TW201503433A - 壓電振動片、壓電振動片的製造方法、壓電元件、以及壓電元件的製造方法 - Google Patents

壓電振動片、壓電振動片的製造方法、壓電元件、以及壓電元件的製造方法 Download PDF

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Takehiro Takahashi
Kunio Morita
Shuichi Mizusawa
Taichi Hayasaka
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Nihon Dempa Kogyo Co
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Abstract

本發明提供可靠性高的壓電振動片以及壓電元件,以抑制連結部的剛性下降。壓電振動片130包括:振動部131、包圍所述振動部131的框部132、以及將振動部131與框部132予以連結的連結部133,連結部133在其表面133s以及背面133t中的至少一者形成著傾斜面133b,傾斜面133b與平面133a的邊界部133c設於中間區域136c,所述中間區域136c偏離連結部133與振動部131的連接區域136a、以及連結部133與框部132的連接區域136b。

Description

壓電振動片、壓電振動片的製造方法、壓電元件、以及壓電元件的製造方法
本發明是有關一種壓電振動片、壓電振動片的製造方法、壓電元件、以及壓電元件的製造方法。
在移動終端或手機等電子設備中搭載著晶體振子或晶體振盪器等壓電元件。所述壓電元件包含晶體振動片等壓電振動片、蓋體(lid)、以及基座(base)。壓電振動片包括:以規定的振動數振動的振動部,以包圍振動部的方式而形成的框部,以及使振動部與框部連結的連結部,且所述壓電振動片例如藉由蝕刻加工而由AT切割(cut)的晶體材料形成。蓋體經由接合材料而接合於該壓電振動片的框部的表面,並且同樣地基座經由接合材料而接合於框部的背面(參照專利文獻1)。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-147228號公報
然而,具有框部的壓電振動片在對振動部的厚度進行調整後形成貫通孔,從而形成將振動部與框部予以連結的連結部。若為了調整振動部的厚度而對晶體材料的規定區域進行濕式蝕刻(wet etching),則有時會在規定區域與周邊區域的邊界,由晶體材料的結晶軸而形成著傾斜面。而且,當在壓電振動片的表面形成著遮罩圖案(mask pattern)後,藉由濕式蝕刻而形成貫通孔。此時,如果遮罩圖案的曲線部分配置於傾斜面與平面的邊界部,則在進行濕式蝕刻時,蝕刻會沿著傾斜面側而發展至內側(遮罩的背面側)為止,從而存在連結部或框部的一部分受到侵蝕的問題。這成為連結部的剛性下降而使壓電振動片的耐衝擊性降低的主要原因。
鑒於以上的情況,本發明的目的在於防止連結部或框部受到侵蝕而抑制連結部的剛性下降,由此確保耐衝擊性,從而提供可靠性高的壓電振動片以及壓電元件,此外,本發明的目的在於提供一種可容易且確實地形成具有所述特徵的壓電振動片的壓電振動片的製造方法以及壓電元件的製造方法。
本發明為壓電振動片,包括:振動部;框部,包圍振動部;以及連結部,將振動部與框部予以連結,連結部在所述連結部的表面以及背面中的至少一者形成著傾斜面,傾斜面與平面的邊界部設定於中間區域,所述中間區域偏離連結部與振動部的連接區域、以及連結部與框部的連接區域。而且,邊界部也可配置於連結部的中央處。
