TW202410631A - 壓電振動裝置 - Google Patents

Abstract

晶體振盪器(101)中，形成有第一激勵電極(221)、第二激勵電極(222)的晶體振動片(2)由配置在其上下的第一密封構件(3)、第二密封構件(4)夾持，並通過將彼此的密封部接合而實現氣密密封。在第一密封構件(3)上形成有將第一主面(311)側與第二主面(312)側穿透的第四貫穿孔(323)，第四貫穿孔(323)的第一主面(311)側的開口部(323a)的開口面積大於第二主面(312)側的開口部(323b)的開口面積；在Z´軸方向上，密封面側開口周圍電極(323c)的寬度(W2)大於外表面側開口周圍電極(37a)的寬度(W1)。

Description

壓電振動裝置

本發明關於一種壓電振動裝置。

近年，各種電子設備的工作頻率的高頻化、封裝體的小型化(尤其是低矮化)在不斷發展。因此，隨著高頻化、封裝體的小型化，要求壓電振動裝置(例如晶體振動子、晶體振盪器等)也要與高頻化、封裝體的小型化相對應。

這種壓電振動裝置中，其殼體被構成為近似長方體的封裝體。該封裝體例如是通過將形成有激勵電極的晶體振動片用配置在其上下的晶體密封片夾持而構成的，並通過將彼此的密封部接合而實現封裝體內部(內部空間)的氣密密封(例如，參照專利文獻1)。

如上所述的壓電振動裝置中，在晶體密封片上形成有將外表面側與密封面側之間穿透的通孔，通過該通孔的內壁面上形成的內壁電極、及通孔的開口部周圍形成的開口周圍電極，而實現通往激勵電極的導通路徑。開口周圍電極不僅作為導通路徑發揮作用，而且還發揮與晶體振動片上形成的電極緊密接合而維持相對於外部環境的氣密性的密封作用。

上述通孔的內壁電極及開口周圍電極例如是通過在由Ti(鈦)構成的基底電極層的上層層疊由Au(金)構成的表面主電極層而構成的。但是，由於配置在晶體振動片的上側的晶體密封片上形成的通孔呈露於外部，所以存在水分等會從通孔的開口部滲入的可能性，從而內壁電極和開口周圍電極的基底電極層(Ti層)有可能被腐蝕。這樣，在高溫高濕環境下、或長年使用之後，內壁電極和開口周圍電極的基底電極層的腐蝕會發展，如果到達內部空間，則有可能無法確保封裝體的內部空間的氣密性。

[專利文獻1]：日本特開第2010－252051號公報

鑒於上述情況，本發明的目的在於，提供一種能夠抑制通孔的開口周圍電極的腐蝕發展的壓電振動裝置。

作為解決上述技術問題的技術方案，本發明採用以下結構。即，本發明的壓電振動裝置是將形成有激勵電極的晶體振動片用配置在其上下的晶體密封片夾持、並通過將彼此的密封部接合而實現氣密密封的壓電振動裝置，其中：在所述晶體密封片上形成有將外表面側與密封面側之間穿透的通孔，在所述通孔中，設置有形成在內壁面上的內壁電極、形成在外表面側的開口部周圍的外表面側開口周圍電極、及形成在密封面側的開口部周圍的密封面側開口周圍電極，並且，所述通孔具有中空的貫穿部分，所述通孔的外表面側的開口部的開口面積大於所述密封面側的開口部的開口面積，在Z´軸方向上，所述密封面側開口周圍電極的寬度大於所述外表面側開口周圍電極的寬度。

基於上述結構，由於在Z´軸方向上通孔的密封面側開口周圍電極的寬度大於外表面側開口周圍電極的寬度，所以，與外表面側開口周圍電極的寬度與密封面側開口周圍電極的寬度相同的情形相比，能夠抑制密封面側開口周圍電極的腐蝕發展，從而能盡可能地確保封裝體的內部空間的氣密性。另外，由於通孔的外表面側開口周圍電極的寬度小於密封面側開口周圍電極的寬度，所以，與外表面側開口周圍電極的寬度與密封面側開口周圍電極的寬度相同的情形相比，晶體密封片的外表面側的佈線設計更容易，有利於封裝體的小型化。

此處，在通孔的外表面側的開口部的開口面積與密封面側的開口部的開口面積相同的情形下，如果要確保密封面側開口周圍電極的寬度，則需要將包含通孔和周圍電極在內的整個構件的體積擴大。對此，基於上述結構，通過使通孔的開口部的開口面積存在大小關係，使密封面側的開口部的開口面積小於外表面側的開口部的開口面積，能夠使該通孔的周圍獲得額外的空間，從而易於確保密封面側開口周圍電極的寬度。這樣，便無需將包含通孔和周圍電極在內的整個構件的體積擴大，能夠成為有利於小型化的結構。其結果，由於能使密封面側開口周圍電極的寬度增大，所以密封面側開口周圍電極的密封部的面積也不會太小，從而能穩定地確保面積。因此，與無法確保密封部面積的情形相比，能夠抑制腐蝕的發展。

另外，對AT切割晶體振動片進行濕式蝕刻加工時，由於水晶的各向異性，通孔會沿Z´軸傾斜，從而因設計上的偏差等，有時會無法充分確保周圍電極的寬度。對此，基於上述結構，通過在Z´軸方向上將密封面側開口周圍電極形成得較大，易於解決這些問題，從而有利於氣密的穩定性和導通的穩定性。

上述結構中，較佳為，在X軸方向上，所述密封面側開口周圍電極的寬度大於所述外表面側開口周圍電極的寬度。由此，不僅在Z´軸方向上，而且在X軸方向上通孔的密封面側開口周圍電極的寬度也大於外表面側開口周圍電極的寬度，因而，與外表面側開口周圍電極的寬度與密封面側開口周圍電極的寬度相同的情形相比，能夠抑制密封面側開口周圍電極的腐蝕發展、盡可能地確保封裝體的內部空間的氣密性。

