TW201338222A - 壓電裝置以及壓電裝置的製造方法 - Google Patents

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Shuichi Mizusawa
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Nihon Dempa Kogyo Co
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Abstract

本發明提供一種壓電裝置以及壓電裝置的製造方法,防止通過無電解鍍敷而形成的電極的剝離。壓電裝置具有:壓電振動片,包含形成激振電極的振動部及引出電極;基礎板,在一個主面上載置壓電振動片且形成有電性連接於引出電極的連接電極,在另一個主面上形成有安裝端子;以及蓋板。安裝端子的至少一部分包括:第1金屬膜,通過濺鍍或者真空蒸鍍而層疊多個金屬層;第2金屬膜,層疊與第1金屬膜同樣的多個金屬層,且以覆蓋第1金屬膜的方式形成,或者形成於第1金屬膜的表面的一部分上,且第2金屬膜的面積不同於第1金屬膜;以及無電解鍍敷膜,至少在第2金屬膜的表面通過無電解鍍敷而形成。

Description

壓電裝置以及壓電裝置的製造方法
本發明是有關於一種具有通過無電解鍍敷而形成的電極的壓電裝置(piezoelectric device)以及壓電裝置的製造方法。
已知有一種表面安裝型的壓電裝置,其具備以規定的振動頻率而振動的壓電振動片。在壓電裝置的表面,形成有作為電極的安裝端子(連接於外部電極等的熱(hot)端子以及起接地(earth)作用的接地端子)。壓電裝置經由該安裝端子而安裝於印刷(print)基板等上。安裝端子是形成於壓電裝置的表面,因此有時會因焊料引起的加熱等而導致安裝端子發生剝離,或者安裝端子受到損傷。因此,於壓電裝置中,在安裝端子上通過鍍敷等而形成厚膜,以確保導通。而且,通過鍍敷形成的厚膜也作為防止焊料受蝕的阻擋(barrier)層而形成。
例如,在專利文獻1中記載有:安裝端子是由導電性膏(paste)以及形成在導電性膏的表面的鍍敷層而形成。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2000-252375號公報
但是,有時會因導電性膏等的基底表面的污染等,而無法使鍍敷層成膜。
本發明的目的在於提供一種壓電裝置以及壓電裝置的製造方法,防止通過無電解鍍敷而形成的電極的剝離。
第1觀點的壓電裝置包括:壓電振動片,包含振動部及引出電極,所述振動部形成有一對激振電極且以規定的振動頻率而振動,所述引出電極是從一對激振電極引出;基礎板,在一方的主面載置壓電振動片且形成有電性連接於引出電極的連接電極,在另一方的主面上形成有安裝端子;以及蓋板,密封振動部。安裝端子的至少一部分包括:第1金屬膜,通過濺鍍或者真空蒸鍍而層疊多個金屬層;第2金屬膜,層疊多個金屬層,且以覆蓋第1金屬膜的方式形成,或者形成於第1金屬膜的表面的一部分上,且第2金屬膜的面積不同於第1金屬膜;以及無電解鍍敷膜,至少在第2金屬膜的表面通過無電解鍍敷而形成。
第2觀點的壓電裝置是在第1觀點中,第1金屬膜及第2金屬膜包含:鉻層、形成於鉻層表面的鎳鎢層、及形成於鎳鎢層表面的金層。
第3觀點的壓電裝置是在第1觀點中,第1金屬膜及第2金屬膜包含鉻層、形成於鉻層表面的鉑層、及形成於鉑層表面的金層。
第4觀點的壓電裝置是在第1觀點至第3觀點中,無電解鍍敷膜包含鎳層,鎳層的膜厚為1 μm~3 μm。
第5觀點的壓電裝置是在第4觀點中,無電解鍍敷膜是在鎳層的 表面形成金層。
第6觀點的壓電裝置是在第1觀點至第5觀點中,安裝端子具有:一對接地端子、及電性連接於外部電極的一對熱端子。熱端子包含第1金屬膜、第2金屬膜及無電解鍍敷膜。接地端子包含第2金屬膜及無電解鍍敷膜,而不含第1金屬膜。
第7觀點的壓電裝置是在第1觀點至第6觀點中,壓電振動片包含:振動部、包圍振動部的框部、及連結振動部及框部的連結部,基礎板與蓋板是夾著框部而接合。
第8觀點的壓電裝置是在第1觀點至第7觀點中,包括:對壓電振動片的振動進行控制的電子電路元件。
第9觀點的壓電裝置的製造方法包括:準備多個壓電振動片的工序,所述壓電振動片具有:一對激振電極、及從激振電極分別引出的一對引出電極;準備基礎晶圓的工序,所述基礎晶圓形成有多個基礎板;準備蓋晶圓的工序,所述蓋晶圓形成有多個蓋板;第1金屬膜形成工序,在各基礎板的一方的主面與另一方的主面上,通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成包含多個金屬層的第1金屬膜,所述第1金屬膜在所述一方的主面上用於一對連接電極,在所述另一方的主面上用於安裝端子;載置工序,在各基礎板上,以引出電極電性連接於連接電極的方式,分別載置壓電振動片;接合工序,以密封壓電振動片的方式,將蓋晶圓接合於基礎晶圓;第2金屬膜形成工序,在各基礎板的另一方的主面上,通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成第2金屬膜,所述第2金屬膜包含多個金屬層,且所述第2金屬膜在所述另一方的主面上用於安裝端子;以及形成無電解鍍敷膜的工序,在第1金屬膜及第2金屬膜的表面,通過無電解鍍敷而形成無電解鍍敷膜,以用於安裝端子,所述第1金屬膜及第2金屬膜是形成於基礎板的表面。第2 金屬膜是以面積大於第1金屬膜且覆蓋第1金屬膜表面的方式形成,或者面積小於第1金屬膜而形成於第1金屬膜的表面的一部分上。
第10觀點的壓電裝置的製造方法包括:準備壓電晶圓的工序,所述壓電晶圓形成有多個壓電振動片,所述壓電振動片包含:形成有一對激振電極的振動部、包圍振動部的框部、及連結振動部與框部的連結部,且在框部上形成有從一對激振電極引出的一對引出電極;準備基礎晶圓的工序,所述基礎晶圓形成有多個基礎板;準備蓋晶圓的工序,所述蓋晶圓形成有多個蓋板;第1金屬膜形成工序,在各基礎板的一方的主面與另一方的主面上,通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成包含多個金屬層的第1金屬膜,所述第1金屬膜在所述一方的主面上用於一對連接電極,在所述另一方的主面上用於安裝端子;載置工序,以將引出電極電性連接於各基礎板的連接電極,而將各壓電振動片載置於各基礎板的方式,來接合基礎晶圓與壓電晶圓;接合工序,以密封振動部的方式,將蓋晶圓接合於壓電晶圓;第2金屬膜形成工序,在各基礎板的另一方的主面上,通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成第2金屬膜,所述第2金屬膜包含多個金屬層,且所述第2金屬膜在所述另一方的主面上用於安裝端子;以及形成無電解鍍敷膜的工序,在第1金屬膜及第2金屬膜的表面,通過無電解鍍敷而形成無電解鍍敷膜,以用於安裝端子,所述第1金屬膜及第2金屬膜是形成於基礎板的表面。第2金屬膜是以面積大於第1金屬膜且覆蓋第1金屬膜表面的方式形成,或者面積小於第1金屬膜而形成於第1金屬膜的表面的一部分上。
第11觀點的壓電裝置的製造方法是在第9觀點以及第10觀點中,無電解鍍敷膜包含鎳層,鎳層是通過5 μm/小時~15 μm/小時的成膜速率而形成。
