TWI548211B - 壓電元件及壓電元件的製造方法 - Google Patents
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Description
本申請案主張在2011年8月5日,向日本專利局提出申請的日本專利申請書第2011-171423號的優先權,該專利申請書所揭露的內容完整併入於本說明書中。
本發明是有關於一種壓電元件(piezoelectric device)的製造方法,「形成於城堡形部分(castellation)的配線電極」是:經由接合材料的側面而延伸至「壓電片的引出電極」為止。而且,本發明是有關於一種利用所述方法而製造的壓電元件。
具有以規定的振動數進行振動的壓電振動片的壓電元件已經為人們所知。所述壓電元件是由基底板及蓋板所夾持而形成。所述壓電元件中,在基底板的側面形成城堡形部分。形成於城堡形部分的配線電極將安裝端子與激振電極電性連接。
例如,日本專利特開平6-343017號公報揭示了如下的壓電元件。所述壓電元件中,在基底板上形成有通孔(through hole)。在通孔中形成有電極。所述電極將形成於基底板表面的電極、與形成於基底板背面的電極相互電性接合。通孔是從基底板的表面及背面進行蝕刻(etching)而形成。藉此,以向基底板的外側突出的方式,而形成通孔的中間部。即,通孔的中間部的直徑形成得較小。關於城堡形部分,亦與通孔同樣,向基底板的外側突出地形成
「城堡形部分的中間部」。因此,城堡形部分包含:基底板的「朝向表側方向的面」與「朝向背側方向的面」。因此,形成於城堡形部分的電極是:通過從城堡形部分的表側及背側的兩面進行濺鍍(sputtering)或真空蒸鍍等來形成。
另一方面,希望的是,壓電元件的製造步驟得以進一步簡化。並且,電極材料也有時使用昂貴的金屬,希望的是,電極材料的使用量得以削減。只要對基底板的城堡形部分從一方的主面進行濺鍍或真空蒸鍍等,便可簡化製造步驟,也可以減少電極材料的使用量。
因此,本發明提供一種壓電元件,通過濺鍍或真空蒸鍍等,來形成外部電極、及「至壓電振動片的引出電極為止的配線電極」。本發明還提供一種所述壓電元件的製造方法。
本發明的第1觀點是壓電元件。此壓電元件包括:壓電振動片、基底板及非導電性的接合材料。壓電振動片包括:一對激振電極及一對引出電極。一對引出電極是從該一對激振電極引出。基底板包括:含有一對外部電極的安裝面及配置壓電振動片的接合面。形成了從自安裝面至接合面的側面起朝向內側凹陷的一對城堡形部分。基底板包含:玻璃或壓電材料。非導電性的接合材料配置於壓電振動片與基底板之間。非導電性的接合材料將壓電振動片與基底板加以接合。一對城堡形部分包含:第1面及第2面。第1面從安裝面起朝向接合面側延伸至外側。第2面從接
合面起朝向安裝面延伸至外側。第2面的面積小於第1面的面積。配線電極形成於第1面、第2面及接合材料的側面。配線電極為與外部電極相同的電極層。配線電極從外部電極延伸至引出電極為止。
本發明的第2觀點是製造所述壓電元件的製造方法。此製造方法包括:準備基底晶圓(base wafer)的步驟;準備壓電晶圓(piezoelectric wafer)的步驟;以及接合步驟。基底晶圓包括多個基底板。基底板包括「形成外部電極的安裝面」及「該安裝面的相反側的接合面」。接合步驟是:利用接合材料將所述基底晶圓與所述壓電晶圓加以接合。
根據本發明,可從一方的主面進行濺鍍或真空蒸鍍等。由此,可利用簡單的製造方法來製造壓電元件。
以下,根據附圖詳細說明本發明的實施方式。再者,關於本發明的範圍,在以下說明中只要無特別限定本發明的內容記載,則並不限於這些方式。
圖1是壓電元件100的分解立體圖。壓電元件100是表面安裝型的壓電元件。壓電元件100安裝於印刷基板等而使用。壓電元件100主要包含:蓋板(lid plate)110、基底板(base plate)120a及壓電振動片130a。蓋板110例如由陶瓷、玻璃或壓電材料等所形成。基底板120a例如由晶體材料等壓電材料所形成。並且,壓電振動片130a中,例如可使用AT切割的晶體材料。AT切割的晶體材料
中,主面(YZ面)相對於結晶軸(XYZ)的Y軸,以X軸為中心、而從Z軸向Y軸方向傾斜35度15分。以下說明中,以AT切割的晶體材料的軸方向為基準,將經傾斜的新軸用作Y'軸及Z'軸。即,壓電元件100中,將壓電元件100的長邊方向設為X軸方向,將壓電元件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。
基底板120a形成為:長邊沿X軸方向延伸,短邊沿Z'軸方向延伸的矩形形狀。基底板120a在-Y'軸側的面上,包含:形成外部電極125及接地端子126的安裝面。外部電極125是用來通過焊錫將壓電元件100電性連接於印刷基板等的電極。接地端子126是用來去除壓電元件100中所帶的靜電等的端子。並且,基底板120a中,在+Y'軸側的面、即接合面122上塗布非導電性的接合材料140(參照圖2A~圖2C)。然後,基底板120a與壓電振動片130a接合。進而,在基底板120a上,形成有從接合面122向-Y'軸方向凹陷而形成的凹部123。再者,基底板120a包含:-X軸側的+Z'軸側、及+X軸側的-Z'軸側的角部的側面。在這些側面上,分別形成有朝基底板120a的內側凹陷的城堡形部分127。在各城堡形部分127,形成有配線電極128,並且配線電極128與外部電極125電性連接。
蓋板110形成為:長邊沿X軸方向延伸,短邊沿Z'軸方向延伸的矩形形狀。在蓋板110的-Y'軸側的面上,形成有通過接合材料140(參照圖2A~圖2C)接合於壓電
振動片130a的接合面112。並且,在蓋板110上,形成有從接合面112向+Y'軸方向凹陷而形成的凹部111。
壓電振動片130a包含:激振部133、框部134及連結部135。激振部133是以規定的振動數進行振動。框部134是以包圍激振部133的周圍的方式形成。連結部135將激振部133與框部134加以連結。並且,在激振部133與框部134之間的連結部135以外的區域,形成有沿Y'軸方向貫通壓電振動片130a的貫通槽136。進而,在激振部133的+Y'軸側及-Y'軸側的面上分別形成有激振電極131。從形成於+Y'軸側的激振電極131起,經由形成於-X軸側的連結部135及貫通槽136的-X軸側的+Z'軸側的側面,而引出了引出電極132。引出電極132是引出至框部134的-Y'軸側的面的-X軸側的+Z'軸側的角部為止。並且,從形成於-Y'軸側的激振電極131起,經由形成於+X軸側的連結部135,而引出了引出電極132。引出電極132是引出至框部134的-Y'軸側的面的+X軸側的-Z'軸側的角部為止。
圖2A是圖1的A-A剖面的剖面圖。壓電元件100是以如下方式形成。基底板120a的接合面122與壓電振動片130a的框部134的-Y'軸側的面是:通過非導電性的接合材料140而接合。並且,蓋板110的接合面112與壓電振動片130a的框部134的+Y'軸側的面是:通過非導電性的接合材料140而接合。接合材料140中,可使用例如熔點為500度以下的玻璃接合材料即低熔點玻璃、或者聚醯亞胺樹脂(polyimide resin)等樹脂系接合材料等。基底板120a