另外，本發明的壓電振動裝置是將形成有激勵電極的晶體振動片用配置在其上下的晶體密封片夾持、並通過將彼此的密封部接合而實現氣密密封的壓電振動裝置，其中：在所述晶體密封片上形成有將外表面側與密封面側之間穿透的通孔，在所述通孔中，設置有形成在內壁面上的內壁電極、形成在外表面側的開口部周圍的外表面側開口周圍電極、及形成在密封面側的開口部周圍的密封面側開口周圍電極，並且，所述通孔具有中空的貫穿部分，所述通孔的外表面側的開口部的開口面積大於所述密封面側的開口部的開口面積，在X軸方向上，所述密封面側開口周圍電極的寬度大於所述外表面側開口周圍電極的寬度。

基於上述結構，由於在X軸方向上，通孔的密封面側開口周圍電極的寬度大於外表面側開口周圍電極的寬度，所以，與外表面側開口周圍電極的寬度與密封面側開口周圍電極的寬度相同的情形相比，能夠抑制密封面側開口周圍電極的腐蝕發展，盡可能地確保封裝體的內部空間的氣密性。另外，由於通孔的外表面側開口周圍電極的寬度小於密封面側開口周圍電極的寬度，所以，與外表面側開口周圍電極的寬度與密封面側開口周圍電極的寬度相同的情形相比，晶體密封片的外表面側的佈線設計更容易，從而有利於封裝體的小型化。

此處，在通孔的外表面側的開口部的開口面積與密封面側的開口部的開口面積相同的情形下，如果要確保密封面側開口周圍電極的寬度，則需要將包含通孔和周圍電極在內的整個構件的體積擴大。對此，基於上述結構，通過使通孔的開口部的開口面積存在大小關係，使密封面側的開口部的開口面積小於外表面側的開口部的開口面積，能夠在該通孔的周圍獲得額外的空間，從而易於確保密封面側開口周圍電極的寬度。這樣，便無需使包含通孔和周圍電極在內的整個構件的體積擴大，能夠成為有利於小型化的結構。其結果，由於能夠使密封面側開口周圍電極的寬度增大，所以密封面側開口周圍電極的密封部的面積不會太小，能夠穩定地確保面積。由此，與無法確保密封部面積的情形相比，能夠抑制腐蝕發展。

上述結構中，較佳為，所述接合是Au彼此間的擴散接合，所述密封面側開口周圍電極包含由Au構成的表面主電極層、及由Ti構成的基底電極層。由此，能夠抑制通孔的密封面側開口周圍電極的基底電極層的腐蝕發展、盡可能地確保封裝體的內部空間的氣密性。另外，通過Au彼此間的擴散接合(Au－Au接合)，能夠使晶體振動片與晶體密封片之間的間隙變小，從而有利於封裝體的低矮化。進一步，由於接合時不會因接合構件而引起氣體等產生，所以能夠使封裝體的內部空間的氣密穩定，從而不容易對晶體振動片的電特性產生不良影響。

上述結構中，較佳為，所述通孔的外表面側的開口部的中心與相向的所述通孔的密封面側的開口端附近重疊，所述通孔的密封面側的開口部的中心與相向的所述通孔的外表面側的開口端附近重疊。由此，能夠通過濕式蝕刻加工在晶體密封片上可靠地形成通孔，而且，由於通孔的體積無需增大，所以有利於封裝體的小型化。

上述結構中，較佳為，在所述通孔的所述晶體密封片的厚度方向的中間部分，設置有開口截面面積最小的中間開口部，所述通孔的外表面側的開口部的中心與所述中間開口部重疊，所述通孔的密封面側的開口部的中心與所述中間開口部重疊。由此，能夠通過濕式蝕刻加工在晶體密封片上可靠地形成通孔，而且，由於通孔的體積無需增大，所以有利於封裝體的小型化。另外，能夠防止通孔的內壁電極、外表面側開口周圍電極、及密封面側開口周圍電極斷線等。

上述結構中，較佳為，所述密封面側開口周圍電極的外周端比所述通孔的外表面側的開口端更位於外側。由此，由於密封物之間沒有間隙，所以能夠更可靠地實現Au－Au接合，從而能夠使封裝體的內部空間的氣密性穩定。

發明效果：

基於本發明，由於通孔的密封面側開口周圍電極的寬度大於外表面側開口周圍電極的寬度，所以，與外表面側開口周圍電極的寬度與密封面側開口周圍電極的寬度相同的情形相比，能夠抑制密封面側開口周圍電極的腐蝕發展，盡可能地確保封裝體的內部空間的氣密性。

以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行詳細說明。以下的實施方式中，對於應用本發明的晶體振動裝置是晶體振盪器的情形進行說明。但是，適用本發明的晶體振動裝置不局限於晶體振盪器，本發明也可應用於晶體振動子。

本實施方式的晶體振盪器101如圖1所示那樣，具備晶體振動片2、第一密封構件3、第二密封構件4、及IC晶片5。該晶體振盪器101中，晶體振動片2與第一密封構件3接合、晶體振動片2與第二密封構件4接合，從而構成近似長方體的三明治結構的封裝體12。另外，在第一密封構件3的與晶體振動片2接合的接合面的相反側的主面上，安裝有IC晶片5。作為電子部件元件的IC晶片5是與晶體振動片2一起構成振盪電路的單晶片積體電路元件。

晶體振動片2中，在作為一方的主面的第一主面211上形成有第一激勵電極221，在作為另一方的主面的第二主面212上形成有第二激勵電極222。並且，晶體振盪器101中，晶體振動片2的兩個主面(第一主面211、第二主面212)分別與第一密封構件3、第二密封構件4接合，從而形成封裝體12的內部空間，包含第一激勵電極221及第二激勵電極222的振動部22(參照圖4、圖5)被氣密密封在該內部空間中。

