JP7238438B2 - 振動デバイス、振動モジュールおよび振動デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、振動デバイス、振動モジュールおよび振動デバイスの製造方法に関するものである。
特許文献１に記載されている圧電デバイスは、上面に開口する凹部を有する第１基板と、凹部の底面に取り付けられた圧電振動素子と、凹部の開口を塞ぐように第１基板の上面に接合された第２基板と、を有する。また、圧電デバイスは、第１基板が有する凹部の内面に形成された第１絶縁層と、第１基板の下面に形成された第３絶縁層と、を有する。このような構成では、第１基板の変形を抑制するために、第１絶縁層と第３絶縁層とで第１基板を挟み込んでいる。
しかしながら、第１基板の変形を低減するために凹部の内面と下面とに絶縁層を形成すると、第１基板に残留する応力が大きくなるおそれがある。具体的には、凹部の内面の絶縁層、および凹部の下面の絶縁層の一方の絶縁層によって第１基板に発生する反りを、他方の絶縁層により相殺しているため、第１基板に残留する応力が大きくなるおそれがある。
本適用例にかかる振動デバイスは、ベースと、
前記ベースに取り付けられている振動素子と、
前記ベースとの間に前記振動素子を収納するように前記ベースに接合されている蓋体と、を有し、
前記ベースは、
前記蓋体が接合されている第１面および前記第１面と表裏関係にある第２面を備える半導体基板と、
前記第１面上に配置されている第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に配置され、前記振動素子と電気的に接続されている第１内部端子および第２内部端子と、
前記第２面上に配置されている第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に配置され、前記第１内部端子と電気的に接続されている第１外部端子および前記第２内部端子と電気的に接続されている第２外部端子と、を有し、
前記第２絶縁層は、前記第１外部端子が配置されている第１外部端子領域、および前記第１外部端子領域と離間し、前記第２外部端子が配置されている第２外部端子領域、を有する。
前記ベースに取り付けられている振動素子と、
前記ベースとの間に前記振動素子を収納するように前記ベースに接合されている蓋体と、を有し、
前記ベースは、
前記蓋体が接合されている第１面および前記第１面と表裏関係にある第２面を備える半導体基板と、
前記第１面上に配置されている第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に配置され、前記振動素子と電気的に接続されている第１内部端子および第２内部端子と、
前記第２面上に配置されている第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に配置され、前記第１内部端子と電気的に接続されている第１外部端子および前記第２内部端子と電気的に接続されている第２外部端子と、を有し、
前記第２絶縁層は、前記第１外部端子が配置されている第１外部端子領域、および前記第１外部端子領域と離間し、前記第２外部端子が配置されている第２外部端子領域、を有する。
本適用例にかかる振動デバイスでは、前記半導体基板は、平面視において矩形形状をなし、
前記第１外部端子領域および前記第２外部端子領域は、前記半導体基板の外縁に含まれる対向する一対の辺を繋いで形成されている絶縁層非形成領域によって離間していることが好ましい。
前記第１外部端子領域および前記第２外部端子領域は、前記半導体基板の外縁に含まれる対向する一対の辺を繋いで形成されている絶縁層非形成領域によって離間していることが好ましい。
本適用例にかかる振動デバイスでは、前記半導体基板は、平面視において矩形形状をなし、
前記第１外部端子領域および前記第２外部端子領域は、前記半導体基板の外縁に含まれる１つの辺と、前記辺と隣り合う２つの辺のうちのいずれか一方と、を繋いで形成されている絶縁層非形成領域によって離間していることが好ましい。
前記第１外部端子領域および前記第２外部端子領域は、前記半導体基板の外縁に含まれる１つの辺と、前記辺と隣り合う２つの辺のうちのいずれか一方と、を繋いで形成されている絶縁層非形成領域によって離間していることが好ましい。
本適用例にかかる振動デバイスでは、前記ベースは、前記第２絶縁層上に配置されている第３外部端子および第４外部端子を有し、
前記第２絶縁層は、前記第１外部端子領域および前記第２外部端子領域と離間し、前記第３外部端子が配置されている第３外部端子領域と、前記第１外部端子領域、前記第２外部端子領域および前記第３外部端子領域と離間し、前記第４外部端子が配置されている第４外部端子領域と、を有することが好ましい。
前記第２絶縁層は、前記第１外部端子領域および前記第２外部端子領域と離間し、前記第３外部端子が配置されている第３外部端子領域と、前記第１外部端子領域、前記第２外部端子領域および前記第３外部端子領域と離間し、前記第４外部端子が配置されている第４外部端子領域と、を有することが好ましい。
本適用例にかかる振動デバイスでは、前記半導体基板は、平面視において矩形形状をなし、
前記第１外部端子領域、前記第２外部端子領域、前記第３外部端子領域および前記第４外部端子領域は、前記半導体基板の外縁に含まれる第１辺と前記第１辺と対向する第２辺とを繋いで形成されている第１部分と、第３辺と前記第３辺と対向する第４辺とを繋いで形成されている第２部分と、を有する絶縁層非形成領域によって離間していることが好ましい。
前記第１外部端子領域、前記第２外部端子領域、前記第３外部端子領域および前記第４外部端子領域は、前記半導体基板の外縁に含まれる第１辺と前記第１辺と対向する第２辺とを繋いで形成されている第１部分と、第３辺と前記第３辺と対向する第４辺とを繋いで形成されている第２部分と、を有する絶縁層非形成領域によって離間していることが好ましい。
本適用例にかかる振動デバイスでは、前記第１絶縁層は、前記第１内部端子が配置されている第１内部端子領域、および前記第１内部端子領域と離間し、前記第２内部端子が配置されている第２内部端子領域、を有し、
前記第１内部端子は、前記第１内部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第１内部端子領域は、平面視で、前記第１内部端子の外縁に沿う形状をなし、
前記第２内部端子は、前記第２内部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第２内部端子領域は、平面視で、前記第２内部端子の外縁に沿う形状をなすことが好ましい。
前記第１内部端子は、前記第１内部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第１内部端子領域は、平面視で、前記第１内部端子の外縁に沿う形状をなし、
前記第２内部端子は、前記第２内部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第２内部端子領域は、平面視で、前記第２内部端子の外縁に沿う形状をなすことが好ましい。
本適用例にかかる振動デバイスでは、前記第１外部端子は、前記第１外部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第１外部端子領域は、平面視で、前記第１外部端子の外縁に沿う形状をなし、
前記第２外部端子は、前記第２外部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第２外部端子領域は、平面視で、前記第２外部端子の外縁に沿う形状をなすことが好ましい。
前記第１外部端子領域は、平面視で、前記第１外部端子の外縁に沿う形状をなし、
前記第２外部端子は、前記第２外部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第２外部端子領域は、平面視で、前記第２外部端子の外縁に沿う形状をなすことが好ましい。
本適用例にかかる振動デバイスは、ベースと、
前記ベースに取り付けられている振動素子と、
前記ベースとの間に前記振動素子を収納するように前記ベースに接合されている蓋体と、を有し、
前記ベースは、
前記蓋体が接合されている第１面および前記第１面と表裏関係にある第２面を備える半導体基板と、
前記第１面上に配置されている第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に配置され、前記振動素子と電気的に接続されている第１内部端子および第２内部端子と、
