JP2017085412A - Crystal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リッドに振動減衰膜が塗布された水晶デバイスに関する。 The present invention relates to a quartz crystal device in which a vibration damping film is applied to a lid.
所定の周波数で振動する振動部、振動部を囲む枠部、及び振動部と枠部とを連結する連結部を有する水晶振動片と、水晶振動片を両面から挟むベース及びリッドと、から成る水晶デバイスが知られている。このような水晶デバイスでは、振動部の振動が連結部を伝って枠部に漏れることにより、振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）などの電気的特性の再現性が悪くなるという問題がある。また、このような問題は、振動周波数が低周波になるほど顕著になり、水晶デバイスが小型になるほど大きくなる傾向がある。 A quartz crystal comprising a vibrating part that vibrates at a predetermined frequency, a frame part that surrounds the vibrating part, a crystal vibrating piece having a connecting part that connects the vibrating part and the frame part, and a base and a lid that sandwich the crystal vibrating piece from both sides. The device is known. Such a crystal device has a problem that the reproducibility of the electrical characteristics such as the vibration frequency and the crystal impedance (CI) deteriorates due to the vibration of the vibration part leaking to the frame part through the connection part. Further, such a problem becomes more prominent as the vibration frequency becomes lower, and tends to become larger as the crystal device becomes smaller.
これに対して、例えば特許文献１では、連結部に切欠きを形成して連結部に段差を設けることにより、振動部で励起された振動エネルギーが連結部を介して枠部側へ漏れ出ることを防止し、エネルギー損失を低減させる旨が示されている。 On the other hand, for example, in Patent Document 1, by forming a notch in the connecting portion and providing a step in the connecting portion, vibration energy excited by the vibrating portion leaks out to the frame portion side through the connecting portion. It has been shown to prevent energy loss and reduce energy loss.
しかし、特許文献１では振動部の両端に連結部が形成される旨を示しているが、振動部の一方の端のみに連結部が形成される水晶デバイスの連結部に切欠きを形成すると水晶デバイスの耐衝撃性に問題が生じるおそれがある。また、小型化される水晶デバイスに切欠き等の微細な構造を形成する場合には、微細な構造の形状、大きさ等に僅かな違いにより水晶デバイスの性能の個体差が大きくなり、これによって製品の不良率が高くなる可能性がある。 However, Patent Document 1 shows that a connecting portion is formed at both ends of the vibrating portion. However, if a notch is formed in the connecting portion of the crystal device in which the connecting portion is formed only at one end of the vibrating portion, the crystal There may be a problem with the impact resistance of the device. In addition, when a fine structure such as a notch is formed in a crystal device to be miniaturized, individual differences in the performance of the crystal device increase due to slight differences in the shape and size of the fine structure. Product defect rate may be high.
本発明は、振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性が優れた水晶デバイスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a crystal device having excellent reproducibility of vibration frequency and crystal impedance (CI).
第１観点の水晶デバイスは、所定の周波数で振動する振動部、振動部と離れて振動部を囲む枠部、及び振動部と枠部とを連結する連結部を有する水晶振動片と、水晶又はガラスにより形成され、一方の主面が枠部に接合され他方の主面には実装端子が形成されるベースと、水晶又はガラスにより形成され、一方の主面が枠部に接合され振動部を枠部及びベースと共に囲むリッドと、リッドの他方の主面のみに形成され、振動部からの振動を減衰させる振動減衰膜と、を備える。 A crystal device according to a first aspect includes a vibration part that vibrates at a predetermined frequency, a frame part that is separated from the vibration part and surrounds the vibration part, and a crystal vibrating piece having a connecting part that connects the vibration part and the frame part, It is formed of glass, one main surface is joined to the frame portion, and the other main surface is formed with a base on which mounting terminals are formed, and one main surface is made of crystal or glass, and one main surface is joined to the frame portion, A lid that is enclosed with the frame portion and the base, and a vibration damping film that is formed only on the other main surface of the lid and attenuates vibration from the vibration portion.
第２観点の水晶デバイスは、第１観点において、振動減衰膜がエポキシ系樹脂又はシリコーン系樹脂である。 In the crystal device according to the second aspect, in the first aspect, the vibration damping film is an epoxy resin or a silicone resin.
第３観点の水晶デバイスは、第１観点及び第２観点において、振動減衰膜が着色され、印字されている。 In the crystal device according to the third aspect, the vibration damping film is colored and printed in the first aspect and the second aspect.
第４観点の水晶デバイスは、第１観点から第３観点において、振動減衰膜がリッドの他方の主面の全面に形成される。 In the crystal device according to the fourth aspect, the vibration damping film is formed on the entire other main surface of the lid in the first to third aspects.
第５観点の水晶デバイスは、第１観点から第３観点において、振動減衰膜がリッドの他方の主面の外周に接しないように形成されている。 The quartz crystal device of the fifth aspect is formed so that the vibration damping film does not contact the outer periphery of the other main surface of the lid in the first to third aspects.
本発明の水晶デバイスによれば、振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性の悪化を防ぐことができる。 According to the crystal device of the present invention, it is possible to prevent deterioration of the reproducibility of the vibration frequency and the crystal impedance (CI).
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the scope of the present invention is not limited to these forms unless otherwise specified in the following description.
（第１実施形態）
＜水晶デバイス１００の構成＞
図１は、水晶デバイス１００の分解斜視図である。水晶デバイス１００は、ベース１４０と、水晶振動片１２０と、リッド１１０とが積層された構成になっている。また、リッド１１０には振動減衰膜１５０が塗布されている。水晶振動片１２０には、例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットの水晶振動片は、主面（ＸＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＸ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明では、ＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、水晶デバイス１００において、水晶デバイス１００の長手方向をＸ軸方向、水晶デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ軸方向及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。
(First embodiment)
<Configuration of Crystal Device 100>
FIG. 1 is an exploded perspective view of the quartz crystal device 100. The crystal device 100 has a configuration in which a base 140, a crystal vibrating piece 120, and a lid 110 are stacked. Further, a vibration damping film 150 is applied to the lid 110. As the crystal vibrating piece 120, for example, an AT-cut crystal vibrating piece is used. The AT-cut quartz crystal resonator element has a main surface (XZ plane) inclined at 35 degrees 15 minutes from the Z axis in the Y axis direction around the X axis of the crystal axis (XYZ). In the following description, the new axes tilted with respect to the axial direction of the AT-cut quartz crystal vibrating piece are used as the Y ′ axis and the Z ′ axis. That is, in the quartz device 100, the longitudinal direction of the quartz device 100 is defined as the X-axis direction, the height direction of the quartz device 100 is defined as the Y′-axis direction, and the direction perpendicular to the X-axis direction and the Y′-axis direction is described as the Z′-axis direction. To do.
水晶振動片１２０は、所定の周波数で振動する矩形形状の振動部１２１を有し、振動部１２１の外側には振動部１２１と離間して振動部１２１を囲む枠部１２２が設けられている。振動部１２１と枠部１２２とは、振動部１２１の−Ｘ軸側の辺から−Ｘ軸方向に伸びて枠部１２２に到達する連結部１２３によって、互いに連結される。また、水晶振動片１２０は、振動部１２１の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面の中央部１２４ａがその周辺部１２４ｂよりも厚さが厚く形成されるメサ型の水晶振動片として形成されている。 The quartz crystal vibrating piece 120 has a rectangular vibrating portion 121 that vibrates at a predetermined frequency, and a frame portion 122 that surrounds the vibrating portion 121 is provided outside the vibrating portion 121 so as to be separated from the vibrating portion 121. The vibrating part 121 and the frame part 122 are connected to each other by a connecting part 123 that extends in the −X-axis direction from the −X-axis side of the vibrating part 121 and reaches the frame part 122. Further, the quartz crystal vibrating piece 120 is formed as a mesa type quartz crystal vibrating piece in which the central part 124a of the surface on the + Y′-axis side and the −Y′-axis side of the vibrating part 121 is formed thicker than the peripheral part 124b. Has been.
振動部１２１の両主面である＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面の中央部１２４ａには、図１に示されるように、それぞれ励振電極１２８が形成されている。また、各励振電極１２８からは、連結部１２３を介して枠部１２２に引出電極１３０が引き出されている。励振電極１２８は振動部１２１の＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１２８ａと振動部１２１の−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１２８ｂとを含み、引出電極１３０は励振電極１２８ａから引き出される引出電極１３０ａと励振電極１２８ｂから引き出される引出電極１３０ｂとを含んでいる。 As shown in FIG. 1, excitation electrodes 128 are respectively formed on the central part 124 a of the surface on the + Y′-axis side and the surface on the −Y′-axis side, which are both main surfaces of the vibration part 121. In addition, from each excitation electrode 128, an extraction electrode 130 is extracted to the frame portion 122 via the connecting portion 123. The excitation electrode 128 includes an excitation electrode 128a formed on the surface on the + Y′-axis side of the vibration unit 121 and an excitation electrode 128b formed on the surface on the −Y′-axis side of the vibration unit 121. It includes an extraction electrode 130a extracted from the excitation electrode 128a and an extraction electrode 130b extracted from the excitation electrode 128b.
ベース１４０は平板状に形成され、枠部１２２の−Ｙ’軸側の面に接合される。ベース１４０は、ガラス又は水晶等を基材として形成され、振動部１２１に対向するように配置される。また、ベース１４０の−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角にはベース１４０の角が切り取られるように形成される切欠き部１４８ａが形成され、＋Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角には切欠き部１４８ｂが形成されている。ベース１４０の切欠き部１４８ａ、１４８ｂ及び−Ｙ’軸側の面には電極が形成されるが、図１では示されていない。 The base 140 is formed in a flat plate shape and joined to the surface of the frame portion 122 on the −Y′-axis side. The base 140 is formed using glass or quartz as a base material, and is disposed so as to face the vibration part 121. In addition, a notch 148a formed so that a corner of the base 140 is cut off is formed at a corner of the base 140 on the −X axis side on the −X axis side, and a corner on the −Z ′ axis side of the + X axis side is formed. A notch 148b is formed. Electrodes are formed on the notches 148a and 148b and the surface on the −Y′-axis side of the base 140, which are not shown in FIG.
