TW201526538A

TW201526538A - 壓電元件

Info

Publication number: TW201526538A
Application number: TW103141538A
Authority: TW
Inventors: Takumi Ariji; Kunio Morita; Tomoyuki Ochiai
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2015-07-01
Also published as: US20150155469A1; JP2015130641A; CN104682912A; US9735756B2

Abstract

本發明提供一種壓電元件。壓電元件具有壓電振動片及基座。壓電振動片包含壓電材料、且具有激振部、框部、連接部、激振電極及引出電極。基座具有安裝端子、切口部、及形成於切口部且將引出電極與安裝端子連接的切口部電極。引出電極包括連接於切口部電極的切口部區域、連接於激振電極的激振電極連接區域、及形成於切口部區域及激振電極連接區域之間的侵蝕防止區域。侵蝕防止區域不含金(Au)及銀(Ag)而形成，切口部區域及激振電極連接區域含有金(Au)或銀(Ag)中的至少一者而形成。

Description

壓電元件

本發明是關於一種壓電元件(device)。尤其關於一種能抑制焊料的侵蝕的壓電元件。

行動電話或個人電腦(personal computer)等多種電子機器中，主要為了選擇或控制頻率而廣泛使用壓電元件。壓電元件可根據功能而分為壓電振子、壓電振盪器、聲表面波(surface acoustic wave，SAW)元件或光學元件等。並且，壓電器件中使用晶體的晶體振子或晶體振盪器等已眾所周知，且被普遍應用。

此處，作為晶體振子，例如，專利文獻1中揭示有如下類型。首先，此種晶體振子有振動部與框部，該振動部的兩個主面形成有激振電極，該框部與振動部連接而包圍該振動部的周圍。板狀的基座(base)接合於框部。在基座的側面形成有切口部，在基座的背面(與框部接合的面的相反面)形成有安裝端子。此處，以從激振電極延伸至框部的方式形成有引出電極。引出電極延伸至與基座的切口部對向的區域。並且，安裝端子是經由形成於切口部的側面的電極而與引出電極導通。

[現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2013-017163號公報

然而，當利用焊料將該晶體振子安裝於基板時，焊料可能會侵蝕引出電極而到達激振電極。尤其是，為了製造電子機器，有時須對安裝有該晶體振子的基板多次加熱。而且，有時，構成焊料的金屬與構成引出電極的金屬容易形成合金。該情況下有如下問題：此時，焊料到達激振電極的可能性變得顯著。

鑒於以上情況，本發明的目的在於提供一種壓電元件，當利用焊料將壓電元件安裝於基板時，能避免焊料侵蝕至激振電極。

本發明的第1觀點的壓電元件的特徵在於，包括：壓電振動片，包含壓電材料，且具有激振部、及形成於所述激振部的兩個主面的激振電極；引出電極，從所述激振電極引出；及基座，具有形成於側面的切口部、形成於與載置所述壓電振動片的主面為相反側的主面的安裝端子、及形成於所述切口部且將所述引出電極與所述安裝端子連接的切口部電極，且所述引出電極包括連接於所述切口部電極的切口部區域、連接於所述激振電極的激振電極連接區域、及形成於所述切口部區域及所述激振電極連接區域之間且用於防止焊料的侵蝕的侵蝕防止區域，所述侵蝕防止區域內的所述引出電極不含金(Au)及銀(Ag)而形成，所述切口部區域及所述激振電極連接區域內的所述引出電極至少含有金(Au)或銀(Ag)中的至少一者而形成。

本發明的第2觀點的壓電元件中，根據第1觀點的壓電元件，所述壓電振動片還具有包圍所述激振部的周圍的框部、及連接所述激振部與所述框部的連接部，所述引出電極沿著所述框部而配置，所述基座利用接合材而與所述框部接合。

本發明的第3觀點的壓電元件中，根據第2觀點的壓電元件，所述侵蝕防止區域形成於所述框部。

本發明的第4觀點的壓電元件中，根據第1觀點的壓電元件，述引出電極沿著載置所述基座的所述壓電振動片的主面而配置。

本發明的第5觀點的壓電元件中，根據第1觀點至第3觀點的壓電元件，所述侵蝕防止區域是由鉻(Cr)層、鎳(Ni)層、鎢(W)層、鉬(Mo)層、鎳鎢(NiW)層、鈦(Ti)層、或鉻(Cr)層與鎳鎢(NiW)層組成的2層而形成，在所述切口部區域及所述激振電極連接區域的表面形成有金(Au)層或銀(Ag)層。

本發明的第6觀點的壓電元件中，根據第3觀點的壓電元件，還包括覆蓋所述壓電振動片的蓋，所述侵蝕防止區域是由將所述蓋與所述基座接合的非導電性的接合材而形成。

本發明的第7觀點的壓電元件中，根據第1觀點或第2觀點的壓電元件，所述侵蝕防止區域是由將所述基座與所述壓電振動片的框部接合的非導電性的接合材而形成。

本發明的第8觀點的壓電元件中，根據第1觀點至第3觀點的壓電元件，所述切口部區域及所述激振電極連接區域是由鉻(Cr)層、形成於所述鉻(Cr)層的表面的鎳鎢(NiW)層、及形成於所述鎳鎢(NiW)層的表面的金(Au)層而形成。

根據本發明的壓電元件，當利用焊料將壓電元件安裝於基板時，能避免焊料侵蝕至激振電極。

100、100a、200‧‧‧壓電元件

110、210‧‧‧蓋

120、220‧‧‧壓電振動片(帶框的晶體振動片)

122‧‧‧框部

124‧‧‧振動部

126‧‧‧連接部

128、221‧‧‧激振電極

130、222‧‧‧引出電極

130A、230A‧‧‧切口部區域

130B、230B‧‧‧侵蝕防止區域

130C、230C‧‧‧激振電極連接區域

132‧‧‧貫穿槽(貫穿孔)

