TW201345008A - 壓電裝置以及壓電裝置的製造方法 - Google Patents

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Taichi Hayasaka
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。壓電裝置是表面安裝型的壓電裝置，包括：壓電振動片，包含以規定的振動頻率而振動的振動部；基底板，在一方的主面形成一對安裝端子，且在另一方的主面載置壓電振動片，所述安裝端子包含通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成的金屬膜、及形成於金屬膜的表面的無電解鍍敷膜，且安裝端子被用於壓電裝置的安裝；以及蓋板，在一方的主面形成金屬膜、以及在金屬膜的表面通過無電解鍍敷而形成的無電解鍍敷膜，並以另一方的主面密封振動部。基底板的一方的主面形成的無電解鍍敷膜、與蓋板的一方的主面形成的無電解鍍敷膜是：形成為彼此相同的形狀、相同的面積。

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壓電裝置(piezoelectric device)以及壓電裝置的製造方法，所述壓電裝置具有通過無電解鍍敷而形成的電極。
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，壓電裝置經由該安裝端子而安裝於印刷(print)基板等。安裝端子是形成於壓電裝置的表面，因此，有時會因由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由焊料引起的安裝端子的金屬被吸收的阻擋(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所形成。
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，由於鍍敷層形成得較厚，因此有時鍍敷層會對壓電裝置產生應力。對壓電裝置產生的應力會使壓電裝置發生變形，從而造成鍍敷層或包含鍍敷層的安裝端子發生剝離的問題。此種剝離在如下的壓電裝置的製造方法中尤其會發生，即，在晶圓(wafer)上形成多個壓電裝置，並通過切斷晶圓而形成各個壓電裝置。這是因為，在晶圓的切斷時，對壓電裝置產生的應力會發生變化，因此壓電裝置的變形將變大。
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觀點的壓電裝置為表面安裝型的壓電裝置，包括：壓電振動片，包含以規定的振動頻率而振動的振動部；基底(base)板，在所述基底板的一方的主面形成一對安裝端子，在所述基底板的另一方的主面載置壓電振動片，所述安裝端子包含通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成的金屬膜、以及形成在金屬膜表面的無電解鍍敷膜，且所述安裝端子被用於壓電裝置的安裝；以及蓋(lid)板，在所述蓋板的一方的主面形成金屬膜、以及在金屬膜的表面通過無電解鍍敷而形成的無電解鍍敷膜，並以所述蓋板的另一方的主面密封振動部。在基底板的一方的主面形成的無電解鍍敷膜、與在蓋板的一方的主面形成的無電解鍍敷膜是：形成為彼此相同的形狀、相同的面積。
第2觀點的壓電裝置是在第1觀點中，壓電振動片具有：振動部、包圍振動部的框部、及連結振動部與框部的連結部，基底板與蓋板經由框部而接合。
第3觀點的壓電裝置是在第1觀點或者第2觀點中，金屬膜包含鉻層、形成於鉻層的表面的鎳鎢層、及形成於鎳鎢層的表面的金層。
第4觀點的壓電裝置是在第1觀點或者第2觀點中，金屬膜包含鉻層、形成於鉻層的表面的鉑層、及形成於鉑層的表面的金層。
第5觀點的壓電裝置是在第3觀點或者第4觀點中，一對安裝端子的金屬膜形成為兩層，進而在該金屬膜的表面形成有無電解鍍敷膜。
第6觀點的壓電裝置是在第1觀點或者第5觀點中，無電解鍍敷膜包含鎳層，鎳層的膜厚為1 μm~3 μm。
第7觀點的壓電裝置是在第6觀點中，在無電解鍍敷膜的鎳層的表面形成金層。
第8觀點的表面安裝型的壓電裝置的製造方法包括：壓電振動片準備工序，準備多個壓電振動片，壓電振動片包含以規定的振動頻率而振動的振動部；基底晶圓準備工序，準備具有多個基底板的基底晶圓；基底用金屬膜形成工序，在基底晶圓的一方的主面，形成通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成的金屬膜；蓋晶圓準備工序，準備具有多個蓋板的蓋晶圓；載置工序，在基底晶圓的另一方的主面載置多個壓電振動片；接合工序，將蓋晶圓的另一方的主面以密封振動部的方式，接合於基底晶圓的另一方的主面；蓋用金屬膜形成工序，在蓋晶圓準備工序之後且載置工序之前、或者在接合工序之後，在蓋晶圓的一方的主面形成金屬膜；以及無電解鍍敷工序，對基底晶圓的金屬膜以及蓋晶圓的金屬膜實施無電解鍍敷，形成於蓋晶圓的無電解鍍敷膜是：與基底晶圓的無電解鍍敷膜為相同的形狀、相同的面積。
