JP5804029B2 - 圧電ウェハ、圧電振動片、及び圧電振動子 - Google Patents

Description

本発明は、水晶振動片等の圧電振動片を含む圧電ウェハ、該圧電ウェハから折取られて個片化される圧電振動片、及びこの圧電振動片がパッケージ内で支持された圧電振動子に関する。

一般に、圧電振動片は、１枚の圧電ウェハから多数個取りすることが行われている。

従来の圧電ウェハには、一般に、前記多数個取りのため、フォトリソグラフィ技術を利用してレジストをパターン形成し、これにウェットエッチングすることで、多数個の圧電振動片と、これらを支持する枠部と、圧電振動片を枠部に連結する連結部とを形成し、連結部で圧電振動片を折取ることで個片化できる構成としたものがある(特許文献１参照。)。

このような圧電ウェハにおいて、連結部の幅方向に前記折取りのためにスリットを形成したものがある。かかる折取りを備えた圧電ウェハを図９を参照して説明すると、この圧電ウェハ１ａは、金属バンプ１１ａ，１１ｂを具備した圧電振動片２ａと、この圧電振動片２ａを支持する枠部３と、該圧電振動片１ａを枠部３に連結する連結部４とを備えている。そして、その連結部４に、前記折取りを行い易くするため、幅方向に沿って、連結部４の表裏面を貫通したスリット１３ｇ１〜１３ｇ３を形成すると共に、これらスリット１３ｇ１〜１３ｇ３間の幅方向の一部にスリットが無いブリッジ１３ｇ４，１３ｇ５を形成して構成されている。

特開２０１３−２０７５０９号公報

しかしながら、圧電ウェハから折取られた圧電振動片に対して、衝撃等の外力を荷重する試験を実施したところ、幾つかの圧電振動片にその発振周波数にずれが見受けられたため、そのずれが起きる原因について鋭意研究した。

この研究によれば、圧電振動片２ａを枠部３から折取る際にブリッジ１３ｇ４，１３ｇ５を起点にしたクラックが発生している場合があり、このクラックが、前記折取られた側の圧電振動片２ａの折取り端部或いはその近傍にまで及んでいることがある。

このようなクラックが折取り端部等に及んでいる圧電振動片に対して、振動等の衝撃を加えると、その衝撃荷重により、前記クラックが前記折取り端部から金属バンプ１１ａの周囲に進行することがあり、かかるクラックが金属バンプ周囲に進行した圧電振動片の多くに、発振周波数にずれがあることが見受けられた。

本発明は、上記知見に鑑みて為されたものであり、折り取り後に、その折取り端部或いはその近傍にクラックが有る圧電振動片に対して、衝撃等の外力を加えても、そのクラックが金属バンプ周囲に進行することを抑制できるように、圧電振動片を支持できる圧電ウェハ及びこの圧電ウェハから折取られた圧電振動片を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、
(１)本発明に係る圧電ウェハは、圧電振動片と、前記圧電振動片を支持する枠部と、前記圧電振動片を前記枠部に連結する連結部とを有し、前記圧電振動片は、前記連結部の幅方向に間隔を離して並設された一対の第１及び第２金属バンプを有し、前記圧電振動片が、前記連結部で前記枠部から折取り可能な圧電ウェハであって、前記圧電振動片は、基部と、前記基部の一端面に並設されかつ該一端面から一方向に平行に突出する一対の振動腕部と、前記基部の他端面に形成さて外部と接合する接合部と、を備え、前記一対の振動腕部それぞれの励振電極の一部は、引出電極で前記基部上から前記接合部上、前記連結部上、および前記枠部上へと引き出され、前記両金属バンプは、前記接合部における前記引出電極上に並設されて形成されており、前記連結部には、前記折取りのためのスリットが、前記幅方向の一部を除いて当該連結部の幅方向に沿って形成され、前記幅方向の前記一部の幅方向端は、前記幅方向に垂直な方向において、前記両金属バンプから離隔しており、かつ、前記両金属バンプと重なっていない、ことを特徴とする。