而且,本發明為壓電振動片的製造方法,藉由在基板形成貫通孔來製造壓電振動片,所述壓電振動片包括:振動部、包圍該振動部的框部、以及將振動部與框部予以連結的連結部,且用以形成貫通孔的遮罩圖案包括直線部分、及將該直線部分彼此連接的曲線部分,遮罩圖案是在形成於基板的傾斜面與平面的邊界部,配置直線部分而形成。而且,邊界部也可配置於連結部的表面以及背面中的至少一者。而且,傾斜面也可藉由將基板中的振動部相對於框部薄壁化而形成。
而且,本發明也可為包含所述壓電振動片的壓電元件。而且,也可為將蓋體以及基座分別接合於所述壓電振動片的框部的表面以及背面的壓電元件的製造方法。
根據本發明,因傾斜面與平面的邊界部設定於中間區域,所以可避免邊界部形成於連接區域,且可抑制因邊界部的侵蝕等而導致連結部的剛性下降,從而可提供可靠性高的壓電振動 片以及壓電元件。而且,因用以形成貫通孔的遮罩圖案的曲線部分偏離邊界部,所以連結部或框部不會被意外侵蝕,可抑制劣質品的產生而提高壓電振動片或壓電元件的製造效率。
100‧‧‧壓電元件
110‧‧‧蓋體
111、121‧‧‧凹部
112、122‧‧‧接合面
120‧‧‧基座
123、123a‧‧‧齒形結構
124、124a‧‧‧齒形結構電極
125、125a‧‧‧連接電極
126、126a‧‧‧外部電極
130‧‧‧壓電振動片
131‧‧‧振動部
131a‧‧‧振動部的表面
131b‧‧‧振動部的背面
131c‧‧‧振動部的端邊
132‧‧‧框部
132a‧‧‧框部的表面
132b‧‧‧框部的背面
132c‧‧‧框部的內周中的+X側的側面
133、233、333‧‧‧連結部
133a、233a、333a‧‧‧平面
133b、233b、333b‧‧‧傾斜面
133c、233c、333c‧‧‧邊界部
133d‧‧‧振動部側角部
133e、233e、333e‧‧‧框部側角部
133f‧‧‧直線部
133s‧‧‧表面
133t‧‧‧背面
134、234‧‧‧貫通孔
135‧‧‧檯面
135b‧‧‧背面
136a、136b‧‧‧連接區域
136c‧‧‧中間區域
145、146‧‧‧激振電極
147、148‧‧‧引出電極
AW‧‧‧壓電晶圓(基板)
AW2、AW3‧‧‧壓電晶圓
AWa‧‧‧表面
AWc‧‧‧凹部
AWd‧‧‧傾斜面
AWf‧‧‧邊界部
BW‧‧‧基座晶圓
L1、L2‧‧‧距離
LW‧‧‧蓋體晶圓
R1、R2‧‧‧抗蝕圖案
R2a、R2b、R2c‧‧‧直線部分
R2d、R2e‧‧‧曲線部分
S01~S24‧‧‧步驟
SL1、SL2‧‧‧劃線
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1(a)、圖1(b)表示實施方式的壓電振動片,圖1(a)是平面圖,圖1(b)是沿著圖1(a)的IB-IB線的剖面圖。
圖2是將圖1(a)、圖1(b)所示的壓電振動片的主要部分加以放大的平面圖。
圖3(a)~圖3(f)是表示圖1(a)、圖1(b)所示的壓電振動片的製造工序的圖。
圖4(a)、圖4(b)是表示壓電晶圓的構成的圖,圖4(a)是表示比較例的照片圖,圖4(b)是表示參考例的照片圖。
圖5是表示壓電元件的實施方式的分解立體圖。
圖6是表示壓電元件的製造工序的流程圖。
圖7是表示壓電晶圓的製造工序的圖。
圖8是表示蓋體晶圓的製造工序的圖。
圖9是表示基座晶圓的製造工序的圖。
以下,一邊參照附圖一邊對本發明的實施方式進行說明。然而,本發明並不限定於此。而且,附圖中為了說明實施方 式,是將一部分加以放大或加強來進行記載等,藉由適當地變更比例尺而進行表現。在以下的各圖中,使用XYZ座標系來說明圖中的方向。該XYZ座標系中,將與壓電振動片的表面平行的平面設為XZ平面。將該XZ平面中壓電振動片的長邊方向表述為X方向,將與X方向正交的方向表述為Z方向。將與XZ平面垂直的方向(壓電振動片的厚度方向)表述為Y方向。X方向、Y方向以及Z方向分別將圖中的箭頭方向設為+方向、箭頭方向的反方向設為-方向來進行說明。
<壓電振動片>