134‧‧‧貫穿槽132的側面

140、240‧‧‧基座

142、142A、142B、242、242A、242B‧‧‧安裝端子

144、144A、144B、244、244A、244B‧‧‧切口部電極

146、146A、146B‧‧‧端部電極

148、248‧‧‧切口部

150、151‧‧‧接合材

152‧‧‧焊料

154‧‧‧鉻(Cr)塊體

155‧‧‧鉻(Cr)層

156‧‧‧導電性粘合劑

160‧‧‧基板

161‧‧‧基板電極

170‧‧‧切口部對向區域

171‧‧‧刻劃線

180、181、182‧‧‧虛線

191A、291A‧‧‧切口部區域及激振電極連接區域的第1層

191B、291B‧‧‧切口部區域及激振電極連接區域的第2層

191C、291C‧‧‧切口部區域及激振電極連接區域的第3層

193A‧‧‧安裝端子142A、切口部電極144A、及端部電極146A的第1層

193B‧‧‧安裝端子142A、切口部電極144A、及端部電極146A的第2層

193C‧‧‧安裝端子142A、切口部電極144A、及端部電極146A的第3層

194A‧‧‧安裝端子142B、切口部電極144B、及端部電極146B的第1層

194B‧‧‧安裝端子142B、切口部電極144B、及端部電極146B的第2層

201‧‧‧空腔

211‧‧‧凹部

212‧‧‧接合面

230‧‧‧連接電極

293A‧‧‧形成於基座240的基材表面的第1層

293B‧‧‧形成於第1層293A的表面的第2層

293C‧‧‧形成於第2層293B的表面的第3層

294A‧‧‧形成於切口部電極244A的表面的第1層

294B‧‧‧形成於第1層294A的表面的第2層

L1‧‧‧切口部區域130A的X軸方向的長度

L2‧‧‧切口部區域130A的Z'軸方向的長度

L3‧‧‧切口部電極144的X方向的長度

L4‧‧‧切口部電極144的Z'軸方向的長度

S101~S107‧‧‧步驟

W110‧‧‧蓋晶片

W120‧‧‧壓電晶片

W140‧‧‧基座晶片

X、Y、Y'、Z、Z'‧‧‧軸

圖1是壓電元件100的分解立體圖。

圖2是圖1的A-A截面圖。

圖3(a)是壓電振動片120的頂面圖，圖3(b)是壓電振動片120的底面圖。

圖4是基座140的底面圖。

圖5(a)是將壓電元件100的一部分放大的截面圖，圖5(b)是圖5(a)的虛線181的放大圖。

圖6是表示壓電元件100的製造方法的流程圖(flowchart)。

圖7是壓電晶片(wafer)W120的平面圖。

圖8(a)是形成有鉻(Cr)塊體(block)154的裸晶片(bare wafer)的框部122的局部截面圖，圖8(b)是形成有激振電極128及引出電極130的壓電晶片W120的框部122的局部截面圖，圖8(c)是除去侵蝕防止區域130B的金(Au)層後的壓電晶片W 120的框部122的局部截面圖。

圖9(a)是基座晶片W140的平面圖，圖9(b)是蓋晶片W110的平面圖。

圖10(a)是形成有激振電極128及引出電極130的壓電晶片W120的框部122的局部截面圖，圖10(b)是除去侵蝕防止區域130B的金(Au)層後的壓電晶片W120的框部122的局部截面圖，圖10(c)是將壓電元件100a的一部分放大的截面圖。

圖11(a)是將侵蝕防止區域130B的第1層191A至第3層191C除去後的壓電晶片W120的框部122的局部截面圖，圖11(b)是在侵蝕防止區域130B形成有鉻(Cr)層155的壓電晶片W120的框部122的局部截面圖，圖11(c)是將壓電元件100b的一部分放大的截面圖。

圖12是壓電元件200的分解立體圖。

圖13(a)是圖12的B-B截面圖，圖13(b)是圖13(a)的虛線182的放大圖。

以下，根據圖式，對本發明的實施方式進行詳細說明。另外，關於本發明的範圍，只要以下說明中沒有特別表示限定本發明的記載，則並不限於這些方式。

(第1實施方式)

<壓電元件100的全體構成>

圖1是壓電元件100的分解立體圖。壓電元件100是外形為正方體狀的壓電振子。如圖1所示，壓電元件100成為由基座140、帶框的壓電振動片120及蓋110層疊而成的構成。壓電振動片120可使用例如AT切(cut)的晶體振動片。AT切的晶體振動片的主面(YZ面)相對於結晶軸(XYZ)的Y軸，以X軸為中心從Z軸向Y軸方向傾斜35度15分。以下的說明中，以AT切的晶體振動片的軸方向為基準，將傾斜的新的軸用作Y'軸及Z'軸。即，壓電元件100中，將壓電元件100的長度方向作為X軸方向、將壓電元件100的高度方向作為Y'軸方向、將與X軸方向及Y'軸方向垂直的方向作為Z'軸方向來進行說明。

帶框的壓電振動片120的中央設有矩形的振動部124。在振動部124的外側，設有與振動部124相離地包圍振動部124的框部122。振動部124與框部122是由從振動部124的-X軸側沿-X軸方向延伸且到達框部122的連接部126而連接。

如圖1所示，在振動部124的兩個主面即+Y'軸側的面及-Y'軸側的面，形成有彼此對向的激振電極128。而且，從各激振電極128經由連接部126向框部122引出有引出電極130。

