JP2015211362A

JP2015211362A - Quarts device and manufacturing method for quarts device

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Publication number: JP2015211362A
Application number: JP2014092266A
Authority: JP
Inventors: 康平笹岡; Kohei Sasaoka; 雅俊湯村; Masatoshi Yumura; 清一郎浪川; Seiichiro Namikawa
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2015-11-24

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a quartz device that has high effect in confining vibration energy and to provide a manufacturing method for a quartz device, by which productivity is improved.SOLUTION: A quartz device comprises: a quarts pieces 121 that have the form of a flat plate and also have an m face on a side face; a pair of excitation electrodes 122 provided such that both main faces of the quartz piece 121 are counter to each other; a pair of extraction electrodes 123 provided such that while one end is connected to the excitation electrodes 122 and the other end is located at the end parts of the main faces of the quartz piece 121; a package 110 in which the quartz piece 121 is mounted; and a lid body 140 joined to the package 110 and air-tightly sealing the quartz piece 121. In the edge parts of the excitation electrodes 122, the vertical thickness of the excitation electrodes 122 decreases toward the outer edge sides of the excitation electrode 122.

Description

本発明は、移動通信機器等の電子機器で用いられる水晶デバイスに関する。 The present invention relates to a crystal device used in electronic equipment such as mobile communication equipment.

水晶デバイスは、例えば、パッケージと蓋体とが接合され、パッケージと蓋体とで形成される空間内に、振動素子が気密封止された構造となっている。振動素子は、水晶片、励振電極および引出電極から構成されている。水晶片は、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とからなり互いに直交している結晶軸を有している。また、水晶片は、例えば、平板状となっており、側面の一部には、Ｚ軸と平行となっているｍ面が形成されている。励振電極は、一対となっており、水晶片の両主面に互いに対向するように形成されている。引出電極は、一対となっており、一端が励振電極に接続され、他端が水晶片の主面の端部に位置するように形成されている（例えば特許文献１参照）。 The quartz crystal device has a structure in which, for example, a package and a lid are joined, and a vibration element is hermetically sealed in a space formed by the package and the lid. The vibration element includes a crystal piece, an excitation electrode, and an extraction electrode. The crystal piece has crystal axes that are composed of an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis and are orthogonal to each other. Further, the crystal piece has, for example, a flat plate shape, and an m-plane that is parallel to the Z-axis is formed on a part of the side surface. The excitation electrodes form a pair and are formed on both main surfaces of the crystal piece so as to face each other. The extraction electrodes form a pair, and are formed so that one end is connected to the excitation electrode and the other end is located at the end of the main surface of the crystal piece (see, for example, Patent Document 1).

このような水晶デバイスで用いられる水晶片は、まず、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって、水晶ウエハ内に水晶片となる部分が形成される。その後、水晶片となる部分が形成されている水晶ウエハの全面に金属膜が成膜され、この金属膜上に感光性レジストが塗付され、露光、現像されて、水晶片となる部分に励振電極および引出電極が設けられる。その後、水晶ウエハから水晶片となる部分が個片化されて形成されている（例えば、特許文献２参照）。 In a crystal piece used in such a crystal device, first, a portion to be a crystal piece is formed in a crystal wafer by a photolithography technique and an etching technique. Thereafter, a metal film is formed on the entire surface of the quartz wafer on which the crystal piece is formed, and a photosensitive resist is coated on the metal film, exposed and developed, and excited on the crystal piece. An electrode and an extraction electrode are provided. After that, a portion that becomes a crystal piece from the crystal wafer is separated and formed (for example, see Patent Document 2).

特開２０１４−１１６４７号公報JP 2014-11647 A 特開２０１１−１９２０６号公報JP 2011-19206 A

従来の水晶デバイスでは、感光性レジストを塗布、露光、現像することによって、側面にｍ面が形成されている水晶片となる部分に励振電極および引出電極が形成されている。従って、従来の水晶デバイスでは、励振電極の縁部において、水晶片の主面と励振電極の側面とのなす角度がほぼ直角となっており、急峻となっている。このため、従来の水晶デバイスでは、引出電極から交流電圧を印加し励振電極に挟まれている水晶片の一部を振動させるとき、水晶片の縁部においてはｍ面を形成することで水晶片の振動変位の減衰量を小さくすることができるが、励振電極の縁部においては、水晶片の振動変位の減衰量を小さくすることができず、さらなる振動エネルギーの閉じ込め効果が望まれていた。 In a conventional quartz device, an excitation electrode and an extraction electrode are formed on a portion that becomes a quartz piece having an m-plane formed on a side surface by applying, exposing, and developing a photosensitive resist. Therefore, in the conventional crystal device, the angle formed between the main surface of the crystal piece and the side surface of the excitation electrode is almost a right angle and steep at the edge of the excitation electrode. For this reason, in the conventional quartz device, when an AC voltage is applied from the extraction electrode and a part of the quartz piece sandwiched between the excitation electrodes is vibrated, the crystal piece is formed by forming an m-plane at the edge of the quartz piece. However, at the edge of the excitation electrode, the attenuation of the vibration displacement of the crystal piece cannot be reduced, and a further effect of confining vibration energy has been desired.

従来の水晶デバイスの製造方法では、感光性レジストを塗布、露光、現像することによって、側面にｍ面が形成されている水晶片となる部分に励振電極および引出電極が形成されている。従って、従来の水晶デバイスの製造方法では、励振電極および引出電極上に直接、感光性レジストが塗布されたり、現像するために現像液に励振電極および引出電極となる金属膜が設けられている状態で浸漬されたりする。このため、従来の水晶デバイスの製造方法では、引出電極から交流電圧を印加し励振電極に挟まれている水晶片の一部を振動させるとき、感光性レジストや現像液の影響により、励振電極に挟まれている水晶片の一部の振動状態が変化し、クリスタインピーダンス値が悪化、および、周波数温度特性が悪化し、生産性が低下する虞がある。 In a conventional method of manufacturing a quartz device, an excitation electrode and an extraction electrode are formed on a portion to be a quartz piece having an m-plane formed on a side surface by applying, exposing, and developing a photosensitive resist. Therefore, in the conventional method for manufacturing a quartz device, a photosensitive resist is applied directly on the excitation electrode and the extraction electrode, or a metal film that becomes the excitation electrode and the extraction electrode is provided in the developer for development. Or soaked in. For this reason, in the conventional method of manufacturing a quartz device, when an AC voltage is applied from the extraction electrode and a part of the quartz piece sandwiched between the excitation electrodes is vibrated, the excitation electrodes are affected by the photosensitive resist and developer. There is a possibility that the vibration state of a part of the sandwiched crystal piece is changed, the crystal impedance value is deteriorated, the frequency temperature characteristic is deteriorated, and the productivity is lowered.

本発明では、振動エネルギーの閉じ込め効果の高い水晶デバイスおよび、生産性が向上された水晶デバイスの製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a quartz device having a high vibration energy confinement effect and a method of manufacturing a quartz device with improved productivity.

前述した課題を解決するために、本発明に係る水晶デバイスは、平板状で、かつ、側面にｍ面が形成されている水晶片と、水晶片の両主面に互いが対向するように設けられている一対の励振電極と、一端が励振電極に接続されつつ他端が水晶片の主面の端部に位置するように設けられている一対の引出電極と、水晶片が実装されているパッケージと、パッケージと接合されて、水晶片を気密封止している蓋体と、を少なくとも備えている水晶デバイスであって、励振電極の上下方向の厚みが、励振電極の縁部において励振電極の外縁側に向かうにつれて薄くなっていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a quartz crystal device according to the present invention is provided in a flat plate shape with a m-plane formed on a side surface and both main surfaces of the quartz crystal piece facing each other. A pair of excitation electrodes, a pair of extraction electrodes provided so that one end is connected to the excitation electrode and the other end is located at the end of the main surface of the crystal piece, and the crystal piece are mounted A quartz crystal device comprising at least a package and a lid that is bonded to the package and hermetically seals the quartz crystal piece, wherein the excitation electrode has a thickness in the vertical direction at the edge of the excitation electrode. It is characterized by becoming thinner as it goes to the outer edge side.

前述した課題を解決するために、本発明に係る水晶デバイスの製造方法は、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とからなり互いに直交している結晶軸を有した平板状の水晶ウエハを形成する水晶ウエハ形成工程と、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、水晶ウエハの所定の位置に、主面の所定の一辺側で固定されつつ、側面にｍ面が形成されている水晶片となる部分を形成する水晶片形成工程と、水晶片となる部分の励振電極となる部分および引出電極となる部分に、励振電極となる部分の上下方向の厚みが、励振電極の縁部において励振電極の外縁側に向かうにつれて薄くなるように金属膜を被着させ、励振電極および引出電極を形成する電極形成工程と、水晶片となる部分の主面の所定の一辺側を折り取り、または、切断し、水晶片となる部分を個片化させる個片化工程と、励振電極および引出電極が形成されている水晶片をパッケージに実装する実装工程と、パッケージと蓋体とを接合し、励振電極および引出電極が形成された前記水晶片を気密封止する封止工程と、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a method of manufacturing a quartz crystal device according to the present invention includes a quartz crystal that forms a flat plate crystal wafer having crystal axes that are composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis and are orthogonal to each other. Using a wafer forming process, a photolithography technique, and an etching technique, a portion to be a crystal piece having an m-plane formed on the side surface is formed at a predetermined position of the crystal wafer while being fixed on a predetermined side of the main surface. In the crystal piece forming step, the portion that becomes the excitation electrode of the portion that becomes the crystal piece and the portion that becomes the extraction electrode have a vertical thickness of the portion that becomes the excitation electrode toward the outer edge side of the excitation electrode at the edge of the excitation electrode A metal film is deposited so as to become thinner, and an excitation electrode and an extraction electrode are formed, and a predetermined one side of a main surface of a portion to be a crystal piece is folded or cut, and the crystal piece The individualization process for separating the parts to be separated, the mounting process for mounting the crystal piece on which the excitation electrode and the extraction electrode are formed, and the package and the lid are joined to form the excitation electrode and the extraction electrode. And a sealing step for hermetically sealing the crystal piece.