第12觀點的壓電裝置的製造方法是在第9觀點至第11觀點中, 安裝端子具有:接地端子、以及電性連接於外部電極的熱端子。關於安裝端子,在第1金屬膜形成工序中,形成第1金屬膜,以僅用於熱端子;在第2金屬膜形成工序中,形成第2金屬膜,以用於接地端子及熱端子。
第13觀點的壓電裝置的製造方法是在第9觀點至第12觀點中,在載置工序中,亦將對壓電振動片的振動進行控制的電子電路元件,載置於各基礎板上。
第14觀點的壓電裝置的製造方法是在第9觀點至第12觀點中,在載置工序之後且接合工序之前,進行對壓電振動片的振動頻率進行調查的振動頻率檢查工序。
根據本發明的壓電裝置以及壓電裝置的製造方法,能夠防止通過無電解鍍敷而形成的電極的剝離。
100、200、300‧‧‧壓電裝置
101‧‧‧空腔
110‧‧‧蓋板
111‧‧‧凹部
112‧‧‧接合面
120、120a、220、320‧‧‧基礎板
121、221、321‧‧‧凹部
122、222、322‧‧‧接合面
123、223、323a~323f‧‧‧連接電極
124a、224a‧‧‧熱端子
124b、224b‧‧‧接地端子
125‧‧‧貫穿電極
130、230、330‧‧‧壓電振動片
131、231、331‧‧‧激振電極
132、232、332‧‧‧引出電極
134、234、334‧‧‧振動部
141‧‧‧導電性黏結劑
142‧‧‧密封材
143‧‧‧金屬凸塊
151‧‧‧第1金屬膜
151a‧‧‧第1金屬膜的第1層
151b‧‧‧第1金屬膜的第2層
151c‧‧‧第1金屬膜的第3層
152‧‧‧第2金屬膜
152a‧‧‧第2金屬膜的第1層
152b‧‧‧第2金屬膜的第2層
152c‧‧‧第2金屬膜的第3層
153‧‧‧無電解鍍敷膜
161、162、163‧‧‧虛線
171‧‧‧劃線
172‧‧‧探針
225‧‧‧側面電極
226、326、338‧‧‧城堡形結構
227‧‧‧貫穿孔
235、335‧‧‧框部
236、336‧‧‧連結部
237、337‧‧‧貫穿槽
324a、341a‧‧‧備用端子
324b、341f‧‧‧電源端子
324c、341d‧‧‧輸出端子
324d、341c‧‧‧接地端子
340‧‧‧積體電路元件
341b、341e‧‧‧壓電端子
S101、S201、S202、S301、S401、S402、S403、S404、S405、S406‧‧‧步驟
TN‧‧‧鎳層的厚度
W110‧‧‧蓋晶圓
W120、W220‧‧‧基礎晶圓
W230‧‧‧壓電晶圓
X、Y’、Z’‧‧‧軸
圖1是壓電裝置100的分解立體圖。
圖2A是圖1的IIA-IIA剖面圖。
圖2B是圖2A的虛線161的放大圖。
圖2C是圖2A的虛線162的放大圖。
圖3A是基礎板120的-Y'軸側的面的平面圖。圖3B是圖3A的IIIB-IIIB剖面圖。圖3C是基礎板120a的局部剖面圖。
圖4是表示壓電裝置100的製造方法的流程圖。
圖5A是基礎晶圓W120的+Y'軸側的面的平面圖。圖5B是基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的平面圖。
圖6是蓋晶圓W110的平面圖。
圖7A是載置有壓電振動片130的基礎晶圓W120的局部剖面圖。
圖7B是圖5B的虛線163的放大平面圖。
圖8A是形成有第2金屬膜152的基礎晶圓W120、壓電振動片130以及蓋晶圓W110的局部剖面圖。
圖8B是蓋晶圓W110、壓電振動片130以及形成有無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W120的局部剖面圖。
圖8C是形成有無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的平面圖。
圖9是表示無電解鍍敷膜153的鎳(Ni)層的厚度TN及無電解鍍敷膜153的剝離率的關係的圖表。
圖10是壓電裝置200的分解立體圖。
圖11是圖10的XI-XI剖面圖。
圖12A是基礎板220的-Y'軸側的面的平面圖。
圖12B是圖12A的XIIB-XIIB剖面圖。
圖13A是蓋晶圓W110、壓電晶圓W230以及形成有無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W220的剖面圖。
圖13B是形成有無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W220的-Y'軸側的面的平面圖。
圖14是壓電裝置300的分解立體圖。
圖15A是圖14的XVA-XVA剖面圖。
圖15B是圖14的XVB-XVB剖面圖。
圖15C是基礎板320的-Y'軸側的面的平面圖。
以下,基於附圖詳細說明本發明的較佳實施方式。另外,只要在 以下的說明中並無特別限定本發明的記載,則本發明的範圍並不限於這些實施方式。
(第1實施方式)
<壓電裝置100的結構>
圖1是壓電裝置100的分解立體圖。壓電裝置100包括:蓋板110、基礎板120及壓電振動片130。對於壓電振動片130,例如使用AT切割的晶體振動片。AT切割的晶體振動片中,主面(YZ面)相對於結晶軸(XYZ)的Y軸,以X軸為中心而從Z軸朝Y軸方向傾斜35度15分。在以下的說明中,使用以AT切割的晶體振動片的軸方向為基準、而傾斜的新的軸來作為Y'軸以及Z'軸。即,在壓電裝置100中,將壓電裝置100的長邊方向設為X軸方向、將壓電裝置100的高度方向設為Y'軸方向、將與X及Y'軸方向垂直的方向設為Z'軸方向來進行說明。
壓電振動片130具有:振動部134,以規定的振動頻率而振動,且形成為矩形形狀;激振電極131,形成在振動部134的+Y'軸側以及-Y'軸側的面上;以及引出電極132,從各激振電極131引出至-X軸側。從形成在振動部134的+Y'軸側的面上的激振電極131引出的引出電極132是:從激振電極131引出至-X軸側,進而經由振動部134的+Z'軸側的側面而引出至振動部134的-Y'軸側的面為止。從形成在振動部134的-Y'軸側的面上的激振電極131引出的引出電極132是:從激振電極131引出至-X軸側,並形成至振動部134的-X軸側的-Z'軸側的角部為止。
基礎板120是以晶體或玻璃等作為基材,且在表面形成有電極。在基礎板120上,在+Y'軸側的面的周圍,形成有接合面122,該接合面122經由密封材142(參照圖2A、圖2B、圖2C)而接合於蓋板110。而且,在基礎板120的+Y'軸側的面的中央,形成有從接合面122向-Y'軸方向凹陷的 凹部121。在凹部121上形成有一對連接電極123,各連接電極123經由導電性黏結劑141(參照圖2A、圖2B、圖2C)而電性連接於壓電振動片130的引出電極132。而且,在基礎板120的-Y'軸側的面上,形成有一對熱端子124a及一對接地端子124b,該一對熱端子124a是用於將壓電裝置100安裝至印刷基板等的安裝端子。熱端子124a是電性連接於外部電極等,以用於對壓電裝置100施加電壓的端子,接地端子124b是用於將壓電裝置100接地的端子。連接電極123經由貫穿電極125而電性連接於熱端子124a。
蓋板110在-Y'軸側的面上形成有向+Y'軸方向凹陷的凹部111。而且,以包圍凹部111的方式而形成有接合面112。接合面112經由密封材142(參照圖2A、圖2B、圖2C)而接合於基礎板120的接合面122。