前記第２面上に配置されている第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に配置され、前記第１内部端子と電気的に接続されている第１外部端子および前記第２内部端子と電気的に接続されている第２外部端子と、を有し、
前記第１絶縁層は、前記第１内部端子が配置されている第１内部端子領域、および前記第１内部端子領域と離間し、前記第２内部端子が配置されている第２内部端子領域、を有する。
前記ベースに取り付けられている振動素子と、
前記ベースとの間に前記振動素子を収納するように前記ベースに接合されている蓋体と、を有し、
前記ベースは、
前記蓋体が接合されている第１面および前記第１面と表裏関係にある第２面を備える半導体基板と、
前記第１面上に配置されている第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に配置され、前記振動素子と電気的に接続されている第１内部端子および第２内部端子と、
前記第２面上に配置されている第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に配置され、前記第１内部端子と電気的に接続されている第１外部端子および前記第２内部端子と電気的に接続されている第２外部端子と、を有し、
前記第１絶縁層は、前記第１内部端子が配置されている第１内部端子領域、および前記第１内部端子領域と離間し、前記第２内部端子が配置されている第２内部端子領域、を有する。
本適用例にかかる振動デバイスでは、前記第１内部端子は、前記第１内部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第１内部端子領域は、平面視で、前記第１内部端子の外縁に沿う形状をなし、
前記第２内部端子は、前記第２内部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第２内部端子領域は、平面視で、前記第２内部端子の外縁に沿う形状をなすことが好ましい。
前記第１内部端子領域は、平面視で、前記第１内部端子の外縁に沿う形状をなし、
前記第２内部端子は、前記第２内部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第２内部端子領域は、平面視で、前記第２内部端子の外縁に沿う形状をなすことが好ましい。
本適用例にかかる振動モジュールは、上述の振動デバイスを備える。
本適用例にかかる電子機器は、上述の振動デバイスを備える。
本適用例にかかる振動デバイスの製造方法は、互いに表裏関係にある第１面および第２面を有するベース基板を準備して、前記第１面上に第１絶縁層を形成し、前記第２面上に第２絶縁層を形成する工程と、
前記第１絶縁層上に第１内部端子および第２内部端子を形成し、前記第２絶縁層上に第１外部端子および第２外部端子を形成する工程と、
前記第１絶縁層を、前記第１内部端子が配置されている第１内部端子領域と、前記第２内部端子が配置されている第２内部端子領域と、に分離すること、および
前記第２絶縁層を、前記第１外部端子が配置されている第１外部端子領域と、前記第２外部端子が配置されている第２外部端子領域と、に分離すること、の少なくとも一方を行う工程と、
前記ベース基板の前記第１面側に振動素子を取り付け、前記振動素子と前記第１内部端子および前記第２内部端子とを電気的に接続する工程と、
前記ベース基板の前記第１面に蓋体を接合して、前記ベース基板と前記蓋体との間に前記振動素子を収納する工程と、を含む。
前記第１絶縁層上に第１内部端子および第２内部端子を形成し、前記第２絶縁層上に第１外部端子および第２外部端子を形成する工程と、
前記第１絶縁層を、前記第１内部端子が配置されている第１内部端子領域と、前記第２内部端子が配置されている第２内部端子領域と、に分離すること、および
前記第２絶縁層を、前記第１外部端子が配置されている第１外部端子領域と、前記第２外部端子が配置されている第２外部端子領域と、に分離すること、の少なくとも一方を行う工程と、
前記ベース基板の前記第１面側に振動素子を取り付け、前記振動素子と前記第１内部端子および前記第２内部端子とを電気的に接続する工程と、
前記ベース基板の前記第１面に蓋体を接合して、前記ベース基板と前記蓋体との間に前記振動素子を収納する工程と、を含む。
以下、本適用例にかかる振動デバイス、振動モジュール、電子機器および振動デバイスの製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る振動デバイスを示す斜視図である。図２は、図１中のＡ－Ａ線断面図である。図３は、図１中のＢ－Ｂ線断面図である。図４は、ベース基板とリッドとの接合部分を示す断面図である。図５は、振動素子の平面図である。図６は、振動素子を上側から見た透過図である。図７は、ベース基板の上面に配置された上面絶縁層を示す平面図である。図８は、ベース基板の下面に配置された下面絶縁層を示す平面図である。図９は、比較例の課題を説明するための模式図である。図１０は、本適用例の効果を説明するための模式図である。図１１および図１２は、それぞれ、下面絶縁層の変形例を示す平面図である。図１３は、上面絶縁層の変形例を示す平面図である。図１４は、振動デバイスの製造工程を示す図である。図１５ないし図２１は、それぞれ、振動デバイスの製造工程を示す断面図である。
図１は、第１実施形態に係る振動デバイスを示す斜視図である。図２は、図１中のＡ－Ａ線断面図である。図３は、図１中のＢ－Ｂ線断面図である。図４は、ベース基板とリッドとの接合部分を示す断面図である。図５は、振動素子の平面図である。図６は、振動素子を上側から見た透過図である。図７は、ベース基板の上面に配置された上面絶縁層を示す平面図である。図８は、ベース基板の下面に配置された下面絶縁層を示す平面図である。図９は、比較例の課題を説明するための模式図である。図１０は、本適用例の効果を説明するための模式図である。図１１および図１２は、それぞれ、下面絶縁層の変形例を示す平面図である。図１３は、上面絶縁層の変形例を示す平面図である。図１４は、振動デバイスの製造工程を示す図である。図１５ないし図２１は、それぞれ、振動デバイスの製造工程を示す断面図である。
なお、説明の便宜上、各図には、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸として図示している。また、Ｚ軸の矢印先端側を「上」とも言い、基端側を「下」とも言う。また、ベース基板の厚さ方向すなわちＺ軸方向からの平面視を単に「平面視」とも言う。
図１に示すように、振動デバイス１は、振動素子５と、振動素子５を収納するパッケージ２と、を有する。また、図２および図３に示すように、パッケージ２は、振動素子５を収納する凹部３２を有する箱状のリッド３と、凹部３２の開口を塞いでリッド３と接合された板状のベース４と、を有する。そして、凹部３２の開口がベース４で塞がれることにより、振動素子５を収納する収納空間Ｓが形成される。収納空間Ｓは、気密であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態となっている。ただし、収納空間Ｓの雰囲気は、特に限定されず、例えば、窒素またはＡｒ等の不活性ガスを封入した雰囲気であってもよく、減圧状態でなく大気圧状態、または加圧状態となっていてもよい。
ベース４は、板状のベース基板４１と、ベース基板４１の表面に配置された絶縁層４２と、絶縁層４２上に配置された電極４３と、を有する。
ベース基板４１は、平面視形状が矩形の板状であり、互いに表裏関係にある下面４１１および上面４１２を有する。また、ベース基板４１は、その上面４１２と下面４１１とを貫通する２つの貫通孔４１５、４１６を有する。なお、以下では、ベース基板４１の外縁に含まれる４つの辺を第１辺４１ａ、第２辺４１ｂ、第３辺４１ｃ、第４辺４１ｄとも言い、第１辺４１ａおよび第２辺４１ｂが互いに対向し、第３辺４１ｃおよび第４辺４１ｄが互いに対向するものとする。
このようなベース基板４１は、半導体基板である。半導体基板としては、特に限定されず、例えば、シリコン基板、ゲルマニウム基板や、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体基板を用いることができる。ベース基板４１として半導体基板を用いることにより、振動デバイス１を半導体プロセスによって形成することができるため、振動デバイス１を精度よく製造することができると共に、その小型化を図ることができる。また、ベース４に、例えば、発振回路等の半導体回路を形成することができ、ベース４を有効活用することができる。なお、このようにベース４に半導体回路を形成する場合は、上面４１２側を能動面としてもよいし、下面４１１側を能動面としてもよい。特に、本実施形態では、ベース基板４１として、シリコン基板を用いている。これにより、入手し易く、安価なベース基板４１となる。
