TW201036220A - Piezoelectric vibrator, method for manufacturing piezoelectric vibrator, and oscillator - Google Patents

Piezoelectric vibrator, method for manufacturing piezoelectric vibrator, and oscillator Download PDF

Info

Publication number
TW201036220A
TW201036220A TW99101948A TW99101948A TW201036220A TW 201036220 A TW201036220 A TW 201036220A TW 99101948 A TW99101948 A TW 99101948A TW 99101948 A TW99101948 A TW 99101948A TW 201036220 A TW201036220 A TW 201036220A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electrode
base substrate
vibrating piece
piezoelectric vibrating
piezoelectric
Prior art date
Application number
TW99101948A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyotaka Sayama
Original Assignee
Seiko Instr Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instr Inc filed Critical Seiko Instr Inc
Publication of TW201036220A publication Critical patent/TW201036220A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • H03H9/1007Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1014Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
    • H03H9/1021Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device the BAW device being of the cantilever type
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/0504Holders; Supports for bulk acoustic wave devices
    • H03H9/0514Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps
    • H03H9/0519Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps for cantilever
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/42Piezoelectric device making

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

201036220 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關壓電振動子,壓電振動子的製造方法及 振盪器。 【先前技術】 -以往,在行動電話或攜帶資訊終端機器是使用利用水 〇 晶等的壓電振動子作爲時刻源或控制訊號的時序源、參考 訊號源等。此種的壓電振動子有各式各樣者被提供,其一 有被適用於具有MHz頻帶的振盪頻率之作爲控制、通訊 機器用的振動子之厚度切變振動子(AT振動子)爲人所 知(例如參照專利文獻1 )。 一般,AT振動子是具備:壓電振動片、及在內部收 納該壓電振動片的基底基板及蓋體基板。壓電振動片是如 專利文獻1所示般具有以一定的厚度形成板狀,且平面視 © 外形爲形成矩形狀的水晶板、及形成於該水晶板的兩面之 激發電極、拉出電極及安裝電極。具體而言是在水晶板的 兩面大致中央部分,激發電極會分別形成於對向的位置。 ' 並且’在水晶板的端部形成有經由拉出電極來電性連接至 激發電極的安裝電極。另外,安裝電極是被連接至一方的 激發電極者與被連接至另一方的激發電極者會分別形成於 水晶板的兩面。此時,被形成於一方的面之安裝電極繞入 水晶板的側面,而與形成於另一方的面之安裝電極電性連 接。 -5- 201036220 而且’將壓電振動片的安裝電極配置成載置於基底基 板上所形成的凸塊。另外,凸塊是與繞拉電極電性連接, 繞拉電極是經由貫通電極來與外部電極電性連接。藉由如 此地構成’可從外部電極來往壓電振動片的激發電極施加 電流。 [先行技術文献] [專利文獻] [專利文獻1 ]特許第3 9 1 1 8 3 8號公報 【發明內容】 (發明所欲解決的課題) 如上述般’使用以一定的厚度來形成板狀的水晶板作 爲壓電振動片時’若使用上述的構成,則無特別的問題。 