的城堡形部分127如圖2A所示,包含:第1面127a及第2面127b。第1面127a從基底板120a的-Y'軸側的面起,朝向基底板120a的接合面122側的方向延伸至外側。第2面127b從接合面122起,朝向基底板120a的-Y'軸側的面的方向延伸至外側。第2面127b形成得比第1面127a的面積更窄。即,第1面127a的法線向量(normal vector)具有-Y'軸方向的成分,第2面127b的法線向量具有+Y'軸方向的成分。在基底板120a的-Y'軸側的面上,形成有外部電極125。並且,在城堡形部分127的第1面127a、第2面127b及接合材料140的側面形成有配線電極128。外部電極125與配線電極128是由相同電極層所形成。而且,外部電極125與「壓電振動片130a的引出電極132」是:通過配線電極128而相互電性連接。
圖2B是基底板120a的平面圖。在基底板120a的+Y'軸側的接合面122上未形成電極。而且,在城堡形部分127,將基底板120a與壓電振動片130a接合之後,形成配線電極128。
圖2C是表示有外部電極125及接地端子126的基底板120a的平面圖。圖2C中表示有,從「基底板120a的+Y'軸側」透過基底板120a而形成於「基底板120a的-Y'軸側的面」上的「外部電極125及接地端子126」。外部電極125是以連接於城堡形部分127的方式而形成。而且,接地端子126包含:未形成城堡形部分127的基底板120a的角部而形成。而且,外部電極125及接地端子126是以:
與基底板120a的短邊及長邊之間,未空間隔地連接的方式而形成。
用於壓電元件的接合材料,會因為安裝到印刷基板等時所使用的焊錫等的熱而受到影響。由此,有時壓電元件內的密封會遭到破壞。壓電元件100中,法線向量具有-Y'軸方向的成分的第1面127a形成得大於第2面127b。藉此,焊錫難以抵達至壓電振動片130a與基底板120a之間。因此,可抑制焊錫對形成於壓電振動片130a與基底板120a之間的接合材料140的影響。
圖3是表示壓電元件100的製造方法的流程圖。以下,參照圖3對壓電元件100的製造方法進行說明。
在步驟S101中,準備壓電晶圓W130。壓電晶圓W130是由壓電材料形成的晶圓,在壓電晶圓W130上形成有後述的多個壓電振動片。
圖4是壓電晶圓W130的平面圖。在壓電晶圓W130上,沿X軸方向及Z'軸方向交替地形成有壓電振動片130a及壓電振動片130b。而且,在圖4中,在相鄰的各壓電振動片130a、130b的邊界上,以兩點鏈線表示有切割線(scribe line)142。切割線142是後述步驟S107中切斷晶圓(wafer)的線。壓電振動片130a在激振部133的+X軸側的-Z'軸側、及-X軸側的+Z'軸側連結著連結部135。而且,壓電振動片130b在激振部133的「+X軸側的+Z'軸側」及「-X軸側的-Z'軸側」連結著連結部135。因此,在壓電
振動片130a上,引出有引出電極132直至「框部134的-Y'軸側的面」的「『+X軸側的-Z'軸側』及『-X軸側的+Z'軸側』」的角部為止。而且,在壓電振動片130b上,將引出電極132引出至「框部134的-Y'軸側的面」的「『+X軸側的+Z'軸側』」及「『-X軸側的-Z'軸側』」的角部為止。壓電振動片130a與壓電振動片130b的不同只在於:連結部135的形成位置及「將引出電極132引出的方向」等。壓電振動片130a及壓電振動片130b具有相同的電氣特性。
在步驟S102中,準備基底晶圓W120。在基底晶圓W120上,形成凹部123及「沿Y'軸方向貫通基底晶圓W120的貫通孔143」。由此,在基底晶圓W120上形成多個基底板(如後述)。
圖5是基底晶圓W120的平面圖。在基底晶圓W120上,沿X軸方向及Z'軸方向交替地形成有基底板120a及基底板120b。而且,圖5中,在相鄰的各基底板的邊界上,以兩點鏈線表示有切割線142。切割線142是後述步驟S107中切斷晶圓的線。在沿X軸方向及Z'軸方向延伸的切割線142的交點上,在X軸方向及Z'軸方向上每隔一個交點形成有:一個沿Y'軸方向貫通基底晶圓W120的貫通孔143。在基底板120a上,在+X軸側的-Z'軸側及-X軸側的+Z'軸側形成貫通孔143。而且,在基底板120b上,在+X軸側的+Z'軸側及-X軸側的-Z'軸側形成貫通孔143。貫通孔143在後述步驟S107中切斷晶圓後,成為城堡形部分127。
圖6A~圖6D及圖7A~圖7D是:表示圖5所示的「基底晶圓W120的製作方法」的流程圖的各步驟的圖。在圖6A~圖6D及圖7A~圖7D所示的各步驟的右側,表示了用來說明各步驟的圖。圖6A~圖6D及圖7A~圖7D中所示的用來說明各步驟的圖是:相當於圖5所示的基底晶圓W120的B-B剖面的剖面圖。以下,參照圖6A~圖6D及圖7A~圖7D說明基底晶圓W120的製作方法。
在圖6A~圖6D的步驟S201中,準備「由壓電材料形成的晶圓」。圖6A中表示有「由晶體等壓電材料所形成的基底晶圓W120」的部分剖面圖。步驟S201中所準備的基底晶圓W120,如圖6A所示,將+Y'軸側及-Y'軸側的面形成為平面狀。
在步驟S202中,在基底晶圓W120的+Y'軸側及-Y'軸側的兩面上,形成耐蝕膜(anticorrosion film)150及光阻膜(photoresist)151。圖6B是在+Y'軸側及-Y'軸側的面上,形成有耐蝕膜150及光阻膜151的基底晶圓W120的部分剖面圖。在基底晶圓W120的+Y'軸側及-Y'軸側的面上,首先,形成耐蝕膜150。然後,在耐蝕膜150的表面上形成光阻膜151。耐蝕膜150是通過在基底晶圓W120上進行金屬膜的濺鍍或蒸鍍等而形成。耐蝕膜150是例如以如下方式形成。在基底晶圓W220上形成鎳(Ni)、鉻(Cr)、鈦(Ti)或鎳鎢合金(NiW)等的膜作為底層。然後,在底層上形成金(Au)或銀(Ag)等的膜。光阻膜151是利用旋轉塗布(spin coat)等的方法,而均勻地塗布
於耐蝕膜150的表面上。
在步驟S203中,對光阻膜151進行曝光及顯影,而對耐蝕膜150進行蝕刻。圖6C是已去除-Y'軸側的面的光阻膜151及耐蝕膜150的一部分的基底晶圓W120的部分剖面圖。步驟S203中,被去除光阻膜151及耐蝕膜150的區域為區域144。在區域144內,形成基底晶圓W120的-Y'軸側的面的貫通孔143。區域144形成為圓形,其直徑形成為長度WX1。
在步驟S204中,對基底晶圓W120進行濕式蝕刻(wet etching)。藉此,形成貫通孔143的一部分。圖6D是對貫通孔143的一部分已進行濕式蝕刻的基底晶圓W120的部分剖面圖。在步驟S204中,對在步驟S203中所形成的區域144內露出的壓電材料進行濕式蝕刻。藉此,在基底晶圓W120的-Y'軸側的面上形成貫通孔143的一部分、即第1貫通孔143a。壓電材料有時對蝕刻而言具有各向異性。而且,蝕刻液難以循環至「基底晶圓W120的第1貫通孔143a」的裡面為止。因此,第1貫通孔143a是以越朝+Y'軸方向深入第1貫通孔143a的口徑越小的方式形成。當將所述第1貫通孔143a的口徑的直徑設為長度WX2時,長度WX1大於長度WX2。而且,第1貫通孔143a的Y'軸方向的深度形成為第1距離HY1。第1貫通孔143a形成基底板的城堡形部分127的第1面127a(參照圖2A~圖2C)。