リッド１１０は平板状に形成され、枠部１２２の＋Ｙ’軸側の面に接合される。リッド１１０は、ガラス又は水晶等で形成され、振動部１２１に対向するように配置される。また、リッド１１０の＋Ｙ’軸側の面の全面には振動減衰膜１５０が塗布される。振動減衰膜１５０は、樹脂、例えばエポキシ系樹脂又はシリコーン系樹脂により形成される。 The lid 110 is formed in a flat plate shape and is joined to the surface on the + Y′-axis side of the frame portion 122. The lid 110 is made of glass, quartz, or the like, and is disposed so as to face the vibration unit 121. Further, the vibration damping film 150 is applied to the entire surface of the lid 110 on the + Y′-axis side. The vibration damping film 150 is formed of a resin such as an epoxy resin or a silicone resin.
図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。また、図２は、後述の図３（ｂ）、図４（ａ）、及び図４（ｂ）のＡ−Ａ断面を含んでいる。リッド１１０と枠部１２２とは、非導電性の低融点ガラスである接合材１６０で接合される。また、ベース１４０と枠部１２２とに関しても接合材１６０で接合される。こうして振動部１２１は、リッド１１０、枠部１２２、及びベース１４０で囲まれたキャビティ１０１に密閉封入される。また、振動部１２１は、振動部１２１がリッド１１０及びベース１４０に接触しないように、枠部１２２よりも薄い厚さに形成されている。水晶デバイス１００では、公称周波数に応じて水晶振動片１２０等の寸法が様々に形成される。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. Moreover, FIG. 2 includes the AA cross section of FIG. 3B, FIG. 4A, and FIG. The lid 110 and the frame portion 122 are bonded together by a bonding material 160 that is non-conductive low-melting glass. Further, the base 140 and the frame portion 122 are also joined by the joining material 160. In this way, the vibration part 121 is hermetically sealed in the cavity 101 surrounded by the lid 110, the frame part 122, and the base 140. Further, the vibration part 121 is formed to be thinner than the frame part 122 so that the vibration part 121 does not contact the lid 110 and the base 140. In the crystal device 100, the dimensions of the crystal vibrating piece 120 and the like are variously formed according to the nominal frequency.
ベース１４０の−Ｙ’軸側の面には、プリント基板等に実装されるための実装端子１４５が形成されている。実装端子１４５は、アース電極１４１及び実装電極１４２により構成されている。アース電極１４１は接地される電極であり、実装電極１４２はプリント基板等の電極に接続されることにより水晶デバイス１００を回路として動作させるための電極である。また、切欠き部１４８ａ及び切欠き部１４８ｂの側面にはそれぞれ切欠き部電極１４４が形成される。各切欠き部電極１４４は、引出電極１３０及び実装電極１４２に電気的に接続される。これにより、実装電極１４２は、切欠き部電極１４４及び引出電極１３０を介して励振電極１２８に電気的に接続される。 A mounting terminal 145 to be mounted on a printed circuit board or the like is formed on the surface of the base 140 on the −Y′-axis side. The mounting terminal 145 includes a ground electrode 141 and a mounting electrode 142. The ground electrode 141 is an electrode to be grounded, and the mounting electrode 142 is an electrode for operating the crystal device 100 as a circuit by being connected to an electrode such as a printed board. In addition, a notch electrode 144 is formed on each side surface of the notch 148a and the notch 148b. Each notch electrode 144 is electrically connected to the extraction electrode 130 and the mounting electrode 142. As a result, the mounting electrode 142 is electrically connected to the excitation electrode 128 through the notch electrode 144 and the extraction electrode 130.
図３（ａ）は、図２の点線１８０の拡大図である。圧電振動片１２０に形成される引出電極１３０は、例えば、最下層に形成されるクロム（Ｃｒ）層、クロム（Ｃｒ）層の表面に形成されるニッケルタングステン（ＮｉＷ）層、及びニッケルタングステン（ＮｉＷ）層の表面に形成される金（Ａｕ）層の３つの層により形成される。これらの各層は、スパッタ又は蒸着等により形成される。励振電極１２８も引出電極１３０と同様の構成により形成される。また、ベース１４０に形成される実装端子１４５及び切欠き部電極１４４は、スパッタ又は蒸着等により形成される第１膜１９２Ａと、第１膜１９２Ａの表面に形成され、メッキにより形成される第２膜１９２Ｂと、により構成される。第１膜１９２Ａは、例えば、最下層に形成されるクロム（Ｃｒ）層、クロム（Ｃｒ）層の表面に形成されるニッケルタングステン（ＮｉＷ）層、及びニッケルタングステングステン（ＮｉＷ）層の表面に形成される金（Ａｕ）層により構成される。また、第２膜１９２Ｂは、例えば、第１膜１９２Ａの表面に形成されるニッケル（Ｎｉ）層と、ニッケル（Ｎｉ）層の表面に形成される金（Ａｕ）層と、により形成される。 FIG. 3A is an enlarged view of a dotted line 180 in FIG. The extraction electrode 130 formed on the piezoelectric vibrating piece 120 includes, for example, a chromium (Cr) layer formed on the lowermost layer, a nickel tungsten (NiW) layer formed on the surface of the chromium (Cr) layer, and nickel tungsten (NiW). ) Three layers of gold (Au) layer formed on the surface of the layer. Each of these layers is formed by sputtering or vapor deposition. The excitation electrode 128 is also formed with the same configuration as the extraction electrode 130. Further, the mounting terminal 145 and the notch electrode 144 formed on the base 140 are formed on the surface of the first film 192A formed by sputtering or vapor deposition, and the surface of the first film 192A, and are formed by plating. And a film 192B. For example, the first film 192A is formed on the surface of the chromium (Cr) layer formed on the lowermost layer, the nickel tungsten (NiW) layer formed on the surface of the chromium (Cr) layer, and the surface of the nickel tungsten gusten (NiW) layer. It is constituted by a gold (Au) layer. The second film 192B is formed of, for example, a nickel (Ni) layer formed on the surface of the first film 192A and a gold (Au) layer formed on the surface of the nickel (Ni) layer.
図３（ｂ）は、水晶デバイス１００の下面図である。ベース１４０の−Ｙ’軸側の面には、実装端子１４５を構成する４つの電極が形成されている。ベース１４０は略矩形形状に形成されており四隅を有するが、実装端子１４５を構成する４つの電極はこの四隅に形成されている。ベース１４０の−Ｙ’軸側の面の＋Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の隅及び−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の隅には、それぞれ実装電極１４２が形成されている。各実装電極１４２は切欠き部電極１４４に電気的に接続されている。また、ベース１４０の−Ｙ’軸側の面の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の隅及び−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の隅には、アース電極１４１が形成される。 FIG. 3B is a bottom view of the crystal device 100. Four electrodes forming the mounting terminal 145 are formed on the surface of the base 140 on the −Y′-axis side. The base 140 is formed in a substantially rectangular shape and has four corners, and the four electrodes constituting the mounting terminal 145 are formed in the four corners. Mounting electrodes 142 are respectively formed at a corner on the −Z ′ axis side on the + X axis side and a corner on the + Z ′ axis side on the −X axis side of the surface on the −Y ′ axis side of the base 140. Each mounting electrode 142 is electrically connected to the notch electrode 144. In addition, ground electrodes 141 are formed at the + Z′-axis side corner of the base 140 −Y′-axis side surface and the −Z′-axis side corner of the −X-axis side.
図４（ａ）は、水晶振動片１２０の上面図である。水晶振動片１２０には、振動部１２１と枠部１２２との間に水晶振動片１２０をＹ’軸方向に貫通する貫通溝１３２が形成されている。また、振動部１２１と枠部１２２とは連結部１２３を介して接続されている。振動部１２１には励振電極１２８が形成されており、＋Ｙ’軸側の面に形成された励振電極１２８ａからは連結部１２３を介して枠部１２２に引出電極１３０ａが引き出されている。引出電極１３０ａは、貫通溝１３２の側面１３４を介して枠部１２２の−Ｙ’軸側の面に引き出されている。 FIG. 4A is a top view of the quartz crystal vibrating piece 120. In the crystal vibrating piece 120, a through groove 132 that penetrates the crystal vibrating piece 120 in the Y′-axis direction is formed between the vibrating portion 121 and the frame portion 122. In addition, the vibration part 121 and the frame part 122 are connected via a connecting part 123. An excitation electrode 128 is formed on the vibration part 121, and an extraction electrode 130 a is drawn from the excitation electrode 128 a formed on the surface on the + Y′-axis side to the frame part 122 via the connection part 123. The extraction electrode 130 a is extracted to the surface on the −Y′-axis side of the frame portion 122 through the side surface 134 of the through groove 132.
図４（ｂ）は、水晶振動片１２０の下面図である。振動部１２１の−Ｙ’軸側の面に形成された励振電極１２８ｂからは、引出電極１３０ｂが引き出されている。引出電極１３０ｂは、励振電極１２８ｂから−Ｘ軸方向に伸び、さらに枠部１２２の−Ｘ軸側及び−Ｚ’軸側の部分を通って、枠部１２２の−Ｙ’軸側の面であって、−Ｚ’軸側かつ＋Ｘ軸側の角部まで伸びる。また、振動部１２１の＋Ｙ’軸側の面に形成された励振電極１２８ａから引き出される引出電極１３０ａは、貫通溝１３２の側面１３４を介して枠部１２２の−Ｙ’軸側の面の＋Ｚ’軸側かつ−Ｘ軸側の角部まで伸びる。 FIG. 4B is a bottom view of the quartz crystal vibrating piece 120. An extraction electrode 130 b is extracted from the excitation electrode 128 b formed on the surface at the −Y′-axis side of the vibration unit 121. The extraction electrode 130b extends from the excitation electrode 128b in the −X-axis direction, and further passes through the −X-axis side and −Z′-axis side portions of the frame portion 122 to form a surface on the −Y′-axis side of the frame portion 122. Thus, it extends to the corner on the −Z ′ axis side and the + X axis side. In addition, the extraction electrode 130 a drawn from the excitation electrode 128 a formed on the surface at the + Y′-axis side of the vibration part 121 is + Z ′ of the surface at the −Y′-axis side of the frame part 122 through the side surface 134 of the through groove 132. It extends to the corner on the axis side and on the −X axis side.