本発明に係る水晶デバイスでは、平板状でかつ側面にｍ面が形成されている水晶片に励振電極および引出電極が設けられており、励振電極の上下方向の厚みが励振電極の縁部において外側に向かうにつれて薄くなっている。従って、本発明に係る水晶デバイスでは、水晶片の側面にｍ面を形成することで、水晶片の主面の端部において水晶片の振動変位の減衰量を大きくすることができ、かつ、励振電極の上下方向の厚みが励振電極の縁部において外縁側に向かうにつれて薄くすることで、励振電極の縁部において水晶片の振動変位の減衰量を大きくすることが可能となる。このため、本発明に係る水晶デバイスでは、引出電極から電圧を印加し励振電極に挟まれている水晶片の一部を振動させるとき、励振電極の縁部および水晶片の縁部の二段階で、水晶片の振動変位の減衰量を大きくすることができ、結果、励振電極の中央部付近で、振動エネルギーの閉じ込め効果を高めることができる。 In the crystal device according to the present invention, the excitation electrode and the extraction electrode are provided on a crystal piece having a flat plate shape and an m-plane on the side surface, and the vertical thickness of the excitation electrode is outside at the edge of the excitation electrode. It gets thinner as you go to. Therefore, in the crystal device according to the present invention, by forming the m-plane on the side surface of the crystal piece, the attenuation amount of the vibration displacement of the crystal piece can be increased at the end of the main surface of the crystal piece, and the excitation is performed. By reducing the thickness in the vertical direction of the electrode toward the outer edge side at the edge of the excitation electrode, it becomes possible to increase the attenuation of the vibration displacement of the crystal piece at the edge of the excitation electrode. Therefore, in the quartz crystal device according to the present invention, when applying a voltage from the extraction electrode to vibrate a part of the quartz piece sandwiched between the excitation electrodes, the edge of the excitation electrode and the edge of the quartz piece are in two stages. The attenuation of the vibration displacement of the crystal piece can be increased, and as a result, the confinement effect of vibration energy can be enhanced near the center of the excitation electrode.

また、本発明に係る水晶デバイスの製造方法では、励振電極および引出電極を、水晶ウエハのうち水晶片となる部分の所定の位置に金属膜を被着させて形成しているので、従来の水晶デバイスの製造方法のように感光性レジストを使うことなく形成することができる。従って、本発明に係る水晶デバイスの製造方法では、感光性レジストを塗布する工程や現像するために現像液に浸漬させる工程がないため、引出電極から電圧を印加し励振電極に挟まれている水晶片の一部を振動させるとき、感光性レジストや現像液の影響を低減させることができ、生産性を向上させることが可能となる。 Further, in the method for manufacturing a quartz crystal device according to the present invention, the excitation electrode and the extraction electrode are formed by depositing a metal film on a predetermined position of a portion of the quartz wafer that becomes a quartz piece. It can be formed without using a photosensitive resist as in the device manufacturing method. Therefore, in the method for manufacturing a quartz crystal device according to the present invention, there is no step of applying a photosensitive resist or a step of immersing in a developing solution for development. Therefore, a quartz crystal sandwiched between excitation electrodes by applying a voltage from an extraction electrode. When a part of the piece is vibrated, the influence of the photosensitive resist and the developer can be reduced, and the productivity can be improved.

第一実施形態における水晶デバイスの斜視図である。It is a perspective view of the crystal device in a first embodiment. 図１のＡ−Ａ断面における断面図である。It is sectional drawing in the AA cross section of FIG. （ａ）は、励振電極および引出電極が形成されている水晶片の平面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面における断面図である。(A) is a top view of the crystal piece in which the excitation electrode and the extraction electrode are formed, (b) is sectional drawing in the BB cross section of Fig.3 (a). 第一実施形態における水晶デバイスの製造方法の水晶ウエハ形成工程後の水晶ウエハの斜視図である。It is a perspective view of a crystal wafer after a crystal wafer formation process of a manufacturing method of a crystal device in a first embodiment. 第一実施形態における水晶デバイスの製造方法の水晶片形成工程後の水晶ウエハの斜視図である。It is a perspective view of the crystal wafer after the crystal piece formation process of the manufacturing method of the crystal device in a first embodiment. （ａ）は、第一実施形態における水晶デバイスの製造方法の電極形成工程前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、第一実施形態における水晶デバイスの製造方法の電極工程後の状態を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the state before the electrode formation process of the manufacturing method of the crystal device in 1st embodiment, (b) is the state after the electrode process of the manufacturing method of the crystal device in 1st embodiment. FIG. （ａ）は、第一実施形態における水晶デバイスの製造方法の個片化工程前の状態の水晶ウエハの平面図であり、（ｂ）は、第一実施形態における水晶デバイスの製造方法の個片化工程後の水晶片の平面図である。(A) is a top view of the crystal wafer of the state before the individualization process of the manufacturing method of the crystal device in 1st embodiment, (b) is the piece of the manufacturing method of the crystal device in 1st embodiment It is a top view of the crystal piece after a crystallization process. 第一実施形態における水晶デバイスの製造方法の実装工程後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state after the mounting process of the manufacturing method of the crystal device in 1st embodiment. 第一実施形態における水晶デバイスの製造方法の封止工程後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state after the sealing process of the manufacturing method of the crystal device in 1st embodiment.

（第一実施形態）
第一実施形態における水晶デバイスは、図１、図２および図３に示したように、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１と、この水晶片１２１が実装されているパッケージ１１０と、パッケージ１１０と接合されて水晶片１２１を気密封止する蓋体１４０と、から構成されている。 (First embodiment)
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the crystal device according to the first embodiment includes a crystal piece 121 on which an excitation electrode 122 and an extraction electrode 123 are formed, and a package on which the crystal piece 121 is mounted. 110 and a lid 140 that is bonded to the package 110 and hermetically seals the crystal piece 121.

パッケージ１１０は、励振電極１２２および引出電極１２３が形成された水晶片１２１、つまり、振動素子１２０を実装するためのものである。パッケージ１１０は、例えば、平板部１１０ａと平板部１１０ａの上面の縁部に沿って設けられている枠部１１０ｂとから構成されており、パッケージ１１０の上面に凹部１１１が形成されている。また、パッケージ１１０は、凹部１１１の底面に一対の搭載パッド１１２が設けられており、搭載パッド１１２が設けられている面と反対側を向く面に外部端子１１３が設けられている。また、パッケージ１１０には、搭載パッド１１２と外部端子１１３とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。 The package 110 is for mounting the crystal piece 121 in which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed, that is, the vibration element 120. The package 110 includes, for example, a flat plate portion 110a and a frame portion 110b provided along the edge of the upper surface of the flat plate portion 110a. A recess 111 is formed on the upper surface of the package 110. In addition, the package 110 has a pair of mounting pads 112 provided on the bottom surface of the recess 111, and an external terminal 113 provided on the surface facing away from the surface on which the mounting pads 112 are provided. In addition, the package 110 is provided with a wiring pattern (not shown) for electrically connecting the mounting pad 112 and the external terminal 113.

ここで、図面に合わせて、凹部１１１が形成されているパッケージ１１０の面をパッケージ１１０の上面とし、外部端子１１３が設けられているパッケージ１１０の面をパッケージ１１０の下面とする。また、枠部１１０ｂが設けられている平板部１１０ａの面を平板部１１０ａの上面とし、この平板部１１０ａの上面と反対側を向く平板部１１０ａの面を平板部１１０ａの下面とする。 Here, according to the drawing, the surface of the package 110 in which the recess 111 is formed is defined as the upper surface of the package 110, and the surface of the package 110 in which the external terminal 113 is provided is defined as the lower surface of the package 110. Further, the surface of the flat plate portion 110a on which the frame portion 110b is provided is defined as the upper surface of the flat plate portion 110a, and the surface of the flat plate portion 110a facing away from the upper surface of the flat plate portion 110a is defined as the lower surface of the flat plate portion 110a.

平板部１１０aは、例えば、矩形形状の平板状となっており、平板部１１０ａの上面には、縁部に沿って枠部１１０ｂが設けられている。また、平板部１１０ａは、上面に一対の搭載パッド１１２が設けられており、下面に複数の外部端子１１３が設けられている。また、平板部１１０ａには、一対の搭載パッド１１２と所定の二つの外部端子１１３とを電気的に接続する配線パターン（図示せず）が設けられている。この配線パターンは、平板部１１０ａの内部に設けられていてもよいし、平板部１１０ａの表面に設けられていてもよい。平板部１１０ａは、例えば、アルミナセラミックス、または。ガラスーセラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。平板部１１０ａは絶縁層を一層で用いたものであっても、絶縁層を複数積層させたものであってもよい。 The flat plate portion 110a is, for example, a rectangular flat plate shape, and a frame portion 110b is provided along the edge on the upper surface of the flat plate portion 110a. The flat plate portion 110a is provided with a pair of mounting pads 112 on the upper surface and a plurality of external terminals 113 on the lower surface. The flat plate portion 110a is provided with a wiring pattern (not shown) that electrically connects the pair of mounting pads 112 and two predetermined external terminals 113. This wiring pattern may be provided inside the flat plate portion 110a or may be provided on the surface of the flat plate portion 110a. The flat plate portion 110a is, for example, alumina ceramics. It consists of an insulating layer that is a ceramic material such as glass-ceramics. The flat plate portion 110a may be one in which an insulating layer is used, or a plurality of insulating layers may be stacked.

