WO2021140944A1 - 圧電共振デバイス - Google Patents

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WO2021140944A1
WO2021140944A1 PCT/JP2020/048543 JP2020048543W WO2021140944A1 WO 2021140944 A1 WO2021140944 A1 WO 2021140944A1 JP 2020048543 W JP2020048543 W JP 2020048543W WO 2021140944 A1 WO2021140944 A1 WO 2021140944A1
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WO
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conductor
mems element
piezoelectric
connecting conductor
connection
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/048543
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕紀 寺内
公明 横尾
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to JP2021570010A priority Critical patent/JPWO2021140944A1/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/24—Constructional features of resonators of material which is not piezoelectric, electrostrictive, or magnetostrictive

Definitions

  • This disclosure relates to a piezoelectric resonant device.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the resonance frequency of the piezoelectric element can change depending on various factors. For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-97105, there is a piezoelectric vibration device in which a shield for reducing the influence of external noise is appropriately located.
  • a substrate having a first surface and With the first connecting conductor located on the first surface, A second surface located on the first surface, a second connecting conductor located on the second surface, and an electric second connecting conductor exposed on the second surface.
  • a MEMS element having a resonant portion connected to the A wiring conductor that electrically connects the first connecting conductor and the second connecting conductor, With The first connecting conductor, the second connecting conductor, and the wiring conductor are located outside the range in which the range of the resonance portion is extended in a predetermined direction in a plan view of the first surface viewed from above. Yes, It is a piezoelectric resonance device.
  • FIG. 1A and 1B are overall perspective views of the piezoelectric resonance device 1 of the present embodiment as viewed with the lid 120 removed.
  • FIG. 1A is a view of a surface on the side to which the lid body 120 is joined
  • FIG. 1B is a view of a surface on the side opposite to the side to which the lid body 120 is joined.
  • the piezoelectric resonance device 1 has a substrate 100, a MEMS element 150, and the like.
  • the substrate 100 includes a substrate 110, a lid 120, and the like.
  • the substrate 110 is divided into a frame portion 1101 and a base portion 1102, and has an accommodating portion 111, a through hole 115, and the like. Further, the frame-shaped metallized layer 112, the electrode pad 113, the external connection pad 114, and the like are located by being joined to the substrate 110.
  • the accommodating portion 111 is a concave region located on one surface on the side where the lid body 120 is joined, that is, on the surface on the upper side in the z direction.
  • the MEMS element 150 is located in the accommodating portion 111.
  • the frame portion 1101 is a side surface other than the upper open surface of the accommodating portion 111 and the surface opposite to the open surface, that is, the mounting surface 1110 (first surface) of the MEMS element 150, that is, the open surface.
  • Each surface connecting the surface and the mounting surface 1110, and here, each surface is parallel to the z direction.
  • the base portion 1102 is a portion of the substrate 110 other than the accommodating portion 111 and the frame portion 1101 below these, that is, in the ⁇ z direction, and includes the above-mentioned mounting surface 1110.
  • a frame-shaped metallizing layer 112, which is a conductor layer, is located in a frame shape on a joint surface (end surface on the open surface side) of the frame portion 1101 with the lid body 120.
  • the frame-shaped metallized layer 112 is joined to the lid 120 via a sealing material such as silver wax.
  • a sealing material such as silver wax.
  • the size of the substrate 110 is about 0.6 to 10.0 mm on a side in the xy plane, and the thickness in the z direction is about 0.2 to 2.0 mm. is there.
  • the x direction is the longitudinal direction of the substrate 100.
  • a pair of electrode pads 113 are arranged side by side in the y direction on the mounting surface 1110 of the accommodating portion 111.
  • the electrode pads 113 are, for example, squares of the same size and orientation in a plan view.
  • the electrode pad 113 is connected to an external connection pad 114, for example, external connection pads 1141 and 1144, respectively.
  • the electrode pad 113 has, for example, a gold thin film layer or the like formed on the mounting surface 1110 by plating or the like.
  • the electrode pad 113 may be formed in a convex shape from the mounting surface by screen printing or the like.
  • the external connection pad 114 is an external electrode bonded to the outside, for example, a module substrate.
  • the external connection pads 114 are located at the four corners of the bottom surface of the substrate, which are opposite to the mounting surface 1110 of the base 1102.
  • the external connection pad 114 may be omitted as appropriate when the required number is less than 4.
  • the external connection pad 114 connected to the MEMS element 150 may be connected to a drive circuit, for example, and may be used as an oscillator by applying a voltage signal having a predetermined frequency to the MEMS element 150.
  • the MEMS element 150 is located on the mounting surface 1110 of the accommodating portion 111 in the ⁇ x direction with respect to the electrode pad 113.
  • the MEMS element 150 is joined to the mounting surface 1110 via an adhesive member 170.
  • the adhesive member 170 is, for example, a resin-based adhesive and has an insulating property.
  • the adhesive member 170 may be made of an epoxy resin containing alumina or the like.
  • the particle size of the filler of the adhesive member 170 is, for example, 1 to 10 ⁇ m. As a result, the MEMS element 150 is stably mounted without being tilted.
  • the MEMS element 150 is composed of two conductive bonding wires 181 (first wiring conductor) and bonding wire 182 (second wiring conductor), so that the two electrode pads 1131 (third connection portion) and the electrode pads 1132 are formed. It is electrically connected to (fourth connection part).
  • the bonding wires 181 and 182 are collectively referred to as a bonding wire 180 (wiring conductor).
  • the material of the bonding wire 180 is not particularly limited, but is, for example, gold (Au).
  • the bonding wire 180 is connected by ultrasonic bonding using, for example, a wire bonder having a capillary.
  • the bonding with the MEMS element 150 of the bonding wire 180 is the first bonding
  • the bonding with the electrode pad 113 is the second bonding.
  • the order of bonding can be changed to reduce the pressure applied to the MEMS element 150 during ultrasonic pressure bonding.
  • the substrate 110 contains a ceramic material such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, or a glass-ceramic sintered body.
  • the lid 120 is made of a conductor metal and is joined to the frame-shaped metallized layer 112 to airtightly seal the accommodating portion 111.
  • a conductive sealing member such as gold tin (AuSn) or silver wax is used.
  • AuSn gold tin
  • the lid 120 is electrically connected to the through hole 115 of the substrate 110 via the conductive sealing member and the frame-shaped metallized layer 112.
  • the through hole 115 penetrates the substrate 110 in the z direction and is connected to one or two of the external connection pads 114 on the bottom surface of the substrate.
  • the lid body 120 is brought into a grounded state.
  • the frame portion 1101 may have a plate-shaped conductor plate instead of the through hole 115, and may form a part of a path for electrically connecting the lid body 120 and the external connection pad 114.
  • the frame-shaped metallized layer 112 is made of a conductor metal and is printed and formed on the joint surface of the frame portion 1101. At least the exposed surface of the conductor portion such as the frame metallized layer 112, the electrode pad 113 and the external connection pad 114 may be coated with a plating layer of nickel and / or gold.
  • the exposed surface is nickel-plated to a thickness of 1 to 20 ⁇ m, and a gold-plated layer is formed on the nickel-plated layer to a thickness of 0.1 to 3.0 ⁇ m.
  • the connection between the frame-shaped metallized layer 112 located on the upper surface of the substrate 110, which is an insulating substance, and the lid 120, which is a metal conductor, is made easy and strong. Can be done. Further, it can be appropriately connected to the bonding wire 180, which is a gold wire, and can transmit a signal with low resistance.
  • FIG. 2A is a plan view of the piezoelectric resonance device 1 with the lid 120 removed.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the cross-sectional line AA in the plan view of FIG. 2A.
  • the two electrode pads 1131 and 1132 are located side by side in the y direction near the end where the x component of the mounting surface 1110 is maximum.
  • the electrode pads 1131 and 1132 are located substantially line-symmetrically with respect to the center line Sy in the y direction of the substrate 110.
  • the connection point C3 between the electrode pad 1131 and the bonding wire 181 and the connection point C4 between the electrode pad 1132 and the bonding wire 182 are also substantially the same positions in the x direction. That is, the second reference line S2 passing through the connection points C3 and C4 is parallel to the y-axis, and the midpoint of the connection points C3 and C4 substantially overlaps with the center line Sy.
  • connection point C3 is set as a predetermined third position of the electrode pad 1131. Further, the connection point C4 is set as a predetermined fourth position of the electrode pad 1132. It should be noted that the expressions “parallel”, “points or points and lines overlap” and “same” mentioned here and thereafter do not have to be strict. Some deviation from the designed position or the like may be tolerated.
  • Penetrating conductors 1161 and 1162 penetrating the base 1102 are provided at positions overlapping the electrode pads 1131 and 1132 in a plan view, respectively.
  • the through conductors 1161 and 1162 have a first end and a second end. The first end is connected to the electrode pads 1131 and 1132, and the second end is connected to the external connection pads 1141 and 1144.
  • the through conductors 1161 and 1162 have been described here as extending only in the z direction, the inside of the base 1102 also extends in the xy plane direction, and for example, the electrode pad 1131 is connected to the external connection pad 1142. You may.
  • the MEMS element 150 has a connection pad 151 (first connection portion) and a connection pad 152 (first connection portion) on the upper surface (second surface), that is, the surface opposite to the surface joined to the mounting surface by the adhesive member 170. 2 connection portion) and a resonance portion 153.
  • the resonance unit 153 has a resonance means 1531. The upper surface of the resonance means 1531 is exposed on the upper surface (second surface) of the MEMS element 150, is supported by a node, and can vibrate in a predetermined mode with the node as a fixed end.
  • the resonance means 1531 has an upper electrode and a lower electrode on the upper surface side, that is, the + z side and the lower surface side, that is, the ⁇ z side, respectively, as described later, and each electrode is electrically connected to the connection pads 151 and 152. doing.
  • the connection pad 151 is connected to the upper electrode via the wiring 154.
  • the connection pad 152 is connected to the lower electrode inside the MEMS element 150.
  • connection pads 151 and 152 are located near the end where the x component of the MEMS element 150 is maximum, and are collectively shown as a second connection conductor.
  • the connection pads 151 and 152 are connection ends of the MEMS element 150 connected to the electrode pads 1131 and 1132 by the bonding wire 180 as described above.
  • the uppermost surfaces of the connection pads 151 and 152 may be, for example, gold (Au).
  • the connection pad 151 is located at a position corresponding to the electrode pad 1131 in the y direction, here, between the electrode pad 1131 and the resonance portion 153, and the bonding wire 181 is connected to the connection pad 151.
  • connection pad 152 is located at a position corresponding to the electrode pad 1132 in the y direction, here, between the electrode pad 1132 and the resonance portion 153, and is connected to the bonding wire 182.
  • the connection points C1 and C2 of the bonding wires 181 and 182 of the connection pads 151 and 152 are located at substantially the same positions in the x direction and substantially symmetrical with respect to the center line Sy in the y direction. That is, the first reference line S1 passing through the connection points C1 and C2 is parallel to the y-axis, and the midpoint of these connection points C1 and C2 substantially overlaps with the center line Sy.
  • connection points C1 and C3 are substantially the same, and the y-coordinates of the connection points C2 and C4 are substantially the same. Therefore, the bonding wire 181, that is, the straight line connecting the connection points C1 and C3, and the bonding wire 182, that is, the straight line connecting the connection points C2 and C4 are parallel to the x direction in a plan view, that is, orthogonal to the y direction. Is extending.
  • the connection point C1 is set as a predetermined first position of the connection pad 151
  • the connection point C2 is set as a predetermined second position of the connection pad 152.
  • the bonding wires 181, 182 do not have to extend in the shortest distance in the x direction, that is, in a straight line, and may have some margin, and also have a slight margin in the y direction from the straight line extending in the x direction in a plan view. It may be misaligned or bent, but it is not loosened more than necessary.
  • the bonding wires 181, 182 hang down so as not to come into contact with the upper edge of the MEMS element 150.
  • the center position or the center of gravity of the resonance portion 153 is located on the center line Sy.
  • the resonance portion 153, the connection pads 151 and 152, the bonding wires 181, 182 and the electrode pads 1131 and 1132 are all symmetrical with respect to the center line Sy.