使用圖1(a)、圖1(b)以及圖2對本實施方式的壓電振動片130進行說明。另外,圖2是以壓電振動片130的連結部133為中心而加以放大的平面圖,省略了金屬膜(引出電極等)。壓電振動片130如圖1(a)所示,包括:以規定的振動數振動的振動部131,包圍振動部131的框部132,以及將振動部131與框部132予以連結的連結部133。在振動部131與框部132之間,除連結部133外,還形成著在Y軸方向上貫通的貫通孔134。
壓電振動片130中使用的是例如AT切割的晶體振動片。AT切割具有如下優點,即,在常溫附近使用晶體振子或晶體振盪器等壓電元件時獲得良好的頻率特性等,且為如下的加工方法,即,在作為人工晶體的3個結晶軸的電軸、機械軸以及光學軸中,以相對於光學軸而繞結晶軸傾斜35°15′的角度進行切出。另外,關於壓電振動片130,並不限定為晶體振動片,也可使用鉭酸鋰或 鈮酸鋰等。
在從Y方向觀察時,振動部131形成為在X軸方向具有長邊、在Z軸方向具有短邊的矩形狀,且Y軸方向的厚度形成得比框部132薄。另外,振動部131藉由將表面側削除而實現薄壁化,但並不限定於此,也可將背面側薄壁化。而且,振動部131具有中央部分比周邊部厚的檯面(mesa)135。檯面135不限定為形成於振動部131的表面(+Y側的面),例如也可在振動部131的表面側與背面(-Y側的面)兩者形成著檯面135。
框部132整體上形成為以X軸方向作為長邊、Z軸方向作為短邊的矩形狀。框部132的表面(+Y側的面)132a以及背面(-Y側的面)132b分別作為與後述的蓋體110的接合面112以及基座120的接合面122進行接合的面而形成。
連結部133將振動部131與框部132予以連結。在連結部133的表面側形成著平面133a以及傾斜面133b。平面133a與振動部131的表面131a(檯面135的周邊部)為同一面。在平面133a與傾斜面133b之間形成著邊界部133c。傾斜面133b以從邊界部133c朝向框部132而連結部133的厚度(Y方向的尺寸)逐漸增大的方式形成。傾斜面133b不限定為平面,也可為傾斜面133b的一部分或全部為曲面。
在連結部133與振動部131之間設定著連接區域136a。而且,在連結部133與框部132之間設定著連接區域136b。在連接區域136a與連接區域136b之間設定著中間區域136c。當在連 結部133的表面產生點等缺陷等時,連接區域136a、連接區域136b作為容易在該點等產生應力集中的區域來設定。因此,各連接區域136a、連接區域136b的幅度根據壓電振動片130的原材料或連結部133的Z方向上的寬度而變化。而且,圖2中,連接區域136a與連接區域136b的幅度大致表示為相同,但並不限定於此,也可設定為不同的幅度。
邊界部133c配置於該中間區域136c。邊界部133c形成為與Z方向平行的直線狀,但並不限定於此,也可相對於Z方向傾斜地形成或形成為曲線狀。
邊界部133c在X方向上配置於連結部133的大致中央處。如圖2所示,連結部133的從+X側端部到邊界部133c為止的X方向上的距離L1、與連結部133的從-X側端部到邊界部133c為止的X方向上的距離L2大致相等。然而,邊界部133c並不限定為配置於連結部133的大致中央處,只要在中間區域136c內則可任意配置,例如配置於偏離振動部131的位置等。
如圖2所示,在連結部133的+X端側具有2個振動部側角部133d。該2個振動部側角部133d形成於連結部133的側面與振動部131的側面的邊界。振動部側角部133d形成為從連結部133側跨及振動部131而曲線狀地帶有弧度的形狀。
而且,在連結部133的-X端側具有2個框部側角部133e。該2個框部側角部133e形成於連結部133的側面與框部132的側面的邊界。框部側角部133e形成為從連結部133側跨及框部132 而曲線狀地帶有弧度的形狀。另外,如圖2所示,連接區域136a、連接區域136b包含振動部側角部133d以及框部側角部133e而設定,且具有Z方向上的尺寸逐漸增大的形態。