枠部１１０ｂは、平板部１１０ａの上面の縁部に沿って設けられており、凹部１１１を形成するためのものである。また、枠部１１０ｂの上面には、縁部に沿って封止用導体パターン１１４が設けられている。また、枠部１１０ｂには、封止用導体パターン１１４と平板部１１０ａに設けられている外部端子１１３とを電気的に接続するための、配線パターン（図示せず）が設けられている。また、枠部１１０ｂは、平板部１１０ａと一体となっており、例えば、アルミナセラミックス、または、ガラスーセラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなっている。枠部１１０ｂは、絶縁層を一層で用いたものであっても、絶縁層を複数積層させたものであってもよい。 The frame part 110b is provided along the edge part of the upper surface of the flat plate part 110a, and is for forming the recessed part 111. FIG. Further, a sealing conductor pattern 114 is provided along the edge on the upper surface of the frame 110b. The frame portion 110b is provided with a wiring pattern (not shown) for electrically connecting the sealing conductor pattern 114 and the external terminal 113 provided on the flat plate portion 110a. The frame portion 110b is integrated with the flat plate portion 110a and is made of an insulating layer made of a ceramic material such as alumina ceramics or glass ceramics. The frame portion 110b may be one using an insulating layer or a stack of a plurality of insulating layers.

凹部１１１は、励振電極１２２と引出電極１２３が形成された水晶片１２１、つまり、振動素子１２０を収納するための空間である。従って、凹部１１１は、水晶片１２１を収容することができる大きさとなっている。 The recess 111 is a space for accommodating the crystal piece 121 in which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed, that is, the vibration element 120. Accordingly, the recess 111 is sized to accommodate the crystal piece 121.

ここで、パッケージ１１０は、パッケージ１１０の上面を平面視したときの長辺の寸法が、１．０〜５．０ｍｍであり、短辺の寸法が、０．６〜３．２ｍｍである場合を例にして、凹部１１１の大きさを説明する。凹部１１１は、長辺の寸法が０．８〜４．６ｍｍであり、短辺の寸法が０．４〜２．８ｍｍとなっており、上下方向の深さ寸法が０．２〜０．５ｍｍとなっている。 Here, the package 110 has a case where the long side dimension when viewed from the top of the package 110 is 1.0 to 5.0 mm and the short side dimension is 0.6 to 3.2 mm. As an example, the size of the recess 111 will be described. The recess 111 has a long side dimension of 0.8 to 4.6 mm, a short side dimension of 0.4 to 2.8 mm, and a vertical depth dimension of 0.2 to 0.5 mm. It has become.

搭載パッド１１２は、振動素子１２０と後述する導電性接着剤１３０を介して電気的に接着されるものである。搭載パッド１１２は、平板部１１０ａの上面であって枠部１１０ｂ内に設けられている。搭載パッド１１２は、一対となっており、例えば、パッケージ１１０の上面を平面視して、枠部１１０ｂの内周側の短辺に沿って二つ並んで設けられている。 The mounting pad 112 is electrically bonded to the vibration element 120 via a conductive adhesive 130 described later. The mounting pad 112 is provided on the upper surface of the flat plate portion 110a and in the frame portion 110b. The mounting pads 112 are paired, and for example, two mounting pads 112 are provided along the short side on the inner peripheral side of the frame portion 110b when the upper surface of the package 110 is viewed in plan.

外部端子１１３は、電子機器のマザーボードに実装するためのものであり、電子機器のマザーボードに実装する際、マザーボードの所定の実装パッド（図示せず）に接続固着される。外部端子１１３は、例えば、四つ設けられており、平板部１１０ａの下面の四隅に一つずつ設けられている。外部端子１１３のうち二つは、平板部１１０ａの上面に設けられている一対の搭載パッド１１２と配線パターンを介して電気的に接続されているその他の二つの外部端子１１３は、配線パターン、封止用導体パターン１１４および接合部材１５０を介して蓋体１４０と電気的に接続されている。従って、マザーボードに実装する際、蓋体１４０と電気的に接続される外部端子１１３を電子機器等のマザーボード上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドと接続固着させることで、蓋体１４０をグランド電位と同電位とすることが可能となる。 The external terminal 113 is for mounting on a motherboard of the electronic device, and is connected and fixed to a predetermined mounting pad (not shown) of the motherboard when mounted on the motherboard of the electronic device. For example, four external terminals 113 are provided, one at each of the four corners of the lower surface of the flat plate portion 110a. Two of the external terminals 113 are connected to a pair of mounting pads 112 provided on the upper surface of the flat plate portion 110a through the wiring pattern, and the other two external terminals 113 are connected to the wiring pattern and seal. The lid 140 is electrically connected via the stop conductor pattern 114 and the joining member 150. Therefore, when mounting on the motherboard, the external terminal 113 electrically connected to the lid 140 is connected and fixed to a mounting pad connected to a ground potential which is a reference potential on the motherboard of an electronic device or the like. The body 140 can be set to the same potential as the ground potential.

封止用導体パターン１１４は、蓋体１４０を接合部材１５０によって接合する際に、接合部材１５０の濡れ性をよくするためのものである。封止用導体パターン１１４は、枠部１１０ｂの上面の縁部に沿って設けられている。また、封止用導体パターン１１４は、例えば、タングステンまたはモリブデン等からなる導体パターンの表面にニッケルメッキおよび金メッキを順次、枠部１１０ｂの上面に環状で囲む形態で施し、形成している。 The sealing conductor pattern 114 is for improving the wettability of the bonding member 150 when the lid 140 is bonded by the bonding member 150. The sealing conductor pattern 114 is provided along the edge of the upper surface of the frame 110b. In addition, the sealing conductor pattern 114 is formed by sequentially applying nickel plating and gold plating on the surface of a conductor pattern made of tungsten, molybdenum, or the like, and surrounding the upper surface of the frame portion 110b in an annular shape.

ここで、パッケージ１１０の作製方法について説明する。パッケージ１１０を構成する平板部１１０ａおよび枠部１１０ｂがアルミナセラミックスからなる場合、まず、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤を添加し混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面、または、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施し予め設けておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等を用いて導体パターンとなる位置に所定の導電ペーストを塗布する。次に、平板部１１０ａとなるセラミックグリーンシートの上面に枠部１１０ｂとなるセラミックグリーンシートを積層し、プレス加工した後、高温で焼成する。焼成後、導体パターンの所定の部位、具体的には、搭載パッド１１２、外部端子１１３、封止用導体パターン１１４および配線パターンとなる部分に、ニッケルメッキ、または、金メッキ等を施すことにより、パッケージ１１０が作製される。また、導電性ペーストは、例えば、タングステン、モリブデン、銅、銀またはパラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。 Here, a method for manufacturing the package 110 will be described. When the flat plate portion 110a and the frame portion 110b constituting the package 110 are made of alumina ceramic, first, a plurality of ceramic green sheets obtained by adding an appropriate organic solvent to a predetermined ceramic material powder and mixing them are prepared. In addition, a predetermined conductive paste is applied to a position where a conductor pattern is to be formed by using conventionally known screen printing or the like on the surface of the ceramic green sheet or in a through-hole previously provided by punching the ceramic green sheet. . Next, the ceramic green sheet to be the frame portion 110b is laminated on the upper surface of the ceramic green sheet to be the flat plate portion 110a, press-worked, and then fired at a high temperature. After firing, a predetermined portion of the conductor pattern, specifically, the mounting pad 112, the external terminal 113, the sealing conductor pattern 114, and the wiring pattern is subjected to nickel plating, gold plating, or the like, thereby providing a package. 110 is produced. The conductive paste is made of, for example, a sintered body of metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver, or palladium.

ここで、励振電極１２２が形成されている水晶片１２１の面を水晶片１２１の主面とし、図面に合わせて、水晶片１２１の主面のうちパッケージ１１０側を向く水晶片１２１の主面を水晶片１２１の下面とし、この水晶片１２１の下面と反対側を向く水晶片１２１の主面を水晶片１２１の上面とする。 Here, the surface of the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 is formed is the main surface of the crystal piece 121, and the main surface of the crystal piece 121 facing the package 110 side of the main surface of the crystal piece 121 is aligned with the drawing. The lower surface of the crystal piece 121 is the lower surface of the crystal piece 121, and the main surface of the crystal piece 121 facing away from the lower surface of the crystal piece 121 is the upper surface of the crystal piece 121.

振動素子１２０は、安定した機械振動を得ることができ、電子機器等の基準信号を発信するためのものである。振動素子１２０は、水晶片１２１と、水晶片１２１の両主面に互いが対向するように設けられている一対の励振電極１２２と、一端が励振電極１２２に接続され他端が水晶片１２１の端部に位置するように形成されている引出電極１２３と、から構成されている。振動素子１２０は、導電性接着剤１３０によってパッケージ１１０の搭載パッド１１１と振動素子１２０の引出電極１２３とが接続、固着され、パッケージ１１０に実装されている。 The vibration element 120 can obtain a stable mechanical vibration and transmits a reference signal for an electronic device or the like. The vibration element 120 includes a crystal piece 121, a pair of excitation electrodes 122 provided so as to face both main surfaces of the crystal piece 121, one end connected to the excitation electrode 122, and the other end of the crystal piece 121. And an extraction electrode 123 formed so as to be positioned at the end. The vibration element 120 is mounted on the package 110 by connecting and fixing the mounting pad 111 of the package 110 and the extraction electrode 123 of the vibration element 120 with the conductive adhesive 130.