然而’如圖13 ’14所示般,近年來使用於壓電振動 片的水晶板1 〇 1 ’ 1 02,有使用厚度非—定,斜面形狀的 水晶板1 〇 1或凸面形狀的水晶板1 0 2。若將如此的斜面形 狀或凸面形狀的水晶板1 0 1,1 0 2凸塊連接於基底基板上 ,則如圖1 5所示,水晶板無法與基底基板1 〇 3平行保持 ’恐有傾斜之虞。一旦水晶板的傾斜變大,水晶板1 0 1與 基底基板1 〇 3接觸,則會影響壓電振動子的電氣特性,恐 有無法取得原本的電氣特性之虞。 於是,本發明是有鑑於上述情事者,提供一種可不被 水晶板的形狀所左右,使水晶板對基底基板保持於平行之 壓電振動子、壓電振動子的製造方法及振盪器。 -6- 201036220 (用以解決課題的手段) 本發明爲了解決上述課題而提供以下的手段。 本發明的壓電振動子,其係具備: 基底基板; 蓋體基板,其係使對向於該基底基板的狀態下接合於 - 上述基底基板; 〇 壓電振動片,其係收納於上述基底基板與上述蓋體基 板之間所形成的空腔内,且被接合於上述基底基板的上面 ’在水晶板的外表面形成有激發電極及電性連接至該激發 電極的安裝電極; 貫通電極,其係設於上述基底基板所形成的貫通孔; 繞拉電極,其係爲了電性連接上述壓電振動片與上述 貫通電極,而形成於上述基底基扳的上面;及 金屬凸塊,其係爲了在該繞拉電極的預定位置電性連 接該繞拉電極與上述安裝電極而形成, 上述壓電振動片的長度方向的端部係被形成尖端細的 _ 形狀’且上述壓電振動片係藉由上述金屬凸塊以單方支撐 - 狀態來安裝, 其特徵爲: 上述金屬凸塊係沿著上述壓電振動片的長度方向來形 成複數個’且上述金屬凸塊的高度係形成往對應於壓電振 動片的長度方向的端部之位置而變高。 在此發明的壓電振動子中,是在金屬凸塊電性連接壓 201036220 電振動片的安裝電極時,形成具有對應於將水晶板與基底 基板保持於平行的狀態時之基底基板的表面(繞拉電極的 表面)與水晶板的表面(安裝電極的表面)的距離的高度 之金屬凸塊。因此,即使水晶板的端部被形成尖端細的形 狀時,照樣壓電振動片的軸方向與基底基板可在保持平行 狀態的狀態下凸塊接合。亦即,可不被水晶板的形狀所左 右,使水晶板對基底基板平行保持。又,由於使用複數的 金屬凸塊來支撐壓電振動片,所以可更確實地將壓電振動 片與基底基板保持於平行狀態。 本發明的壓電振動子的特徵係上述壓電振動片爲AT-cut振動片。 在此發明的壓電振動子中,振盪頻率帶調整容易,可 提供一種具有對廣範圍的溫度而言頻率的安定度佳的AT-cut振動片之壓電振動子。 本發明的壓電振動子的特徵係上述金屬凸塊爲金凸塊 在此發明的壓電振動子中,是在金凸塊將壓電振動片 予以凸塊接合時,可利用超音波來只溶融凸塊的前端附近 ,而使壓電振動片接合,因此即使壓電振動片的長度方向 的端部被形成尖端細的形狀時,照樣可在將壓電振動片與 基底基板保持於平行狀態的狀態下,配合壓電振動片的端 部形狀來確實地凸塊接合。 本發明的壓電振動子的特徵係上述水晶板的形狀爲斜 面形狀或凸面形狀。 -8- 201036220 在此發明的壓電振動子中,可使壓電振動子的頻率特 性及阻抗特性等的電氣特性安定化。 本發明的壓電振動子的製造方法,係該壓電振動子具 OL· ♦ 備· 基底基板; ' 蓋體基板,其係使對向於該基底基板的狀態下接合於 _ 上述基底基板; 〇 壓電振動片,其係收納於上述基底基板與上述蓋體基 板之間所形成的空腔内,且被接合於上述基底基板的上面 ,在水晶板的外表面形成有激發電極及電性連接至該激發 電極的安裝電極; 貫通電極,其係設於上述基底基板所形成的貫通孔; 繞拉電極,其係爲了電性連接上述壓電振動片與上述 貫通電極,而形成於上述基底基板的上面;及 金屬凸塊,其係爲了在該繞拉電極的預定位置電性連 Ο 接該繞拉電極與上述安裝電極而形成, 上述壓電振動片的長度方向的端部係被形成尖端細的 " 形狀,且上述壓電振動片係藉由上述金屬凸塊以單方支撐 - 狀態來安裝, 其特徵爲具備: 在上述基底基板的上面形成繞拉電極之工程; 在上述繞拉電極的預定位置,以能夠沿著上述壓電振 動片的長度方向之方式形成複數個上述金屬凸塊之工程; 及 -9 - 201036220 在上述金屬凸塊接合上述壓電振動片的安裝電極之工 程, 又,以上述金屬凸塊的高度能夠往對應於上述壓電振 動片的長度方向的端部之位置而變高的方式形成上述金屬 凸塊_。 在此發明的壓電振動子的製造方法中,是在金屬凸塊 電性連接壓電振動片的安裝電極時,形成具有對應於將水 晶板與基底基板保持於平行的狀態時之基底基板的表面( 繞拉電極的表面)與水晶板的表面(安裝電極的表面)的 距離的高度之金屬凸塊。因此,即使水晶板的端部被形成 尖端細的形狀時,照樣壓電振動片的軸方向與基底基板可 在保持平行狀態的狀態下凸塊接合。亦即,可不被水晶板 的形狀所左右,使水晶板對基底基板平行保持。又,由於 使用複數的金屬凸塊來支撐壓電振動片,所以可更確實地 將壓電振動片與基底基板保持於平行狀態。 本發明的振盪器的特徵係以上述任一記載的壓電振動 子作爲振盪子來電性連接至積體電路。 在此發明的振盪器中,因爲使用頻率特性及阻抗特性 等的電氣特性被安定化的壓電振動子,所以可提供一種電 氣特性安定化的高品質的振盪器。 [發明的效果] 若根據本發明的壓電振動子,則形成有金屬凸塊’其 係於金屬凸塊電性連接壓電振動片的安裝電極時’具有對 -10- 201036220 應於將水晶板與基底基板保持於平行的狀態時之基底基板 的表面(繞拉電極的表面)與水晶板的表面(安裝電極的 表面)的距離之高度。