  • the MEMS element 150 is, for example, a rectangle whose longitudinal direction is along the x direction, which is the longitudinal direction of the substrate 100, but is not limited to this. Since the shape of the resonance portion 153 can be variously deformed according to the output frequency and the like, the resonance portion 153 may be positioned in the optimum orientation according to the shape. On the upper surface of the MEMS element 150, there is a small space 155 near the edge (position) in the ⁇ x direction that does not overlap with the resonance portion 153, that is, on the opposite side of the connection pads 151 and 152 with respect to the resonance portion 153.
  • This space 155 is used as a suction space for a suction device that sucks and holds the MEMS element 150 when the MEMS element 150 is mounted and mounted on the mounting surface.
  • the size of the space 155 may be a range of suction force that does not damage the MEMS element 150 because the suction force is too strong, and may be equal to or larger than a predetermined area where the suction device can suck the MEMS element 150. For example, in the x direction.
  • the length may be less than the width of the MEMS element 150 in the y direction, for example, 450 ⁇ m with respect to the MEMS element 150 having a width of 600 to 800 ⁇ m.
  • the space 155 may be a flat surface that can be adsorbed on the upper surface of the MEMS element 150, and for example, the serial number of the product may be described.
  • the adhesive member 170 is not only adhered to the surface facing the mounting surface 1110 on the back side of the MEMS element 150, but also protrudes outside the outer edge of the MEMS element 150 in a plan view. For example, when the bonding wires 181 and 182 are bonded at the connection points C1 and C2 by the first bond, a large force is applied to the MEMS element 150 from above, so that the entire MEMS element 150 is stably bonded at this time. By being fixed, the elasticity of the adhesive member 170 absorbs the force in a well-balanced manner and suppresses damage to the MEMS element 150.
  • the adhesive member 170 may be attached to the entire facing surface of the MEMS element 150 with the mounting surface 1110, or the facing surface may include a portion where the adhesive member 170 is not attached.
  • connection points C1 and C3 are defined. Since the positions of the connection points C1 and C2 in the x direction are the same and the positions of the connection points C3 and C4 in the x direction are the same, in this case, similarly, the distance between the connection points C2 and C4 (each connection position) is the same. It is L1 and is equal to the distance between the connection points C1 and C3. Further, the distance L2 is between the connection point C4 and the frame portion 1101 in the + x direction.
  • the bonding wires 181 and 182 are fed out having substantially the same length by the wire bonder described above, the lengths of the bonding wires 181 and 182 are also substantially equal. In this way, by making the lengths of the bonding wires 181, 182 not longer than necessary and equal in length, the bonding wires are thinner than the other parts and tend to have a large loss, and the loss is low and uniform. It is possible to transmit a signal to.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the MEMS element 150 including the resonance portion 153 in more detail.
  • the cross section taken along the cross section line BB in FIG. 2A is shown.
  • the handling layer 1501, the insulating layer 1502, the dope layer 1503 (lower electrode), the piezoelectric layer 1504 (piezoelectric material), the upper electrode 1505, and the like are overlapped in order from the ⁇ z side.
  • the handling layer 1501 includes a silicon substrate and is joined to the mounting surface 1110 of the substrate 110 by an adhesive member 170.
  • the adhesive member 170 protrudes from the edge of the handling layer 1501 and forms fillet portions 1701 and 1702.
  • the insulating layer 1502 is a silicon dioxide (SiO2) layer.
  • the insulating layer 1502 may have a very small thickness.
  • the insulating layer 1502 is removed in the range of the resonance portion 153.
  • the handling layer 1501 and the insulating layer 1502 are collectively referred to as a semiconductor substrate.
  • the dope layer 1503 is a P-type dope-coated silicon layer.
  • the doping amount here is much larger than the doping amount in a normal semiconductor device, for example, one to two orders of magnitude larger.
  • the dope layer 1503 effectively acts as a conductor and functions as a lower electrode.
  • a part of the dope layer 1503 is separated from other configurations at a part other than the node and can vibrate.
  • the piezoelectric layer 1504 is a thin film layer of a piezoelectric member having a correspondence relationship between a physical shape change and an electric signal.
  • the piezoelectric layer 1504 is a thin film layer of aluminum nitride (AlN), and is deformed according to the applied voltage between the upper electrode 1505 and the dope layer 1503, or is deformed according to the amount of deformation due to external pressure or the like. Is generated between the upper electrode 1505 and the dope layer 1503.
  • the upper electrode 1505 is located in contact with the upper side of the piezoelectric layer 1504, and is electrically connected to the connection pad 151 via the wiring 154.
  • the upper electrode 1505 is, for example, an aluminum (Al) layer.
  • the laminated structure of the dope layer 1503, the piezoelectric layer 1504, and the upper electrode 1505 is separated from the lower handling layer 1501 in the range of the resonance portion 153 having no insulating layer 1502, and each layer in a plan view. It is also separated from the periphery of the above in the xy plane except for the node portion (not shown), and forms the resonance means 1531. As a result, the resonance means 1531 can generate vibration at the resonance frequency.
  • the adhesive member 170 contains, for example, an epoxy resin.
  • the upper end positions of the fillet portions 1701 and 1702 of the adhesive member 170 are lower than the upper end position of the insulating layer 1502 (lower end position of the dope layer 1503) on the side surface of the MEMS element 150, that is, the surface perpendicular to the xy surface, usually. , It is below the upper end position of the handling layer 1501, does not contact the dope layer 1503, the piezoelectric layer 1504, and the upper electrode 1505, and does not contact the upper surface of the MEMS element 150.
  • the adhesive member 170 is an epoxy resin
  • sodium (Na), iron (Fe) contained in the epoxy resin, and manganese (Mn) which can be contained as an impurity in addition to these.
  • Nickel (Ni), titanium (Ti), phosphorus (P) and the like may move to the doping layer 1503 and the conductivity may change.
  • the usage environment of the piezoelectric resonance device 1 may not be constant.
  • the temperature of the piezoelectric resonance device 1, that is, the MEMS element 150 changes, the adhesive member 170 expands / contracts.
  • the adhesive member 170 is in contact with the dope layer 1503, the piezoelectric layer 1504, or the upper electrode 1505, extra stress is applied to the dope layer 1503, the piezoelectric layer 1504, or the upper electrode 1505 due to expansion / contraction of the adhesive member 170, resulting in frequency characteristics. Will change.
  • the adhesive member 170 has fillet portions 1701 and 1702 and is adhered to the side surface of the handling layer 1501 of the MEMS element 150, the adhesive strength of the MEMS element 150 is improved.
  • the upper ends of the fillet portions 1701 and 1702 are positioned so that the fillet portions 1701 and 1702 of the adhesive member 170 do not come into contact with the dope layer 1503, so that the change in the conductivity of the MEMS element 150 and the frequency characteristics
  • the MEMS element 150 is fixed to the mounting surface 1110 while reducing the change in the above.
  • the resonance frequency of the resonance means 1531 depends not only on the characteristics of the piezoelectric layer 1504 but also on the characteristics of each part such as the size of the dope layer 1503 and the upper electrode 1505, that is, the area and thickness, and the surrounding node members (not shown). .. That is, the resonance frequency is determined only when the MEMS element 150 is mounted on the piezoelectric resonance device 1. That is, a slight deviation from the expected resonance frequency may occur depending on the mounting state. Therefore, in the piezoelectric resonance device 1, the resonance means 1531 after mounting is subjected to a process of thinly scraping the exposed upper surface upper electrode 1505 to adjust the resonance frequency closer to a desired resonance frequency.
  • the surface is processed using an ion laser such as an argon laser, and the upper electrode 1505 is adjusted to be thinner than at the time of mounting, thereby changing the resonance frequency.
  • the ion laser is scanned in a predetermined direction, here in the scanning direction Ss, and the upper electrode 1505 is made substantially uniformly thin. Therefore, if the bonding wires 180 and / or the connection pads 151 and 152 are on the extension line of the scanning direction Ss, these can also be scraped and damaged. Therefore, in the piezoelectric resonance device 1, the positional relationship of each configuration is determined so that the bonding wire 180 or the connection pad 151 is not on the scanning line.
  • the scanning direction Ss is preferably set to be the same between scans in the range passing through the resonance means 1531, and is generally determined along the longitudinal direction of the rectangular resonance portion 153 in a plan view, but is not limited to this.
  • the scanning direction Ss may be a direction perpendicular to the longitudinal direction or a direction inclined by a predetermined angle with respect to the longitudinal direction.
  • the connection pads 151 and 152 where the connection points C1 and C2 are y, are located near the end of the MEMS element 150 where the x component is maximum.
  • the resonance portion 153 is located side by side in the direction and has a smaller x component than these.
  • the scanning direction Ss since the scanning direction Ss is determined along the y direction, the scanning direction Ss becomes parallel to the alignment directions of the connection pads 151 and 152, that is, the connection points C1 and C2, and moves on the resonance portion 153 in the x direction. While shifting the scanning position, the scanning lines running a plurality of times over the width of the resonance means 1531 in the x direction do not overlap the connection pads 151, 152 and the like in a plan view. Further, the resonance portion 153 has a longitudinal direction in the y direction.
  • the electrode pads 1131 and 1132 are arranged in the y direction at a position where the x component is larger than that of the MEMS element 150. That is, the scanning direction Ss is also parallel to the alignment direction of the electrode pads 1131 and 1132, here, the connection points C3 and C4. Therefore, the electrode pads 1131 and 1132 do not overlap the scanning line in a plan view. Further, the bonding wire 181 connecting the electrode pad 1131 and the connection pad 151 and the bonding wire 182 connecting the electrode pad 1132 and the connection pad 152 are also positioned so as not to overlap the scanning line in a plan view.
  • connection pads 151 and 152, the electrode pads 1131 and 1132, and the bonding wires 181, 182 are all located outside the range of the resonance portion 153 extended in the scanning direction.
  • the procedure for obtaining the piezoelectric resonance device 1 from the above-mentioned substrate 100 and MEMS element 150 is as follows. First, the adhesive member 170 is applied to the mounting position of the MEMS element 150 on the substrate 100. The MEMS element 150 sucked by the suction device is moved with respect to the mounting position of the MEMS element 150, and the MEMS element 150 is joined to the mounting surface 1110 by pressing or the like.
  • the bonding wire 181 is bonded between the connection pad 151 and the electrode pad 1131, and the bonding wire 182 is bonded between the connection pad 152 and the electrode pad 1132.
  • the ion gun While monitoring the voltage between the connection pads 151 and 152, or between the electrode pads 1131 and 1132 or between the external connection pads 1141 and 1144, the ion gun is scanned to scrape the surface of the resonance portion 153 and adjust the resonance frequency. This adjustment may be repeated a plurality of times. When the adjustment is completed, the lid body 120 and the frame-shaped metallized layer 112 are joined.
  • 4A to 4C are cross-sectional views showing modification 1 to 3 of the piezoelectric resonance device 1, respectively. These cross sections are the same as the cross sections shown in FIG. 2B.
  • the bonding wires 181 and 182 between the connection pads 151 and 152 of the MEMS element 150 and the electrode pads 113 of the substrate 100 in the x direction and the mounting surface 1110 are provided.
  • Resin members 185, 185a, and 185b are located in at least a part of the space between them.
  • the resin member 185 in the piezoelectric resonance device 1 of the modification 1 shown in FIG. 4A occupies the entire space between the connection pad 151 and the electrode pad 1131 in the x direction.
  • the height of the resin member 185 in the z direction is the connection pads 151 and 152 of the MEMS element 150, respectively. Is greater than or equal to the height in the z-direction and is in contact with or covers the edge of the MEMS element 150. Since gold, which is the material of the bonding wire 181, is particularly easily damaged by contact with a sharp portion, it is preferable to maintain the wiring position so as not to contact the edge of the MEMS element 150.
  • the bonding wire 181 may be in contact with the resin member 185, but does not have to be in contact with the resin member 185. In this case, the bonding wire 181 may be bonded after the resin member 185 is provided on the substrate 100.
  • the resin members 185 to 185b may be selected by appropriately considering some or all of the durability, volatility, corrosiveness, etc. without damaging the bonding wires 181, 182, and are, for example, epoxy resin or polyimide resin. .. Alternatively, it may be an insulating material having higher elasticity than a ceramic material or the like, and may be a member of any other material that does not interfere with signal transmission.