第9觀點的表面安裝型的壓電裝置的製造方法包括：壓電晶圓準備工序，準備具有多個壓電振動片的壓電晶圓，所述壓電振動片包含以規 定的振動頻率而振動的振動部、包圍振動部的框部、及連結振動部與框部的連結部；基底晶圓準備工序，準備具有多個基底板的基底晶圓；基底用金屬膜形成工序，在基底晶圓的一方的主面，形成通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成的金屬膜；蓋晶圓準備工序，準備具有多個蓋板的蓋晶圓；載置工序，以在各基底板的另一方的主面分別載置壓電振動片的方式，將基底晶圓與壓電晶圓予以接合；接合工序，將蓋晶圓的另一方的主面以密封振動部的方式，接合於壓電晶圓的另一方的主面；蓋用金屬膜形成工序，在蓋晶圓準備工序之後且載置工序之前、或者在接合工序之後，在蓋晶圓的一方的主面形成金屬膜；以及無電解鍍敷工序，對基底晶圓的一方的主面形成的金屬膜以及蓋晶圓的金屬膜實施無電解鍍敷，形成於蓋晶圓的無電解鍍敷膜是：與基底晶圓的無電解鍍敷膜為相同的形狀、相同的面積。
第10觀點的表面安裝型的壓電裝置的製造方法是在第8觀點以及第9觀點中，金屬膜包含鉻層、形成於鉻層的表面的鎳鎢層、及形成於鎳鎢層的表面的金層。
第11觀點的表面安裝型的壓電裝置的製造方法是在第8觀點以及第9觀點中，金屬膜包含鉻層、形成於鉻層的表面的鉑層、及形成於鉑層的表面的金層。
第12觀點的表面安裝型的壓電裝置的製造方法是在第8觀點以及第11觀點中，包括：在接合工序之後且無電解鍍敷工序之前，在基底晶圓的另一方的主面再次形成金屬膜。
第13觀點的表面安裝型的壓電裝置的製造方法是在第8觀點以及第12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14觀點的表面安裝型的壓電裝置的製造方法是在第13觀點 中，無電解鍍敷膜的鎳層的膜厚是形成為1 μm~3 μm。
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‧‧‧壓電裝置
101‧‧‧空腔
110、210‧‧‧蓋板
111‧‧‧凹部
112‧‧‧接合面
113、213‧‧‧蓋膜
120、220‧‧‧基底板
121‧‧‧凹部
122‧‧‧接合面
123、223‧‧‧連接電極
124、224‧‧‧安裝端子
125、225‧‧‧側面電極
126‧‧‧城堡形結構
130、230‧‧‧壓電振動片
131、231‧‧‧激振電極
132、232‧‧‧引出電極
134、234‧‧‧振動部
141‧‧‧導電性黏結劑
142‧‧‧密封材
151‧‧‧第1金屬膜
151a、152a、153a‧‧‧第1層
151b、152b、153b‧‧‧第2層
151c、152c‧‧‧第3層
152‧‧‧第2金屬膜
153‧‧‧無電解鍍敷膜
161、162、163、164‧‧‧虛線
171‧‧‧劃線
172‧‧‧貫穿孔
201‧‧‧空腔
235‧‧‧框部
236‧‧‧連結部
237‧‧‧貫穿槽
BX‧‧‧安裝端子的X軸方向的長度
BZ‧‧‧安裝端子的Z'軸方向的長度
RX‧‧‧蓋膜的X軸方向的長度
RZ‧‧‧蓋膜的Z'軸方向的長度
S101、S201、S202、S301、S302、S401~S404、S501、S601、S602、S701、S801~S805‧‧‧步驟
TN‧‧‧厚度
W110、W210‧‧‧蓋晶圓
W120、W220‧‧‧基底晶圓
W230‧‧‧壓電晶圓
X、Y’、Z’‧‧‧軸
圖1是壓電裝置100的分解立體圖。
圖2(a)是圖1的IIA-IIA剖面圖。
圖2(b)是圖2(a)的虛線161的放大圖。
圖2(c)是圖2(a)的虛線162的放大圖。
圖3(a)是基底板120的-Y'軸側的面的平面圖。
圖3(b)是蓋板110的+Y'軸側的面的平面圖。
圖4是表示壓電裝置100的製造方法的流程圖。
圖5(a)是基底晶圓W120的+Y'軸側的面的平面圖。
圖5(b)是基底晶圓W120的-Y'軸側的面的平面圖。
圖6是蓋晶圓W110的+Y'軸側的面的平面圖。
圖7(a)是載置有壓電振動片130的基底晶圓W120的局部剖面圖。
圖7(b)是蓋晶圓W110、壓電振動片130以及基底晶圓W120的局部剖面圖。
圖7(c)是形成有無電解鍍敷膜153的蓋晶圓W110、壓電振動片130以及形成有無電解鍍敷膜153的基底晶圓W120的局部剖面圖。
圖8是表示無電解鍍敷膜153的鎳(Ni)層的厚度TN與無電解鍍敷膜153的剝離率之間的關係的圖表。
圖9是壓電裝置200的分解立體圖。
圖10(a)是圖9的XA-XA剖面圖。
圖10(b)是圖10(a)的虛線163的放大圖。
圖10(c)是圖10(a)的虛線164的放大圖。
圖11是表示壓電裝置200的製造方法的流程圖。
圖12(a)是壓電晶圓、蓋晶圓以及基底晶圓的局部剖面圖。