基座140形成為平板狀，且與框部122的-Y'軸側的面接合。基座140是以與振動部124對向的方式配置。基座140是以玻璃(glass)或晶體等為基材而形成。而且，在基座140的-X軸側的+Z'軸側及+X軸側的-Z'軸側的角，形成有以切除基座140的角的方式形成的切口部148。在基座140形成有電極，但圖1中未示出。關於形成於基座140的電極，在圖2、圖4、圖5(a)、及圖5(b)中說明。

蓋110形成為平板狀，且與框部122的+Y'軸側的面接合。蓋110是以與振動部124對向的方式配置。蓋110是由玻璃或晶體等形成。

圖2是圖1的A-A截面圖。蓋110與框部122由聚醯亞胺等樹脂粘合劑或低熔點玻璃等非導電性的接合材151而接合。而且，基座140與框部122由聚醯亞胺等樹脂粘合劑或低熔點玻璃等非導電性的接合材150而接合。這樣，振動部124被密閉地封入至由蓋110、框部122、及基座140包圍的空間。而且，就振動部124而言，為了調整壓電元件100的頻率、及為了使振動部124不接觸蓋110及基座140，而形成為比框部122薄。

在基座140的-Y'軸側的面形成有一對安裝端子142。而且，在切口部148的側面形成有切口部電極144，且以連接於引出電極130的方式形成有端部電極146。一個安裝端子142形成於基座140的+X軸側，另一個安裝端子142形成於基座140的-X軸側。各個安裝端子142延伸至切口部148且連接於切口部電極144。而且，切口部電極144延伸至框部122的-Y'軸側的面且連接於端部電極146。由此，安裝端子142電連接於激振電極128。

圖3(a)是壓電振動片120的頂面圖。在振動部124與框部122之間，形成有沿Y'軸方向貫穿於壓電振動片120的貫穿槽132。而且，振動部124與框部122經由連接部126而連接。在振動部124形成有激振電極128，從激振電極128經由連接部126向框部122引出有引出電極130。引出電極130經由貫穿槽132的側面134而引出至框部122的-Y'軸側的面。

圖3(b)是壓電振動片120的底面圖。從形成於-Y'軸側的面的激振電極128，引出有引出電極130。引出電極130從-Y'軸側的面的激振電極128向-X軸方向延伸，穿過框部122的-X軸側及-Z'軸側的部分，延伸至框部122的-Y'軸側的面、即-Z'軸側且為+X軸側的角部。

而且，從形成於+Y'軸側的面的激振電極128引出的引出電極130是經由貫穿槽132的側面134而引出至框部122的-Y'軸側的面。被引出至-Y'軸側的面的引出電極130延伸至框部122的-Y'軸側的面、即+Z'軸側且為-X軸側的角部。

框部122的一部分連接於基座140時面向基座140的切口部148(參照圖2)。圖3(b)中，表示框部122的面向切口部148的區域即切口部對向區域170。在框部122的切口部對向區域170的至少一部分形成有各引出電極130。

引出電極130是分為切口部區域130A、侵蝕防止區域130B、及激振電極連接區域130C這3個區域進行說明。切口部區域130A是包含基座140的面向切口部148的切口部對向區域170的區域。激振電極連接區域130C是連接於激振電極128的區域。侵蝕防止區域130B是形成於切口部區域130A及激振電極連接區域130C之間的區域，且以截斷切口部區域130A與激振電極連接區域130C的方式形成。另外，激振電極連接區域130C還包含圖3(a)所示的連接於激振電極128的引出電極130。

形成於框部122的-Y'軸側的面的切口部區域130A的Z'軸方向的長度為L2，X軸方向的長度為L1。壓電振動片120中，L2與後述的圖4的L4相等。而且，L1比圖4的L3大。

圖4是基座140的底面圖。基座140的主面形成為大致長方形，在-X軸側的+Z'軸側及+X軸側的-Z'軸側的角，形成有切口部148。在基座140的-Y'軸側的面的+X軸側及-X軸側，分別形成有安裝端子142。而且，在切口部148的側面形成有切口部電極144。就切口部148的XZ'平面的大小而言，當將Z'軸方向的長度作為L4、將X方向的長度作為L3時，L3例如為0.08mm，L4例如為0.4mm。

<壓電元件100的電極>

圖5(a)是將壓電元件100的一部分放大的截面圖。圖5(a)中表示由圖2的虛線180包圍的區域。而且，圖5(a)中表示為壓電元件100載置於基板160的狀態的截面圖。以下，參照圖5(a)，對於引出電極130、及引出電極130與安裝端子142的導通進行說明。

壓電元件100例如可藉由安裝於基板160而使用。該情況下，壓電元件100的安裝端子142是經由焊料152而接合且電連接於形成在基板160上的基板電極161。而且，如圖5(a)所示，因焊料152具有潤濕性，所以，焊料152有時也接觸於切口部電極144、端部電極146、及引出電極130。

安裝端子142是由形成於基座140的基材上的安裝端子142A、與形成於安裝端子142A的表面的安裝端子142B這2層而形成。而且，切口部電極144包含切口部電極144A、與形成於切口部電極144A的表面的切口部電極144B這2層，端部電極146包含端部電極146A、與形成於端部電極146A的表面的端部電極146B這2層。端部電極146連接於引出電極130的切口部區域130A，該切口部區域130A形成於框部122的面向切口部148的切口部對向區域170。

安裝端子142A、切口部電極144A、及端部電極146A是一體地形成。而且，安裝端子142B、切口部電極144B、及端部電極146B是一體地形成。安裝端子142A、切口部電極144A、及端部電極146A是利用濺鍍(sputter)或蒸鍍等方法形成。安裝端子142B、切口部電極144B及端部電極146B是利用無電解鍍敷而形成。安裝端子142B、切口部電極144B及端部電極146B形成為比安裝端子142A、切口部電極144A、及端部電極146A厚。由此，因安裝端子142、切口部電極144、及端部電極146整體形成為較厚，所以，能防止安裝端子142與引出電極130的斷線，從而確保導通。

