JP5980530B2 - 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
<圧電デバイス100の構成>
図1は、圧電デバイス100の分解斜視図である。圧電デバイス100は、リッド板110と、ベース板120と、圧電振動片130と、により構成されている。圧電振動片130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(YZ面)が結晶軸(XYZ)のY軸に対して、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、圧電デバイス100においては圧電デバイス100の長辺方向をX軸方向、圧電デバイス100の高さ方向をY’軸方向、X及びY’軸方向に垂直な方向をZ’軸方向として説明する。
図4は、圧電デバイス100の製造方法が示されたフローチャートである。以下、図4のフローチャートに従って、圧電デバイス100の製造方法について説明する。
圧電振動片には、振動部の周囲に枠部が形成された圧電振動片を用いてもよい。以下に枠部を有する圧電振動片が用いられた圧電デバイス200について説明する。また、以下の説明において、第1実施形態と同じ部分に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
図10は、圧電デバイス200の分解斜視図である。圧電デバイス200は、リッド板110と、ベース板220と、圧電振動片230と、により構成されている。圧電デバイス200では、第1実施形態と同様に、圧電振動片230にATカットの水晶振動片が用いられているとする。
圧電デバイス200は、図4に示されたフローチャートに沿って製造することができる。以下、図4に示されたフローチャートと異なる箇所を示しながら圧電デバイス200の製造方法について説明する。
圧電デバイスは、電子回路素子が組み込まれて圧電発振器として形成されても良い。以下に電子回路素子が組み込まれた圧電デバイス300について説明する。また、以下の説明において、第1実施形態又は第2実施形態と同じ部分に関しては第1実施形態又は第2実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
図14は、圧電デバイス300の分解斜視図である。圧電デバイス300は、リッド板110と、ベース板320と、圧電振動片330と、集積回路素子340と、により構成されている。圧電デバイス300では、第1実施形態と同様に、圧電振動片330にATカットの水晶振動片が用いられているとする。
圧電デバイス300に関しても、図4に示されたフローチャートに沿って製造することができる。以下、圧電デバイス300の製造方法に関して説明する。
101 … キャビティ
110 … リッド板
111 … 凹部
112 … 接合面
120、220、320 … ベース板
121、221、321 … 凹部
122、222、322 … 接合面
123、223、323a〜323f … 接続電極
124a、224a … ホット端子
124b、224b … アース端子
125 … 貫通電極
130、230、330 … 圧電振動片
131、231、331 … 励振電極
132、232、332 … 引出電極
134、234、334 … 振動部
141 … 導電性接着剤
142 … 封止材
143 … 金属バンプ
151 … 第1金属膜
151a … 第1金属膜第1層、 151b … 第1金属膜第2層
151c … 第1金属膜第3層
152 … 第2金属膜
152a … 第2金属膜第1層、 152b … 第2金属膜第2層
152c … 第2金属膜第3層
153 … 無電解メッキ膜
171 … スクライブライン
172 … プローブ
225 … 側面電極
226、326、338 … キャスタレーション
227 … 貫通孔
235、335 … 枠部
236、336 … 連結部
237、337 … 貫通溝
324a、341a … スタンバイ端子
324b、341f … 電源端子
324c、341d … 出力端子
324d、341c … アース端子
340 … 集積回路素子
341b、341e … 圧電端子
Claims (14)
- 一対の励振電極が形成されて所定の振動数で振動する振動部及び前記一対の励振電極から引き出されている引出電極を含む圧電振動片と、