＜水晶デバイス１００の製造方法＞
図５は、水晶デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。以下に、図５のフローチャートを参照して水晶デバイス１００の製造方法を説明する。
<Method for Manufacturing Crystal Device 100>
FIG. 5 is a flowchart showing a method for manufacturing the crystal device 100. Below, the manufacturing method of the crystal device 100 is demonstrated with reference to the flowchart of FIG.
ステップＳ１０１では、水晶ウエハが用意される。ステップＳ１０１は、水晶ウエハを用意する工程である。ステップＳ１０１では、まず水晶により形成されたベアウエハが用意される。次に、ベアウエハがエッチングされることにより振動部１２１の厚さの調整及び貫通溝１３２の形成等が行われる。さらに励振電極１２８及び引出電極１３０が形成されて水晶ウエハに複数の水晶振動片１２０が形成される。 In step S101, a quartz wafer is prepared. Step S101 is a process of preparing a quartz wafer. In step S101, first, a bare wafer formed of quartz is prepared. Next, the thickness of the vibration part 121 and the formation of the through groove 132 are performed by etching the bare wafer. Further, the excitation electrode 128 and the extraction electrode 130 are formed, and a plurality of crystal vibrating pieces 120 are formed on the crystal wafer.
ステップＳ１０２では、ベースウエハが用意される。ベースウエハには、複数のベース１４０が形成される。ステップＳ１０２では、まずガラス又は水晶等で形成されたベアウエハが用意される。次に、このベアウエハをエッチングして切欠き部１４８ａ、１４８ｂを形成する。ステップＳ１０２は、ベースウエハを用意する工程である。 In step S102, a base wafer is prepared. A plurality of bases 140 are formed on the base wafer. In step S102, first, a bare wafer formed of glass or quartz is prepared. Next, this bare wafer is etched to form notches 148a and 148b. Step S102 is a step of preparing a base wafer.
ステップＳ１０３では、リッドウエハが用意される。リッドウエハには、複数のリッド１１０が形成される。ステップＳ１０２では、まずガラス又は水晶等により形成されたベアウエハが用意される。ステップＳ１０３は、リッドウエハＷ１１０を用意する工程である。 In step S103, a lid wafer is prepared. A plurality of lids 110 are formed on the lid wafer. In step S102, a bare wafer formed of glass or quartz is prepared first. Step S103 is a process of preparing the lid wafer W110.
ステップＳ１０４では、接合材１６０により水晶ウエハとベースウエハとが接合される。ステップＳ１０４は、水晶ウエハとベースウエハとの接合工程である。ステップＳ１０４では、水晶ウエハの−Ｙ’軸側の面とベースウエハの＋Ｙ’軸側の面とが重なるように接合材１６０を介して互いに接合される。 In step S <b> 104, the crystal wafer and the base wafer are bonded by the bonding material 160. Step S104 is a bonding process between the crystal wafer and the base wafer. In step S104, the −Y′-axis side surface of the quartz wafer and the + Y′-axis side surface of the base wafer are bonded to each other via the bonding material 160 so as to overlap.
ステップＳ１０５では、接合材１６０により水晶ウエハとリッドウエハとが接合される。ステップＳ１０５は、水晶ウエハとリッドウエハとの接合工程である。ステップＳ１０５では、水晶ウエハの＋Ｙ’軸側の面とリッドウエハの−Ｙ’軸側の面とが重なるように接合材１６０を介して互いに接合される。ステップＳ１０４及びステップＳ１０５によって、リッドウエハ、水晶ウエハ、及びベースウエハが積層した積層ウエハが形成される。 In step S <b> 105, the crystal wafer and the lid wafer are bonded by the bonding material 160. Step S105 is a bonding process of the crystal wafer and the lid wafer. In step S105, the surface of the quartz wafer on the + Y′-axis side and the surface of the lid wafer on the −Y′-axis side are bonded to each other via the bonding material 160. By step S104 and step S105, a laminated wafer in which a lid wafer, a quartz wafer, and a base wafer are laminated is formed.
ステップＳ１０６では、実装端子１４５及び切欠き部電極１４４が形成される。積層ウエハの−Ｙ’軸側の面であるベースウエハ側の面からスパッタ又は蒸着などによってクロム（Ｃｒ）層、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）層、及び金（Ａｕ）層が順次形成されることにより第１膜１９２Ａが形成され、さらに無電解メッキによりニッケル（Ｎｉ）膜及び金（Ａｕ）膜が形成されることにより第２膜１９２Ｂが形成される（図３（ａ）参照）。これにより、実装端子１４５及び切欠き部電極１４４が形成される。 In step S106, the mounting terminal 145 and the notch electrode 144 are formed. A chromium (Cr) layer, a nickel tungsten (NiW) layer, and a gold (Au) layer are sequentially formed from the surface on the base wafer side, which is the surface on the −Y′-axis side of the laminated wafer, by sputtering or vapor deposition. The first film 192A is formed, and the second film 192B is formed by forming a nickel (Ni) film and a gold (Au) film by electroless plating (see FIG. 3A). Thereby, the mounting terminal 145 and the notch electrode 144 are formed.
ステップＳ１０７では、積層ウエハに振動減衰膜１５０が形成される。ステップＳ１０７は、振動減衰膜の形成工程である。振動減衰膜１５０は、積層ウエハの＋Ｙ’軸側の面であるリッドウエハ側の面の全面に、エポキシ系樹脂又はシリコーン系樹脂等の液状硬化樹脂が、刷毛、スプレー、スピンコート、浸漬、転写、又はスクリーン印刷等により塗布されることにより形成される。 In step S107, the vibration damping film 150 is formed on the laminated wafer. Step S107 is a process of forming a vibration damping film. The vibration damping film 150 is formed by applying a liquid curable resin such as an epoxy resin or a silicone resin on the entire surface of the lid wafer side which is the + Y′-axis side surface of the laminated wafer, such as brush, spray, spin coating, immersion, transfer, Or it forms by apply | coating by screen printing etc.
ステップＳ１０８では、積層ウエハがダイシングにより切断される。ステップＳ１０８は、切断工程である。積層ウエハがダイシングにより切断されることにより、個片になった水晶デバイス１００が形成される。 In step S108, the laminated wafer is cut by dicing. Step S108 is a cutting process. When the laminated wafer is cut by dicing, the crystal device 100 is formed as a single piece.
ステップＳ１０９では、水晶デバイス１００の出荷前検査が行われる。出荷前検査では、水晶デバイス１００のクリスタルインピーダンス（ＣＩ）及び振動周波数等が測定される。出荷前検査で測定項目が所定の数値範囲に入らなかった場合には、その水晶デバイス１００は出荷対象から外される。 In step S109, a pre-shipment inspection of the crystal device 100 is performed. In the pre-shipment inspection, the crystal impedance (CI), vibration frequency, and the like of the crystal device 100 are measured. If the measurement item does not fall within the predetermined numerical range in the pre-shipment inspection, the crystal device 100 is removed from the shipment target.
＜水晶デバイスの検査方法＞
水晶デバイスの出荷前検査では、主に振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）が測定される。以下に、水晶デバイスの出荷前検査における振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の測定方法について説明する。
<Inspection method of crystal device>
In the pre-shipment inspection of the crystal device, the vibration frequency and the crystal impedance (CI) are mainly measured. Hereinafter, a method for measuring the vibration frequency and crystal impedance (CI) in the pre-shipment inspection of the crystal device will be described.
図６（ａ）は、公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイスにおいて、ドライブレベルを振った場合の振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））を示した図である。図６（ａ）を参照して、水晶デバイスの振動周波数の検査を説明する。水晶デバイスの振動周波数の検査は、ドライブレベル（ＤＬ）を変化させて振動周波数を測定することにより行う。ここで、ドライブレベル（ＤＬ）とは、水晶デバイスに印加される電力である。図６（ａ）では、横軸にドライブレベル（ＤＬ）の測定の順番が示され、縦軸に振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））が示されている。 FIG. 6A is a diagram showing a change amount (dF / F (ppm)) of a vibration frequency when a drive level is swung in a quartz crystal device designed to have a nominal frequency of 30 MHz. With reference to Fig.6 (a), the test | inspection of the vibration frequency of a crystal device is demonstrated. The inspection of the vibration frequency of the quartz device is performed by changing the drive level (DL) and measuring the vibration frequency. Here, the drive level (DL) is power applied to the crystal device. In FIG. 6A, the horizontal axis represents the drive level (DL) measurement order, and the vertical axis represents the vibration frequency change amount (dF / F (ppm)).
振動周波数の測定は、初めに所定のドライブレベルＤＬ１で水晶デバイスの振動周波数の測定を行う。次にＤＬ１よりも印加する電力が大きいドライブレベルＤＬ２により振動周波数を測定し、さらにＤＬ２よりも印加する電力が大きいドライブレベルＤＬ３により振動周波数を測定し、そしてＤＬ３よりも印加する電力が大きいドライブレベルＤＬ４により振動周波数を測定する。すなわち、印加する電力の小さいドライブレベルから徐々に印加する電力を大きくしながら振動周波数を測定することになる。このＤＬ１からＤＬ４までの印加する電力を大きくしながら振動周波数を測定する過程を往路とすると、図６（ａ）では白抜き矢印に沿って往路の測定が示されている。また、ＤＬ４で振動周波数の測定を行った後は、ＤＬ３、ＤＬ２、ＤＬ１の順番で徐々に印加する電力を小さくしながら振動周波数を測定する。このＤＬ４からＤＬ１までの印加する電力を小さくしながら振動周波数を測定する過程を復路とすると、図６（ａ）では黒矢印に沿って復路の測定が示されている。図６（ａ）の横軸は、最も左側のドライブレベルから右方向に順番に測定することを示している。 In the measurement of the vibration frequency, first, the vibration frequency of the crystal device is measured at a predetermined drive level DL1. Next, the vibration frequency is measured by a drive level DL2 having a higher power applied than DL1, the vibration frequency is measured by a drive level DL3 having a larger power applied than DL2, and the drive level having a higher power applied than DL3. The vibration frequency is measured by DL4. That is, the vibration frequency is measured while gradually increasing the applied power from the drive level where the applied power is small. Assuming that the process of measuring the vibration frequency while increasing the power applied from DL1 to DL4 is the forward path, FIG. 6A shows the measurement of the forward path along the white arrow. After the vibration frequency is measured with DL4, the vibration frequency is measured while gradually reducing the power applied in the order of DL3, DL2, and DL1. Assuming that the process of measuring the vibration frequency while reducing the power applied from DL4 to DL1 is the return path, FIG. 6A shows the measurement of the return path along the black arrow. The horizontal axis in FIG. 6A indicates that the measurement is sequentially performed in the right direction from the leftmost drive level.