圖5(b)是圖5(a)的虛線181的放大圖。切口部電極144A進而包含3層。與基座140的基材接觸的層即切口部電極144A的第1層193A形成為例如鉻(Cr)層。形成於該第1層193A的表面的第2層193B形成為鎳(Ni)及鎢(W)的合金即鎳鎢(NiW)層。形成於該第2層193B的表面的第3層193C形成為金(Au)層。安裝端子142A及端部電極146A與切口部電極144A一體地形成，因此，安裝端子142A及端部電極146A與切口部電極144A同樣地也由第1層193A、第2層193B、及第3層193C形成。

而且，切口部電極144B包含2層。以與切口部電極144A的表面接觸的方式形成的層即切口部電極144B的第1層194A形成為鎳(Ni)層。形成於該第1層194A的表面的第2層194B形成為金(Au)層。並且，該第2層194B露出於切口部電極144的表面。安裝端子142B及端部電極146B與切口部電極144B一體地形成，因此，安裝端子142B及端部電極146B也與切口部電極144B同樣地由第1層194A及第2層194B形成。

引出電極130的切口部區域130A及激振電極連接區域130C包含3層。在壓電振動片120的基材即晶體的表面，形成有鉻(Cr)層作為第1層191A。形成於該第1層191A的表面的第2層191B形成為鎳(Ni)及鎢(W)的合金即鎳鎢(NiW)層。形成於該第2層191B的表面的第3層191C形成為金(Au)層。另一方面，侵蝕防止區域130B僅包含鉻(Cr)。另外，也可在鉻(Cr)的表面形成鎳(Ni)及鎢(W)的合金即鎳鎢(NiW)層。

侵蝕防止區域130B與作為壓電振動片120的基材的晶體的附著強度高，不易被焊料152侵蝕，可由具有導電性的金屬形成。因此，侵蝕防止區域130B也可例如代替鉻(Cr)而由鎳(Ni)、鎢(W)、鎳鎢(NiW)、鉬(Mo)、或鈦(Ti)等形成。

而且，切口部區域130A及激振電極連接區域130C的第3層191C、安裝端子142A、端部電極146A、及切口部電極144A的第3層193C、及安裝端子142B、端部電極146B、及切口部電極144B的第2層194B中，可代替金(Au)而使用銀(Ag)來形成銀(Ag)層，也可形成由金(Au)、銀(Ag)、及鈀(Pd)的合金所形成的層。

另外，激振電極128也由與引出電極130的切口部區域130A及激振電極連接區域130C相同的3層而形成。即，由第1層191A的鉻(Cr)層、第2層191B的鎳鎢(NiW)層、及第3層191C的金(Au)層而形成。

<壓電元件100向基板160的安裝方法>

如圖5(a)所示，壓電元件100是藉由安裝於基板160而使用。此種安裝是以下述方式進行。首先，準備形成有基板電極161的基板160。接著，將焊料152的漿體(paste)塗布於基板電極161的表面。接著，以安裝端子142接觸於焊料152的漿體上的方式，將壓電元件100載置於基板160。接著，藉由至少對焊料152的漿體進行加熱而使其熔融，而將壓電元件100接合於基板160。當焊料152的漿體受到加熱時，如圖5(a)所示，焊料152沿切口部電極144的表面攀爬，到達端部電極146及引出電極130的框部122的切口部對向區域170的外側面。

此處，焊料是以鉛(Pb)及錫(Sn)為主成分的合金，已知焊料的主成分即錫(Sn)具有容易與金(Au)形成為合金的性質。因此，若在錫(Sn)與金(Au)接觸的狀態下進行加熱，則錫(Sn)會侵蝕金(Au)。如圖5(b)所示，當焊料152與切口部區域130A的第3層191C接觸時，焊料152會侵蝕構成切口部區域130A的表面的層即第3層191C的金(Au)而向激振電極128的方向前進。

在現有的壓電元件中，焊料的錫(Sn)如此經由引出電極中所含的金(Au)而到達壓電振動片的激振電極，且有時，甚至會因侵蝕激振電極而使壓電振動片的頻率變化、或妨礙壓電振動片的振盪。

壓電元件100中，藉由在引出電極130形成侵蝕防止區域130B，從而，即便焊料152侵蝕切口部區域130A，若到達包含鉻(Cr)的侵蝕防止區域130B，也可以說侵蝕防止區域130B的侵蝕實質上被制止。而且，與錫(Sn)及金(Au)相比，錫(Sn)與鉻(Cr)、鎳(Ni)、鎳(Ni)及鎢(W)的合金即鎳鎢(NiW)分別更難形成合金，即便加熱，錫(Sn)侵蝕鉻(Cr)、鎳(Ni)、及鎳鎢(NiW)的速度也慢。因此，焊料152不會到達激振電極連接區域130C。由此，能防止焊料152到達激振電極128。

而且，即便焊料152未到達激振電極128，而是侵蝕至未直接固定於基座140的連接部126及振動部124時，形成於連接部126及振動部124的引出電極130的重量可能會變動，從而頻率也可能會變動。壓電元件100中，侵蝕防止區域130B形成於框部122，由此，能防止焊料152侵蝕至連接部126及振動部124，因此較佳。