  • the bonding wire 181 is located inside the resin member 185a.
  • the bonding portion of the bonding wire 181 to the electrode pad 1131 is also located inside the resin member 185a, but the present invention is not limited to this.
  • the connection of the bonding wire 181 to the electrode pad 1131 is shown as the first bonding, and the connection with the connection pad 151 is shown as the second bonding, but the present invention is not limited to this.
  • the resin member 185a may be provided on the substrate after the bonding wire 181 is bonded to the electrode pad 1131 and the connection pad 151.
  • the bonding wire 181 may not be embedded inside the resin member 185a, but the resin member 185a may have a groove opened upward, that is, in the + z direction, and the bonding wire 181 may extend in the groove.
  • the resin member 185b in the piezoelectric resonance device 1 of the modification 3 shown in FIG. 4C occupies only a part of the space between the electrode pad 113 and the connection pad 151 that is in contact with the MEMS element 150.
  • the height of the resin member 185b in the z direction is larger than the height of the MEMS element 150.
  • the vicinity of the upper end position of the resin member 185b in the z direction has a gentle curved shape. Similar to the resin member 185 in the first modification, the resin member 185b is positioned and shaped so that the edge of the MEMS element 150 and the bonding wire 181 are unlikely to come into contact with each other. That is, even if the bonding wire 181 is slightly loosened, the bonding wire 181 comes into contact with the vicinity of the upper end position of the resin member 185, so that it is difficult to come into contact with the edge of the MEMS element 150.
  • FIG. 5A and 5B are cross-sectional views showing modifications 4 and 5 of the piezoelectric resonance device 1, respectively.
  • This cross section is also cut along the same cross section line AA as the cross section shown in FIG. 2B, but there is also a cross section cut along the cross section including the connection position of the bonding wire 182 to the electrode pad 1132 and the connection position to the connection pad 152. It has a similar structure.
  • the mounting surface 1110 of the accommodating portion 111 has a protrusion 1111 perpendicular to the mounting surface 1110, and the electrode pad 1131 is located on the protrusion 1111. ing.
  • the electrode pad 113 on the protrusion 1111 may have a base layer (not shown) made of various well-known materials such as nickel (Ni) or chromium (Cr) between the protrusion 1111 and the Au thin film. Good.
  • the protrusions are formed, for example, using a mold. That is, the protrusion shape may be included in the mold used to form the base 1102.
  • the electrode pad 113 and the surface of the connection pad 151 are located at substantially the same distance from the mounting surface 1110. That is, the heights of the connection positions of the bonding wire 181 with the electrode pad 113 and the connection pad 151 are substantially the same. This makes it easier to crimp and fix the bonding wire 181 with the wire bonder. Further, the bonding wire 181 is shortened by the amount that the length of the bonding wire 181 in the z direction is reduced. Further, the bonding wire 181 is less likely to loosen to a height at which the bonding wire 181 hits the corner of the MEMS element 150.
  • a resin member may be provided at the corner of the MEMS element 150. Further, in this case, since the bonding wire 180 may come into contact with the corner of the electrode pad 113 to the same extent as the MEMS element 150, a resin member is also provided at the corner of the electrode pad 113 on the MEMS element 150 side, that is, on the ⁇ x side. You may have.
  • the corner in the extending direction of the bonding wire 181 is dropped or rounded in the MEMS element 150a.
  • the bonding wire 181 is loosened and comes into contact with the MEMS element 150a, damage due to the right angle is suppressed.
  • the resin member may be provided on the mounting surface 1110.
  • the electrode pad 113 may be located on the protrusion. Further, the corner of the electrode pad 113 facing the MEMS element 150, that is, the corner in the ⁇ x direction may be dropped or rounded.
  • FIG. 6 is a plan view showing a state in which the lid 120 is removed in the modification 6 of the piezoelectric resonance device 1.
  • the adhesive members 171a to 171d that join the MEMS element 150 to the mounting surface protrude from the range of the MEMS element 150 only at the four corners of the MEMS element 150. That is, the adhesive member does not necessarily have to protrude in a fillet shape from all directions of the MEMS element 150 like the adhesive member 170 in the above embodiment, and if it protrudes outward at at least each corner and spreads out, it is stable. And, the MEMS element 150 is flexibly fixed.
  • connection pads 151 and 152 are not necessary for the adhesive member to cover the entire area between the MEMS element 150 and the mounting surface, but in addition to the above four corners, for example, positions overlapping with connection pads 151 and 152, particularly connection points C1 and C2. It may be adhered to.
  • FIG. 7 is an overall perspective view of a modified example 7 of the piezoelectric resonance device 1 with the lid 120 removed.
  • the substrate 110a is a flat plate, and the lid body 120a has a concave accommodating portion 121.
  • the frame-shaped metallized layer 112 may be first formed in the portion of the lid 120a that corresponds to the frame portion of the accommodating portion 121, and then joined to the substrate 110a.
  • the electrode pad 113, the bonding wire 180, and the MEMS element 150 on the substrate 110a are all accommodated inside the accommodating portion 121.
  • the piezoelectric resonance device 1 of the present embodiment has the substrate 100 having the mounting surface 1110, the electrode pads 1131 and 1132 located on the mounting surface 1110, and the upper surface located on the mounting surface 1110.
  • a MEMS element 150 having a 1500, connection pads 151 and 152 located on the upper surface 1500, a resonance portion 153 exposed on the upper surface 1500 and electrically connected to the connection pads 151 and 152, and an electrode pad 1131.
  • the bonding wires 181 and 182 that electrically connect the 1132 and the connection pads 151 and 152 are provided.
  • the electrode pads 1131, 1132, the connection pads 151, 152, and the bonding wires 181, 182 are the ranges in which the range of the resonance portion 153 is extended in the scanning direction of the ion gun at the time of adjustment in a plan view of the mounting surface 1110 as viewed from above. It is located on the outside.
  • the piezoelectric resonance device 1 using the MEMS element 150 is positioned so that the resonance portion 153 is exposed on the upper surface 1500 of the MEMS element 150, so that the resonance frequency of the resonance portion 153 can be adjusted according to the mounting conditions after the resonance portion 153 is mounted.
  • the process of adjusting to a desired value can be easily and accurately performed as compared with a crystal oscillator or the like.
  • the connection pads 151 and 152 and the electrode pads 1131 and 1132 can be easily connected by wire bonding. Further, for adjustment, when the exposed surface of the resonance portion 153 is scanned by an ion gun and the surface is scraped to adjust the thickness, the bonding wires 181 and 182, the electrode pads 1131 and 1132 and the connection pad 151 are adjusted by the output of the ion gun. , 152 is easily damaged. In order to suppress this damage and / or to facilitate control of an ion gun or the like for suppressing damage, the piezoelectric resonance device 1 includes these bonding wires 181, 182, electrode pads 1131, 1132 and connection pads 151, 152. However, in each case, the arrangement and shape may be such that the range of the resonance portion 153 is located outside the range extended in the scanning direction. With such a structure, the piezoelectric resonance device 1 can easily adjust the resonance frequency.
  • connection pads 151 and 152 are located between the electrode pad 113 and the resonance portion 153.
  • the bonding wires 180 are not located in a range where the x component is smaller than the connection pads 151 and 152 (that is, the resonance portion 153 and the like), so that the bonding wires 180 are safely and efficiently connected to the connection pads 151 and 152.
  • a connection can be made between the 152 and the electrode pad 113.
  • connection pad has the connection pad 151 and the connection pad 152 at different positions.
  • the electrode pad 113 has the electrode pad 1131 and the electrode pad 1132 at different positions.
  • the bonding wire 180 includes a bonding wire 181 that connects the connection pad 151 and the electrode pad 1131, and a bonding wire 182 that connects the connection pad 152 and the electrode pad 1132.
  • the scanning direction is parallel to the predetermined first position of the connection pad 151, for example, the connection point C1, and the predetermined second position of the connection pad 152, for example, the first reference line S1 passing through the connection point C2.
  • the scanning direction is parallel to the predetermined third position of the electrode pad 1131, for example, the connection point C3, and the predetermined fourth position of the electrode pad 1132, for example, the second reference line S2 passing through the connection point C4. is there.
  • the electrode pads 1131 and 1132 are also arranged side by side in the scanning direction, the influence of the adjustment process of the resonance portion 153 by the ion gun does not reach the connection pads 151 and 152 more easily and more safely.
  • the connection pads 151 and 152 in parallel with the scanning line, the positional relationship between them becomes easy, and the bonding wires 181 and 182 can be easily and efficiently joined.
  • the MEMS element 150 is located on a line where the center of the resonance portion 153 passes through the midpoints of the first and second positions and the midpoints of the third and fourth positions.
  • the resonance portions 153, the connection pads 151, 152 and the electrode pads 1131 and 1132 are positioned symmetrically with respect to the y direction, so that the signals are evenly distributed between the electrode pads 1131, 1132 and the resonance portion 153 in an efficient positional relationship. Can be communicated between.
  • the piezoelectric resonance device 1 can be easily formed.
  • the distance between the first reference line S1 and the second reference line S2 is the distance between the second reference line S2 and the edge of the mounting surface 1110 in the x direction orthogonal to the second reference line S2, that is, the frame portion 1101. Smaller than In this way, the distance between the connection pads 151 and 152 and the electrode pads 1131 and 1132 is reduced compared to the range in which they can be located on the mounting surface 1110, and these pads are brought close to each other. Therefore, the pads can be connected compactly without lengthening the bonding wire 180 more than necessary. As a result, damage to the bonding wire 180 can be suppressed, and loss of signal strength due to the bonding wire 180 can be suppressed.
  • connection points C1 and C3 of the bonding wire 181 and the distance between the connection points C2 and C4 of the bonding wire 182 are equal. In this way, by connecting the same distances in the xy plane with the bonding wires 181 and 182, the distances of the bonding wires 181 and 182 can be made substantially the same. As a result, signal transmission by the bonding wires 181 and 182 can be performed evenly.
  • the line connecting the first position and the third position, and the line connecting the second position and the fourth position are orthogonal to the scanning direction, respectively. In this way, since the bonding wires 181 and 182 extend straight away from the resonance portion 153 in a plan view, the pads can be efficiently connected by the short bonding wires 181 and 182.
  • the scanning direction is a direction along the longitudinal direction of the resonance portion 153 or a direction perpendicular to the longitudinal direction. In this way, by performing the adjustment operation while scanning in the direction along the side of the square, the adjustment operation time between each scan can be made equal, and uniform adjustment can be easily performed by a single process. be able to. In addition, the number of scans does not have to be increased more than necessary.
  • the mounting surface 1110 has a protrusion 1111.
  • the electrode pads 1131 and 1132 are located on the protrusions 1111.
  • the surfaces of the electrode pads 1131 and 1132 and the surfaces of the connection pads 151 and 152 are located at the same distance from the mounting surface 1110.
  • the resin member 185 is located at least a part between the bonding wires 181 and 182 and the mounting surface 1110 between the electrode pads 1131 and 1132 and the connection pads 151 and 152. Even if the bonding wires 181 and 182 hang down, the bonding wires 181 and 182 are not easily damaged because the contact and support with the resin member 185 can suppress the contact with the corners of the MEMS element 150 in particular.
  • the resin members 185, 185a, and 185b have the maximum distances from the mounting surfaces 1110 at positions where they overlap the bonding wires 181 and 182 in a plan view, respectively, with the mounting surfaces 1110 and the upper surfaces 1500 of the connection pads 151 and 152 having the highest values. It is more than the distance to. That is, the bonding wires 181, 182 are likely to come into contact with the resin members 185, 185a, 185b before hitting the corners of the MEMS element 150, and are supported by the resin members 185, 185a, 185b, etc., and are supported by the corners of the MEMS element 150. It is effectively suppressed from being damaged by hitting.
  • the resin members 185, 185a, and 185b cover the corners of the MEMS element 150, that is, the edges of the upper surface 1500, at least between the electrode pads 1131 and 1132 and the connection pads 151 and 152.
  • the possibility that the bonding wires 181 and 182 come into direct contact with the corners of the MEMS element 150 is sufficiently reduced, so that the possibility of damaging the bonding wires 181 and 182 can be sufficiently suppressed.