在圖7A的步驟S205中,在基底晶圓W120的+Y'軸
側及-Y'軸側的面、即兩主面上,形成耐蝕膜150及光阻膜151。步驟S205是從圖6D的步驟S204起繼續進行的步驟。圖7A是在+Y'軸側及-Y'軸側的面上,形成有耐蝕膜150及光阻膜151的基底晶圓W120的部分剖面圖。步驟S204之後,去除形成於基底晶圓W120上的所有耐蝕膜150及光阻膜151。然後,再次在基底晶圓W120的+Y'軸側及-Y'軸側的面的整個面上,形成耐蝕膜150及光阻膜151。
在步驟S206中,對光阻膜151進行曝光及顯影,而對耐蝕膜150進行蝕刻。圖7B是對光阻膜151已進行曝光及顯影,並且對耐蝕膜150已進行蝕刻的基底晶圓W120的部分剖面圖。經去除的耐蝕膜150及光阻膜151位於區域145及區域146。區域145是形成基底晶圓W120的+Y'軸側的面的貫通孔143的區域。而且,區域146是形成凹部123的區域。區域145形成為直徑為大於長度WX2的長度WX3的圓形。
在步驟S207中,對基底晶圓W120進行濕式蝕刻。由此,形成凹部123及貫通孔143的一部分。圖7C是利用濕式蝕刻,而形成有貫通孔143的一部分及凹部123的基底晶圓W120的部分剖面圖。在步驟S207中,對在步驟S206中所形成的區域145及區域146內露出的壓電材料進行濕式蝕刻。由此,在基底晶圓W120的+Y'軸側的面上形成貫通孔143的一部分即第2貫通孔143b及凹部123。第2貫通孔143b是以越朝-Y'軸方向深入,第2貫通孔143b的口徑越小的方式而形成。而且,第2貫通孔143b的Y'
軸方向的深度形成為:短於第1距離HY1的第2距離HY2。通過形成第2貫通孔143b,來形成基底板的城堡形部分127的第2面127b(參照圖2A~圖2C)。
在步驟S208中,去除光阻膜151及耐蝕膜150。圖7D是已去除光阻膜151及耐蝕膜150的基底晶圓W120的部分剖面圖。圖7D是圖5的B-B剖面圖。在步驟S208中,去除光阻膜151及耐蝕膜150。藉此,準備形成有凹部123及貫通孔143的基底晶圓W120。貫通孔143包含:第1面127a及第2面127b,在第1面127a與第2面127b之間形成中間部127c。貫通孔143的中間部127c的直徑形成為長度WX2。
返回至圖3,在步驟S103中,準備蓋晶圓W110。蓋晶圓W110在-Y'軸側的面上形成凹部111。藉此,在蓋晶圓W110上形成多個蓋板110。
在步驟S104中,將基底晶圓W120與壓電晶圓W130相互接合。步驟S104是接合步驟。圖8A是壓電晶圓W130與基底晶圓W120相互接合而成的晶圓的部分剖面圖。圖8A中表示,包含圖5的B-B剖面的剖面圖。基底晶圓W120與壓電晶圓W130是通過接合材料140,而將「基底晶圓W120的接合面122」與「壓電晶圓W130的框部134的-Y'軸側的面」加以接合。此時,在面對貫通孔143的引出電極132上未形成接合材料140。而且,基底晶圓W120與壓電晶圓W130是:以壓電振動片130a與基底板120a重合,壓電振動片130b與基底板120b重合的方式而接合。
在步驟S105中,將壓電晶圓W130與蓋晶圓W110相互接合。圖8B是壓電晶圓W130與蓋晶圓W110接合而成的晶圓的部分剖面圖。蓋晶圓W110與壓電晶圓W130是通過接合材料140,而將蓋晶圓W110的接合面112與壓電晶圓W130的框部134的+Y'軸側的面加以接合。
在步驟S106中,在基底晶圓W120上形成電極。圖8C是在基底晶圓W120上形成有電極的晶圓的部分剖面圖。步驟S106是配線形成步驟。在基底晶圓W120的-Y'軸側的面上,通過濺鍍或真空蒸鍍等而形成金屬膜。藉此,在基底晶圓W120上形成接地端子126、外部電極125及配線電極128。金屬膜例如是以下述方式形成,通過遮罩(mask)147而在基底晶圓W120上形成鉻(Cr)膜,然後在鉻膜的表面上形成金(Au)膜。外部電極125及配線電極128通過相同的步驟而形成。因此,外部電極125及配線電極128是由相互連續地連接的相同的金屬膜所形成。並且,貫通孔143的+Y'軸側的開口由壓電晶圓W130的框部134所封閉。因此,金屬膜蔓延形成於整個貫通孔143中。然後,在「朝向貫通孔143而露出的接合材料140」及引出電極132的表面上也形成金屬膜。因此,通過步驟S106,使外部電極125、配線電極128及引出電極132相互電性連接。
在步驟S107中,通過切片(dicing)來切斷經由步驟S106而形成有電極的晶圓。步驟S107中,沿圖4、圖5及圖8A~圖8C所示的切割線142,利用切片鋸(dicing
saw)(未圖示)等來切斷晶圓。藉此,形成各個壓電元件100。
壓電元件100的製造方法中,在基底晶圓W120的+Y'軸側的面上不進行濺鍍或真空蒸鍍。由此,優選的是,製造步驟得以簡化。而且,在基底晶圓W120的+Y'軸側的面上未進行濺鍍或真空蒸鍍。由此,優選的是,可減少電極材料的使用量。此外,基底板的貫通孔143是以下述方式形成,使法線向量具有-Y'軸方向的成分的第1面127a的面積、大於第2面127b的面積。因此,容易對第1面127a形成得較寬的貫通孔143、從基底晶圓W120的-Y'軸側進行金屬膜的蒸鍍。而且,第2面127b中,第2面127b的面積形成得較小,貫通孔143的+Y'軸側的開口由壓電振動片的框部134所封閉。由此,在第2面127b上也容易形成金屬膜。即,壓電元件100中,容易在貫通孔143中形成電極。
基底板也可以將玻璃作為基材。玻璃中不存在對濕式蝕刻的各向異性。因此,當基底板是以玻璃為基材時,城堡形部分的形狀不同於第1實施方式中所揭示的城堡形部分。以下,對於使用了以玻璃為基材的基底板的壓電元件進行說明。而且,在以下說明中,關於與第1實施方式相同的部分標注相同的編號並省略其說明。
圖9是壓電元件200的分解立體圖。壓電元件200主
要包含:蓋板110、基底板220及壓電振動片130a。壓電元件200中,基底板220是以玻璃為基材而形成。
基底板220形成為:長邊沿X軸方向延伸,短邊沿Z'軸方向延伸的矩形形狀。基底板220在-Y'軸側的面上,包含:形成外部電極225(參照圖10A)及接地端子226(參照圖10C)的安裝面。外部電極225是用來將壓電元件200通過焊錫電性連接於印刷基板等的電極。接地端子226是用來去除壓電元件200所帶的靜電等的端子。而且,在基底板220的+Y'軸側的面、即接合面222上,塗布接合材料140。接著,基底板220與壓電振動片130a接合。然後,在基底板220上,形成有從接合面222朝-Y'軸方向凹陷而形成的凹部223。在基底板220的四角的角部的側面,形成有:朝基底板220的內側凹陷的城堡形部分227。城堡形部分227是在基底板220的長邊及短邊上延伸而形成。而且,城堡形部分227由第1面271、第2面272及突起面273所形成。第1面271從安裝面起朝向接合面222側延伸至外側。第2面272從接合面222起朝向安裝面延伸至外側。第2面272的面積小於第1面271的面積。突起面273配置於第1面271與第2面272之間。突起面273比第1面271及第2面272更向基底板220的外側突出。在各城堡形部分227上形成有配線電極228。配線電極228與外部電極225電性連接。
