JP4986611B2 - 圧電振動子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器に用いられる圧電振動子の製造方法に関する。
従来より携帯電話等の電子機器には圧電振動子が用いられている。この圧電振動子は、基板部と枠部とで凹部が形成された基体と圧電振動子と蓋体とから主に構成されており、凹部内に圧電振動子を搭載し、その後、凹部を塞ぐように蓋体を基体に接合して製造されている。以下、基体に蓋体を接合したものを容器体という。
このような圧電振動子は、ウェハの状態で製造される。例えば、セラミックからなる基体はマトリックス状に配列されウェハとなっている。複数の基体が設けられたウェハには複数の凹部が形成されており、この凹部内に圧電振動素子を一つずつ搭載していく。その後、凹部を金属製の蓋体で塞ぎ、凹部を気密封止する（例えば、特許文献１参照）。
このように製造される圧電振動子は、電子機器の小型化に伴い、平面形状の小型化や低背化などが求められている。
このような圧電振動子は、ウェハの状態で製造される。例えば、セラミックからなる基体はマトリックス状に配列されウェハとなっている。複数の基体が設けられたウェハには複数の凹部が形成されており、この凹部内に圧電振動素子を一つずつ搭載していく。その後、凹部を金属製の蓋体で塞ぎ、凹部を気密封止する（例えば、特許文献１参照）。
このように製造される圧電振動子は、電子機器の小型化に伴い、平面形状の小型化や低背化などが求められている。
しかしながら、圧電振動子を小型化する場合、基体及び蓋体を薄くすることが必要となるが、セラミックを主体とした基体では、強度的に限界がある。また、蓋体に金属製のものを用いた場合、基体に用いられるセラミックと蓋体に用いられる金属とで膨張係数が異なるので、蓋体を基体に接合した場合に熱ストレスが接合部に残留し、容器体の強度が保てなくなる恐れがある。
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、小型低背化を行っても容器体の強度の低下を防ぐ圧電振動子の製造方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は、圧電振動子の製造方法であって、基板体と枠体とで形成された凹部内に圧電振動素子が搭載され前記凹部を塞ぐ蓋体とからなる圧電振動子の製造方法であって、板状のガラスに複数の開口部を設けて配列枠体を形成し、ガラスの膨張係数に近い樹脂フィルムにこの配列枠体のパターンに沿ってアルミニウム層を形成しつつ前記開口部内に収まる位置に配線パターンを形成して配列基板体を形成し、ガラスの膨張係数に近い樹脂フィルムにアルミニウム層を成膜して配列蓋体を形成し、前記配列基板体のアルミニウム層のパターンと前記配列枠体のパターンとを合わせて陽極接合して凹部を形成し、前記凹部内に前記圧電振動素子を搭載し、前記配列蓋体と前記配列枠体とを合わせて陽極接合して凹部を気密封止し、前記配列基板体と配列枠体と配列蓋体とが接合された状態で個片化することを特徴とする。
また、本発明は、圧電振動子の製造方法であって、前記配列枠体と前記配列基板体と前記配列蓋体とが同時又は別々に形成することを特徴とする。
また、本発明は、圧電振動子の製造方法であって、前記ガラスの膨張係数に近い樹脂フィルムが、アラミド基材からなる樹脂フィルムであることを特徴とする。
また、本発明は、圧電振動子の製造方法であって、樹脂フィルムにアルミニウム層を成膜する前にＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）のいずれか１つの下地層が成膜されることを特徴とする。
また、本発明は、圧電振動子の製造方法であって、下地層が３０〜２００オングストロームの膜厚で成膜されることを特徴とする。
このように、圧電振動子の製造方法において、配列枠体をガラスとし、配列基板体をガラスの膨張係数に近い樹脂フィルムとしたので、接合したときに接合部における熱ストレスが少なくなり、容器体の強度の低下を防ぐことができる。
また、配列基板体をアラミド基材にしたことにより、ガラスの膨張係数と近くすることができるので、接合の際の接合部に熱ストレスの影響を軽減することができる。
また、配列基板体及び配列蓋体にＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）のいずれか１つの下地層を設けたことで、成膜されるアルミニウム層との結合力を強固にすることができる。