  • the bonding wire 180 is located inside the resin member 185a at least a part between the electrode pad 113 and the connection pads 151 and 152. By covering at least a part of the bonding wire 180 with the resin member 185a in this way, unnecessary movement of the bonding wire 180 is suppressed, and troubles such as damage thereof are reduced.
  • the upper surface 1500 of the MEMS element 150 is located at a position not overlapping with the connection pads 151 and 152, the resonance portions 153 and the bonding wires 181, 182 in a plan view, and has an area equal to or larger than a predetermined area corresponding to the size of the suction port of the suction device. It has a space of 155.
  • the space 155 is located on the upper surface 1500 on the opposite side of the connection pads 151 and 152 with respect to the resonance portion 153. In this way, not only the resonance portion 153 but also the connection pads 151 and 152 are attracted at a position far from the connection pads 151 and 152 and carried to the mounting position on the substrate 100, so that the trouble of the MEMS element 150 during the movement to the mounting position is sufficiently reduced. be able to.
  • the MEMS element 150 is joined to the mounting surface 1110 via an adhesive member 170.
  • the adhesive member 170 extends at least outside the corner of the MEMS element 150 in a plan view. In this way, the adhesive member 170 stably fixes at least the four corners of the MEMS element 150, so that the MEMS element 150, particularly the resonance portion 153, can be pressed by pressurization when the MEMS element 150 is attached and when the bonding wire 180 is ultrasonically bonded. Can be effectively suppressed from being damaged.
  • the MEMS element 150 is a semiconductor substrate including the handling layer 1501 and the insulating layer 1502 in the order from the mounting surface 1110 to the upper side, that is, above the mounting surface 1110 in the order closer to the mounting surface 1110, and the lower electrode.
  • a dope layer 1503, a piezoelectric layer 1504, and an upper electrode 1505 overlap each other.
  • the upper end position of the adhesive member 170 on the side surface of the MEMS element 150 is lower than the upper end position of the semiconductor substrate. That is, the fillet portions 1701 and 1702 generated by the adhesive member 170 protruding from the lower surface of the MEMS element 150 may not come into contact with the conductor portion and the piezoelectric layer 1504 located above the laminated structure of the MEMS element 150.
  • the MEMS element 150 is bonded to the mounting surface 1110 within a range that does not easily cause troubles such as a short circuit, further deviation of frequency characteristics such as resonance frequency, and conductivity of a conductor portion such as a doping layer 1503. Change can be suppressed.
  • At least the surface material of the electrode pads 1131 and 1132 and the connection pads 151 and 152 is gold. As a result, an appropriate signal can be transmitted by suppressing the corrosion reaction and reducing the resistance loss and the like.
  • the above embodiment is an example, and various changes can be made.
  • the case where the accommodating portion 111 is sealed by the lid body 120 and the MEMS element 150 is used as an oscillator has been described.
  • the external connection pad is connected to a predetermined detection circuit, and acceleration and the like are described. It may be used as a detection unit for detecting. Further, it may be a detection unit capable of contacting or depositing a substance or the like directly on the resonance portion 153 of the MEMS element 150 or through a predetermined coating film or the like, and detecting the contact frequency or the deposited weight by a detection circuit or the like. ..
  • the resonance frequency is measured before the MEMS element 150 is arranged in the measurement target area.
  • the presence or absence of the detection target gas can be determined by arranging the MEMS element 150 in the measurement target area, measuring the resonance frequency of the MEMS element 150, and comparing this resonance frequency with the above reference frequency.
  • connection pads 151 and 152 of the MEMS element 150 and the electrode pads 1131 and 1132 are connected by bonding wires, but the present invention is not limited to this, and all conductive wiring members may be used. ..
  • the electrode pads 1131 and 1132 and the connection pads 151 and 152 are described as being squares of the same size and the same orientation in a plan view, but they do not have to be squares and have the same orientation. Or it does not have to be the same size. When it is not square in a plan view, it may be, for example, a circle, or a part or all of the corners of the square may be dropped or rounded. Even if the size and / or shape are different, the connection points C1 and C2 and the connection points C3 and C4 may be set at the same position in the x direction. Further, the electrode pads 1131 and 1132 may be arranged so that the x-coordinates of the positions of the centers of gravity are equal to each other. Further, the connection pads 151 and 152 may be arranged so that the x-coordinates of the positions of the centers of gravity are equal to each other.
  • connection points C1 to C4 with each bonding wire 180 are set as the first to fourth positions, respectively, but the predetermined positions are set. As long as the methods are the same, the position of the center of gravity or the center of each pad may be used.
  • first reference line S1 and the second reference line S2 does not have to be parallel to the scanning direction. If it is difficult to set the position symmetrical with respect to the center line Sy according to the shape of the resonance portion 153 or the like, it may be adjusted as appropriate. Further, the lengths of the bonding wires 181 and 182 or the distances in the x direction may not be equal to each other depending on these positional relationships, and the bonding wires 181 and 182 may not extend along the x direction in a plan view. Good.