圖10A是圖9的C-C剖面的剖面圖。壓電元件200是以如下方式形成。將「基底板220的接合面222」與「壓
電振動片130a的框部134的-Y'軸側的面」通過接合材料140加以接合。並且,將「蓋板110的接合面112」與「壓電振動片130a的框部134的+Y'軸側的面」通過接合材料140加以接合,藉此形成壓電元件200。基底板220的城堡形部分227包含:第1面271、第2面272及突起面273。第1面271及第2面272形成為:朝向基底板220的內側凹陷的曲面。而且,突起面273是向基底板220的外側突出而形成。在基底板220的-Y'軸側的面上,形成有接地端子226(參照圖10C)及外部電極225。而且,在城堡形部分227上形成有配線電極228。配線電極228是由與外部電極225連續的相同電極的層而形成。而且,配線電極228將外部電極225與「形成於壓電振動片130a的框部134的引出電極132」加以電性連接。
圖10B是基底板220的平面圖。在基底板220的+Y'軸側的面上未形成電極。而且,在基底板220的+X軸側的-Z'軸側及-X軸側的+Z'軸側的城堡形部分227,將基底板220與壓電振動片130a加以接合之後,形成配線電極228。形成於城堡形部分227的配線電極228是以未連接於基底板220的與Z'軸平行的短邊及與X軸平行的長邊的方式而形成。即,在X-Z'平面上,在與城堡形部分227的基底板220的短邊及長邊連接的端部227a上,未形成配線電極228。在城堡形部分227的端部227a,玻璃露出至外部。
圖10C是表示有外部電極225及接地端子226的基底板220的平面圖。圖10C中表示有:從基底板220的+Y'
軸側透過基底板220,而形成於基底板220的-Y'軸側的面上的外部電極225及接地端子226。外部電極225是以連接於城堡形部分227,而未連接於基底板220的短邊及長邊的方式而形成。而且,接地端子226是以未連接於基底板220的短邊、長邊及城堡形部分227的方式而形成。
壓電元件200包含:「基底板220的城堡形部分227的第1面271」。第1面271是以朝向「基底板220的內側」凹陷的曲面而形成。由此,優選的是,當將壓電元件200安裝至印刷基板等時,焊錫難以抵達至接合面222,接合材料140難以受到焊錫的影響。而且,在壓電元件200中,第2面272的面積形成得較小。由此,基底板220的接合面222的面積形成得較大。因此,優選的是,形成為接合材料140的形成面積變大。
壓電元件200是與壓電元件100同樣地根據圖3所示的流程圖而製作。以下,一邊參照圖3,一邊說明壓電元件200的製造方法。
在步驟S101中,準備壓電晶圓W230。壓電晶圓W230是由玻璃形成的晶圓,在壓電晶圓W230上形成有多個壓電振動片130a。
圖11是壓電晶圓W230的平面圖。在壓電晶圓W230上,沿X軸方向及Z'軸方向並排地形成有壓電振動片130a。並且,在圖11中,在相鄰的各壓電振動片130a的邊界,以兩點鏈線表示有切割線142。圖11所示的各壓電
振動片130a的引出電極132與其他的壓電振動片130a的引出電極132並未電性連接。
在步驟S102中,準備基底晶圓W220。在基底晶圓W220上,形成有凹部223及「在Y'軸方向上貫通基底晶圓W220的貫通孔243」。藉此,在基底晶圓W220上形成多個基底板220。
圖12是基底晶圓W220的平面圖。在基底晶圓W220上,沿X軸方向及Z'軸方向並排地形成有基底板220。並且,圖12中,在相鄰的各基底板220的邊界,以兩點鏈線表示有切割線142。在沿X軸方向及Z'軸方向延伸的切割線142的交點上,形成有貫通孔243。貫通孔243沿Y'軸方向貫通基底晶圓W220,並且沿切割線142的X軸方向及Z'軸方向延伸。因此,在各基底板220的四個角落形成貫通孔243。貫通孔243在後述步驟S107中切斷晶圓之後,成為城堡形部分227。
圖13A~圖13D、圖14A~圖14D及圖15A~圖15C是表示:揭示了圖12所示的基底晶圓W220的製造方法的流程圖的各步驟的圖。在圖13A~圖13D、圖14A~圖14D及圖15A~圖15C所示的各步驟的右側,表示了用來說明各步驟的圖。用來說明圖13A~圖13D、圖14A~圖14D及圖15A~圖15C所示的各步驟的圖是:相當於圖12所示的基底晶圓W220的D-D剖面的剖面圖。以下,參照圖13A~圖13D、圖14A~圖14D及圖15A~圖15C說明基底晶圓W220的製造方法。
在圖13A的步驟S211中,準備由玻璃形成的晶圓。圖13A中表示由玻璃形成的基底晶圓W220的部分剖面圖。如圖13A所示,步驟S211中所準備的晶圓是+Y'軸側及-Y'軸側的面形成為平面狀的平板。
在步驟S212中,在基底晶圓W220的+Y'軸側及-Y'軸側的兩面上,形成耐蝕膜150及光阻膜151。圖13B中表示形成有耐蝕膜150及光阻膜151的基底晶圓W220的部分剖面圖。如圖13B所示,在基底晶圓W220的+Y'軸側及-Y'軸側的面上形成耐蝕膜150。然後,在耐蝕膜150的表面上形成光阻膜151。耐蝕膜150是通過在基底晶圓W220上進行金屬膜的濺鍍或真空蒸鍍等而形成。耐蝕膜150例如是以如下方式形成。在基底晶圓W220上,形成鎳(Ni)、鉻(Cr)、鈦(Ti)或鎳鎢合金(NiW)等的膜作為底層。然後,在底層上形成金(Au)及銀(Ag)等的膜。光阻膜151是利用旋轉塗布等的方法,而均勻地塗布於耐蝕膜150的表面。
在步驟S213中,對光阻膜151進行曝光及顯影。圖13C中表示對光阻膜151已進行曝光及顯影的基底晶圓W220的部分剖面圖。步驟S213中,對光阻膜151進行曝光及顯影的部位成為凹陷區域160及貫通區域161。凹陷區域160是與基底晶圓W220的+Y'軸側的面的凹部223(參照圖9)對應的區域。而且,貫通區域161是與基底晶圓W220的-Y'軸側的面的貫通孔243對應的區域。當基底晶圓W220的基材為玻璃時,通過基底晶圓W220的濕式蝕
刻而蝕刻的區域擴大。因此,凹陷區域160及貫通區域161形成得小於凹部223及貫通孔243的區域。並且,當將貫通區域161的X軸方向的寬度設為寬度WA1時,優選的是,寬度WA1形成得較小,以防止貫通孔243的大小變得過大。
在步驟S214中,對耐蝕膜150進行蝕刻。圖13D中表示對耐蝕膜150已進行蝕刻的基底晶圓W220的部分剖面圖。步驟S214中,通過蝕刻來去除「『步驟S213中,對光阻膜151已進行曝光及顯影的凹陷區域160』及『貫通區域161』的耐蝕膜150」。
在圖14A~圖14D的步驟S215中,對基底晶圓W220進行濕式蝕刻。圖14A中表示對玻璃已進行蝕刻的基底晶圓W220的部分剖面圖。步驟S215中,凹陷區域160及貫通區域161的玻璃被浸漬蝕刻液。藉此,進行濕式蝕刻,以使凹陷區域160及貫通區域161的深度成為深度HA1。在玻璃的濕式蝕刻中,對耐蝕膜150的下方也進行蝕刻。因此,例如,在貫通區域161內被蝕刻的玻璃的X軸方向的寬度WA2大於貫通區域161的X軸方向的寬度WA1(參照圖13C)。