藉由如所述般振動部側角部133d以及框部側角部133e形成為曲線狀,而可抑制應力集中於連結部133與振動部131之間的連接部分、以及連結部133與框部132之間的連接部分,從而提高各自的剛性。由此,在連結部133可確保高耐衝擊性。
其中,圖2中表示振動部側角部133d以及框部側角部133e設置成曲線狀的構成,但並不限定於此,也可例如形成為直角。連接區域136a、連接區域136b分別根據振動部側角部133d以及框部側角部133e的形狀來設定。
如圖2所示,在振動部側角部133d與框部側角部133e之間設置著直線部133f。直線部133f與連結部133的延伸方向(X方向)平行地形成。直線部133f形成於連結部133中從平面133a跨及傾斜面133b的側面。邊界部133c以將2個直線部133f彼此連結的方式而形成。另外,在形成著直線部133f的部分,連結部133的Z方向上的寬度遍及X方向而為固定。
而且,圖1(a)、圖1(b)以及圖2中已對壓電振動片130的表面側進行了說明,關於背面側也相同。也就是,當在壓電振動片130的背面側將振動部131薄壁化時,在連結部133的背面側產生的傾斜面與平面的邊界部與圖2同樣地,配置於連接區域與連接區域之間的中間區域。
如圖1(a)以及圖1(b)所示,在檯面135的表面(振動部131的表面131a)形成著矩形狀的激振電極145,在振動部131的背面131b形成著矩形狀的激振電極146。藉由對這些激振電極145、激振電極146施加規定的交流電壓,而振動部131以規定的振動數振動。而且,形成著與這些激振電極145、激振電極146分別電連接的引出電極147、引出電極148。
引出電極147從激振電極145的-X側開始,從檯面135的表面藉由振動部131的表面131a以及連結部133的表面133s,而引出至框部132的-X側的表面132a為止。然後,引出電極147在框部132的表面132a沿著+Z方向延伸後向+X方向彎折,並引出至在框部132的表面132a中為+X側且+Z側的區域為止。接下來,引出電極147經由框部132的內側的側面132c而引出至背面132b的+X側且+Z側的區域為止。
引出電極148從激振電極146的-X側藉由檯面135的背面135b、連結部133的背面133t,而引出至框部132的-X側的背面132b為止。然後,引出電極148在框部132的背面132b沿著-Z方向延伸後,引出至背面132b的-X側且-Z側的區域為止。另外,引出電極147與引出電極148並不電連接。
激振電極145、激振電極146以及引出電極147、引出電極148為導電性的金屬膜,藉由使用了金屬遮罩的濺射或真空蒸鍍、或鍍敷等而形成。作為該金屬膜,為了提高與晶體材料的密接性而採用如下兩層結構:包含鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鋁 (Al)、鎢(W)、或者鎳鉻(NiCr)、鎳鈦(NiTi)、鎳鎢(NiW)合金等的基底層,以及包含金(Au)或銀(Ag)等的主電極層。另外,導電性的金屬膜不限定於所述構成,例如也可設為在作為基底層的鉻上積層鎳鎢等3層以上的結構。
<壓電振動片的製造方法>
接下來,使用圖3(a)~圖3(f)對壓電振動片130的製造方法進行說明。在製造該壓電振動片130時,進行從壓電晶圓(基板)AW分別切出的多倒角。另外,圖3(a)~圖3(f)是將形成於壓電晶圓AW的壓電振動片130中的一個按照時間序列排列而表示,圖3(a)~圖3(c)、圖3(d)、圖3(f)的各圖是相當於沿著圖1(a)、圖1(b)的IB-IB線的剖面的圖。