一方の主面に前記圧電振動片が載置されて前記引出電極に電気的に接続される接続電極が形成され、他方の主面に実装端子が形成されるベース板と、
前記振動部を密封するリッド板と、を有し、
前記実装端子の少なくとも一部は、複数の金属層が積層される第1金属膜と、
前記第1金属膜に同様の複数の金属層が積層され、前記第1金属膜を覆うように又は前記第1金属膜の表面の一部に形成され、前記第1金属膜とは面積が異なる第2金属膜と、
少なくとも前記第2金属膜の表面に形成される無電解メッキ膜と、により形成され、
前記第1金属膜及び前記第2金属膜は、クロム層と、前記クロム層の表面に形成されるニッケルタングステン層と、前記ニッケルタングステン層の表面に形成される金層と、により構成されている表面実装型の圧電デバイス。 - 一対の励振電極が形成されて所定の振動数で振動する振動部及び前記一対の励振電極から引き出されている引出電極を含む圧電振動片と、
一方の主面に前記圧電振動片が載置されて前記引出電極に電気的に接続される接続電極が形成され、他方の主面に実装端子が形成されるベース板と、
前記振動部を密封するリッド板と、を有し、
前記実装端子の少なくとも一部は、複数の金属層が積層される第1金属膜と、
前記第1金属膜に同様の複数の金属層が積層され、前記第1金属膜を覆うように又は前記第1金属膜の表面の一部に形成され、前記第1金属膜とは面積が異なる第2金属膜と、
少なくとも前記第2金属膜の表面に形成される無電解メッキ膜と、により形成され、
前記第1金属膜及び前記第2金属膜は、クロム層と、前記クロム層の表面に形成されるプラチナ層と、前記プラチナ層の表面に形成される金層と、により構成されている表面実装型の圧電デバイス。 - 前記無電解メッキ膜はニッケル層を含み、前記ニッケル層の膜厚が1〜3μmである請求項1又は請求項2に記載の圧電デバイス。
- 前記無電解メッキ膜は、前記ニッケル層の表面に金層が形成される請求項3に記載の圧電デバイス。
- 前記実装端子は、一対のアース端子及び外部電極に電気的に接続される一対のホット端子を有し、
前記ホット端子は、前記第1金属膜と、前記第2金属膜と、前記無電解メッキ膜と、により形成され、
前記アース端子は、前記第2金属膜と、前記無電解メッキ膜と、により形成され、前記第1金属膜を含まない請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の圧電デバイス。 - 前記圧電振動片は、前記振動部と、前記振動部を囲む枠部と、前記振動部及び前記枠部を連結する連結部と、により構成され、
前記ベース板と前記リッド板とは前記枠部を挟んで接合されている請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の圧電デバイス。 - 前記圧電振動片の振動を制御する電子回路素子を備える請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
- 一対の励振電極及び前記励振電極よりそれぞれ引き出されている一対の引出電極を有する圧電振動片を複数個用意する工程と、
複数のベース板が形成されるベースウエハを用意する工程と、
複数のリッド板が形成されるリッドウエハを用意する工程と、
前記各ベース板の一方の主面に一対の接続電極用に及び他方の主面に実装端子用に、複数の金属層により構成される第1金属膜をスパッタ又は真空蒸着で形成する第1金属膜形成工程と、
前記各ベース板に、前記接続電極に前記引出電極が電気的に接続されるようにそれぞれ圧電振動片を載置する載置工程と、
前記圧電振動片が密封されるように、前記ベースウエハに前記リッドウエハを接合する接合工程と、
前記各ベース板の他方の主面に前記実装端子用に、前記第1金属膜と同様の複数の金属層により構成される第2金属膜をスパッタ又は真空蒸着で形成する第2金属膜形成工程と、
前記実装端子用に、前記ベース板の表面に形成される前記第1金属膜及び前記第2金属膜の表面に無電解メッキにより無電解メッキ膜を形成する工程と、を備え、
前記第2金属膜は、前記第1金属膜よりも面積が広く前記第1金属膜の表面を覆うように、又は前記第1金属膜よりも面積が小さく前記第1金属膜の表面の一部に形成される圧電デバイスの製造方法。 - 一対の励振電極が形成される振動部、前記振動部を囲む枠部、及び前記振動部と前記枠部とを連結する連結部を有し、前記枠部には前記一対の励振電極から引き出される一対の引出電極が形成されている圧電振動片が複数個形成されている圧電ウエハを用意する工程と、