図６（ａ）の縦軸に示される振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））は、最初に測定されるＤＬ１の振動周波数に対して、その後に測定される振動周波数の変化量の割合を示している。すなわち、ｄＦ／Ｆの分母の「Ｆ」は最初に測定されるＤＬ１の振動周波数を示しており、「ｄＦ」は後に測定される振動周波数から最初に測定されるＤＬ１の振動周波数を引いた値を示している。例えば、往路におけるＤＬ２の振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））は、往路におけるＤＬ２の振動周波数から往路におけるＤＬ１の振動周波数を引いた値を往路におけるＤＬ１の振動周波数で割った値である。図６（ａ）では往路におけるＤＬ２の振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））が０．０３ｐｐｍを示しており、これは往路におけるＤＬ１の振動周波数が３０ＭＨｚである場合に、往路におけるＤＬ２で０．９Ｈｚだけ振動周波数が変化したことを示している。 The change amount (dF / F (ppm)) of the vibration frequency shown on the vertical axis in FIG. 6A is the change amount of the vibration frequency measured after that with respect to the vibration frequency of DL1 measured first. Shows the percentage. That is, “F” in the denominator of dF / F indicates the vibration frequency of DL1 measured first, and “dF” is a value obtained by subtracting the vibration frequency of DL1 measured first from the vibration frequency measured later. Is shown. For example, the change amount (dF / F (ppm)) of the DL2 vibration frequency in the forward path is a value obtained by subtracting the DL1 vibration frequency in the forward path from the DL2 vibration frequency in the forward path by the DL1 vibration frequency in the forward path. is there. In FIG. 6A, the change amount (dF / F (ppm)) of the vibration frequency of DL2 in the forward path is 0.03 ppm. This is the case when the vibration frequency of DL1 in the forward path is 30 MHz. This shows that the vibration frequency has changed by 0.9 Hz.
図６（ａ）では、往路におけるＤＬ１と復路におけるＤＬ１との振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））の差がΔＦ１、往路におけるＤＬ２と復路におけるＤＬ２との振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））の差がΔＦ２、往路におけるＤＬ３と復路におけるＤＬ３との振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））の差がΔＦ３として示されている。図６（ａ）では、ΔＦ１が０．１８ｐｐｍ（＝０．１８ｐｐｍ−０ｐｐｍ）、ΔＦ２が０．２５ｐｐｍ（＝０．２８ｐｐｍ−０．０３ｐｐｍ）、ΔＦ３が０．１５ｐｐｍ（＝０．５２ｐｐｍ−０．３７ｐｐｍ）である。このΔＦ１、ΔＦ２、ΔＦ３が小さければ小さいほど振動周波数の再現性が高いことになり、水晶デバイスとして好ましい。 In FIG. 6A, the difference in vibration frequency change amount (dF / F (ppm)) between DL1 in the forward path and DL1 in the return path is ΔF1, and the change amount in vibration frequency (dF) between DL2 in the forward path and DL2 in the return path. / F (ppm)) is shown as ΔF2, and the difference in vibration frequency variation (dF / F (ppm)) between DL3 on the forward path and DL3 on the return path is shown as ΔF3. In FIG. 6A, ΔF1 is 0.18 ppm (= 0.18 ppm-0 ppm), ΔF2 is 0.25 ppm (= 0.28 ppm-0.03 ppm), and ΔF3 is 0.15 ppm (= 0.52 ppm-0. 37 ppm). The smaller ΔF1, ΔF2, and ΔF3, the higher the reproducibility of the vibration frequency, which is preferable as a crystal device.
図６（ｂ）は、公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイスにおいて、ドライブレベルを振った場合のクリスタルインピーダンス（ＣＩ）を示した図である。図６（ｂ）を参照して、水晶デバイスのクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の検査を説明する。図６（ｂ）の横軸には図６（ａ）と同様のドライブレベルの測定の順番が示されており、図６（ｂ）の縦軸にはクリスタルインピーダンス（ＣＩ）が示されている。往路が白抜き矢印で示されており、復路が黒矢印で示されている。 FIG. 6B is a diagram showing the crystal impedance (CI) when the drive level is varied in a crystal device designed to have a nominal frequency of 30 MHz. With reference to FIG. 6B, the inspection of the crystal impedance (CI) of the crystal device will be described. The horizontal axis of FIG. 6B shows the drive level measurement sequence similar to FIG. 6A, and the vertical axis of FIG. 6B shows the crystal impedance (CI). . The forward path is indicated by a white arrow, and the return path is indicated by a black arrow.
図６（ｂ）では、往路におけるＤＬ１と復路におけるＤＬ１とのクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の差がΔＣＩ１、往路におけるＤＬ２と復路におけるＤＬ２とのクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の差がΔＣＩ２、往路におけるＤＬ３と復路におけるＤＬ３とのクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の差がΔＣＩ３として示されている。図６（ｂ）では、ΔＣＩ１が１．７Ω（＝４４．１１Ω−４２．４１Ω）、ΔＣＩ２が１．６１Ω（＝４４．１８Ω−４２．５７Ω）、ΔＣＩ３が１．１６Ω（＝４３．６６Ω−４２．５Ω）である。このΔＣＩ１、ΔＣＩ２、ΔＣＩ３が小さければ小さいほどクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性が高いことになり、好ましい。 In FIG. 6B, the difference in crystal impedance (CI) between DL1 in the forward path and DL1 in the return path is ΔCI1, the difference in crystal impedance (CI) between DL2 in the forward path and DL2 in the return path is ΔCI2, and DL3 and return path in the forward path. The difference in crystal impedance (CI) from DL3 is shown as ΔCI3. In FIG. 6B, ΔCI1 is 1.7Ω (= 44.11Ω−42.41Ω), ΔCI2 is 1.61Ω (= 44.18Ω−42.57Ω), and ΔCI3 is 1.16Ω (= 43.66Ω−). 42.5Ω). The smaller ΔCI1, ΔCI2, and ΔCI3, the higher the reproducibility of crystal impedance (CI), which is preferable.
＜水晶デバイスにおけるハンダ付けの効果＞
水晶デバイスでは、実装端子にハンダ付けすることにより水晶デバイスの振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）が変化する。以下に、ハンダ付けの効果及び問題点について説明する。
<Effect of soldering in quartz device>
In the crystal device, the vibration frequency and crystal impedance (CI) of the crystal device are changed by soldering to the mounting terminal. The effects and problems of soldering will be described below.
図７（ａ）は、振動減衰膜が形成されていない水晶デバイスの実装端子にハンダ付けする前の振動周波数の変化量の差（ΔＦ）とクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量（ΔＣＩ）との関係を示した図である。図７（ａ）では、振動減衰膜が形成されていない公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイスにおけるΔＦとΔＣＩとの関係が示されている。図７（ａ）の横軸には振動周波数の変化量の差（ΔＦ）が示されている。ここでΔＦとは、図６（ａ）と同様の検査においてΔＦ１、ΔＦ２、ΔＦ３の中の最も大きい値を示しており、例えば、図６（ａ）では、ΔＦ２が最も大きいのでΔＦ２の値がΔＦとして選択される。また、図７（ａ）の縦軸にはクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量（ΔＣＩ）が示されている。ここでΔＣＩとは、図６（ｂ）と同様の検査においてΔＣＩ１、ΔＣＩ２、ΔＣＩ３の中の最も大きい値が示されており、例えば、図６（ｂ）では、ΔＣＩ１が最も大きいのでΔＣＩ１の値がΔＣＩとして選択される。図７（ａ）では、ΔＦが０．９９４ｐｐｍ以下の範囲に分布し、ΔＣＩが８．６３５Ω以下の範囲に分布している。 FIG. 7A shows the difference between the change amount (ΔF) of the vibration frequency and the change amount (ΔCI) of the crystal impedance (CI) before soldering to the mounting terminal of the crystal device on which the vibration damping film is not formed. It is the figure which showed the relationship. FIG. 7A shows the relationship between ΔF and ΔCI in a quartz crystal device designed to have a nominal frequency of 30 MHz without a vibration damping film. The horizontal axis of FIG. 7A shows the difference (ΔF) in the change amount of the vibration frequency. Here, ΔF indicates the largest value among ΔF1, ΔF2, and ΔF3 in the same inspection as in FIG. 6A. For example, in FIG. 6A, since ΔF2 is the largest, the value of ΔF2 is Selected as ΔF. In addition, the vertical axis of FIG. 7A shows the change amount (ΔCI) of crystal impedance (CI). Here, ΔCI indicates the largest value among ΔCI1, ΔCI2, and ΔCI3 in the same inspection as in FIG. 6B. For example, in FIG. 6B, ΔCI1 is the largest, and thus the value of ΔCI1. Is selected as ΔCI. In FIG. 7A, ΔF is distributed in a range of 0.994 ppm or less, and ΔCI is distributed in a range of 8.635Ω or less.
図７（ｂ）は、図７（ａ）の水晶デバイスの実装端子にハンダ付けした後の振動周波数の変化量の差（ΔＦ）とクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量（ΔＣＩ）との関係を示した図である。図７（ｂ）では、図７（ａ）の公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイスに実装端子にハンダ付けした後のΔＦとΔＣＩとの関係が示されている。図７（ｂ）では、ΔＦが０．１５ｐｐｍ以下の範囲に分布し、ΔＣＩが１．７Ω以下の範囲に分布している。図７（ｂ）の結果を図７（ａ）の結果と比較すると、ハンダ付けすることによりΔＦの分布範囲が１／６以下になり、ΔＣＩの分布範囲が１／５以下になっているため、ハンダ付けすることにより振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性が大幅に良化していることが分かる。 FIG. 7B shows the relationship between the difference (ΔF) in the change amount of the vibration frequency after soldering to the mounting terminal of the crystal device in FIG. 7A and the change amount (ΔCI) in the crystal impedance (CI). FIG. FIG. 7B shows the relationship between ΔF and ΔCI after the mounting terminals are soldered to the crystal device designed to have a nominal frequency of 30 MHz in FIG. 7A. In FIG. 7B, ΔF is distributed in the range of 0.15 ppm or less, and ΔCI is distributed in the range of 1.7Ω or less. When the result of FIG. 7B is compared with the result of FIG. 7A, the distribution range of ΔF becomes 1/6 or less and the distribution range of ΔCI becomes 1/5 or less by soldering. It can be seen that the reproducibility of vibration frequency and crystal impedance (CI) is greatly improved by soldering.