また、この下地層の膜厚を３０〜２００オングストロームで成膜したので、アルミニウム層との接合状態を良好にすることができる。
また、配列基板体をアラミド基材にしたことにより、ガラスの膨張係数と近くすることができるので、接合の際の接合部に熱ストレスの影響を軽減することができる。
また、配列基板体及び配列蓋体にＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）のいずれか１つの下地層を設けたことで、成膜されるアルミニウム層との結合力を強固にすることができる。
また、この下地層の膜厚を３０〜２００オングストロームで成膜したので、アルミニウム層との接合状態を良好にすることができる。
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す断面図である。
図１は本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す断面図である。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る圧電振動子１０は、圧電振動素子４と枠体２と基板体１と蓋体３とから主に構成されている。この圧電振動子１０は、枠体２と基板体１と蓋体３とを接合した状態で容器体となる。
圧電振動素子４は、例えば水晶片からなる圧電片４Ａの両主面に励振電極４Ｂが対向して設けられており、所定の周波数で振動するようになっている。この圧電振動素子４は、後述する基板体１に設けられた搭載パッドＰ上に導電性接着剤Ｄにより電気的に接合されることで搭載される。このとき、圧電振動素子４は、後述する基板体１と枠体２とを接合したときに、枠体２に囲まれた状態となるように、基板体１に搭載される。
枠体２は、ガラスから成り、所定幅、所定厚さで平面視矩形となる環状形状で形成されている。
基板体１は、枠体２のガラスの膨張係数と近い樹脂フィルムが用いられる。ここで、この樹脂フィルムをアラミド基材として説明する。
この基板体１はアラミド基材であるので、ガラスの膨張係数と近い膨張係数となっている。ここで、基板体１の一方の主面であって枠体２と接合する部分にアルミニウム層１Ａが成膜されおり、アルミニウム層１Ａで囲まれた内部には、圧電振動素子４を搭載されるための搭載パッドＰが形成され、この搭載パッドＰと引き回しパターンと外部接続端子Ｇとで配線パターンＨが形成されている。アルミニウム層１Ａが基板体１に成膜されていることにより、後述する枠体２と容易に陽極接合により接合することができる。
なお、引き回しパターンは、アルミニウム層１Ａで囲まれた内部に設けられたスルーホールＳを介して搭載パッドＰと外部接続端子Ｇとに接続される。
この基板体１はアラミド基材であるので、ガラスの膨張係数と近い膨張係数となっている。ここで、基板体１の一方の主面であって枠体２と接合する部分にアルミニウム層１Ａが成膜されおり、アルミニウム層１Ａで囲まれた内部には、圧電振動素子４を搭載されるための搭載パッドＰが形成され、この搭載パッドＰと引き回しパターンと外部接続端子Ｇとで配線パターンＨが形成されている。アルミニウム層１Ａが基板体１に成膜されていることにより、後述する枠体２と容易に陽極接合により接合することができる。
なお、引き回しパターンは、アルミニウム層１Ａで囲まれた内部に設けられたスルーホールＳを介して搭載パッドＰと外部接続端子Ｇとに接続される。
蓋体３は、基板体１と同様に、枠体２のガラスの膨張係数と近い樹脂フィルムが用いられる。ここで、この樹脂フィルムをアラミド基材として説明する。
この蓋体３はアラミド基材であるので、ガラスの膨張係数と近い膨張係数となっている。ここで、蓋体３の一方の主面にアルミニウム層３Ａが成膜されている。アルミニウム層３Ａが蓋体３に成膜されていることにより、後述する枠体２と容易に陽極接合により接合することができる。後述するが、この蓋体３は、枠体２に接合されることにより基板体１と枠部２とが接合されて形成された凹部を封止する役割を果たす。
この蓋体３はアラミド基材であるので、ガラスの膨張係数と近い膨張係数となっている。ここで、蓋体３の一方の主面にアルミニウム層３Ａが成膜されている。アルミニウム層３Ａが蓋体３に成膜されていることにより、後述する枠体２と容易に陽極接合により接合することができる。後述するが、この蓋体３は、枠体２に接合されることにより基板体１と枠部２とが接合されて形成された凹部を封止する役割を果たす。