水晶片１２１には、安定した機械振動をする圧電材料が用いられ、例えば、水晶が用いられる。水晶片１２１は、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とからなり互いに直交する結晶軸を有しており、例えば、略矩形形状の平板状となっている。水晶片１２１の主面は、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心に、Ｘ軸の負の方向を見て反時計回りに回転させた面と平行となっており、例えば、約３７°回転させた面と平行となっている。水晶片１２１の側面の一部には、Ｚ軸と平行なｍ面１２１ａが形成されている。ｍ面１２１ａは、主面との角度が９０°と回転角度とを合わせた角度をなしており、例えば、約１２３°となっている。従って、水晶片１２１は、水晶片１２１の両主面に電圧を印加し厚みすべり振動により振動させたとき、ｍ面１２１ａが形成されている水晶片１２１の端部で厚み滑り振動を生じにくくさせることができ、水晶片１２１の端部で振動変位の減衰量を大きくすることが可能となる。 For the crystal piece 121, a piezoelectric material that performs stable mechanical vibration is used, for example, crystal. The crystal piece 121 has an X axis, a Y axis, and a Z axis and has crystal axes that are orthogonal to each other. For example, the crystal piece 121 has a substantially rectangular flat plate shape. The main surface of the crystal piece 121 is parallel to a surface obtained by rotating a surface parallel to the X axis and the Z axis counterclockwise around the X axis as viewed in the negative direction of the X axis. For example, it is parallel to the surface rotated about 37 °. An m-plane 121 a parallel to the Z-axis is formed on a part of the side surface of the crystal piece 121. The m-plane 121a has an angle with the main surface of 90 ° and the rotation angle, for example, about 123 °. Therefore, when a voltage is applied to both main surfaces of the crystal piece 121 and the crystal piece 121 is vibrated by thickness shear vibration, the crystal piece 121 is less likely to cause thickness shear vibration at the end of the crystal piece 121 where the m-plane 121a is formed. Therefore, the attenuation amount of the vibration displacement can be increased at the end of the crystal piece 121.

ここで、水晶片１２１の形成方法について説明する。まず、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とからなり互いに直交する結晶軸を有した人工水晶体を用意し、主面が結晶軸と所定の角度をなすように、切断し、所定の厚みとなるまで研磨し、水晶ウエハ１６０（図４〜図６参照）を形成する。このとき、水晶ウエハ１６０の主面は、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心に、Ｘ軸の負の方向を見て反時計回りに回転させた面と平行となるように、所定の角度、例えば、約３７°回転させた面と平行になっている。次に、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、この水晶ウエハ１６０に、所定の一辺側で固定されている水晶片１２１を形成する。このとき、水晶ウエハ１６０は結晶軸によりエッチングのされ方が異なるため、水晶片１２１となる部分の側面の一部にｍ面１２１ａが形成される。最後に、固定されている所定の一辺側を折り取り、水晶片１２１を作製している。 Here, a method of forming the crystal piece 121 will be described. First, an artificial crystalline lens having crystal axes that are orthogonal to each other consisting of an X axis, a Y axis, and a Z axis is prepared, and the main surface is cut so as to form a predetermined angle with the crystal axis until a predetermined thickness is obtained. Polishing is performed to form a quartz wafer 160 (see FIGS. 4 to 6). At this time, the main surface of the crystal wafer 160 is parallel to a surface obtained by rotating a surface parallel to the X axis and the Z axis counterclockwise around the X axis as viewed in the negative direction of the X axis. In such a way, it is parallel to a plane rotated by a predetermined angle, for example, about 37 °. Next, a crystal piece 121 fixed on a predetermined one side is formed on the crystal wafer 160 by a photolithography technique and an etching technique. At this time, since the crystal wafer 160 is etched differently depending on the crystal axis, an m-plane 121 a is formed on a part of the side surface of the portion that becomes the crystal piece 121. Finally, the fixed one side is broken to produce the crystal piece 121.

励振電極１２２は、水晶片１２１に電圧を印加するためのものである。励振電極１２２は、一対となっており、水晶片１２１の両主面に互いが対向するように設けられている。また、励振電極１２２は、上下方向の厚みが外縁側に向かうにつれて薄くなっている。励振電極１２２に電圧が印加されると、励振電極１２２には、電荷が蓄えらえる。このとき、電荷は、励振電極１２２の中央付近で最も密な状態となり、励振電極１２２の縁部に向かうにつれて減少し、励振電極１２２の縁部で最も疎の状態となっている。励振電極１２２の上下方向の厚みを、外縁側に向かうにつれて薄くすることにより、電圧が印加され励振電極１２２に電荷が蓄積されるとき、励振電極１２２の縁部での電荷をより疎の状態にすることができる。このため、励振電極１２２の縁部において水晶片１２１の振動変位の減衰量を大きくすることが可能となる。結果、励振電極１２２に電圧を印加させ水晶片１２１の一部を振動させたときに、振動エネルギーの閉じ込め効果を高めることができる。 The excitation electrode 122 is for applying a voltage to the crystal piece 121. The excitation electrodes 122 are paired and are provided on both main surfaces of the crystal piece 121 so as to face each other. In addition, the excitation electrode 122 becomes thinner as the thickness in the vertical direction goes to the outer edge side. When a voltage is applied to the excitation electrode 122, charges are stored in the excitation electrode 122. At this time, the electric charge becomes the most dense state near the center of the excitation electrode 122, decreases toward the edge of the excitation electrode 122, and becomes the least sparse at the edge of the excitation electrode 122. By reducing the vertical thickness of the excitation electrode 122 toward the outer edge side, when a voltage is applied and charges are accumulated in the excitation electrode 122, the charges at the edge of the excitation electrode 122 are made more sparse. can do. For this reason, it is possible to increase the attenuation of the vibration displacement of the crystal piece 121 at the edge of the excitation electrode 122. As a result, when a voltage is applied to the excitation electrode 122 and a part of the crystal piece 121 is vibrated, the confinement effect of vibration energy can be enhanced.

また、励振電極１２２は、水晶片１２１の主面上に順次、金属層が積層され形成されている。この金属層を平面視した際に、互いに接している金属層の境界面に着目すると、接し合う金属層の境界面の面積の大きさが同じとなっている。ここで、励振電極１２２が、第一金属層および第二金属層からなる場合を例に説明する。このとき、水晶片１２１の主面上に第一金属層が設けられ、この第一金属層上に第二金属層が積層されている。 The excitation electrode 122 is formed by sequentially laminating metal layers on the main surface of the crystal piece 121. When attention is paid to the boundary surface between the metal layers in contact with each other when the metal layer is viewed in plan, the size of the area of the boundary surface between the metal layers in contact with each other is the same. Here, a case where the excitation electrode 122 includes a first metal layer and a second metal layer will be described as an example. At this time, the first metal layer is provided on the main surface of the crystal piece 121, and the second metal layer is laminated on the first metal layer.

第一金属層は、水晶片１２１の主面上に設けられおり、第二金属層と水晶片１２１の主面との密着強度を上げるためのものである。また、第一金属層は、例えば、クロム、チタン、ニクロムのいずれか一つが選択されて用いられる。第二金属層は、この第一金属層の上面に設けられており、例えば、金、銀、不純物を添加した金、または、不純物を添加した銀などが用いられる。 The first metal layer is provided on the main surface of the crystal piece 121 and increases the adhesion strength between the second metal layer and the main surface of the crystal piece 121. Further, for the first metal layer, for example, any one of chromium, titanium, and nichrome is selected and used. The second metal layer is provided on the upper surface of the first metal layer, and for example, gold, silver, gold to which impurities are added, or silver to which impurities are added is used.

第一金属層と第二金属層とは、平面視した際に、互いに接している境界面において、第一金属層の境界面の面積の大きさと第二金属層の境界面の面積の大きさとが同じとなっている。互いに接している境界面において、第一金属層の境界面の面積の大きさが第二金属層の境界面の面積の大きさよりも大きい場合、第一金属層の露出される面積が大きくなる。このため、第一金属層が酸化されやすい材質からなる場合、第一金属層が酸化され変質し、水晶デバイスの周波数温度特性が悪化する虞がある。また、第一金属層が酸化することで、水晶片１２１との密着強度が低下し、水晶片１２１から励振電極１２２が剥離してしまう虞もある。また、第一金属層の境界面の面積の大きさが第二金属層の境界面の面積の大きさよりも小さい場合、第二金属層と水晶片１２１の主面との間に空気層が存在することとなる。このため、励振電極１２２に電圧を印加したとき、第二金属層と水晶片１２１との間に不安定な静電容量が生じることとなり、水晶デイバスのクリスタルインピーダンス値が高くなったり、水晶デバイスの周波数温度特性が悪化する虞がある。従って、励振電極１２２が複数の金属層からなる場合には、互いに接している金属層の境界面において、互いに接している金属層の境界面の面積の大きさは、同じとなっていることが望ましい。 The first metal layer and the second metal layer have a size of an area of the interface surface of the first metal layer and a size of an area of the interface surface of the second metal layer at a boundary surface in contact with each other when viewed in plan. Are the same. When the size of the area of the boundary surface of the first metal layer is larger than the size of the area of the boundary surface of the second metal layer at the boundary surfaces in contact with each other, the exposed area of the first metal layer is increased. For this reason, when a 1st metal layer consists of a material which is easy to oxidize, there exists a possibility that a 1st metal layer may be oxidized and denatured and the frequency temperature characteristic of a quartz crystal device may deteriorate. Further, when the first metal layer is oxidized, the adhesion strength with the crystal piece 121 is lowered, and the excitation electrode 122 may be separated from the crystal piece 121. Further, when the area size of the boundary surface of the first metal layer is smaller than the area size of the boundary surface of the second metal layer, an air layer exists between the second metal layer and the main surface of the crystal piece 121. Will be. For this reason, when a voltage is applied to the excitation electrode 122, an unstable capacitance is generated between the second metal layer and the crystal piece 121, and the crystal impedance value of the crystal device increases, There is a possibility that the frequency-temperature characteristic is deteriorated. Therefore, when the excitation electrode 122 is composed of a plurality of metal layers, the size of the area of the boundary surface between the metal layers in contact with each other may be the same at the boundary surface between the metal layers in contact with each other. desirable.