以上，說明了焊料152從切口部區域130A的外側面侵蝕的情況。然而，也有時，焊料152從端部電極146侵蝕至切口部區域130A。關於該方面，將於以下進行說明。

作為端部電極146的表面的、端部電極146B的第2層194B有金(Au)層。因此，焊料152受到加熱時會侵蝕該金(Au)層，而到達端部電極146B的第1層194A。此處，端部電極146B的第1層194A為鎳(Ni)層，因此，焊料152的侵蝕速度變慢。然而，該第1層194A形成得較薄，例如為30Å。因此，有時，焊料152侵蝕該第1層194A而到達端部電極146A。

此處，端部電極146A的表面的層即第3層193C為金(Au)層。因此，焊料152侵蝕該第3層193C而到達端部電極146A的第2層193B。此處，該第2層193B及第1層193A分別為錫(Sn)的侵蝕慢的鎳(Ni)與鎢(W)的合金層、及鉻(Cr)層。然而，該第2層193B及第1層193A分別形成為較薄，例如為30Å。因此，與端部電極146B同樣，有時，焊料152侵蝕端部電極146A且到達引出電極130。

這樣，有時，焊料152侵蝕端部電極146而到達形成於框部122的面向切口部148的區域170的引出電極130。然而，即便焊料152如此進行侵蝕，若焊料152的侵蝕到達包含鉻(Cr)的侵蝕防止區域130B，則可以說侵蝕防止區域130B的侵蝕實質上被制止。因此，焊料152不會到達激振電極連接區域130C。

根據以上說明的壓電元件100，可獲得以下的良好效果。在切口部區域130A及激振電極連接區域130C的表面形成金(Au)層。然而，在將切口部區域130A與激振電極連接區域130C截斷的區域，形成有包含鉻(Cr)的侵蝕防止區域130B。

因此，即便在利用焊料152將壓電元件100安裝於基板160而焊料152侵蝕至切口部區域130A時，該侵蝕也會被侵蝕防止區域130B制止，從而能避免焊料152到達激振電極128。尤其如圖3(b)所示，侵蝕防止區域130B形成於框部122。因此，能避免焊料152到達振動部124及連接部126。進而，能避免焊料152到達框部122的、振動部124側的端部。

而且，為了製造電子機器，有時，對安裝有壓電元件100的基板160進而進行1次以上加熱。該情況下，認為焊料152會進一步侵蝕。然而，利用侵蝕防止區域130B制止了焊料152的侵蝕，因此，能避免焊料152侵蝕至激振電極連接區域130C。另外，在侵蝕防止區域130B的表面有鎳(Ni)與鎢(W)的合金層時，焊料對鎳(Ni)與鎢(W)的合金的侵蝕慢，因此也可獲得相同的效果。

<壓電元件100的製造方法>

圖6是表示壓電元件100的製造方法的流程圖。以下，參照圖6的流程圖對壓電元件100的製造方法進行說明。

步驟(step)S101中，準備壓電晶片W120。步驟S101為準備壓電晶片的工序。在壓電晶片W120上形成有多個壓電振動片120。

圖7是壓電晶片W120的平面圖。在壓電晶片W120形成有多個壓電振動片120，在彼此鄰接的壓電振動片120的分界處表示有刻劃線(scribe line)171。在各壓電振動片120形成有貫穿槽132，且形成有激振電極128及引出電極130。

步驟S101中，首先準備由壓電材料形成的裸晶片。壓電元件100中，使用晶體作為壓電材料，因此，準備的裸晶片為晶體裸晶片。裸晶片具有成為帶框的壓電振動片120的多個假想的區域(帶框的壓電振動片假想區域)。該帶框的壓電振動片假想區域相當於圖7中被刻劃線171包圍的1個區域。

接著，對裸晶片進行蝕刻(etching)，對於各個帶框的壓電振動片假想區域，形成振動部124及連接部126的外形。具體而言，貫穿由框部122、連接部126及振動部124包圍的區域。此時，使振動部124成為規定的厚度，從而以使壓電元件100的頻率達到規定的值的方式進行調整。

接著，在經蝕刻的裸晶片上形成激振電極128及引出電極130。以下，參照圖8(a)至圖8(c)對電極形成進行說明。

圖8(a)是形成有鉻(Cr)塊體154的裸晶片的框部122的局部截面圖。裸晶片經蝕刻後，在裸晶片的-Y'軸側的整個面，利用濺鍍或蒸鍍等方法形成鉻(Cr)的膜。接著，利用蝕刻，除去帶框的壓電振動片假想區域的、形成有侵蝕防止區域130B的區域以外的區域內的鉻(Cr)。結果，如圖8(a)所示，在框部122的形成有侵蝕防止區域130B的區域形成鉻(Cr)塊體154。

圖8(b)是形成有激振電極128及引出電極130的壓電晶片W120的框部122的局部截面圖。形成有鉻(Cr)塊體154的裸晶片是藉由形成有激振電極128及引出電極130而形成為壓電晶片W120。在形成有圖8(a)所示的鉻(Cr)塊體154的裸晶片的+Y'軸側及-Y'軸側的整個面，利用濺鍍或蒸鍍等方法依序形成鉻(Cr)層、鎳(Ni)及鎢(W)的合金層、及金(Au)層。這些層成為引出電極130的第1層191A、第2層191B、及第3層191C。接著，利用蝕刻，將除激振電極128及引出電極130以外的區域的、鉻(Cr)層、鎳(Ni)及鎢(W)的合金層、及金(Au)層除去。由此，形成激振電極128及引出電極130。

圖8(c)是除去侵蝕防止區域130B的金(Au)層後的壓電晶片W120的框部122的局部截面圖。在如圖8(b)所示的狀態下，金(Au)層殘留在侵蝕防止區域130B的表面。因此，接著，利用蝕刻，除去形成於侵蝕防止區域130B的表面的金(Au) 層。另外，也可除將鎳(Ni)及鎢(W)的合金層與侵蝕防止區域130B的表面的金(Au)層一同除去。該情況下，如圖5(b)所示，侵蝕防止區域130B僅由鉻(Cr)層形成。