また、ベース基板４１の表面には絶縁層４２が配置されている。絶縁層４２は、ベース基板４１の上面４１２上に配置された上面絶縁層４２１と、下面４１１上に配置された下面絶縁層４２２と、貫通孔４１５、４１６内に配置された貫通孔絶縁層４２３と、を有する。このうち、上面絶縁層４２１は、上面４１２の外縁部すなわちリッド３との接合部分を除いて、その中央部に配置されている。すなわち、上面４１２の外縁部は、上面絶縁層４２１から露出している。
なお、上面４１２上に上面絶縁層４２１が配置されていれば、上面４１２と上面絶縁層４２１との間に別の層が介在していてもよいし、下面４１１上に下面絶縁層４２２が配置されていれば、下面４１１と下面絶縁層４２２との間に別の層が介在していてもよい。
絶縁層４２は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）から構成されている。また、絶縁層４２の形成方法としては、特に限定されず、例えば、ベース基板４１の表面を熱酸化することにより形成してもよいし、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたプラズマＣＶＤにより形成してもよい。ただし、絶縁層４２としては、特に限定されず、例えば、ポリイミド等の絶縁性の樹脂材料から構成されていてもよいし、異種材料が積層した複合体で構成されていてもよい。
また、絶縁層４２上には電極４３が配置されている。電極４３は、互いに離間して配置された第１配線４４および第２配線４５を有する。第１配線４４は、上面絶縁層４２１上に配置され、収納空間Ｓ内に臨む内部端子４４１と、下面絶縁層４２２上に配置され、パッケージ２の外部に臨む外部端子４４２と、貫通孔４１５内に配置され、内部端子４４１と外部端子４４２とを電気的に接続する貫通電極４４３と、を有する。同様に、第２配線４５は、上面絶縁層４２１上に配置され、収納空間Ｓ内に臨む内部端子４５１と、下面絶縁層４２２上に配置され、パッケージ２の外部に臨む外部端子４５２と、貫通孔４１６内に配置され、内部端子４５１と外部端子４５２とを電気的に接続する貫通電極４５３と、を有する。
また、電極４３は、下面絶縁層４２２上に配置された２つのダミー端子４６１、４６２を有する。ダミー端子４６１、４６２は、電気的な役割を担っておらず、例えば、パッケージ２と対象物との接合強度を高めるために設けられている。ただし、ダミー端子４６１、４６２の役割としては、これに限定されない。
リッド３は、その下面３１に開口する有底の凹部３２を有する箱状をなす。このようなリッド３は、半導体基板である。半導体基板としては、特に限定されず、例えば、シリコン基板、ゲルマニウム基板や、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体基板を用いることができる。リッド３として半導体基板を用いることにより、振動デバイス１を半導体プロセスによって形成することができるため、振動デバイス１を精度よく製造することができると共に、その小型化を図ることができる。特に、本実施形態では、リッド３としてシリコン基板を用いている。これにより、入手し易く、安価なリッド３となる。また、ベース基板４１とリッド３の材料を揃えることができ、これらの熱膨張係数差を実質的にゼロとすることができる。そのため、熱膨張に起因する熱応力の発生が抑えられ、優れた振動特性を有する振動デバイス１となる。
ただし、リッド３としては、半導体基板に限定されず、例えば、セラミック基板、ガラス基板等を用いることもできる。また、リッド３として、ベース基板４１と異種の基板を用いてもよい。特に、リッド３として光透過性を有するガラス基板を用いると、振動デバイス１の製造後に、リッド３を介して振動素子５にレーザーを照射して励振電極５２１の一部を除去し、振動素子５の周波数調整を行うことができる。
このようなリッド３は、その下面３１において接合部材６を介してベース基板４１の上面４１２と直接接合されている。本実施形態では、直接接合の中でも金属同士の拡散を利用した拡散接合を用いてリッド３とベース基板４１とが接合されている。具体的には、図４に示すように、リッド３の下面３１に金属膜６１を設けると共に、ベース基板４１の上面４１２に金属膜６２を設け、金属膜６１の下面と金属膜６２の上面とを拡散接合することにより接合部材６が形成され、この接合部材６を介してリッド３とベース基板４１とが接合されている。ただし、接合方法としては、これに限定されず、例えば、リッド３の下面３１とベース基板４１の上面４１２とにアルゴンガス等の不活性ガスを照射して、これらの面を活性し、下面３１と上面４１２とを直接接合してもよい。
図５および図６に示すように、振動素子５は、振動基板５１と、振動基板５１の表面に配置された電極５２と、を有する。振動基板５１は、厚みすべり振動モードを有し、本実施形態ではＡＴカット水晶基板から形成されている。ＡＴカット水晶基板は、三次の周波数温度特性を有しており、優れた温度特性を有する振動素子５となる。
電極５２は、振動基板５１の上面に配置された励振電極５２１と、下面に振動基板５１を介して励振電極５２１と対向して配置された励振電極５２２と、を有する。また、電極５２は、振動基板５１の下面に配置された一対の端子５２３、５２４と、端子５２３と励振電極５２１とを電気的に接続する配線５２５と、端子５２４と励振電極５２２とを電気的に接続する配線５２６と、を有する。
なお、振動素子５の構成は、上述の構成に限定されない。例えば、振動素子５は、励振電極５２１、５２２に挟まれた振動領域がその周囲から突出したメサ型となっていてもよいし、逆に、振動領域がその周囲から凹没した逆メサ型となっていてもよい。また、振動基板５１の周囲を研削して角部を面取りするベベル加工や、上面および下面を凸曲面とするコンベックス加工が施されていてもよい。
また、振動素子５としては、厚みすべり振動モードで振動するものに限定されず、例えば、２つの振動腕が面内方向に音叉振動する音叉型の振動素子であってもよい。すなわち、振動基板５１は、ＡＴカット水晶基板に限定されず、ＡＴカット水晶基板以外の水晶基板、例えば、Ｘカット水晶基板、Ｙカット水晶基板、Ｚカット水晶基板、ＢＴカット水晶基板、ＳＣカット水晶基板、ＳＴカット水晶基板等であってもよい。また、本実施形態では、振動基板５１が水晶で構成されているが、これに限定されず、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、ランガサイト、ニオブ酸カリウム、リン酸ガリウム等の圧電単結晶体により構成されていてもよいし、これら以外の圧電単結晶体で構成されていてもよい。更にまた、振動素子５は、圧電駆動型の振動素子に限らず、静電気力を用いた静電駆動型の振動素子であってもよい。
このような振動素子５は、図２および図３に示すように、導電性接合部材Ｂ１、Ｂ２によってベース４の上面に固定されている。また、導電性接合部材Ｂ１は、ベース４が有する内部端子４４１と振動素子５が有する端子５２３とを電気的に接続し、導電性接合部材Ｂ２は、ベース４が有する内部端子４５１と振動素子５が有する端子５２４とを電気的に接続している。
導電性接合部材Ｂ１、Ｂ２としては、導電性と接合性とを兼ね備えていれば、特に限定されず、例えば、金バンプ、銀バンプ、銅バンプ、はんだバンプ等の各種金属バンプ、ポリイミド系、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系の各種接着剤に銀フィラー等の導電性フィラーを分散させた導電性接着剤等を用いることができる。導電性接合部材Ｂ１、Ｂ２として前者の金属バンプを用いると、導電性接合部材Ｂ１、Ｂ２からのガスの発生を抑制でき、収納空間Ｓの環境変化、特に圧力の上昇を効果的に抑制することができる。一方、導電性接合部材Ｂ１、Ｂ２として後者の導電性接着剤を用いると、導電性接合部材Ｂ１、Ｂ２が金属バンプに比べて柔らかくなり、振動素子５に応力が生じ難くなる。
以上、振動デバイス１の全体構成について説明した。次に、振動デバイス１の特徴の１つでもある絶縁層４２について詳細に説明する。前述したように、絶縁層４２は、ベース基板４１の上面４１２に配置された上面絶縁層４２１と、下面４１１に配置された下面絶縁層４２２と、を有する。そして、上面絶縁層４２１上には内部端子４４１、４５１が配置され、下面絶縁層４２２上には外部端子４４２、４５２およびダミー端子４６１、４６２が配置されている。
（Ａ）上面絶縁層４２１の特徴