在步驟S216中,去除基底晶圓W220的+Y'軸側的面的耐蝕膜150及光阻膜151。然後,再次在基底晶圓W220的+Y'軸側的面上形成耐蝕膜150,在耐蝕膜150的表面上形成光阻膜151。圖14B中表示在+Y'軸側的面上,形成有耐蝕膜150及光阻膜151的基底晶圓W220的部分剖面
圖。耐蝕膜150及光阻膜151形成於基底晶圓W220的+Y'軸側的整個面上。
在步驟S217中,對光阻膜151進行曝光及顯影。圖14C中表示對+Y'軸側的面的光阻膜151已進行曝光及顯影的基底晶圓W220的部分剖面圖。步驟S217中,被曝光及顯影的光阻膜151的部位是:與+Y'軸側的面的貫通孔243對應的貫通區域162。與凹陷區域160及貫通區域161同樣,基底晶圓W220的通過濕式蝕刻而蝕刻的區域擴大。因此,貫通區域162形成得小於貫通孔243的+Y'軸側的面的區域。而且,將貫通區域162的X軸方向的寬度設為寬度WA3。
在步驟S218中,對耐蝕膜150進行蝕刻。圖14D中表示對耐蝕膜150已進行蝕刻的基底晶圓W220的部分剖面圖。在步驟S218中,對形成於貫通區域162的耐蝕膜150進行蝕刻而加以去除。
在圖15A的步驟S219中,對基底晶圓W220進行濕式蝕刻。圖15A中表示對玻璃已進行濕式蝕刻的基底晶圓W220的部分剖面圖。步驟S219中,通過對貫通區域161及貫通區域162所露出的玻璃浸漬蝕刻液,來進行濕式蝕刻。藉此,形成為:貫通區域161的深度為深度HA3,貫通區域162的深度為深度HA2。貫通區域161的深度HA3的大小成為:深度HA1(參照圖14A)與深度HA2的合計值。而且,濕式蝕刻的結果為,在貫通區域162內經濕式蝕刻的玻璃的X軸方向的寬度成為寬度WA5,在貫通區
域161內經濕式蝕刻的玻璃的X軸方向的寬度成為寬度WA4。寬度WA5大於寬度WA3(參照圖14C),寬度WA4大於寬度WA2(參照圖14A),寬度WA4大於寬度WA5。
在步驟S220中,去除耐蝕膜150及光阻膜151。圖15B中表示已去除耐蝕膜150及光阻膜151的基底晶圓W220的部分剖面圖。圖15B中的基底晶圓W220在各基底板220上形成有凹部223。而且,形成貫通孔243的位置的玻璃的厚度為厚度HA4。
在步驟S221中,通過噴砂(sand blast)來形成貫通孔243。圖15C是通過噴砂而形成有貫通孔243的基底晶圓W220的部分剖面圖。步驟S221中,通過噴砂,對基底晶圓W220的-Y'軸側的面噴附研磨材料。藉此,使貫通孔243貫通,而形成突起面273。圖15C是圖12的D-D剖面的剖面圖。
返回至圖3,在步驟S103中,準備蓋晶圓W110。蓋晶圓W110是通過在-Y'軸側的面上形成凹部111,來將多個蓋板110形成於蓋晶圓W110上。
在步驟S104中,將基底晶圓W220與壓電晶圓W230相互接合。步驟S104是接合步驟。圖16A是壓電晶圓W230與基底晶圓W220相互接合而成的晶圓的部分剖面圖。圖16A中表示,包含圖12的D-D剖面的剖面圖。基底晶圓W220與壓電晶圓W230是:將基底晶圓W220的接合面222與壓電晶圓W230的框部134的-Y'軸側的面,通過接合材料140加以接合。此時,在面對貫通孔243的引出電
極132上,未形成接合材料140。而且,圖16A中表示在切割線142上,未形成引出電極132。
在步驟S105中,將壓電晶圓W230與蓋晶圓W110相互接合。圖16B是壓電晶圓W230與蓋晶圓W110接合而成的晶圓的部分剖面圖。蓋晶圓W110與壓電晶圓W230是:將蓋晶圓W110的接合面112與壓電晶圓W230的框部134的+Y'軸側的面,通過接合材料140加以接合。
在步驟S106中,在基底晶圓W220上形成電極。圖16C是在基底晶圓W220上形成有電極的晶圓的部分剖面圖。步驟S106是配線形成步驟。在基底晶圓W220的-Y'軸側的面上,利用濺鍍或真空蒸鍍來形成金屬膜。藉此,在基底晶圓W220上形成接地端子226、外部電極225及配線電極228。金屬膜例如是以下述方式形成,通過遮罩148而在基底晶圓W220上形成鉻(Cr)膜,然後在鉻膜的表面形成金(Au)膜。外部電極225及配線電極228是通過相同的步驟而形成。因此,外部電極225及配線電極228是由相互連續地連接的相同的金屬膜而形成。而且,貫通孔243的+Y'軸側的開口由壓電晶圓W230的框部134所封閉。因此,在整個貫通孔243中形成金屬膜。進而,在朝向貫通孔243而露出的「接合材料140及引出電極132的表面」上也形成金屬膜。通過所述步驟S106,將外部電極225、配線電極228及引出電極132加以電性連接。然後,在晶圓上形成多個壓電元件200。圖16C中,在切割線142上也配置有遮罩148。而且,壓電元件200包含:
在各貫通孔243中相鄰的配線電極228。壓電元件200的配線電極228是以未相互電性連接的方式而形成。
圖17A是形成有電極的基底晶圓W220的-Y'軸側的面的平面圖。如圖17A所示,形成於基底晶圓W220上的電極未形成於切割線142上。因此,形成於各基底板220上的「接地端子226及外部電極225」與形成於相鄰的基底板220上的「接地端子226及外部電極225」並未電性連接。而且,如圖16C所示,相鄰的壓電元件200的「配線電極228及引出電極132」並未相互電性連接。因此,形成於晶圓上的各壓電元件200並未分別與其他的壓電元件200電性連接。因此,在基底晶圓W220上形成電極之後,如圖17A所示,在形成於各壓電元件200上的一對外部電極225上分別安放有一對探針(probe)149。藉此,可確認各壓電元件200的振動頻率。
圖17B是圖17A的區域171的放大平面圖。圖17B中表示有步驟S106所使用的遮罩148的一部分。遮罩148包含:第1開口及第2開口。第1開口是用來形成外部電極225的開口。第2開口是用來形成貫通孔243中所形成的配線電極228的開口。而且,第1開口及第2開口相互連接著。第1開口與外部電極225的平面形狀大致相等。第2開口具有:與形成於貫通孔243中的配線電極228的X-Z'平面的形狀相比,向貫通孔243側的方向大一圈的平面形狀。如圖17B所示,配線電極228僅形成於貫通孔243的一部分中。因此,用來形成配線電極228的第2開口的
面積小於貫通孔243的面積。而且,遮罩148也包含用來形成接地端子226的開口。
在圖3的步驟S107中,通過切片來切斷在步驟S106中形成有電極的晶圓。切片是利用切片鋸沿切割線142來進行,從而形成各個壓電元件200。
壓電元件的製造步驟中,存在當進行晶圓的切片時,形成於壓電元件上的電極被捲入至切片鋸而剝落的情況。而且,當利用切片鋸切斷晶圓、且同時也切斷電極,會由於切片的偏移而導致,形成於各壓電元件上的電極的面積因每個壓電元件而不同。由此,存在各壓電元件的晶體阻抗(CI,Crystal Impedance)值出現偏差的問題。壓電元件200在其製造方法中,如圖16C及圖17B所示,切割線142上並未形成配線電極228。因此,壓電元件200的配線電極228不會受到晶圓的切片所帶來的影響。由此,不會因為形成於各壓電元件上的電極的面積大小不均一,而導致各壓電元件的晶體阻抗(CI)值出現偏差。