なお、前記重なっていない態様は、前記幅方向の一部のいずれの一端も重なっていない態様である。

本発明の圧電ウェハによれば、前記幅方向の一部の幅方向端が、幅方向に垂直な方向において、両金属バンプから離隔し、かつ、両金属バンプとは重なっていないので、当該圧電ウェハの枠部から折取られた圧電振動片では、その折取り端部等にクラックがあっても、衝撃等の外力により、そのクラックが両金属バンプの周囲に進行することが抑制される。これにより、本発明の圧電ウェハから折取られた圧電振動片では、衝撃等の外力が加えられても、発振周波数のずれが防止される。

なお、折取り後の圧電振動片に対する前記衝撃としては、例えば、折取り後の圧電振動片を圧電振動デバイスのパッケージに搭載する際、金属バンプをパッケージ内の電極パッドに超音波ボンディングするときの振動圧力がある。

また、本発明によれば、１枚の圧電ウエハからの圧電振動片の取れ数を増やす場合、圧電振動片を小型化すると、前記幅方向の一部であるブリッジと金属バンプとの距離が近づくが、前記したように、折取り端部にあるクラックが金属バンプ周囲へ進行しにくくなったので、圧電振動片を小型にして、１枚の圧電ウェハからの圧電振動片の取れ数を増やすことができる。

本発明において、好ましい実施態様では、前記幅方向の前記一部は、その最大幅の部分が、前記垂直な方向において、前記両金属バンプと重なっていない。

この実施態様によれば、前記幅方向の前記一部の形状が前記垂直方向で屈曲していても、前記幅方向の前記一部は、その最大幅の部分が、前記垂直な方向において、前記両金属バンプと重なっていないので、折取られた圧電振動片に衝撃等の外力が加えられても、その折取り端部のクラックが、両金属バンプの周囲に進行することをより効果的に抑制できる。

なお、前記幅方向の前記一部が、前記垂直な方向において、屈曲するなどして、幅が変化する場合、前記幅方向の前記一部は、最小幅部分が強度的に弱く、したがって、連結部で圧電振動片を枠部から折取る際、圧電振動片は、当該最小幅部分で折取られる。しかし、クラックが発生する起点は、前記最小幅部分とは限らないので、前記幅方向の一部はその最大幅部分で金属バンプとは垂直方向で重ならないことが好ましい。

本発明において、別の好ましい実施態様では、前記幅方向の前記一部は、前記両金属バンプに対して、前記垂直な方向において、１０μｍ以上離隔している。

この実施態様によれば、前記幅方向の前記一部が両金属バンプに対して、前記垂直な方向において、１０μｍ以上離隔しているので、圧電振動片が枠部から折取られ、その際、前記幅方向の前記一部で発生したクラックが、折取り後の折取り端部にあっても、当該折取り端部の幅方向両端から、両金属バンプまでの距離が長くなり、前記クラックが両金属バンプにまで進行しにくくなる。

本発明において、別の好ましい実施態様では、前記連結部における前記幅方向の前記一部は、前記両金属バンプの前記並設間の幅方向中央位置に形成される。

この実施態様によれば、圧電振動片の折取り端部のクラックが、両金属バンプのいずれの周囲にも進行することをより効果的に防止できるので、圧電振動片を小型化して１枚の圧電ウェハからの取れ数を、より増やすことができるようになる。

本発明において、別の好ましい実施態様では、前記圧電振動片は、少なくとも一対の振動腕部と、外部と接合する接合部と、前記一対の振動腕部が一端面に並設され、前記接合部が前記一端面と対向する他端面に形成された基部とを備え、前記一対の振動腕部は、前記基部の一端面から平行になって突出しており、前記接合部は、前記基部の前記他端面で前記一対の振動腕部の前記並設方向の中間に設けられかつ第１金属バンプが形成された基端部と、前記基端部から前記連結部の幅方向一方に延出されかつ第２金属バンプが形成された延出部とを有した平面視Ｌ字状に形成され、前記第１金属バンプの平面視サイズは、前記第２金属バンプの平面視サイズより大きい。

この実施態様によれば、前記基端部が前記一対の振動腕部の並設方向の中間に設けられ、かつ、前記第１金属バンプの平面視サイズが前記第２金属バンプのそれより大きいので、枠部から折取られた圧電振動片は全体的に振動バランスが良好である。