因此,即使水晶板的端部爲形成尖 端細的形狀時,還是可在壓電振動片的軸方向與基底基板 爲保持平行狀態的狀態下凸塊接合。亦即,可不被水晶板 的形狀所左右,使水晶板對基底基板保持平行。又,由於 使用複數的金屬凸塊來支撐壓電振動片,所以可更確實地 〇 將壓電振動片與基底基板保持於平行狀態。 【實施方式】 其次,根據圖1〜圖10來說明有關本發明的壓電振 動子的實施形態。 如圖1〜圖4所示,壓電振動子1是形成以基底基板 2與蓋體基板3所層疊成2層的箱型,是在内部所形成的 空腔部16内收容有壓電振動片4的表面安裝型的壓電振 ❹ 動子。 另外’在圖4中,爲了容易看圖面,而省略後述的貫 ' 通電極13,14及通孔24,25的圖示。 ' 壓電振動片4是由水晶的壓電材料所形成的AT-Cut 型的振動片,在被施加預定的電壓時振動者。 此壓電振動片4是具有:平面視大略矩形,且剖面被 加工成斜面形狀的水晶板i 7、及在對向於水晶板1 7的兩 面的位置所被配置的一對激發電極5,6、及被電性連接 至激發電極5,6的拉出電極19,20、及被電性連接至拉 -11 - 201036220 出電極19,20的安裝電極7,8。安裝電極7是被電性連 接至水晶板1 7的側面電極1 5,且被電性連接至形成有激 發電極6的一側的面之安裝電極7。 激發電極5,6、拉出電極19,20、安裝電極7,8及 側面電極1 5是例如藉由鉻(Cr )、鎳(Ni )、金(Au ) 、鋁(A 1 )或鈦(T i )等的導電性膜的被膜或組合該等導 電性膜的幾個的層疊膜所形成者。 如此構成的壓電振動片 4是利用金等的凸塊 1 1,1 2 在基底基板2的上面凸塊接合。具體而言,在基底基板2 的上面被圖案化的後述繞拉電極9,10上所形成的凸塊 1 1,1 2上,一對的安裝電極7,8分別接觸的狀態下凸塊 接合。藉此,壓電振動片4是在從基底基板2的上面以凸 塊11,12的厚度量浮起的狀態下被支持,且安裝電極7 ,8與繞拉電極9,1 0分別形成電性連接的狀態。 在此,說明有關壓電振動片4(安裝電極7)與凸塊 11的接合方法。另外,安裝電極8與凸塊12的接合方法 是和安裝電極7與凸塊11的接合方法大致相同,所以說 明省略。 本實施形態的水晶板1 7是剖面形狀被加工成斜面形 狀。亦即,水晶板1 7是長度方向的端部被加工成尖端細 的形狀,因此即使配置成水晶板1 7的軸方向(與形成有 激發電極5,6的面平行的方向)與基底基板2的表面平 行,基底基板2的表面與水晶板1 7的前端之尖端細的部 分的表面之距離也不會形成一定。於是,本實施形態是對 -12- 201036220 繞拉電極9沿著水晶板1 7的長度方向來形成2個凸塊1 1 ’分別使凸塊的高度形成相異的高度。具體而言,如圖5 所示,使高度相異的2個凸塊1 1A,1 1 B沿著水晶板1 7 的長度方向形成,凸塊11A的高度H1是以和繞拉電極9 (基底基板2)的表面與凸塊接合的位置的水晶板17(安 ' 裝電極7)的表面之間隙大致同一高度形成,凸塊11B的 - 高度H2是以和繞拉電極9 (基底基板2 )的表面與凸塊 〇 接合的位置的水晶板1 7 (安裝電極7 )的表面之間隙大致 同一高度形成。 藉由如此的構成,若在凸塊11A,11B上凸塊接合水 晶板1 7的安裝電極7,則可在水晶板1 7的軸方向被保持 成與基底基板2的表面平行的狀態下確實地支撐。 蓋體基板3是以玻璃材料、例如鈉鈣玻璃所形成的透 明絕緣基板’在接合基底基板2的接合面側形成有容納壓 電振動片4的矩形狀凹部(空腔)1 6。此凹部16是在基 〇 底基板2與蓋體基板3疊合時,成爲收容壓電振動片4的 空腔16之空腔用的凹部16。而且,蓋體基板3是在使此 ' 凹部16與基底基板2側對向的狀態下對基底基板2陽極 - 接合。 基底基板2是與蓋體基板3同樣由玻璃材料例如鈉鈣 玻璃所構成的透明絕緣基板’以可對蓋體基板3疊合的大 小來形成大致板狀。 並且’在基底基板2形成有貫通該基底基板2的一對 通孔(貫通孔)24’ 25。通孔24’ 25的一端是形成面臨 -13- 201036220 空腔16内。具體而言是形成一方的通孔24位於所被安裝 的壓電振動片4的安裝電極7,8側,另一方的通孔25位 於與壓電振動片4的安裝電極7,8側相反的側。而且, 通孔24,25是以能夠平行於基底基板2的厚度方向之方 式貫通成大致圓柱狀。另外,通孔24,25亦可形成例如 朝基底基板2的下面逐漸縮徑或擴徑的錐狀。 然後,在一對的通孔24,25中形成有以能夠塡埋該 通孔24,25的方式形成的一對貫通電極1 3,1 4。此貫通 電極13,14是擔負將通孔24,25阻塞而維持空腔16内 的氣密的同時,使後述的外部電極2 1,2 2與繞拉電極9 ,10導通的任務。並且,通孔24,25與貫通電極13,14 的間隙是利用具有與基底基板2的玻璃材料大致同一熱膨 脹係數的玻璃料(未圖示)來完全閉塞孔。 在基底基板2的上面側(接合有蓋體基板3的接合面 側),藉由導電性材料(例如鋁、矽等)來使陽極接合用 的接合膜23、及一對的繞拉電極9,10圖案化。其中接 合膜23是以能夠包圍形成於蓋體基板3的凹部16的周圍 之方式沿著基底基板2的周緣來形成。 一對的繞拉電極9’ 1〇是被圖案化成可電性連接一對 的貫通電極13,14中一方的貫通電極13與壓電振動片4 的一方的安裝電極7,及電性連接另一方的貫通電極14 與壓電振動片4的另一方的安裝電極8。