形成於基底板上的城堡形部分可考慮各種形狀。以下,作為形成於基底板上的城堡形部分的變形例,就基底板320及基底板420進行說明。基底板320包含:從基底板的角部起、沿短邊方向延伸的城堡形部分。基底板420包含:城堡形部分,所述城堡形部分形成於基底板的、不含基底板的角部在內的短邊上。
圖18A是基底板320的立體圖。基底板320形成為:
長邊沿X軸方向延伸,短邊沿Z'軸方向延伸的矩形形狀。在基底板320的-Y'軸側的面上,包含:形成外部電極325(參照圖18B)及接地端子326(參照圖18B)的安裝面。並且,在基底板320的+Y'軸側的面、即接合面322上,塗布接合材料140。然後,基底板220接合於壓電振動片130a。進而,在基底板320上,形成有從接合面322朝向-Y'軸方向凹陷而形成的凹部323。在基底板320的四個角落的角部的側面上,形成有朝基底板320的內側凹陷的城堡形部分327。城堡形部分327是從基底板320的角部朝向短邊方向延伸。城堡形部分327是由第1面371、第2面372及突起面373所形成。第1面371從安裝面起朝向接合面322側延伸至外側。第2面372從接合面322起朝向安裝面延伸至外側。第2面372的面積小於第1面371的面積。突起面373配置於第1面371與第2面372之間。突起面373比第1面371及第2面372更向基底板320的外側突出。當基底板320是作為壓電元件的一部分而構成時,在基底板320的各城堡形部分327上形成配線電極328。而且,配線電極328與外部電極325及「壓電振動片130a的引出電極132」電性連接。
圖18B是表示有「外部電極325及接地端子326」的基底板320的平面圖。圖18B中表示有從基底板320的+Y'軸側起,透過基底板320形成於基底板320的-Y'軸側的面上的外部電極325及接地端子326。外部電極325是以連接於城堡形部分327的方式而形成。而且,接地端子326
是以未連接於城堡形部分327的方式而形成。外部電極325與配線電極328電性連接。
圖18C是形成基底板320的基底晶圓的-Y'軸側的面的部分平面圖。圖18C是表示與圖17B同樣的區域的圖。圖18C與圖17B的貫通孔的形狀不同。圖18C中表示有形成於切割線142的交點上的貫通孔343。貫通孔343具有沿Z'軸方向延伸的矩形形狀。貫通孔343沿Z'軸方向延伸。由此,可以相互隔開地形成:在1個貫通孔343中所形成的一對配線電極328。因此,抑制了一對配線電極328相互接觸而電性連接。
圖19A是基底板420的立體圖。基底板420形成為:長邊沿X軸方向延伸,短邊沿Z'軸方向延伸的矩形形狀。在基底板420的-Y'軸側的面上,包含:形成外部電極425(參照圖19B)及接地端子426(參照圖19B)的安裝面。而且,在基底板420的+Y'軸側的面、即接合面422上,塗布接合材料140。然後,基底板420接合於壓電振動片130a。進而,在基底板420上形成有:從接合面422朝向-Y'軸方向凹陷而形成的凹部423。在基底板420的不含四個角落的角部的短邊的側面上,形成有:朝向基底板420的內側凹陷而形成的城堡形部分427。城堡形部分427由第1面471、第2面472及突起面473所形成。第1面471從安裝面起朝向接合面422側延伸至外側。第2面472從接合面422起朝向安裝面延伸至外側,並且面積小於第1
面471的面積。突起面473配置於第1面471與第2面472之間。突起面473比第1面471及第2面472更向基底板420的外側突出。當基底板420是作為壓電元件的一部分而構成時,在基底板420的各城堡形部分427上形成配線電極428。而且,配線電極428與外部電極425及「壓電振動片130a的引出電極132」電性連接。
圖19B是表示有「外部電極425及接地端子426」的基底板420的平面圖。圖19B中表示有:從基底板420的+Y'軸側、透過基底板420而形成於基底板420的-Y'軸側的面上的外部電極425及接地端子426。外部電極425是以連接於城堡形部分427的方式而形成。而且,接地端子426是以未連接於城堡形部分427的方式而形成。而且,外部電極425及接地端子426未連接於基底板420的短邊及長邊。外部電極425與配線電極428電性連接。
圖19C是形成基底板420的基底晶圓的-Y'軸側的面的部分平面圖。圖19C中表示有基底板420的-X軸側的一半、與另一基底板420的+X軸側的一半。所述兩個基底板420處於在基底晶圓上相互連接的狀態。在所述兩個基底板420之間表示有沿Z'軸方向延伸的切割線142。圖19C中表示有沿Z'軸方向延伸的矩形形狀的貫通孔443。貫通孔443形成於沿所述Z'軸方向延伸的切割線142上。在沿X軸方向延伸的切割線142上並未形成貫通孔443。貫通孔443沿Z'軸方向延伸。由此,可以相互隔開地形成:在1個貫通孔443中所形成的一對配線電極428。因此,抑制
了一對配線電極428相互接觸而電性連接。
以上,已對本發明的最佳實施方式進行詳細說明。如本領域技術人員所瞭解,本發明可在其技術範圍內對實施方式施加各種變更及變形來實施。
例如,在圖3所示的壓電元件100的製造步驟中,也可以在步驟S105之前,進行步驟S106的電極形成的步驟。此時,可以一邊將探針安放在外部電極上測定壓電振動片的頻率,一邊對形成於壓電振動片的+Y'軸側的面上的激振電極131進行附加或者去除金屬。由此,可以容易地進行壓電振動片的頻率調整。而且,第2實施方式中所揭示的以玻璃為基材的基底板是:利用圖6A~圖6D及圖7A~圖7D所示的方法來形成。根據所述方法,只在第1面及第2面上形成城堡形部分,所以也可以不形成突起面。
此外,在上述實施方式中,揭示了壓電振動片為AT切割的晶體振動片的情況,但即使為以厚度剪切模式(thickness shear mode)進行振動的BT切割、或音叉型晶體振動片等,也同樣地可適用。而且,壓電振動片不僅可基本適用於晶體材料,而且可基本適用於包含鉭酸鋰(lithium tantalite)或鈮酸鋰(lithium niobate)或者壓電陶瓷的壓電材料(piezoelectric ceramic)。
100、200‧‧‧壓電元件
110‧‧‧蓋晶圓
111、123、223、323、423‧‧‧凹部
112、122、222、322、422‧‧‧接合面
120a、120b、220、320、420‧‧‧基底板
125、225、325、425‧‧‧外部電極
126、226、326、426‧‧‧接地端子
127、227、327、427‧‧‧城堡形部分
127a、271、371、471‧‧‧第1面
127b、272、372、472‧‧‧第2面
127c‧‧‧中間部
128、228、328、428‧‧‧配線電極
130a、130b‧‧‧壓電振動片
131‧‧‧激振電極
132‧‧‧引出電極
133‧‧‧激振部
134‧‧‧框部
135‧‧‧連結部
136‧‧‧貫通槽
140‧‧‧接合材料
142‧‧‧切割線
143、243、343、443‧‧‧貫通孔
143a‧‧‧第1貫通孔
143b‧‧‧第2貫通孔
144、145、146、171‧‧‧區域
147、148‧‧‧遮罩
149‧‧‧探針