本實施方式的晶體振盪器101採用例如1.0×0.8mm的封裝體尺寸，實現了小型化和低矮化。另外，伴隨小型化，封裝體12上未形成雉堞牆，採用後述的貫穿孔來實現電極的導通。在採用雉堞牆的情況下，由於形成在封裝體12的外表面，所以存在封裝體12的外形尺寸容易改變、機械強度容易降低的問題。另外，在採用雉堞牆的情況下，由於暴露於外部，所以存在因某種碰撞而發生斷線的可能性較高的問題。但是，本實施方式中，由於通過貫穿孔來實現電極的導通，所以能夠避免上述問題發生。

下面，參照圖1～圖7，對晶體振盪器101中的晶體振動片2、第一密封構件3、及第二密封構件4的各構件進行說明。另外，在此，對尚未接合的分別為單體結構的各構件進行說明。

如圖4、圖5所示，晶體振動片2是由水晶構成的壓電基板，其兩個主面(第一主面211、第二主面212)被加工(鏡面加工)成平坦平滑面。本實施方式中，採用進行厚度剪切振動的AT切割晶體片作為晶體振動片2。圖4、圖5所示的晶體振動片2中，晶體振動片2的兩個主面(211、212)位於XZ´平面。該XZ´平面中，與晶體振動片2的短邊方向平行的方向為X軸方向，與晶體振動片2的長邊方向平行的方向為Z´軸方向。另外，AT切割是指對人工水晶的三個晶軸，即，電氣軸(X軸)、機械軸(Y軸)及光學軸(Z軸)中，在X軸的周向以相對Z軸傾斜35°15′的角度進行切割的加工手法。AT切割晶體片中，X軸與水晶的晶軸一致。Y´軸及Z´軸與相對水晶的晶軸的Y軸及Z軸分別傾斜35°15′的軸一致。Y´軸方向及Z´軸方向相當於對AT切割晶體片進行切割時的切割方向。

在晶體振動片2的兩個主面(211、212)上，形成有一對激勵電極(第一激勵電極221、第二激勵電極222)。晶體振動片2具有被構成為近似矩形的振動部22、包圍著該振動部22的外周的外框部23、通過將振動部22與外框部23連結而保持著振動部22的保持部24。即，晶體振動片2採用將振動部22、外框部23及保持部24設為一體的結構，外框部23與振動部22之間形成有貫穿部。

本實施方式中，保持部24僅設置在振動部22與外框部23之間的一個部位。另外，振動部22及保持部24被構成為壁厚比外框部23薄。通過這樣的外框部23與保持部24之間的厚度差異，能夠使外框部23與保持部24的壓電振動的固有頻率不同，從而外框部23不容易與保持部24的壓電振動產生共振。另外，保持部24的形成部位不局限於一個部位，保持部24也可以設置在振動部22與外框部23之間的兩個部位(例如，－Z´軸方向的兩側)。

保持部24僅從位於振動部22的＋X方向及－Z´方向的一個角部朝著－Z´方向延伸(突出)到外框部23。如此，振動部22的外周端部中，由於在壓電振動的移位較小的角部設置了保持部24，所以，與在角部以外的部分(邊的中間部位)設置保持部24的情形相比，能夠通過保持部24防止壓電振動洩漏到外框部23，使振動部22更高效地進行壓電振動。另外，與設置兩個以上的保持部24的情形相比，能夠減小作用於振動部22的應力，降低因這樣的應力引起的壓電振動的頻率位移，從而能夠提高壓電振動的穩定性。

第一激勵電極221設置在振動部22的第一主面211側，第二激勵電極222設置在振動部22的第二主面212側。在第一激勵電極221、第二激勵電極222上，連接有用於將這些激勵電極與外部電極端子連接的引出佈線(第一引出佈線223、第二引出佈線224)。第一引出佈線223從第一激勵電極221引出，並經由保持部24與形成在外框部23的連接用接合圖案27相連。第二引出佈線224從第二激勵電極222引出，並經由保持部24與形成在外框部23的連接用接合圖案28相連。如此，在保持部24的第一主面211側形成了第一引出佈線223，在保持部24的第二主面212側形成了第二引出佈線224。

在晶體振動片2的兩個主面(第一主面211、第二主面212)上，分別設置有用於使晶體振動片2與第一密封構件3及第二密封構件4接合的振動側密封部。作為第一主面211的振動側密封部，形成有用於與第一密封構件3接合的振動側第一接合圖案251。另外，作為第二主面212的振動側密封部，形成有用於與第二密封構件4接合的振動側第二接合圖案252。振動側第一接合圖案251及振動側第二接合圖案252設置在外框部23，並被構成為俯視為環狀。第一激勵電極221、第二激勵電極222未與振動側第一接合圖案251及振動側第二接合圖案252電連接。

另外，如圖4、圖5所示，在晶體振動片2上形成有將第一主面211與第二主面212之間穿透的五個貫穿孔。具體而言，四個第一貫穿孔261分別設置在外框部23的四個角落(角部)的區域。第二貫穿孔262設置在外框部23上的振動部22的Z´軸方向的一側(圖4、圖5中是－Z´方向側)。在第一貫穿孔261的周圍，分別形成有連接用接合圖案253。另外，在第二貫穿孔262的周圍，第一主面211側形成有連接用接合圖案254，第二主面212側形成有連接用接合圖案28。

在第一貫穿孔261及第二貫穿孔262中，沿著各貫穿孔的內壁面形成有用於將第一主面211和第二主面212上形成的電極導通的貫穿電極。另外，第一貫穿孔261及第二貫穿孔262各自的中間部分成為將第一主面211與第二主面212之間穿透的中空狀態的貫穿部分。