本発明において、別の好ましい実施態様では、当該圧電ウェハが水晶ウエハである。
(２)本発明に係る圧電振動片は、圧電ウェハの枠部から折取られてなる圧電振動片であって、少なくとも、一端側に振動部を備え、前記一端側と対向する他端側に外部接合用の接合部を備え、前記接合部は、前記他端側の幅方向に並設された一対の第１及び第２金属バンプを具備し、かつ、前記他端側は、その端面に前記枠部から折取られてなる折取り端部を有しており、前記折取り端部の幅方向端は、前記幅方向に垂直な方向において、前記両金属バンプから離隔し、かつ、前記両金属バンプと重なっていない、ことを特徴とする。

本発明において、好ましい実施態様では、前記一対の振動腕部は、その表裏両主面及び両側面に励振電極が形成された一対の振動腕部である音叉型の圧電振動子である。

また、本発明において、好ましい実施態様は、前記圧電振動片が、パッケージ内で支持された圧電振動子である。

本発明によれば、圧電振動片に枠部から折取った際の折取り端部乃至はその近傍にクラックがあっても、衝撃等の外力が加えられても、両金属バンプの周囲に進行することを抑制して、その発振周波数を所望の特性に維持できる。

これにより、本発明によれば、枠部から折取られて折取り端部にクラックがある圧電振動片を、例えば、圧電振動子のパッケージ内の電極パッド上に金属バンプを超音波ボンディングする際、超音波ボンディングの振動圧力が圧電振動片に加えられても、圧電振動片の金属バンプ周囲にクラックが進行せずに済み、当該圧電振動片は所要の発振周波数で動作でき、所望の振動特性を長期に維持できる圧電振動子に搭載することができる。

また、本発明によれば、前記クラックの進行を抑制することができるので、金属バンプと折取り端部との距離を接近させることができ、これにより圧電振動片のより小型化を促進することができるという効果を得られる。

本発明の実施形態に係る水晶ウェハの全体構成図。 (ａ)は、図１に示す水晶ウェハの表面側の一部拡大図、(ｂ)は、同水晶ウェハの裏面側の一部拡大図。 実施形態の水晶ウェハの一部裏面拡大図。 (ａ)は、図２(ａ)の水晶ウェハにおいて枠部から個片化された水晶振動片の表面図、(ｂ)は、同水晶振動片の裏面図。 図４の(ｂ)で示す水晶振動片の裏面拡大図。 比較例の水晶ウェハの一部裏面拡大図。 (ａ)は、比較例の水晶ウェハから水晶振動片に衝撃を加えたときの周波数ずれ特性図、(ｂ)は、実施形態の水晶ウェハから水晶振動片に衝撃を加えたときの周波数ずれ特性図。 本発明の他の実施形態に係る水晶ウェハの一部裏面拡大図。 従来の圧電ウェハの一部拡大平面図。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態に係る圧電ウェハ及び圧電振動片を説明する。

本実施形態では、圧電ウェハとして、水晶Ｚ板の水晶ウェハを用いるが、本発明は、水晶ウェハに限定されず、水晶ウェハ以外のタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどの圧電材料からなる圧電ウェハに適用できる。また、本実施形態では、音叉型水晶振動片で説明するが、本発明は、音叉型水晶振動片以外の音叉型圧電振動片に適用できる。

以下、図１〜図３を参照して、実施形態の水晶ウェハを説明する。１は水晶ウェハであり、この水晶ウェハ１は、水晶基板を板状に加工されて形成されたものである。この水晶基板には、例えば水晶Ｚ板(Ｘ面カット)が用いられる。

水晶ウェハ１は、例えば、フォトリソグラフィ技術を利用してレジストをパターン形成し、これに対してウェットエッチングすることで、水晶振動片２と、水晶振動片２を支持する枠部３と、水晶振動片２を枠部３に連結する連結部４とを有した形状に加工されている。

水晶振動片２は、基部５と、振動部である一対の第１、第２振動腕部６，７と、接合部８とを有する。基部５は、平面視左右対称の形状とされ、第１、第２振動腕部６，７より幅広に形成されている。第１、第２振動腕部６，７は、基部５の一端面から突出して隙間部９を介して互いに平行になって並設されている。隙間部９は、基部５の一端面において、第１、第２振動腕部６，７の並設方向の中央位置上に設けられている。図中のＬ０は、第１、第２振動腕部６，７の並設間の中央を下方に前記突出方向に沿い当該突出方向とは反対方向に延びる中央線を示す。