150‧‧‧耐蝕膜
151‧‧‧光阻膜
160‧‧‧凹陷區域
161、162‧‧‧貫通區域
227a‧‧‧端部
273、373、473‧‧‧突起面
HA1~HA4‧‧‧深度
HY1‧‧‧第1距離
HY2‧‧‧第2距離
S101~S107、S201~S208、S211~S221‧‧‧步驟
W110‧‧‧蓋晶圓
W120、W220‧‧‧基底晶圓
W130、W230‧‧‧壓電晶圓
WA1~WA5‧‧‧寬度
WX1~WX3‧‧‧長度
圖1是第1實施方式中的壓電元件100的分解立體圖。
圖2A是圖1的A-A剖面的剖面圖。
圖2B是基底板120a的平面圖。
圖2C是表示有外部電極125及接地端子126的基底板120a的平面圖。
圖3是表示壓電元件100的製造方法的流程圖。
圖4是壓電晶圓W130的平面圖。
圖5是基底晶圓W120的平面圖。
圖6A~圖6D是表示圖5所示的基底晶圓W120的製作方法的流程圖的各步驟的圖。
圖7A~圖7D是表示圖5所示的基底晶圓W120的製作方法的流程圖的各步驟的圖。
圖8A是壓電晶圓W130與基底晶圓W120相互接合而成的晶圓的部分剖面圖。
圖8B是壓電晶圓W130與蓋晶圓(lid wafer)W110接合而成的晶圓的部分剖面圖。
圖8C是基底晶圓W120上形成有電極的晶圓的部分剖面圖。
圖9是第2的實施方式中的壓電元件200的分解立體圖。
圖10A是圖9的C-C剖面的剖面圖。
圖10B是基底板220的平面圖。
圖10C是表示有外部電極225及接地端子226的基底板220的平面圖。
圖11是壓電晶圓W230的平面圖。
圖12是基底晶圓W220的平面圖。
圖13A~圖13D是表示圖12所示的基底晶圓W220
的製造方法的流程圖的各步驟的圖。
圖14A~圖14D是表示圖12所示的基底晶圓W220的製造方法的流程圖的各步驟的圖。
圖15A~圖15C是表示圖12所示的基底晶圓W220的製造方法的流程圖的各步驟的圖。
圖16A是壓電晶圓W230與基底晶圓W220相互接合而成的晶圓的部分剖面圖。
圖16B是壓電晶圓W230與蓋晶圓W110接合而成的晶圓的部分剖面圖。
圖16C是基底晶圓W220上形成有電極的晶圓的部分剖面圖。
圖17A是形成有電極的基底晶圓W220的-Y'軸側的面的平面圖。
圖17B是圖17A的區域171的放大平面圖。
圖18A是基底板320的立體圖。
圖18B是表示有外部電極325及接地端子326的基底板320的平面圖。
圖18C是形成基底板320的基底晶圓的-Y'軸側的面的部分平面圖。
圖19A是基底板420的立體圖。
圖19B是表示有外部電極425及接地端子426的基底板420的平面圖。
圖19C是形成基底板420的基底晶圓的-Y'軸側的面的部分平面圖。
100‧‧‧壓電元件
110‧‧‧蓋晶圓
112、122‧‧‧接合面
120a‧‧‧基底板
125‧‧‧外部電極
127‧‧‧城堡形部分
127a‧‧‧第1面
127b‧‧‧第2面
128‧‧‧配線電極
130a‧‧‧壓電振動片
131‧‧‧激振電極
132‧‧‧引出電極
133‧‧‧激振部
134‧‧‧框部
135‧‧‧連結部
140‧‧‧接合材料
Claims (10)
- 一種壓電元件,包括:壓電振動片,包括:一對激振電極、及從該一對激振電極引出的一對引出電極;基底板,包括:含有一對外部電極的安裝面、及配置所述壓電振動片的接合面,且形成自側面起朝向內側凹陷的一對城堡形部分,所述側面是從所述安裝面至所述接合面,所述基底板包含玻璃或壓電材料;以及非導電性的接合材料,配置於所述壓電振動片與所述基底板之間,將所述壓電振動片與所述基底板加以接合;所述一對城堡形部分包括:第1面,從所述安裝面起朝向所述接合面側而延伸至外側;以及第2面,從所述接合面起朝向所述安裝面側而延伸至外側,且所述第2面的面積小於所述第1面的面積;且形成於所述第1面、所述第2面及所述接合材料的側面的配線電極為與所述外部電極相同的電極層,且所述配線電極從所述外部電極延伸至所述引出電極為止。
- 如申請專利範圍第1項所述的壓電元件,其中,所述一對城堡形部分包括:突起面,配置於所述第1面與所述第2面之間,且比所述第1面及所述第2面更向所述基底板的外側突出。
- 如申請專利範圍第1項所述的壓電元件,其中,所述配線電極形成於所述城堡形部分的中央區域, 所述城堡形部分與所述基底板的側面相連接的所述城堡形部分的端部是:露出了所述玻璃或所述壓電材料。
- 如申請專利範圍第1項所述的壓電元件,其中,所述基底板為具有長邊及短邊的矩形形狀,所述城堡形部分具有第1形狀與第2形狀的至少一種形狀,所述第1形狀是:只在所述短邊上沿短邊方向延伸的形狀,所述第2形狀是:從所述短邊與所述長邊相交的角部沿所述短邊方向延伸的形狀。
- 一種壓電元件的製造方法,製造根據如申請專利範圍第1項所述的壓電元件,包括:準備基底晶圓的步驟,所述基底晶圓包括多個基底板,所述基底板含有:形成外部電極的安裝面、及該安裝面的相反側的接合面;準備壓電晶圓的步驟;以及接合步驟,利用接合材料將所述基底晶圓與所述壓電晶圓加以接合。
- 如申請專利範圍第5項所述的壓電元件的製造方法,其中,所述基底晶圓包含玻璃或壓電材料,且所述基底晶圓包含貫通孔,所述貫通孔自所述安裝面至相距第1距離的中間部為止直徑變小,且 所述貫通孔自所述中間部至相距第2距離的所述接合面為止直徑變大,所述第2距離短於所述第1距離,所述壓電晶圓包含:激振部、框部及引出電極,所述激振部包含激振電極,所述框部包圍所述激振部,所述引出電極是從所述激振電極引出至所述框部為止,所述接合步驟包括:使所述貫通孔與所述引出電極重合,而將所述基底晶圓與所述壓電晶圓接合的步驟,所述壓電元件的製造方法還包括:配線形成步驟,通過所述貫通孔的側面及所述接合材料的側面,形成所述外部電極、及從所述外部電極延伸至所述引出電極的配線電極。
- 如申請專利範圍第6項所述的壓電元件的製造方法,其中,所述配線形成步驟包括:在所述基底晶圓的所述安裝面配置遮罩的步驟,所述遮罩包含:對應於所述外部電極的第1開口、及比所述貫通孔更小的對應於所述配線電極的第2開口;以及利用濺鍍來形成所述配線電極的步驟。
- 如申請專利範圍第6項所述的壓電元件的製造方法,其中,所述配線形成步驟包括:在所述基底晶圓的所述安裝面配置遮罩的步驟,所述遮罩包含:對應於所述外部電極的第1開口、及比所述貫通孔更小的對應於所述配線電極的第2開口;以及 利用真空蒸鍍來形成所述配線電極的步驟。
- 如申請專利範圍第7項所述的壓電元件的製造方法,其中,所述利用濺鍍的形成步驟包括:利用相同的步驟,將所述外部電極與所述配線電極形成為連續地連接的相同金屬膜。
- 如申請專利範圍第8項所述的壓電元件的製造方法,其中,所述利用真空蒸鍍的形成步驟包括:利用相同的步驟,將所述外部電極與所述配線電極形成為連續地連接的相同金屬膜。
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Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5930532B2 (ja) * | 2012-06-01 | 2016-06-08 | 日本電波工業株式会社 | 圧電振動片及び圧電デバイス |