具體而言,一方 的繞拉電極9是以能夠位於壓電振動片4的安裝電極7, 8側之方式形成於一方的貫通電極13的正上方。又,另 -14 - 201036220 一方的繞拉電極10是從鄰接於一方的繞拉電極9的位置 來沿著壓電振動片4而被繞拉至與基底基板2上的貫通電 極1 3對向的側之後,以能夠位於另一方的貫通電極1 4的 正上方之方式形成。 然後,在該等一對的繞拉電極9,1 0上分別形成有凸 • 塊Π,12’利用此凸塊11,12來安裝壓電振動片4。藉 ,此,壓電振動片4的一方的安裝電極7可經由一方的繞拉 0 電極9來導通至一方的貫通電極13,另一方的安裝電極8 可經由另一方的繞拉電極10來導通至另一方的貫通電極 14。 在基底基板2的下面,形成有對於一對的貫通電極 1 3,14分別電性連接的外部電極21,22。亦即,一方的 外部電極21是經由一方的貫通電極13及一方的繞拉電極 9來電性連接至壓電振動片4的第1激發電極5。又,另 一方的外部電極22是經由另一方的貫通電極14及另一方 Ο 的繞拉電極10來電性連接至壓電振動片4的第2激發電 極6。 在使如此構成的壓電振動子1作動時,是對形成於基 - 底基板2的外部電極21,22施加預定的驅動電壓。藉此 ,可在由壓電振動片4的第1激發電極5及第2激發電極 6所構成的激發電極流動電流’可以預定的頻率振動。然 後,利用振動,可作爲控制訊號的時序源或參考訊號源等 加以利用。 其次,一邊參照圖6所示的流程圖,一邊在以下說明 -15- 201036220 有關利用基底基板用晶圓4 0及蓋體基板用晶圓5 0來 製造複數個壓電振動子1的製造方法。 首先,進行壓電振動片製作工程,製作圖2〜圖 示的壓電振動片4(S10)。具體而言,首先,以預 角度切割水晶的朗伯原石,而成爲一定厚度的晶圓。 ,面磨此晶圓而粗加工後,以滾筒裝置等來加工成剖 成斜面形狀,接著,對晶圓實施洗淨等適當的處理後 該晶圓藉由光微影技術來進行金屬膜的成膜及圖案化 形成激發電極5,6、拉出電極19,20、安裝電極7, 側面電極15。藉此,可製作複數的壓電振動片4。 其次,進行第1晶圓製作工程(S20 ),其係將 形成蓋體基板3的蓋體基板用晶圓50製作至即將進 極接合之前的狀態。首先,將鈉鈣玻璃硏磨加工至預 厚度而洗淨後,如圖7所示,形成藉由鈾刻等來除去 面的加工變質層之圓板狀的蓋體基板用晶圓50 ( S2 1 其次,進行凹部形成工程(S22 ),其係於蓋體基板 圓5 0的接合面,藉由鈾刻等在行列方向形成複數個 用的凹部1 6。在此時間點,完成第1晶圓製作工程。 其次,進行第2晶圓製作工程(S 3 0 ),其係以 述工程同時或前後的時序,將之後形成基底基板2的 基板用晶圓40製作至即將進行陽極接合之前的狀態 先,將鈉鈣玻璃硏磨加工至預定的厚度而洗淨後,形 由蝕刻等來除去最表面的加工變質層之圓板狀的基底 用晶圓40 (S31)。其次,進行貫通電極形成工程 一次 4所 定的 接著 面形 ,將 ,而 8及 之後 行陽 定的 最表 )。 用晶 空腔 和上 基底 。首 成藉 基板 ;S32 -16- 201036220 ),其係於基底基板用晶圓40形成複數個一對的貫通電 極 1 3,1 4。 其次,在基底基板用晶圓4〇的上面使導電性材料圖 案化,如圖8、9所示,進行形成接合膜23的接合膜形成 工程(S33),且進行形成複數個繞拉電極9,10的繞拉 ' 電極形成工程(S 3 4 ),該繞拉電極9,1 0是分別電性連 _ 接至各一對的貫通電極13,14。另外,圖8、9所示的點 0 線Μ是表示以之後進行的切斷工程所切斷的切斷線。 特別是貫通電極1 3,1 4如上述般對基底基板用晶圓 40的上面大致形成面一致的狀態。因此,在基底基板用 晶圓40的上面被圖案化的繞拉電極9,10是之間不使產 生間隙等,以對貫通電極1 3,14密合的狀態連接。藉此 ,可使一方的繞拉電極9與一方的貫通電極13的導通性 、及另一方的繞拉電極10與另一方的貫通電極14的導通 性成爲確實者。在此時間點完成第2晶圓製作工程。 〇 可是就圖6而言,是在接合膜形成工程(S33 )之後 ,進行繞拉電極形成工程(S34 )的工程順序,但相反的 ,在繞拉電極形成工程(S34 )之後,進行接合膜形成工 - 程(S33)也無妨,或同時進行兩工程也無妨。無論哪個 工程順序,皆可實現同一的作用效果。因此,即使因應所 需來適當變更工程順序也無妨。 其次,進行將製作後的複數個壓電振動片4分別經由 繞拉電極9,10來接合於基底基板用晶圓40的上面之安 裝工程(S40 )。首先,在一對的繞拉電極9,10上分別 -17- 201036220 利用金線等來形成凸塊11,12。 在此,本實施形態是在各個的凸塊1 1 ’ 1 2個高度相異的凸塊。具體而言’凸塊11是 17的長度方向來形成高度相異的2個凸塊11, 塊11A的高度H1是以和基底基板2的表面與 位置的水晶板1 7的表面之間隙大致同一高度 塊1 1 B的高度Η 2是以和基底基板2的表面與 位置的水晶板1 7的表面之間隙大致同一高度 樣,凸塊12是形成具有高度Η1的凸塊12Α、 Η2的凸塊1 2Β。另外’爲了形成高度相異的 使用金線時可採使用線徑相異的線來形成各個 法、或調整凸塊形成時的壓著力、壓著時間等 之方法。爲了利用金線來形成凸塊,而藉由超 在繞拉電極9,10上接合金線,以適當的時序 此切斷金線,形成具有所望大小的凸塊。