１励振電極１７との間の電界の強度を小さくしつつ、第２引出電極２０の質量を第１引出電極１９の質量に近づけることができる。

また、本実施形態では、第１配線部１９ａは、第１主面１５ａにおいて第１励振電極１７から第１側面１５ｃ側へ延びる第１配線構成部１９ａａと、第１主面１５ａのうちの第１側面１５ｃ側において、第１配線構成部１９ａａから第１側面１５ｃに沿って、第１側面１５ｃの中央側へ延びる第２配線構成部１９ａｂと、第１側面１５ｃにおいて第２配線構成部１９ａｂから第２主面１５ｂ側へ延びており、第１側面１５ｃに直交する方向（ｘ方向）に見て、その幅が第１配線構成部１９ａａの幅に対して第２配線構成部１９ａｂが延びる側とは反対側（ｙ方向の正側）において重なっていない第３配線構成部１９ａｃと、を有している。第１配線構成部１９ａａの第２配線構成部１９ａｂとの接続部分には、第２配線構成部１９ａｂ側ほど、第２配線構成部１９ａｂが延びる側（ｙ方向の負側）へ幅が広くなるように逆テーパ部１９ａｅが形成されている。

従って、図６（ａ）の幅ｗ１及び図６（ｂ）の幅ｗ２の比較から理解されるように、第１配線部１９ａが細くなることを低減することができる。別の観点では、第１配線構成部１９ａａ及び第２配線構成部１９ａｂを外周側に寄せたり細くしたりして、これらと第２励振電極１８との電界の強度を小さくしつつ、製造工程において必要な第１接続部５７（第１検査用配線部６３ｂ）と接続される領域を大きく確保することができる。

また、本実施形態に係る圧電デバイスは、励振電極と引出電極との間の電界、及び、引出電極の質量が、振動に係る特性に及ぼす影響を低減できる圧電振動素子が素子搭載部材に搭載されている。従って、本実施形態に係る圧電デバイスは、励振電極と引出電極との間の電界、及び、引出電極の質量が、振動に係る特性に及ぼす影響を低減することができる。

また、本実施形態では、エッチング工程（ステップＳＴ１）において水晶片１５及び支持部５３を形成する。その後の電極形成工程（ステップＳＴ２）では、第１励振電極１７、第２励振電極１８、第１引出電極１９及び第２引出電極２０に加え、第１引出電極１９に接続された第１検査用電極６３と、第２引出電極２０に接続された第２検査用電極６５と、を形成する。その後の検査工程（ステップＳＴ３）では、第１検査用電極６３及び第２検査用電極６５にプローブを当接させて検査する。その後の分離工程（ステップＳＴ４）では、水晶片１５と、第１接続部５７及び第２接続部５９とを分離する。第２引出電極２０は、第２ダミー部２０ｃを有している。第１検査用電極６３及び第２検査用電極６５は、支持部５３の第１主面５ａ側の面に位置し、第２検査用電極６５は、枠部５５から第２接続部５９を経由して水晶片１５側へ延び、第２ダミー部２０ｃと接続されている。

従って、第２ダミー部２０ｃは、完成後の振動素子５において第２引出電極２０の質量を第１引出電極１９の質量に近づける効果だけでなく、振動素子５の製造工程において、第１主面５ａ側に設けられた第２検査用電極６５を第２主面５ｂに設けられた第２パッド部２０ｂ及び第２励振電極１８に接続可能とする効果を奏する。

以上の実施形態において、水晶振動子１は圧電デバイスの一例であり、振動素子５は圧電振動素子の一例であり、水晶片１５は圧電素板の一例であり、第２ダミー部２０ｃはダミー部の一例である。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

圧電デバイスは、水晶振動子等の圧電振動子に限定されず、例えば、発振回路を有する圧電発振器であってもよい。また、圧電振動子及び圧電発振器等の圧電デバイスは、ＩＣ（例えば発振回路を含んでいる）やサーミスタ等の、振動素子以外の電子素子を有していてもよい。また、圧電体（圧電素板）は、水晶に限定されず、セラミックであってもよい。