圖12(b)是壓電晶圓以及形成有第2金屬膜的蓋晶圓、基底晶圓的局部剖面圖。
圖12(c)是壓電晶圓以及形成有無電解鍍敷膜的蓋晶圓、基底晶圓的局部剖面圖。
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、基底板120及壓電振動片130。對於壓電振動片130，例如使用AT切割的水晶振動片。AT切割的水晶振動片中，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切割的水晶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以及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；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。
基底板120是以水晶或玻璃(glass)等作為基材，在該基材的表面形成有電極。在基底板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2(a)、圖2(b)、圖2(c))而接合於蓋板110。而且，在基底板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中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2(a)、圖2(b)、圖2(c))而電性連接於壓電振動片130的引出電極132。在基底板120的-Y'軸側的面，形成有安裝端子124，該安裝端子124用於將壓電裝置100安裝至印刷基板等。而且，在基底板120的側面的四角，形成有向基底板120的內側凹陷的城堡形結構(castellation)126，在城堡形結構126的側面形成有側面電極125。安裝端子124經由側面電極125而電性連接於連接電極123。
蓋板110是：在-Y'軸側的面，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2(a)、圖2(b)、圖2(c))而接合於基底板120的接合面122。而且，在蓋板110的+Y'軸側的面，形成有蓋膜113。
圖2(a)是圖1的IIA-IIA剖面圖。基底板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是配置在空腔101內，引出電極132經由導電性黏結劑141而電性接合於基底板120的連接電極123。由此，激振電極131電性連接於安裝端子124。
安裝端子124是由第1金屬膜151及無電解鍍敷膜153形成，所述第1金屬膜151形成在基底板120的基材的-Y'軸側的面的表面，所述無電解鍍敷膜153形成在第1金屬膜151的表面。而且，形成在蓋板110的+Y'軸側的面的蓋膜113是由第1金屬膜151及無電解鍍敷膜153所形成，所述第1金屬膜151形成在蓋板110的基材的+Y'軸側的面的表面，所述無電解鍍敷膜153形成在第1金屬膜151的表面。
圖2(b)是圖2(a)的虛線161的放大圖。圖2(b)中表示出安裝端子124的放大剖面圖。第1金屬膜151是由第1層151a、第2層151b以及第3層151c這3個層形成。第1層151a是形成在基底板120的基材的表面的層，且由鉻(Cr)形成。鉻(Cr)被用作第1層151a的原材料，該第1層151a用於良好地密接於基底板120的基材、即水晶以及玻璃等。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)雖能良好地密接於水晶以及玻璃等，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其他層，從而鉻(Cr)與基底板120的密接會變弱。而且，當鉻(Cr)擴散至第1金屬膜151的表面時，鉻(Cr)會發生氧化而無電解鍍敷膜153等的成膜將變得困難。為了防止此種鉻(Cr)的擴散而設有第2層151b，以防止鉻(Cr)擴散至 金(Au)層。
第2層151b例如能夠由鎳鎢(Ni-W)所形成。而且，第2層151b也可由鉑(platinum、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的電極比起不含無電解鍍敷膜153的電極，更容易因無電解鍍敷膜153產生的應力而導致基底板120發生變形，因此容易剝離。在第1金屬膜151中，通過設置第2層151b而防止鉻(Cr)的擴散，從而第1金屬膜151與基底板120的基材的密接得以牢固地保持。因此，能夠防止第1金屬膜151的剝離。
無電解鍍敷膜153是由第1層153a及第2層153b所形成，所述第1層153a形成在第1金屬膜151的表面，所述第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，為了確實地進行安裝端子124與焊料等的連接，通過金(Au)而在第1層153a的表面形成第2層153b。