首先,如圖3(a)所示,準備壓電晶圓AW。壓電晶圓AW利用AT切割而從晶體結晶體中切出。壓電晶圓AW也可利用研磨等而形成為規定的厚度。然後,如圖3(b)所示,在壓電晶圓AW的表面Awa形成著抗蝕圖案(resist pattern)R1。抗蝕圖案R1藉由光刻(photolithography)法而形成,所述光刻法是在壓電晶圓AW的整個面塗布抗蝕劑後,將遮罩圖案曝光並顯影。另外,也可在抗蝕圖案R1與壓電晶圓AW之間形成由金屬膜形成的遮罩圖案。該由金屬膜形成的遮罩圖案與以下要說明的抗蝕圖案也相同。
之後,壓電晶圓AW的表面Awa利用規定的蝕刻劑來進行濕式蝕刻。由此,如圖3(c)所示,未被抗蝕圖案R1所包覆 的部分因受到蝕刻而厚度(Y軸方向上的寬度)變薄,從而形成凹部AWc。凹部AWc為包含振動部131的部分,因此將振動部131的厚度適當調整以具備所需的頻率特性。另外,在形成凹部AWc後,進一步藉由光刻法以及進行蝕刻而形成檯面135。
在形成凹部AWc時,在該凹部AWc與壓電晶圓AW的表面AWa之間形成著傾斜面AWd。該傾斜面AWd根據作為晶體材料的壓電晶圓AW的結晶軸的方向而形成,且分別形成於凹部AWc的X方向的兩端。這樣,借由用以將成為振動部131的部分相對於成為框部132的部分進行薄壁化的濕式蝕刻,而出現在壓電晶圓AW的表面的結晶面為傾斜面AWd。
接下來,如圖3(d)所示,在壓電晶圓AW的表面AWa側形成抗蝕圖案R2。抗蝕圖案R2與抗蝕圖案R1同樣地利用光刻法而形成,所述光刻法是在壓電晶圓AW的整個面塗布抗蝕劑後,將遮罩圖案曝光並顯影。抗蝕圖案R2為用以形成貫通孔134的遮罩圖案。
圖3(e)是在形成有圖3(d)所示的抗蝕圖案R2的狀態下,與圖1(a)、圖1(b)同樣地從Y軸方向觀察壓電晶圓AW時的圖(平面圖)。如圖3(e)所示,抗蝕圖案R2在與連結部133以及其周圍相對應的部分,具有直線部分R2a、直線部分R2b、直線部分R2c以及曲線部分R2d、曲線部分R2e。直線部分R2a、直線部分R2b、直線部分R2c的一部分也可包含曲線。曲線部分R2d、曲線部分R2e的一部分也可包含直線。
直線部分R2a為與振動部131的-X側的端邊131c(參照圖1(a)、圖2)相對應地沿著Z方向而形成的部分。直線部分R2b為與連結部133的直線部133f(參照圖1(a)、圖2)相對應地沿著X方向而形成的部分。直線部分R2c為與框部132的內周中的+X側的側面132c(參照圖1(a)、圖2)相對應地沿著Z方向而形成的部分。
曲線部分R2d、曲線部分R2e為分別與振動部側角部133d、框部側角部133e(參照圖1(a)、圖2)相對應的部分。曲線部分R2d將直線部分R2a與直線部分R2b予以連接。曲線部分R2e將直線部分R2b與直線部分R2c加以連接。此時,抗蝕圖案R2的曲線部分R2d、曲線部分R2e以避開傾斜面AWd與凹部(平面)AWc的邊界部AWf的方式而配置。也就是,抗蝕圖案R2是在邊界部AWf配置直線部分R2b而形成。直線部分R2b包含相當於圖2所示的中間區域136c的部分。曲線部分R2d、曲線部分R2e包含相當於圖2所示的連接區域136a、連接區域136b的區域。
然後,壓電晶圓AW利用規定的蝕刻劑而進行濕式蝕刻。由此,如圖3(f)所示,設置Y軸方向的貫通孔134。利用該貫通孔134的形成,而形成矩形狀的振動部131、包圍振動部131的框部132、以及將振動部131與框部132予以連結的連結部133。
而且,如圖3(f)所示,在振動部131、框部132、及連結部133的表面以及背面分別形成著激振電極145、激振電極146以及引出電極147、引出電極148。這些激振電極145、激振電極 146或引出電極147、引出電極148,藉由使用了金屬遮罩的濺射或真空蒸鍍等而形成導電性的金屬膜,由此大致同時地形成。關於金屬膜,是例如將作為基底層的鎳鎢成膜,然後將作為主電極層的金膜成膜。另外,也可在作為基底層的鉻成膜後成膜鎳鎢。藉由以上而形成壓電振動片130。