図７に示すように、上面絶縁層４２１は、上面絶縁層４２１上に配置された内部端子の数に合わせて複数に分割されている。具体的には、上面絶縁層４２１は、内部端子４４１が配置されている第１内部端子領域４２１１と、内部端子４５１が配置されている第２内部端子領域４２１２と、に分割され、第１、第２内部端子領域４２１１、４２１２は、互いに離間している。
図７に示すように、上面絶縁層４２１は、上面絶縁層４２１上に配置された内部端子の数に合わせて複数に分割されている。具体的には、上面絶縁層４２１は、内部端子４４１が配置されている第１内部端子領域４２１１と、内部端子４５１が配置されている第２内部端子領域４２１２と、に分割され、第１、第２内部端子領域４２１１、４２１２は、互いに離間している。
（Ｂ）下面絶縁層４２２の特徴
図８に示すように、下面絶縁層４２２は、下面絶縁層４２２上に配置されている端子の数に合わせて複数に分割されている。具体的には、下面絶縁層４２２は、外部端子４４２が配置されている第１外部端子領域４２２１と、外部端子４５２が配置されている第２外部端子領域４２２２と、ダミー端子４６１が配置されている第３外部端子領域４２２３と、ダミー端子４６２が配置されている第４外部端子領域４２２４と、に分割されている。そして、これら第１、第２、第３、第４外部端子領域４２２１、４２２２、４２２３、４２２４は、互いに離間して位置している。
図８に示すように、下面絶縁層４２２は、下面絶縁層４２２上に配置されている端子の数に合わせて複数に分割されている。具体的には、下面絶縁層４２２は、外部端子４４２が配置されている第１外部端子領域４２２１と、外部端子４５２が配置されている第２外部端子領域４２２２と、ダミー端子４６１が配置されている第３外部端子領域４２２３と、ダミー端子４６２が配置されている第４外部端子領域４２２４と、に分割されている。そして、これら第１、第２、第３、第４外部端子領域４２２１、４２２２、４２２３、４２２４は、互いに離間して位置している。
（Ａ）、（Ｂ）の特徴による効果
このように、上面絶縁層４２１および下面絶縁層４２２をそれぞれ複数の領域に分割することにより、分割されていない場合と比べて、上面絶縁層４２１および下面絶縁層４２２の膜応力が小さく抑えられ、ベース基板４１の反りを低減することができると共に、ベース基板４１の内部応力を低減することができる。
このように、上面絶縁層４２１および下面絶縁層４２２をそれぞれ複数の領域に分割することにより、分割されていない場合と比べて、上面絶縁層４２１および下面絶縁層４２２の膜応力が小さく抑えられ、ベース基板４１の反りを低減することができると共に、ベース基板４１の内部応力を低減することができる。
上面絶縁層４２１について代表して説明すると、図９に示すように、上面絶縁層４２１が分割されていないと、膜全体で膜応力（圧縮応力）が生じるため、膜応力が大きくなると共に、その膜応力がベース基板４１の全域に加わるため、ベース基板４１の反り量Ｇが大きくなり、それに合わせてベース基板４１に残留する内部応力も大きくなる。これに対して、図１０に示すように、上面絶縁層４２１が分割されていると、分割された領域毎に膜応力が生じるため、膜応力が小さく抑えられると共に、各膜応力がベース基板４１の複数の領域Ｑ１に分かれて加わり、さらには、隣り合う領域Ｑ１の間に位置する膜応力が加わり難い領域Ｑ２で膜応力を緩和することもできるため、ベース基板４１の反り量Ｇが小さくなり、それに合わせてベース基板４１に残留する内部応力が小さくなる。以上の理由により、上面絶縁層４２１および下面絶縁層４２２をそれぞれ複数の領域に分割することにより、ベース基板４１の反りを低減することができると共に、ベース基板４１の内部応力を低減することができる。
特に、上面絶縁層４２１は、内部端子４４１、４５１を分断するようにして第１内部端子領域４２１１および第２内部端子領域４２１２に分割されている。そのため、内部端子４４１、４５１をより確実に絶縁することができる。同様に、下面絶縁層４２２は、外部端子４４２、４５２、ダミー端子４６１、４６２を分断するようにして第１外部端子領域４２２１、第２外部端子領域４２２２、第３外部端子領域４２２３および第４外部端子領域４２２４に分割されている。そのため、外部端子４４２、４５２およびダミー端子４６１、４６２をそれぞれより確実に絶縁することができる。この効果については、後の製造方法において、より具体的に説明する。
また、図７に示すように、内部端子４４１は、平面視で、第１内部端子領域４２１１の外縁よりも内側に位置している。つまり、第１内部端子領域４２１１は、平面視で、内部端子４４１を内包している。また、第１内部端子領域４２１１は、平面視で、内部端子４４１の外縁に沿った相似形状をなす。同様に、内部端子４５１は、第２内部端子領域４２１２の外縁よりも内側に位置している。つまり、第２内部端子領域４２１２は、平面視で、内部端子４５１を内包している。また、第２内部端子領域４２１２は、平面視で、内部端子４５１の外縁に沿った相似形状をなす。
このような構成によれば、第１、第２内部端子領域４２１１、４２１２の面積をそれぞれ小さくすることができ、その分、第１、第２内部端子領域４２１１、４２１２から生じる膜応力を小さく抑えることができる。そのため、ベース基板４１の反りをより効果的に低減することができると共に、ベース基板４１の内部応力をより効果的に低減することができる。ただし、第１内部端子領域４２１１の形状は、特に限定されず、例えば、平面視で、その外縁の全周または一部が内部端子４４１の外縁と重なっていている形状であってもよいし、内部端子４４１の外形に沿った形状でなくてもよい。第２内部端子領域４２１２の形状についても同様に、例えば、その外縁の全周または一部が内部端子４５１の外縁と重なっていている形状であってもよいし、内部端子４５１の外形に沿った形状でなくてもよい。
また、図８に示すように、下面絶縁層４２２において、第１外部端子領域４２２１、第２外部端子領域４２２２、第３外部端子領域４２２３および第４外部端子領域４２２４の間に位置し、これらを互いに分断する絶縁層非形成領域Ｎは、第１辺４１ａと第２辺４１ｂとをそれらの中央部同士で繋ぐ第１部分Ｎ１と、第３辺４１ｃと第４辺４１ｄとをそれらの中央部同士で繋ぐ第２部分Ｎ２と、を有する十字状となっている。このように、絶縁層非形成領域Ｎを十字状とすることにより、ベース基板４１のＸ軸方向両端部の反りおよびベース基板４１のＹ軸方向両端部の反りをそれぞれ効果的に抑制することができる。
また、外部端子４４２は、平面視で、第１外部端子領域４２２１の外縁よりも内側に位置している。また、第１外部端子領域４２２１は、平面視で、外部端子４４２の外縁に沿う形状をなす。同様に、外部端子４５２は、第２外部端子領域４２２２の外縁よりも内側に位置している。また、第２外部端子領域４２２２は、平面視で、外部端子４５２の外縁に沿う形状をなす。同様に、ダミー端子４６１は、第３外部端子領域４２２３の外縁よりも内側に位置している。また、第３外部端子領域４２２３は、平面視で、ダミー端子４６１の外縁に沿う形状をなす。同様に、ダミー端子４６２は、第４外部端子領域４２２４の外縁よりも内側に位置している。また、第４外部端子領域４２２４は、平面視で、ダミー端子４６２の外縁に沿う形状をなす。
このような構成によれば、第１～第４外部端子領域４２２１～４２２４の面積をそれぞれ小さくすることができ、その分、第１～第４外部端子領域４２２１～４２２４から生じる膜応力をそれぞれ小さく抑えることができる。そのため、ベース基板４１の反りをより効果的に低減することができると共に、ベース基板４１の内部応力をより効果的に低減することができる。ただし、第１外部端子領域４２２１の形状は、特に限定されず、外部端子４４２の外形に沿った形状でなくてもよい。第２～第４外部端子領域４２２２～４２２４の形状についても同様に、外部端子４５２、ダミー端子４６１、４６２の外形に沿った形状でなくてもよい。
以上のような上面絶縁層４２１および下面絶縁層４２２は、前述したように、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたプラズマＣＶＤにより形成することができ、この際の成膜条件によって、引っ張り応力を有する膜とすることもできるし、圧縮応力を有する膜とすることもできる。そして、上面絶縁層４２１および下面絶縁層４２２は、共に引っ張り応力を有する膜であるか、共に圧縮応力を有する膜であることが好ましい。このように、上面絶縁層４２１および下面絶縁層４２２の圧縮方向を揃えることにより、これらの膜応力の少なくとも一部が相殺されて、ベース基板４１の反りをより効果的に抑制することができる。