第１振動腕部６の表裏両主面及び両側面に、励振電極９ａ１，９ａ２、９ｂ１，９ｂ２が形成されている。第２振動腕部７の表裏面及び両側面に、励振電極１０ａ１，１０ａ２、１０ｂ１，１０ｂ２が形成されている。

第１振動腕部６の表裏両主面の励振電極９ａ１，９ａ２それぞれは共通接続され、両側面の励振電極９ｂ１，９ｂ２それぞれは共通接続される。また、第２振動腕部７の表裏両主面の励振電極１０ａ１，１０ａ２それぞれは共通接続され、両側面の励振電極１０ａ１，１０ａ２それぞれは共通接続される。

第１振動腕部６の表裏両主面の励振電極９ａ１，９ａ２は、第２振動腕部７の両側面の励振電極１０ｂ１，１０ｂ２に共通接続されて一方の極性の電圧が印加される。また、第１振動腕部６の両側面の励振電極９ｂ１，９ｂ２は、第２振動腕部７の表裏両主面の励振電極１０ｂ１，１０ｂ２に共通接続されて他方の極性の電圧が印加されるようになっている。

第１、第２振動腕部６，７それぞれの励振電極の一部は基部５上に引出電極２０ｃ１〜２０ｃ６で引き出される。これら引出電極２０ｃ１〜２０ｃ６のうち、基部５の裏面側の引出電極２０ｃ４，２０ｃ５は、基部５上から、さらに、接合部８、連結部４及び枠部３に引き出され、それぞれ、前記一方と他方それぞれの極性電圧を印加する引出電極２０ｃ７，２０ｃ８とされる。

これら引出電極２０ｃ１〜２０ｃ８は、絶縁分離ライン１４ａ１，１４ａ２，１４ｂ１，１４ｂ２でそれぞれ電気的に絶縁分離されている。

なお、引出電極２０ｃ１〜２０ｃ８において、引出電極２０ｃ１，２０ｃ３，２０ｃ５を前記励振電極の一部を共通接続する接続用基部引出電極とし、引出電極２０ｃ２，２０ｃ４，２０ｃ６を、前記複数の励振電極の一部を外部へ引き出す外部用基部引出電極として基部引出電極２０ｃ１〜２０ｃ６となし、引出電極２０ｃ４が接合部８に引き出されると、その電極を外部用接合部引出電極２０ｃ７とし、引出電極２０ｃ５が接合部８に引出されると、その電極を接合部引出電極２０ｃ８と称してもよい。

接合部８は、基部５の他端面における第１、第２振動腕部６，７の並設方向の中央位置から若干突出された基端部８ａと、基端部８ａから第１、第２振動腕部６，７の並設方向一方に延出された延出部８ｂとにより、基部５に対して平面視Ｌ字状に形成されている。なお、図面上、基部５に対して接合部８の基端部８ａの突出長が短いが、基端部８ａの突出長をより長くした平面視Ｌ字状にしてよい。

接合部８の基端部８ａの引出電極２０ｃ７上に平面視楕円状の第１金属バンプ１１ａが、また、接合部８の延出部８ｂの引出電極２０ｃ８上に平面視楕円状の第２金属バンプ１１ｂが、それぞれ、電解金属鍍金により形成されている。なお、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂは、平面視楕円状に限定されず平面視円状でもよい。電解金属鍍金は一例として、好ましくは、金鍍金であるが、これに限定されないことは勿論である。

引出電極２０ｃ７，２０ｃ８は、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂに印加される外部の電圧を水晶振動片２の励振電極へ印加し、また水晶振動片２を連結部４で折取る前に周波数調整する際に、周波数調整用電圧を水晶振動片２の励振電極に印加するため、水晶振動片２の励振電極を接合部８、連結部４を経て枠部３に引き出されている。

第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂは、水晶振動片２を図示省略の水晶振動デバイスに搭載するため、当該デバイスのパッケージ内の段差上或いは底面上の一対の対向する電極パッド上のそれぞれに超音波ボンディングするためのものである。