複数のベース板が形成されるベースウエハを用意する工程と、
複数のリッド板が形成されるリッドウエハを用意する工程と、
前記各ベース板の一方の主面に一対の接続電極用に及び他方の主面に実装端子用に複数の金属層により構成される第1金属膜をスパッタ又は真空蒸着で形成する第1金属膜形成工程と、
前記各ベース板の前記接続電極に前記引出電極が電気的に接続され、前記各ベース板に前記各圧電振動片が載置されるように前記ベースウエハと前記圧電ウエハとを接合する載置工程と、
前記振動部が密封されるように、前記圧電ウエハに前記リッドウエハを接合する接合工程と、
前記各ベース板の他方の主面に前記実装端子用に、前記第1金属膜と同様の複数の金属層により構成される第2金属膜をスパッタ又は真空蒸着で形成する第2金属膜形成工程と、
前記実装端子用に、前記ベース板の表面に形成される前記第1金属膜及び前記第2金属膜の表面に無電解メッキにより無電解メッキ膜を形成する工程と、を備え、
前記第2金属膜は、前記第1金属膜よりも面積が広く前記第1金属膜の表面を覆うように、又は前記第1金属膜よりも面積が小さく前記第1金属膜の表面の一部に形成され、
前記第1金属膜及び前記第2金属膜は、クロム層と、前記クロム層の表面に形成されるニッケルタングステン層と、前記ニッケルタングステン層の表面に形成される金層と、により構成されている圧電デバイスの製造方法。 - 一対の励振電極が形成される振動部、前記振動部を囲む枠部、及び前記振動部と前記枠部とを連結する連結部を有し、前記枠部には前記一対の励振電極から引き出される一対の引出電極が形成されている圧電振動片が複数個形成されている圧電ウエハを用意する工程と、
複数のベース板が形成されるベースウエハを用意する工程と、
複数のリッド板が形成されるリッドウエハを用意する工程と、
前記各ベース板の一方の主面に一対の接続電極用に及び他方の主面に実装端子用に複数の金属層により構成される第1金属膜をスパッタ又は真空蒸着で形成する第1金属膜形成工程と、
前記各ベース板の前記接続電極に前記引出電極が電気的に接続され、前記各ベース板に前記各圧電振動片が載置されるように前記ベースウエハと前記圧電ウエハとを接合する載置工程と、
前記振動部が密封されるように、前記圧電ウエハに前記リッドウエハを接合する接合工程と、
前記各ベース板の他方の主面に前記実装端子用に、前記第1金属膜と同様の複数の金属層により構成される第2金属膜をスパッタ又は真空蒸着で形成する第2金属膜形成工程と、
前記実装端子用に、前記ベース板の表面に形成される前記第1金属膜及び前記第2金属膜の表面に無電解メッキにより無電解メッキ膜を形成する工程と、を備え、
前記第2金属膜は、前記第1金属膜よりも面積が広く前記第1金属膜の表面を覆うように、又は前記第1金属膜よりも面積が小さく前記第1金属膜の表面の一部に形成され、
前記第1金属膜及び前記第2金属膜は、クロム層と、前記クロム層の表面に形成されるプラチナ層と、前記プラチナ層の表面に形成される金層と、により構成されている圧電デバイスの製造方法。 - 前記無電解メッキ膜はニッケル層を含み、前記ニッケル層は5〜15μm/hourの成膜レートにより形成される請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
- 前記実装端子は、アース端子及び外部電極に電気的に接続されるホット端子を有し、
前記実装端子に関して、前記第1金属膜形成工程では前記ホット端子用のみに前記第1金属膜が形成され、前記第2金属膜形成工程では前記アース端子及び前記ホット端子用に前記第2金属膜が形成される請求項8から請求項11のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。 - 前記載置工程では、前記圧電振動片の振動を制御する電子回路素子も前記各ベース板に載置される請求項8から請求項12のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
- 前記載置工程の後であり前記接合工程の前に、前記圧電振動片の振動数を調べる振動数検査工程が行われる請求項12又は請求項13に記載の圧電デバイスの製造方法。
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