水晶デバイスの出荷前検査は実装端子にハンダ付けされない状態（図７（ａ）の状態）で行われるが、水晶デバイスをエンドユーザが使用する場合には実装端子がユーザの実装基板にハンダ付けされた状態（図７（ｂ）の状態）になる。従って、図７（ａ）、（ｂ）から分かるように、すなわち、実際の使用に際して問題ない製品であっても出荷前検査で不良品とされる場合があり、これによって歩留まりが悪くなり、原価が上昇するという問題がある。とはいえ、出荷前に実装端子にハンダ付をすることは、エンドユーザの要求によりできない。この対策として本発明（振動減衰膜を形成すること）は意味を持つ。 The pre-shipment inspection of the crystal device is performed in a state where it is not soldered to the mounting terminal (the state shown in FIG. 7A). However, when the end user uses the crystal device, the mounting terminal is soldered to the user's mounting board. (A state shown in FIG. 7B). Therefore, as can be seen from FIGS. 7 (a) and 7 (b), that is, even products that do not have a problem in actual use may be rejected by the pre-shipment inspection, resulting in poor yield and cost. There is a problem of rising. However, it is not possible to solder the mounting terminals before shipment at the request of the end user. The present invention (forming a vibration damping film) has a meaning as a countermeasure.
＜水晶デバイス１００の検査結果＞
以下に、水晶デバイス１００の検査結果及び振動減衰膜１５０の効果について説明する。なお、以降に示される測定結果は、全て実装端子にハンダ付けされていない状態で行われている。
<Inspection result of crystal device 100>
Below, the test result of the crystal device 100 and the effect of the vibration damping film 150 will be described. In addition, all the measurement results shown hereafter are performed in the state which is not soldered to the mounting terminal.
図８（ａ）は、振動減衰膜が形成されない公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイスにおいて、振動周波数の変化量の差（ΔＦ）とクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量（ΔＣＩ）との関係を示した図である。すなわち、図８（ａ）の測定条件は、図７（ａ）と同じである。また、図８（ａ）の測定に用いられた水晶デバイスは、図１に示される水晶デバイス１００において公称周波数が３０ＭＨｚになるように水晶振動片１２０等の寸法が設計され、振動減衰膜１５０が形成されない水晶デバイスである。水晶デバイスに振動減衰膜が形成されない場合には、ΔＦは１．２３ｐｐｍ以下、ΔＣＩは１２．６５Ω以下の範囲内に分布している。 FIG. 8A shows the relationship between the difference (ΔF) in the change amount of the vibration frequency and the change amount (ΔCI) in the crystal impedance (CI) in the quartz crystal device designed to have a nominal frequency of 30 MHz where the vibration damping film is not formed. It is a figure. That is, the measurement conditions in FIG. 8A are the same as those in FIG. The crystal device used for the measurement of FIG. 8A is designed such that the crystal resonator element 120 and the like have a nominal frequency of 30 MHz in the crystal device 100 shown in FIG. It is a crystal device that is not formed. When a vibration damping film is not formed on the quartz device, ΔF is distributed within a range of 1.23 ppm or less and ΔCI is distributed within a range of 12.65Ω or less.
図８（ｂ）は、振動減衰膜１５０が形成された公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイス１００において、振動周波数の変化量の差（ΔＦ）とクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量（ΔＣＩ）との関係を示した図である。図８（ｂ）で測定に用いられた水晶デバイス１００は、図８（ａ）の水晶デバイスのリッドに個別にエポキシ系樹脂を塗布して振動減衰膜１５０を形成したものである。図８（ｂ）の測定に用いられた水晶デバイス１００は、ΔＦが０．０８ｐｐｍ以下、ΔＣＩが１．１６Ω以下の範囲内に分布しており、図８（ａ）の結果と比較するとΔＦの分布範囲が１／１５以下、ΔＣＩの分布範囲が１／１０以下に低下しており、振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性が大幅に良化していることが分かる。 FIG. 8 (b) shows the difference between the difference (ΔF) in the change amount of the vibration frequency and the change amount (ΔCI) in the crystal impedance (CI) in the quartz crystal device 100 designed to have a nominal frequency of 30 MHz on which the vibration damping film 150 is formed. It is the figure which showed the relationship. The crystal device 100 used for the measurement in FIG. 8B is obtained by individually applying an epoxy resin to the lid of the crystal device in FIG. 8A to form the vibration damping film 150. The quartz crystal device 100 used in the measurement of FIG. 8B is distributed in a range where ΔF is 0.08 ppm or less and ΔCI is 1.16 Ω or less. Compared with the result of FIG. It can be seen that the distribution range is 1/15 or less and the distribution range of ΔCI is reduced to 1/10 or less, and the reproducibility of vibration frequency and crystal impedance (CI) is greatly improved.
図８（ｃ）は、振動減衰膜が形成されない公称周波数３８．４ＭＨｚに設計した水晶デバイスにおいて、振動周波数の変化量の差（ΔＦ）とクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量（ΔＣＩ）との関係を示した図である。図８（ｃ）の測定に用いられた水晶デバイスは、図１に示される水晶デバイス１００において公称周波数が３８．４ＭＨｚになるように水晶振動片１２０等の寸法が設計され、振動減衰膜１５０が形成されない水晶デバイスである。図８（ｃ）では、ΔＦが０．２６ｐｐｍ以下、ΔＣＩが１．８３Ω以下の範囲内に分布している。 FIG. 8 (c) shows the relationship between the difference (ΔF) in the change amount of the vibration frequency and the change amount (ΔCI) in the crystal impedance (CI) in the quartz crystal device designed to have a nominal frequency of 38.4 MHz where the vibration damping film is not formed. FIG. The crystal device used in the measurement of FIG. 8C is designed such that the crystal resonator element 120 and the like are dimensioned so that the nominal frequency is 38.4 MHz in the crystal device 100 shown in FIG. It is a crystal device that is not formed. In FIG. 8C, ΔF is distributed within a range of 0.26 ppm or less and ΔCI is 1.83Ω or less.
図８（ｄ）は、振動減衰膜１５０が形成された公称周波数３８．４ＭＨｚに設計した水晶デバイス１００において、振動周波数の変化量の差（ΔＦ）とクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量（ΔＣＩ）との関係を示した図である。図８（ｄ）で測定に用いられた水晶デバイス１００は、図８（ｃ）の水晶デバイスのリッドに個別にエポキシ系樹脂を塗布して振動減衰膜１５０を形成したものである。図８（ｄ）では、ΔＦが０．０３ｐｐｍ以下、ΔＣＩが０．５８Ω以下の範囲内に分布しており、図８（ｃ）の結果と比較するとΔＦの分布範囲が１／８以下、ΔＣＩの分布範囲が１／３以下に低下しており、振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性が大幅に良化していることが分かる。 FIG. 8D shows the difference (ΔF) in the change amount of the vibration frequency (ΔF) and the change amount (ΔCI) in the crystal impedance (CI) in the crystal device 100 designed with the nominal frequency of 38.4 MHz on which the vibration damping film 150 is formed. It is the figure which showed the relationship. The quartz crystal device 100 used for measurement in FIG. 8D is obtained by individually applying an epoxy resin to the lid of the quartz crystal device in FIG. In FIG. 8D, ΔF is distributed within the range of 0.03 ppm or less and ΔCI is within the range of 0.58Ω or less. Compared with the result of FIG. 8C, the distribution range of ΔF is 1/8 or less, ΔCI. It can be seen that the reproducibility of vibration frequency and crystal impedance (CI) is greatly improved.
図９（ａ）は、振動減衰膜が形成されない公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイスにおいて、周波数測定回数に対する振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））を示した図である。図９（ａ）には１２個の水晶デバイスに関する測定結果が示されている。測定は１個の水晶デバイスに対して同じドライブレベルで５回行われ、振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））は後に行われた測定の振動周波数から１回目の測定の振動周波数を引いた値を１回目の測定の振動周波数で割った値を示している。例えば、測定回数が３回目の振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））は、３回目の測定の振動周波数から１回目の測定の振動周波数を引き、この値を１回目の測定の振動周波数の値で割った値である。図９（ａ）では、振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））が−１．８ｐｐｍから２．９３ｐｐｍの間で変化しており、振れ幅が４．７３ｐｐｍである。 FIG. 9A is a diagram showing a change amount (dF / F (ppm)) of a vibration frequency with respect to the number of frequency measurements in a quartz crystal device designed to have a nominal frequency of 30 MHz where a vibration damping film is not formed. FIG. 9A shows the measurement results for 12 crystal devices. The measurement is performed five times for one crystal device at the same drive level, and the amount of change in vibration frequency (dF / F (ppm)) is the vibration frequency of the first measurement from the vibration frequency of the measurement performed later. A value obtained by dividing the subtracted value by the vibration frequency of the first measurement is shown. For example, the amount of vibration frequency change (dF / F (ppm)) for the third measurement is subtracted from the vibration frequency of the first measurement from the vibration frequency of the third measurement, and this value is used as the vibration of the first measurement. It is the value divided by the frequency value. In FIG. 9A, the amount of change in vibration frequency (dF / F (ppm)) varies between −1.8 ppm and 2.93 ppm, and the fluctuation width is 4.73 ppm.
図９（ｂ）は、振動減衰膜１５０が形成された公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイス１００において、周波数測定回数に対する振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））を示した図である。図９（ｂ）で測定に用いられた水晶デバイス１００は、図９（ａ）の水晶デバイスのリッドに個別にエポキシ系樹脂を塗布して振動減衰膜１５０を形成したものである。図９（ｂ）では、振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））が−０．７８ｐｐｍから０．６７ｐｐｍの間で変化しており、振れ幅が１．４５ｐｐｍである。 FIG. 9B is a diagram showing the change in vibration frequency (dF / F (ppm)) with respect to the number of frequency measurements in the quartz crystal device 100 designed to have a nominal frequency of 30 MHz on which the vibration damping film 150 is formed. The quartz crystal device 100 used for measurement in FIG. 9B is obtained by individually applying an epoxy resin to the lid of the quartz crystal device in FIG. In FIG.9 (b), the variation | change_quantity (dF / F (ppm)) of a vibration frequency is changing between -0.78ppm and 0.67ppm, and a fluctuation width is 1.45ppm.