第１金属バンプ１１ａは、第１、第２振動腕部６，７の並設方向の中央位置に、より詳しくは中央位置から若干、並設方向他方寄りの位置に形成され、第２金属バンプ１１ｂは、第１、第２振動腕部６，７の並設方向中央位置から並設方向一方にずれた位置に形成されている。

前記励振電極及び引出電極は、一例として、例えば金属蒸着によってクロム層と金属層とが形成された薄膜である。この薄膜は、真空蒸着法等の手法により水晶ウェハ１全面に形成された後にメタルエッチングされて形成される。

第１、第２振動腕部６，７それぞれの腕部延出部の表面には、金属膜が電解金属鍍金された周波数調整錘用電極１２ａ，１２ｂが形成されている。この周波数調整錘用電極１２ａ，１２ｂは、水晶振動片２を駆動し、その周波数が所要の周波数に到達できるように、レーザビームの照射走査やイオンエッチング等で質量削除されて、その周波数の微調整を行うため形成されたものである。連結部４は、水晶振動片２の接合部８との境界に沿った幅方向に亘る箇所を折取り部１３として備えている。この折取り部１３は、連結部４の幅方向全幅に亘っている。

折取り部１３は、連結部４の幅方向の一部を除く、その両側面側で表裏面を貫通したスリット１３ａ，１３ｂと、前記幅方向の一部でスリットが形成されず、連結部４の表裏面に連続した平面を有するブリッジ１３ｃとを備える。

なお、実施形態では、スリット１３ａ，１３ｂは、連結部４の表裏面を貫通したスリットとしたが、前記貫通せず、溝状としたスリットでもよい。

実施形態の水晶ウェハ１を、さらに図３を参照して、説明する。図中では、連結部４の幅方向をＸで示し、この幅方向に垂直な方向をＹで示す。以下、Ｘ方向を幅方向、Ｙ方向を垂直方向と称する。

この水晶ウェハ１においては、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂそれぞれの幅をＷ１，Ｗ２とすると、Ｗ１及びＷ２は、好ましくは、０．１〜０．４μｍである。

また、垂直方向において、接合部８の連結部４側の端面８ｃから第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂの下部までの離隔距離をＭ１とすると、前記距離Ｍ１は、好ましくは、１０μｍ以上である。この離隔距離は、言い換えると、ブリッジ１３ｃの上部Ａ，Ｂから第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂの下部までの離隔距離である。

ブリッジ１３ｃの幅方向中心Ｏ１に対して、それぞれ、第１金属バンプ１１ａの幅方向一端１１ａ１までの距離をＭ２，第２金属バンプ１１ｂの幅方向一端１１ｂ１までの距離をＭ３とする。

ブリッジ１３ｃは、スリット１３ａ，１３ｂのエッチングで形成されるので、ブリッジ１３ｃの両端１３ｃ１，１３ｃ２の形状は、垂直方向において直線状ではなく、スリット１３ａ，１３ｂ側から見て凹状に屈曲している。したがって、ブリッジ１３ｃの両端１３ｃ１，１３ｃ２の幅を、最小幅をＭ４１，最大幅をＭ４２とすると、これらの距離にはＭ２，Ｍ３＞Ｍ４２／２の関係がある。ここで、Ａ，Ｂはブリッジ１３ｃの上部側最大幅部分、Ｃ，Ｄはブリッジ１３ｃの下部側最大幅部分、Ｅ，Ｆは上部側最大幅部分と下部側最大幅部分との間でのブリッジ１３ｃの最小幅部分である。

すなわち、この関係により、第１金属バンプ１１ａの一端１１ａ１は、ブリッジ１３ｃの一端１３ｃ１に対して幅方向で離隔している。また、第２金属バンプ１１ｂの一端１１ｂ１は、ブリッジ１３ｃの他端１３ｃ２に対して幅方向で離隔している。したがって、ブリッジ１３ｃの両端１３ｃ１，１３ｃ２は、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂのいずれにも、垂直方向で重なっていない。

なお、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂの幅Ｗ１，Ｗ２は、前記関係を満足できれば特に限定されない。また、ブリッジ１３ｃの幅は、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂに対して重ならない幅であれば、特に限定されない。