また、例えば、上面絶縁層４２１の膜応力と下面絶縁層４２２の膜応力とが効果的に相殺されるように、上面絶縁層４２１と下面絶縁層４２２の面積や厚さを調整することが好ましい。例えば、成膜条件が等しい場合であって、上面絶縁層４２１の面積が下面絶縁層４２２の面積よりも小さい場合には、上面絶縁層４２１の厚さを下面絶縁層４２２の厚さよりも厚くしてもよいし、上面絶縁層４２１の面積と下面絶縁層４２２の面積とがほぼ等しい場合には、上面絶縁層４２１の厚さと下面絶縁層４２２の厚さとをほぼ等しくしてもよい。
以上、振動デバイス１について説明した。このような振動デバイス１は、前述したように、ベース４と、ベース４に取り付けられている振動素子５と、ベース４との間に振動素子５を収納するようにベース４に接合されている蓋体としてのリッド３と、を有する。また、ベース４は、リッド３が接合されている第１面としての上面４１２および上面４１２と表裏関係にある第２面としての下面４１１を備える半導体基板としてのベース基板４１と、上面４１２上に配置されている第１絶縁層としての上面絶縁層４２１と、上面絶縁層４２１上に配置され、振動素子５と電気的に接続されている第１内部端子としての内部端子４４１および第２内部端子としての内部端子４５１と、下面４１１上に配置されている第２絶縁層としての下面絶縁層４２２と、下面絶縁層４２２上に配置され、内部端子４４１と電気的に接続されている第１外部端子としての外部端子４４２および内部端子４５１と電気的に接続されている第２外部端子としての外部端子４５２と、を有する。そして、（Ａ）上面絶縁層４２１は、内部端子４４１が配置されている第１内部端子領域４２１１、および第１内部端子領域４２１１と離間し、内部端子４５１が配置されている第２内部端子領域４２１２、を有する。また、（Ｂ）下面絶縁層４２２は、外部端子４４２が配置されている第１外部端子領域４２２１、および第１外部端子領域４２２１と離間し、外部端子４５２が配置されている第２外部端子領域４２２２、を有する。
このような構成によれば、上面絶縁層４２１および下面絶縁層４２２がいずれも分割されていない場合と比べて、上面絶縁層４２１および下面絶縁層４２２の膜応力が小さく抑えられ、ベース基板４１の反りを低減することができると共に、ベース基板４１の内部応力を低減することができる。なお、本実施形態では、上面絶縁層４２１が、第１内部端子領域４２１１と第２内部端子領域４２１２とに分割され、下面絶縁層４２２が、第１外部端子領域４２２１と第２外部端子領域４２２２とに分割されているが、これに限定されず、上面絶縁層４２１および下面絶縁層４２２のどちらか一方が複数の領域に分割されていなくてもよい。
また、前述したように、ベース４は、下面絶縁層４２２上に配置されている第３外部端子としてのダミー端子４６１および第４外部端子としてのダミー端子４６２を有する。そして、下面絶縁層４２２は、第１外部端子領域４２２１および第２外部端子領域４２２２と離間し、ダミー端子４６１が配置されている第３外部端子領域４２２３と、第１外部端子領域４２２１、第２外部端子領域４２２２および第３外部端子領域４２２３と離間し、ダミー端子４６２が配置されている第４外部端子領域４２２４と、を有する。このように、下面絶縁層４２２を４つの電極毎に分割することにより、下面絶縁層４２２の膜応力がさらに小さく抑えられ、ベース基板４１の反りを低減することができると共に、ベース基板４１の内部応力を低減することができる。
また、前述したように、ベース基板４１は、平面視において矩形形状をなし、第１外部端子領域４２２１、第２外部端子領域４２２２、第３外部端子領域４２２３および第４外部端子領域４２２４は、ベース基板４１の外縁に含まれる第１辺４１ａと第１辺４１ａと対向する第２辺４１ｂとを繋いで形成されている第１部分Ｎ１と、第３辺４１ｃと第３辺４１ｃと対向する第４辺４１ｄとを繋いで形成されている第２部分Ｎ２と、を有する絶縁層非形成領域Ｎによって離間している。このような構成とすることにより、絶縁層非形成領域Ｎが十字状に形成され、ベース基板４１をＹ軸方向から見た時のＸ軸方向両端部の反りおよびベース基板４１をＸ軸方向から見た時のＹ軸方向両端部の反りをそれぞれ効果的に抑制することができる。
また、前述したように、内部端子４４１は、第１内部端子領域４２１１の外縁よりも内側に位置し、第１内部端子領域４２１１は、平面視で、内部端子４４１の外縁に沿う形状をなす。また、内部端子４５１は、第２内部端子領域４２１２の外縁よりも内側に位置し、第２内部端子領域４２１２は、平面視で、内部端子４５１の外縁に沿う形状をなす。このような構成によれば、第１、第２内部端子領域４２１１、４２１２の面積をそれぞれ小さくすることができ、その分、第１、第２内部端子領域４２１１、４２１２から生じる膜応力を小さく抑えることができる。そのため、ベース基板４１の反りをより効果的に低減することができると共に、ベース基板４１の内部応力をより効果的に低減することができる。
また、前述したように、外部端子４４２は、第１外部端子領域４２２１の外縁よりも内側に位置し、第１外部端子領域４２２１は、平面視で、外部端子４４２の外縁に沿う形状をなす。また、外部端子４５２は、第２外部端子領域４２２２の外縁よりも内側に位置し、第２外部端子領域４２２２は、平面視で、外部端子４５２の外縁に沿う形状をなす。このような構成によれば、第１、第２外部端子領域４２２１、４２２２の面積をそれぞれ小さくすることができ、その分、第１、第２外部端子領域４２２１、４２２２から生じる膜応力を小さく抑えることができる。そのため、ベース基板４１の反りをより効果的に低減することができると共に、ベース基板４１の内部応力をより効果的に低減することができる。
なお、振動デバイス１としては、上述の構成に限定されず、例えば、図１１に示すように、第１～第４外部端子領域４２２１～４２２４の角部がそれぞれ丸み付けされていてもよい。これにより、応力集中を低減することができる。また、図１２に示すように、第１～第４外部端子領域４２２１～４２２４がそれぞれ下面４１１の外縁よりも内側に位置していてもよい。これにより、第１～第４外部端子領域４２２１～４２２４の剥がれが抑制される。また、図１３に示すように、上面絶縁層４２１は、端子等が配置されていない応力調整用の調整領域４２１３を有していてもよい。なお、図１１、図１２の構成は、上面絶縁層４２１についても適用でき、図１３の構成は、下面絶縁層４２２についても適用できる。
次に、振動デバイス１の製造方法について説明する。図１４に示すように、振動デバイス１の製造方法は、一体的に形成された複数のベース４を備えるベースウエハ４００を準備し、各ベース４に振動素子５を取り付ける振動素子取り付け工程と、一体形成された複数のリッド３を備えるリッドウエハ３００をベースウエハ４００に接合し、一体形成された複数の振動デバイス１を備えるデバイスウエハ１００を形成する接合工程と、デバイスウエハ１００から複数の振動デバイス１を個片化する個片化工程と、を含む。以下、このような製造方法について、図１５ないし図２１に基づいて説明する。なお、図１５ないし図２１は、図２に対応する断面である。
［振動素子取り付け工程］
まず、図１５に示すように、ベース基板４１の母材となるシリコンウエハＳＷ１を準備する。このシリコンウエハＳＷ１には、後の個片化工程によって１つのベース基板４１となる複数の個片化領域Ｒが行列上に並んで含まれている。次に、各個片化領域Ｒにおいて、上面側から有底の凹部ＳＷ１１を２つ形成する。凹部ＳＷ１１は、例えば、ボッシュ・プロセスに代表されるドライエッチングで形成することができる。次に、図１６に示すように、シリコンウエハＳＷ１を下面側から研削・研磨し、凹部ＳＷ１１が貫通するまでシリコンウエハＳＷ１を薄肉化する。これにより、各個片化領域Ｒに貫通孔４１５、４１６が形成される。
まず、図１５に示すように、ベース基板４１の母材となるシリコンウエハＳＷ１を準備する。このシリコンウエハＳＷ１には、後の個片化工程によって１つのベース基板４１となる複数の個片化領域Ｒが行列上に並んで含まれている。次に、各個片化領域Ｒにおいて、上面側から有底の凹部ＳＷ１１を２つ形成する。凹部ＳＷ１１は、例えば、ボッシュ・プロセスに代表されるドライエッチングで形成することができる。次に、図１６に示すように、シリコンウエハＳＷ１を下面側から研削・研磨し、凹部ＳＷ１１が貫通するまでシリコンウエハＳＷ１を薄肉化する。これにより、各個片化領域Ｒに貫通孔４１５、４１６が形成される。
次に、図１７に示すように、シリコンウエハＳＷ１の表面にシリコン酸化膜からなる絶縁層４２を形成し、さらに、個片化領域Ｒ毎に、絶縁層４２上に電極４３を形成する。絶縁層４２は、例えば、熱酸化やＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法により形成することができる。また、電極４３は、蒸着やスパッタリングによって絶縁層４２上に金属膜４３０を成膜し、金属膜４３０をエッチングによりパターニングすることにより形成することができる。