圖2A是圖1的IIA-IIA剖面圖。基礎板120的接合面122與蓋板110的接合面112經由密封材142而接合,由此在壓電裝置100內形成密閉的空腔(cavity)101。壓電振動片130是通過將引出電極132經由導電性黏結劑141而電性接合於基礎板120的連接電極123,從而配置於空腔101內。由此,激振電極131電性連接於熱端子124a。
熱端子124a包含:第1金屬膜151,形成在基礎板120的基材的-Y'軸側的面的表面;第2金屬膜152,以覆蓋第1金屬膜151的方式而形成;以及無電解鍍敷膜153,形成在第2金屬膜152的表面。而且,接地端子124b包含:第2金屬膜152,形成在基礎板120的基材的-Y'軸側的面的表面;以及無電解鍍敷膜153,形成在第2金屬膜152的表面。
圖2B是圖2A的虛線161的放大圖。圖2B中表示出熱端子124a的放大剖面圖。第1金屬膜151是由第1層151a、第2層151b及第3層151c這3個層形成。第1層151a是形成在基礎板120的基材的-Y'軸側的面上的層,且由鉻(Cr)形成。鉻(Cr)被用於第1層151a,以良好地密接 於基礎板120的基材即晶體以及玻璃等。而且,形成在第1金屬膜151的表面的第3層151c是由金(Au)形成。鉻(Cr)雖能良好地密接於晶體以及玻璃等,但並不溶於焊料等,因此第1金屬膜151的表面是由良好地溶於焊料等的金(Au)所覆蓋。進而,第1金屬膜151中,在第1層151a與第3層151c之間形成第2層151b。構成第1層151a的鉻(Cr)在製造工序中施加有熱等時會擴散至金(Au)層,從而鉻(Cr)與基礎板120的密接變弱。而且,當鉻(Cr)擴散至表面時,鉻(Cr)會發生氧化而無電解鍍敷膜153等的成膜變得困難。因此,通過設置第2層151b,可防止鉻(Cr)擴散至金(Au)層,從而防止第1金屬膜151與基礎板120的接合變弱。
第2層151b例如可由鎳鎢(Ni-W)形成。而且,第2層151b也可由鉑(白金、Pt)形成。例如,當使用鉑(Pt)時,將第1層151a的厚度形成為300 Å~500 Å,將第2層151b的厚度形成為1000 Å~2000 Å,將第3層151c的厚度形成為1000 Å~2000 Å。包含無電解鍍敷膜153的電極比不含無電解鍍敷膜153的電極更容易剝離。這是因為,壓電裝置會因由無電解鍍敷膜153產生的應力發生翹曲。但是,在第1金屬膜151中,通過設置第2層151b,可防止鉻(Cr)的擴散,從而第1金屬膜151與基礎板120的基材的密接得以牢固地保持。因此,即使壓電裝置100因無電解鍍敷膜153的應力產生翹曲,亦可防止電極的剝離。
第2金屬膜152包含:第1層152a,以覆蓋第1金屬膜151的方式而形成;第2層152b,形成在第1層152a的表面;以及第3層152c,形成在第2層152b的表面。第1層152a、第2層152b及第3層152c分別由與第1金屬膜151的第1層151a、第2層151b及第3層151c相同的結構形成。即,第2金屬膜152是由與第1金屬膜151相同的結構形成。
無電解鍍敷膜153包含:第1層153a,形成在第2金屬膜152的 表面;以及第2層153b,形成在第1層153a的表面。第1層153a為鎳(Ni)的層,其厚度TN形成為1 μm~3 μm。而且,為了切實地進行熱端子124a與焊料等的連接,在第1層153a的表面,由金(Au)形成第2層153b。
無電解鍍敷膜153是由第1層153a及第2層153b這兩層形成。第1層153a是形成在第2金屬膜152的表面。第2層153b是形成在第1層153a的表面。無電解鍍敷膜153具有第1層153a及第2層153b。第1層153a為鎳(Ni)的層,而且,第2層153b為金(Au)的層。
圖2C是圖2A的虛線162的放大圖。圖2C中表示出了接地端子124b的放大剖面圖。接地端子124b不含第1金屬膜151,在基礎板120的基材的-Y'軸側的面上形成第2金屬膜152,在第2金屬膜152的表面形成無電解鍍敷膜153。而且,形成接地端子124b的第2金屬膜152及無電解鍍敷膜153是由:與形成於熱端子124a的第2金屬膜152及無電解鍍敷膜153相同的結構而形成。
圖3A是基礎板120的-Y'軸側的面的平面圖。在基礎板120的+X軸側的-Z'軸側以及-X軸側的+Z'軸側的區域中,形成有熱端子124a,在+X軸側的+Z'軸側以及-X軸側的-Z'軸側的區域中,形成有接地端子124b。圖3A中,以虛線包圍形成第1金屬膜151的區域而表示出。基礎板120中,第1金屬膜151是不接觸基礎板120的外周而形成,由第2金屬膜152形成熱端子124a及接地端子124b的X-Z'平面內的外形。
圖3B是圖3A的IIIB-IIIB剖面圖。熱端子124a的第1金屬膜151電性連接於貫穿電極125。而且,第2金屬膜152是以覆蓋第1金屬膜151的方式而形成,在第2金屬膜152的表面形成有無電解鍍敷膜153。
圖3C是基礎板120a的局部剖面圖。基礎板120a是基礎板120的変形例,熱端子124a的第1金屬膜151和第2金屬膜152的結構不同於 基礎板120。圖3C中,表示出了基礎板120a的與圖3A的IIIB-IIIB剖面相當的剖面的局部剖面圖。基礎板120a的熱端子124a中,第1金屬膜151形成熱端子124a的X-Z'平面內的外形。而且,在第1金屬膜151的表面的一部分上,形成有面積窄於第1金屬膜151的第2金屬膜152。進而,在未形成第2金屬膜152的第1金屬膜151的表面以及第2金屬膜152的表面,形成有無電解鍍敷膜153。熱端子124a中,如圖3C所示,第2金屬膜152也可形成於第1金屬膜151的表面的一部分上。
<壓電裝置100的製造方法>
圖4是表示壓電裝置100的製造方法的流程圖。以下,按照圖4的流程圖,對壓電裝置100的製造方法進行說明。
步驟S101中,準備多個壓電振動片130。步驟S101中,首先在由壓電材形成的壓電晶圓上,通過蝕刻(etching)而形成多個壓電振動片130的外形,進而,在各壓電振動片130上,通過濺鍍或真空蒸鍍等而形成激振電極131及引出電極132。多個壓電振動片130是通過從壓電晶圓折取壓電振動片130而準備。
步驟S201中,準備基礎晶圓W120。在基礎晶圓W120上形成多個基礎板120。基礎晶圓W120是將晶體或者玻璃等作為基材,在各基礎板120上,通過蝕刻而形成凹部121以及貫穿基礎板的孔,所述孔用於形成貫穿電極125。
步驟S202中,在基礎晶圓W120上形成第1金屬膜151。步驟S202是第1金屬膜形成工序。形成在基礎晶圓W120上的第1金屬膜151如圖2B所示,包含構成第1層151a的鉻(Cr)、構成第2層151b的鎳鎢(Ni-W)或者鉑(Pt)以及構成第3層151c的金(Au)。這些層是通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成。步驟S202中,通過形成第1金屬膜151,從而在各 基礎板120上形成連接電極123、貫穿電極125及熱端子124a的一部分。
圖5A是基礎晶圓W120的+Y'軸側的面的平面圖。圖5A中表示了形成有第1金屬膜151後的基礎晶圓W120的平面圖。在基礎晶圓W120上形成有多個基礎板120,在各基礎板120上形成有凹部121、連接電極123及貫穿電極125。而且,各基礎板120是沿X軸方向及Z'軸方向排列地形成,圖5A中,在彼此鄰接的基礎板120的邊界處表示出有劃線(scribe line)171。劃線171是表示在後述的步驟S504中切斷晶圓的位置的線。在各基礎板120的凹部121,形成有連接電極123。