圧電デバイスのパッケージ（素子搭載部材や蓋体）を含めた全体の構造も適宜に変更可能である。例えば、単層基板に圧電振動素子を実装し、圧電振動素子に金属製のキャップを被せてもよい。素子搭載部材の上下両面に凹部を形成して、一方の凹部に振動素子を配置し、他方の凹部にサーミスタ又はＩＣを配置してもよい。

第１引出電極及び第２引出電極は、圧電素板の主面の平面視において、圧電素板の互いに同一の側面に向かって延びる必要はないし、圧電素板の互いに同一の側面において延びる必要もない。また、引出電極は、圧電素板の一の主面を一の側面に向かって延びるときに、当該一の側面を経由して他の主面に延びる必要はない。

例えば、第１励振電極から第１引出電極が延びる方向と、第２励振電極から第２引出電極が延びる方向とは、互いに逆の方向であってもよい。また、引出電極は、一の主面を一の側面に向かって延び、当該一の側面に加えて又は代えて、当該一の側面に交差する他の側面を経由して他の主面側へ延びてもよい。

ただし、振動素子のバランスを好適なものとする観点からは、第１引出電極（第１配線部及び第１パッド部）及び第２引出電極（第２配線部及び第２パッド部）は、圧電素板の主面の平面透視において、圧電素板の長辺（又は短辺）に平行な中心線に対して概ね線対称の形状とされるか、圧電素板の中心に対して１８０°回転対称の形状とされることが好ましい。

１…水晶振動子（圧電デバイス）、５…振動素子、１５…水晶片（圧電素板）、１５ａ…第１主面、１５ｂ…第２主面、１５ｃ…第１側面（側面）、１７…第１励振電極、１８…第２励振電極、１９…第１引出電極、１９ａ…第１配線部、１９ｂ…第１パッド部、２０…第２引出電極、２０ａ…第２配線部、２０ｂ…第２パッド部、２０ｃ…ダミー部。

Claims (7)