引出電極１２３は、一端が励振電極１２２に接続され、他端が水晶片１２１の主面の端部に位置するように、設けられており、振動素子１２０の外部から励振電極１２２に電圧を印加するためのものである。引出電極１２３は、上下方向の厚みが引出電極１２３の縁部において引出電極１２３の外縁側に向かうにつれて薄くなっている。このため、電圧が印加されるときに、引出電極１２３が原因で生じるスプリアス振動を抑制させることが可能となる。引出電極１２３に電圧が印加されると、電荷の分布は、励振電極１２２に電圧を印加した場合と同様に、引出電極１２３の中央部で最も密な状態となり、引出電極１２３の縁部で最も疎な状態となる。引出電極１２３の上下方向の厚みが引出電極１２３の縁部において引出電極１２３の外縁側に向かうにつれて薄くすることで、従来の引出電極１２３の上下方向の厚みが一定の場合と比較して引出電極１２３の縁部での電荷密度を疎の状態にすることができる。このため、それぞれの引出電極１２３において水晶片１２１の中心側に位置する引出電極１２３の縁部に蓄えられる電荷により、一対の引出電極１２３間で生じる電界強度を小さくすることが可能となる。この結果、一対の引出電極１２３間で生じる電界強度を小さくすることができるので、引出電極１２３の縁部に蓄積されている電荷により生じるスプリアスを低減させることが可能となる。従って、引出電極１２３の上下方向の厚みは、引出電極１２３の縁部において引出電極１２３の外縁側に向かうにつれて薄くなっていることが望ましい。 The extraction electrode 123 is provided so that one end is connected to the excitation electrode 122 and the other end is located at the end of the main surface of the crystal piece 121, and a voltage is applied to the excitation electrode 122 from the outside of the vibration element 120. Is to do. The extraction electrode 123 has a thickness in the vertical direction that becomes thinner at the edge of the extraction electrode 123 toward the outer edge of the extraction electrode 123. For this reason, it is possible to suppress spurious vibrations caused by the extraction electrode 123 when a voltage is applied. When a voltage is applied to the extraction electrode 123, the charge distribution becomes the most dense state at the center of the extraction electrode 123 and the most at the edge of the extraction electrode 123, as in the case of applying a voltage to the excitation electrode 122. It becomes a sparse state. By making the vertical thickness of the extraction electrode 123 thinner toward the outer edge side of the extraction electrode 123 at the edge of the extraction electrode 123, the extraction electrode 123 has a constant vertical thickness compared to the conventional case. The charge density at the edge of 123 can be made sparse. For this reason, the electric field strength generated between the pair of extraction electrodes 123 can be reduced by the electric charge stored in the edge portion of the extraction electrode 123 located on the center side of the crystal piece 121 in each extraction electrode 123. As a result, since the electric field strength generated between the pair of extraction electrodes 123 can be reduced, it is possible to reduce spurious generated by the charges accumulated on the edge of the extraction electrode 123. Therefore, the thickness of the extraction electrode 123 in the vertical direction is desirably thinner at the edge of the extraction electrode 123 toward the outer edge of the extraction electrode 123.

ここで、励振電極１２２および引出電極１２３の形成方法について説明する。まず、水晶片１２１と、平面視して、励振電極１２２および引出電極１２３と同じ形状となっている貫通孔１７１（図６参照）を有する一対のマスク１７０（図６参照）を用意する。次に、この一対のマスク１７０の間に水晶片１２１となる部分を載置した状態で、蒸着技術およびスパッタリング技術を用いて、水晶片１２１に金属膜を被着させる。このとき、主面と貫通孔１７１内であって水晶片１２１となる部分の主面に金属膜が被着されることとなる。この被着された金属膜が励振電極１２２および引出電極１２３となる。励振電極１２２および引出電極１２３は、このようにして形成されている。 Here, a method for forming the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 will be described. First, a crystal piece 121 and a pair of masks 170 (see FIG. 6) having a through hole 171 (see FIG. 6) having the same shape as the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 in plan view are prepared. Next, a metal film is deposited on the crystal piece 121 using a vapor deposition technique and a sputtering technique in a state where a portion to be the crystal piece 121 is placed between the pair of masks 170. At this time, the metal film is deposited on the main surface and the main surface of the portion that becomes the crystal piece 121 in the through-hole 171. The deposited metal film becomes the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123. The excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed in this way.

また、ここで、振動素子１２０の動作について説明する。振動素子１２０は、外部から引出電極１２３に電圧が印加されると、引出電極１２３に接続されている励振電極１２２に電圧が印加される。これにより、励振電極１２２には、異なる電荷が蓄積されることとなり、逆圧電効果によって励振電極１２２に挟まれている水晶片１２１の一部に歪みが生じ、変形する。その結果、水晶片１２１は、変形前の姿に戻ろうとするため、圧電効果により励振電極１２２に最初に蓄積された電荷と反対の電荷が蓄積される。つまり、励振電極１２２に電圧が印加されると、振動素子１２０は、圧電効果および逆圧電効果により励振電極１２２に挟まれた水晶片１２１の一部が振動する。従って、振動素子１２０に交流電圧を印加すると、励振電極１２２に異なる電荷が交互に蓄積され変形することとなり、励振電極１２２に挟まれている水晶片１２１の一部を振動させることができる。 Here, the operation of the vibration element 120 will be described. When a voltage is applied to the extraction electrode 123 from the outside, the vibration element 120 applies a voltage to the excitation electrode 122 connected to the extraction electrode 123. As a result, different charges are accumulated in the excitation electrode 122, and a part of the crystal piece 121 sandwiched between the excitation electrodes 122 is distorted and deformed due to the inverse piezoelectric effect. As a result, the crystal piece 121 tries to return to the shape before deformation, and therefore, a charge opposite to the charge initially accumulated in the excitation electrode 122 is accumulated by the piezoelectric effect. That is, when a voltage is applied to the excitation electrode 122, the vibration element 120 vibrates a part of the crystal piece 121 sandwiched between the excitation electrodes 122 due to the piezoelectric effect and the inverse piezoelectric effect. Therefore, when an AC voltage is applied to the vibration element 120, different charges are alternately accumulated and deformed in the excitation electrode 122, and a part of the crystal piece 121 sandwiched between the excitation electrodes 122 can be vibrated.

導電性接着剤１３０は、振動素子１２０の引出電極１２３とパッケージ１１０の搭載パッド１１２とを電気的に接着、保持し、振動素子１２０をパッケージ１１０に実装するためのものである。導電性接着剤１３０は、引出電極１２３と搭載パッド１１２との間に設けられている。導電性接着剤１３０は、シリコーン系の樹脂バインダーの中に導電フィラーとしての導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケルまたはニッケル鉄のいずれか、或いはこれら組み合わせたものを含むものが用いられる。また、バインダーとしては、例えば、シリコーン系の樹脂、エポキシ系の樹脂、ポリイミド系の樹脂、または、ビスマレイミドの樹脂が用いられる。 The conductive adhesive 130 is for electrically bonding and holding the extraction electrode 123 of the vibration element 120 and the mounting pad 112 of the package 110 and mounting the vibration element 120 on the package 110. The conductive adhesive 130 is provided between the extraction electrode 123 and the mounting pad 112. The conductive adhesive 130 contains conductive powder as a conductive filler in a silicone-based resin binder. Examples of the conductive powder include aluminum, molybdenum, tungsten, platinum, palladium, silver, and titanium. , Nickel, nickel iron, or a combination thereof may be used. As the binder, for example, a silicone-based resin, an epoxy-based resin, a polyimide-based resin, or a bismaleimide resin is used.

導電性接着剤１３０を用いて、引出電極１２３と搭載パッド１１２とを電気的に接着する方法について説明する。まず、導電性接着剤１３０が、例えば、ディスペンサによって、搭載パッド１１２上に塗布される。その後、振動素子１２０が導電性接着剤１３０上に搬送され、引出電極１２３と搭載パッド１１２とで導電性接着剤１３０を挟むように振動素子１２０が載置され、その状態で加熱硬化される。これにより、引出電極１２３と搭載パッド１１２とが電気的に接着される。 A method for electrically bonding the extraction electrode 123 and the mounting pad 112 using the conductive adhesive 130 will be described. First, the conductive adhesive 130 is applied onto the mounting pad 112 by, for example, a dispenser. Thereafter, the vibration element 120 is conveyed onto the conductive adhesive 130, the vibration element 120 is placed so that the conductive adhesive 130 is sandwiched between the extraction electrode 123 and the mounting pad 112, and is heated and cured in that state. Thereby, the extraction electrode 123 and the mounting pad 112 are electrically bonded.

蓋体１４０は、パッケージ１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１３と接合部材１５０により、パッケージ１１０の上面と接合されて、真空状態または窒素ガスが充填された凹部１１１内に、実装されている振動素子１２０を気密封止するためのものである。具体的には、蓋体１４０は、所定の雰囲気中で蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられている封止用導体パターン１１４の上面との間に接合部材１５０を設けて、熱を加え接合部材１５０を溶融させた後、固化させることで、蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１４とが溶融接合される。 The lid 140 is bonded to the upper surface of the package 110 by the sealing conductor pattern 113 and the bonding member 150 provided on the upper surface of the package 110, and is mounted in the recess 111 filled with a vacuum state or nitrogen gas. This is for hermetically sealing the vibrating element 120. Specifically, the lid 140 is provided with a bonding member 150 between the lower surface of the lid 140 and the upper surface of the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110 in a predetermined atmosphere. Then, the bonding member 150 is melted and then solidified, so that the lower surface of the lid 140 and the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110 are melt bonded.

接合部材１５０は、蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１４とを接合するためのものである。また、接合部材１５０は、蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１４の上面との間であって、封止用導体パターン１１４に相対する蓋体１４０の場所に設けられている。また、接合部材１５０は、例えば、銀ロウまたは金錫からなる。 The bonding member 150 is for bonding the lower surface of the lid 140 and the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110. Further, the bonding member 150 is located between the lower surface of the lid 140 and the upper surface of the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110, and the location of the lid 140 facing the sealing conductor pattern 114. Is provided. The joining member 150 is made of, for example, silver solder or gold tin.