次に、図１８に示すように、個片化領域Ｒ毎に、その外周部から上面絶縁層４２１を除去すると共に、上面絶縁層４２１を第１内部端子領域４２１１および第２内部端子領域４２１２に分割する。また、個片化領域Ｒ毎に、下面絶縁層４２２を第１外部端子領域４２２１、第２外部端子領域４２２２、第３外部端子領域４２２３および第４外部端子領域４２２４に分割する。このような絶縁層４２のパターニングは、例えば、ウェットエッチングにより行うことができる。以上の工程により、複数のベース４が一体形成されたベースウエハ４００が得られる。
ここで、金属膜４３０をパターニングして電極４３を形成する際、金属膜４３０の除去が不完全であると第１配線４４と第２配線４５とが短絡するおそれがある。しかしながら、このような場合であっても、本実施形態では、上面絶縁層４２１を２つ端子の間で分割しており、下面絶縁層４２２を４つの端子の間で分割しているため、上述のような短絡をより確実に抑制することができる。
次に、図１９に示すように、ベース４毎に、その上面側に振動素子５を取り付けて、導電性接合部材Ｂ１、Ｂ２を介して振動素子５と内部端子４４１、４５１とを電気的に接続する。
［接合工程］
まず、図２０に示すように、リッド３の母材となるシリコンウエハＳＷ２を準備する。シリコンウエハＳＷ２は、単結晶シリコンウエハである。また、このシリコンウエハＳＷ２には、後の個片化によって１つのリッド３となる複数の個片化領域Ｒが行列状に並んで含まれている。次に、個片化領域Ｒ毎に下面側から有底の凹部３２を形成する。以上の工程により、複数のリッド３が一体形成されたリッドウエハ３００が得られる。
まず、図２０に示すように、リッド３の母材となるシリコンウエハＳＷ２を準備する。シリコンウエハＳＷ２は、単結晶シリコンウエハである。また、このシリコンウエハＳＷ２には、後の個片化によって１つのリッド３となる複数の個片化領域Ｒが行列状に並んで含まれている。次に、個片化領域Ｒ毎に下面側から有底の凹部３２を形成する。以上の工程により、複数のリッド３が一体形成されたリッドウエハ３００が得られる。
次に、各ベース基板４１の上面４１２に金属膜６２を形成すると共に、各リッド３の下面３１に金属膜６１を形成する。次に、例えば、金属膜６１、６２にＡｒガスを吹き付けて、これらを活性化させ、図２１に示すように、金属膜６１、６２を拡散接合することにより、ベースウエハ４００とリッドウエハ３００とを直接接合する。以上の工程により、複数の振動デバイス１が一体形成されたデバイスウエハ１００が得られる。
［個片化工程］
次に、ダイシングブレードを用いて、デバイスウエハ１００から各振動デバイス１を個片化する。ただし、個片化方法は、特に限定されない。以上により、複数の振動デバイス１が一括して製造される。
次に、ダイシングブレードを用いて、デバイスウエハ１００から各振動デバイス１を個片化する。ただし、個片化方法は、特に限定されない。以上により、複数の振動デバイス１が一括して製造される。
以上、振動デバイス１の製造方法について説明した。このような振動デバイス１の製造方法は、互いに表裏関係にある第１面としての上面４１２および第２面としての下面４１１を有するベース基板４１を準備して、上面４１２上に第１絶縁層としての上面絶縁層４２１を形成し、下面４１１上に第２絶縁層としての下面絶縁層４２２を形成する工程と、上面絶縁層４２１上に第１内部端子としての内部端子４４１および第２内部端子としての内部端子４５１を形成し、下面絶縁層４２２上に第１外部端子としての外部端子４４２および第２外部端子としての外部端子４５２を形成する工程と、上面絶縁層４２１を、内部端子４４１が配置されている第１内部端子領域４２１１と、内部端子４５１が配置されている第２内部端子領域４２１２と、に分離して前記条件（Ａ）を得るようにするか、下面絶縁層４２２を、外部端子４４２が配置されている第１外部端子領域４２２１と、外部端子４５２が配置されている第２外部端子領域４２２２と、に分離して前記条件（Ｂ）を得るようにするか、の少なくとも一方を行う、好ましくは両方を行う工程と、ベース基板４１の上面４１２側に振動素子５を取り付け、振動素子５と内部端子４４１および内部端子４５１とを電気的に接続する工程と、ベース基板４１の上面４１２に蓋体としてのリッド３を接合して、ベース基板４１とリッド３との間に振動素子５を収納する工程と、を含む。
このような製造方法によれば、ベース基板４１の反りが抑えられた振動デバイス１を同時に複数個製造することができる。
＜第２実施形態＞
図２２は、第２実施形態に係る下面絶縁層を示す平面図である。
図２２は、第２実施形態に係る下面絶縁層を示す平面図である。
本実施形態に係る振動デバイス１は、下面絶縁層４２２の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の振動デバイス１と同様である。なお、以下の説明では、第２実施形態の振動デバイス１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図２２では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の振動デバイス１では、図２２に示すように、下面絶縁層４２２は、外部端子４４２が配置されている第１外部端子領域４２２１と、外部端子４５２が配置されている第２外部端子領域４２２２と、ダミー端子４６１、４６２が配置されている第３外部端子領域４２２３と、を有する。つまり、ダミー端子４６１、４６２同士は、同じ領域に配置されている。
また、第１外部端子領域４２２１、第２外部端子領域４２２２および第３外部端子領域４２２３を分離する絶縁層非形成領域Ｎは、第１外部端子領域４２２１および第３外部端子領域４２２３の間に位置し、互いに隣り合う第１辺４１ａと第４辺４１ｄとを繋いで形成された第１部分Ｎ１と、第２外部端子領域４２２２および第３外部端子領域４２２３の間に位置し、互いに隣り合う第２辺４１ｂと第３辺４１ｃとを繋いで形成された第２部分Ｎ２と、を有する。このような構成とすることにより、絶縁層非形成領域Ｎが下面絶縁層４２２をＸ軸方向に分割する部分とＹ軸方向に分割する部分とを有する構成となるため、ベース基板４１をＹ軸方向から見た時のＸ軸方向両端部の反りおよびベース基板４１をＸ軸方向から見た時のＹ軸方向両端部の反りをそれぞれ効果的に抑制することができる。
以上のように、本実施形態の振動デバイス１では、ベース基板４１は、平面視において矩形形状をなし、第１外部端子領域４２２１および第２外部端子領域４２２２は、ベース基板４１の外縁に含まれる１つの辺と、この辺と隣り合う２つの辺のうちのいずれか一方と、を繋いで形成されている絶縁層非形成領域Ｎによって離間している。具体的には、絶縁層非形成領域Ｎは、互いに隣り合う第１辺４１ａと第４辺４１ｄとを繋いで形成された第１部分Ｎ１と、互いに隣り合う第２辺４１ｂと第３辺４１ｃとを繋いで形成された第２部分Ｎ２と、を有し、これら第１、第２部分Ｎ１、Ｎ２によって、第１外部端子領域４２２１および第２外部端子領域４２２２が離間している。これにより、絶縁層非形成領域Ｎが上面絶縁層４２１をＸ軸方向に分割する部分とＹ軸方向に分割する部分とを有する構成となるため、ベース基板４１をＹ軸方向から見た時のＸ軸方向両端部の反りおよびベース基板４１をＸ軸方向から見た時のＹ軸方向両端部の反りをそれぞれ効果的に抑制することができる。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
＜第３実施形態＞
図２３は、第３実施形態に係る下面絶縁層を示す平面図である。
図２３は、第３実施形態に係る下面絶縁層を示す平面図である。
本実施形態に係る振動デバイス１は、電極４３および下面絶縁層４２２の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の振動デバイス１と同様である。なお、以下の説明では、第３実施形態の振動デバイス１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図２３では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の振動デバイス１では、図２３に示すように、ダミー端子４６１、４６２が省略されている。それに合わせて、下面絶縁層４２２は、外部端子４４２が配置されている第１外部端子領域４２２１と、外部端子４５２が配置されている第２外部端子領域４２２２と、を有する。
また、第１外部端子領域４２２１および第２外部端子領域４２２２を分離する絶縁層非形成領域Ｎは、第１外部端子領域４２２１および第２外部端子領域４２２２の間に位置し、互いに対向する第１辺４１ａと第２辺４１ｂとを繋いで形成されている。このような構成によれば、簡単に、第１外部端子領域４２２１および第２外部端子領域４２２２を分離することができる。