図９（ｃ）は、振動減衰膜が形成されない公称周波数３８．４ＭＨｚに設計した水晶デバイスにおいて、周波数測定回数に対する振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））を示した図である。図９（ｃ）には１２個の水晶デバイスについての測定結果が示されている。図９（ｃ）では、振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））が−０．６９ｐｐｍから０．３９ｐｐｍの間で変化しており、振れ幅が１．０８ｐｐｍである。 FIG. 9C is a diagram showing the variation (dF / F (ppm)) of the vibration frequency with respect to the number of frequency measurements in a quartz crystal device designed to have a nominal frequency of 38.4 MHz where no vibration damping film is formed. FIG. 9 (c) shows the measurement results for 12 crystal devices. In FIG.9 (c), the variation | change_quantity (dF / F (ppm)) of a vibration frequency is changing between -0.69ppm and 0.39ppm, and a fluctuation width is 1.08ppm.
図９（ｄ）は、振動減衰膜１５０が形成された公称周波数３８．４ＭＨｚに設計した水晶デバイス１００において、周波数測定回数に対する振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））を示した図である。図９（ｄ）で測定に用いられた水晶デバイス１００は、図９（ｃ）の水晶デバイスのリッドに個別にエポキシ系樹脂を塗布して振動減衰膜１５０を形成したものである。図９（ｄ）では、振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））が−０．１９ｐｐｍから０．３５ｐｐｍの間で変化しており、振れ幅が０．５４ｐｐｍである。 FIG. 9D is a diagram showing a change amount (dF / F (ppm)) of a vibration frequency with respect to the number of frequency measurements in the quartz crystal device 100 designed to have a nominal frequency of 38.4 MHz on which the vibration damping film 150 is formed. is there. The quartz crystal device 100 used for measurement in FIG. 9D is obtained by individually applying an epoxy resin to the lid of the quartz crystal device in FIG. In FIG.9 (d), the variation | change_quantity (dF / F (ppm)) of a vibration frequency is changing between -0.19ppm and 0.35ppm, and a fluctuation width is 0.54ppm.
図９（ａ）と図９（ｂ）との比較では、水晶デバイスに振動減衰膜１５０を形成することにより振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））の振れ幅が１／３以下に小さくなっている。また、図９（ｃ）と図９（ｄ）との比較では、水晶デバイスに振動減衰膜１５０を形成することにより振動周波数の変化量（ｄＦ／Ｆ（ｐｐｍ））の振れ幅が１／２に小さくなっている。このように、振動減衰膜を形成することにより、発振させる周波数に関係なく、振動周波数の再現性を大きく改善することができる。 In comparison between FIG. 9A and FIG. 9B, by forming the vibration attenuating film 150 in the quartz device, the fluctuation amount of the vibration frequency change amount (dF / F (ppm)) is reduced to 1/3 or less. It is getting smaller. Further, in the comparison between FIG. 9C and FIG. 9D, the vibration amplitude change amount (dF / F (ppm)) is ½ by forming the vibration damping film 150 in the quartz device. It is getting smaller. Thus, by forming the vibration damping film, the reproducibility of the vibration frequency can be greatly improved regardless of the frequency of oscillation.
図１０（ａ）は、振動減衰膜が形成されていない公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイスにおいて、周波数測定回数に対するクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量を示した図である。図１０（ａ）には１２個の水晶デバイスに関する測定結果が示されている。測定は１個の水晶デバイスに対して５回行われ、図１０（ａ）の縦軸に示されるクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量は、後に行われた測定のクリスタルインピーダンス（ＣＩ）から１回目の測定のクリスタルインピーダンス（ＣＩ）を引いた値を示している。例えば、測定回数が３回目のクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量は、３回目の測定のクリスタルインピーダンス（ＣＩ）から１回目の測定のクリスタルインピーダンス（ＣＩ）を引いたものである。図１０（ａ）では、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量が−３５．３３Ωから２２．５Ωの間で変化しており、振れ幅が５７．８３Ωである。 FIG. 10A is a diagram showing the amount of change in crystal impedance (CI) with respect to the number of frequency measurements in a quartz crystal device designed at a nominal frequency of 30 MHz without a vibration damping film. FIG. 10A shows the measurement results for 12 crystal devices. The measurement is performed five times for one crystal device, and the change amount of the crystal impedance (CI) shown on the vertical axis of FIG. 10A is the first time from the crystal impedance (CI) of the measurement performed later. The value obtained by subtracting the crystal impedance (CI) of the measurement is shown. For example, the amount of change in the crystal impedance (CI) for the third measurement is obtained by subtracting the crystal impedance (CI) for the first measurement from the crystal impedance (CI) for the third measurement. In FIG. 10A, the amount of change in crystal impedance (CI) varies between −35.33Ω and 22.5Ω, and the amplitude is 57.83Ω.
図１０（ｂ）は、振動減衰膜１５０が形成された公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイス１００において、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）の測定回数に対するクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量を示した図である。図１０（ｂ）で測定に用いられた水晶デバイス１００は、図１０（ａ）の水晶デバイスのリッドに個別にエポキシ系樹脂を塗布して振動減衰膜１５０を形成したものである。図１０（ｂ）では、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量が−２．４９Ωから５．７７Ωの間で変化しており、振れ幅が８．２６ｐｐｍである。 FIG. 10B is a diagram showing the amount of change in crystal impedance (CI) with respect to the number of times crystal impedance (CI) is measured in the crystal device 100 designed with a nominal frequency of 30 MHz on which the vibration damping film 150 is formed. The crystal device 100 used for measurement in FIG. 10B is obtained by individually applying an epoxy-based resin to the lid of the crystal device in FIG. In FIG. 10B, the amount of change in crystal impedance (CI) varies between −2.49Ω and 5.77Ω, and the amplitude is 8.26 ppm.
図１０（ｃ）は、振動減衰膜が形成されない公称周波数３８．４ＭＨｚに設計した水晶デバイスにおいて、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）の測定回数に対するクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量を示した図である。図１０（ｃ）には１２個の水晶デバイスに関する測定結果が示されており、測定は各水晶デバイスに対して５回行われている。図１０（ｃ）では、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量が−７．８９Ωから２．４Ωの間で変化しており、振れ幅が１０．２９Ωである。 FIG. 10C is a diagram showing the amount of change in crystal impedance (CI) with respect to the number of times crystal impedance (CI) is measured in a crystal device designed to have a nominal frequency of 38.4 MHz where no vibration damping film is formed. FIG. 10C shows measurement results for 12 crystal devices, and the measurement is performed five times for each crystal device. In FIG. 10C, the change amount of the crystal impedance (CI) changes between −7.89Ω and 2.4Ω, and the fluctuation width is 10.29Ω.
図１０（ｄ）は、振動減衰膜１５０が形成された公称周波数３８．４ＭＨｚに設計した水晶デバイス１００において、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）の測定回数に対するクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量を示した図である。図１０（ｄ）で測定に用いられた水晶デバイス１００は、図１０（ｃ）の水晶デバイスのリッドに個別にエポキシ系樹脂を塗布して振動減衰膜１５０を形成したものである。図１０（ｄ）では、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量が−１．２１ｐｐｍから０．９２ｐｐｍの間で変化しており、振れ幅が２．１３ｐｐｍである。 FIG. 10D is a diagram showing the amount of change in crystal impedance (CI) with respect to the number of times the crystal impedance (CI) is measured in the crystal device 100 designed with a nominal frequency of 38.4 MHz on which the vibration damping film 150 is formed. is there. The quartz crystal device 100 used for measurement in FIG. 10D is obtained by individually applying an epoxy resin to the lid of the quartz crystal device of FIG. In FIG. 10 (d), the amount of change in crystal impedance (CI) varies between −1.21 ppm and 0.92 ppm, and the amplitude is 2.13 ppm.
図１０（ａ）と図１０（ｂ）との比較では、水晶デバイスに振動減衰膜１５０を形成することによりクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量の振れ幅が１／７以下に小さくなっている。また、図１０（ｃ）と図１０（ｄ）との比較では、水晶デバイスに振動減衰膜１５０を形成することによりクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量の振れ幅が１／４以下に小さくなっている。 In comparison between FIG. 10A and FIG. 10B, the fluctuation width of the change amount of the crystal impedance (CI) is reduced to 1/7 or less by forming the vibration damping film 150 in the crystal device. Further, in the comparison between FIG. 10C and FIG. 10D, by forming the vibration damping film 150 in the quartz device, the fluctuation width of the change amount of the crystal impedance (CI) is reduced to 1/4 or less. Yes.
図８から図１０に示されるように、振動減衰膜１５０を形成することにより、発振させる周波数に関係なく、発振周波数の再現性およびクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性を大きく改善することができる。またこれにより、実際の使用において問題のない製品が出荷前検査で不良品とされることが防がれ、製品の不良率を下げることができ、原価低減に寄与することができる。また、図８から図１０に示される振動減衰膜１５０の形成結果において、振動減衰膜１５０の膜厚Ｔ１（図２参照）は０．０１７５ｍｍから０．２５ｍｍの間で形成されていた。すなわち、少なくとも膜厚Ｔ１が０．０１７５ｍｍから０．２５ｍｍの間で形成される場合には、振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性の改善に効果があると考えられる。一方、膜厚Ｔ１とΔＣＩ及びΔＦとの間に相関は見られなかった。これから、振動減衰膜１５０の膜厚Ｔ１を薄く形成しても、振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性を十分に改善することができることがわかる。 As shown in FIGS. 8 to 10, by forming the vibration damping film 150, the reproducibility of the oscillation frequency and the reproducibility of the crystal impedance (CI) can be greatly improved regardless of the oscillation frequency. This also prevents a product that has no problem in actual use from being rejected by a pre-shipment inspection, can reduce the product defect rate, and contributes to cost reduction. Further, in the formation results of the vibration damping film 150 shown in FIGS. 8 to 10, the film thickness T1 (see FIG. 2) of the vibration damping film 150 was formed between 0.0175 mm and 0.25 mm. That is, at least when the film thickness T1 is formed between 0.0175 mm and 0.25 mm, it is considered effective in improving the reproducibility of the vibration frequency and crystal impedance (CI). On the other hand, no correlation was found between the film thickness T1 and ΔCI and ΔF. From this, it can be seen that the reproducibility of the vibration frequency and the crystal impedance (CI) can be sufficiently improved even if the film thickness T1 of the vibration damping film 150 is thin.