圖2(c)是圖2(a)的虛線162的放大圖。圖2(c)中表示出蓋膜113的放大剖面圖。蓋膜113是由第1金屬膜151以及無電解鍍敷膜153所形成，所述第1金屬膜151形成在蓋板110的基材的+Y'軸側的面，所述無電解鍍敷膜153形成在第1金屬膜151的表面。形成蓋膜113的第1金屬膜151以及無電解鍍敷膜153是：由與圖2(b)所示的安裝端子124的第1金屬膜151及無電解鍍敷膜153相同的結構所形成。而且，基底板120的第1層153a的厚度TN與蓋板110的第1層153a的厚度TN是相同地形成。
圖3(a)是基底板120的-Y'軸側的面的平面圖。在基底板120 的-Y'軸側的面，一對安裝端子124形成於基底板120的+X軸側以及-X軸側。各安裝端子124的X軸方向的長度是形成為長度BX，Z'軸方向的長度是形成為長度BZ。
圖3(b)是蓋板110的+Y'軸側的面的平面圖。在蓋板110的+Y'軸側的面，一對蓋膜113形成於蓋板110的+X軸側以及-X軸側。各蓋膜113的X軸方向的長度是形成為長度RX，Z'軸方向的長度是形成為長度RZ。
對於形成在基底板120的安裝端子124與形成在蓋板110的蓋膜113，X軸方向的長度以及Z'軸方向的長度是相等地形成。即，長度BX與長度RX相等，長度BZ與長度RZ相等。因此，安裝端子124的形狀以及面積可視為與蓋膜113相同。
<壓電裝置100的製造方法>
圖4是表示出壓電裝置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(step)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，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，通過濺鍍或真空蒸鍍等而形成激振電極131以及引出電極132。多個壓電振動片130是通過切離、及從壓電晶圓折取壓電振動片130而準備。
步驟S201中，準備基底晶圓W120。在基底晶圓W120形成多個基底板120。基底晶圓W120是以水晶或者玻璃等作為基材，在基底晶圓W120，通過蝕刻來形成凹部121、以及切斷晶圓而形成作為城堡形結構126的貫穿孔172(參照圖5(a))。
步驟S202中，在基底晶圓W120形成第1金屬膜151。步驟S202是基底用金屬膜形成工序。形成在基底晶圓W120的第1金屬膜151如圖2 (b)所示，由構成第1層151a的鉻(Cr)、構成第2層151b的鎳鎢(Ni-W)以及構成第3層151c的金(Au)所形成。這些層是通過濺鍍或真空蒸鍍而形成。步驟S202中，通過形成第1金屬膜151，從而在各基底板120形成連接電極123、側面電極125的一部分以及安裝端子124的一部分。
圖5(a)是基底晶圓W120的+Y'軸側的面的平面圖。在圖5(a)所示的基底晶圓W120，形成有第1金屬膜151。在基底晶圓W120形成有多個基底板120，各基底板120是沿X軸方向以及Z'軸方向排列地形成。而且，圖5(a)中，在彼此鄰接的基底板120的邊界處表示出劃線(scribe line)171。劃線171是表示在後述的步驟S404中切斷晶圓的位置的線。在沿X軸方向延伸的劃線171與沿Z'軸方向延伸的劃線171交叉的位置，形成有沿Y'軸方向貫穿基底晶圓W120的貫穿孔172。貫穿孔172是：在後述的步驟S404中，在切斷晶圓之後，成為城堡形結構126。而且，在各基底板120的+Y'軸側的面形成有凹部121，在各基底板120的+Y'軸側的面形成有連接電極123。
圖5(b)是基底晶圓W120的-Y'軸側的面的平面圖。在基底晶圓W120的-Y'軸側的面，形成有成為安裝端子124的一部分的第1金屬膜151。第1金屬膜151經由形成在貫穿孔172內的側面電極125，而電性連接於連接電極123。第1金屬膜151是以沿基底晶圓W120的Z'軸方向延伸的方式而形成。
返回圖4，在步驟S301中，準備蓋晶圓W110。在蓋晶圓W110形成多個蓋板110。在各蓋板110的-Y'軸側的面形成凹部111。
在步驟S302中，在蓋晶圓W110形成第1金屬膜151。步驟S302是蓋用金屬膜形成工序。形成在蓋晶圓W110的第1金屬膜151如圖2(c)所示，由構成第1層151a的鉻(Cr)、構成第2層151b的鎳鎢(Ni-W)以 及構成第3層151c的金(Au)形成。這些層是通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成。步驟S302中，通過形成第1金屬膜151，從而在各基底板120形成蓋膜113的一部分。