以上のように、本実施形態の振動デバイス１では、ベース基板４１は、平面視において矩形形状をなし、第１外部端子領域４２２１および第２外部端子領域４２２２は、ベース基板４１の外縁に含まれる対向する一対の第１辺４１ａおよび第２辺４１ｂを繋いで形成されている絶縁層非形成領域Ｎによって離間している。このような構成によれば、簡単に、第１外部端子領域４２２１および第２外部端子領域４２２２を離間させることができる。
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
＜第４実施形態＞
図２４は、第４実施形態に係る振動モジュールを示す断面図である。
図２４は、第４実施形態に係る振動モジュールを示す断面図である。
図２４に示す振動モジュール１０００は、支持基板１０１０と、支持基板１０１０に搭載された回路基板１０２０と、回路基板１０２０に搭載された振動デバイス１と、回路基板１０２０および振動デバイス１をモールドするモールド材Ｍと、を有する。
支持基板１０１０は、例えば、インターポーザー基板である。支持基板１０１０の上面には複数の接続端子１０１１が配置され、下面には複数の実装端子１０１２が配置されている。また、支持基板１０１０内には図示しない内部配線が配置され、この内部配線を介して、各接続端子１０１１が、対応する実装端子１０１２と電気的に接続されている。このような支持基板１０１０としては、特に限定されず、例えば、シリコン基板、セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板等を用いることができる。
また、回路基板１０２０は、ダイアタッチ材を介して支持基板１０１０の上面に接合されている。回路基板１０２０は、振動デバイス１が有する振動素子５を発振させてクロック信号等の基準信号の周波数を生成する発振回路１０２３が形成されており、その上面に発振回路と電気的に接続された複数の端子１０２２が配置されている。そして、一部の端子１０２２は、ボンディングワイヤーＢＷを介して接続端子１０１１と電気的に接続されており、一部の端子１０２２は、例えば、半田等の導電性接合部材Ｂ３を介して振動デバイス１と電気的に接続されている。
モールド材Ｍは、回路基板１０２０および振動デバイス１をモールドし、水分、埃、衝撃等から保護している。モールド材Ｍとしては、特に限定されないが、例えば、熱硬化型のエポキシ樹脂を用いることができ、トランスファーモールド法によってモールドすることができる。
以上のような振動モジュール１０００は、振動デバイス１を備える。そのため、前述した振動デバイス１の効果を享受でき、優れた信頼性を発揮することができる。
＜第５実施形態＞
図２５は、第５実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図２５は、第５実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図２５に示すラップトップ型のパーソナルコンピューター１１００は、本適用例の振動デバイスを備える電子機器を適用したものである。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス１が内蔵されている。
このように、電子機器としてのパーソナルコンピューター１１００は、振動デバイス１を備える。そのため、前述した振動デバイス１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
＜第６実施形態＞
図２６は、第６実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図２６は、第６実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図２６に示す携帯電話機１２００は、本適用例の振動デバイスを備える電子機器を適用したものである。携帯電話機１２００は、アンテナ、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス１が内蔵されている。
このように、電子機器としての携帯電話機１２００は、振動デバイス１を備える。そのため、前述した振動デバイス１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
＜第７実施形態＞
図２７は、第７実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図２７は、第７実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図２７に示すデジタルスチールカメラ１３００は、本適用例の振動デバイスを備える電子機器を適用したものである。ボディ１３０２の背面には表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ボディ１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズやＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。そして、撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押すと、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス１が内蔵されている。
このように、電子機器としてのデジタルスチールカメラ１３００は、振動デバイス１を備える。そのため、前述した振動デバイス１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
なお、本適用例の電子機器は、前述したパーソナルコンピューター、携帯電話機およびデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計（スマートウォッチを含む）、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、移動体端末基地局用機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ネットワークサーバー等に適用することができる。
＜第８実施形態＞
図２８は、第８実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
図２８は、第８実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
図２８に示す自動車１５００は、本適用例の振動デバイスを備える移動体を適用した自動車である。自動車１５００には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス１が内蔵されている。振動デバイス１は、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
このように、移動体としての自動車１５００は、振動デバイス１を備える。そのため、前述した振動デバイス１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
なお、移動体としては、自動車１５００に限定されず、例えば、飛行機、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
以上、本適用例にかかる振動デバイス、振動モジュール、電子機器および振動デバイスの製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本適用例はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本適用例に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本適用例は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成を組み合わせたものであってもよい。