水晶振動片を連結部４で折取る際に、と、水晶振動片２を連結部４の折取り部１３で折取るときは、ブリッジ１３ｃは最小幅部分(Ｅ−Ｆ間)が強度的に弱いので、当該最小幅部分で折取られ、クラックもその最小幅部分で発生し易い。しかし、クラックはブリッジ１３ｃの両端１３ｃ１，１３ｃ２の上部Ａ，Ｂを起点にしても発生する可能性があるので、ブリッジ１３ｃの上部側最大幅部分(Ａ−Ｂ間)が、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂとは垂直方向で重なっていないことが好ましい。

なお、この実施形態では、ブリッジ１３ｃの両端１３ｃ１，１３ｃ２が共に、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂと垂直方向で重なっていないことが必要であり、ブリッジ１３ｃの両端２１ｂ，２１ｃのいずれの一方端も重なっていないことが必要である。

なお、実施形態では、ブリッジ１３ｃは、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂに対して、垂直方向で数μｍ以上離隔して、垂直方向で重なっていないが、クラックが第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂの周囲に進行しない限り、ブリッジ１３ｃの両端１３ｃ１，１３ｃ２と第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂそれぞれの一端１１ａ，１１ｂ１との離隔距離は、０μｍ超であればよい。

以上の図１〜図３で示す水晶ウェハ１から水晶振動片２を折取り部１３で折取って図４及び図５で示すように個片化する。図４の(ａ)は水晶振動片２の表面図、(ｂ)は水晶振動片２の裏面図である。また、図５は、図４の(ｂ)の水晶振動片２の裏面の一部拡大図である。図１〜図３で示す水晶ウェハ１において連結部４に連結されている水晶振動片２は、連結部４で折り取られると、図４及び図５に示すように、個片化される。

個片化された水晶振動片２は、接合部８の端面に折取り端部２１を有している。この折取り端部２１は、水晶振動片２を枠部３から折取った際に、ブリッジ１３ｃにより形成されたものである。したがって、前記関係により、折取り端部２１は、その幅方向両端２１ｂ，２１ｃは、その上部が第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂそれぞれの一端１１ａ１，１１ｂ１側の下部からは、垂直方向で離隔している。これにより、折取り端部２１の両端２１ｂ，２１ｃは、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂとは垂直方向で重なっていない。

なお、図では、折取り端部２１の両端２１ｂ，２１ｃは、垂直方向に直線状ではなく、凹状に屈曲しており、折取り端部２１の両端２１ｂ，２１ｃの上部が、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂとは垂直方向で重なっていないことが好ましい。なお、折取り端部２１の裏面には、引出電極２０ｃ７，２０ｃ８が、折取り端２１ａまで引出されている。

次に、図４及び図５に示す水晶振動片２に、個片化の際に発生したクラックが折取り端部２１やその近傍に存在している場合、かかる水晶振動片２を、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂを水晶振動デバイスのパッケージ内の電極パッド上に超音波ボンディングする際、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂは、折取り端部２１から離隔し、かつ、折取り端部２１の両端２１ｂ，２１ｃとは垂直方向で重なっていないので、超音波ボンディングによる外部衝撃が加わっても、クラックが、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂ周囲に進行することを防止できる。

次に、図３の水晶ウエハ１から折り取られた図５に示す水晶振動片２と、図６で示す比較例としての水晶ウェハ１ａから折取られた水晶振動片２ａ(折取り後の水晶振動片２ａは図示していない)とのそれぞれに対して衝撃等の外力を印加して発振周波数のずれを測定する試験を実施した。

そして、前記試験の実施後の水晶振動片２，２ａそれぞれの発振周波数ずれ特性を図７(ａ)(ｂ)に示すと共に、それら両者２，２ａそれぞれの発振周波数のずれ特性を比較説明する。

なお、図６は比較例としての水晶ウエハ１ａの裏面の一部の拡大図であり、図５と対応する部分には同一の符号を付している。図６の水晶ウェハ１ａは、折取り部として、スリット１３ｇ１〜１３ｇ３を有すると共に、これらスリット１３ｇ１〜１３ｇ３間にブリッジ１３ｇ４，１３ｇ５を備える。１３ｇ４１，１３ｇ４２はブリッジ１３ｇ４の両端、１３ｇ５１，１３ｇ５２はブリッジ１３ｇ５の両端を示す。