  • a protective layer may be provided on the upper surface of the upper electrode 1505. As a result, it is possible to prevent the upper electrode 1505 from being oxidized or scraped.
  • the protective layer may be, for example, AlN.
  • the uppermost surface of the upper electrode 1505 may be gold (Au).
  • This disclosure can be used for piezoelectric resonant devices.
  • Piezoelectric Resonance Device 100 Base 110, 110a Board 1101 Frame 1102 Base 111 Accommodating 1110 Mounting Surface 1111 Projection 113, 1131, 1132 Electrode Pad 112 Frame Metallized Layer 113, 1131, 1132 Electrode Pad 114, 1141-1144 External Connection pad 115 Through hole 1161, 1162 Through conductor 120, 120a Lid 121 Storage part 150, 150a MEMS element 1500 Upper surface 1501 Handling layer 1502 Insulation layer 1503 Dope layer 1504 Piezoelectric layer 1505 Upper electrode 151, 152 Connection pad 153 Resonance part 1531 Resonance Means 154 Wiring 155 Space 170, 171a to 171d Adhesive members 180, 181 and 182 Bonding wires 185, 185a, 185b Resin members C1 to C4 Connection point S1 First reference line S2 Second reference line Ss Scanning direction Sy center line

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Abstract

圧電共振デバイスは、第１の面を有する基体と、第１の面上に位置する第１の接続導体と、第１の面上に位置し、第２の面と、第２の面上に位置する第２の接続導体と、第２の面に露出しており第２の接続導体と電気的に接続される共振部と、を有するＭＥＭＳ素子と、第１の接続導体と前記第２の接続導体とを電気的に接続する配線導体と、を備える。第１の接続導体、第２の接続導体及び配線導体は、第１の面を上方から見た平面視で共振部の範囲を所定方向に延長した範囲の外側に位置している。

Description

圧電共振デバイス
　本開示は、圧電共振デバイスに関する。
　圧電素子を共振周波数で振動させて信号を出力する圧電共振デバイスでは、近年、水晶に代えてシリコンなど半導体素子を用いたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）構造の素子（ＭＥＭＳ素子）を利用する技術がある。
　圧電素子の共振周波数は、種々の要因に依存して変化し得る。例えば、特開２０１９－９７１０５号公報に示すように、外部ノイズの影響を低減するシールドが適切に位置する圧電振動デバイスがある。
　本開示の一の態様は、
　第１の面を有する基体と、
　前記第１の面上に位置する第１の接続導体と、
　前記第１の面上に位置し、第２の面と、前記第２の面上に位置する第２の接続導体と、前記第２の面に露出しており前記第２の接続導体と電気的に接続される共振部と、を有するＭＥＭＳ素子と、
　前記第１の接続導体と前記第２の接続導体とを電気的に接続する配線導体と、
　を備え、
　前記第１の接続導体、前記第２の接続導体及び前記配線導体は、前記第１の面を上方から見た平面視で前記共振部の範囲を所定方向に延長した範囲の外側に位置している、
　圧電共振デバイスである。
圧電共振デバイスを蓋体が外された状態で蓋体が接続される側を見た全体斜視図である。 圧電共振デバイスを蓋体が外された状態で蓋体が接続される側とは反対側を見た全体斜視図である。 圧電共振デバイスの蓋体を外した状態での平面図である。 圧電共振デバイスの蓋体を外した状態での断面図である。 共振部を含むＭＥＭＳ素子をより詳しく説明する断面図である。 圧電共振デバイスの変形例１を示す断面図である。 圧電共振デバイスの変形例２を示す断面図である。 圧電共振デバイスの変形例３を示す断面図である。 圧電共振デバイスの変形例４を示す断面図である。 圧電共振デバイスの変形例５を示す断面図である。 圧電共振デバイスの変形例６において蓋体が外された状態を示す平面図である。 圧電共振デバイスの変形例７を蓋体が外された状態で見た全体斜視図である。
　以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態の圧電共振デバイス１を蓋体１２０が外された状態で見た全体斜視図である。図１Ａは蓋体１２０が接合される側の面を見た図であり、図１Ｂは蓋体１２０が接合される側とは反対側の面を見た図である。
　圧電共振デバイス１は、基体１００と、ＭＥＭＳ素子１５０などを有する。基体１００は、基板１１０と、蓋体１２０などを有する。基板１１０は、枠部１１０１と、基部１１０２とに分けられ、収容部１１１と、スルーホール１１５などを有する。また、基板１１０に接合して、枠状メタライズ層１１２と、電極パッド１１３と、外部接続パッド１１４などが位置している。収容部１１１は、蓋体１２０が接合される側の一の面、すなわち、ｚ方向について上方側の面に位置する凹状の領域である。ＭＥＭＳ素子１５０は、収容部１１１内に位置している。枠部１１０１は、収容部１１１のうち上方側の開放面、及び当該開放面とは反対側の面であるＭＥＭＳ素子１５０の載置面１１１０（第１の面）以外の側面、すなわち、開放面と載置面１１１０との間をつなぐ各面であって、ここでは、それぞれｚ方向に平行となる面をなす。基部１１０２は、基板１１０において収容部１１１及び枠部１１０１以外のこれらより下方すなわち－ｚ方向の部分であり、上記載置面１１１０を含む。枠部１１０１の蓋体１２０との接合面（開放面側の端面）には、枠状に、導体層である枠状メタライズ層１１２が位置する。枠状メタライズ層１１２は、銀ろうなどの封止材を介して蓋体１２０と接合している。特に限定するものではないが、ここでは、この基板１１０のサイズは、ｘｙ面内で一辺が０．６～１０．０ｍｍ程度であり、ｚ方向についての厚みが０．２～２．０ｍｍ程度である。ここでは、ｘ方向を基体１００の長手方向としている。
　電極パッド１１３（第１の接続導体）は、収容部１１１の載置面１１１０上に一対がｙ方向に並んで位置している。電極パッド１１３は、例えば、それぞれ平面視で同一サイズ同一向きの方形である。電極パッド１１３は、外部接続パッド１１４、例えば、外部接続パッド１１４１、１１４４とそれぞれ接続している。電極パッド１１３は、例えば、載置面１１１０上に金薄膜層などがめっきなどにより形成されたものである。あるいは、電極パッド１１３は、スクリーン印刷などにより載置面から凸状に形成されたものであってもよい。
　外部接続パッド１１４は、外部、例えば、モジュール用基板などに接合される外部電極である。ここでは、外部接続パッド１１４は、基部１１０２の載置面１１１０とは反対側である基板底面の４隅にそれぞれ位置している。外部接続パッド１１４は、その必要数が４より少ない場合には、適宜省略されてよい。ＭＥＭＳ素子１５０と接続している外部接続パッド１１４は、例えば、駆動回路に接続されていて、ＭＥＭＳ素子１５０に所定の周波数の電圧信号を印加することで、発振子とされてもよい。
　ＭＥＭＳ素子１５０は、収容部１１１の載置面１１１０において電極パッド１１３よりも－ｘ方向に位置している。ＭＥＭＳ素子１５０は、接着部材１７０を介して載置面１１１０に接合している。接着部材１７０は、例えば、樹脂系接着剤であって絶縁性を有する。接着部材１７０は、アルミナなどを含有するエポキシ系樹脂により構成されてもよい。接着部材１７０のフィラーの粒径は、例えば、１～１０μｍである。これにより、ＭＥＭＳ素子１５０が傾かずに安定して実装される。
　ＭＥＭＳ素子１５０は、導電性の２本のボンディングワイヤ１８１（第１の配線導体）及びボンディングワイヤ１８２（第２の配線導体）により２個の電極パッド１１３１（第３の接続部）及び電極パッド１１３２（第４の接続部）とそれぞれ電気的に接続している。ボンディングワイヤ１８１、１８２をまとめてボンディングワイヤ１８０（配線導体）とも記す。ボンディングワイヤ１８０の材質は、特には限られないが、例えば、金（Ａｕ）である。ボンディングワイヤ１８０の接続は、例えば、キャピラリを有するワイヤボンダなどを利用して超音波圧着により行われる。ここでは、ボンディングワイヤ１８０のうちＭＥＭＳ素子１５０との接合がファーストボンディングであり、電極パッド１１３との接合がセカンドボンディングである。しかしながら、ボンディングの順番を入れ替えて、ＭＥＭＳ素子１５０に対する超音波圧着時の加圧を低減させることもできる。
　基板１１０は、セラミック材料、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム焼結体、ムライト質焼結体又はガラス－セラミック焼結体などを含んでいる。蓋体１２０は、導体金属からなり、枠状メタライズ層１１２に対して接合されることで収容部１１１を気密封止する。封止には、金すず（ＡｕＳｎ）又は銀ろうなどの導電性封止部材が用いられる。蓋体１２０は、接地されることで収容部１１１内への外部ノイズの伝搬を抑える。蓋体１２０は、導電性封止部材及び枠状メタライズ層１１２を介して基板１１０のスルーホール１１５に対して電気的に接続している。スルーホール１１５は、基板１１０をｚ方向に貫通して、基板底面の外部接続パッド１１４のうちの一つ又は二つと接続している。外部接続パッド１１４が接地されることで、蓋体１２０は接地状態とされる。なお、枠部１１０１は、スルーホール１１５の代わりに板状の導体板を有して、蓋体１２０と外部接続パッド１１４とを電気的に接続する経路の一部をなしていてもよい。
　枠状メタライズ層１１２は、導体金属からなり、枠部１１０１の接合面に印刷形成される。
　枠状メタライズ層１１２、電極パッド１１３及び外部接続パッド１１４などの導体部分の少なくとも露出している表面は、ニッケル及び／又は金によるめっき層で被覆されていてもよい。例えば、露出面にニッケルめっきが１～２０μｍの厚みでなされ、このニッケルめっき層上に金めっき層が０．１～３．０μｍの厚みでなされる。これにより、表面の酸化腐食を抑え、また、絶縁性の物質である基板１１０の上面に位置する枠状メタライズ層１１２と金属導体である蓋体１２０との接続を容易かつ強固なものとすることができる。また、金線であるボンディングワイヤ１８０と適切に接続し、低抵抗で信号を伝達することができる。
　図２Ａは、圧電共振デバイス１の蓋体１２０を外した状態での平面図である。図２Ｂは、図２Ａの平面図における断面線ＡＡでの断面図である。
　上述のように、２個の電極パッド１１３１、１１３２は、載置面１１１０のうちｘ成分が最大の端部付近にｙ方向に並んで位置している。電極パッド１１３１、１１３２は、基板１１０のｙ方向についての中心線Ｓｙに対してほぼ線対称に位置している。電極パッド１１３１とボンディングワイヤ１８１との接続点Ｃ３、及び電極パッド１１３２とボンディングワイヤ１８２との接続点Ｃ４もｘ方向についてほぼ同一の位置である。すなわち、接続点Ｃ３、Ｃ４を通る第２基準線Ｓ２は、ｙ軸に平行であり、接続点Ｃ３、Ｃ４の中点が、中心線Ｓｙにほぼ重なる。ここでは、接続点Ｃ３を電極パッド１１３１の所定の第３位置とする。また、接続点Ｃ４を電極パッド１１３２の所定の第４位置とする。なお、ここ及びここ以降でいう「平行」、「点同士又は点と線とが重なる」及び「同一」との表現は、いずれも厳密なものである必要はない。設計された位置などからの多少のずれは許容されてよい。
　平面視で電極パッド１１３１、１１３２と重なる位置には、それぞれ基部１１０２を貫通する貫通導体１１６１、１１６２を有している。貫通導体１１６１、１１６２は、第１の端部と第２の端部を有している。第１の端部が電極パッド１１３１、１１３２とつながり、第２の端部が外部接続パッド１１４１、１１４４につながっている。なお、ここでは、貫通導体１１６１、１１６２がｚ方向にのみ延びているものとして説明したが、基部１１０２内をｘｙ面方向にも延びて、例えば、電極パッド１１３１を外部接続パッド１１４２と接続していてもよい。
　ＭＥＭＳ素子１５０は、上面（第２の面）、すなわち、接着部材１７０で載置面に接合される面と反対側の面に、接続パッド１５１（第１の接続部）及び接続パッド１５２（第２の接続部）と、共振部１５３とを備える。共振部１５３は、共振手段１５３１を有する。共振手段１５３１は、上面がＭＥＭＳ素子１５０の上面（第２の面）に露出され、ノードで支持されて、当該ノードを固定端とする所定のモードで振動可能となっている。共振手段１５３１は、後述のように上面側、すなわち＋ｚ側と、下面側、すなわち－ｚ側とに、それぞれ上部電極と下部電極を有し、各電極が接続パッド１５１、１５２に電気的に接続している。ここでは、接続パッド１５１が配線１５４を介して上部電極に接続する。接続パッド１５２は、ＭＥＭＳ素子１５０内部で下部電極に接続している。