圖4(a)是表示比較例的壓電晶圓AW2的構成的圖。圖4(a)將連結部233的框部側角部233e加以放大而表示。框部側角部233e相當於圖1(a)、圖1(b)所示的連結部133的框部側角部133e。如圖4(a)所示,平面233a與傾斜面233b的邊界部233c形成於包含框部側角部233e的部分的位置。也就是,圖4(a)表示如下情況,即,在圖3(f)中抗蝕圖案R2的曲線部分R2d、曲線部分R2e與邊界部AWf重疊的狀態下對壓電晶圓AW2進行蝕刻,從而形成貫通孔234。如圖4(a)所示,該情況下,認為在框部側角部233e,蝕刻沿-Z且-X方向進行(圖4(a)的空白部分),從而平面233a或傾斜面233b的表面側的一部分受到侵蝕。
圖4(b)是表示參考例的壓電晶圓AW3的構成的圖。圖4(b)將連結部333的框部側角部333e加以放大而表示。另外,圖4(b)表示平面333a與傾斜面333b的邊界部333c配置於框部側而形成。且是如下情況下的參考例,即,邊界部333c未配置於連結部333,且邊界部333c不位於框部側角部333e。如圖4(b)所示,該情況下,在框部側角部333e,未發現蝕刻沿-Z且-X方向進行,從而認為平面333a的表面側未受到侵蝕。
根據圖4(a)、圖4(b)的內容確認,如果在平面與傾斜面的邊界部位於遮罩圖案的曲線部分的狀態下進行蝕刻,則如圖4(a)所示,蝕刻在遮罩圖案的背側進行,從而會侵蝕框部或連結部的一部分。
本實施方式中,抗蝕圖案R2的曲線部分R2d、曲線部分R2e以避開邊界部AWf的方式而配置,因此可防止Z方向上的蝕刻在連結部133的框部側角部133e進行。由此,可避免框部132或連結部133的一部分受到侵食,並維持連結部133的剛性,由此可抑制耐衝擊性的下降。而且,因抑制產生劣質品,所以可效率佳地製造壓電振動片。
<壓電元件>
接下來,對壓電元件的實施方式進行說明。如圖5所示,壓電元件100構成為以夾著壓電振動片130的方式,將蓋體110接合於壓電振動片130的+Y側,而且,將基座120接合於-Y側。作為壓電振動片130,使用圖1(a)、圖1(b)所示的壓電振動片130。蓋體110以及基座120與壓電振動片130同樣地,例如使用AT切割的晶體材料。蓋體110以及基座120由與壓電振動片130相同的材料形成,由此避免了熱膨脹率中產生差異。
蓋體110如圖5所示,形成為矩形的板狀,且具有形成於背面(-Y側的面)的凹部111、及包圍凹部111的接合面112。另外,是否在蓋體110的背面形成凹部111為任意,在如壓電振動片130的振動部131那樣相對於框部132薄壁化的情況下,也 有時不需要凹部111。接合面112與壓電振動片130的框部132的表面132a相向。
蓋體110利用配置於接合面112與框部132的表面132a之間的未圖示的接合材料,而接合於壓電振動片130的表面側(+Y側的面側)。作為接合材料,例如使用具有非導電性的低熔點玻璃,但也可取而代之而使用聚醯亞胺等樹脂。而且,接合面112與表面132a也可直接接合在一起。
基座120如圖5所示形成為矩形的板狀,且具有形成於表面(+Y側的面)的凹部121、及包圍凹部121的接合面122。接合面122與壓電振動片130的框部132的背面132b相向。基座120利用配置於接合面122與框部132的背面132b之間的未圖示的接合材料,而接合於壓電振動片130的背面側(-Y側的面側)。而且,接合面122也可與背面132b直接接合。