第１金属バンプ１１ａの一端１１ａ１は、垂直方向でブリッジ１３ｇ５の両端１３ｇ５の両端１３ｇ５１，１３ｇ５２間にあり、第１金属バンプ１１ａはブリッジ１３ｇ５の一端１３ｇ５１とＹ方向で重なっている。なお、第２金属バンプ１１ｂは、ブリッジ１３ｇ４，１３ｇ５のいずれとも垂直方向とＹ方向で重なっていない。

図７(ａ)(ｂ)において、横軸は水晶振動片２，２ａに対して外力としてタッピング或いは落下等の衝撃を加えた衝撃回数であり、縦軸が水晶振動片２の所要の発振周波数Ｆからの周波数ずれΔｆ／Ｆ(ｐｐｍ)である。

比較例として図６に示す水晶ウェハ１ａから折取られた水晶振動片２ａでは、図７(ａ)に示すように、衝撃回数が増加するに伴い、それに比例して、発振周波数Ｆがマイナス側に徐々にずれてきている。このことから、比較例の水晶ウエハ１ａから折取られた水晶振動片２ａでは、クラックが、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂ周囲に進行していることが分かる。

実施形態の水晶ウェハ１から折り取られた圧電振動片２では、図７(ｂ)に示すように、衝撃回数が増加していっても、所要の発振周波数Ｆからの周波数ずれ(Δｆ／Ｆ)は殆ど見られなかった。このことにより、衝撃等の外力印加回数が増加しても、クラックは、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂ周囲に進行することが防止されていることが分かる。

以上説明したように、本実施形態の水晶ウエハ１では、水晶振動片２の第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂに対して、連結部４に設けたブリッジ１３ｃが、垂直方向で重なっていないことにより、折取られた水晶振動片２に衝撃等の外力を加えても、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂの周囲にクラックが進行せず、これにより発振周波数にずれがない。

このことから、実施形態の水晶ウエハ１から折取られた水晶振動片２を水晶振動デバイスのパッケージに搭載するために、その第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂをパッケージ内の電極パッド上に超音波ボンディングしても、その超音波ボンディングの際の振動圧力が衝撃等の外力として、該水晶振動片２に作用しても、水晶振動片２の折り取り端部２１に発生しているクラックが、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂの周囲に進行することを防止することができ、その結果として、水晶振動片２が所要の発振周波数からずれることを防止ないしは抑制することができるようになる。

このことにより、折取り後の圧電振動片２の発振周波数が安定化するので、１枚の圧電ウエハ１から圧電振動片２を多数個取りする場合、圧電振動片２を小型化してその取れ数を増やすことができるようになる結果、圧電振動片２をより小型化することができる。

すなわち、圧電振動片２を小型化すると、連結部４のブリッジ１３ｆと第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂとの距離が近づき、折取り時の折取り端部にあるクラックがより第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂ周囲に進行し易くなるが、本実施形態では、クラックが第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂ周囲に進行することを抑制できるので、圧電振動片２を小型化し、１枚の圧電ウェハ１からの圧電振動片２の取れ数を増やすことができる。

図８は、本発明の他の実施形態に係り、枠部３から水晶振動片２を折取る前の水晶ウェハ１の一部裏面拡大図である。

図８で示す水晶ウェハ１では、折取り部１３は、その裏面側に３つのスリット２１ｃ〜２１ｅと、２つのブリッジ２１ａ，２１ｂとで構成され、ブリッジ２１ｂには、接合部８側から、引出電極２０ｃ４，２０ｃ５が引き出されている。そして、一方のブリッジ２１ａは、第１金属バンプ１１ａに対して垂直方向で重なっていると共に、ブリッジ２１ａと第１金属バンプ１１ａとの間にクラック進行阻止用のスリット２１ｆが形成されている。ただし、このスリット２１ｆは、接合部８を貫通しない溝で形成されている。

かかるスリット２１ｆを備えた水晶ウェハ１に対して、水晶振動片２を連結部４の折取り部１３で折取って個片化した際に、接合部８の下端にクラックが発生し、折取り後の水晶振動片２を前記したように水晶振動デバイスのパッケージ内に搭載するため、その第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂをパッケージ内の電極パッド上に超音波ボンディングしても、前記クラックは、スリット２１ｆで、第１金属バンプ１１ａの周囲に進行することが阻止される。