返回至圖6，步驟S102中，準備基座晶片W140。在基座晶片W140形成多個基座140。步驟S102是準備基座晶片W140的工序。

圖9(a)是基座晶片W140的平面圖。在基座晶片W140形成有多個基座140，在彼此鄰接的基座140的分界處表示有刻劃線171。基座晶片W140是利用晶體等壓電材料或玻璃等而形成。

步驟S102中，首先準備由壓電材料等形成的裸晶片。壓電元件100中，所準備的裸晶片是晶體裸晶片。裸晶片包括成為基座140的多個假想的區域(基座假想區域)。接著，利用蝕刻，貫穿基座假想區域的成為切口部148的區域而形成切口部148。

步驟S103中，準備蓋晶片W110。在蓋晶片W110形成多個蓋110。步驟S103是準備蓋晶片W110的工序。

圖9(b)是蓋晶片W110的平面圖。在蓋晶片W110形成有多個蓋110，在彼此鄰接的蓋110的分界處表示有刻劃線171。蓋晶片W110是利用晶體等壓電材料或玻璃等而形成。步驟S103中，首先準備由壓電材料或玻璃等形成的裸晶片。壓電元件100中，所準備的裸晶片是晶體裸晶片。裸晶片包括成為蓋110的多個假想的區域(蓋假想區域)。

步驟S104中，利用接合材150將壓電晶片W120與基座晶片W140接合。步驟S104是壓電晶片與基座晶片的接合工序。步驟S104中，壓電晶片W120的-Y'軸側的面與基座晶片W140的+Y'軸側的面是以帶框的壓電振動片假想區域與基座假想區域對向的方式，經由接合材150而彼此接合。

步驟S105中，利用接合材151將壓電晶片W120與蓋晶片W110接合。步驟S105是壓電晶片與蓋晶片的接合工序。步驟S105中，壓電晶片W120的+Y'軸側的面與蓋晶片W110的-Y'軸側的面是以帶框的壓電振動片假想區域與蓋假想區域對向的方式，經由接合材151而彼此接合。由此，形成層疊而成的晶片。

步驟S106中，形成安裝端子142。步驟S106是安裝端子形成工序。從該經層疊的晶片的-Y'軸側的面即基座晶片W140側的面起，利用濺鍍或蒸鍍等方法，依序形成鉻(Cr)層、鎳(Ni)及鎢(W)的合金層、及金(Au)層，從而形成如圖5(a)所示的安裝端子142A、切口部電極144A及端部電極146A。接著，利用無電解鍍敷，在安裝端子142A、切口部電極144A及端部電極146A的表面依序形成鎳(Ni)層及金(Au)層，形成安裝端子142B、切口部電極144B及端部電極146B。

步驟S107中，利用切割(dicing)來切斷層疊而成的晶片。步驟S107是切斷工序。該層疊而成的晶片是藉由沿刻劃線171進行切割而形成為單片的壓電元件100。

<侵蝕防止區域130B的形成例>

侵蝕防止區域130B也可藉由與圖8(a)至圖8(c)中說明的方法不同的方法而形成。以下，關於利用與圖8(a)至圖8(c)中說明的方法不同的方法來形成侵蝕防止區域130B的方法進行說明。另外，圖10(a)至圖10(c)中對於壓電元件100a進行說明，圖10(a)及圖11(a)至圖11(c)中對於壓電元件100b進行說明。壓電元件100a、壓電元件100b中，僅侵蝕防止區域130B的構成與壓電元件100不同，其他構成均與壓電元件100相同。

圖10(a)是形成有激振電極128及引出電極130的壓電晶片W120的框部122的局部截面圖。圖10(a)中，表示在圖6的步驟S101中經蝕刻的裸晶片上形成有激振電極128及引出電極130的壓電晶片W120的框部122的局部截面。圖10(a)與圖8(b)不同，未形成鉻(Cr)塊體154。

圖10(b)是除去侵蝕防止區域130B的金(Au)層後的壓電晶片W120的框部122的局部截面圖。圖10(b)中的侵蝕防止區域130B的第3層191C藉由進行蝕刻而被除去。即，侵蝕防止區域130B是由第1層191A及第2層191B而形成。

圖10(c)是將壓電元件100a的一部分放大的截面圖。圖10(c)是相當於圖5(b)的部分的截面圖。壓電元件100a中，接合材150進入至壓電元件100中侵蝕防止區域130B的形成有第3層191C的空間。由此，即便焊料152侵蝕至切口部區域130A，第1層191A及第2層191B也不易被焊料152侵蝕，接合材150不會被焊料152侵蝕，因此，能防止焊料152侵蝕至激振電極連接區域130C。

圖11(a)是將侵蝕防止區域130B中的第1層191A至第3層191C除去後的壓電晶片W120的框部122的局部截面圖。壓電元件100b中，從圖10(a)的狀態，利用蝕刻等方法將侵蝕防止區域130B的第1層191A至第3層191C除去。

圖11(b)是在侵蝕防止區域130B形成有鉻(Cr)層155的壓電晶片W120的框部122的局部截面圖。壓電元件100b中，在圖11(a)後，在侵蝕防止區域130B，利用濺鍍或蒸鍍等方法形成鉻(Cr)層155。

圖11(c)是將壓電元件100b的一部分放大的截面圖。圖11(c)是相當於圖5(b)的部分的截面圖。壓電元件100b中，侵蝕防止區域130B僅由不易被焊料152侵蝕的鉻(Cr)層155形成。因此，即便焊料152侵蝕至切口部區域130A，也能防止焊料152侵蝕至激振電極連接區域130C。

(第2實施方式)