晶體振動片2中，可通過相同的工序形成第一激勵電極221、第二激勵電極222、第一引出佈線223、第二引出佈線224、振動側第一接合圖案251、振動側第二接合圖案252、及連接用接合圖案(253、254、27、28)。具體而言，它們可由在晶體振動片2的兩個主面(211、212)上進行物理氣相沉積而形成的基底膜、及在該基底膜上進行物理氣相沉積而層疊形成的接合膜形成。另外，本實施方式中，對基底膜使用Ti(鈦)或Cr(鉻)，對接合膜使用Au(金)。

如圖2、圖3所示，第一密封構件3是由一枚水晶晶片構成的長方體基板，該第一密封構件3的第二主面312(與晶體振動片2接合的面)被加工(鏡面加工)成平坦平滑面。在該第一密封構件3的第一主面311(安裝IC晶片5的面)上，如圖2所示那樣，形成有包含安裝作為振盪電路元件的IC晶片5的安裝墊的六個電極圖案37。IC晶片5採用金屬凸塊(例如Au凸塊等)38(參照圖1)，通過FCB(Flip　Chip　Bonding，覆晶接合)法與電極圖案37接合。

如圖2、圖3所示，在第一密封構件3上形成有分別與六個電極圖案37連接、將第一主面311與第二主面312之間穿透的六個貫穿孔。具體而言，四個第三貫穿孔322設置在第一密封構件3的四個角落(角部)的區域。第四貫穿孔323、第五貫穿孔324分別設置在圖2及圖3的A2方向、A1方向。另外，圖2、圖3、圖6、圖7的A1及A2方向分別與圖4、圖5的－Z´方向及＋Z´方向一致，圖2、圖3、圖6、圖7的B1及B2方向分別與圖4、圖5的－X方向及＋X方向一致。

在第三貫穿孔322及第四貫穿孔323、第五貫穿孔324中，沿著各貫穿孔的內壁面形成有用於將形成在第一主面311和第二主面312上的電極導通的貫穿電極(內壁電極)。另外，第三貫穿孔322及第四貫穿孔323、第五貫穿孔324各自的中間部分成為將第一主面311與第二主面312之間穿透的中空狀態的貫穿部分。

在第一密封構件3的第二主面312上，形成有用於與晶體振動片2接合的作為密封側第一密封部的密封側第一接合圖案321。密封側第一接合圖案321被構成為俯視為環狀。

另外，第一密封構件3的第二主面312中，在第三貫穿孔322的周圍分別形成有連接用接合圖案34。在第四貫穿孔323的周圍形成有連接用接合圖案351，在第五貫穿孔324的周圍形成有連接用接合圖案352。進一步，在相對於連接用接合圖案351為第一密封構件3的長軸方向的相反側(A1方向側)，形成有連接用接合圖案353，連接用接合圖案351與連接用接合圖案353通過佈線圖案33相連接。另外，連接用接合圖案353未與連接用接合圖案352連接。

第一密封構件3中，密封側第一接合圖案321、連接用接合圖案(34、351～353)、及佈線圖案33可通過相同的工序形成。具體而言，它們可由在第一密封構件3的第二主面312上進行物理氣相沉積而形成的基底膜、及在該基底膜上進行物理氣相沉積而層疊形成的接合膜構成。另外，本實施方式中，對基底膜使用Ti(或Cr)，對接合膜使用Au。

如圖6、圖7所示，第二密封構件4是由一枚水晶晶片構成的長方體基板，該第二密封構件4的第一主面411(與晶體振動片2接合的面)被加工(鏡面加工)成平坦平滑面。在該第二密封構件4的第一主面411上，形成有用於與晶體振動片2接合的作為密封側第二密封部的密封側第二接合圖案421。密封側第二接合圖案421被構成為俯視為環狀。

在第二密封構件4的第二主面412(不與晶體振動片2相向的外側的主面)上，設置有與外部電連接的四個外部電極端子43。外部電極端子43分別位於第二密封構件4的四個角落(角部)。

如圖6、圖7所示，在第二密封構件4上形成有將第一主面411與第二主面412之間穿透的四個貫穿孔。具體而言，四個第六貫穿孔44設置在第二密封構件4的四個角落(角部)的區域。第六貫穿孔44中，沿著各貫穿孔的內壁面形成有用於將第一主面411和第二主面412上形成的電極導通的貫穿電極。另外，第六貫穿孔44各自的中間部分成為將第一主面411與第二主面412之間穿透的中空狀態的貫穿部分。另外，第二密封構件4的第一主面411中，在第六貫穿孔44的周圍分別形成有連接用接合圖案45。

第二密封構件4中，密封側第二接合圖案421和連接用接合圖案45可由相同的工序形成。具體而言，它們可由在第二密封構件4的第一主面411上進行物理氣相沉積而形成的基底膜、及在該基底膜上進行物理氣相沉積而層疊形成的接合膜構成。另外，本實施方式中，對基底膜使用Ti(或Cr)，對接合膜使用Au。

包含具有上述結構的晶體振動片2、第一密封構件3、及第二密封構件4的晶體振盪器101中，晶體振動片2與第一密封構件3在振動側第一接合圖案251和密封側第一接合圖案321相疊合的狀態下擴散接合，晶體振動片2與第二密封構件4在振動側第二接合圖案252和密封側第二接合圖案421相疊合的狀態下擴散接合，從而製成圖1所示的三明治結構的封裝體12。由此，封裝體12的內部空間，即，振動部22的收納空間被氣密密封。

此時，上述連接用接合圖案彼此也以相疊合的狀態擴散接合。這樣，通過連接用接合圖案彼此的接合，晶體振盪器101中，第一激勵電極221、第二激勵電極222、IC晶片5及外部電極端子43能夠實現電導通。