圖6是蓋晶圓W110的+Y'軸側的面的平面圖。在蓋晶圓W110形成多個蓋板110，在各蓋板110的-Y'軸側的面形成凹部111以及接合面112(參照圖1)。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。而且，在各蓋板110的+Y'軸側的面，形成有成為蓋膜113的一部分的第1金屬膜151。形成在蓋晶圓W110的第1金屬膜151是：與形成在基底晶圓W120的第1金屬膜151同樣地，以沿Z'軸方向延伸的方式而形成。
步驟S401中，在基底晶圓W120上載置壓電振動片130。步驟S401為載置工序。壓電振動片130通過導電性黏結劑141而載置於基底晶圓W120的各凹部121。
圖7(a)是載置有壓電振動片130的基底晶圓W120的局部剖面圖。圖7(a)中，表示出了包含與圖1的IIAIIA剖面相當的剖面的剖面圖。通過經由導電性黏結劑141來電性連接引出電極132與連接電極123，從而將壓電振動片130載置於基底晶圓W120的凹部121。而且，由此，激振電極131與形成在基底晶圓W120的-Y'軸側的面的第1金屬膜151電性連接。
步驟S402中，將基底晶圓W120與蓋晶圓W110予以接合。步驟S402為接合工序。基底晶圓W120與蓋晶圓W110是以如下方式而接合，即，在基底晶圓W120的接合面122或蓋晶圓W110的接合面112塗布密封材142(參照圖2(a)、圖2(b)、圖2(c))之後，使基底晶圓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。
圖7(b)是蓋晶圓W110、壓電振動片130以及基底晶圓W120 的局部剖面圖。圖7(b)中，表示出了包含與圖7(a)同樣的剖面的剖面圖。通過經由密封材142來接合蓋晶圓W110與基底晶圓W120，從而形成密封的空腔101。在空腔101內載置壓電振動片130。
步驟S403中，形成無電解鍍敷膜153。步驟S403為無電解鍍敷工序。步驟S403中，通過對形成在蓋晶圓W110的+Y'軸側的面以及基底晶圓W120的-Y'軸側的面的第1金屬膜151的表面實施無電解鍍敷，從而在蓋晶圓W110的+Y'軸側的面、基底晶圓W120的-Y'軸側的面、以及貫穿孔172的側面形成無電解鍍敷膜153。
圖7(c)是形成有無電解鍍敷膜153的蓋晶圓W110、壓電振動片130、以及形成有無電解鍍敷膜153的基底晶圓W120的局部剖面圖。在圖7(c)中，表示出了與圖7(b)同樣的剖面。無電解鍍敷膜153的形成是：首先如圖2(b)所示，通過無電解鍍敷而在第1金屬膜151的表面形成鎳(Ni)的厚膜，以形成第1層153a。進而，在第1層153a的表面進行金(Au)的濺鍍或者真空蒸鍍，從而形成第2層153b。第2層153b也可通過無電解鍍敷來形成金(Au)的層。
圖8是表示無電解鍍敷膜153的鎳(Ni)層的厚度TN與無電解鍍敷膜153的剝離率之間的關係的圖表。在圖8中，表示出了以6.9 μm/小時、12.2 μm/小時以及19.0 μm/小時這三種速度，來形成無電解鍍敷膜153的鎳(Ni)層的結果。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膠帶撕去，以確認金屬膜是否剝離。圖8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，剝離率微小。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，剝離率微小。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8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S404中，切斷蓋晶圓W110以及基底晶圓W120。蓋晶圓W110以及基底晶圓W120於劃線171處通過切割(dicing)等而切斷。
在形成有無電解鍍敷膜的晶圓中，會產生與該無電解鍍敷膜的長度相應的應力。例如，當在圖5(b)所示的基底晶圓W120的第1金屬膜151的表面形成有無電解鍍敷膜153時，會因無電解鍍敷膜153沿Z'軸方向形成得較長而對Z'軸方向施加強應力，從而基底晶圓W120的-Y'軸側的面 將以凹陷的方式而翹曲。而且，該應力會因在步驟S404中切斷晶圓而發生變化，從而使壓電裝置產生變形。形成在壓電裝置的安裝端子有時會因該變形而發生剝離。壓電裝置100中，在蓋板110上也以與安裝端子124相同的形狀、相同面積而形成有蓋膜113，因此，壓電裝置100的+Y'軸側的面以及-Y'軸側的面的應力得到均衡，壓電裝置100不會出現變形。因此，在壓電裝置100中，能夠防止：在晶圓切斷後，因無電解鍍敷膜的應力引起的安裝端子的剝離。
而且，壓電裝置100中，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，由此降低無電解鍍敷膜153的剝離率。