また、振動減衰膜１５０の形成では、従来の水晶デバイスの設計を変えずに振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性を改善できるため、水晶デバイスの設計変更に伴う時間及び費用をかける必要がなく、様々なタイプの水晶デバイスに応用することができるため好ましい。さらに、水晶デバイス１００では、ウエハの状態でリッドの上面に振動減衰膜を形成することで、複数の水晶デバイスに同時に振動減衰膜を形成することができるため、効率よく製造することができ好ましい。 In addition, in the formation of the vibration damping film 150, the reproducibility of the vibration frequency and crystal impedance (CI) can be improved without changing the design of the conventional crystal device, so that it is necessary to spend time and cost associated with the design change of the crystal device. It is preferable because it can be applied to various types of crystal devices. Furthermore, it is preferable that the quartz crystal device 100 can be efficiently manufactured by forming the vibration damping film on the upper surface of the lid in a wafer state, so that the vibration damping film can be simultaneously formed on a plurality of quartz devices.
（第２実施形態）
振動減衰膜は、エポキシ系樹脂以外の樹脂で形成しても良く、また、リッドの上面に様々な状態、形状に形成されてもよい。以下に、リッドの上面の一部のみに振動減衰膜が形成された場合でも振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性を改善できることを示した後に、振動減衰膜の変形例について説明する。
(Second Embodiment)
The vibration damping film may be formed of a resin other than an epoxy resin, and may be formed in various states and shapes on the upper surface of the lid. Hereinafter, after showing that the reproducibility of the vibration frequency and the crystal impedance (CI) can be improved even when the vibration damping film is formed only on a part of the upper surface of the lid, a modified example of the vibration damping film will be described.
＜振動減衰膜がリッドの上面の一部のみに形成された場合の効果＞
以下に、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）を参照して水晶デバイスの側面のみに振動減衰膜が形成された場合でも第１実施形態と同様の効果があることを示す。また、第１実施形態の効果は、振動減衰膜がリッドの上面（＋Ｙ’軸側の面）の全面ではなく一部のみに形成された場合でも有効であることを説明する。
<Effect when vibration damping film is formed on only part of the upper surface of the lid>
In the following, referring to FIGS. 11A and 11B, it is shown that the same effect as that of the first embodiment can be obtained even when the vibration damping film is formed only on the side surface of the quartz crystal device. Further, it will be described that the effect of the first embodiment is effective even when the vibration damping film is formed not on the entire upper surface of the lid (the surface on the + Y′-axis side) but only on a part thereof.
図１１（ａ）は、振動減衰膜が形成されない公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイスにおいて、振動周波数の変化量の差（ΔＦ）とクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量（ΔＣＩ）との関係を示した図である。図１１（ａ）は、図７（ａ）と同様の測定条件で４０個の水晶デバイスについてΔＦ及びΔＣＩの測定が行われている。図１１（ａ）ではΔＦが１．２９４ｐｐｍ以下、ΔＣＩが８．４３３Ω以下の範囲内に分布している。 FIG. 11A shows the relationship between the difference (ΔF) in the change amount of the vibration frequency and the change amount (ΔCI) in the crystal impedance (CI) in the crystal device designed to have a nominal frequency of 30 MHz in which no vibration damping film is formed. It is a figure. In FIG. 11 (a), ΔF and ΔCI are measured for 40 crystal devices under the same measurement conditions as in FIG. 7 (a). In FIG. 11A, ΔF is distributed within the range of 1.294 ppm or less and ΔCI of 8.433Ω or less.
図１１（ｂ）は、シリコーン系樹脂が塗布された公称周波数３０ＭＨｚに設計した水晶デバイスにおいて、振動周波数の変化量の差（ΔＦ）とクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の変化量（ΔＣＩ）との関係を示した図である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）で測定された水晶デバイスの＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の側面の一部にシリコーン系樹脂を塗布してΔＦ及びΔＣＩの測定を行った結果である。図１１（ｂ）では、ΔＦが０．２２ｐｐｍ以下、ΔＣＩは２．５５Ω以下の範囲内に分布している。図１１（ｂ）の結果を図１１（ａ）の結果と比較すると、水晶デバイスの側面にシリコーン系樹脂を塗布することによりΔＦが１／５以下になり、ΔＣＩが１／３以下になっているため、振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性が大幅に良化していることが分かる。 FIG. 11B shows the relationship between the difference (ΔF) in the change amount of the vibration frequency and the change amount (ΔCI) in the crystal impedance (CI) in the crystal device designed at a nominal frequency of 30 MHz to which the silicone resin is applied. FIG. FIG. 11B shows the result of measuring ΔF and ΔCI by applying a silicone-based resin to a part of the side surface on the + X axis side and the −X axis side of the quartz crystal device measured in FIG. . In FIG. 11B, ΔF is distributed within a range of 0.22 ppm or less and ΔCI is within a range of 2.55Ω or less. Comparing the result of FIG. 11 (b) with the result of FIG. 11 (a), ΔF becomes 1/5 or less and ΔCI becomes 1/3 or less by applying a silicone resin on the side surface of the crystal device. Therefore, it can be seen that the reproducibility of the vibration frequency and crystal impedance (CI) is greatly improved.
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の比較から、水晶デバイスの側面に振動減衰膜としてシリコーン系樹脂を塗布しても振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性を改善できることがわかる。また、第１実施形態で述べたように振動減衰膜の形成の効果は振動減衰膜の膜厚Ｔ１に大きく依存しないことから、図１１（ｂ）の結果はエポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂の塗布量とは大きな相関がないと考えられる。これらのことを考慮すると、振動減衰膜は少なくとも２種類の樹脂で構成でき、また、水晶デバイスへの形成箇所に大きく依存していないと考えられる。すなわち、振動減衰膜はリッドの上面（＋Ｙ’軸側の面）の全面ではなく一部のみに形成された場合でも、第１実施形態と同様に振動周波数及びクリスタルインピーダンス（ＣＩ）の再現性を十分に改善することができる。 From the comparison between FIG. 11A and FIG. 11B, it can be seen that the reproducibility of the vibration frequency and the crystal impedance (CI) can be improved even if a silicone resin is applied as a vibration damping film to the side surface of the crystal device. Further, as described in the first embodiment, the effect of forming the vibration damping film does not greatly depend on the film thickness T1 of the vibration damping film, and therefore the result of FIG. 11B shows the application of epoxy resin or silicone resin. There seems to be no significant correlation with quantity. Considering these, it is considered that the vibration damping film can be composed of at least two kinds of resins, and does not depend greatly on the location where the quartz device is formed. That is, even when the vibration damping film is formed not only on the entire upper surface (the surface on the + Y′-axis side) of the lid but only on a part thereof, the reproducibility of the vibration frequency and crystal impedance (CI) can be achieved as in the first embodiment. It can be improved sufficiently.
ところで、振動減衰膜は水晶デバイスの側面や底面に設けても良いと考えられるが、振動減衰膜を効率よく形成するためには積層ウエハの切断を行う前にウエハ上に振動減衰膜を形成することが好ましい。従って、水晶デバイスの側面に振動減衰膜を設けるのは、ウエハプロセスの都合上、好ましくない。さらに水晶デバイスの−Ｙ’軸側の面に振動減衰膜を形成する場合には、実装端子が形成されるため振動減衰膜を形成するための十分な面積を確保することができず、振動減衰膜が水晶デバイスの実装の妨げになる可能性があり、また、場合によっては実装端子を振動減衰膜の材料で汚染する場合もある。よって、水晶デバイスの側面やベース側の底面には振動減衰膜を形成しないことが好ましい。 By the way, it is considered that the vibration damping film may be provided on the side surface or the bottom surface of the quartz device. However, in order to efficiently form the vibration damping film, the vibration damping film is formed on the wafer before cutting the laminated wafer. It is preferable. Therefore, it is not preferable to provide a vibration damping film on the side surface of the quartz crystal device because of the wafer process. Furthermore, when a vibration damping film is formed on the surface of the quartz device on the −Y′-axis side, a mounting terminal is formed, so that a sufficient area for forming the vibration damping film cannot be secured, and vibration damping is performed. The film may hinder the mounting of the crystal device, and in some cases, the mounting terminal may be contaminated with the material of the vibration damping film. Therefore, it is preferable not to form a vibration damping film on the side surface of the quartz device or the bottom surface on the base side.
これらを考慮すると、振動減衰膜はリッドの＋Ｙ’軸側の面のみに形成することが最も好ましい。また、リッドの＋Ｙ’軸側の面への振動減衰膜の形成においても、振動減衰膜の形成箇所及び形状を変えても第１実施形態の水晶デバイス１００の振動減衰膜１５０と略同様の効果を得られると考えられる。以下に、リッドの＋Ｙ’軸側の面のみに振動減衰膜を形成する場合の変形例について説明する。 Considering these, it is most preferable to form the vibration damping film only on the surface of the lid on the + Y′-axis side. Further, in the formation of the vibration damping film on the surface on the + Y′-axis side of the lid, the effect substantially the same as that of the vibration damping film 150 of the crystal device 100 of the first embodiment is achieved even if the formation location and shape of the vibration damping film are changed. It is thought that can be obtained. A modification in the case where the vibration damping film is formed only on the surface on the + Y′-axis side of the lid will be described below.
＜水晶デバイス２００について＞
図１２（ａ）は、積層ウエハＷ２００の上面図である。積層ウエハＷ２００は、リッドウエハ、水晶ウエハ、ベースウエハが積層されて形成されて形成されている。積層ウエハＷ２００は、第１実施形態で言及された積層ウエハとは振動減衰膜の形成状態のみが異なっている。また、図１２（ａ）では、積層ウエハＷ２００が切断されるスクライブライン１７１が二点鎖線で示されている。水晶デバイス２００は、積層ウエハＷ２００をスクライブライン１７１に沿って切断することにより形成される。
<About the crystal device 200>
FIG. 12A is a top view of the laminated wafer W200. The laminated wafer W200 is formed by laminating a lid wafer, a quartz wafer, and a base wafer. The laminated wafer W200 differs from the laminated wafer mentioned in the first embodiment only in the state of formation of the vibration damping film. In FIG. 12A, the scribe line 171 for cutting the laminated wafer W200 is indicated by a two-dot chain line. The crystal device 200 is formed by cutting the laminated wafer W200 along the scribe line 171.