１…振動デバイス、１００…デバイスウエハ、２…パッケージ、３…リッド、３００…リッドウエハ、３１…下面、３２…凹部、４…ベース、４００…ベースウエハ、４１…ベース基板、４１ａ…第１辺、４１ｂ…第２辺、４１ｃ…第３辺、４１ｄ…第４辺、４１１…下面、４１２…上面、４１５、４１６…貫通孔、４２…絶縁層、４２１…上面絶縁層、４２１１…第１内部端子領域、４２１２…第２内部端子領域、４２１３…調整領域、４２２…下面絶縁層、４２２１…第１外部端子領域、４２２２…第２外部端子領域、４２２３…第３外部端子領域、４２２４…第４外部端子領域、４４２３…第３外部端子領域、４２３…貫通孔絶縁層、４３…電極、４３０…金属膜、４４…第１配線、４４１…内部端子、４４２…外部端子、４４３…貫通電極、４５…第２配線、４５１…内部端子、４５２…外部端子、４５３…貫通電極、４６１、４６２…ダミー端子、５…振動素子、５１…振動基板、５２…電極、５２１、５２２…励振電極、５２３、５２４…端子、５２５、５２６…配線、６…接合部材、６１、６２…金属膜、１０００…振動モジュール、１０１０…支持基板、１０１１…接続端子、１０１２…実装端子、１０２０…回路基板、１０２２…端子、１０２３…発振回路、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１１０８…表示部、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１２０８…表示部、１３００…デジタルスチールカメラ、１３０２…ボディ、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１５００…自動車、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…導電性接合部材、ＢＷ…ボンディングワイヤー、Ｇ…反り量、Ｍ…モールド材、Ｎ…絶縁層非形成領域、Ｎ１…第１部分、Ｎ２…第２部分、Ｑ１、Ｑ２…領域、Ｒ…個片化領域、Ｓ…収納空間、ＳＷ１…シリコンウエハ、ＳＷ１１…凹部、ＳＷ２…シリコンウエハ
Claims (11)
- ベースと、
前記ベースに取り付けられている振動素子と、
前記ベースとの間に前記振動素子を収納するように前記ベースに接合されている蓋体と、を有し、
前記ベースは、
前記蓋体が接合されている第１面および前記第１面と表裏関係にある第２面を備える半導体基板と、
前記第１面上に配置されている第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に配置され、前記振動素子と電気的に接続されている第１内部端子および第２内部端子と、
前記第２面上に配置されている第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に配置され、前記第１内部端子と電気的に接続されている第１外部端子および前記第２内部端子と電気的に接続されている第２外部端子と、を有し、
前記第２絶縁層は、前記第１外部端子が配置されている第１外部端子領域と、前記第１外部端子領域と離間し、前記第２外部端子が配置されている第２外部端子領域と、前記第１外部端子領域および前記第２外部端子領域と離間し、端子が配置されていない応力調整用の調整領域と、を有する振動デバイス。 - 前記半導体基板は、平面視において矩形形状をなし、
前記第１外部端子領域および前記第２外部端子領域は、前記半導体基板の外縁に含まれる対向する一対の辺を繋いで形成されている絶縁層非形成領域によって離間している請求項１に記載の振動デバイス。 - 前記半導体基板は、平面視において矩形形状をなし、
前記第１外部端子領域および前記第２外部端子領域は、前記半導体基板の外縁に含まれる１つの辺と、前記辺と隣り合う２つの辺のうちのいずれか一方と、を繋いで形成されている絶縁層非形成領域によって離間している請求項１に記載の振動デバイス。 - 前記ベースは、前記第２絶縁層上に配置されている第３外部端子および第４外部端子を有し、
前記第２絶縁層は、前記第１外部端子領域および前記第２外部端子領域と離間し、前記第３外部端子が配置されている第３外部端子領域と、前記第１外部端子領域、前記第２外部端子領域および前記第３外部端子領域と離間し、前記第４外部端子が配置されている第４外部端子領域と、を有する請求項１に記載の振動デバイス。 - 前記半導体基板は、平面視において矩形形状をなし、
前記第１外部端子領域、前記第２外部端子領域、前記第３外部端子領域および前記第４外部端子領域は、前記半導体基板の外縁に含まれる第１辺と前記第１辺と対向する第２辺とを繋いで形成されている第１部分と、第３辺と前記第３辺と対向する第４辺とを繋いで形成されている第２部分と、を有する絶縁層非形成領域によって離間している請求項４に記載の振動デバイス。 - 前記第１絶縁層は、前記第１内部端子が配置されている第１内部端子領域、および前記第１内部端子領域と離間し、前記第２内部端子が配置されている第２内部端子領域、を有し、
前記第１内部端子は、前記第１内部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第１内部端子領域は、平面視で、前記第１内部端子の外縁に沿う形状をなし、
前記第２内部端子は、前記第２内部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第２内部端子領域は、平面視で、前記第２内部端子の外縁に沿う形状をなす請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動デバイス。 - 前記第１外部端子は、前記第１外部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第１外部端子領域は、平面視で、前記第１外部端子の外縁に沿う形状をなし、
前記第２外部端子は、前記第２外部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第２外部端子領域は、平面視で、前記第２外部端子の外縁に沿う形状をなす請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動デバイス。 - ベースと、
前記ベースに取り付けられている振動素子と、
前記ベースとの間に前記振動素子を収納するように前記ベースに接合されている蓋体と、を有し、
前記ベースは、
前記蓋体が接合されている第１面および前記第１面と表裏関係にある第２面を備える半導体基板と、
前記第１面上に配置されている第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に配置され、前記振動素子と電気的に接続されている第１内部端子および第２内部端子と、
前記第２面上に配置されている第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に配置され、前記第１内部端子と電気的に接続されている第１外部端子および前記第２内部端子と電気的に接続されている第２外部端子と、を有し、
前記第１絶縁層は、前記第１内部端子が配置されている第１内部端子領域と、前記第１内部端子領域と離間し、前記第２内部端子が配置されている第２内部端子領域と、前記第１内部端子領域および前記第２内部端子領域と離間し、端子が配置されていない応力調整用の調整領域と、を有する振動デバイス。 - 前記第１内部端子は、前記第１内部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第１内部端子領域は、平面視で、前記第１内部端子の外縁に沿う形状をなし、
前記第２内部端子は、前記第２内部端子領域の外縁よりも内側に位置し、
前記第２内部端子領域は、平面視で、前記第２内部端子の外縁に沿う形状をなす請求項８に記載の振動デバイス。 - 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の振動デバイスを備えることを特徴とする振動モジュール。
- 互いに表裏関係にある第１面および第２面を有するベース基板を準備して、前記第１面上に第１絶縁層を形成し、前記第２面上に第２絶縁層を形成する工程と、
前記第１絶縁層上に第１内部端子および第２内部端子を形成し、前記第２絶縁層上に第１外部端子および第２外部端子を形成する工程と、
前記第１絶縁層を、前記第１内部端子が配置されている第１内部端子領域と、前記第２内部端子が配置されている第２内部端子領域と、端子が配置されていない応力調整用の調整領域と、に分離すること、および
前記第２絶縁層を、前記第１外部端子が配置されている第１外部端子領域と、前記第２外部端子が配置されている第２外部端子領域と、端子が配置されていない応力調整用の調整領域と、に分離すること、の少なくとも一方を行う工程と、
前記ベース基板の前記第１面側に振動素子を取り付け、前記振動素子と前記第１内部端子および前記第２内部端子とを電気的に接続する工程と、
前記ベース基板の前記第１面に蓋体を接合して、前記ベース基板と前記蓋体との間に前記振動素子を収納する工程と、を含む振動デバイスの製造方法。
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