在壓電裝置100的蓋板110的側面的四角，也可形成有與基底板120的城堡形結構126同樣的城堡形結構。此時，形成在蓋板110的城堡形結構、與形成在基底板120的城堡形結構彼此沿Y'軸方向相連，通過在圖4的步驟S403中形成的無電解鍍敷膜153，安裝端子124與蓋膜113彼此電性連接。此種壓電裝置中，可將蓋膜113用作安裝端子，因此也可將壓電裝置上下顛倒地使用。
(第2實施方式)
對於壓電振動片，也可使用以包圍振動部的周圍的方式而形成有框部的壓電振動片。以下，對於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9是壓電裝置200的分解立體圖。壓電裝置200包括：蓋板210、基底板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切割的水晶振動片。
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。
在基底板220，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10(a)、圖10(b)、圖10(c))而接合於蓋板210。而且，在基底板220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。在基底板220的-Y'軸側的面形成有安裝端子224，在基底板220的側面的角部形成有城堡形結構126。而且，在接合面122的城堡形結構126的周圍，形成有連接電極223。連接電極223經由形成在城堡形結構126的側面電極225而電性連接於安裝端子224。
蓋板210中，在-Y'軸側的面形成有凹部111，在凹部111的周圍形成有接合面112。而且，在蓋板210的+Y'軸側的面的+X軸側以及-X軸側形成有蓋膜213。蓋膜213是形成為與安裝端子224相同的形狀、相同的 面積。
圖10(a)是圖9的XA-XA剖面圖。壓電裝置200中，蓋板210的接合面112與框部235的+Y'軸側的面經由密封材142而接合，基底板220的接合面122與框部235的-Y'軸側的面經由密封材142而接合。而且，在壓電振動片230與基底板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電性連接於安裝端子224。安裝端子224是由第1金屬膜151、第2金屬膜152以及無電解鍍敷膜153所形成。而且，蓋膜213是由第2金屬膜152以及無電解鍍敷膜153所形成。
圖10(b)是圖10(a)的虛線163的放大圖。圖10(b)中表示出了安裝端子224的放大剖面圖。第1金屬膜151是由第1層151a、第2層151b以及第3層151c這三個層形成。如圖2(b)中所說明的，第1層151a是由鉻(Cr)所形成，第2層151b是由鎳鎢(Ni-W)或鉑(Pt)等所形成，第3層151c是由金(Au)所形成。
第2金屬膜152是由第1層152a、第2層152b及第3層152c所形成，所述第1層152a形成在第1金屬膜151的表面，所述第2層152b形成在第1層152a的表面，所述第3層152c形成在第2層152b的表面。第1層152a、第2層152b以及第3層152c是分別由與第1金屬膜151的第1層151a、第2層151b以及第3層151c相同的結構所形成。即，第2金屬膜152是由與第1金屬膜151相同的結構所形成。
無電解鍍敷膜153是由第1層153a及第2層153b所形成，所述第1層153a形成在第2金屬膜152的表面，所述第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，為了確實地進行安裝端子224與焊料等的連接，在第1層153a的表面，通過金(Au)而形成第2層153b。
圖10(c)是圖10(a)的虛線164的放大圖。圖10(c)中表示出了蓋膜213的放大剖面圖。蓋膜213是由第2金屬膜152以及無電解鍍敷膜153所形成，所述第2金屬膜152形成在蓋板210的基材的+Y'軸側的面，所述無電解鍍敷膜153形成在第2金屬膜152的表面。形成蓋膜213的第2金屬膜152以及無電解鍍敷膜153是：由與圖2(c)所示的蓋膜113的第1金屬膜151以及無電解鍍敷膜153相同的結構所形成。
<壓電裝置200的製造方法>
圖11是表示出壓電裝置200的製造方法的流程圖。以下，按照圖11的流程圖，對壓電裝置200的製造方法進行說明。
步驟S501中，準備壓電晶圓W230。在壓電晶圓W230，形成有多個壓電振動片230。步驟S501為準備壓電晶圓的工序。
步驟S601中，準備基底晶圓W220。在基底晶圓W220，形成多個基底板220。步驟S601為準備基底晶圓W220的工序。
步驟S602中，在基底晶圓W220形成第1金屬膜151。第1金屬膜151如圖10(a)所示，形成連接電極223及側面電極225與安裝端子224的一部分。步驟S602為基底用金屬膜形成工序。