具體而言，第一激勵電極221依次經由第一引出佈線223、連接用接合圖案27與連接用接合圖案353的接合部、佈線圖案33、連接用接合圖案351、第四貫穿孔323內的貫穿電極、及電極圖案37，與IC晶片5連接。第二激勵電極222依次經由第二引出佈線224、連接用接合圖案28、第二貫穿孔262內的貫穿電極、連接用接合圖案254與連接用接合圖案352的接合部、第五貫穿孔324內的貫穿電極、及電極圖案37，與IC晶片5連接。另外，IC晶片5依次經由電極圖案37、第三貫穿孔322內的貫穿電極、連接用接合圖案34與連接用接合圖案253的接合部、第一貫穿孔261內的貫穿電極、連接用接合圖案253與連接用接合圖案45的接合部、及第六貫穿孔44內的貫穿電極，與外部電極端子43連接。

這樣，如上所述那樣製造的三明治結構的封裝體12中，第一密封構件3與晶體振動片2之間有1.00μm以下的間隙，第二密封構件4與晶體振動片2之間有1.00μm以下的間隙。即，第一密封構件3與晶體振動片2之間的接合構件的厚度在1.00μm以下，第二密封構件4與晶體振動片2之間的接合構件的厚度在1.00μm以下(具體而言，本實施方式的Au－Au接合為0.15μm～1.00μm)。另外，作為比較，採用了Sn(錫)的以往的金屬膏密封構件為5μm～20μm。

本實施方式中，如上所述那樣，晶體振盪器101中，形成有第一激勵電極221和第二激勵電極222的晶體振動片2被配置在其上下的第一密封構件(晶體密封片)3和第二密封構件(晶體密封片)4夾持，通過將彼此的密封部接合而實現氣密密封。在第一密封構件3上形成有將外表面側的第一主面311側與密封面側的第二主面312側穿透的第四貫穿孔(通孔)323和第五貫穿孔(通孔)324，在第四貫穿孔323、第五貫穿孔324上，設置有在內壁面上形成的貫穿電極(內壁電極)、在外表面側的開口部的周圍形成的外表面側開口周圍電極、及在密封面側的開口部的周圍形成的密封面側開口周圍電極，並且，該第四貫穿孔323、第五貫穿孔324具有中空的貫穿部分。並且，第四貫穿孔323、第五貫穿孔324的外表面側的開口部的開口面積大於密封面側的開口部的開口面積；在Z´軸方向上，密封面側開口周圍電極的寬度大於外表面側開口周圍電極的寬度。對此，參照圖8～圖12進行說明。另外，在此對圖8～圖12所示的第四貫穿孔323的結構進行說明，但第五貫穿孔324也採用相同的結構。另外，圖11中僅示出了第四貫穿孔323的截面形狀，省略了其它構件的圖示。另外，圖12中，省略了形成在第四貫穿孔323的周圍的電極等的圖示。

在此，作為晶體密封片的第一密封構件3由AT切割晶體片構成，通過對矩形的晶體片(水晶片)實施濕式蝕刻加工，而形成六個貫穿孔(參照圖2、圖3)。對第一密封構件3的第一主面311及第二主面312的兩個主面進行濕式蝕刻加工後，會因水晶的各向異性而在第一密封構件3上形成具有圖8、圖12所示的截面形狀的貫穿孔。圖8示出沿與第四貫穿孔323的Y´Z´平面平行的平面切割後的截面圖，圖12示出沿與第四貫穿孔323的XY´平面平行的平面切割後的截面圖。如圖8、圖12所示那樣，第四貫穿孔323不是單純的圓筒形狀，而是從第一密封構件3的第一主面311及第二主面312的兩個主面對第一密封構件3進行濕式蝕刻加工時得到的形狀。圖8所示的截面形狀中，第四貫穿孔323是越位於下方(－Y´方向側)越靠近封裝體12的內部空間側(圖8中是－Z´方向側)地傾斜的形狀。另一方面，圖12所示的截面形狀中，第四貫穿孔323是大致沿著豎直方向貫穿的形狀。

本實施方式中，在第四貫穿孔323的第一主面311側的開口部323a的周圍形成的外表面側開口周圍電極37a被設置在上述電極圖案37的一個端部。第二主面312側的開口部323b的周圍形成的密封面側開口周圍電極323c是通過上述連接用接合圖案351(參照圖3)與晶體振動片2的第一主面211上形成的連接用接合圖案255(參照圖4)的擴散接合(Au－Au接合)而形成的。密封面側開口周圍電極323c採用包含由Au構成的表面主電極層和由Ti構成的基底電極層的結構。

並且，第四貫穿孔323的第一主面311側的開口部323a的開口面積(圖9中比斜線陰影部分更靠內側的部分的面積)大於第二主面312側的開口部323b的開口面積(圖10中比斜線陰影部分更靠內側的部分的面積)。在Z´軸方向上，密封面側開口周圍電極323c的寬度W2(圖10)大於外表面側開口周圍電極37a的寬度W1(圖9)。另外，在X軸方向上，密封面側開口周圍電極323c的寬度W2(圖10)也大於外表面側開口周圍電極37a的寬度W1(圖9)。本實施方式中，在整個一周，周密封面側開口周圍電極323c的寬度W2(圖10)都大於外表面側開口周圍電極37a的寬度W1(圖9)。

基於本實施方式，由於第四貫穿孔323的密封面側開口周圍電極323c的寬度W2大於外表面側開口周圍電極37a的寬度W1，所以，與外表面側開口周圍電極37a的寬度W1與密封面側開口周圍電極323c的寬度W2相同的情形相比，能夠防止密封面側開口周圍電極323c的基底電極層(Ti層)的腐蝕發展到封裝體12的內部空間，從而能盡可能地確保封裝體12的內部空間的氣密性。另外，由於第四貫穿孔323的外表面側開口周圍電極37a的寬度W1小於密封面側開口周圍電極323c的寬度W2，所以，與外表面側開口周圍電極37a的寬度W1與密封面側開口周圍電極323c的寬度W2相同的情形相比，第一密封構件3的第一主面311的佈線設計更容易，從而有利於封裝體12的小型化。