例 11Α ( 12Α)及11Β ( 12Β)能夠在其底部接觸 2個的凸塊時,是將凸塊11Α(12Α)的高度 〜ΙΟΟμιη,將凸塊11Β(12Β)的高度Η2形尽 〇 而且,將壓電振動片4的尖端細的基部 11,12上之後,一邊將凸塊U,12加熱至預 邊將壓電振動片4推至凸塊η,12。藉此,壓 會被凸塊η,1 2機械性地支撐,且安裝電極 電極9 ’ 1 0會形成電性連接的狀態。並且, 2分別形成 沿著水晶板 \,1 1 Β,凸 凸塊接合的 來形成,凸 凸塊接合的 來形成。同 及具有高度 凸塊,例如 的凸塊之方 來形成凸塊 音波及放電 再放電,藉 如,以凸塊 的方式形成 Η 1形成8 0 2 4〇 〜70μιυ 載置於凸塊 定溫度,_ [電振動片4 7,8與繞拉 一旦在凸塊 •18- 201036220 11A,11B上凸塊接合水晶板17的安裝電極7’且在 1 2 A,1 2 B上凸塊接合水晶板1 7的安裝電極8,則水 17會在與基底基板2平行保持的狀態下被確實地支 結果,壓電振動片4會被凸塊接合’且在從基底基板 圓4(^的上面浮起的狀態下被支撐。並且,在此時間 ' 壓電振動片4的一對的激發電極5,6是分別對一對 - 通電極13,14形成導通的狀態。
〇 在壓電振動片4的安裝終了後,進行疊合工程I ),其係對基底基板用晶圓40疊合蓋體基板用晶圓 具體而言,一邊將未圖示的基準標記等作爲指標,一 兩晶圓4 0,5 0對準於正確的位置。藉此,所被安裝 電振動片4會形成被收容於以兩晶圓40,50所包圍 腔1 6内之狀態。 疊合工程後,進行接合工程(S60 ),其係將疊 2片晶圓40,50放入未圖示的陽極接合裝置,在預 〇 溫度環境施加預定的電壓而陽極接合。具體而言,在 膜2 3與蓋體基板用晶圓5 0之間施加預定的電壓。於 ' 在接合膜23與蓋體基板用晶圓50的界面產生電氣化 ' 反應’兩者會分別牢固地密合而被陽極接合。藉此, 壓電振動片4密封於空腔16内,可取得基底基板用 40與蓋體基板用晶圓50接合之圖1 〇所示的晶圓體 另外’在圖10中’爲了容易看圖面,圖示分解晶圓| 的狀態’自基底基板用晶圓40省略接合膜23的圖示 外’圖1 0所示的點線Μ是表示以之後進行的切斷工 凸塊 晶板 撐。 用晶 點, 的貫 :S50 50 ° 邊將 的壓 的空 合的 定的 接合 是, 學的 可將 晶圓 60 <= 1 60 。另 程所 -19- 201036220 切斷的切斷線。 可是,在進行陽極接合時,因爲形成於基底基板用晶 圓40的通孔24,25是藉由貫通電極13,14來完全阻塞 ,所以空腔1 6内的氣密不會有經由通孔24,25而有損的 情形。 而且,在上述的陽極接合終了後,進行外部電極形成 工程(S 7 0 ),其係於基底基板用晶圓40的下面使導電性 材料圖案化,而形成複數個分別電性連接至一對的貫通電 極13,14之一對的外部電極21,22。藉由此工程,可利 用外部電極21,22來使密封於空腔16内的壓電振動片4 作動。 特別是在進行此工程時也與繞拉電極9,1 0的形成時 同樣,對於基底基板用晶圓40的下面,貫通電極13,14 會形成大略面一致的狀態,因此所被圖案化的外部電極 2 1,2 2是之間不使發生間隙等,對於貫通電極1 3,1 4以 密合的狀態連接。藉此,可使外部電極2 1,2 2與貫通電 極13,14的導通性成爲確實者。 其次,進行切斷工程(S 8 0 ),其係沿著圖1 0所示的 切斷線Μ來切斷所被接合的晶圓體60,而小片化。其結 果,可一次製造複數個圖1所示的2層構造式表面安裝型 的壓電振動子1,其係於被互相接合的基底基板2與蓋體 基板3之間形成的空腔16内密封壓電振動片4。 然後,進行内部的電氣特性檢査(S90 )。亦即,測 定壓電振動片4的共振頻率、共振電阻値、驅動電平特性 -20- 201036220 (共振頻率及共振電阻値的激發電力依存性)等而檢查。 並且,一倂檢查絕緣電阻特性等。然後,最後進行壓電振 動子1的外觀檢査,而最終檢查尺寸或品質等。藉此完成 壓電振動子1的製造。 其次,一邊參照圖11 一邊說明有關搭載本發明的壓 電振動子之振盪器的實施形態。 如圖11所示,振盪器155是構成爲將壓電振動子1 〇 電性連接至積體電路1 5 6的振盪子。此振盪器1 5 5是具備 安裝有電容器等的電子零件157之基板158。在基板158 安裝有振盪器用的積體電路156,在此積體電路156的附 近安裝有壓電振動子1的壓電振動片4。該等電子零件 157、積體電路156及壓電振動子1是藉由未圖示的配線 圖案來分別電性連接。另外,各構成零件是藉由未圖示的 樹脂來模製。 在如此構成的振盪器1 5 5中,一旦對壓電振動子1施 © 加電壓,則壓電振動子1内的壓電振動片4會振動。此振 動是依據壓電振動片4所具有的壓電特性來變換成電氣訊 ' 號’作爲電氣訊號來輸入至積體電路156。所被輸入的電 氣訊號是藉由積體電路1 5 6來進行各種處理,作爲頻率訊 號輸出。藉此,壓電振動子1具有作爲振盪子的機能。 若根據本實施形態的振盪器1 5 5,則因爲使用頻率特 性及阻抗特性等的電氣特性被安定化的壓電振動子!,所 以可提供一種電氣特性安定化之高品質的振盪器i 5 5。 另外’本發明並非限於上述的實施形態,亦包含在不 -21 - 201036220 脫離本發明的主旨範圍中對上述的實施形態施加各種的變 更者。亦即,在實施形態所舉的具體構造或構成等只不過 是其一例,可適當變更。 例如,在本實施形態中,是將壓電振動片(水晶板) 的平面視形狀設爲矩形狀來進行說明,但並非限於此情況 ,亦可爲圓形狀。只要配合壓電振動片(水晶板)的厚度 方向的形狀來調整凸塊形狀(凸塊高度)即可。 