第一実施形態に係る水晶デバイスは、励振電極１２２の上下方向の厚みが励振電極１２２の縁部において、励振電極１２２の外縁側に向かうにつれて薄くなっている。従って、第一実施形態に係る水晶デバイスでは、励振電極１２２に電圧が印加されたときに励振電極１２２に蓄えらえる電荷の密度分布に着目すると、励振電極１２２の上下方向の厚みが一定となっているような従来の水晶デバイスと比較し、励振電極１２２の縁部の電荷密度をより疎の状態にすることができる。このため、第一実施形態に係る水晶デバイスでは、励振電極１２２の縁部において水晶片１２１の振動変位の減衰量を大きくすることが可能となり、励振電極１２２に電圧を印加させ水晶片１２１の一部を振動させたときに、振動エネルギーの閉じ込め効果を高めることができる。 In the quartz crystal device according to the first embodiment, the vertical thickness of the excitation electrode 122 becomes thinner at the edge of the excitation electrode 122 toward the outer edge side of the excitation electrode 122. Therefore, in the quartz crystal device according to the first embodiment, when attention is paid to the charge density distribution stored in the excitation electrode 122 when a voltage is applied to the excitation electrode 122, the thickness in the vertical direction of the excitation electrode 122 becomes constant. As compared with the conventional quartz crystal device, the charge density at the edge of the excitation electrode 122 can be made sparser. For this reason, in the crystal device according to the first embodiment, the attenuation amount of the vibration displacement of the crystal piece 121 can be increased at the edge of the excitation electrode 122, and a voltage is applied to the excitation electrode 122 so that When the part is vibrated, the effect of confining vibration energy can be enhanced.

また、第一実施形態に係る水晶デバイスは、引出電極１２３の上下方向の厚みが引出電極１２３の縁部において、引出電極１２３の外縁側に向かうにつれて薄くなっている。従って、第一実施形態に係る水晶デバイスでは、引出電極１２３の他端から電圧が印加されたときに引出電極１２３に蓄えられる電荷の密度分布に着目すると、引出電極１２３の上下方向の厚みが一定となっているような従来の水晶デバイスと比較し、引出電極１２３の縁部に蓄積する電荷の量を抑えることが可能となる。このため、第一実施形態に係る水晶デバイスでは、引出電極１２３に蓄積する電荷により生じるスプリアス振動を低減させることができる。結果、第一実施形態に係る水晶デバイスは、励振電極１２２の中央付近で振動エネルギーの閉じ込め効果を高めることが可能となる。 In the quartz crystal device according to the first embodiment, the vertical thickness of the extraction electrode 123 becomes thinner at the edge of the extraction electrode 123 toward the outer edge side of the extraction electrode 123. Therefore, in the crystal device according to the first embodiment, when attention is paid to the density distribution of charges stored in the extraction electrode 123 when a voltage is applied from the other end of the extraction electrode 123, the thickness in the vertical direction of the extraction electrode 123 is constant. As compared with the conventional quartz device as described above, it is possible to suppress the amount of charge accumulated at the edge of the extraction electrode 123. For this reason, in the quartz crystal device according to the first embodiment, it is possible to reduce spurious vibrations caused by charges accumulated in the extraction electrode 123. As a result, the quartz crystal device according to the first embodiment can enhance the vibration energy confinement effect near the center of the excitation electrode 122.

また、第一実施形態に係る水晶デバイスは、励振電極１２２および引出電極１２３が複数の金属層が積層されており、平面視した際に、互いに接している金属層の境界面において、接し合う金属層の境界面の面積の大きさが同じとなっている。従って、第一実施形態に係る水晶デバイスは、水晶片１２１により近い側の金属層が酸化等により変質する量を抑えつつ、水晶片１２１より遠い側の金属層と水晶片１２１の主面との間で不要な静電容量が生じることを低減させている。結果、第一実施形態に係る水晶デバイスは、励振電極１２２の中央付近で振動エネルギーの閉じ込め効果を高めることが可能となる。 In the quartz crystal device according to the first embodiment, the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are laminated with a plurality of metal layers, and in contact with each other at the boundary surface between the metal layers that are in contact with each other when viewed in plan. The size of the area of the boundary surface of the layers is the same. Therefore, in the crystal device according to the first embodiment, the amount of the metal layer closer to the crystal piece 121 is suppressed due to oxidation or the like, and the metal layer farther from the crystal piece 121 and the main surface of the crystal piece 121 are suppressed. The generation of unnecessary capacitance between the two is reduced. As a result, the quartz crystal device according to the first embodiment can enhance the vibration energy confinement effect near the center of the excitation electrode 122.

次に、第一実施形態に係る水晶デバイスの製造方法について説明する。第一実施形態に係る水晶デバイスの製造方法は、図４〜図９に示したように、水晶ウエハ形成工程、水晶片形成工程、電極形成工程、個片化工程、実装工程、封止工程、から構成されている。 Next, a method for manufacturing a crystal device according to the first embodiment will be described. The method for manufacturing a crystal device according to the first embodiment includes a crystal wafer forming process, a crystal piece forming process, an electrode forming process, an individualizing process, a mounting process, a sealing process, as shown in FIGS. It is composed of

水晶ウエハ形成工程は、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とからなり互いに直交している結晶軸を有した平板状の水晶ウエハ１６０を形成する工程である。水晶ウエハ形成工程では、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とからなり互いに直交する結晶軸を有した人工水晶体が用いられる。水晶ウエハ形成工程で形成される水晶ウエハ１６０の主面は、例えば、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心に、Ｘ軸の負の方向を見て反時計回りに所定の角度、例えば、約３７°回転させた面と平行となっている。また、水晶ウエハ形成工程で形成される水晶ウエハ１６０は、人工水晶体から所定のカットアングルで機械加工により切断された後、両主面が研磨されて、その上下方向の厚みが所定の厚みとなっている。 The quartz wafer forming step is a step of forming a flat plate-like quartz wafer 160 having crystal axes which are composed of an X axis, a Y axis and a Z axis and are orthogonal to each other. In the crystal wafer forming process, an artificial crystalline lens having crystal axes that are composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis and are orthogonal to each other is used. The main surface of the crystal wafer 160 formed in the crystal wafer forming process is, for example, a surface parallel to the X axis and the Z axis, and counterclockwise around the X axis as viewed in the negative direction of the X axis. Is parallel to a plane rotated by a predetermined angle, for example, about 37 °. Further, the quartz wafer 160 formed in the quartz wafer forming process is cut from the artificial crystalline lens by machining at a predetermined cut angle, and then both main surfaces are polished so that the thickness in the vertical direction becomes a predetermined thickness. ing.

ここで、水晶ウエハ１６０は、例えば、略矩形形状の平板状となっており、平面視したときの寸法が、所定の一辺の寸法が、１０．０〜１０１．６ｍｍであり、所定の一辺に接続している一辺の寸法が、１０．０〜１０１．６ｍｍとなっている。このとき、水晶ウエハ１６０の上下方向の厚みは、０．０２０〜０．０７０ｍｍとなっている。なお、水晶ウエハ１６０が略矩形形状の平板状となっている場合について説明しているが、円形形状または楕円形状の平板状となっていてもよく、平面視したときの大きさは、直径が１０．０〜１０１．６ｍｍとなっている。 Here, the crystal wafer 160 has, for example, a substantially rectangular flat plate shape. When viewed in plan, the dimension of a predetermined side is 10.0 to 101.6 mm. The dimension of the connected one side is 10.0 to 101.6 mm. At this time, the thickness of the quartz wafer 160 in the vertical direction is 0.020 to 0.070 mm. In addition, although the case where the quartz wafer 160 has a substantially rectangular flat plate shape has been described, the crystal wafer 160 may be a circular plate shape or an elliptical flat plate shape. It is 10.0 to 101.6 mm.

水晶片形成工程は、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、水晶ウエハ１６０の所定の位置に、水晶片１２１となる部分の主面の所定の一辺側で固定されつつ、水晶片１２１となる部分の側面の一部にｍ面１２１ａが形成されている水晶片１２１となる部分を形成する工程である。水晶片形成工程では、まず、従来周知のフォトリソグラフィー技術を用いて、水晶ウエハ形成工程後の水晶ウエハ１６０の両主面の全面に金属膜を被着し、この金属膜上にレジストを塗布し、所定のパターンに露光、現像する。その後、従来周知のエッチング技術を用いて、水晶ウエハ１６０を所定のエッチング溶液に浸漬させて、エッチングを行い、水晶片形成用貫通部１６１を形成し、水晶ウエハ１６０に水晶片１２１となる部分を形成する。このとき、結晶軸の軸方向によってエッチングのされ方が異なることを利用して、水晶片１２１となる部分の側面の一部にＺ軸と平行なｍ面１２１ａを容易に形成することができる。 In the crystal piece forming step, the side surface of the portion that becomes the crystal piece 121 is fixed to a predetermined position of the crystal wafer 160 at a predetermined one side of the main surface of the portion that becomes the crystal piece 121 by a photolithography technique and an etching technique. Is a step of forming a portion to be the crystal piece 121 in which the m-plane 121a is formed in a part of In the crystal piece forming process, first, a metal film is deposited on both main surfaces of the crystal wafer 160 after the crystal wafer forming process by using a well-known photolithography technique, and a resist is applied on the metal film. Then, a predetermined pattern is exposed and developed. Thereafter, the crystal wafer 160 is immersed in a predetermined etching solution by using a well-known etching technique, etching is performed to form a crystal piece forming through-hole 161, and a portion to be the crystal piece 121 is formed on the crystal wafer 160. Form. At this time, by utilizing the fact that the etching is different depending on the axial direction of the crystal axis, the m-plane 121a parallel to the Z-axis can be easily formed on a part of the side surface of the portion to be the crystal piece 121.