壓電元件100是由基座140、壓電振動片120及蓋110重疊而成的3塊重疊的壓電元件，但在基座上直接接合有蓋的2塊重疊的壓電元件中，也可能發生焊料侵蝕激振電極的問題。因此，在2塊重疊的壓電元件中，也可在電極形成用於防止焊料侵蝕的侵蝕防止區域。以下，對於形成有侵蝕防止區域的2塊重疊的壓電元件200進行說明。另外，以下的說明中，對於與第1實施方式相同的部分標注與第1實施方式相同的符號且省略相關說明。

<壓電元件200的全體構成>

圖12是壓電元件200的分解立體圖。壓電元件200主要包括壓電振動片220、基座240及蓋210。壓電元件200中，蓋210及基座240例如是將晶體或玻璃材料等作為基材而形成。而且，壓電振動片220中可使用例如AT切的晶體振動片。

壓電元件200中，在基座240的+Y'軸側的面上載置有壓電振動片220。進而，以將壓電振動片220密封的方式使蓋210接合於基座240的+Y'軸側，從而形成壓電元件200。

在壓電振動片220的+Y'軸側及-Y'軸側的主面形成有激振電極221。而且，從各激振電極221向-X軸方向引出而形成有引出電極222。與形成於-Y'軸側的激振電極221連接的引出電極222被引出至-Y'軸側的面的-X軸側的-Z'軸側的端，進而經由-Z'軸側的側面而引出至+Y'軸側的面。

而且，與形成於+Y'軸側的激振電極221連接的引出電極222被引出至-Y'軸側的面的-X軸側及+Z'軸側的端，進而經由+Z'軸側的側面而引出至-Y'軸側的面。形成於壓電振動片220的激振電極221及引出電極222等電極可藉由例如在壓電振動片220形成鉻(Cr)層、且在鉻(Cr)層上形成金(Au)層而形成。

在蓋210的-Y'軸側的面，形成有向+Y'軸側凹陷的凹部211。而且，在凹部211的周圍形成有接合面212。蓋210是在接合面212上接合於基座240。

在基座240的-X軸側的+Z'軸側及+X軸側的-Z'軸側的角，以切除基座240的角的方式形成有切口部248。在基座240的+Y'軸側的面，形成有電連接於壓電振動片220的引出電極222的一對連接電極230。而且，在切口部248形成有切口部電極244，在基座240的-Y'軸側的面形成有安裝端子242。

連接電極230是由連接於切口部電極244的切口部區域230A、經由導電性粘合劑而載置有壓電振動片從而電連接於激振電極的激振電極連接區域230C、及形成於切口部區域230A與激振電極連接區域230C之間的侵蝕防止區域230B形成。而且，安裝端子242是由形成於基座240的基材表面的安裝端子242A、及形成於安裝端子242A的表面的安裝端子242B形成，切口部電極244是由形成於基座240的基材表面的切口部電極244A、及形成於切口部電極244A的表面的切口部電極244B而形成。

圖13(a)是圖12的B-B截面圖。蓋210經由接合材150而接合於基座240，從而在壓電元件200內形成密封的空腔(cavity)201。壓電元件200中，經由導電性粘合劑156而將引出電極222連接於激振電極連接區域230C，從而將壓電振動片220載置於空腔201。

形成於基座240的連接電極230、切口部電極244A、及安裝端子242A是在基座240與蓋210接合之前，利用濺鍍或蒸鍍等方法形成。切口部電極244B及安裝端子242B是在基座240與蓋210接合之後，利用無電解鍍敷形成。

圖13(b)是圖13(a)的虛線182的放大圖。圖13(b) 中，表示利用焊料152將壓電元件200接合於基板160時的放大圖。

連接電極230的切口部區域230A及激振電極連接區域230C是由形成於基座240的基材表面的第1層291A、形成於第1層291A的表面的第2層291B、及形成於第2層291B的表面的第3層291C而形成。而且，切口部電極244A是由形成於基座240的基材表面的第1層293A、形成於第1層293A的表面的第2層293B、及形成於第2層293B的表面的第3層293C而形成。

切口部區域230A的第1層291A與切口部電極244A的第1層293A一體地形成為鉻(Cr)層，切口部區域230A的第2層291B與切口部電極244A的第2層293B一體地形成為鎳(Ni)及鎢(W)的合金層，切口部區域230A的第3層291C與切口部電極244A的第3層293C一體地形成為金(Au)層。而且，侵蝕防止區域230B是與圖5(b)的侵蝕防止區域130B同樣地由鉻(Cr)形成。(註解：圖13(b)也已進行與圖5(b)相同的修正)

切口部電極244B是由形成於切口部電極244A的表面的第1層294A、與形成於第1層294A的表面的第2層294B而形成。第1層294A為鎳(Ni)層，第2層294B為金(Au)層。

焊料152受到加熱時會侵蝕金(Au)層即第2層294B，從而到達切口部電極244B的第1層294A。此處，切口部電極244B的第1層294A為鎳(Ni)層，因此，焊料152的侵蝕速度變慢。然而，該第1層294A形成得較薄，例如為30Å。因此，有時，焊料152會侵蝕該第1層294A而到達切口部電極244A。

已到達切口部電極244A的焊料152會到達導電性粘合劑156。導電性粘合劑主要包含用於使壓電振動片固定的粘結劑(binder)、與用於賦予導電性的導電填料(filler)。導電填料例如包含銀(Ag)粒子。焊料152中所含的錫(Sn)也會侵蝕銀(Ag)，因此，焊料152可能會經由導電性粘合劑156而到達壓電振動片220的引出電極222及激振電極221。