JP2015130641A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-07-16 | 日本電波工業株式会社 | 圧電デバイス |
JP6579981B2 (ja) * | 2016-03-11 | 2019-09-25 | 三菱電機株式会社 | 半導体ウエハおよびその製造方法 |
JP6965540B2 (ja) * | 2017-03-27 | 2021-11-10 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電デバイス、memsデバイス、液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置 |
JP6822380B2 (ja) * | 2017-11-02 | 2021-01-27 | Tdk株式会社 | 振動デバイス |
CN111384910A (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-07 | 中芯集成电路(宁波)有限公司上海分公司 | 晶体谐振器与控制电路的集成结构及其集成方法 |
CN111384921B (zh) * | 2018-12-29 | 2022-07-19 | 中芯集成电路(宁波)有限公司上海分公司 | 晶体谐振器与控制电路的集成结构及其集成方法 |
CN111384914A (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-07 | 中芯集成电路(宁波)有限公司上海分公司 | 晶体谐振器与控制电路的集成结构及其集成方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06343017A (ja) * | 1993-04-09 | 1994-12-13 | Citizen Watch Co Ltd | 圧電振動子およびその製造方法 |
US6407485B1 (en) * | 1999-01-29 | 2002-06-18 | Seiko Instruments, Inc. | Piezoelectric vibrator |
JP2010011172A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Daishinku Corp | ベース集合体およびベース集合体を用いた圧電デバイスの製造方法 |
US20100201221A1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-12 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Piezoelectric devices and methods for manufacturing same |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3621435B2 (ja) * | 1993-11-25 | 2005-02-16 | シチズン時計株式会社 | パッケージおよびその製造方法 |
JPH07212159A (ja) * | 1994-01-11 | 1995-08-11 | Citizen Watch Co Ltd | パッケージの製造方法 |
JP2001060843A (ja) * | 1999-08-23 | 2001-03-06 | Murata Mfg Co Ltd | チップ型圧電部品 |
JP4177182B2 (ja) * | 2003-06-13 | 2008-11-05 | 富士通メディアデバイス株式会社 | 弾性表面波デバイス、そのパッケージ及びその製造方法 |
WO2009025320A1 (ja) * | 2007-08-23 | 2009-02-26 | Daishinku Corporation | 電子部品用パッケージ、電子部品用パッケージのベース、および電子部品用パッケージと回路基板との接合構造 |
JP5162675B2 (ja) * | 2008-11-28 | 2013-03-13 | セイコーインスツル株式会社 | 圧電振動子の製造方法、並びに圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計 |
JP5054146B2 (ja) * | 2010-02-01 | 2012-10-24 | 日本電波工業株式会社 | 圧電デバイス及びその製造方法 |
JP5482250B2 (ja) * | 2010-02-02 | 2014-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | 振動体および振動デバイス |
WO2011118415A1 (ja) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | 株式会社大真空 | 電子部品用パッケージのベース、電子部品用パッケージ |
JP2012034086A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 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 |
JP2013062579A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法 |
JP6017189B2 (ja) * | 2012-06-12 | 2016-10-26 | 日本電波工業株式会社 | 圧電振動片及び圧電デバイス |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06343017A (ja) * | 1993-04-09 | 1994-12-13 | Citizen Watch Co Ltd | 圧電振動子およびその製造方法 |
US6407485B1 (en) * | 1999-01-29 | 2002-06-18 | Seiko Instruments, Inc. | Piezoelectric vibrator |
JP2010011172A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Daishinku Corp | ベース集合体およびベース集合体を用いた圧電デバイスの製造方法 |
US20100201221A1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-12 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Piezoelectric devices and methods for manufacturing same |
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