並且,在本實施形態中,是使用斜面形狀的水晶板時 的說明,但亦可使用凸面形狀的水晶板。 而且,在本實施形態中,是沿著壓電振動片的長度方 向來形成2個凸塊時的說明,但亦可爲形成3個以上。又 ,本實施形態中,2個的凸塊是取間隔形成,但如圖12 所示般,亦可爲不取間隔來連續地形成。只要以凸塊的頂 部能夠配合壓電振動片的形狀之方式來形成複數個既可。 【圖式簡單說明】 圖1是本發明的實施形態之壓電振動子的槪略構成圖 〇 圖2是沿著圖1的A - A線的剖面圖。 圖3是本發明的實施形態之壓電振動子的水平剖面圖 〇 圖4是本發明的實施形態之壓電振動子的分解立體圖 〇 圖5是表示本發明的實施形態之凸塊的形成方法的說 -22- 201036220 明圖。 圖6是表示本發明的實施形態之壓電振動子的製造方 法的流程圖。 圖7是表示沿著圖6所示的流程圖來製造壓電振動子 時之一工程的圖’顯示在成蓋體基板的基礎的蓋體基板用 ' 晶圓形成複數的凹部的狀態的圖。 -圖8是表示沿著圖6所示的流程圖來製造壓電振動子 〇 時之一工程的圖,顯示在基底基板用晶圓的上面使接合膜 及繞拉電極圖案化的狀態的圖。 圖9是圖8的部分擴大立體圖。 圖1 〇是表不沿著圖6所不的流程圖來製造壓電振動 子時之一工程的圖,在將壓電振動片收納於空腔内的狀態 下,基底基板用晶圓與蓋體基板用晶圓被陽極接合的晶圓 體的分解立體圖。 圖u是表示搭載本發明的實施形態的壓電振動子之 〇 振盡器的槪略構成圖。 圖1 2是表示本發明的實施形態的凸塊的形成方法的 ' 別的態樣的說明圖。 - 圖1 3是表示斜面形狀的水晶板的立體圖。 圖14是表示凸面形狀的水晶板的立體圖。 圖15是表示使用以往的方法來凸塊接合斜面形狀的 水晶體之狀態的說明圖。 【主要元件符號說明】 -23- 201036220 1 :壓電振動子 2 :基底基板 3 :蓋體基板 4 :壓電振動片 5 :激發電極 6 :激發電極 7 :安裝電極 8 :安裝電極 9 :繞拉電極 1 〇 :繞拉電極 1 1 ( 1 1 A,1 1 B ):凸塊(金屬凸塊) 1 2 ( 1 2 A,1 2 B ):凸塊(金屬凸塊) 13 :貫通電極 14 :貫通電極 1 6 :空腔 1 7 :水晶板 24 :通孔(貫通孔) 2 5 :通孔(貫通孔) HI,H2 :凸塊的高度 -24-

Claims (1)

  1. 201036220 七、申請專利範圍: 1. —種壓電振動子,其特徵係具備: 基底基板; 盍體基板’其係接合於上述基底基板,在與上述基底 基板之間形成空腔; - 壓電振動片’其係收納於上述空腔内,在水晶板的外 -表面形成有激發電極及電性連接至該激發電極的安裝電極 〇 ,且其長度方向的端部被形成尖端細的形狀; 貫通電極,其係設於上述基底基板所形成的貫通孔;. 繞拉電極,其係爲了電性連接上述壓電振動片與上述 貫通電極,而形成於上述基底基板上;及 金屬凸塊,其係電性連接上述繞拉電極與上述安裝電 極,且爲了以單方支撐狀態來安裝上述壓電振動片,而爲 形成於上述繞拉電極上的金屬凸塊,沿著上述壓電振動片 的長度方向來形成複數個,且該等的高度係往對應於上述 〇 壓電振動片的長度方向的端部之位置而變高。 2. 如申請專利範圍第1項之壓電振動子,其中,上述 ' 壓電振動片爲AT-cut振動片。 - 3 .如申請專利範圍第1項之壓電振動子,其中,上述 金屬凸塊爲金凸塊。 4. 如申請專利範圍第1項之壓電振動子,其中,上述 水晶板的形狀爲斜面形狀或凸面形狀。 5. —種壓電振動子的製造方法,該壓電振動子係具備 -25- 201036220 基底基板; 蓋體基板,其係接合於上述基底基板,在與上述基底 基板之間形成空腔; 壓電振動片,其係收納於上述空腔内,在水晶板的外 表面形成有激發電極及電性連接至該激發電極的安裝電極 ,且其長度方向的端部被形成尖端細的形狀; 貫通電極’其係設於上述基底基板所形成的貫通孔; 繞拉電極,其係爲了電性連接上述壓電振動片與上述 貫通電極,而形成於上述基底基板上;及 金屬凸塊,其係電性連接上述繞拉電極與上述安裝電 極,且爲了以單方支撐狀態來安裝上述壓電振動片,而形 成於上述繞拉電極上, 其特徵爲: 在上述基底基板上形成繞拉電極, 在上述繞拉電極上將上述金屬凸塊沿著上述壓電振動 片的長度方向來形成複數個,該等的高度係往對應於上述 壓電振動片的長度方向的端部之位置而變高, 在上述金屬凸塊接合上述壓電振動片的安裝電極,以 單方支撐狀態來安裝上述壓電振動片。 6.—種振盪器,其特徵係具備: 如申請專利範圍第1項所記載之壓電振動子:及 積體電路’其係電性連接上述壓電振動子作爲振盪子 -26-
TW99101948A 2009-02-13 2010-01-25 Piezoelectric vibrator, method for manufacturing piezoelectric vibrator, and oscillator TW201036220A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009031705A JP2010187333A (ja) 2009-02-13 2009-02-13 圧電振動子、圧電振動子の製造方法および発振器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201036220A true TW201036220A (en) 2010-10-01

Family

