JP2012257158A - Manufacturing method of piezoelectric device and piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リッドウエハ又はベースウエハで形成されたパッケージに圧電振動片が個々に載置される圧電デバイスの製造方法及び圧電デバイスに関する。 The present invention relates to a piezoelectric device manufacturing method and a piezoelectric device in which piezoelectric vibrating reeds are individually placed on a package formed of a lid wafer or a base wafer.
表面実装用の圧電デバイスは、特許文献1に示されるように、一般にアルミナセラミックの絶縁性ベースとそのセラミックベースの開口部にガラス又はコバール合金のリッドが固着されている。セラミックベースとリッドとがキャビティを形成し、そのキャビティ内に圧電振動片が収納されている。 As disclosed in Patent Document 1, a surface mounting piezoelectric device generally has an insulating base of alumina ceramic and a lid of glass or Kovar alloy fixed to an opening of the ceramic base. The ceramic base and the lid form a cavity, and the piezoelectric vibrating piece is accommodated in the cavity.
また、特許文献2に示されるように、ベースがセラミックではなくコスト低減のためガラスを使用している表面実装用の圧電デバイスもある。そしてガラスベースとリッドとが低融点ガラスで固着されている。 Further, as shown in Patent Document 2, there is a surface-mount piezoelectric device in which the base is not ceramic but glass is used for cost reduction. The glass base and the lid are fixed with low melting point glass.
しかしながら、特許文献1に開示された圧電デバイスは、セラミックベースであり個々に製造する必要があるためコスト低減の観点からは好ましくない。特許文献2に開示された圧電デバイスは、ガラスベースを使用しているが個々に製造する必要があり量産に適していない。また、特許文献2に開示された圧電デバイスは、ガラスベースにスルーホールを形成する必要があった。さらに特許文献2に開示された圧電デバイスは、圧電振動片とガラスベースとが接触しないように、ガラスベースの主面に接続電極を30μm以上に厚く形成する必要があった。このため特許文献2の圧電デバイスはガラスベースを使用しても製造コストが高くなっていた。 However, since the piezoelectric device disclosed in Patent Document 1 is ceramic-based and needs to be manufactured individually, it is not preferable from the viewpoint of cost reduction. The piezoelectric device disclosed in Patent Document 2 uses a glass base, but needs to be manufactured individually and is not suitable for mass production. Further, the piezoelectric device disclosed in Patent Document 2 needs to form a through hole in a glass base. Furthermore, in the piezoelectric device disclosed in Patent Document 2, it is necessary to form a connection electrode on the main surface of the glass base to be thicker than 30 μm so that the piezoelectric vibrating piece and the glass base do not come into contact with each other. For this reason, the manufacturing cost of the piezoelectric device of Patent Document 2 is high even if a glass base is used.
そこで、本発明は、スルーホールを有しないベースで且つウエハ単位で製造できる圧電デバイス及びその製造方法を提供する。また、接続電極はスパッタ又は真空蒸着で形成される厚さ(数百nm)の圧電デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a piezoelectric device that can be manufactured on a wafer-by-wafer basis and a base that does not have a through hole, and a method for manufacturing the piezoelectric device. Another object of the present invention is to provide a piezoelectric device having a thickness (several hundreds of nanometers) formed by sputtering or vacuum vapor deposition and a manufacturing method thereof.
第1観点の圧電デバイスは、一対の外部電極が形成される第1面とその第1面の反対側で第1凹み部及びその第1凹み部の周囲の第1接合面が形成される第2面と第1接合面から第1面と第2面とを結ぶ側面を介して外部電極と接続する一対の接続電極とを有する矩形状のベースと、接続電極と接続する一対の励振電極を有しベースに保持される圧電振動片と、圧電振動片を覆う第2凹み部及びその第2凹み部の周囲の第2接合面が形成されたリッドと、第1接合面と第2接合面との間に環状に配置されベースとリッドとを封止する環状の封止材と、を備える。 In the piezoelectric device of the first aspect, a first surface on which a pair of external electrodes are formed and a first joint surface around the first recess is formed on the opposite side of the first surface. A rectangular base having a pair of connection electrodes connected to an external electrode via a side surface connecting the first surface and the second surface from the two surfaces and the first bonding surface; and a pair of excitation electrodes connected to the connection electrode A piezoelectric vibrating piece that is held on the base, a second recess that covers the piezoelectric vibrating piece, a lid on which a second bonding surface around the second depression is formed, a first bonding surface, and a second bonding surface An annular sealing material that is annularly disposed between the base and the lid.
第2観点の圧電デバイスは、ベースからリッドへの方向から見ると、ベースの外周は矩形状であり、リッドの外周は矩形状である。また、圧電デバイスは、長方形の第1凹み部の少なくとも2つの角部は第1接合面と同じ高さで第1凹み部の中央側に突き出ており、角部に一対の接続電極が形成されている。さらに圧電デバイスは、第1凹み部の2つの角部は第1凹み部の同じ短辺側に形成され、引出電極が圧電振動片の同じ短辺に引き出されている。 In the piezoelectric device according to the second aspect, when viewed from the direction from the base to the lid, the outer periphery of the base is rectangular and the outer periphery of the lid is rectangular. Further, in the piezoelectric device, at least two corner portions of the rectangular first recess portion are projected to the center side of the first recess portion at the same height as the first joint surface, and a pair of connection electrodes are formed at the corner portions. ing. Further, in the piezoelectric device, the two corners of the first recess are formed on the same short side of the first recess, and the extraction electrode is extracted to the same short side of the piezoelectric vibrating piece.