この本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子１０は、基板体１のアルミニウム層１Ａを枠体２に向けた状態で陽極接合により接合され、蓋体３のアルミニウム層３Ａを枠体２に向けた状態で陽極接合により接合されており、枠体２に囲まれた状態、つまり、枠体２の内部であって基板体１に設けられた搭載パッドＰに圧電振動素子４が搭載されている。
このように、本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子１０を構成したので、基板体１と枠体２の接合の際、および蓋体３と枠体２との接合の際に接合部に熱ストレスが少なくなり、容器体の強度の低下を防ぐことができる。
また、基板体１をアラミド基材にしたことにより、ガラスの膨張係数と近くすることができるので、接合の際の接合部に熱ストレスの影響を軽減することができる。
また、基板体１をアラミド基材にしたことにより、ガラスの膨張係数と近くすることができるので、接合の際の接合部に熱ストレスの影響を軽減することができる。
次に、本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子の製造方法について説明する。
図２は配列枠体の一例を示す斜視図である。図３は配列基板体の一例を示す斜視図である。図４は配列枠体と配列基板体とを接合した状態の一例を示す斜視図である。図５は配列基板体に圧電振動素子を搭載する状況を示す模式図である。図６は配列蓋体と圧電振動素子が搭載された配列基板体と配列枠体との一例を示す図である。図７は配列枠体に配列蓋体を接合した状態の一例を示す図である。図８はカットラインの一例を示す図である。図９は個片化した状態の一例を示す斜視図である。図１０は本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子の製造過程を示すフローチャートである。
図２は配列枠体の一例を示す斜視図である。図３は配列基板体の一例を示す斜視図である。図４は配列枠体と配列基板体とを接合した状態の一例を示す斜視図である。図５は配列基板体に圧電振動素子を搭載する状況を示す模式図である。図６は配列蓋体と圧電振動素子が搭載された配列基板体と配列枠体との一例を示す図である。図７は配列枠体に配列蓋体を接合した状態の一例を示す図である。図８はカットラインの一例を示す図である。図９は個片化した状態の一例を示す斜視図である。図１０は本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子の製造過程を示すフローチャートである。
まず、本発明の実施形態に係る圧電振動子１０を製造するに際し、圧電振動素子４と配列枠体Ｗ２と配列基板体Ｗ１と配列蓋体Ｗ３とを準備する。なお、圧電振動素子４は、水晶片などの圧電片４Ａの両主面に励振電極４Ｂが設けられたものとする。
（配列枠体の形成（図１０、Ｓ１））
図２に示すように、配列枠体Ｗ２とは、前記した枠体２がマトリックス状に配列されてウェハの状態となっているものをいう。この配列枠体Ｗ２はガラスからなり、平板状のガラス板に矩形形状の開口部Ｋを所定の間隔を空けてマトリックス状に設け（図１０、Ｓ１０）、配列枠体Ｗ２を形成する（図１０、Ｓ１１）。なお、この開口部Ｋ，Ｋの間を切断することにより平面視矩形形状で環状形状の枠体２となる。
図２に示すように、配列枠体Ｗ２とは、前記した枠体２がマトリックス状に配列されてウェハの状態となっているものをいう。この配列枠体Ｗ２はガラスからなり、平板状のガラス板に矩形形状の開口部Ｋを所定の間隔を空けてマトリックス状に設け（図１０、Ｓ１０）、配列枠体Ｗ２を形成する（図１０、Ｓ１１）。なお、この開口部Ｋ，Ｋの間を切断することにより平面視矩形形状で環状形状の枠体２となる。
（配列基板体の形成（図１０、Ｓ２））
図３に示すように、配列基板体Ｗ１とは、前記した基板体１がマトリックス状に配列されてウェハの状態となっているものをいう。
この配列基板体Ｗ１は、枠体２に用いられるガラスの膨張係数と近い樹脂フィルムが用いられる。ここで、この樹脂フィルムをアラミド基材として説明する。配列基板体Ｗ１は配列枠体Ｗ２とウェハの状態で接合されるため、配列基板体Ｗ１であるこのアラミド基材の配列枠体Ｗ２と接合する部分にアルミニウム層１Ａを成膜する。つまり、配列枠体Ｗ２のパターン（図２参照）に沿って配列基板体Ｗ１にアルミニウム層１Ａが成膜される。このアルミニウム層１Ａの成膜は、配列基板体Ｗ１の一方の主面にフォトリソグラフィにより行われる。このようにして配列基板体を形成する。
図３に示すように、配列基板体Ｗ１とは、前記した基板体１がマトリックス状に配列されてウェハの状態となっているものをいう。
この配列基板体Ｗ１は、枠体２に用いられるガラスの膨張係数と近い樹脂フィルムが用いられる。ここで、この樹脂フィルムをアラミド基材として説明する。配列基板体Ｗ１は配列枠体Ｗ２とウェハの状態で接合されるため、配列基板体Ｗ１であるこのアラミド基材の配列枠体Ｗ２と接合する部分にアルミニウム層１Ａを成膜する。つまり、配列枠体Ｗ２のパターン（図２参照）に沿って配列基板体Ｗ１にアルミニウム層１Ａが成膜される。このアルミニウム層１Ａの成膜は、配列基板体Ｗ１の一方の主面にフォトリソグラフィにより行われる。このようにして配列基板体を形成する。
なお、図１０に示すように、配列基板体Ｗ１の製造においては、アルミニウム層１Ａの成膜の前に、外部から圧電振動素子４に電圧を加えるための配線パターンＨ（図１参照）の形成（Ｓ２０）が行われる。例えば、配列基板体Ｗ１のアルミニウム層１Ａが形成される面であって、配列枠体Ｗ２の開口部Ｋ内に位置するように、圧電振動素子４が搭載される搭載パッドＰやこの搭載パッドＰと接続する引き回しパターン（図示せず）などが金属膜で形成される。また、配列基板体Ｗ１のアルミニウム層１Ａが形成される面とは反対側の面であって、個片にされたときに四隅に位置するように金属膜からなる外部接続端子Ｇ（図１参照）が設けられる。この搭載パッドＰ又は引き回しパターンと外部接続端子Ｇとを電気的に接続するために、当該配列基板体Ｗ１にサンドブラスト等によりスルーホールＳ（図１参照）を形成（Ｓ２１）する。そしてこのスルーホールＳの表面に金属膜を形成（Ｓ２２）し、搭載パッドＰ又は引き回しパターンと外部接続端子Ｇとを電気的に接続する。この状態で、フォトリソグラフィによりアルミニウム層１Ａを配列基板体Ｗ１の搭載パッドＰ等が形成された面に成膜して（Ｓ２３）、配列基板体Ｗ１を完成させる（Ｓ２４）。
（配列蓋体の形成（図１０、Ｓ３））
図６に示すように、配列蓋体Ｗ３とは、前記した蓋体３がマトリックス状に配列されてウェハの状態となっているものをいう。
この配列蓋体Ｗ３は、枠体２に用いられるガラスの膨張係数と近い樹脂フィルムが用いられる。ここで、この樹脂フィルムをアラミド基材として説明する。配列蓋体Ｗ３は配列枠体Ｗ２とウェハの状態で接合されるため、配列蓋体Ｗ３の一方の主面にアルミニウム層３Ａを成膜する（Ｓ３１）。つまり、配列枠体Ｗ２のパターン（図２参照）に沿って配列蓋体Ｗ３にアルミニウム層３Ａが成膜される。このアルミニウム層３Ａの成膜は、配列蓋体Ｗ３の一方の主面にフォトリソグラフィにより行われる。このようにして配列蓋体を形成する（Ｓ３２）。
図６に示すように、配列蓋体Ｗ３とは、前記した蓋体３がマトリックス状に配列されてウェハの状態となっているものをいう。
この配列蓋体Ｗ３は、枠体２に用いられるガラスの膨張係数と近い樹脂フィルムが用いられる。ここで、この樹脂フィルムをアラミド基材として説明する。配列蓋体Ｗ３は配列枠体Ｗ２とウェハの状態で接合されるため、配列蓋体Ｗ３の一方の主面にアルミニウム層３Ａを成膜する（Ｓ３１）。つまり、配列枠体Ｗ２のパターン（図２参照）に沿って配列蓋体Ｗ３にアルミニウム層３Ａが成膜される。このアルミニウム層３Ａの成膜は、配列蓋体Ｗ３の一方の主面にフォトリソグラフィにより行われる。このようにして配列蓋体を形成する（Ｓ３２）。
これら配列枠体Ｗ２と配列基板体Ｗ１と配列蓋体Ｗ３とを、それぞれ、同時に形成しても良いし、別工程で別々に形成しても良いし、配列枠体Ｗ２と配列基板体Ｗ１と配列蓋体Ｗ３を製造する順番は限定されない（図１０参照）。
（配列基板体と配列枠体との接合（図１０、Ｓ４））
図４に示すように、搭載パッドＰ、引き回しパターン（図示せず）、外部接続端子Ｇ（図１参照）などの配線パターンＨとアルミニウム層１Ａがそれぞれの基板体１となる位置に形成された配列基板体Ｗ１と配列枠体Ｗ２とを接合する。
配列基板体Ｗ１と配列枠体Ｗ２とを接合する際に、配列枠体Ｗ２を配列基板体Ｗ１に形成、つまり、成膜したアルミニウム層１Ａに接触させた状態で陽極接合（Ｓ４）を行うことにより配列基板体Ｗ１と配列枠体Ｗ２とを接合する。
図４に示すように、搭載パッドＰ、引き回しパターン（図示せず）、外部接続端子Ｇ（図１参照）などの配線パターンＨとアルミニウム層１Ａがそれぞれの基板体１となる位置に形成された配列基板体Ｗ１と配列枠体Ｗ２とを接合する。
配列基板体Ｗ１と配列枠体Ｗ２とを接合する際に、配列枠体Ｗ２を配列基板体Ｗ１に形成、つまり、成膜したアルミニウム層１Ａに接触させた状態で陽極接合（Ｓ４）を行うことにより配列基板体Ｗ１と配列枠体Ｗ２とを接合する。
（配列基板体に圧電振動素子を搭載（図１０、Ｓ５））
図５及び図６に示すように、配列基板体Ｗ１と配列枠体Ｗ２とを接合したことにより、配列枠体Ｗ２に形成されている各開口部Ｋがそれぞれ凹部となる。この凹部内に圧電振動素子４を搭載する（Ｓ５）。この圧電振動素子４には励振電極４Ｂから圧電片４Ａの端部まで引き回された引出しパターンが配列基板体Ｗ１に設けられた搭載パッドＰと対応して形成されており、この搭載パッドＰと引出しパターンとを導電性接着剤Ｄ（図１参照）により接合して搭載される。
図５及び図６に示すように、配列基板体Ｗ１と配列枠体Ｗ２とを接合したことにより、配列枠体Ｗ２に形成されている各開口部Ｋがそれぞれ凹部となる。この凹部内に圧電振動素子４を搭載する（Ｓ５）。この圧電振動素子４には励振電極４Ｂから圧電片４Ａの端部まで引き回された引出しパターンが配列基板体Ｗ１に設けられた搭載パッドＰと対応して形成されており、この搭載パッドＰと引出しパターンとを導電性接着剤Ｄ（図１参照）により接合して搭載される。
（配列蓋体と配列基板体が接合されている配列枠体との接合（図１０、Ｓ６））
図６及び図７に示すように、圧電振動素子４を搭載した配列基板体Ｗ１と接合している配列枠体Ｗ２と配列蓋体Ｗ３とを接合する。
配列枠体Ｗ２と配列蓋体Ｗ３とを接合する際に、配列枠体Ｗ２を配列蓋体Ｗ３に形成、つまり、成膜したアルミニウム層３Ａに接触させた状態で陽極接合（Ｓ６）を行うことにより配列蓋体Ｗ３と配列枠体Ｗ２とを接合する。
この配列蓋体Ｗ３を配列枠体Ｗ２に接合することにより、前記各凹部が気密封止される。
図６及び図７に示すように、圧電振動素子４を搭載した配列基板体Ｗ１と接合している配列枠体Ｗ２と配列蓋体Ｗ３とを接合する。
配列枠体Ｗ２と配列蓋体Ｗ３とを接合する際に、配列枠体Ｗ２を配列蓋体Ｗ３に形成、つまり、成膜したアルミニウム層３Ａに接触させた状態で陽極接合（Ｓ６）を行うことにより配列蓋体Ｗ３と配列枠体Ｗ２とを接合する。
この配列蓋体Ｗ３を配列枠体Ｗ２に接合することにより、前記各凹部が気密封止される。
ここで、配列基板体Ｗ１と配列枠体Ｗ２と配列蓋体Ｗ３とがそれぞれウェハの状態で接合されており、内部に圧電振動素子４が搭載された圧電振動子１０をマトリックス状に配列した状態となっている。
（個片化（図１０、Ｓ７））
この配列基板体Ｗ１と配列枠体Ｗ２と配列蓋体Ｗ３とが接合されて圧電振動子１０をマトリックス状に配列した状態で個片化（Ｓ７）する。個片化にはダイシング等により行われる。この個片化は、図８に示すようなカットラインに沿って切断される。つまり、配列枠体Ｗ２の隣り合う開口部Ｋ、Ｋの間を切断することによって個変化が行われる。いうまでもないが、端部側に位置する圧電振動子１０となる部分は、配列枠体Ｗ２の接合代部分を切断する。
これにより個変化が完了し、圧電振動子１０を得ることができる。
この配列基板体Ｗ１と配列枠体Ｗ２と配列蓋体Ｗ３とが接合されて圧電振動子１０をマトリックス状に配列した状態で個片化（Ｓ７）する。個片化にはダイシング等により行われる。この個片化は、図８に示すようなカットラインに沿って切断される。つまり、配列枠体Ｗ２の隣り合う開口部Ｋ、Ｋの間を切断することによって個変化が行われる。いうまでもないが、端部側に位置する圧電振動子１０となる部分は、配列枠体Ｗ２の接合代部分を切断する。
これにより個変化が完了し、圧電振動子１０を得ることができる。
なお、個片化の前に気密漏れがないかを検査するリーク検査、印字、各種検査を行ってもよい。また、個片化後も検査を行い、良品か否かを出荷前に調べてもよい。