電極形成工程は、水晶片１２１となる部分の励振電極１２２となる部分および引出電極１２３となる部分に、励振電極１２２となる部分の上下方向の厚みが、励振電極１２２の縁部において励振電極１２２の外縁側に向かうにつれて薄くなるように金属膜を被着させ、励振電極１２２および引出電極１２３を形成する工程である。電極形成工程では、所定のパターンの貫通孔１７１が形成されている一対のマスク１７０の間に、水晶ウエハ１６０を載置した状態で、蒸着技術またはスパッタリング技術によって水晶ウエハ１６０の主面と貫通孔１７１の内部を向く面とで形成される空間内であって、水晶ウエハ１６０の水晶片１２１となる部分の所定の位置に金属膜を被着させている。このとき、蒸着源またはスパッタ源から金属分子が飛翔されるときに飛翔方向に高い指向性があるため、水晶片１２１となる部分と接しているマスク１７０の面と反対側を向くマスク１７０の面の開口部が障害となり、水晶ウエハ１６０の水晶片１２１となる部分に被着される金属膜の上下方向の厚みがマスク１７０の貫通孔１７１の内周面に近い縁部において薄くなる。このため、電極形成工程では、金属膜の上下方向の厚みを貫通孔１７１の内周面の縁部において薄くすることが容易にできるので、励振電極１２２および引出電極１２３の上下方向の高さが励振電極１２２の縁部および引出電極１２３の縁部において上下方向の厚みを容易に薄くすることが可能となる。 In the electrode forming process, the thickness in the vertical direction of the portion that becomes the excitation electrode 122 in the portion that becomes the excitation electrode 122 and the portion that becomes the extraction electrode 123 in the portion that becomes the crystal piece 121 is the excitation electrode 122 at the edge of the excitation electrode 122. This is a step of forming the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 by depositing a metal film so as to become thinner toward the outer edge side. In the electrode formation step, the crystal wafer 160 and the main surface of the crystal wafer 160 and the through-holes are deposited by a deposition technique or a sputtering technique with the crystal wafer 160 placed between a pair of masks 170 in which the through-holes 171 having a predetermined pattern are formed. A metal film is deposited at a predetermined position of a portion of the crystal wafer 160 that becomes the crystal piece 121 in a space formed by a surface facing the inside of the 171. At this time, the surface of the mask 170 facing away from the surface of the mask 170 that is in contact with the portion that becomes the crystal piece 121 because there is high directivity in the flight direction when metal molecules fly from the vapor deposition source or the sputtering source. Thus, the thickness in the vertical direction of the metal film deposited on the portion of the crystal wafer 160 that becomes the crystal piece 121 becomes thinner at the edge portion near the inner peripheral surface of the through-hole 171 of the mask 170. For this reason, in the electrode formation step, the vertical thickness of the metal film can be easily reduced at the edge of the inner peripheral surface of the through-hole 171, so that the vertical height of the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 can be reduced. It is possible to easily reduce the vertical thickness at the edge of the excitation electrode 122 and the edge of the extraction electrode 123.

また、電極形成工程では、水晶片１２１となる部分の所定の位置に金属膜を被着させて形成しているので、従来の水晶デバイスの製造方法のように感光性レジストや現像液を使うことなく形成することができる。従って、第一実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の電極形成工程においては、従来のフォトリソグラフィー技術を用いて電極を形成している電極形成工程と比較して、電極形成工程で形成される励振電極１２２および引出電極１２３に感光性レジストや現像液が残留することをなくすことができ、引出電極１２３から電圧が印加され励振電極１２２に挟まれている水晶片１２１の一部を振動させるときに、感光性レジストによる影響を低減させることができる。この結果、第一実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の電極形成工程では、クリスタルインピーダンス値の悪化や周波数温度特性の水晶ウエハ内のばらつきを抑えることができ、生産性を向上させることが可能となる。 Further, in the electrode forming step, a metal film is deposited at a predetermined position of the portion that becomes the crystal piece 121, so that a photosensitive resist or developer is used as in the conventional method of manufacturing a quartz device. It can be formed without. Therefore, in the electrode formation process of the manufacturing method of the quartz crystal device according to the first embodiment, the excitation formed in the electrode formation process as compared with the electrode formation process in which the electrodes are formed using the conventional photolithography technique. Photoresist or developer can be prevented from remaining on the electrode 122 and the extraction electrode 123, and a voltage is applied from the extraction electrode 123 to vibrate a part of the crystal piece 121 sandwiched between the excitation electrodes 122. The influence of the photosensitive resist can be reduced. As a result, in the electrode forming process of the manufacturing method of the crystal device according to the first embodiment, it is possible to suppress the deterioration of the crystal impedance value and the variation in the frequency temperature characteristic in the crystal wafer, and to improve the productivity. Become.

また、電極形成工程では、水晶片１２１となる部分の所定の位置に金属膜を被着させて形成しているので、従来の水晶デバイスの製造方法のように、フォトリソグラフィー技術を用いた場合と比較して、工数を減らすことが可能となり、生産性を向上させることが可能となる。 Further, in the electrode forming process, a metal film is deposited at a predetermined position of the portion that becomes the crystal piece 121, so that the case of using a photolithography technique as in the conventional method of manufacturing a quartz device. In comparison, man-hours can be reduced, and productivity can be improved.

個片化工程は、水晶片１２１となる部分の主面の所定の一辺側を折り取り、または、切断し、水晶片１２１となる部分を個片化させる工程である。個片化工程前の水晶ウエハ１６０は、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１となる部分が、水晶片１２１となる部分の主面の所定の一辺側で固定されている。個片化工程では、水晶片１２１となる部分ごとに個片化され、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１が形成される。 The singulation step is a step of folding or cutting a predetermined one side of the main surface of the portion that becomes the crystal piece 121 to singulate the portion that becomes the crystal piece 121. In the crystal wafer 160 before the singulation process, a portion to be the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed is fixed on a predetermined one side of the main surface of the portion to be the crystal piece 121. . In the singulation step, the crystal piece 121 is formed for each portion to be the crystal piece 121, and the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed.

実装工程は、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１をパッケージ１１０に実装する工程である。実装工程では、まず、導電性接着剤１３０が、例えば、ディスペンサによって、搭載パッド１１２上に塗布される。その後、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１が導電性接着剤１３０上に搬送され、引出電極１２３と搭載パッド１１２とで導電性接着剤１３０を挟むように水晶片１２１が載置され、その状態で加熱硬化される。これにより、引出電極１２３と搭載パッド１１２とが電気的に接着され、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１がパッケージ１１０に実装される。 The mounting process is a process of mounting the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed on the package 110. In the mounting process, first, the conductive adhesive 130 is applied onto the mounting pad 112 by, for example, a dispenser. Thereafter, the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed is conveyed onto the conductive adhesive 130, and the crystal piece 121 is sandwiched between the extraction electrode 123 and the mounting pad 112 so as to sandwich the conductive adhesive 130. It is mounted and heat-cured in that state. Thereby, the extraction electrode 123 and the mounting pad 112 are electrically bonded, and the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed is mounted on the package 110.

封止工程は、パッケージ１１０と蓋体１４０とを接合し、励振電極１２２および引出電極１２３が形成された水晶片１２１を気密封止する工程である。封止工程では、例えば、真空雰囲気または窒素雰囲気中で、蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられている封止用導体パターン１１４の上面との間に接合部材１５０を設けて、熱を加え接合部材１５０を溶融させた後、固化させる。従って、封止工程では、蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１４とが接合部材１５０により、溶融接合されている。 The sealing step is a step of hermetically sealing the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed by bonding the package 110 and the lid 140. In the sealing step, for example, a bonding member 150 is provided between the lower surface of the lid 140 and the upper surface of the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110 in a vacuum atmosphere or a nitrogen atmosphere, And the joining member 150 is melted and then solidified. Therefore, in the sealing step, the lower surface of the lid 140 and the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110 are melt-bonded by the bonding member 150.

第一実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、励振電極１２２および引出電極１２３を、水晶片１２１となる部分の所定の位置に金属膜を被着させて形成しているので、従来の水晶デバイスの製造方法のように感光性レジストが励振電極１２２に残留することがないため、引出電極１２３から電圧を印加し励振電極１２２に挟まれている水晶片１２１の一部を振動させるとき、感光性レジストによる影響を低減させることができ、生産性を向上させることが可能となる。 In the method for manufacturing a crystal device according to the first embodiment, the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed by depositing a metal film at a predetermined position of a portion to be the crystal piece 121. Since the photosensitive resist does not remain on the excitation electrode 122 unlike the manufacturing method of FIG. 5, when applying a voltage from the extraction electrode 123 and vibrating a part of the crystal piece 121 sandwiched between the excitation electrodes 122, the photosensitive resist is exposed. The influence of the resist can be reduced, and productivity can be improved.

また、第一実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、所定のパターンの貫通孔１７１が形成されている一対のマスク１７０を利用し、一対のマスク１７０の間に水晶ウエハ１６０を設けた状態で、蒸着技術、または、スパッタリング技術により所定の位置に金属膜を被着させて、励振電極１２２および引出電極１２３を形成している。従って、第一実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、蒸着技術、または、スパッタリング技術によって被着するときに、蒸着源またはスパッタ源から金属分子が飛翔されるときに飛翔方向に高い指向性があることを利用し、水晶ウエハ１６０の水晶片１２１となる部分に被着される金属膜の上下方向の厚みがマスク１７０の貫通孔１７１の内周面に近い縁部において薄くすることが容易にできる。このため、第一実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、金属膜の上下方向の厚みを貫通孔１７１の内周面の縁部において薄くすることが容易にできるので、励振電極１２２および引出電極１２３の上下方向の高さが励振電極１２２の縁部および引出電極１２３の縁部において上下方向の厚みを容易に薄くすることが可能となる。結果、第一実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、生産性を向上させることができる。 Further, in the method for manufacturing a crystal device according to the first embodiment, a pair of masks 170 in which through holes 171 having a predetermined pattern are formed, and a crystal wafer 160 is provided between the pair of masks 170. The excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed by depositing a metal film at a predetermined position by vapor deposition technique or sputtering technique. Therefore, in the method for manufacturing a quartz crystal device according to the first embodiment, when depositing by vapor deposition technique or sputtering technique, high directivity in the flight direction is obtained when metal molecules are ejected from the vapor deposition source or sputtering source. By utilizing this, it is easy to make the vertical thickness of the metal film deposited on the crystal wafer 121 portion of the crystal wafer 160 thinner at the edge portion near the inner peripheral surface of the through-hole 171 of the mask 170. it can. For this reason, in the manufacturing method of the crystal device according to the first embodiment, the vertical thickness of the metal film can be easily reduced at the edge of the inner peripheral surface of the through-hole 171, so that the excitation electrode 122 and the extraction electrode The vertical height of 123 makes it possible to easily reduce the vertical thickness at the edge of the excitation electrode 122 and the edge of the extraction electrode 123. As a result, in the crystal device manufacturing method according to the first embodiment, productivity can be improved.