圖5B是基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的平面圖。在基礎晶圓W120的-Y'軸側的面上,形成有成為熱端子124a的一部分的第1金屬膜151。第1金屬膜151經由貫穿電極125而電性連接於連接電極123。
返回圖4,在步驟S301中,準備蓋晶圓W110。在蓋晶圓W110上,形成有多個蓋板110。而且,在各蓋板110上形成有凹部111。
圖6是蓋晶圓W110的平面圖。在蓋晶圓W110上形成有多個蓋板110,在各蓋板110的-Y'軸側的面上形成凹部111以及接合面112。而且,圖6中,鄰接的各蓋板110之間以兩點鏈線所示,該兩點鏈線成為劃線171。
步驟S401中,在基礎晶圓W120上載置壓電振動片130。步驟S401為載置工序。壓電振動片130分別通過導電性黏結劑141而載置於基礎晶圓W120的各凹部121。
圖7A是載置有壓電振動片130的基礎晶圓W120的局部剖面圖。圖7A表示出了包含圖5A的VIIA-VIIA剖面的剖面圖。通過引出電極132與連接電極123經由導電性黏結劑141而彼此電性連接,從而將壓電振動片130載置於基礎晶圓W120的凹部121。而且,由此,激振電極131與形成熱端子124a的第1金屬膜151電性連接。
步驟S402中,對壓電振動片130的振動部134的振動頻率進行調查。步驟S402為振動頻率檢查工序。振動部134的振動頻率是通過將探針(probe)172頂住基礎板120的-Y'軸側形成的第1金屬膜151而進行。
圖7B是圖5B的虛線163的放大平面圖。圖7B中,表示出了對基礎晶圓W120中的1個基礎板120的振動頻率進行調查的狀態。通過使一對探針172分別接觸構成1個基礎板120的一對熱端子124a的第1金屬膜151,從而來調查振動部134的振動頻率。在圖7B中,構成熱端子124a的第1金屬膜151經由貫穿電極125而電性連接於壓電振動片130的激振電極131。而且,1個第1金屬膜151並未電性連接於另一第1金屬膜151。圖7B中,由於未形成接地端子124b,因此在1個第1金屬膜151的X軸方向以及Z'軸方向上鄰接的區域中未形成電極。
壓電裝置中,隨著該壓電裝置的大小變小,基礎板120的大小也變小,熱端子的面積也變小。與此相對,探針前端的大小並未變小,因此相對來看,探針前端的大小相對於熱端子的面積將變大。因此,在振動頻率的測定時,有時會因探針172接觸鄰接的其他電極,而無法調查振動部的準確的振動頻率。基礎板120中,在形成熱端子124a的第1金屬膜151的周圍未形成電極,因此探針172不會接觸其他電極,從而能夠調查準確的振動頻率。
步驟S403中,將基礎晶圓W120與蓋晶圓W110予以接合。步驟S403為接合工序。基礎晶圓W120與蓋晶圓W110是以如下方式而接合,即,在基礎晶圓W120的接合面122或者蓋晶圓W110的接合面112上塗布密封材142(參照圖2A、圖2B、圖2C)之後,使基礎晶圓W120的接合面122與蓋晶圓W110的接合面112夾著密封材142而彼此相對。
步驟S404中,形成第2金屬膜152。步驟S404為第2金屬膜形 成工序。第2金屬膜152是以形成熱端子124a及接地端子124b的外形的方式,而形成在基礎板120的-Y'軸側的面上。
圖8A是形成有第2金屬膜152的基礎晶圓W120、壓電振動片130及蓋晶圓W110的局部剖面圖。圖8A中表示出了包含圖5A的VIIA-VIIA剖面的剖面圖。第2金屬膜152是以形成熱端子124a的外形的方式,覆蓋第1金屬膜151的表面而形成。而且,第2金屬膜152是以形成接地端子124b的外形的方式而形成。
如圖3A以及圖3B所示,基礎板120的熱端子124a的外形僅由第2金屬膜152來決定。因此,即使在第1金屬膜151與第2金屬膜152因圖案偏移而導致彼此的相對位置發生偏移的情況下,也能防止熱端子124a的外形形狀的破壞。在圖3C所示的基礎板120a中,熱端子124a的形狀也僅由第1金屬膜151來決定,因此能與基礎板120同樣地防止熱端子124a的端子形狀的破壞。
步驟S405中,形成無電解鍍敷膜153。步驟S405為形成無電解鍍敷膜的工序。電解鍍敷膜153是通過在第2金屬膜152的表面進行無電解鍍敷而形成。
圖8B是蓋晶圓W110、壓電振動片130以及形成有無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W120的局部剖面圖。在圖8B中,表示出了與圖8A同樣的剖面。首先,如圖2B所示,通過無電解鍍敷形成鎳(Ni)的厚膜以作為無電解鍍敷膜153的第1層153a。進而,在第1層153a的表面,通過進行金(Au)的無電解鍍敷而形成第2層153b。
圖8C是形成有無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的平面圖。圖8C中,以虛線表示出第1金屬膜151的形成區域以及貫穿電極125的位置。如圖8C所示,形成第2金屬膜152及無電解鍍敷膜153, 從而在基礎晶圓W120的-Y'軸側的面上形成熱端子124a以及接地端子124b。
圖9是表示無電解鍍敷膜153的鎳(Ni)層的厚度TN及無電解鍍敷膜153的剝離率的關係的圖表。圖9中,表示出了在無電解鍍敷膜153的鎳(Ni)層的形成速度為6.9 μm/小時、12.2 μm/小時以及19.0 μm/小時這3種條件下形成的結果。圖表中的塗黑的四角表示形成速度為6.9 μm/小時的情況,塗黑的三角形表示12.2 μm/小時的情況,塗黑的圓形表示19.0 μm/小時的情況。形成速度例如能夠通過溫度條件來調節。在形成速度為6.9 μm/小時的情況下,將溫度設為45℃~55℃,在形成速度為12.2 μm/小時的情況下,將溫度設為60℃~70℃,在形成速度為19.0 μm/小時的情況下,將溫度設為70℃~80℃。而且,剝離率是通過進行劃痕測試(scratch test)以及膠帶剝離測試而求出,所述劃痕測試是以金屬針或金剛石(diamond)針劃過金屬膜的表面,以確認金屬膜是否剝離,所述膠帶剝離測試是將膠帶貼附於金屬膜之後將其撕去,以確認金屬膜是否剝離。圖9的剝離率是金屬膜發生剝離的個體數相對於測試對象的個體數的比例。
在形成速度為6.9 μm/小時以及12.2 μm/小時的情況下,當鎳層的厚度TN為0.1 μm~1 μm時,存在剝離率但微小。考慮其原因在於,當鎳層的厚度TN薄時,鎳層未完全固定於金屬膜的表面。而且,在形成速度為6.9 μm/小時的情況下,在厚度TN為1 μm~3.5 μm之間,剝離率為0%,當厚度TN達到3.5 μm以上時,剝離率上升。在形成速度為12.2 μm/小時的情況下,在厚度TN為1 μm~3 μm之間,剝離率為0%,當厚度TN達到3 μm以上時,剝離率上升。在形成速度為19.0 μm/小時的情況下,當鎳層的厚度TN為0.1 μm~1 μm時,存在剝離率但微小。當厚度TN為1 μm時,剝離率達到最低值,當厚度TN為1 μm以上時,隨著厚度TN變厚而剝離 率變高。
根據圖9的圖表可知的是,當鎳層的形成速度為6.9 μm/小時至12.2 μm/小時且鎳層的厚度TN為1.0 μm~3.0 μm時,剝離率為0%,因而較佳。而且,由此可認為:若鎳層的形成速度為5 μm/小時至15 μm/小時,則至少剝離率達到0%或接近0%的值,因而較佳。
返回圖4,步驟S406中,切斷蓋晶圓W110以及基礎晶圓W120。蓋晶圓W110以及基礎晶圓W120於劃線171處、通過切割(dicing)等而切斷。由此,形成被分割為各個的壓電裝置100。
壓電裝置100通過在步驟S405的形成無電解鍍敷膜153之前的步驟S404中形成第2金屬膜152,從而防止因用於形成無電解鍍敷膜153的基底受到污染而無電解鍍敷膜153的成膜受到阻礙。而且,在壓電振動片130的振動部134的振動頻率測定時(步驟S402),由於未形成接地端子124b而探針172不會接觸其他端子,因此能夠準確地測定振動部134的振動頻率的值。進而,通過將無電解鍍敷膜153的鎳層的形成速度設為5 μm/小時~15 μm/小時,將鎳層的厚度TN設為1 μm~3 μm,由此可降低無電解鍍敷膜153的剝離率。
(第2實施方式)
對於壓電振動片,也可使用在振動部的周圍形成有框部的壓電振動片。以下,對使用具有框部的壓電振動片的壓電裝置200進行說明。而且,在以下的說明中,對於與第1實施方式相同的部分標注相同的符號並省略其說明。
<壓電裝置200的結構>
圖10是壓電裝置200的分解立體圖。壓電裝置200包含:蓋板110、基礎板220及壓電振動片230。壓電裝置200中,與第1實施方式同 樣地,對於壓電振動片230使用AT切割的晶體振動片。
壓電振動片230具有:振動部234,以規定的振動頻率而振動,且形成為矩形形狀;框部235,以包圍振動部234的周圍的方式而形成;以及連結部236,連結振動部234與框部235。在振動部234與框部235之間,形成有沿Y'軸方向貫穿壓電振動片230的貫穿槽237,振動部234與框部235不直接接觸。振動部234與框部235經由連結部236而連結,該連結部236連結至振動部234的-X軸側的+Z'軸側及-Z'軸側。而且,在振動部234的+Y'軸側的面以及-Y'軸側的面上形成有激振電極231,引出電極232分別從各激振電極231引出至框部235為止。從形成在振動部234的+Y'軸側的面上的激振電極231引出的引出電極232是:經由+Z'軸側的連結部236而引出至框部235的-X軸側,進而引出至框部235的-Y'軸側的面的+X軸側的+Z'軸側的角部為止。從形成在振動部234的-Y'軸側的面上的激振電極231引出的引出電極232是:經由-Z'軸側的連結部236而引出至框部235的-X軸側,並引出至框部235的-Y'軸側的面的-X軸側的-Z'軸側的角部為止。
在基礎板220上,在+Y'軸側的面的周圍,形成有接合面222,該接合面222經由密封材142(參照圖11)而接合於框部235的-Y'軸側的面。而且,在基礎板220的+Y'軸側的面的中央,形成有從接合面222向-Y'軸方向凹陷的凹部221。在基礎板220的-Y'軸側的面上形成有熱端子224a以及接地端子224b(參照圖12A、圖12B)。而且,在基礎板220的+X軸側以及-X軸側的側面的+Z'軸側以及-Z軸側,形成有向基礎板220的內側凹陷的城堡形結構(castellation)226。而且,在接合面222上,在形成於+X軸側的+Z'軸側及-X軸側的-Z'軸側的城堡形結構226的周圍,形成有電性連接於引出電極232的連接電極223。連接電極223經由形成在城堡形結構226上 的側面電極225而電性連接於熱端子224a。
圖11是圖10的XI-XI剖面圖。壓電裝置200中,蓋板110的接合面112與框部235的+Y'軸側的面經由密封材142而接合,基礎板220的接合面222與框部235經由密封材142而接合。而且,在壓電振動片230與基礎板220的接合時,引出電極232與連接電極223電性接合。由此,激振電極231電性連接於熱端子224a。熱端子224a包含:第1金屬膜151、第2金屬膜152及無電解鍍敷膜153,接地端子224b包含:第2金屬膜152及無電解鍍敷膜153。熱端子224a以及接地端子224b的結構是與圖2B及圖2C所示的熱端子124a及接地端子124b相同。
圖12A是基礎板220的-Y'軸側的面的平面圖。在基礎板220的-Y'軸側的面上,在+X軸側的+Z'軸側及-X軸側的-Z'軸側形成有熱端子224a,在+X軸側的-Z'軸側及-X軸側的+Z'軸側形成有接地端子224b。熱端子224a電性連接於形成在城堡形結構226中的側面電極225。
圖12B是圖12A的XIIB-XIIB剖面圖。熱端子224a中,以覆蓋第1金屬膜151的方式而形成有第2金屬膜152,在第2金屬膜152的表面形成有無電解鍍敷膜153。
<壓電裝置200的製造方法>
壓電裝置200可按照圖4所示的流程圖來製造。以下,一邊表示出與圖4所示的流程圖不同的部位,一邊對壓電裝置200的製造方法進行說明。
步驟S101中,準備形成多個壓電振動片230的壓電晶圓W230(參照圖13A)。步驟S101為準備壓電晶圓的工序。而且,步驟S201中,準備形成多個基礎板220的基礎晶圓W220(參照圖13A),步驟S202中,在基礎晶圓W220上形成第1金屬膜151。步驟S201為準備基礎晶圓的工 序,步驟S202為第1金屬膜形成工序。進而,步驟S301中,準備形成多個蓋板110的蓋晶圓W110(參照圖13A)。步驟S301為準備蓋晶圓的工序。
步驟S401中,將基礎晶圓W220與壓電晶圓W230予以接合。步驟S401為載置工序。載置工序中,以將引出電極232電性連接於基礎板220的連接電極223而將壓電振動片230載置於基礎板220上的方式,將基礎晶圓W220與壓電晶圓W230經由密封材142而接合。
步驟S402中,測定振動部234的振動頻率。步驟S402為振動頻率檢查工序。振動頻率檢查工序中,與圖7B同樣地,將探針172頂住構成熱端子224a的第1金屬膜151來測定振動頻率。而且,在基礎晶圓W220上,也與圖7B同樣地,在第1金屬膜151的X軸方向以及Z'軸方向的鄰接的區域中未形成電極(參照圖13B),因此不會因探針172接觸其他電極而妨礙到準確地測定振動頻率的操作。
步驟S403中,將蓋晶圓W110與壓電晶圓W230予以接合。步驟S403為接合工序。接合工序中,將蓋晶圓W110的接合面112經由密封材142而接合於形成在壓電晶圓W230上的框部235的+Y'軸側的面。
步驟S404中,在基礎晶圓W220上形成第2金屬膜152。步驟S404為第2金屬膜形成工序。緊跟著步驟S404,在步驟S405中,在第2金屬膜152的表面形成無電解鍍敷膜153。步驟S405為無電解鍍敷膜形成工序。
圖13A是蓋晶圓W110、壓電晶圓W230以及形成有無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W220的剖面圖。在圖13A中,表示出了包含圖10的XI-XI剖面的剖面。蓋晶圓W110以及基礎晶圓W220分別利用接合面112及接合面222,並經由密封材142而接合於壓電晶圓W230的框部235的+Y'軸側的面以及-Y'軸側的面。形成在壓電晶圓W230上的引出電極232電性 連接於基礎晶圓W220的連接電極223。而且,在基礎晶圓W220的-Y'軸側的面上,形成有熱端子224a及接地端子224b。在基礎晶圓W220上,形成有在晶圓切斷後成為城堡形結構226的貫穿孔227,第2金屬膜152以及無電解鍍敷膜153也形成在貫穿孔227的側面。
圖13B是形成有無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W220的-Y'軸側的面的平面圖。基礎晶圓W220中,在沿Z'軸方向延伸的劃線171上形成有貫穿孔227。貫穿孔227在步驟S406中晶圓被切斷後,成為城堡形結構226。而且,圖13B中,以虛線表示出第1金屬膜151。在1個貫穿孔227中,以連接的方式而僅形成有1個第1金屬膜151。
步驟S406中,將基礎晶圓W220、蓋晶圓W110以及壓電晶圓W230予以切斷。切斷是在劃線171處,通過切割等而進行。由此,形成被分割成各個的壓電裝置200。
(第3實施方式)
壓電裝置也可裝入電子電路元件而形成為壓電振盪器。以下,對裝入有電子電路元件的壓電裝置300進行說明。而且,在以下的說明中,對於與第1實施方式或第2實施方式相同的部分標注與第1實施方式或第2實施方式相同的符號,並省略其說明。
<壓電裝置300的結構>
圖14是壓電裝置300的分解立體圖。壓電裝置300包含:蓋板110、基礎板320、壓電振動片330及積體電路元件340。壓電裝置300中,與第1實施方式同樣地,對於壓電振動片330使用AAT切割的晶體振動片。
壓電振動片330包括:振動部334,以規定的振動頻率而振動,且形成為矩形形狀;框部335,以包圍振動部334的周圍的方式而形成;以及連結部336,連結振動部334與框部335。在振動部334與框部335之間, 形成有沿Y'軸方向貫穿壓電振動片330的貫穿槽337,振動部334與框部335不直接接觸。振動部334與框部335經由連結部336而連結,該連結部336連結至振動部334的+Z'軸側側面的-X軸側以及-Z'軸側側面的+X軸側。而且,在框部335的+Z'軸側以及-Z'軸側的外側側面的中央,形成有城堡形結構338。進而,在振動部334的+Y'軸側的面以及-Y'軸側的面上,形成有激振電極331,引出電極332分別從各激振電極331引出至框部335為止。從形成在振動部334的+Y'軸側的面上的激振電極331引出的引出電極332是:經由+Z'軸側的連結部336而引出至框部335的+Z'軸側,進而經由城堡形結構338而引出至框部335的-Y'軸側的面的+Z'軸側的中央為止。從形成在振動部334的-Y'軸側的面上的激振電極331引出的引出電極332是:經由-Z'軸側的連結部336而引出至框部335的-Z'軸側,並經由城堡形結構338而引出至框部335的+Y'軸側的面的-Z'軸側的中央為止。
基礎板320是形成為矩形形狀,在+Y'軸側的面的周圍,形成有接合面322,該接合面322經由密封材142(參照圖15B)而接合於蓋板110。而且,在基礎板320的+Y'軸側的面的中央,形成有從接合面322向-Y'軸方向凹陷的凹部321。而且,在基礎板320的側面的4個角部,形成有向基礎板320的內側凹陷的城堡形結構326。
在凹部321中,形成有6個連接電極。連接電極323a是形成在凹部321內的-X軸側的+Z'軸側,連接電極323b是形成在凹部321內的+Z'軸側的中央,連接電極323c是形成在凹部321內的+X軸側的+Z'軸側,連接電極323d是形成在凹部321內的+X軸側的-Z'軸側,連接電極323e是形成在凹部321內的-Z'軸側的中央,連接電極323f是形成在凹部321內的-X軸側的-Z'軸側。而且,在基礎板320的-Y'軸側的面上,在-X軸側的+Z'軸側形成有備用(standby)端子324a,在-X軸側的-Z'軸側形成有電源端子 324b,在+X軸側的-Z'軸側形成有輸出端子324c(參照圖15C),在+X軸側的+Z'軸側形成有接地端子324d。連接電極323a經由城堡形結構326而電性連接於備用端子324a,連接電極323c經由城堡形結構326而電性連接於接地端子324d,連接電極323d經由城堡形結構326而電性連接於輸出端子324c,連接電極323b經由城堡形結構326而電性連接於電源端子324b。而且,連接電極323b及連接電極323e被引出至接合面322為止,並電性連接於壓電振動片330的引出電極332。備用端子324a、電源端子324b及輸出端子324c是電性連接於外部電極等的端子,接地端子324d是用於將壓電裝置300接地的端子。
積體電路元件340電性連接於壓電振動片330而形成振盪電路。在積體電路元件340的-Y'軸側的面上,形成有6個端子。在積體電路元件340的-Y'軸側的面上,在-X軸側的+Z'軸側形成有備用端子341a,在+Z'軸側的中央形成有壓電端子341b,在+X軸側的+Z'軸側形成有接地端子341c,在+X軸側的-Z'軸側形成有輸出端子341d,在-Z'軸側的中央形成有壓電端子341e,在-X軸側的-Z'軸側形成有電源端子341f。備用端子341a是用於將下述信號輸入積體電路元件340的端子,所述信號是將積體電路元件340設為待機狀態以抑制電力消耗,且所述備用端子341a經由連接電極323a而電性連接於基礎板320的備用端子324a。而且,接地端子341c經由連接電極323c而電性連接於基礎板320的接地端子324d,輸出端子341d經由連接電極323d而電性連接於基礎板320的輸出端子324c,電源端子341f經由連接電極323f而電性連接於基礎板320的電源端子324b。而且,壓電端子341b以及壓電端子341e經由連接電極323b以及連接電極323e而電性連接於壓電振動片330的引出電極332。
圖15A是圖14的XVA-XVA剖面圖。積體電路元件340的各端 子經由金屬凸塊(bump)143而電性連接於基礎板320的各連接電極。積體電路元件340的壓電端子341b以及壓電端子341e分別電性連接於連接電極323b以及連接電極323e。連接電極323b以及連接電極323e被引出至+Z'軸側以及-Z'軸側的接合面322為止,且於接合面322上電性連接於壓電振動片330的引出電極332。因此,積體電路元件340的壓電端子341b以及壓電端子341e電性連接於激振電極331。
圖15B是圖14的XVB-XVB剖面圖。壓電裝置300中,蓋板110的接合面112與框部335的+Y'軸側的面經由密封材142而接合,基礎板320的接合面322與框部335的-Y'軸側的面經由密封材142而接合。圖15B中表示了下述狀態,即:積體電路元件340的備用端子341a經由連接電極323a而電性連接於基礎板320的備用端子324a,輸出端子341d經由連接電極323d而電性連接於基礎板320的輸出端子324c。形成於基礎板320的-Y'軸側的面上的備用端子324a、電源端子324b(參照圖15C)、輸出端子324c、接地端子324d(參照圖15C)以及形成於城堡形結構326中的電極包含第1金屬膜151、第2金屬膜152及無電解鍍敷膜153。備用(standby)端子324a、電源端子324b、輸出端子324c及接地端子324d的結構是與圖2B所示的熱端子124a相同,以覆蓋第1金屬膜151的方式而形成有第2金屬膜152,且在第2金屬膜152的表面形成有無電解鍍敷膜153。
圖15C是基礎板320的-Y'軸側的面的平面圖。在基礎板320的-Y'軸側的面上,在-X軸側的-Z'軸側形成有備用端子324a,在-X軸側的面的+Z'軸側形成有電源端子324b,在+X軸側的-Z'軸側形成有輸出端子324c,在+X軸側的+Z'軸側形成有接地端子324d。這些端子是用於將壓電裝置300安裝至印刷基板等的安裝端子。
<壓電裝置300的製造方法>
對於壓電裝置300,也可按照圖4所示的流程圖來製造。以下,對壓電裝置300的製造方法進行說明。
步驟S101中,準備形成多個壓電振動片330的壓電晶圓(未圖示)。步驟S101為準備壓電晶圓的工序。而且,步驟S201中,準備形成多個基礎板320的基礎晶圓(未圖示),步驟S202中,在基礎晶圓上形成第1金屬膜151,所述第1金屬膜151構成基礎板320的備用端子324a、電源端子324b、輸出端子324c及接地端子324d的一部分。步驟S201為準備基礎晶圓的工序,步驟S202為第1金屬膜形成工序。進而,步驟S301中,準備形成多個蓋板110的蓋晶圓W110(參照圖6)。步驟S301為準備蓋晶圓的工序。
步驟S401是將基礎晶圓與壓電晶圓予以接合的載置工序。步驟S401中,首先在基礎晶圓的各凹部321內載置積體電路元件340,然後,以在基礎板320上載置壓電振動片330的方式,將基礎晶圓與壓電晶圓經由密封材142而接合。
步驟S402中,測定振動部334的振動頻率。步驟S402為振動頻率檢查工序。在裝入有積體電路元件的壓電裝置中,通過將探針也頂住接地端子來測定振動頻率。因此,振動頻率檢查工序中,例如通過分別將探針頂住接地端子324d、電源端子324b及輸出端子324c這3個端子來測定振動頻率。壓電裝置300中,在步驟S202中,於接地端子324d上也形成有第1金屬膜151,因而此種測定成為可能。
步驟S403是將蓋晶圓W110與壓電晶圓予以接合的接合工序。隨後,在步驟S404中,在基礎晶圓上形成第2金屬膜152,在步驟S405中,在第2金屬膜152的表面形成無電解鍍敷膜153。進而,在步驟S406中,通過將基礎晶圓、蓋晶圓W110以及壓電晶圓予以切斷,從而形成被 分割成各個的壓電裝置300。
以上,對本發明的最佳實施方式進行了詳細說明,但所屬技術領域中具有通常知識者可明確的是,本發明可在其技術範圍內對實施方式施加各種變更、變形而實施。
例如,上述實施方式中表示出了壓電振動片為AT切割的晶體振動片的情況,即使是同樣以厚度切變模式振動的BT切割的晶體振動片等,也可同樣地適用。進而,壓電振動片不僅可適用於晶體材,而且基本上能夠適用於包含鉭酸鋰(lithium tantalate)或鈮酸鋰(lithium niobate)或者壓電陶瓷(ceramic)的壓電材。
而且,上述實施方式中,所有安裝端子的結構也可包含第1金屬膜151、第2金屬膜152及無電解鍍敷膜153。即,例如圖3A所示的接地端子124b以及圖12A所示的接地端子224b也與熱端子124a同樣地,包含第1金屬膜151、第2金屬膜152以及無電解鍍敷膜153。在此情況下,如圖3B所示,第1金屬膜151也由第2金屬膜152所覆蓋,或者如圖3C所示,在第1金屬膜151的表面的一部分上形成第2金屬膜152。
進而,於上述實施方式中,通過在蓋板的+Y'軸側的整個面上形成金屬膜,並將該金屬膜電性連接於接地端子,從而能夠抑制壓電裝置的寄生電容,而實施電磁干擾對策。
100‧‧‧壓電裝置
101‧‧‧空腔
110‧‧‧蓋板
112‧‧‧接合面
120‧‧‧基礎板
122‧‧‧接合面
123‧‧‧連接電極
124a‧‧‧熱端子
124b‧‧‧接地端子
125‧‧‧貫穿電極
130‧‧‧壓電振動片
131‧‧‧激振電極
132‧‧‧引出電極
141‧‧‧導電性黏結劑
142‧‧‧密封材
151‧‧‧第1金屬膜
152‧‧‧第2金屬膜
153‧‧‧無電解鍍敷膜
161、162‧‧‧虛線
X、Y’、Z’‧‧‧軸

Claims (10)

  1. 一種表面安裝型的壓電裝置,其特徵在於包括:壓電振動片,包含振動部及引出電極,所述振動部形成有一對激振電極且以規定的振動頻率而振動,所述引出電極是從所述一對激振電極引出;基礎板,在一方的主面載置所述壓電振動片且形成有電性連接於所述引出電極的連接電極,在另一方的主面上形成有安裝端子;以及蓋板,密封所述振動部,所述安裝端子的至少一部分包括:第1金屬膜,通過濺鍍或者真空蒸鍍而層疊多個金屬層;第2金屬膜,層疊多個金屬層,且以覆蓋所述第1金屬膜的方式形成,或者形成於所述第1金屬膜的表面的一部分上,且所述第2金屬膜的面積不同於所述第1金屬膜;以及無電解鍍敷膜,至少在所述第2金屬膜的表面、通過無電解鍍敷而形成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的壓電裝置,其中,所述第1金屬膜及所述第2金屬膜包含:鉻層;形成於所述鉻層表面的鎳鎢層;及形成於所述鎳鎢層表面的金層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的壓電裝置,其中,所述無電解鍍敷膜包含鎳層,所述鎳層的膜厚為1 μm~3 μm。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的壓電裝置,其中, 所述無電解鍍敷膜是在所述鎳層的表面形成金層。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的壓電裝置,其中,所述安裝端子具有:一對接地端子、及電性連接於外部電極的一對熱端子,所述熱端子包含所述第1金屬膜、所述第2金屬膜及所述無電解鍍敷膜,所述接地端子包含所述第2金屬膜及所述無電解鍍敷膜,而不含所述第1金屬膜。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的壓電裝置,其中,所述壓電振動片包含:所述振動部;包圍所述振動部的框部;及連結所述振動部及所述框部的連結部,所述基礎板與所述蓋板夾著所述框部而接合。
  7. 一種壓電裝置的製造方法,其特徵在於包括:準備多個壓電振動片的工序,所述壓電振動片具有:一對激振電極、及從所述激振電極分別引出的一對引出電極;準備基礎晶圓的工序,所述基礎晶圓形成有多個基礎板;準備蓋晶圓的工序,所述蓋晶圓形成有多個蓋板;第1金屬膜形成工序,在所述各基礎板的一方的主面與另一方的主面上,通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成包含多個金屬層的第1金屬膜,所述第1金屬膜在所述一方的主面上用於一對連接電極,在所述另一方的主面上用於安裝端子;載置工序,在所述各基礎板上,以所述引出電極電性連接於所述連接 電極的方式,分別載置壓電振動片;接合工序,以密封所述壓電振動片的方式,將所述蓋晶圓接合於所述基礎晶圓;第2金屬膜形成工序,在所述各基礎板的另一方的主面上,通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成第2金屬膜,所述第2金屬膜包含多個金屬層,且所述第2金屬膜在所述另一方的主面上用於所述安裝端子;以及形成無電解鍍敷膜的工序,在所述第1金屬膜及所述第2金屬膜的表面,通過無電解鍍敷而形成無電解鍍敷膜,以用於所述安裝端子,所述第1金屬膜及所述第2金屬膜是形成於所述基礎板的表面,所述第2金屬膜是以面積大於所述第1金屬膜且覆蓋所述第1金屬膜表面的方式形成,或者面積小於所述第1金屬膜而形成於所述第1金屬膜的表面的一部分上。
  8. 一種壓電裝置的製造方法,其特徵在於包括:準備壓電晶圓的工序,所述壓電晶圓形成有多個壓電振動片,所述壓電振動片包含:形成有一對激振電極的振動部、包圍所述振動部的框部、及連結所述振動部與所述框部的連結部,且在所述框部上形成有從所述一對激振電極引出的一對引出電極;準備基礎晶圓的工序,所述基礎晶圓形成有多個基礎板;準備蓋晶圓的工序,所述蓋晶圓形成有多個蓋板;第1金屬膜形成工序,在所述各基礎板的一方的主面與另一方的主面上,通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成包含多個金屬層的第1金屬膜,所述第1金屬膜在所述一方的主面上用於一對連接電極,在所述另一方的主面上用於安裝端子;載置工序,以將所述引出電極電性連接於所述各基礎板的所述連接電 極,而將所述各壓電振動片載置於所述各基礎板的方式,來接合所述基礎晶圓與所述壓電晶圓;接合工序,以密封所述振動部的方式,將所述蓋晶圓接合於所述壓電晶圓;第2金屬膜形成工序,在所述各基礎板的另一方的主面上,通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成第2金屬膜,所述第2金屬膜包含多個金屬層,且所述第2金屬膜在所述另一方的主面上用於所述安裝端子;以及形成無電解鍍敷膜的工序,在所述第1金屬膜及所述第2金屬膜的表面,通過無電解鍍敷而形成無電解鍍敷膜,以用於所述安裝端子,所述第1金屬膜及所述第2金屬膜是形成於所述基礎板的表面,所述第2金屬膜是以面積大於所述第1金屬膜且覆蓋所述第1金屬膜表面的方式形成,或者面積小於所述第1金屬膜而形成於所述第1金屬膜的表面的一部分上。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項所述的壓電裝置的製造方法,其中,所述無電解鍍敷膜包含鎳層,所述鎳層是通過5 μm/小時~15 μm/小時的成膜速率而形成。
  10. 如申請專利範圍第7項或第8項所述的壓電裝置的製造方法,其中,所述安裝端子具有:接地端子、及電性連接於外部電極的熱端子,關於所述安裝端子,在所述第1金屬膜形成工序中,形成所述第1金屬膜,以僅用於所述熱端子,在所述第2金屬膜形成工序中,形成所述第2金屬膜,以用於所述接地端子及所述熱端子。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113451498A (zh) * 2021-03-30 2021-09-28 台湾晶技股份有限公司 吸震式晶体振子封装结构

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104335345B (zh) * 2012-05-30 2018-01-26 京瓷株式会社 布线基板以及电子装置
US9030017B2 (en) * 2012-11-13 2015-05-12 Invensas Corporation Z-connection using electroless plating
CN106052666B (zh) 2015-04-03 2021-07-02 精工爱普生株式会社 电子器件、电子器件的制造方法、电子设备以及移动体
US10600953B2 (en) * 2015-11-06 2020-03-24 Daishinku Corporation Piezoelectric resonator device

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3374778B2 (ja) 1999-02-25 2003-02-10 株式会社村田製作所 チップ型電子部品
JP3438709B2 (ja) * 2000-08-31 2003-08-18 セイコーエプソン株式会社 圧電デバイス及びその製造方法と圧電発振器の製造方法
JP4222147B2 (ja) * 2002-10-23 2009-02-12 セイコーエプソン株式会社 圧電発振器及び圧電発振器を利用した携帯電話装置および圧電発振器を利用した電子機器
TW200541423A (en) * 2004-03-05 2005-12-16 Ngk Spark Plug Co Wiring substrate and process for manufacturing the same
JP2006197278A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Seiko Instruments Inc 表面実装型圧電振動子、発振器、及び電子機器
KR100699586B1 (ko) * 2005-05-03 2007-03-23 삼성전기주식회사 수정발진기
JP4665768B2 (ja) * 2006-01-10 2011-04-06 エプソントヨコム株式会社 気密封止構造および圧電デバイスとその製造方法
JP5078512B2 (ja) * 2007-09-06 2012-11-21 日本電波工業株式会社 水晶デバイス
JP2009105329A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Sony Corp 金属薄膜の形成方法および金属薄膜ならびに薄膜トランジスタの製造方法
JP2009253883A (ja) * 2008-04-10 2009-10-29 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電振動デバイス
JP4809410B2 (ja) * 2008-09-29 2011-11-09 日本電波工業株式会社 圧電デバイスとその製造方法
JP2010187333A (ja) * 2009-02-13 2010-08-26 Seiko Instruments Inc 圧電振動子、圧電振動子の製造方法および発振器
JP5275155B2 (ja) * 2009-06-26 2013-08-28 セイコーインスツル株式会社 電子デバイスの製造方法
JP5026574B2 (ja) * 2010-04-27 2012-09-12 日本電波工業株式会社 圧電デバイス
JP5588784B2 (ja) * 2010-08-20 2014-09-10 日本電波工業株式会社 圧電デバイスの製造方法及び圧電デバイス
JP5603166B2 (ja) * 2010-08-23 2014-10-08 セイコーインスツル株式会社 電子デバイス、電子機器及び電子デバイスの製造方法
JP5508192B2 (ja) * 2010-08-24 2014-05-28 日本電波工業株式会社 圧電デバイスの製造方法及び圧電デバイス
JP5657400B2 (ja) * 2011-01-12 2015-01-21 日本電波工業株式会社 水晶デバイス

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113451498A (zh) * 2021-03-30 2021-09-28 台湾晶技股份有限公司 吸震式晶体振子封装结构
TWI787772B (zh) * 2021-03-30 2022-12-21 台灣晶技股份有限公司 吸震式晶體振子封裝結構

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