步驟S701中，準備蓋晶圓W210。在蓋晶圓W210，形成有多個蓋板210。步驟S701為形成蓋晶圓W210的工序。
步驟S801中，在基底晶圓W220上載置壓電晶圓W230。步驟S801為如下所述的載置工序，即，以將壓電晶圓W230的各壓電振動片230對應地載置於基底晶圓W220的各基底板220的+Y'軸側的面的方式，而將基底晶圓W220與壓電晶圓W230予以接合。該載置工序中，基底晶圓W220的接合面122經由密封材142，而接合於壓電晶圓W230上形成的框部235的-Y'軸側的面。
步驟S802中，將壓電晶圓W230與蓋晶圓W210予以接合。步驟S802為如下所述的接合工序，即，以對壓電振動片230的振動部234進行密封的方式，將蓋晶圓W210經由密封材142，而接合於壓電晶圓W230的+Y'軸側的面。
圖12(a)是壓電晶圓W230、蓋晶圓W210以及基底晶圓W220的局部剖面圖。圖12(a)是包含圖9的XA-XA剖面的剖面圖。基底晶圓W220是經由密封材142，而接合於壓電晶圓W230的框部235的-Y'軸側的面。而且，連接電極223電性連接於引出電極232。蓋晶圓W210是經由密封材142，而接合於壓電晶圓W230的框部235的+Y'軸側的面。由此，在晶圓中形成空腔201，並將振動部234密封於該空腔201內。
步驟S803中，在蓋晶圓W210以及基底晶圓W220形成第2金屬膜152。
圖12(b)是壓電晶圓W230以及形成有第2金屬膜152的蓋晶圓W210、基底晶圓W220的局部剖面圖。形成在蓋晶圓W210的第2金屬膜152與形成在基底晶圓W220的第2金屬膜152是：與圖3(a)以及圖3(b)所示的安裝端子124以及蓋膜113同樣地，以X軸方向的長度相等的方式而形成。而且，與圖5(b)所示的基底晶圓W120的第1金屬膜151以及圖6所示的蓋晶圓W110形成的第1金屬膜151同樣地，第2金屬膜152是在基底晶圓W220的-Y'軸側的面以及蓋晶圓W210的+Y'軸側的面，以沿Z'軸方向延伸的方式而形成。
步驟S804中，在基底晶圓W220以及蓋晶圓W210形成無電解鍍敷膜153。無電解鍍敷膜153是形成在第2金屬膜152的表面，該第2金屬膜152形成在基底晶圓W220以及蓋晶圓W210。
圖12(c)是壓電晶圓W230以及形成有無電解鍍敷膜153的蓋 晶圓W210、基底晶圓W220的局部剖面圖。形成在蓋晶圓W210以及基底晶圓W220的無電解鍍敷膜153是：形成在第2金屬膜152的表面。而且，形成無電解鍍敷膜153的鎳層是通過5 μm/小時~15 μm/小時的成膜速率，並以厚度TN為1 μm~3 μm的方式而形成。
步驟S805中，在劃線171處切斷基底晶圓W220、蓋晶圓W210以及壓電晶圓W230。由此，形成各個壓電裝置200。
壓電裝置200中，與壓電裝置100同樣地，在蓋晶圓W210上也以與安裝端子224相同的形狀、相同的面積而形成蓋膜213，由此抑制壓電裝置200的變形，以防止安裝端子224的剝離。而且，壓電裝置中，有時會因成為底層的金屬膜表面的污染等而無法形成無電解鍍敷膜，但在壓電裝置200中，通過在進行無電解鍍敷之前，形成作為底層的第2金屬膜152，從而能夠將底層的污染等的影響抑制為最小限度。
壓電裝置200中，基底板220的安裝端子224以及側面電極225是由第1金屬膜151、第2金屬膜152以及無電解鍍敷膜153所形成，但也可與壓電裝置100同樣地，不含第2金屬膜152，而由第1金屬膜151及無電解鍍敷膜153所形成。此時，在圖11的流程圖的步驟S803中，僅在蓋晶圓W210形成第2金屬膜152，而不在基底晶圓W220形成第2金屬膜152。
以上，對本發明的最佳實施方式進行了詳細說明，但本領域技術人員可明確的是，本發明可在其技術範圍內對實施方式添加各種變更、變形而實施。
例如，也可在壓電裝置中裝入振盪器而形成為壓電振盪器。而且，在蓋板上，為了形成無電解鍍敷膜而形成有第1金屬膜或者第2金屬膜，但這些金屬膜也可形成在比無電解鍍敷膜寬的區域。例如，在蓋板上，有時會形成有濺鍍膜並在濺鍍膜上通過激光(laser)加工而印刷製造編號 等，無電解鍍敷膜也可形成在該濺鍍膜的表面。
進而，上述實施方式中示出了壓電振動片為AT切割的水晶振動片的情況，但即使是同樣以厚度切變模式振動的BT切割的水晶振動片等，也可同樣地適用。進而，壓電振動片不僅可適用於水晶材，而且基本上能夠適用於包含鉭酸鋰(lithium tantalate)或鈮酸鋰(lithium niobate)或者壓電陶瓷的壓電材。
100‧‧‧壓電裝置
101‧‧‧空腔
110‧‧‧蓋板
112‧‧‧接合面
113‧‧‧蓋膜
122‧‧‧接合面
123‧‧‧連接電極
124‧‧‧安裝端子
125‧‧‧側面電極
126‧‧‧城堡形結構
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
153‧‧‧無電解鍍敷膜