（第二実施形態）
以下、第二実施形態における水晶デバイスについて説明する。なお、第二実施形態における水晶デバイスのうち上述した水晶デバイスの同様の部分について、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第二実施形態における水晶デバイスは、水晶ウエハ１６０の水晶片１２１となる部分を励振電極１２２および引出電極１２３を形成する前に折り取り、または、切断し、個片化している点で、第一実施形態と異なる。 (Second embodiment)
Hereinafter, the crystal device according to the second embodiment will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same part of the crystal device mentioned above among the crystal devices in 2nd embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably. The quartz crystal device according to the second embodiment is the first in that the portion that becomes the quartz piece 121 of the quartz wafer 160 is folded or cut and separated into pieces before forming the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123. Different from the embodiment.

個片化工程は、水晶片１２１となる部分の主面の所定の一辺側を折り取り、または、切断し、水晶片１２１となる部分を個片化させる工程である。個片化工程前の水晶ウエハ１６０は、水晶片１２１となる部分が、水晶片１２１となる部分の主面の所定の一辺側で固定されている。個片化工程では、水晶片１２１となる部分ごとに個片化され、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されていない水晶片１２１が形成される。 The singulation step is a step of folding or cutting a predetermined one side of the main surface of the portion that becomes the crystal piece 121 to singulate the portion that becomes the crystal piece 121. In the crystal wafer 160 before the singulation process, a portion that becomes the crystal piece 121 is fixed on a predetermined one side of the main surface of the portion that becomes the crystal piece 121. In the singulation step, the crystal piece 121 is formed for each portion to be the crystal piece 121 and the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are not formed.

電極形成工程は、水晶片１２１の励振電極１２２となる部分および引出電極１２３となる部分に、励振電極１２２となる部分の上下方向の厚みが、励振電極１２２の縁部において励振電極１２２の外縁側に向かうにつれて薄くなるように金属膜を被着させ、励振電極１２２および引出電極１２３を形成する工程である。電極形成工程では、所定のパターンの貫通孔１７１が形成されている一対のマスク１７０の間に、水晶ウエハ１６０から個片化された水晶片１２１を間に設けた状態で、蒸着技術またはスパッタリング技術によって水晶片１２１の主面と貫通孔１７１の内部を向く面とで形成される空間内であって、水晶片１２１の所定の位置に金属膜を被着させている。このとき、蒸着源またはスパッタ源から金属分子が飛翔されるときに飛翔方向に高い指向性があるため、水晶片１２１に被着される金属膜の上下方向の厚みがマスク１７０の面の開口部により、マスク１７０の貫通孔１７１の内周面に近い縁部において薄くなる。このため、電極形成工程では、金属膜の上下方向の厚みを貫通孔１７１の内周面の縁部において薄くすることが容易にできるので、励振電極１２２および引出電極１２３の上下方向の高さが励振電極１２２の縁部および引出電極１２３の縁部において上下方向の厚みを容易に薄くすることが可能となる。 In the electrode forming process, the vertical thickness of the portion that becomes the excitation electrode 122 is the outer edge side of the excitation electrode 122 at the edge of the excitation electrode 122 in the portion that becomes the excitation electrode 122 and the portion that becomes the extraction electrode 123 of the crystal piece 121. In this step, the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed by depositing a metal film so as to become thinner as it goes to. In the electrode forming step, a vapor deposition technique or a sputtering technique is performed with a crystal piece 121 separated from the crystal wafer 160 between a pair of masks 170 in which through holes 171 having a predetermined pattern are formed. Thus, a metal film is deposited at a predetermined position of the crystal piece 121 in a space formed by the main surface of the crystal piece 121 and the surface facing the inside of the through hole 171. At this time, when metal molecules are ejected from the vapor deposition source or the sputtering source, there is a high directivity in the flight direction. Therefore, the vertical thickness of the metal film deposited on the crystal piece 121 is the opening on the surface of the mask 170. As a result, the mask 170 becomes thinner at the edge near the inner peripheral surface of the through hole 171. For this reason, in the electrode formation step, the vertical thickness of the metal film can be easily reduced at the edge of the inner peripheral surface of the through-hole 171, so that the vertical height of the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 can be reduced. It is possible to easily reduce the vertical thickness at the edge of the excitation electrode 122 and the edge of the extraction electrode 123.

第二実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、電極形成工程において、個片化された水晶片１２１の所定の位置に、一対のマスク１７０の所定のパターンの貫通孔１７１が位置するように設けて蒸着技術またはスパッタリング技術によって、金属膜を被着させている。従って、第二実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、第一実施形態に係る水晶デバイスの製造方法と比較して、水晶片１２１の一つずつ位置合わせをすることが可能となるため、水晶片１２１の所定の位置に励振電極１２２および引出電極１２３を設けることができ、生産性を向上させることが可能となる。 In the method for manufacturing a crystal device according to the second embodiment, in the electrode forming step, the through holes 171 having a predetermined pattern of the pair of masks 170 are provided at predetermined positions of the separated crystal pieces 121. Then, the metal film is deposited by vapor deposition technique or sputtering technique. Therefore, in the crystal device manufacturing method according to the second embodiment, the crystal pieces 121 can be aligned one by one as compared with the crystal device manufacturing method according to the first embodiment. The excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 can be provided at predetermined positions of the piece 121, and productivity can be improved.

１１０パッケージ
１１０ａ平板部
１１０ｂ枠部
１１１凹部
１１２搭載パッド
１１３外部端子
１１４封止用導体パターン
１２０振動素子
１２１水晶片
１２１ａｍ面
１２２励振電極
１２３引出電極
１３０導電性接着剤
１４０蓋体
１５０接合部材
１６０水晶ウエハ
１７０マスク
１７１貫通孔
110 Package 110a Flat plate portion 110b Frame portion 111 Recess 112 Mounting pad 113 External terminal 114 Sealing conductor pattern 120 Vibration element 121 Crystal piece 121a m surface 122 Excitation electrode 123 Extraction electrode 130 Conductive adhesive 140 Lid 150 Bonding member 160 Crystal Wafer 170 Mask 171 Through-hole

Claims

A crystal piece having a flat plate shape and an m-plane formed on a side surface;
A pair of excitation electrodes provided on both main surfaces of the crystal piece so as to face each other;
A pair of extraction electrodes provided so that one end is connected to the excitation electrode and the other end is located at an end of the main surface of the crystal piece;
A package in which the crystal piece is mounted;
A lid bonded to the package and hermetically sealing the crystal piece;
A crystal device comprising at least
The quartz crystal device, wherein the thickness of the excitation electrode in the vertical direction becomes thinner toward the outer edge side of the excitation electrode at the edge of the excitation electrode.

The crystal device according to claim 1,
A quartz crystal device characterized in that the vertical thickness of the extraction electrode becomes thinner toward the outer edge side of the extraction electrode at the edge of the extraction electrode.

A quartz crystal device according to claim 1 and claim 2,
The excitation electrode and the extraction electrode are formed by laminating a plurality of metal layers,
The quartz crystal device, wherein the surfaces of the metal layers in contact with each other have the same size at the boundary between the metal layers in contact with each other.

A crystal wafer forming step of forming a flat plate crystal wafer having crystal axes which are made of an X axis, a Y axis and a Z axis and are orthogonal to each other;
A crystal piece forming step for forming a portion to be a crystal piece having an m-plane formed on a side surface while being fixed to a predetermined position of the main surface on a predetermined side of the main surface by a photolithography technique and an etching technique. When,
In the portion serving as the excitation electrode and the portion serving as the extraction electrode of the portion serving as the crystal piece, the thickness in the vertical direction of the portion serving as the excitation electrode becomes thinner toward the outer edge side of the excitation electrode at the edge portion of the excitation electrode. An electrode forming step of depositing a metal film to form the excitation electrode and the extraction electrode;
Folding or cutting a predetermined one side of the main surface of the portion that becomes the crystal piece, and a singulation process for dividing the portion that becomes the crystal piece into pieces,
A mounting step of mounting the crystal piece on which the excitation electrode and the extraction electrode are formed in a package;
A sealing step of bonding the package and the lid and hermetically sealing the crystal piece on which the excitation electrode and the extraction electrode are formed;
A method for manufacturing a crystal device, comprising:

A crystal wafer forming step of forming a flat plate crystal wafer having crystal axes which are made of an X axis, a Y axis and a Z axis and are orthogonal to each other;
A crystal piece forming step for forming a portion to be a crystal piece having an m-plane formed on a side surface while being fixed to a predetermined position of the main surface on a predetermined side of the main surface by a photolithography technique and an etching technique. When,
Folding or cutting a predetermined one side of the main surface of the portion that becomes the crystal piece, and a singulation process for dividing the portion that becomes the crystal piece into pieces,
The vertical thickness of the excitation electrode portion and the extraction electrode portion of the crystal piece is such that the thickness in the vertical direction of the excitation electrode portion decreases toward the outer edge side of the excitation electrode at the edge portion of the excitation electrode. An electrode forming step of depositing a metal film and forming the excitation electrode and the extraction electrode;
A mounting step of mounting the crystal piece on which the excitation electrode and the extraction electrode are formed in a package;
A sealing step of bonding the package and the lid and hermetically sealing the crystal piece on which the excitation electrode and the extraction electrode are formed;
A method for manufacturing a crystal device, comprising: