JP5204891B2 - パッケージ、パッケージの製造方法、および圧電振動子の製造方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献1には、接合層としてアルミニウム、チタン、タンタル、シリコン等の金属あるいは半導体を使用することができることが記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載のパッケージでは、外部環境、特に酸やアルカリに接触された際に接合層が腐食されることがある。例えば、接合性の高いアルミニウムを用いて接合層を構成した場合、通常は大気中においては大気に露出された接合層の表面には酸化アルミニウム(アルミナ)が皮膜状に生じるため、接合層の深部の腐食は抑制されている。ここで、大気の湿度が高い場合や、接合層が酸性の溶液に接触する環境であると、アルミニウムのイオン化傾向が高いため接合層において局部電池が生じ、接合層が深部まで容易に腐食されてしまう。接合層が腐食された際にはその隙間から大気が流入するため、パッケージの内部を所定の環境に維持することができなくなり、パッケージ製品の性能に影響を与えてしまう。
このような接合層の腐食を抑制するために、パッケージの外周に接合層を覆うコーティングを設けることが知られている。しかしながら、このようなコーティングを施すためには、コート材を塗布するために特別な工程を設ける必要がある。さらに、接合層には確実にコート材が被覆され、例えば電極等の部位にはコート材が付着されないようにするためには高い加工精度を要する。
また、耐腐食性が高いことを優先して接合層を構成すると、基板同士の接合性が不十分となる場合があり、パッケージ製品の品質の維持が困難となる場合がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は基板同士の接合性と耐腐食性とを両立できるパッケージの提供を図ることにある。
また、本発明の第2の目的は、基板同士の接合性と耐腐食性とを両立できるパッケージを効率よく製造できるパッケージの製造方法および圧電振動子の製造方法の提供を図ることにある。
この場合、耐腐食性接合膜によって高接合性接合膜の腐食が抑制されているので、高接合性接合膜は耐腐食性を考慮せずに接合性を重視したアルミニウムを選択することができる。アルミニウムはイオン化傾向が高い素材であり他種金属と接触された状態で酸性溶液等が付着すると溶解する性質を有するが、耐腐食性接合膜によってパッケージの外部環境から保護されているために腐食が抑制されている。アルミニウムが使用されることで第一基板と第二基板との接合性が高まり、キャビティの密封を確実にできる。
この場合、第一基板と第二基板とがともにガラス系基板であり、第一基板上にはクロム層が配置されている。クロム層は、ガラスとの接着性が高く、またガラス系の第一基板に容易に所望のパターンとして形成可能である。また、クロム層と第二基板との間にシリコン層を有するので、クロム層とシリコン層とは金属同士で強固に結合され、シリコン層ガラス系の第二基板とは陽極接合によって好適に接合される。
この発明によれば、第一工程において帯状の第一接合膜が形成され、その後除去工程において第一接合膜の幅方向の中間部に溝部が形成される。その後第二工程において溝部に沿って耐腐食性接合膜が形成されると、第一ウエハ上ではキャビティと接合膜との並び順が、キャビティ、第一接合膜、耐腐食性接合膜、第一接合膜の順で繰り返しになっている。その後、ダイシング工程において耐腐食性接合膜の幅方向の中間部が切断されるので、第一接合膜は耐腐食性接合膜の内方に位置し、耐腐食性接合膜によって腐食の進行が抑制できる。
この発明によれば、第一接合膜は耐腐食性接合膜の内方に位置し、耐腐食性接合膜によって腐食の進行が抑制できる。このため、キャビティ内の気密が確実になされ、圧電振動子の外部環境によらずキャビティの内部に配置された圧電振動片の安定動作を維持することができる。
また、本発明のパッケージの製造方法によれば、基板同士の接合性と耐腐食性とを両立できるパッケージを効率よく製造できる。
また、本発明の圧電振動子の製造方法によれば、基板同士の接合性と耐腐食性とを両立でき、圧電振動子の外部環境によらず圧電振動片の安定動作を維持できる圧電振動子を効率よく製造できる。
図1は、本実施形態のパッケージ1を一部破断して示す斜視図である。図1に示すように、パッケージ1は、ベース基板2(第一基板)とリッド基板3(第二基板)とを含む複数の基板が接合されており、ベース基板2とリッド基板3との間にキャビティCが形成されている。
クロム層22は、クロムを含有しガラス系基板であるベース基板2に対して接着性が高い。またシリコン層23は、シリコンを含有しガラス系基板であるリッド基板3に対して陽極接合による高い接合性を有する。
従って、パッケージ1では、キャビティCは高接合性接合膜21と耐腐食性接合膜24とによって密封されている。また、キャビティCの内部には、センサー回路や発振回路などの様々な回路を構成することができ、またキャビティCの内部が真空状態で密封された構成とすることもできる。
なお、図3Cには溝G1のすべてに耐腐食性接合膜24が充填されている様子を示しているが、耐腐食性接合膜24と高接合性接合膜21との間に隙間があっても構わない。
図8に示すように、本実施形態の圧電振動子100は、図1に示すパッケージと同様のパッケージのキャビティCに圧電振動片4が配置されている。圧電振動子100は、圧電振動片4に通電されることによって所定の周波数で発振するものである。
以下では、圧電振動子100の製造方法について詳述する。
図9は、圧電振動子100の製造方法を示すフローチャートである。図9に示すように、本実施形態の圧電振動子の製造方法では、上述のパッケージの製造方法に、配線工程S101と接続工程102とがさらに備えられている。
接続工程S102は、図7に示すように、配線工程S101においてベースウエハ20の面上に形成された配線回路10に対して、圧電振動片4を電気的に接続する工程である。圧電振動片4は、詳細は図示しないが、例えば、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものを採用することができる。
接合工程S31に続いてダイシング工程S32が行われることによって圧電振動片4が気密に封入された圧電振動子100が切り分けられて完成する。
2 ベース基板(第一基板)
4 圧電振動片
20 ベースウエハ(第二ウエハ)
21、21a、21b 高接合性接合膜(第一接合膜)
22 クロム層
23 シリコン層
24 耐腐食性接合膜
3 リッド基板(第二基板)
3a 凹部
30 リッドウエハ(第二ウエハ)
100 圧電振動子
C キャビティ
W1 所定幅
H 所定厚さ
S11 第一ウエハ形成工程
S12 第二ウエハ形成工程
S21 第一工程
S22 除去工程
S23 第二工程
S31 接合工程
S32 ダイシング工程
Claims (5)
- 第一基板と第二基板とを含む複数の基板が接合されて前記複数の基板の間にキャビティが形成されるパッケージであって、
前記第一基板と前記第二基板との対向する面上で前記キャビティを囲繞して配置され、金属で形成された耐腐食性接合膜と、
前記耐腐食性接合膜を配置する面上で前記耐腐食性接合膜の内方に配置され、前記耐腐食性接合膜よりも接合力が高く、金属で形成されるとともに、前記耐腐食性接合膜と接触する高接合性接合膜と、
を備えるパッケージ。 - 請求項1に記載のパッケージであって、前記高接合性接合膜が、アルミニウムを含有するパッケージ。
- 請求項1または2に記載のパッケージであって、
前記第一基板および前記第二基板がガラスを含有し、
前記耐腐食性接合膜が、
前記第一基板の面上に接触するように配置されたクロム層と、
前記クロム層と前記第二基板とに接触するように配置されたシリコン層と、
を有するパッケージ。 - 第一基板と第二基板とを含む複数の基板が接合されて前記複数の基板の間にキャビティが形成されるパッケージの製造方法であって、
複数の前記第一基板が一体成形された第一ウエハを成形する第一ウエハ成形工程と、
前記第一基板と重ね合わせ可能な位置関係で複数の前記第二基板が一体成形された第二ウエハを成形する第二ウエハ成形工程と、
前記第一ウエハの面上に前記キャビティを囲繞するように所定幅以上の帯状で所定厚さを有する第一接合膜を形成する第一工程と、
前記第一工程に続いて前記第一接合膜の幅方向の中間部を前記所定幅よりも狭い帯状に除去して前記第一ウエハの面が露出された溝部を形成する除去工程と、
前記除去工程に続いて前記溝部に露出された前記第一ウエハの面上に前記第一接合膜よりもイオン化傾向が低く、前記所定厚さを有する耐腐食性接合膜を形成する第二工程と、
前記第一接合膜および前記耐腐食性接合膜を挟むように前記第一ウエハと前記第二ウエハとを重ね合わせて接合する接合工程と、
前記接合工程に続いて前記耐腐食性接合膜の幅方向の中間部において前記第一ウエハと前記第二ウエハとが接合された接合体を切断するダイシング工程と、
を備えるパッケージの製造方法。 - 第一基板と第二基板とを含む複数の基板が接合されて前記複数の基板の間にキャビティが形成される圧電振動子の製造方法であって、
複数の前記第一基板が一体成形された第一ウエハを成形する第一ウエハ成形工程と、
前記第一基板と重ね合わせ可能な位置関係で複数の前記第二基板が一体成形された第二ウエハを成形する第二ウエハ成形工程と、
前記第一ウエハの面上に前記第一基板における所定の回路形状を有する配線を複数形成する配線工程と、
前記第一ウエハの面上に前記キャビティを囲繞するように所定幅以上の帯状で所定厚さを有する第一接合膜を形成する第一工程と、
前記第一工程に続いて前記第一接合膜の幅方向の中間部を前記所定幅よりも狭い帯状に除去して前記第一ウエハの面が露出された溝部を形成する除去工程と、
前記除去工程に続いて前記溝部に露出された前記第一ウエハの面上に前記第一接合膜よりもイオン化傾向が低く、前記所定厚さを有する耐腐食性接合膜を形成する第二工程と、 前記第二工程の後に前記配線に圧電振動片を接続する接続工程と、
前記第一接合膜および前記耐腐食性接合膜を挟むように前記第一ウエハと前記第二ウエハとを重ね合わせて接合する接合工程と、
前記接合工程に続いて前記耐腐食性接合膜の幅方向の中間部において前記第一ウエハと前記第二ウエハとが接合された接合体を切断するダイシング工程と、
を備える圧電振動子の製造方法。
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