このように、本発明の実施形態に係る圧電振動子１０の製造方法を構成したので、配列枠体Ｗ２をガラスとし、配列基板体Ｗ１をガラスの膨張係数に近い樹脂フィルムとしたことにより、接合したときに接合部における熱ストレスが少なくなり、容器体の強度の低下を防ぐことができる。また、配列基板体Ｗ１をアラミド基材にしたことにより、ガラスの膨張係数と近くすることができるので、接合の際の接合部に熱ストレスの影響を軽減することができる。
また、配列蓋体Ｗ３、蓋体３にアルミニウム層３Ａの金属を成膜するため、アラミド基材の樹脂フィルムを用いても金属の蓋体と同様の機密性、耐湿性を持たせることができる。また、配列枠体Ｗ２、枠体２にガラスを用いたので、セラミックと比較して加工精度を向上させることができる。
ウェハの状態で一括で製造するため、ポケットが無く、接着剤塗布、圧電振動素子の実装にスペースの制約を受けることが無く、設備設計の自由度を向上させることができる。また、ウェハの状態で一括封止が可能となるため生産性が向上し、コストを低くすることができる。
さらに、本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子２０の製造方法を用いれば、例えば、周波数が２４ＭＨｚ以上のＡＴ水晶振動子の厚さが最大で０．２ｍｍとすることができる。
ウェハの状態で一括で製造するため、ポケットが無く、接着剤塗布、圧電振動素子の実装にスペースの制約を受けることが無く、設備設計の自由度を向上させることができる。また、ウェハの状態で一括封止が可能となるため生産性が向上し、コストを低くすることができる。
さらに、本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子２０の製造方法を用いれば、例えば、周波数が２４ＭＨｚ以上のＡＴ水晶振動子の厚さが最大で０．２ｍｍとすることができる。
（第二の実施形態）
図１１は本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す断面図である。図１２は本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子の製造過程を示すフローチャートである。
図１１に示すように、本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子２０は、基板体１及び蓋体３にアルミニウム層１Ａ、３Ａを成膜する前に下地層１Ｂ、３Ｂを設けた点で第一の実施形態と異なる。
図１１は本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す断面図である。図１２は本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子の製造過程を示すフローチャートである。
図１１に示すように、本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子２０は、基板体１及び蓋体３にアルミニウム層１Ａ、３Ａを成膜する前に下地層１Ｂ、３Ｂを設けた点で第一の実施形態と異なる。
基板体１にアルミニウム層１Ａを成膜する際に、予めアルミニウム層１Ａを成膜する部分にＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）のいずれか１つの下地層１Ｂ（図１１参照）を設ける。図１１に示すように、この場合の圧電振動子２０は、基板体１に下地層１Ｂが設けられていることにより、下地層１Ｂとアルミニウム層１Ａとの結合が強力になり、基板体１と枠体２との接合を強力にすることができる。
また、この下地層１Ｂは３０〜２００オングストロームで成膜されている。下地層１Ｂが３０オングストロームを下回る場合は、下地層１Ｂにムラが生じ、アルミニウム層１Ａとの均一な結合が困難になる。また、下地層１Ｂが２００オングストロームを超える場合は、枠体２との接合時に余分となった下地層１Ｂが圧電振動素子４に付着し、圧電振動素子４の振動特性を変化させてしまう。したがって、下地層１Ｂは３０〜２００オングストロームの厚さとなるのが最適である。
蓋体３にアルミニウム層３Ａを成膜する際に、予めアルミニウム層３Ａを成膜する部分にＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）のいずれか１つの下地層３Ｂ（図１１参照）を設ける。図１１に示すように、この場合の圧電振動子２０は、蓋体３に下地層３Ｂが設けられていることにより、下地層３Ｂとアルミニウム層３Ａとの結合が強力になり、