在基座120的4個角部中的成為對角的2個角部(+X側且+Z側的角部,以及-X側且-Z側的角部),形成著將一部分切去而成的齒形結構123、齒形結構123a。而且,在基座120的背面(-Y側的面),分別設置著作為一對安裝端子的外部電極126、外部電極126a。在齒形結構123、齒形結構123a分別形成著齒形結構電極124、齒形結構電極124a,此外,在基座120的表面(+Y側的面)且包圍齒形結構123、齒形結構123a的區域,分別形成著連接電極125、連接電極125a。該連接電極125、連接電極125a與外部電極126、外部電極126a經由齒形結構電極124、齒形結 構電極124a而電連接。另外,齒形結構123、齒形結構123a不限定為設置於角部,也可設置於邊部。
齒形結構電極124、齒形結構電極124a、連接電極125、連接電極125a以及外部電極126、外部電極126a例如藉由使用了金屬遮罩等的濺射或真空蒸鍍而形成導電性的金屬膜,由此形成為一體。另外,這些電極也可各自分開形成。而且,這些電極例如使用按照鎳鎢層、金層的順序積層而成的2層結構的金屬膜,或按照鉻層、鎳鎢層、金層的順序積層而成的3層結構的金屬膜。
在3層結構的金屬膜中,使用鉻的理由在於,與晶體材料的密接性優異,並且擴散至鎳鎢層而在其露出面形成氧化覆膜(鈍態的膜),從而提高金屬膜的耐腐食性。
另外,作為金屬膜,也可代替鉻,而例如使用鋁(Al)或鈦或者他們的合金等。而且,也可代替鎳鎢,而例如使用鎳或鎢(W)等。而且,還可代替金而例如使用銀等。
基座120的連接電極125與引出至壓電振動片130的背面為止的引出電極147電連接,而且,連接電極125a與壓電振動片130的引出電極148電連接。另外,基座120中,不限於利用齒形結構123、齒形結構123a來進行連接電極125、連接電極125a與外部電極126、外部電極126a的連接,也可例如使用在Y軸方向上貫通基座120的貫通電極來進行連接。
<壓電元件的製造方法>
接下來,使用圖6~圖9對壓電元件100的製造方法進行 說明。圖6是表示壓電元件100的製造工序的流程圖。對於壓電晶圓AW的各種工序(壓電振動片130的製造方法)與所述相同。
也就是,如圖6所示,準備壓電晶圓AW(步驟S01,參照圖3(a)),將壓電晶圓AW的中央部薄壁化(步驟S02,參照圖3(b)以及圖3(c)),在壓電晶圓AW形成抗蝕圖案R2(步驟S03,參照圖3(d)以及圖3(e)),之後,在壓電晶圓AW形成貫通孔134(步驟S04,參照圖3(f)),在振動部131等形成電極(步驟S05,參照圖3(f))。由此,如圖7所示,形成壓電振動片130的構成要素配置成矩陣狀的壓電晶圓AW。另外,圖7中省略檯面135。
而且,與壓電晶圓AW的加工並行地製造蓋體110以及基座120。在這些蓋體110以及基座120中,與壓電振動片130同樣地,進行從蓋體晶圓LW、基座晶圓BW分別切出的多倒角。
首先,如圖6所示,分別準備壓電晶圓AW、蓋體晶圓LW以及基座晶圓BW(步驟S11、步驟S21)。各晶圓使用的是與壓電晶圓AW同樣地從晶體結晶體進行AT切割所得者。這是因為,在壓電元件100的製造工序中,將晶圓彼此加以接合的工序或在晶圓的表面形成金屬膜的工序中,各晶圓受到加熱而熱膨脹,如果使用熱膨脹率不同的原材料的晶圓,則有可能因熱膨脹率的差異而產生變形或裂紋等。
對蓋體晶圓LW,利用光刻法以及蝕刻而在背面形成凹部111(步驟S12)。由此,如圖8所示,形成凹部111配置成矩陣狀 的蓋體晶圓LW。而且,對基座晶圓BW,利用光刻法以及蝕刻在表面形成凹部121(步驟S22)。然後,在基座晶圓BW,形成相當於齒形結構123、齒形結構123a的貫通孔(步驟S23)。
此外,基座晶圓BW在貫通孔的側面形成齒形結構電極,並且在基座晶圓BW的表面側形成連接電極,在基座晶圓BW的背面側形成外部電極。這些齒形結構電極、連接電極以及外部電極分別藉由使用了金屬遮罩等的濺射或真空蒸鍍而形成(步驟S24)。由此,如圖8所示,形成各構成要素配置成矩陣狀的基座晶圓BW。另外,圖8中省略表示電極。而且,針對蓋體晶圓LW、基座晶圓BW的凹部111、凹部121等的加工,也可代替蝕刻等而利用機械方法來進行。