在此，較佳為，外表面側開口周圍電極37a的寬度W1及密封面側開口周圍電極323c的寬度W2為10μm～30μm。如果外表面側開口周圍電極37a的寬度W1及密封面側開口周圍電極323c的寬度W2未達到10μm，則存在密封的穩定性惡化的可能性。相反，如果外表面側開口周圍電極37a的寬度W1及密封面側開口周圍電極323c的寬度W2大於30μm，則第一密封構件3的第一主面311及第二主面312的佈線設計變得困難，從而難以實現封裝體12的小型化。

通常，在第四貫穿孔323的第一主面311側的開口部323a的開口面積與第二主面312側的開口部323b的開口面積相同的情形下，如果要確保密封面側開口周圍電極323c的寬度W2，則需要將包含第四貫穿孔323和周圍電極(外表面側開口周圍電極37a及密封面側開口周圍電極323c)的整個構件的體積擴大。對此，基於本實施方式，通過使第四貫穿孔323的開口部323a和開口部323b的開口面積存在大小關係，使第二主面312側的開口部323b的開口面積小於第一主面311側的開口部323a的開口面積，在該第四貫穿孔323的周圍能夠獲得額外的空間，從而易於確保密封面側開口周圍電極323c的寬度W2。因而，無需將包含第四貫穿孔323和周圍電極的整個構件的體積擴大，從而有利於實現小型化結構。其結果，由於能夠使密封面側開口周圍電極323c的寬度W2較大，所以密封面側開口周圍電極323c的密封部的面積不會太小，能夠穩定地確保面積。由此，與無法確保密封部的面積的情形相比，能夠抑制腐蝕發展。

另外，對AT切割晶體振動片實施濕式蝕刻加工後，因水晶的各向異性，第四貫穿孔323會沿著Z´軸傾斜，從而有時會因設計上的偏差等而無法充分確保周圍電極的寬度。對此，基於本實施方式，由於在Z´軸方向上密封面側開口周圍電極323c被形成得較大，所以易於對應這些問題，從而有利於氣密的穩定性和導通的穩定性。

另外，本實施方式中，俯視時第四貫穿孔323的第一主面311側的開口部323a的中心C1(圖9)與相向的第四貫穿孔323的第二主面312側的開口部323b的開口端附近重疊。俯視時第四貫穿孔323的第二主面312側的開口部323b的中心C2(圖10)與相向的第四貫穿孔323的第一主面311側的開口部323a的開口端附近重疊。第四貫穿孔323的第一主面311側的開口部323a的中心C1(圖9)是根據開口部323a的X軸方向的長度的中間位置及開口部323a的Z´軸方向的長度的中間位置而設定的位置。較佳為，開口部323a的開口端附近是指，相距開口部323a的開口端10μm以內。較佳為，開口部323b的開口端附近是指，相距開口部323b的開口端10μm以內。由此，能夠通過濕式蝕刻加工在第一密封構件3上可靠地形成第四貫穿孔323，而且，由於第四貫穿孔323的體積無需增大，所以有利於封裝體12的小型化。

另外，在第四貫穿孔323的第一密封構件3的厚度方向的中間部位，設置有開口截面面積最小的中間開口部323d(圖12)。這樣，本實施方式中，在第一密封構件3的厚度方向的大致中間部位設置有中間開口部323d。俯視時，第四貫穿孔323的第一主面311側的開口部323a的中心C1(圖9)與中間開口部323d重疊，第四貫穿孔323的第二主面312側的開口部323b的中心C2(圖10)與中間開口部323d重疊。由此，能夠通過濕式蝕刻加工在第一密封構件3上可靠地形成第四貫穿孔323，而且，由於第四貫穿孔323的體積無需增大，所以有利於封裝體12的小型化。另外，能夠防止第四貫穿孔323的貫穿電極、外表面側開口周圍電極37a、及密封面側開口周圍電極323c發生斷線等。

進一步，第四貫穿孔323的密封面側開口周圍電極323c的外周端(在此情況下是－Z´方向側的外周端)比第四貫穿孔323的第一主面311側的開口部323a的開口端更位於外側。因此，由於密封物之間沒有間隙，從第一主面311至密封面側開口周圍電極323c的面為止，加壓時的壓力是垂直地施加，所以能夠更可靠地實現Au－Au接合，從而能夠使封裝體12的內部空間的氣密性穩定。

在此，從利用濕式蝕刻加工在第一密封構件3上穩定地形成第四貫穿孔323的觀點出發，對第四貫穿孔323的尺寸等進行了如下設定。如圖11所示，在第一密封構件3的厚度T1為40μm的情況下，若第四貫穿孔323的第一主面311側的開口部323a的Z´軸方向的長度(開口徑)為D1、第四貫穿孔323的第二主面312側的開口部323b的Z´軸方向的長度(開口徑)為D2，則較佳為，D1＋D2為80μm～120μm。較佳為，將第四貫穿孔323的第一主面311側的開口部323a的中心C1與第二主面312側的開口部323b的中心C2連結的虛擬線L1相對於豎直方向的傾斜角度α1為10°～30°。較佳為，從第四貫穿孔323的第一主面311側的開口部323a的＋Z´方向側的開口端至第二主面312側的開口部323b的－Z´方向側的開口端為止的Z´軸方向的長度D3為55μm～75μm。

本發明可不超出其構思、主旨或主要特徵地以其它各種方式實施。因此，上述實施方式僅是對各方面的示例而已，不可進行限定性的解釋。本發明的範圍是請求項所示的範圍，不受說明書本文的任何限定。而且，屬於與請求項等同的範圍的變形和變更全部在本發明的範圍內。