なお、他方のブリッジ２１ｂは、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂのいずれに対しても垂直方向で離隔し且つ重なっていないので、前記ブリッジ２１ｂの折取りに起因するクラックは、上述と同様の理由で、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂ周囲に進行することが阻止される。

その結果、水晶ウエハ１から折取られて個片化された水晶振動片２を水晶振動デバイスのパッケージに搭載するため、第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂを電極パッド上に超音波ボンディングしても、当該両金属バンプ１１ａ，１１ｂ周囲へのクラックの進行が抑制され、前記実施形態と同様、当該水晶振動片２を搭載した水晶振動デバイスの動作上の周波数ずれを防止ないしは抑制することができる。

したがって、この実施形態においても、前記実施形態と同様、クラックが第１、第２金属バンプ１１ａ，１１ｂ周囲に進行することを抑制できるので、圧電振動片２を小型化し、１枚の圧電ウェハ１からの圧電振動片２の取れ数を増やすことができる。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

１ 水晶ウェハ(圧電ウェハ)
２ 水晶振動片(圧電振動片)
３ 枠部
４ 連結部
５ 基部
６，７ 第１、第２振動腕部
８ 接合部
１３ 折取り部
１３ａ，１３ｂ スリット
１３ｃ ブリッジ
１３ｃ１，１３ｃ２ ブリッジ端

Claims (7)

1. 圧電振動片と、前記圧電振動片を支持する枠部と、前記圧電振動片を前記枠部に連結する連結部と、を有し、前記圧電振動片は、前記連結部の幅方向に間隔を離して並設された一対の第１及び第２金属バンプを有し、前記圧電振動片が、前記連結部で前記枠部から折取り可能な圧電ウェハであって、
   前記圧電振動片は、
   基部と、
   前記基部の一端面に並設されかつ該一端面から一方向に平行に突出する一対の振動腕部と、
   前記基部の他端面に形成されて外部と接合する接合部と、
   を備え、
   前記一対の振動腕部それぞれの励振電極の一部は、引出電極で前記基部上から前記接合部上、前記連結部上、および前記枠部上へと引き出され、前記両金属バンプは、前記接合部における前記引出電極上に並設されて形成されており、
   前記連結部には、前記折取りのためのスリットが、前記幅方向の一部を除いて当該連結部の幅方向に沿って形成され、
   前記幅方向の前記一部の幅方向端は、前記幅方向に垂直な方向において、前記両金属バンプから離隔しており、かつ、前記両金属バンプと重なっていない、ことを特徴とする圧電ウェハ。
2. 前記幅方向の前記一部は、その最大幅の部分が、前記垂直な方向において、前記両金属バンプと重なっていない、請求項１に記載の圧電ウェハ。
3. 前記幅方向の前記一部は、前記両金属バンプの前記並設間の幅方向中央位置に形成される、請求項１または２に記載の圧電ウェハ。
4. 前記接合部は、前記基部の前記他端面で前記一対の振動腕部の前記並設方向の中間に設けられかつ前記第１金属バンプが形成された基端部と、前記基端部から前記連結部の幅方向一方に延出されかつ前記第２金属バンプが形成された延出部とを有した平面視Ｌ字状に形成され、前記第１金属バンプの平面視サイズは、前記第２金属バンプの平面視サイズより大きい、請求項１ないし３のうちのいずれか一項に記載の圧電ウェハ。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれか一項に記載の圧電ウェハの枠部から折取られてなる音叉型の圧電振動片であって、
   基部と、
   前記基部の一端面に並設されかつ該一端面から一方向に平行に突出する一対の振動腕部と、
   前記基部の他端面に形成されて外部と接合する接合部と、
   を備え、
   前記第１及び第２金属バンプが前記接合部上に、前記並設方向に形成されている、
   ことを特徴とする圧電振動片。
6. 前記一対の振動腕部は、その表裏両主面及び両側面に励振電極が形成された一対の振動腕部である請求項５に記載の圧電振動片。
7. 前記請求項５または６に記載の圧電振動片が、パッケージ内で支持されてなる、
   ことを特徴とする圧電振動子。

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