然後,在真空環境下,使圖8所示的蓋體晶圓LW經由接合材料而接合於圖7所示的壓電晶圓AW的表面,而且,使圖9所示的基座晶圓BW經由接合材料而接合於壓電晶圓AW的背面(步驟S06)。低熔點玻璃等接合材料因受到加熱而成為熔融狀態並進行塗布、固化,由此將晶圓彼此接合。另外,針對壓電晶圓AW進行的蓋體晶圓LW以及基座晶圓BW的接合,也可代替使用接合材料而直接接合。
然後,將經接合的晶圓沿著預先設定的劃線SL1、劃線SL2,並例如利用切割機(dicing saw)等進行切斷(步驟S07)。藉此,各個壓電元件100完成。
這樣,根據所述壓電元件,因使用抑制了耐衝擊性的下 降的壓電振動片130,所以可提供耐久性或可靠性得到提高的壓電元件。因抑制了壓電振動片130的劣質品的產生,所以可效率佳地製造壓電元件。
以上,已對實施方式進行了說明,但本發明並不限定於所述說明,在不脫離本發明的主旨的範圍內可進行各種變更。
而且,所述實施方式中,表示晶體振子(壓電振子)來作為壓電元件,但也可為振盪器。在為振盪器時,在基座120上搭載集成電路(Integrated circuit,IC)等,從而將壓電振動片130的引出電極141等、基座120的外部電極126、外部電極126a分別連接於IC等。而且,所述實施方式中,使用與壓電振動片130相同的AT切割的晶體材料來作為蓋體110以及基座120,也可代替其,而使用其他類型的晶體材料或玻璃、陶瓷等。
130‧‧‧壓電振動片
131‧‧‧振動部
131c‧‧‧振動部的端邊
132‧‧‧框部
132a‧‧‧框部的表面
132c‧‧‧框部的內周中的+X側的側面
133‧‧‧連結部
133a‧‧‧平面
133b‧‧‧傾斜面
133c‧‧‧邊界部
133d‧‧‧振動部側角部
133e‧‧‧框部側角部
133f‧‧‧直線部
133s‧‧‧表面
134‧‧‧貫通孔
135‧‧‧檯面
136a、136b‧‧‧連接區域
136c‧‧‧中間區域
145‧‧‧激振電極
147、148‧‧‧引出電極
X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (7)

  1. 一種壓電振動片,其特徵在於,包括:振動部;框部,包圍所述振動部;以及連結部,將所述振動部與所述框部予以連結;所述連結部在所述連結部的表面以及背面中的至少一者形成著傾斜面,所述傾斜面與平面的邊界部設定於中間區域,所述中間區域偏離所述連結部與所述振動部的連接區域、以及所述連結部與所述框部的連接區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的壓電振動片,其中所述邊界部配置於所述連結部的中央處。
  3. 一種壓電振動片的製造方法,其特徵在於,藉由在基板形成貫通孔來製造壓電振動片,所述壓電振動片包括:振動部、包圍所述振動部的框部、以及將所述振動部與所述框部予以連結的連結部,用以形成所述貫通孔的遮罩圖案包括直線部分及將所述直線部分彼此連接的曲線部分,所述遮罩圖案是在形成於所述基板的傾斜面與平面的邊界部,配置所述直線部分而形成。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的壓電振動片的製造方法,其 中所述邊界部配置於所述連結部的表面以及背面中的至少一者。
  5. 如申請專利範圍第3項或第4項所述的壓電振動片的製造方法,其中所述傾斜面藉由將所述基板中的所述振動部相對於所述框部薄壁化而形成。
  6. 一種壓電元件,其特徵在於,包括根據申請專利範圍第1項或第2項所述的壓電振動片。
  7. 一種壓電元件的製造方法,其特徵在於,將蓋體以及基座分別接合於根據申請專利範圍第1項或第2項所述的壓電振動片的所述框部的表面以及背面。
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