上述實施方式中，在整個一周，第四貫穿孔323的密封面側開口周圍電極323c的寬度W2(圖10)都大於外表面側開口周圍電極37a的寬度W1(圖9)，但並非一定是在整個一周都大。只要在至少X軸方向或Z´軸方向上，第四貫穿孔323的密封面側開口周圍電極323c的寬度W2(圖10)大於外表面側開口周圍電極37a的寬度W1(圖9)即可。

上述實施方式中，作為晶體振動片，採用了進行厚度剪切振動的AT切割晶體振動片，但也可以採用除此以外的晶體振動片(例如SC切割晶體振動片、Z切割晶體振動片(水晶Z板)等)。例如，本發明也適用於如圖13所示那樣的具備由Z切割晶體振動片構成的音叉型晶體振動片的壓電振動裝置。

圖13所示的音叉型晶體振動片6採用具備形成為音叉形狀的振動部62、包圍著該振動部62的外周的外框部63、及通過將振動部62與外框部63連結而保持著振動部62的保持部64的結構。音叉型晶體振動片6採用振動部62、外框部63及保持部64被設為一體的結構，在外框部63與振動部62之間形成有貫穿部6a。另外，圖13中示出了音叉型晶體振動片6的第一主面611側。另外，省略了形成在振動部62的第一激勵電極、第二激勵電極；及與第一激勵電極、第二激勵電極連接的引出佈線等的圖示。

振動部62採用具備沿Y´軸方向延伸的兩根腳部(62a、62b)、及與腳部(62a、62b)的端部連接的基部62c的結構。腳部(62a、62b)從基部62c的靠－Y´方向側的端部朝著－Y´方向延伸。在腳部(62a、62b)的第一主面611及第二主面上，分別形成有凹部(62d、62e)，腳部(62a、62b)的截面形狀為近似H字形。保持部64僅設置在振動部62與外框部63之間的一個部位。在振動部62的基部62c的靠＋Y´方向側的端部，保持部64從基部62c的X軸方向的中間部位朝著＋Y´方向一直延伸到外框部63。

上述實施方式中，例如利用Au－Au接合那樣的金屬間接合來實現第一密封構件3與晶體振動片2的接合、及第二密封構件4與晶體振動片2的接合，但也可以利用硬焊材料來實現第一密封構件3與晶體振動片2的接合、及第二密封構件4與晶體振動片2的接合。

上述實施方式中，對於將本發明應用於第一密封構件3的第四、第五貫穿孔323的情形進行了說明，但不局限於此，也可以將本發明應用於在第一密封構件3的四個角落設置的第三貫穿孔322。另外，還可以將本發明應用於第二密封構件4的第六貫穿孔44。另外，上述實施方式中，用AT切割晶體片構成作為晶體密封片的第一密封構件3及第二密封構件4，但不局限於此，也可以用其它的晶體振動片(例如SC切割晶體片、Z切割晶體片等)構成第一密封構件3及第二密封構件4；或者，還可以用玻璃構成第一密封構件3及第二密封構件4。

例如，如圖14、圖15所示那樣，本發明也適用於採用僅在第二密封構件4上形成貫穿孔的結構的晶體振動子102(壓電振動裝置)。該晶體振動子102中，晶體振動片2由AT切割晶體振動片構成，但作為晶體密封片的第一密封構件3及第二密封構件4由Z切割晶體片構成。

晶體振動子102中，通過晶體振動片2與第一密封構件3接合、晶體振動片2與第二密封構件4接合，構成了近似長方體的三明治結構的封裝體，晶體振動片2的振動部被氣密密封於封裝體的內部空間。晶體振動片2、第一密封構件3及第二密封構件4採用與上述實施方式的晶體振動片2、第一密封構件3及第二密封構件4相似的結構(參照圖2～圖7)，但在貫穿孔46僅形成於第二密封構件4這一點上，與上述實施方式不同。本實施方式中，在晶體振動片2及第一密封構件3上未形成貫穿孔，在第二密封構件4的四個角落(角部)形成了貫穿孔46。

詳細而言，如圖15所示那樣，在第二密封構件4上形成有將外表面側的第二主面412側與密封面側的第一主面411側穿透的貫穿孔46，在貫穿孔46中設置有在內壁面上形成的貫穿電極(省略圖示)、在外表面側的開口部46a的周圍形成的外表面側開口周圍電極46c、及在密封面側的開口部46b的周圍形成的密封面側開口周圍電極46d，而且，該貫穿孔46具有中空的貫穿部分。

本實施方式中，作為晶體密封片的第二密封構件4由Z切割晶體片構成，通過對矩形的晶體片進行濕式蝕刻加工而形成了貫穿孔46。對第二密封構件4的第一主面411及第二主面412的兩個主面進行濕式蝕刻加工後，會因水晶的各向異性而在第二密封構件4上形成具有圖15所示那樣的截面形狀的貫穿孔46。圖15示出將貫穿孔46沿平行於XZ´平面的平面切割後的截面圖。如圖15所示那樣，貫穿孔46不是單純的圓筒形狀，而是從第二密封構件4的第一主面411及第二主面412的兩個主面對第二密封構件4進行濕式蝕刻加工後的形狀。在Z切割晶體片的情形下，由於與AT切割晶體片在水晶的結晶取向上不同，所以濕式蝕刻時形成的貫穿孔46的形成狀態與上述實施方式的第四貫穿孔323(參照圖8)不同。具體而言，貫穿孔46的外表面側的開口部46a的開口面積大於密封面側的開口部46b的開口面積；在X軸方向上，密封面側開口周圍電極46d的寬度W4大於外表面側開口周圍電極46c的寬度W3。另外，不局限於上述三層結構的壓電振動裝置，本發明也適用於四層以上結構的壓電振動裝置。