　接続パッド１５１、１５２は、ＭＥＭＳ素子１５０のうちｘ成分が最大の端部付近に位置しており、まとめて第２の接続導体としても示される。接続パッド１５１、１５２は、上述のようにボンディングワイヤ１８０により電極パッド１１３１、１１３２と接続されるＭＥＭＳ素子１５０の接続端である。接続パッド１５１、１５２の最上面は、例えば、金（Ａｕ）であってもよい。接続パッド１５１は、ｙ方向について電極パッド１１３１と対応する位置、ここでは、電極パッド１１３１と共振部１５３との間にあり、ボンディングワイヤ１８１が接続される。接続パッド１５２は、ｙ方向について電極パッド１１３２と対応する位置、ここでは、電極パッド１１３２と共振部１５３との間にあり、ボンディングワイヤ１８２と接続される。接続パッド１５１、１５２におけるボンディングワイヤ１８１、１８２の各接続点Ｃ１、Ｃ２は、ｘ方向についてほぼ同一の位置にあり、ｙ方向について中心線Ｓｙに対してほぼ対称に位置している。すなわち、接続点Ｃ１、Ｃ２を通る第１基準線Ｓ１は、ｙ軸に平行であり、これらの接続点Ｃ１、Ｃ２の中点がほぼ中心線Ｓｙと重なる。また、接続点Ｃ１、Ｃ３のｙ座標はほぼ同一であり、接続点Ｃ２、Ｃ４のｙ座標はほぼ同一である。よって、ボンディングワイヤ１８１、すなわち接続点Ｃ１、Ｃ３を結ぶ直線、及びボンディングワイヤ１８２、すなわち接続点Ｃ２、Ｃ４を結ぶ直線は、平面視でｘ方向に沿って平行に、すなわち、ｙ方向と直交して延びている。ここでは、接続点Ｃ１を接続パッド１５１の所定の第１位置とし、接続点Ｃ２を接続パッド１５２の所定の第２位置とする。ボンディングワイヤ１８１、１８２には、ｘ方向に最短距離、すなわち直線で延びている必要はなく、若干の余裕があってもよく、また、平面視でｘ方向に伸びる直線からｙ方向への若干のずれ又は曲がりがあってもよいが、必要以上に弛みなどを生じていない。ここでは、ボンディングワイヤ１８１、１８２が下方に垂れ下がってＭＥＭＳ素子１５０の上縁に接触しないようになっている。
　ここでは、共振部１５３は、その中心位置又は重心が上記中心線Ｓｙ上に位置する。これにより、共振部１５３、接続パッド１５１、１５２、ボンディングワイヤ１８１、１８２及び電極パッド１１３１、１１３２は、いずれも中心線Ｓｙに対して対称となる。
　ＭＥＭＳ素子１５０は、例えば、基体１００の長手方向であるｘ方向に沿った方向が長手方向となる長方形であるが、これに限られない。共振部１５３の形状は、出力周波数などに応じて様々に変形し得るので、共振部１５３は、形状に応じた最適な向きで位置していてよい。ＭＥＭＳ素子１５０の上面において、共振部１５３と重ならない－ｘ方向の縁付近（位置）、すなわち、共振部１５３に対して接続パッド１５１、１５２の反対側には、若干のスペース１５５がある。このスペース１５５は、ＭＥＭＳ素子１５０を載置面上に載置、実装する際にこのＭＥＭＳ素子１５０を吸着して保持する吸着装置の吸着スペースとして利用される。スペース１５５の大きさは、吸着力が強すぎてＭＥＭＳ素子１５０を損傷しない吸引力の範囲で、吸着装置がＭＥＭＳ素子１５０を吸着することのできる所定の面積以上であればよく、例えば、ｘ方向に１００μｍ、ｙ方向についてＭＥＭＳ素子１５０の幅未満の長さ、例えば、６００～８００μｍ幅のＭＥＭＳ素子１５０に対して４５０μｍとされてもよい。スペース１５５は、ＭＥＭＳ素子１５０の上面において吸着可能な平面となっていればよく、例えば、製品のシリアル番号などの記載がなされていてもよい。
　接着部材１７０は、ＭＥＭＳ素子１５０の裏側で載置面１１１０との対向面に接着しているだけではなく、平面視でＭＥＭＳ素子１５０の外縁よりも外側にはみ出ている。例えば、ファーストボンドで接続点Ｃ１、Ｃ２においてそれぞれボンディングワイヤ１８１、１８２が接合される際に、ＭＥＭＳ素子１５０には上方から大きな力がかかるので、このときにＭＥＭＳ素子１５０の全体が安定して接合、固定されていることで、接着部材１７０の弾性がバランスよく力を吸収してＭＥＭＳ素子１５０の破損などを抑える。なお、ＭＥＭＳ素子１５０の載置面１１１０との対向面全体に接着部材１７０が付着していてもよいし、対向面に接着部材１７０が付着していない部分が多少含まれていてもよい。
　また、平面視で接続点Ｃ１、Ｃ３（各接続位置）の間の距離Ｌ１が接続点Ｃ３と＋ｘ方向についての載置面１１１０の縁、すなわち、枠部１１０１との間の距離Ｌ２より小さくなるように、接続点Ｃ１、Ｃ３が定められる。接続点Ｃ１、Ｃ２のｘ方向についての位置が等しく、かつ接続点Ｃ３、Ｃ４のｘ方向についての位置が等しいので、この場合、同様に、接続点Ｃ２、Ｃ４（各接続位置）の間が距離Ｌ１であって、接続点Ｃ１、Ｃ３の間の距離と等しくなる。また、接続点Ｃ４から＋ｘ方向についての枠部１１０１までの間が距離Ｌ２となる。各ボンディングワイヤ１８１、１８２は、上記のワイヤボンダにより、ほぼ等しい長さが繰り出されるので、ボンディングワイヤ１８１、１８２の長さもほぼ等しくなる。このように、ボンディングワイヤ１８１、１８２の長さを必要以上に長くせず、かつ等しい長さとすることで、他の部分に比して細く、損失が大きくなりやすいボンディングワイヤにおいて、低損失かつ均等に信号を伝えることが可能となる。
　図３は、共振部１５３を含むＭＥＭＳ素子１５０をより詳しく説明する断面図である。ここでは、図２Ａにおける断面線ＢＢでの断面が示されている。
　ＭＥＭＳ素子１５０は、－ｚ側から順番にハンドリング層１５０１と、絶縁層１５０２と、ドープ層１５０３（下部電極）と、圧電層１５０４（圧電材料）と、上部電極１５０５などが重なっている。
　ハンドリング層１５０１は、シリコン基板を含み、接着部材１７０により基板１１０の載置面１１１０に接合されている。接着部材１７０は、ハンドリング層１５０１の縁からはみ出しており、フィレット部分１７０１、１７０２となっている。
　絶縁層１５０２は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層である。絶縁層１５０２は微小な厚みであってよい。この絶縁層１５０２は、共振部１５３の範囲で除去されている。ここでは、ハンドリング層１５０１と絶縁層１５０２をまとめて半導体基板とする。
　ドープ層１５０３は、Ｐ型ドープがなされたシリコン層である。ここでのドープ量は、通常の半導体素子におけるドープ量よりはるかに多く、例えば、１～２桁大きい。これにより、ドープ層１５０３は、事実上導体として振る舞い、下部電極として機能する。
　ドープ層１５０３の一部は、ノード以外の部分で他の構成から離隔しており、振動可能となっている。
　圧電層１５０４は、物理的な形状変化と電気信号との間で対応関係を有する圧電部材の薄膜層である。ここでは、圧電層１５０４は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の薄膜層であり、上部電極１５０５とドープ層１５０３の間の印加電圧に応じて変形し、又は外部からの圧力などによる変形量に応じた電圧を上部電極１５０５とドープ層１５０３との間に生じさせる。
　上部電極１５０５は、圧電層１５０４の上側に接して位置し、配線１５４を介して接続パッド１５１と電気的に接続している。上部電極１５０５は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）層である。
　このように、ドープ層１５０３、圧電層１５０４及び上部電極１５０５の積層構造は、絶縁層１５０２を有しない共振部１５３の範囲では、これらが下方のハンドリング層１５０１と離隔し、また、平面視で各層の周囲ともｘｙ面内で図示略のノード部分以外で離隔しており、共振手段１５３１をなす。これにより、この共振手段１５３１は、共振周波数での振動を生じ得る。
　接着部材１７０は、例えば、エポキシ樹脂を含む。接着部材１７０のフィレット部分１７０１、１７０２の上端位置は、ＭＥＭＳ素子１５０の側面、すなわちｘｙ面に垂直な面において、絶縁層１５０２の上端位置（ドープ層１５０３の下端位置）よりも低い位置、通常では、ハンドリング層１５０１の上端位置以下となっており、ドープ層１５０３、圧電層１５０４及び上部電極１５０５とは接触せず、ＭＥＭＳ素子１５０の上面にも接触しない。
　接着部材１７０がエポキシ樹脂の場合に接着部材１７０がドープ層１５０３に接すると、このエポキシ樹脂に含まれるナトリウム（Ｎａ）、鉄（Ｆｅ）、及びこれらに加えて不純物として含まれ得るマンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、リン（Ｐ）などがドープ層１５０３に移動して導電率が変化するおそれがある。
　また、圧電共振デバイス１の使用環境は定常的ではない場合もある。圧電共振デバイス１、すなわち、ＭＥＭＳ素子１５０の温度が変化すると、接着部材１７０が膨張／収縮する。接着部材１７０がドープ層１５０３、圧電層１５０４又は上部電極１５０５に接していると、接着部材１７０の膨張／収縮によりこれらドープ層１５０３、圧電層１５０４又は上部電極１５０５に余計な応力が加わって周波数特性が変化してしまう。
　一方で、接着部材１７０がフィレット部分１７０１、１７０２を有し、ＭＥＭＳ素子１５０のハンドリング層１５０１の側面に接着していることで、ＭＥＭＳ素子１５０の接着強度が向上する。
　したがって、圧電共振デバイス１では、接着部材１７０のフィレット部分１７０１、１７０２がドープ層１５０３に接しないようにフィレット部分１７０１、１７０２の上端が位置することで、ＭＥＭＳ素子１５０の導電率の変化及び周波数特性の変化を低減させつつＭＥＭＳ素子１５０が載置面１１１０に固定されている。
　共振手段１５３１の共振周波数は、圧電層１５０４の特性だけではなく、ドープ層１５０３及び上部電極１５０５のサイズ、すなわち面積及び厚さ、更に、周囲の図示略のノード部材など、各部の特性に依存する。すなわち、共振周波数は、ＭＥＭＳ素子１５０が圧電共振デバイス１に実装されて初めて定まる。すなわち、実装の状態に応じて想定される共振周波数から多少のずれが生じ得る。そこで、圧電共振デバイス１では、実装後の共振手段１５３１に対し、露出された上面の上部電極１５０５を薄く削る処理を行うことで、所望の共振周波数に近づける調整が行われる。
　圧電共振デバイス１では、例えば、アルゴンレーザといったイオンレーザを用いて表面加工がなされ上部電極１５０５が実装時よりも薄く調整されることで、共振周波数を変化させる。このときイオンレーザは所定方向、ここでは走査方向Ｓｓに走査され、上部電極１５０５を略一様に薄くしていく。したがって、走査方向Ｓｓの延長線上にボンディングワイヤ１８０及び／又は接続パッド１５１、１５２あると、これらも併せて削られて損傷し得る。そこで、圧電共振デバイス１では、走査線上にボンディングワイヤ１８０又は接続パッド１５１がないように、各構成の位置関係が定められる。
　走査方向Ｓｓは、共振手段１５３１を通る範囲が走査間で同一となるとよく、一般に、平面視で方形の共振部１５３の長手方向に沿って定められるが、これに限られるものではない。走査方向Ｓｓは、長手方向に垂直な方向であってもよいし、長手方向に対して所定角度傾いた方向であってもよい。ここでは、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、ＭＥＭＳ素子１５０のうちｘ成分が最大の端部付近に接続パッド１５１、１５２、ここでは、接続点Ｃ１、Ｃ２がｙ方向に並んで位置し、これらよりもｘ成分の小さい位置に共振部１５３がある。すなわち、ｙ方向に沿って走査方向Ｓｓが定められることで、この走査方向Ｓｓが接続パッド１５１、１５２、すなわち、接続点Ｃ１、Ｃ２の並び方向と平行になり、共振部１５３上をｘ方向に走査位置をずらしながら、共振手段１５３１のｘ方向の幅にわたって複数回走る走査線が平面視で接続パッド１５１、１５２などに重ならない。また、共振部１５３は、ｙ方向が長手方向となっている。
　また、ＭＥＭＳ素子１５０よりもｘ成分が大きい位置には、電極パッド１１３１、１１３２、ここでは接続点Ｃ３、Ｃ４がｙ方向に並んでいる。すなわち、走査方向Ｓｓは、電極パッド１１３１、１１３２、ここでは接続点Ｃ３、Ｃ４の並び方向とも平行である。したがって、電極パッド１１３１、１１３２は、平面視で走査線と重ならない。また、電極パッド１１３１と接続パッド１５１とを接続するボンディングワイヤ１８１、及び電極パッド１１３２と接続パッド１５２とを接続するボンディングワイヤ１８２も、平面視で走査線と重ならない位置となっている。
　いいかえると、接続パッド１５１、１５２、電極パッド１１３１、１１３２及びボンディングワイヤ１８１、１８２は、いずれも共振部１５３の範囲を走査方向について延長した範囲の外側に位置している。
　上記の基体１００及びＭＥＭＳ素子１５０から圧電共振デバイス１を得る手順は、以下のとおりである。まず基体１００のＭＥＭＳ素子１５０の載置位置に接着部材１７０を塗布する。ＭＥＭＳ素子１５０の載置位置に対して吸着装置により吸着させたＭＥＭＳ素子１５０を移動させ、押圧などによりこのＭＥＭＳ素子１５０を載置面１１１０に接合する。
　ワイヤボンダにより、接続パッド１５１と電極パッド１１３１との間にボンディングワイヤ１８１を接合し、また、接続パッド１５２と電極パッド１１３２との間にボンディングワイヤ１８２を接合する。
　接続パッド１５１、１５２間、又は電極パッド１１３１、１１３２間若しくは外部接続パッド１１４１、１１４４間の電圧をモニタリングしながら、イオンガンを走査させて共振部１５３の表面を削り、共振周波数の調整を行う。この調整は、複数回繰り返し行われてもよい。調整が終了すると、蓋体１２０と枠状メタライズ層１１２とを接合する。