161、162‧‧‧虛線
X、Y’、Z’‧‧‧軸

Claims (10)

  1. 一種壓電裝置，為表面安裝型的壓電裝置，所述壓電裝置的特徵在於包括：壓電振動片，包含以規定的振動頻率而振動的振動部；基底板，在所述基底板的一方的主面形成一對安裝端子，在所述基底板的另一方的主面載置所述壓電振動片，所述安裝端子包含通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成的金屬膜、以及形成在所述金屬膜表面的無電解鍍敷膜，且所述安裝端子被用於所述壓電裝置的安裝；以及蓋板，在所述蓋板的一方的主面形成金屬膜、以及在所述金屬膜的表面通過無電解鍍敷而形成的無電解鍍敷膜，並以所述蓋板的另一方的主面密封所述振動部，在所述基底板的所述一方的主面形成的所述無電解鍍敷膜、與在所述蓋板的一方的主面形成的所述無電解鍍敷膜是：形成為彼此相同的形狀、相同的面積。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的壓電裝置，其中，所述壓電振動片具有：所述振動部、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，所述基底板與所述蓋板經由所述框部而接合。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的壓電裝置，其中，所述一對安裝端子的所述金屬膜形成為兩層，進而在該金屬膜的表面形成所述無電解鍍敷膜。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的壓電裝置，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。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的壓電裝置，其中， 在所述無電解鍍敷膜的所述鎳層的表面形成金層。
  6. 一種壓電裝置的製造方法，所述壓電裝置為表面安裝型的壓電裝置，所述壓電裝置的製造方法的特徵在於包括：壓電振動片準備工序，準備多個壓電振動片，所述壓電振動片包含以規定的振動頻率而振動的振動部；基底晶圓準備工序，準備具有多個基底板的基底晶圓；基底用金屬膜形成工序，在所述基底晶圓的一方的主面，形成通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成的金屬膜；蓋晶圓準備工序，準備具有多個蓋板的蓋晶圓；載置工序，在所述基底晶圓的另一方的主面載置所述多個壓電振動片；接合工序，將所述蓋晶圓的另一方的主面以密封所述振動部的方式，接合於所述基底晶圓的另一方的主面；蓋用金屬膜形成工序，在所述蓋晶圓準備工序之後且所述載置工序之前、或者在所述接合工序之後，在所述蓋晶圓的一方的主面形成金屬膜；以及無電解鍍敷工序，對所述基底晶圓的所述金屬膜以及所述蓋晶圓的所述金屬膜實施無電解鍍敷，形成於所述蓋晶圓的無電解鍍敷膜是：與所述基底晶圓的無電解鍍敷膜為相同的形狀、相同的面積。
  7. 一種壓電裝置的製造方法，所述壓電裝置為表面安裝型的壓電裝置，所述壓電裝置的製造方法的特徵在於包括：壓電晶圓準備工序，準備具有多個壓電振動片的壓電晶圓，所述壓電振動片包含：以規定的振動頻率而振動的振動部、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； 基底晶圓準備工序，準備具有多個基底板的基底晶圓；基底用金屬膜形成工序，在所述基底晶圓的一方的主面，形成通過濺鍍或者真空蒸鍍而形成的金屬膜；蓋晶圓準備工序，準備具有多個蓋板的蓋晶圓；載置工序，以在所述各基底板的另一方的主面分別載置所述壓電振動片的方式，將所述基底晶圓與所述壓電晶圓予以接合；接合工序，將所述蓋晶圓的另一方的主面以密封所述振動部的方式，接合於所述壓電晶圓的另一方的主面；蓋用金屬膜形成工序，在所述蓋晶圓準備工序之後且所述載置工序之前、或者在所述接合工序之後，在所述蓋晶圓的一方的主面形成金屬膜；以及無電解鍍敷工序，對所述基底晶圓的一方的主面形成的所述金屬膜以及所述蓋晶圓的所述金屬膜實施無電解鍍敷，形成於所述蓋晶圓的無電解鍍敷膜是：與所述基底晶圓的無電解鍍敷膜為相同的形狀、相同的面積。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的壓電裝置的製造方法，更包括：在所述接合工序之後且所述無電解鍍敷工序之前，在所述基底晶圓的另一方的主面再次形成所述金屬膜。
  9. 如申請專利範圍第6項或第7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9項所述的壓電裝置的製造方法，其中，所述無電解鍍敷膜的所述鎳層的膜厚是形成為1 μm~3 μm。
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