本申請基於2022年7月29日在日本提出申請的特願2022－121680號要求優先權。不言而喻，其所有內容被導入於本申請。

以上概述了數個實施例的部件，使得在本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本發明實施例的概念。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者應該理解，可以使用本發明實施例作為基礎，來設計或修改其他製程和結構，以實現與在此所介紹的實施例相同的目的及/或達到相同的好處。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解，這些等效的結構並不背離本發明的精神和範圍，並且在不背離本發明的精神和範圍的情況下，在此可以做出各種改變、取代和其他選擇。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。

101:晶體振盪器(壓電振動裝置) 2:晶體振動片(壓電振動片) 3:第一密封構件(晶體密封片) 4:第二密封構件 5:IC晶片 12:封裝體 37:電極圖案 38:金屬凸塊 43:外部電極端子 44:第六貫穿孔 211:第一主面 212:第二主面 261:第一貫穿孔 262:第二貫穿孔 37a:外表面側開口周圍電極 221:第一激勵電極 222:第二激勵電極 311:第一主面 312:第二主面 322:第三貫穿孔 323:第四貫穿孔(通孔) 323a:第一主面側的開口部 323b:第二主面側的開口部 323c:密封面側開口周圍電極 324:第五貫穿孔 W1:外表面側開口周圍電極的寬度 W2:密封面側開口周圍電極的寬度

在以下附圖以及說明中闡述了本說明書中所描述之主題之一或多個實施例的細節。從說明、附圖和申請專利範圍，本說明書之主題的其他特徵、態樣與優點將顯得明瞭，其中： 圖1是示意性地表示本發明的實施方式的晶體振盪器的各構成部分的概要結構圖。 圖2是晶體振盪器的第一密封構件的第一主面側的概要俯視圖。 圖3是晶體振盪器的第一密封構件的第二主面側的概要俯視圖。 圖4是晶體振盪器的晶體振動片的第一主面側的概要俯視圖。 圖5是晶體振盪器的晶體振動片的第二主面側的概要俯視圖。 圖6是晶體振盪器的第二密封構件的第一主面側的概要俯視圖。 圖7是晶體振盪器的第二密封構件的第二主面側的概要俯視圖。 圖8是表示第一密封構件上形成的第四貫穿孔的截面形狀的一例的圖。 圖9是圖8的X1－X1線截面圖。 圖10是圖8的X2－X2線截面圖。 圖11是用於說明第四貫穿孔的尺寸等的圖。 圖12是表示第四貫穿孔的其它的截面形狀的圖。 圖13是其它的實施方式一的晶體振盪器的音叉型晶體振動片的第一主面側的概要俯視圖。 圖14是示意性地表示其它的實施方式二的晶體振動子的各構成部分的概要結構圖。 圖15是表示圖14的晶體振動子的第二密封構件上形成的貫穿孔的截面形狀的一例的圖。

101:晶體振盪器(壓電振動裝置)

2:晶體振動片(壓電振動片)

3:第一密封構件(晶體密封片)

4:第二密封構件

5:IC晶片

12:封裝體

37:電極圖案

38:金屬凸塊

43:外部電極端子

44:第六貫穿孔

211:第一主面

212:第二主面

261:第一貫穿孔

262:第二貫穿孔

311:第一主面

312:第二主面

322:第三貫穿孔

323:第四貫穿孔(通孔)

324:第五貫穿孔

Claims (7)

1. 一種壓電振動裝置，將形成有激勵電極的晶體振動片用配置在其上下的晶體密封片夾持，並通過將彼此的密封部接合而實現氣密密封，其中： 在所述晶體密封片上形成有將外表面側與密封面側之間穿透的通孔， 在所述通孔中，設置有形成在內壁面上的內壁電極、形成在外表面側的開口部周圍的外表面側開口周圍電極、及形成在密封面側的開口部周圍的密封面側開口周圍電極，並且，所述通孔具有中空的貫穿部分， 所述通孔的外表面側的開口部的開口面積大於所述密封面側的開口部的開口面積， 在Z´軸方向上，所述密封面側開口周圍電極的寬度大於所述外表面側開口周圍電極的寬度。
2. 如請求項1所述的壓電振動裝置，其中： 在X軸方向上，所述密封面側開口周圍電極的寬度大於所述外表面側開口周圍電極的寬度。
3. 一種壓電振動裝置，將形成有激勵電極的晶體振動片用配置在其上下的晶體密封片夾持，並通過將彼此的密封部接合而實現氣密密封，其中： 在所述晶體密封片上形成有將外表面側與密封面側之間穿透的通孔， 在所述通孔中，設置有形成在內壁面上的內壁電極、形成在外表面側的開口部周圍的外表面側開口周圍電極、及形成在密封面側的開口部周圍的密封面側開口周圍電極，並且，所述通孔具有中空的貫穿部分， 所述通孔的外表面側的開口部的開口面積大於所述密封面側的開口部的開口面積， 在X軸方向上，所述密封面側開口周圍電極的寬度大於所述外表面側開口周圍電極的寬度。
4. 如請求項1至3中任一項所述的壓電振動裝置，其中： 所述接合是Au彼此間的擴散接合， 所述密封面側開口周圍電極包含由Au構成的表面主電極層、及由Ti構成的基底電極層。
5. 如請求項1至3中任一項所述的壓電振動裝置，其中： 所述通孔的外表面側的開口部的中心與相向的所述通孔的密封面側的開口端附近重疊， 所述通孔的密封面側的開口部的中心與相向的所述通孔的外表面側的開口端附近重疊。
6. 如請求項1至3中任一項所述的壓電振動裝置，其中： 在所述通孔的所述晶體密封片的厚度方向的中間部分，設置有開口截面面積最小的中間開口部， 所述通孔的外表面側的開口部的中心與所述中間開口部重疊，所述通孔的密封面側的開口部的中心與所述中間開口部重疊。
7. 如請求項1至3中任一項所述的壓電振動裝置，其中： 所述密封面側開口周圍電極的外周端比所述通孔的外表面側的開口端更位於外側。