壓電元件200中，在連接電極230形成有侵蝕防止區域230B，從而能防止焊料152到達激振電極連接區域230C。由此，能防止焊料152到達壓電振動片220。

圖13(b)中，侵蝕防止區域230B是以露出於空腔201內的狀態形成，但侵蝕防止區域230B也可形成於接合材150的-Y'軸側。而且，連接電極230中，也可不形成切口部區域230A而僅由激振電極連接區域230C及侵蝕防止區域230B形成。該情況下，侵蝕防止區域230B連接於切口部電極244A。進而，侵蝕防止區域230B可形成為與第1實施方式中表示的侵蝕防止區域130B相同的各種形狀、構成。

以上，已對於本發明的最佳實施方式進行詳細說明，但是，正如熟悉本領域的技術人員所知，本發明可在其技術範圍內對實施方式進行各種變更、變形後實施。而且，可對各實施方式的特徵進行各種組合後予以實施。

例如，所述實施方式中，引出電極及連接電極的切口部區域及激振電極連接區域包含第1層的鉻(Cr)層、第2層的鎳(Ni)與鎢(W)的合金層、及第3層的金(Au)層。然而，也可形成其他金屬層來代替該第1層及第2層。具體而言，也可形成使用有能與該第3層的金屬、及構成壓電振動片的壓電材料保持一定的接合強度的金屬的層。

所述實施方式中，引出電極及連接電極的切口部區域及激振電極連接區域及激振電極的表面的層即第3層包含金(Au)。然而，也可使用銀(Ag)、或金(Au)、銀(Ag)、及鈀(Pd)的合金來代替金(Au)。銀(Ag)與金(Au)同樣也容易受焊料152的侵蝕。然而，如上文所述，該侵蝕在引出電極及連接電極的侵蝕防止區域受到制止。

第1實施方式中，侵蝕防止區域130B形成於框部122。然而，侵蝕防止區域130B的形成部位並不限於此，也可形成於例如連接部126。該情況下，焊料152的侵蝕也在侵蝕防止區域130B受到制止，因此，能避免焊料152侵蝕至振動部124。

而且，侵蝕防止區域130B的一部分也可與切口部對向區域170重疊。該情況下，只要侵蝕防止區域130B延伸至將切口部對向區域170與激振電極連接區域130C截斷的區域，也能防止焊料152侵蝕至激振電極128。

而且，所述實施方式中，振動部為矩形，但也可為音叉型、橢圓形、圓形等其他形狀。而且，壓電振動片為AT切的晶體，但也可使用Z切或BT切等的晶體。而且，壓電元件100、壓電元件200為晶體振子，但也可為包括振盪電路的搭載有積體電路(Integrated Circuit，IC)的壓電振盪器。而且，壓電振動片120、壓電振動片220是由晶體形成，但也可使用晶體以外的壓電材料、例如鉭酸鋰、鈮酸鋰或壓電陶瓷(ceramic)。

100‧‧‧壓電元件

110‧‧‧蓋

122‧‧‧框部

124‧‧‧振動部

126‧‧‧連接部

128‧‧‧激振電極

130‧‧‧引出電極

130A‧‧‧切口部區域

130B‧‧‧侵蝕防止區域

130C‧‧‧激振電極連接區域

140‧‧‧基座

142‧‧‧安裝端子

144‧‧‧切口部電極

146‧‧‧端部電極

148‧‧‧切口部

150、151‧‧‧接合材

180‧‧‧虛線

X、Y'、Z'‧‧‧軸

Claims

一種壓電元件，其特徵在於，包括：壓電振動片，包含壓電材料，且具有激振部、及形成於所述激振部的兩個主面的激振電極；引出電極，從所述激振電極引出；及基座，具有形成於側面的切口部、形成於與載置所述壓電振動片的主面為相反側的主面的安裝端子、及形成於所述切口部且將所述引出電極與所述安裝端子連接的切口部電極，且所述引出電極包括連接於所述切口部電極的切口部區域、連接於所述激振電極的激振電極連接區域、及形成於所述切口部區域及所述激振電極連接區域之間且用於防止焊料的侵蝕的侵蝕防止區域，所述侵蝕防止區域內的所述引出電極不含金(Au)及銀(Ag)而形成，所述切口部區域及所述激振電極連接區域內的所述引出電極至少含有金(Au)或銀(Ag)中的至少一者而形成。
如申請專利範圍第1項所述的壓電元件，其中所述壓電振動片還具有包圍所述激振部的周圍的框部、及連接所述激振部與所述框部的連接部，所述引出電極沿著所述框部而配置，所述基座利用接合材而與所述框部接合。
如申請專利範圍第2項所述的壓電元件，其中所述侵蝕防止區域形成於所述框部。
如申請專利範圍第1項所述的壓電元件，其中所述引出電極沿著載置所述基座的所述壓電振動片的主面而配置。
如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的壓電元件，其中所述侵蝕防止區域是由鉻(Cr)層、鎳(Ni)層、鎢(W)層、鉬(Mo)層、鎳鎢(NiW)層、鈦(Ti)層、或鉻(Cr)層與鎳鎢(NiW)層組成的2層而形成，在所述切口部區域及所述激振電極連接區域的表面形成有金(Au)層或銀(Ag)層。
如申請專利範圍第3項所述的壓電元件，其中還包括覆蓋所述壓電振動片的蓋，所述侵蝕防止區域是由將所述蓋與所述基座接合的非導電性的接合材而形成。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的壓電元件，其中所述侵蝕防止區域是由將所述基座與所述壓電振動片的框部接合的非導電性的接合材而形成。
如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的壓電元件，其中所述切口部區域及所述激振電極連接區域是由鉻(Cr)層、形成於所述鉻(Cr)層的表面的鎳鎢(NiW)層、及形成於所述鎳鎢(NiW)層的表面的金(Au)層而形成。