蓋体３と枠体２との接合を強力にすることができる。
蓋体３と枠体２との接合を強力にすることができる。
また、基板体１と同様に、下地層３Ｂは３０〜２００オングストロームで成膜されている。下地層３Ｂが３０オングストロームを下回る場合は、下地層３Ｂにムラが生じ、アルミニウム層３Ａとの均一な結合が困難になる。また、下地層３Ｂが２００オングストロームを超える場合は、枠体２との接合時に余分となった下地層３Ｂが圧電振動素子４に付着し、圧電振動素子４の振動特性を変化させてしまう。したがって、下地層３Ｂは３０〜２００オングストロームの厚さとなるのが最適である。
このように本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子２０を構成しても第一の実施形態と同様の効果を奏する。また、基板体１及び蓋体３にＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）のいずれか１つの下地層１Ｂ、３Ｂを設けたことで、成膜されるアルミニウム層１Ａ、３Ａとの結合力を強固にすることができる。
また、この下地層１Ｂ、３Ｂの膜厚を３０〜２００オングストロームで成膜したので、アルミニウム層１Ａ、３Ａとの接合状態を良好にすることができる。
また、この下地層１Ｂ、３Ｂの膜厚を３０〜２００オングストロームで成膜したので、アルミニウム層１Ａ、３Ａとの接合状態を良好にすることができる。
次に、本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子２０の製造方法について説明する。
本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子２０は、図１２に示すように、基板体１にアルミニウム層１Ａの成膜の前に、このアルミニウム層１Ａを成膜する位置にＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）のいずれか１つの下地層１Ｂ（図１１参照）を設ける（Ｓ２２の２）。下地層１Ｂを配列基板体Ｗ１に設けた後にアルミニウム層１Ａを成膜し（Ｓ２３）、配列基板体Ｗ１を形成する（Ｓ２４）。
本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子２０は、図１２に示すように、基板体１にアルミニウム層１Ａの成膜の前に、このアルミニウム層１Ａを成膜する位置にＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）のいずれか１つの下地層１Ｂ（図１１参照）を設ける（Ｓ２２の２）。下地層１Ｂを配列基板体Ｗ１に設けた後にアルミニウム層１Ａを成膜し（Ｓ２３）、配列基板体Ｗ１を形成する（Ｓ２４）。
また、図１２に示すように、蓋体３にアルミニウム層３Ａの成膜する前に、このアルミニウム層３Ａを成膜する位置にＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）のいずれか１つの下地層３Ｂ（図１１参照）を設ける（図１２、Ｓ３０）。下地層３Ｂを配列蓋体Ｗ３に設けた後にアルミニウム層３Ａを成膜し（Ｓ３１）、配列蓋体を形成する（Ｓ３２）。
このように、配列基板体Ｗ１及び配列蓋体Ｗ３にＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）のいずれか１つの下地層１Ｂ、３Ｂを設けたことで、成膜されるアルミニウム層１Ａ、３Ａとの結合力を強固にすることができる。また、この下地層１Ｂ、３Ｂの膜厚を３０〜２００オングストロームで成膜したので、
アルミニウム層１Ａ、３Ａとの接合状態を良好にすることができる。
アルミニウム層１Ａ、３Ａとの接合状態を良好にすることができる。
また、配列蓋体Ｗ３、蓋体３にアルミニウム層３Ａの金属を成膜するため、アラミド基材の樹脂フィルムを用いても金属の蓋体と同様の機密性、耐湿性を持たせることができる。また、配列枠体Ｗ２、枠体２にガラスを用いたので、セラミックと比較して加工精度を向上させることができる。
ウェハの状態で一括で製造するため、ポケットが無く、接着剤塗布、圧電振動素子の実装にスペースの制約を受けることが無く、設備設計の自由度を向上させることができる。また、ウェハの状態で一括封止が可能となるため生産性が向上し、コストを低くすることができる。