積層ウエハＷ２００に形成される振動減衰膜２５０は、積層ウエハＷ２００の＋Ｙ’軸側の面に形成されている。また、振動減衰膜２５０はスクライブライン１７１及びその周囲に形成されていない。その結果、積層ウエハＷ２００が切断されて切り離された個々の水晶デバイス２００は、リッド１１０の＋Ｙ’軸側の面の外周に振動減衰膜２５０が形成されていない。 The vibration damping film 250 formed on the laminated wafer W200 is formed on the surface at the + Y′-axis side of the laminated wafer W200. Further, the vibration damping film 250 is not formed on the scribe line 171 and its periphery. As a result, in each quartz crystal device 200 from which the laminated wafer W200 is cut and separated, the vibration damping film 250 is not formed on the outer periphery of the surface of the lid 110 on the + Y′-axis side.
水晶デバイス２００では、振動減衰膜２５０がスクライブライン１７１及びその周囲に形成されないことにより、積層ウエハＷ２００をダイシングする過程で振動減衰膜２５０を切断しないため、切断工程が行い易くなり好ましい。 In the quartz crystal device 200, since the vibration damping film 250 is not formed around the scribe line 171 and the periphery thereof, the vibration damping film 250 is not cut in the process of dicing the laminated wafer W200.
＜水晶デバイス３００について＞
図１２（ｂ）は、水晶デバイス３００の上面図である。水晶デバイス３００は、水晶デバイス１００において振動減衰膜１５０の代わりに振動減衰膜３５０が形成されている。振動減衰膜３５０には印字３５１がなされており、振動減衰膜３５０は印字３５１を認識し易くするために、エポキシ系樹脂又はシリコーン系樹脂に着色剤を混入させて着色されるか、又は所定の色に着色されている樹脂により形成されている。また、印字３５１は、図５のステップＳ１０７で振動減衰膜を形成した後に、例えばレーザーにより印字される部分の振動減衰膜を除去すること等により形成することができる。
<About the crystal device 300>
FIG. 12B is a top view of the crystal device 300. In the crystal device 300, a vibration attenuation film 350 is formed instead of the vibration attenuation film 150 in the crystal device 100. The vibration attenuating film 350 is printed with a print 351, and the vibration attenuating film 350 is colored by mixing a colorant into an epoxy resin or a silicone resin in order to make the print 351 easy to recognize. It is formed of a resin colored in color. Further, the print 351 can be formed by, for example, removing the vibration attenuation film in a portion printed by a laser after forming the vibration attenuation film in step S107 of FIG.
水晶デバイスではリッドの上面に金属膜が形成され、その金属膜に識別マークが印字される場合がある。水晶デバイス３００では、金属膜の代わりに振動減衰膜に識別マークを印字することで、リッド上面に金属膜を形成する工程を省くことができると共に、周波数再現性を良化することができる。 In the quartz crystal device, a metal film may be formed on the upper surface of the lid, and an identification mark may be printed on the metal film. In the quartz crystal device 300, by printing the identification mark on the vibration damping film instead of the metal film, the step of forming the metal film on the upper surface of the lid can be omitted and the frequency reproducibility can be improved.
＜水晶デバイス４００について＞
図１３（ａ）は、水晶デバイス４００の断面図である。図１３（ａ）は、後述される図１３（ｂ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。水晶デバイス４００は、水晶デバイス１００において、振動減衰膜１５０の代わりに振動減衰膜４５０が形成されており、その他の部分は水晶デバイス１００と同じである。
<About the crystal device 400>
FIG. 13A is a cross-sectional view of the quartz crystal device 400. Fig.13 (a) is sectional drawing of the BB cross section of FIG.13 (b) mentioned later. The quartz crystal device 400 is the same as the quartz crystal device 100 except that a vibration damping film 450 is formed instead of the vibration damping film 150 in the quartz crystal device 100.
振動減衰膜４５０は、リッド１１０の＋Ｙ’軸側の面であって、振動部１２１と連結部１２３との境界を含みＸ軸に垂直な面１７２（図４（ａ）、（ｂ）参照）の−Ｘ軸側のみに形成されている。すなわち、水晶デバイス４００では、連結部１２３及び連結部１２３が連結される枠部１２２の辺に対してＹ’軸方向に重なるように振動減衰膜４５０が形成されている。 The vibration damping film 450 is a surface on the + Y′-axis side of the lid 110 and includes a boundary 172 between the vibration part 121 and the connection part 123 and is perpendicular to the X axis (see FIGS. 4A and 4B). Are formed only on the −X axis side. That is, in the quartz crystal device 400, the vibration damping film 450 is formed so as to overlap in the Y′-axis direction with respect to the connecting portion 123 and the side of the frame portion 122 to which the connecting portion 123 is connected.
図１３（ｂ）は、水晶デバイス４００の上面図である。図１３（ｂ）に示されるように、振動減衰膜４５０は面１７２に対して水晶デバイス４００の−Ｘ軸側の全面に形成されている。振動部１２１で生じる振動は連結部１２３を伝って枠部１２２に漏れる。水晶デバイス４００では、この振動が漏れる連結部１２３及び連結部１２３が連結する枠部１２２の辺に近い領域に振動減衰膜４５０を形成することにより振動減衰膜４５０を形成する効果を効率的に発揮させると共に、振動減衰膜を形成するための樹脂の量を減らすことにより、製造原価を低減させることができる。 FIG. 13B is a top view of the crystal device 400. As shown in FIG. 13B, the vibration damping film 450 is formed on the entire surface of the quartz device 400 on the −X axis side with respect to the surface 172. Vibration generated in the vibration part 121 leaks to the frame part 122 through the connecting part 123. In the quartz crystal device 400, the effect of forming the vibration damping film 450 is efficiently exhibited by forming the vibration damping film 450 in a region near the side of the frame part 122 to which the coupling part 123 and the coupling part 123 are coupled. In addition, the manufacturing cost can be reduced by reducing the amount of resin for forming the vibration damping film.
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、上述の実施形態では、振動部は平面形状が矩形のものとしたが、他の形状でもよい。また、ベースやリッドは平板状としたが、振動部側に凹部を持つ形状のものでも良い。連結部の引出位置は振動部の一辺の中央としていたが、別の位置でも良い。アース電極を持つ例を示したが、アース電極の無い２端子構造でも良い。また、各実施形態の特徴を様々に組み合わせて実施することができる。 As described above, the optimal embodiment of the present invention has been described in detail. However, as will be apparent to those skilled in the art, the present invention can be implemented with various modifications and variations within the technical scope thereof. For example, in the above-described embodiment, the vibration part has a rectangular planar shape, but may have another shape. Further, the base and the lid are formed in a flat plate shape, but may have a shape having a concave portion on the vibrating portion side. The pulling position of the connecting portion is the center of one side of the vibrating portion, but may be another position. Although an example having a ground electrode has been shown, a two-terminal structure without a ground electrode may be used. Moreover, the features of each embodiment can be implemented in various combinations.
１００、２００、３００、４００ … 水晶デバイス
１０１ … キャビティ
１１０ … リッド
１２０ … 水晶振動片
１２１ … 振動部
１２２ … 枠部
１２３ … 連結部
１２４ａ … 中央部
１２４ｂ … 周辺部
１２８、１２８ａ、１２８ｂ … 励振電極
１３０、１３０ａ、１３０ｂ … 引出電極
１３２ … 貫通溝
１３４ … 貫通溝 の側面
１４０ … ベース
１４１ … アース電極
１４２ … 実装電極
１４４ … 切欠き部電極
１４５ … 実装端子
１４８ａ、１４８ｂ … 切欠き部
１５０、２５０、３５０、４５０ … 振動減衰膜
１６０ … 接合材
１７１ … スクライブライン
１７２ … 振動部１２１と連結部１２３との境界を含みＸ軸に垂直な面
１９２Ａ … 第１膜
１９２Ｂ … 第２膜
３５１ … 印字
Ｗ２００ … 積層ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200, 300, 400 ... Crystal device 101 ... Cavity 110 ... Lid 120 ... Crystal vibrating piece 121 ... Vibrating part 122 ... Frame part 123 ... Connection part 124a ... Central part 124b ... Peripheral part 128, 128a, 128b ... Excitation electrode 130 , 130a, 130b ... extraction electrode 132 ... through groove
134 ... Side surface of through groove 140 ... Base
141 ... Earth electrode 142 ... Mounting electrode 144 ... Notch electrode 145 ... Mounting terminal
148a, 148b ... Notch 150, 250, 350, 450 ... Vibration damping film 160 ... Bonding material 171 ... Scribe line 172 ... Surface including the boundary between the vibration part 121 and the connecting part 123 and perpendicular to the X axis 192A ... First Film 192B ... Second film 351 ... Printing W200 ... Laminated wafer
Claims (5)
水晶又はガラスにより形成され、一方の主面が前記枠部に接合され他方の主面には実装端子が形成されるベースと、
水晶又はガラスにより形成され、一方の主面が前記枠部に接合され前記振動部を前記枠部及び前記ベースと共に囲むリッドと、
前記リッドの他方の主面のみに形成され、前記振動部からの振動を減衰させる振動減衰膜と、
を備える水晶デバイス。 A quartz crystal vibrating piece having a vibrating part that vibrates at a predetermined frequency, a frame part that surrounds the vibrating part apart from the vibrating part, and a connecting part that connects the vibrating part and the frame part;
Formed of quartz or glass, one main surface is joined to the frame portion, the other main surface is a base on which mounting terminals are formed;
A lid formed of crystal or glass, one main surface is joined to the frame portion and surrounds the vibrating portion together with the frame portion and the base;
A vibration damping film that is formed only on the other main surface of the lid and attenuates vibrations from the vibration part;
Quartz device with.
4. The quartz crystal device according to claim 1, wherein the vibration damping film is formed so as not to contact an outer periphery of the other main surface of the lid. 5.
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- 2015-10-29 JP JP2015213277A patent/JP2017085412A/en active Pending
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