　図４Ａ～図４Ｃは、それぞれ圧電共振デバイス１の変形例１～３を示す断面図である。これらの断面は、図２Ｂに示した断面と同一である。
　変形例１～３の圧電共振デバイス１では、ＭＥＭＳ素子１５０の接続パッド１５１、１５２と、基体１００の電極パッド１１３とのｘ方向についての間のボンディングワイヤ１８１、１８２と、載置面１１１０との間の少なくとも一部に、樹脂部材１８５、１８５ａ、１８５ｂが位置している。図４Ａに示す変形例１の圧電共振デバイス１における樹脂部材１８５は、ｘ方向について接続パッド１５１と電極パッド１１３１との間全体を占めている。平面視でボンディングワイヤ１８１、１８２とそれぞれ重なる範囲において、樹脂部材１８５のｚ方向についての高さ、すなわち、載置面１１１０からの距離の最高値は、いずれもＭＥＭＳ素子１５０の接続パッド１５１、１５２のｚ方向についての高さ以上であり、ＭＥＭＳ素子１５０の縁に接して又は覆っている。ボンディングワイヤ１８１の材質である金は、特に尖った部分との接触で傷つきやすいので、ＭＥＭＳ素子１５０の縁に接触しないように配線位置が維持されるのがよい。ボンディングワイヤ１８１は、樹脂部材１８５に接していてもよいが、接している必要はない。この場合、樹脂部材１８５が基体１００上に設けられてから、ボンディングワイヤ１８１が接合されればよい。
　樹脂部材１８５～１８５ｂは、ボンディングワイヤ１８１、１８２を傷つけず、耐久性、揮発性、腐食性などの一部又は全部が適宜考慮されて選択されればよく、例えば、エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂である。あるいは、セラミック材などと比較して弾性が高い絶縁材であり、信号伝送を妨げない任意の他の材質の部材であってもよい。
　図４Ｂに示す変形例２の圧電共振デバイス１における樹脂部材１８５ａは、ボンディングワイヤ１８１の少なくとも一部がその内部に位置している。ここでは、ボンディングワイヤ１８１の電極パッド１１３１への接合部分も樹脂部材１８５ａの内部に位置しているが、これに限られない。また、ここでは、上記実施形態とは反対に、ボンディングワイヤ１８１の電極パッド１１３１への接続がファーストボンディングであり、接続パッド１５１との接続がセカンドボンディングとして示しているが、これに限られない。この場合、ボンディングワイヤ１８１が電極パッド１１３１及び接続パッド１５１と接合されてから、樹脂部材１８５ａが基板上に設けられればよい。
　また、ボンディングワイヤ１８１が樹脂部材１８５ａの内部に埋め込まれるのではなく、樹脂部材１８５ａが上方、すなわち＋ｚ方向に開放された溝を有し、当該溝内をボンディングワイヤ１８１が延びていてもよい。
　図４Ｃに示す変形例３の圧電共振デバイス１における樹脂部材１８５ｂは、電極パッド１１３と接続パッド１５１の間のうち、ＭＥＭＳ素子１５０に接する一部のみを占めている。樹脂部材１８５ｂのｚ方向についての高さは、ＭＥＭＳ素子１５０の高さより大きい。また、樹脂部材１８５ｂのｚ方向についての上端位置付近は、緩やかな曲線状となっている。上記変形例１における樹脂部材１８５と同様に、樹脂部材１８５ｂは、ＭＥＭＳ素子１５０の縁とボンディングワイヤ１８１とが接触しにくいような位置及び形状となっている。すなわち、ボンディングワイヤ１８１が多少弛んだとしても、ボンディングワイヤ１８１が樹脂部材１８５の上端位置付近に接触するので、ＭＥＭＳ素子１５０の縁には接触しにくい。
　図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ圧電共振デバイス１の変形例４、５を示す断面図である。この断面も図２Ｂに示した断面と同一の断面線ＡＡで切断したものであるが、ボンディングワイヤ１８２の電極パッド１１３２への接続位置及び接続パッド１５２への接続位置を含む断面で切断した図も同様の構造である。
　図５Ａに示す変形例４の圧電共振デバイス１では、収容部１１１の載置面１１１０は、当該載置面１１１０に垂直な突起部１１１１を有し、電極パッド１１３１が突起部１１１１上に位置している。なお、突起部１１１１上の電極パッド１１３は、突起部１１１１とＡｕ薄膜との間に各種周知の材料、例えば、ニッケル（Ｎｉ）又はクロム（Ｃｒ）による図示略の下地層を有していてもよい。突起部は、例えば、金型を用いて形成される。すなわち、基部１１０２を形成するのに用いられる金型に、当該突起形状が含まれればよい。
　ここでは、電極パッド１１３と、接続パッド１５１の表面とは、載置面１１１０からほぼ同一の距離に位置する。すなわち、ボンディングワイヤ１８１の電極パッド１１３及び接続パッド１５１との接続位置の高さがほぼ等しい。これにより、ワイヤボンダによるボンディングワイヤ１８１の圧着固定がより容易になる。また、ボンディングワイヤ１８１のｚ方向についての長さが縮小される分だけボンディングワイヤ１８１が短縮される。また、ボンディングワイヤ１８１がよりＭＥＭＳ素子１５０の角に当たる高さまで弛みにくくなる。
　この場合でも、ＭＥＭＳ素子１５０の角に樹脂部材を有していてもよい。また、この場合、ＭＥＭＳ素子１５０と同程度に電極パッド１１３の角にボンディングワイヤ１８０が接する可能性もあるので、当該電極パッド１１３のＭＥＭＳ素子１５０側、すなわち－ｘ側の角にも樹脂部材を有していてもよい。
　図５Ｂに示す変形例５の圧電共振デバイス１では、ＭＥＭＳ素子１５０ａにおいてボンディングワイヤ１８１の延長する方向の角が落とされて又は丸められている。これにより、ボンディングワイヤ１８１が弛んでＭＥＭＳ素子１５０ａに接触した場合でも、直角の角による損傷が抑えられる。ボンディングワイヤ１８２についても同様である。
　この場合にも、載置面１１１０上に樹脂部材を有していてもよい。また、電極パッド１１３が突起部上に位置していてもよい。さらに、電極パッド１１３のＭＥＭＳ素子１５０と対向している角、すなわち－ｘ方向の角が落とされて又は丸められていてもよい。
　図６は、圧電共振デバイス１の変形例６において蓋体１２０が外された状態を示す平面図である。
　この変形例６の圧電共振デバイス１では、ＭＥＭＳ素子１５０を載置面に接合する接着部材１７１ａ～１７１ｄがＭＥＭＳ素子１５０の四隅の角でのみ当該ＭＥＭＳ素子１５０の範囲からはみ出ている。すなわち、接着部材は、必ずしも上記実施形態における接着部材１７０のようにＭＥＭＳ素子１５０の全方向からフィレット状にはみ出ている必要はなく、少なくとも各角で外側にはみ出て広がっていれば、安定して、かつ柔軟にＭＥＭＳ素子１５０が固定される。
　ＭＥＭＳ素子１５０と載置面との間では、やはり全体を接着部材がカバーしている必要はないが、上記四隅のほか、例えば、接続パッド１５１、１５２、特に、接続点Ｃ１、Ｃ２と重なる位置に接着されていてもよい。
　図７は、圧電共振デバイス１の変形例７を蓋体１２０が外された状態で見た全体斜視図である。
　この変形例７の圧電共振デバイス１では、基体１００ａにおいて、基板１１０ａが平板であり、蓋体１２０ａが凹状の収容部１２１を有する。この場合、枠状メタライズ層１１２は、蓋体１２０ａにおいて収容部１２１の枠部に当たる部分に先に形成された後、基板１１０ａと接合されてもよい。基板１１０ａ上の電極パッド１１３、ボンディングワイヤ１８０及びＭＥＭＳ素子１５０は、いずれも収容部１２１の内部に収まる。
　以上のように、本実施形態の圧電共振デバイス１は、載置面１１１０を有する基体１００と、載置面１１１０上に位置する電極パッド１１３１、１１３２と、載置面１１１０上に位置し、上面１５００と、上面１５００上に位置する接続パッド１５１、１５２と、上面１５００に露出しており接続パッド１５１、１５２と電気的に接続される共振部１５３と、を有するＭＥＭＳ素子１５０と、電極パッド１１３１、１１３２と接続パッド１５１、１５２とを電気的に接続するボンディングワイヤ１８１、１８２と、を備える。電極パッド１１３１、１１３２、接続パッド１５１、１５２及びボンディングワイヤ１８１、１８２は、載置面１１１０を上方から見た平面視で共振部１５３の範囲をその調整時におけるイオンガンの走査方向に延長した範囲の外側に位置している。
　ＭＥＭＳ素子１５０を用いた圧電共振デバイス１は、共振部１５３がＭＥＭＳ素子１５０の上面１５００に露出するように位置させることで、共振部１５３の実装後に当該共振部１５３の共振周波数を実装条件に応じて所望の値に調整する処理を、水晶振動子などに比して容易かつ精度よく行うことができる。この場合には、圧電共振デバイス１では、ワイヤボンディングにより容易に接続パッド１５１、１５２と電極パッド１１３１、１１３２とを接続することができる。また、調整のために、イオンガンにより共振部１５３の露出面を走査させ、表面を削って厚みを調整する場合に、当該イオンガンの出力によりボンディングワイヤ１８１、１８２、電極パッド１１３１、１１３２及び接続パッド１５１、１５２を損傷しやすい。この損傷を抑えるために、及び／又は損傷を抑えるためのイオンガンなどの制御を容易にするために、圧電共振デバイス１は、これらボンディングワイヤ１８１、１８２、電極パッド１１３１、１１３２及び接続パッド１５１、１５２が、いずれも共振部１５３の範囲を走査方向に延長した範囲の外側に位置する配置、形状とされてよい。このような構造により、圧電共振デバイス１は、共振周波数の調整を容易に行うことができる。
　また、接続パッド１５１、１５２は、電極パッド１１３と共振部１５３との間に位置している。このような順番での配置では、ボンディングワイヤ１８０が接続パッド１５１、１５２よりもｘ成分の小さい範囲（すなわち共振部１５３など）には位置しないので、安全かつ効率よくボンディングワイヤ１８０が接続パッド１５１、１５２と電極パッド１１３との間を接続することができる。
　また、接続パッドは、接続パッド１５１と接続パッド１５２とを異なる位置に有する。電極パッド１１３は、電極パッド１１３１と電極パッド１１３２とを異なる位置に有する。ボンディングワイヤ１８０は、接続パッド１５１と電極パッド１１３１とを接続するボンディングワイヤ１８１と、接続パッド１５２と電極パッド１１３２とを接続するボンディングワイヤ１８２と、を有する。接続パッド１５１の所定の第１位置、例えば接続点Ｃ１、及び接続パッド１５２の所定の第２位置、例えば接続点Ｃ２を通る第１基準線Ｓ１と、上記走査方向とは、平行である。
　このように走査方向に平行に接続パッド１５１、１５２が並ぶことで、容易かつより安全にイオンガンによる共振部１５３の調整処理の影響が接続パッド１５１、１５２に及ばない。
　また、電極パッド１１３１の所定の第３位置、例えば、接続点Ｃ３、及び電極パッド１１３２の所定の第４位置、例えば、接続点Ｃ４を通る第２基準線Ｓ２と、走査方向とは、平行である。このように、電極パッド１１３１、１１３２についても、走査方向に平行に並んで位置することで、容易かつより安全にイオンガンによる共振部１５３の調整処理の影響が接続パッド１５１、１５２に及ばない。また、接続パッド１５１、１５２と共々走査線に平行に並ぶことで、これらの位置関係が容易になり、また、ボンディングワイヤ１８１、１８２の接合も容易かつ効率的になる。
　また、ＭＥＭＳ素子１５０は、共振部１５３の中心が第１位置及び第２位置の中点と、第３位置及び第４位置の中点とを通る線上に位置する。このように、共振部１５３、接続パッド１５１、１５２及び電極パッド１１３１、１１３２がｙ方向について対称に位置することで、効率よい位置関係で均等に信号を電極パッド１１３１、１１３２と共振部１５３との間で伝えることができる。また、圧電共振デバイス１の形成も容易になる。
　また、第１基準線Ｓ１と第２基準線Ｓ２との距離は、第２基準線Ｓ２と当該第２基準線Ｓ２に直交するｘ方向における載置面１１１０の縁、すなわち枠部１１０１までの距離よりも小さい。このように、接続パッド１５１、１５２と、電極パッド１１３１、１１３２との間の距離を、載置面１１１０においてこれらが位置することが可能な範囲に比して小さくし、これらパッドを近接させることで、必要以上にボンディングワイヤ１８０を長くせず、コンパクトにパッド間を接続することができる。これにより、ボンディングワイヤ１８０の損傷を抑え、また、ボンディングワイヤ１８０による信号強度の損失を抑えることができる。
　また、ボンディングワイヤ１８１の接続点Ｃ１、Ｃ３の間の距離と、ボンディングワイヤ１８２の接続点Ｃ２、Ｃ４の間の距離は等しい。このように、ｘｙ面内で同一距離間をボンディングワイヤ１８１、１８２で接続することで、ボンディングワイヤ１８１、１８２の距離もほぼ等しくすることができる。これにより、ボンディングワイヤ１８１、１８２による信号伝送を均等に行うことができる。
　また、第１位置及び第３位置を結ぶ線、並びに第２位置及び第４位置を結ぶ線は、走査方向とそれぞれ直交している。このように、ボンディングワイヤ１８１、１８２が共振部１５３から平面視でまっすぐ遠ざかる方向に延びていることで、効率よく短いボンディングワイヤ１８１、１８２でパッド間を接続することができる。
　また、走査方向は、共振部１５３の長手方向に沿った方向、又は長手方向に垂直な方向である。このように、方形の辺に沿った方向などで走査を行いながら調整動作を行うことで、各走査間の調整動作時間を等しくすることができ、単一の処理で容易に均一な調整を行うことができる。また、走査の回数を必要以上に多くしなくてよい。
　また、載置面１１１０は、突起部１１１１を有している。電極パッド１１３１、１１３２は、突起部１１１１上に位置している。電極パッド１１３１、１１３２の表面と接続パッド１５１、１５２の表面は、載置面１１１０から同一の距離に位置する。
　このように電極パッド１１３１、１１３２と接続パッド１５１、１５２の高さをそろえることで、ボンディングワイヤ１８１、１８２の接続が容易になり、また、ボンディングワイヤ１８１、１８２が大きく垂れ下がってＭＥＭＳ素子１５０などの角に当たって損傷するのを抑えることができる。