さらに、本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子２０の製造方法を用いれば、例えば、周波数が２４ＭＨｚ以上のＡＴ水晶振動子の厚さが最大で０．２ｍｍとすることができる。
ウェハの状態で一括で製造するため、ポケットが無く、接着剤塗布、圧電振動素子の実装にスペースの制約を受けることが無く、設備設計の自由度を向上させることができる。また、ウェハの状態で一括封止が可能となるため生産性が向上し、コストを低くすることができる。
さらに、本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子２０の製造方法を用いれば、例えば、周波数が２４ＭＨｚ以上のＡＴ水晶振動子の厚さが最大で０．２ｍｍとすることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、配列枠体Ｗ２、配列基板体Ｗ１、配列蓋体Ｗ３は、ｎ行ｍ列（ｎ、ｍは整数）となっていれば良い。また、円形形状を基本としたウェハとする場合は、直径方向を基準として段階的に個数が減っていく配列としても良い。
また、配列蓋体Ｗ３、蓋体３に設けられるアルミニウム層３Ａは、蓋体３の一方の主面であって枠体２と接合する部分のみに成膜してもよい。
本発明の圧電振動子の製造は圧電振動子の大きさが、特に、２ｍｍ×１．６ｍｍ以下の場合のものを製造する際に有効である。
また、配列蓋体Ｗ３、蓋体３に設けられるアルミニウム層３Ａは、蓋体３の一方の主面であって枠体２と接合する部分のみに成膜してもよい。
本発明の圧電振動子の製造は圧電振動子の大きさが、特に、２ｍｍ×１．６ｍｍ以下の場合のものを製造する際に有効である。
１０、２０ 圧電振動子
１ 基板体
１Ａ、３Ａ アルミニウム層
１Ｂ、３Ｂ 下地層
２ 枠体
３ 蓋体
４ 圧電振動素子
４Ａ 圧電片
４Ｂ 励振電極
Ｐ 搭載パッド
Ｓ スルーホール
Ｇ 外部接続端子
Ｈ 配線パターン
Ｋ 開口部
Ｗ１ 配列基板体
Ｗ２ 配列枠部
Ｗ３ 配列蓋体
１ 基板体
１Ａ、３Ａ アルミニウム層
１Ｂ、３Ｂ 下地層
２ 枠体
３ 蓋体
４ 圧電振動素子
４Ａ 圧電片
４Ｂ 励振電極
Ｐ 搭載パッド
Ｓ スルーホール
Ｇ 外部接続端子
Ｈ 配線パターン
Ｋ 開口部
Ｗ１ 配列基板体
Ｗ２ 配列枠部
Ｗ３ 配列蓋体
Claims (5)
- 基板体と枠体とで形成された凹部内に圧電振動素子が搭載され前記凹部を塞ぐ蓋体とからなる圧電振動子の製造方法であって、
板状のガラスに複数の開口部を設けて配列枠体を形成し、ガラスの膨張係数に近い樹脂フィルムにこの配列枠体のパターンに沿ってアルミニウム層を形成しつつ前記開口部内に収まる位置に配線パターンを形成して配列基板体を形成し、ガラスの膨張係数に近い樹脂フィルムにアルミニウム層を成膜して配列蓋体を形成し、
前記配列基板体のアルミニウム層のパターンと前記配列枠体のパターンとを合わせて陽極接合して凹部を形成し、
前記凹部内に前記圧電振動素子を搭載し、
前記配列蓋体と前記配列枠体とを合わせて陽極接合して凹部を気密封止し、
前記配列基板体と配列枠体と配列蓋体とが接合された状態で個片化することを特徴とする圧電振動子の製造方法。 - 前記配列枠体と前記配列基板体と前記配列蓋体とが同時又は別々に形成することを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子の製造方法。
- 前記ガラスの膨張係数に近い樹脂フィルムが、アラミド基材からなる樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電振動子の製造方法。
- 樹脂フィルムにアルミニウム層を成膜する前にＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）のいずれか１つの下地層が成膜されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の圧電振動子の製造方法。
- 下地層が３０〜２００オングストロームの膜厚で成膜されることを特徴とする請求項４に記載の圧電振動子の製造方法。
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