ID=42559354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW99101948A TW201036220A (en) 2009-02-13 2010-01-25 Piezoelectric vibrator, method for manufacturing piezoelectric vibrator, and oscillator

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100207696A1 (zh)
JP (1) JP2010187333A (zh)
KR (1) KR20100092915A (zh)
CN (1) CN101807895A (zh)
TW (1) TW201036220A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI501547B (zh) * 2011-09-08 2015-09-21 Nihon Dempa Kogyo Co 表面安裝晶體振子及其製造方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102160285B (zh) * 2008-03-31 2014-04-30 株式会社村田制作所 压电振动元件
EP2624450B1 (en) * 2011-02-25 2015-02-11 Daishinku Corporation Piezoelectric vibrating reed, piezoelectric vibrator, method for manufacturing piezoelectric vibrating reed, and method for manufacturing piezoelectric vibrator
JP2012186709A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電振動片及び圧電デバイス
JP5797961B2 (ja) * 2011-07-21 2015-10-21 日本電波工業株式会社 圧電振動片及び圧電デバイス
US9035538B2 (en) * 2011-11-02 2015-05-19 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device
JP2013165404A (ja) * 2012-02-10 2013-08-22 Seiko Instruments Inc 振動デバイス及び発振器
JP5980530B2 (ja) * 2012-03-15 2016-08-31 日本電波工業株式会社 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法
JP5943186B2 (ja) * 2012-03-19 2016-06-29 セイコーエプソン株式会社 振動片、振動子、電子デバイス、および電子機器
JP5943187B2 (ja) * 2012-03-21 2016-06-29 セイコーエプソン株式会社 振動素子、振動子、電子デバイス、および電子機器
CN105144578B (zh) * 2013-05-01 2018-05-11 株式会社村田制作所 水晶振动装置及其制造方法
JP6163023B2 (ja) * 2013-06-10 2017-07-12 日本電波工業株式会社 水晶デバイス及び水晶デバイスの製造方法
JP6295611B2 (ja) * 2013-11-05 2018-03-20 セイコーエプソン株式会社 振動子、発振器、電子機器、および移動体
JP6508326B2 (ja) * 2015-03-12 2019-05-08 株式会社村田製作所 加速度検出装置及びその製造方法
CN107210724B (zh) * 2015-03-27 2020-11-10 京瓷株式会社 石英振子以及石英振动器件
JP2018074370A (ja) * 2016-10-28 2018-05-10 日本電波工業株式会社 圧電デバイス

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3432951B2 (ja) * 1995-04-25 2003-08-04 キンセキ株式会社 圧電振動子
JP3911838B2 (ja) * 1998-03-17 2007-05-09 株式会社大真空 圧電振動子の製造方法
JP2004357131A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Kyocera Kinseki Corp 圧電振動子
JP2005033390A (ja) * 2003-07-10 2005-02-03 Citizen Watch Co Ltd 圧電デバイスとその製造方法
US7602107B2 (en) * 2005-11-30 2009-10-13 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Surface mount type crystal oscillator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI501547B (zh) * 2011-09-08 2015-09-21 Nihon Dempa Kogyo Co 表面安裝晶體振子及其製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010187333A (ja) 2010-08-26