　また、平面視で電極パッド１１３１、１１３２と接続パッド１５１、１５２との間には、ボンディングワイヤ１８１、１８２と載置面１１１０との間の少なくとも一部に樹脂部材１８５が位置している。ボンディングワイヤ１８１、１８２が垂れ下がっても、この樹脂部材１８５に接触、支持されることで、ＭＥＭＳ素子１５０の特に角との接触を抑えることができるので、ボンディングワイヤ１８１、１８２を傷つけにくい。
　また、樹脂部材１８５、１８５ａ、１８５ｂは、平面視でボンディングワイヤ１８１、１８２と重なる位置において、それぞれ載置面１１１０からの距離の最高値が、載置面１１１０と接続パッド１５１、１５２の上面１５００との距離以上である。すなわち、ボンディングワイヤ１８１、１８２がＭＥＭＳ素子１５０の角に当たるよりも前に樹脂部材１８５、１８５ａ、１８５ｂと接触しやすくなり、この樹脂部材１８５、１８５ａ、１８５ｂなどに支持されて、ＭＥＭＳ素子１５０の角に当たって損傷するのが効果的に抑えられる。
　また、樹脂部材１８５、１８５ａ、１８５ｂは、少なくとも電極パッド１１３１、１１３２と接続パッド１５１、１５２との間で、ＭＥＭＳ素子１５０の角、すなわち、上面１５００の縁を覆っている。これにより、ボンディングワイヤ１８１、１８２がＭＥＭＳ素子１５０の角に直接接触する可能性が十分に低減されるので、ボンディングワイヤ１８１、１８２を傷める可能性を十分に抑えることができる。
　また、ボンディングワイヤ１８０は、電極パッド１１３と接続パッド１５１、１５２との間の少なくとも一部で樹脂部材１８５ａの内部に位置している。このように、ボンディングワイヤ１８０が樹脂部材１８５ａにより少なくとも一部被覆されることで、ボンディングワイヤ１８０の不要な動きを抑え、その損傷などのトラブルを低減させる。
　また、ＭＥＭＳ素子１５０の上面１５００には、平面視で接続パッド１５１、１５２、共振部１５３及びボンディングワイヤ１８１、１８２と重ならない位置に、吸着装置の吸引口のサイズに対応する所定の面積以上のスペース１５５を有する。これにより、圧電共振デバイス１では、ＭＥＭＳ素子１５０の基体１００への取り付け時に共振部１５３などの損傷及び吸引による過重な負荷を避けつつ、容易に適切な取付精度を得ることができる。
　また、スペース１５５は、上面１５００において共振部１５３に対して接続パッド１５１、１５２の反対側に位置している。このように共振部１５３だけでなく接続パッド１５１、１５２から遠い位置で吸着がなされて基体１００への取付位置へ運ばれるので、取付位置への移動中におけるＭＥＭＳ素子１５０のトラブルを十分に低減させることができる。
　また、ＭＥＭＳ素子１５０は、載置面１１１０に対して接着部材１７０を介して接合している。接着部材１７０は、平面視で少なくともＭＥＭＳ素子１５０の角よりも外側に広がっている。このように、接着部材１７０が少なくともＭＥＭＳ素子１５０の四隅を安定に固定することで、ＭＥＭＳ素子１５０の取り付け時及びボンディングワイヤ１８０の超音波圧着時などの加圧によりＭＥＭＳ素子１５０、特に共振部１５３が破損するのを効果的に抑えることができる。
　また、ＭＥＭＳ素子１５０は、載置面１１１０から上方に順番に、すなわち、載置面１１１０の上方に当該載置面１１１０に近い順番にハンドリング層１５０１及び絶縁層１５０２を含む半導体基板、下部電極であるドープ層１５０３、圧電層１５０４及び上部電極１５０５が重なっている。接着部材１７０は、ＭＥＭＳ素子１５０の側面における上端位置が、半導体基板の上端位置よりも低い位置にある。すなわち、接着部材１７０がＭＥＭＳ素子１５０の下面からはみ出て生じたフィレット部分１７０１、１７０２は、ＭＥＭＳ素子１５０のうち積層構造の上方に位置する導体部分及び圧電層１５０４に接触しなければよい。これにより、短絡などのトラブルを生じさせにくい範囲でＭＥＭＳ素子１５０の載置面１１１０への接合を行い、また、共振周波数など周波数特性の更なるずれ、及びドープ層１５０３など導体部分の導電率の変化を抑えることができる。
　また、電極パッド１１３１、１１３２及び接続パッド１５１、１５２の少なくとも表面の材質は金である。これにより、腐食反応を抑え、かつ抵抗損失などを低減することで、適正な信号を伝送することができる。
　なお、上記実施の形態は例示であって、様々な変更が可能である。
　例えば、上記実施の形態では、蓋体１２０で収容部１１１が密閉されて、ＭＥＭＳ素子１５０が発振子として用いられる場合について説明したが、外部接続パッドが所定の検出回路に接続されて、加速度などを検出する検出部として利用されてもよい。また、ＭＥＭＳ素子１５０の共振部１５３に直接又は所定の被膜などを介して物質などが接触又は堆積可能であり、検出回路などにより接触頻度又は堆積重量などを検出可能な検出部であってもよい。例えば、ＭＥＭＳ素子１５０をガスセンサとして使用する場合には、ＭＥＭＳ素子１５０を測定対象エリア内に配置する前に共振周波数を測定しておく。これが、検出対象のガスがない状態における共振周波数、すなわち、参照周波数となる。その後、測定対象エリア内にＭＥＭＳ素子１５０を配置してＭＥＭＳ素子１５０の共振周波数を測定し、この共振周波数を上記参照周波数と比較することで、検出対象ガスの有無を判断することができる。
　また、上記実施の形態では、ＭＥＭＳ素子１５０の接続パッド１５１、１５２と電極パッド１１３１、１１３２との接続をボンディングワイヤにより行ったが、これに限らず、導電性の配線部材全般が利用されてよい。
　また、上記実施の形態では、電極パッド１１３１、１１３２、及び接続パッド１５１、１５２は、それぞれ、平面視で同一サイズ同一向きの方形であるものとして説明したが、方形でなくてもよく、同一向き又は同一サイズでなくてもよい。平面視で方形ではない場合には、例えば、円形などであってもよいし、また、方形の角の一部又は全部を落とした又は丸めたものであってもよい。サイズ及び／又は形状が異なる場合でも、接続点Ｃ１、Ｃ２及び接続点Ｃ３、Ｃ４をｘ方向について同一位置とされてもよい。また、電極パッド１１３１、１１３２の重心位置のｘ座標が等しくなるように並んでいてもよい。また、接続パッド１５１、１５２の重心位置のｘ座標が等しくなるように並んでいてもよい。
　また、ここでは、接続パッド１５１、１５２、電極パッド１１３１、１１３２の所定位置として、各ボンディングワイヤ１８０との接続点Ｃ１～Ｃ４をそれぞれ第１～第４位置としたが、所定位置は、設定のし方がそろっていれば、各パッドの重心位置又は中心位置などであってもよい。
　また、第１基準線Ｓ１、第２基準線Ｓ２の少なくとも一方が走査方向に平行でなくてもよい。共振部１５３の形状などに応じて中心線Ｓｙに対して対称な位置とするのが困難な場合などには、適宜調整されてもよい。またこれらの位置関係に応じてボンディングワイヤ１８１、１８２の長さ又はｘ方向についての距離が互いに等しくなくてもよいし、ボンディングワイヤ１８１、１８２が平面視でｘ方向に沿って延びていなくてもよい。
　また、上部電極１５０５の上面に保護層を有していてもよい。これにより、上部電極１５０５が酸化し、又は削れることを抑えることができる。保護層は、例えば、ＡｌＮであってもよい。
　また、上部電極１５０５の最上面が金（Ａｕ）であってもよい。
　その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、処理動作の内容及び手順などは、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲とその均等の範囲を含む。
　本開示は、圧電共振デバイスに利用することができる。
１ 圧電共振デバイス
１００ 基体
１１０、１１０ａ 基板
１１０１ 枠部
１１０２ 基部
１１１ 収容部
１１１０ 載置面
１１１１ 突起部
１１３、１１３１、１１３２ 電極パッド
１１２ 枠状メタライズ層
１１３、１１３１、１１３２ 電極パッド
１１４、１１４１～１１４４ 外部接続パッド
１１５ スルーホール
１１６１、１１６２ 貫通導体
１２０、１２０ａ 蓋体
１２１ 収容部
１５０、１５０ａ ＭＥＭＳ素子
１５００ 上面
１５０１ ハンドリング層
１５０２ 絶縁層
１５０３ ドープ層
１５０４ 圧電層
１５０５ 上部電極
１５１、１５２ 接続パッド
１５３ 共振部
１５３１ 共振手段
１５４ 配線
１５５ スペース
１７０、１７１ａ～１７１ｄ 接着部材
１８０、１８１、１８２ ボンディングワイヤ
１８５、１８５ａ、１８５ｂ 樹脂部材
Ｃ１～Ｃ４ 接続点
Ｓ１ 第１基準線
Ｓ２ 第２基準線
Ｓｓ 走査方向
Ｓｙ 中心線

Claims (19)

  1. 　第１の面を有する基体と、
    　前記第１の面上に位置する第１の接続導体と、
    　前記第１の面上に位置し、第２の面と、前記第２の面上に位置する第２の接続導体と、前記第２の面に露出しており前記第２の接続導体と電気的に接続される共振部と、を有するＭＥＭＳ素子と、
    　前記第１の接続導体と前記第２の接続導体とを電気的に接続する配線導体と、
    　を備え、
    　前記第１の接続導体、前記第２の接続導体及び前記配線導体は、前記第１の面を上方から見た平面視で前記共振部の範囲を所定方向に延長した範囲の外側に位置している、
    　圧電共振デバイス。
  2. 　前記第２の接続導体は、前記第１の接続導体と前記共振部との間に位置している、
    　請求項１記載の圧電共振デバイス。
  3. 　前記第２の接続導体は、第１の接続部と第２の接続部とを異なる位置に有し、
    　前記第１の接続導体は、第３の接続部と第４の接続部とを異なる位置に有し、
    　前記配線導体は、前記第１の接続部と前記第３の接続部とを接続する第１の配線導体と、前記第２の接続部と前記第４の接続部とを接続する第２の配線導体と、を有し、
    　前記第１の接続部の所定の第１位置、及び前記第２の接続部の所定の第２位置を通る第１基準線と、前記所定の方向とは、平行である、
    　請求項１又は２記載の圧電共振デバイス。
  4. 　前記第３の接続部の所定の第３位置、及び前記第４の接続部の所定の第４位置を通る第２基準線と、前記所定方向とは、平行である、請求項３記載の圧電共振デバイス。
  5. 　前記ＭＥＭＳ素子は、前記共振部の中心が前記第１位置及び前記第２位置の中点と、前記第３位置及び前記第４位置の中点とを通る線上に位置する、請求項４記載の圧電共振デバイス。
  6. 　前記第１基準線と前記第２基準線との距離は、前記第２基準線と当該第２基準線に直交する方向における前記第１の面の縁までの距離よりも小さい、請求項５記載の圧電共振デバイス。
  7. 　前記第１の配線導体の前記第１の接続部及び前記第３の接続部との各接続位置の間の距離と、前記第２の配線導体の前記第２の接続部及び前記第４の接続部との各接続位置の間の距離は等しい、請求項３～６のいずれか一項に記載の圧電共振デバイス。
  8. 　前記第１位置及び前記第３の接続部の所定の第３位置を結ぶ線、並びに前記第２位置及び前記第４の接続部の所定の第４位置を結ぶ線は、前記所定方向とそれぞれ直交している、請求項３～７のいずれか一項に記載の圧電共振デバイス。
  9. 　前記所定方向は、前記共振部の長手方向に沿った方向、又は前記長手方向に垂直な方向である、請求項１～８のいずれか一項に記載の圧電共振デバイス。
  10. 　前記第１の面は、突起部を有し、
    　前記第１の接続導体は、前記突起部上に位置し、
    　前記第１の接続導体の表面と前記第２の接続導体の表面は、前記第１の面から同一の距離に位置する、
    　請求項１～９のいずれか一項に記載の圧電共振デバイス。
  11. 　前記平面視で前記第１の接続導体と前記第２の接続導体との間には、前記配線導体と前記第１の面との間の少なくとも一部に樹脂部材が位置している、
    　請求項１～１０のいずれか一項に記載の圧電共振デバイス。
  12. 　前記樹脂部材は、前記平面視で前記配線導体と重なる位置において、前記第１の面からの距離の最高値が、前記第１の面と前記第２の接続導体の表面との距離以上である、請求項１１記載の圧電共振デバイス。
  13. 　前記樹脂部材は、少なくとも前記第１の接続導体と前記第２の接続導体との間で、前記ＭＥＭＳ素子の縁を覆っている、請求項１１又は１２記載の圧電共振デバイス。
  14. 　前記配線導体は、前記第１の接続導体と前記第２の接続導体との間の少なくとも一部で前記樹脂部材の内部に位置している、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の圧電共振デバイス。
  15. 　前記ＭＥＭＳ素子の前記第２の面には、平面視で前記第２の接続導体、前記共振部及び前記配線導体と重ならない位置に、所定の面積以上のスペースを有する、請求項１～１４のいずれか一項に記載の圧電共振デバイス。
  16. 　前記スペースは、前記第２の面において前記共振部に対して前記第２の接続導体の反対側に位置している、請求項１５記載の圧電共振デバイス。
  17. 　前記ＭＥＭＳ素子は、前記第１の面に対して接着部材を介して接合しており、
    　前記接着部材は、平面視で少なくとも前記ＭＥＭＳ素子の角よりも外側に広がっている、
    　請求項１～１６のいずれか一項に記載の圧電共振デバイス。
  18. 　前記ＭＥＭＳ素子は、前記第１の面から上方に順番に半導体基板、下部電極、圧電材料及び上部電極が重なっており、
    　前記接着部材は、前記ＭＥＭＳ素子の側面における上端位置が、前記半導体基板の上端位置よりも低い位置にある、請求項１７記載の圧電共振デバイス。
  19. 　前記第１の接続導体及び前記第２の接続導体の少なくとも表面の材質は金である、請求項１～１８のいずれか一項に記載の圧電共振デバイス。
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