1. 第１主面、その背面の第２主面、及び、これら主面の外周に位置する４つの側面を有する矩形の圧電素板と、
   前記第１主面においてその中央側に位置する第１励振電極と、
   前記第２主面においてその中央側に位置する第２励振電極と、
   前記第１励振電極から延びる第１引出電極と、
   前記第２励振電極から延びる第２引出電極と、
   を有し、
   前記第１引出電極は、
   前記第１主面において前記第１励振電極から延び、いずれかの前記側面を経由して前記第２主面側へ延びる第１配線部と、
   前記第２主面に位置し、前記第１配線部に接続された第１パッド部と、を有し、
   前記第２引出電極は、
   前記第２主面において前記第２励振電極から延びる第２配線部と、
   前記第２主面に位置し、前記第２配線部に接続された第２パッド部と、
   前記第２パッド部からいずれかの前記側面を経由して前記第１主面まで延びており、前記第１主面の平面視において、前記第１主面に位置する部分の前記第１励振電極との距離が前記第２パッド部の前記第１励振電極との距離よりも長いダミー部と、を有している
   圧電振動素子。
2. 第１主面、その背面の第２主面、及び、これら主面の外周に位置する４つの側面を有する矩形の圧電素板と、
   前記第１主面においてその中央側に位置する第１励振電極と、
   前記第２主面においてその中央側に位置する第２励振電極と、
   前記第１励振電極から延びる第１引出電極と、
   前記第２励振電極から延びる第２引出電極と、
   を有し、
   前記第１引出電極は、
   前記第１主面において前記第１励振電極から延び、いずれかの前記側面を経由して前記第２主面側へ延びる第１配線部と、
   前記第２主面に位置し、前記第１配線部に接続された第１パッド部と、を有し、
   前記第２引出電極は、
   前記第２主面において前記第２励振電極から延びる第２配線部と、
   前記第２主面に位置し、前記第２配線部に接続された第２パッド部と、
   前記第２パッド部からいずれかの前記側面を経由して前記第１主面まで延びており、前記第１主面に位置する部分の面積が前記第２パッド部の面積よりも小さいダミー部と、を有している
   圧電振動素子。
3. 前記第１配線部は、前記第１主面において前記第１励振電極から一の前記側面側へ延び、当該一の側面を経由して前記第２主面側へ延び、
   前記第１パッドは、前記第２主面において前記一の側面側に位置し、前記第１配線部に接続されており、
   前記第２配線部は、前記第２主面において前記第２励振電極から前記一の側面側へ延び、
   前記第２パッド部は、前記第２主面において前記一の側面側に位置し、前記第２配線部に接続されており、
   前記ダミー部は、前記第２パッド部から前記一の側面を経由して前記第１主面まで延びている
   請求項１又は２に記載の圧電振動素子。
4. 前記ダミー部は、
   一の前記側面において前記第２主面側から前記第１主面側へ延び、前記一の側面に直交する方向に見て前記第２パッドよりも幅が狭い側面ダミー部と、
   前記第１主面において前記一の側面側に位置し、前記側面ダミー部に接続され、前記一の側面に直交する方向に見て前記側面ダミー部よりも幅が広い主面ダミー部と、を有している
   請求項１又は２に記載の圧電振動素子。
5. 前記第１配線部は、
   前記第１主面において前記第１励振電極から一の前記側面側へ延びる第１配線構成部と、
   前記第１主面のうちの前記一の側面側において、前記第１配線構成部から前記一の側面に沿って、前記一の側面の中央側へ延びる第２配線構成部と、
   前記一の側面において前記第２配線構成部から前記第２主面側へ延びており、前記一の側面に直交する方向に見て、その幅が前記第１配線構成部の幅に対して前記第２配線構成部が延びる側とは反対側において重なっていない第３配線構成部と、を有し、
   前記第１配線構成部の前記第２配線構成部との接続部分には、前記第２配線構成部側ほど、前記第２配線構成部が延びる側へ幅が広くなるように逆テーパ部が形成されている
   請求項１又は２に記載の圧電振動素子。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電振動素子と、
   前記第１パッド部及び前記第２パッド部と１対のバンプにより接続された１対の素子搭載パッドを有した素子搭載部材と、
   を有した圧電デバイス。
7. 圧電ウェハをエッチングするエッチング工程と、
   エッチングされた前記圧電ウェハに電極を形成する電極形成工程と、
   電極形成後の前記圧電振動素子を検査する検査工程と、
   検査後の前記圧電ウェハを分離する分離工程と、
   を有し、
   前記エッチング工程では、
   第１主面、その背面の第２主面、及び、これら主面の外周に位置する４つの側面を有する矩形の圧電素板と、
   当該圧電素板の外周に位置する枠部、及び、前記圧電素板のいずれかの前記側面と前記枠部とを接続する接続部を有する支持部と、を形成し、
   前記電極形成工程では、
   前記第１主面においてその中央側に位置する第１励振電極と、
   前記第２主面においてその中央側に位置する第２励振電極と、
   前記第１励振電極から延びる第１引出電極と、
   前記第２励振電極から延びる第２引出電極と、
   前記支持部の表面に位置し、前記第１引出電極に接続された第１検査用電極と、
   前記支持部の表面に位置し、前記第２引出電極に接続された第２検査用電極と、を形成し、
   前記検査工程では、前記第１検査用電極及び前記第２検査用電極にプローブを当接させて検査し、
   前記分離工程では、前記圧電素板と前記接続部とを分離し、
   前記第１引出電極は、
   前記第１主面において前記第１励振電極から延び、いずれかの前記側面を経由して前記第２主面側へ延びる第１配線部と、
   前記第２主面に位置し、前記第１配線部に接続された第１パッド部と、を有し、
   前記第２引出電極は、
   前記第２主面において前記第２励振電極から延びる第２配線部と、
   前記第２主面に位置し、前記第２配線部に接続された第２パッド部と、
   前記第２パッド部からいずれかの前記側面を経由して前記第１主面まで延びており、前記第１主面の平面視において、前記第１主面に位置する部分の前記第１励振電極との距離が前記第２パッド部の前記第１励振電極との距離よりも長いダミー部と、を有し、
   前記第１検査用電極及び前記第２検査用電極は、前記支持部の前記第１主面側の面に位置し、
   前記第２検査用電極は、前記枠部から前記接続部を経由して前記圧電素板側へ延び、前記ダミー部と接続されている
   圧電振動素子の製造方法。

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