KR20100092915A (ko) 2010-08-23
US20100207696A1 (en) 2010-08-19
CN101807895A (zh) 2010-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201036220A (en) Piezoelectric vibrator, method for manufacturing piezoelectric vibrator, and oscillator
US8702891B2 (en) Method for manufacturing glass-sealed package, apparatus for manufacturing glass-sealed package, and oscillator
JP5091261B2 (ja) 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
TW201036222A (en) Method for manufacturing piezoelectric vibrator, piezoelectric vibrator, and oscillator
JP2011121817A (ja) 接合ガラスの切断方法、パッケージの製造方法、パッケージ、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
JP2011046581A (ja) 接合ガラスの切断方法、パッケージの製造方法、パッケージ、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
TW201209183A (en) Masking material, piezoelectric vibrator, method for manufacturing piezoelectric vibrator, oscillator, electronic equipment and radio wave clock
JP5479931B2 (ja) 圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計
TW201143280A (en) Piezoelectric vibrating reed, piezoelectric vibrator, method of manufacturing the piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, and radio-controlled timepiece
US8499443B2 (en) Method of manufacturing a piezoelectric vibrator
JP2011046582A (ja) 接合ガラスの切断方法、パッケージの製造方法、パッケージ、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
WO2010061470A1 (ja) ウエハおよびパッケージ製品の製造方法
JPWO2010070753A1 (ja) ウエハおよびパッケージ製品の製造方法
WO2010097901A1 (ja) 陽極接合方法、パッケージの製造方法、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計
JP5128669B2 (ja) 圧電振動子の製造方法
WO2010082329A1 (ja) パッケージの製造方法及びウエハ接合体、圧電振動子、発振器、電子機器、並びに電波時計
TW201248950A (en) Wafer, method of manufacturing package, and piezoelectric oscillator
JP2011166617A (ja) 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計
JP2010187268A (ja) ガラスパッケージ、圧電振動子、ガラスパッケージのマーキング方法および発振器
JP2011199674A (ja) ガラス基板の製造方法、パッケージの製造方法、パッケージ、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
JP2011049993A (ja) パッケージの製造方法、圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計
JP2011182203A (ja) パッケージ、パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
TW200412684A (en) Method of simultaneously manufacturing plural piezoelectric oscillators
JP2014171043A (ja) 圧電振動子の製造方法