第3観点の圧電デバイスは、2つの角部は第1凹み部の向かい合う短辺にそれぞれ形成され、引出電極が圧電振動片の向かい合う短辺にそれぞれ引き出されている。また、圧電デバイスは、外部電極と接続電極とが、第1面と第2面とを結ぶ側面に形成されたキャスタレーションを介して電気的に接続されている。圧電デバイスは、音叉型圧電振動片及び周辺部よりも中央部が厚みを有するメサ型又はコンベックス型を含む振動片にも適用できる。 In the piezoelectric device according to the third aspect, the two corners are respectively formed on the short sides facing each other of the first recess, and the extraction electrodes are respectively drawn out on the short sides facing each other of the piezoelectric vibrating piece. In the piezoelectric device, the external electrode and the connection electrode are electrically connected via a castellation formed on a side surface connecting the first surface and the second surface. The piezoelectric device can also be applied to a tuning fork type piezoelectric vibrating piece and a vibrating piece including a mesa type or a convex type having a thickness at a center portion rather than a peripheral portion.
本発明の製造方法によれば、ウエハ単位でコストを低減させて圧電デバイスを製造できる。また、圧電デバイス内に有害ガスや水分が含まれなく、大量生産が可能である。また本発明の圧電デバイスは有害ガスや水分が含まれないため安定して振動又は発振する。 According to the manufacturing method of the present invention, a piezoelectric device can be manufactured at a reduced cost for each wafer. Further, the piezoelectric device does not contain harmful gas or moisture, and mass production is possible. Further, since the piezoelectric device of the present invention does not contain harmful gas or moisture, it vibrates or oscillates stably.
(第1実施形態)
<第1水晶振動子100の全体構成>
第1水晶振動子100の全体構成について、図1〜図3を参照しながら説明する。
図1は、第1水晶振動子100の分解斜視図である。図2は、第1水晶振動片10を第1ベース12に載置した後、且つリッド板11を第1ベース12に接合する前の第1実施形態の第1水晶振動子100の斜視図である。図3(a)は第1水晶振動子100のA−A断面図で、(b)は第1水晶振動子100の底面図である。
(First embodiment)
<Overall Configuration of First Crystal Resonator 100>
The overall configuration of the first crystal unit 100 will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an exploded perspective view of the first crystal unit 100. FIG. 2 is a perspective view of the first crystal resonator 100 of the first embodiment after the first crystal vibrating piece 10 is placed on the first base 12 and before the lid plate 11 is bonded to the first base 12. is there. FIG. 3A is a cross-sectional view of the first crystal unit 100 taken along the line AA, and FIG. 3B is a bottom view of the first crystal unit 100.
圧電振動片としてATカットの第1水晶振動片10が使われている。つまり、ATカットの水晶振動片は、主面(YZ面)が結晶軸(XYZ)のY軸に対して、X軸を中心としてZ軸からY軸方向に35度15分傾斜されている。このため、第1実施形態ではATカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をY’軸及びZ’軸として用いる。すなわち、第1実施形態において第1水晶振動子100の長手方向をX軸方向、第1水晶振動子100の高さ方向をY’軸方向、X及びY’軸方向に垂直な方向をZ’として説明する。以下、第2実施形態から第4実施形態においても同様である。 An AT-cut first crystal vibrating piece 10 is used as the piezoelectric vibrating piece. In other words, the AT-cut quartz crystal vibrating piece is inclined by 35 degrees 15 minutes from the Z axis to the Y axis centering on the X axis with respect to the Y axis of the crystal axis (XYZ). For this reason, in the first embodiment, the new tilted axes are used as the Y ′ axis and the Z ′ axis with reference to the axial direction of the AT-cut quartz crystal vibrating piece. That is, in the first embodiment, the longitudinal direction of the first crystal unit 100 is the X-axis direction, the height direction of the first crystal unit 100 is the Y′-axis direction, and the direction perpendicular to the X and Y′-axis directions is Z ′. Will be described. The same applies to the second to fourth embodiments.
図1に示されたように、第1水晶振動子100はリッド凹部111を有するリッド板11と、ベース凹部121を有する第1ベース12と、第1ベース12に載置される第1水晶振動片10とを備える。 As shown in FIG. 1, the first crystal unit 100 includes a lid plate 11 having a lid recess 111, a first base 12 having a base recess 121, and a first crystal vibration placed on the first base 12. And a piece 10.
第1水晶振動片10は、ATカットされた水晶片101により構成され、その水晶片101の中央付近の両主面に一対の励振電極102a、102bが対向して配置されている。また、励振電極102aには水晶片101の底面(−Y’側)の−X側まで伸びた引出電極103aが接続され、励振電極102bには水晶片101の底面(−Y’側)の+X側まで伸びた引出電極103bが接続されている。引出電極103a、103bは後述する接続電極124a、124bに合わせて、接続領域がZ‘軸方向に長く形成されている。 The first crystal vibrating piece 10 is constituted by an AT-cut crystal piece 101, and a pair of excitation electrodes 102 a and 102 b are arranged to face both main surfaces near the center of the crystal piece 101. Further, an extraction electrode 103a extending to the −X side of the bottom surface (−Y ′ side) of the crystal piece 101 is connected to the excitation electrode 102a, and + X on the bottom surface (−Y ′ side) of the crystal piece 101 is connected to the excitation electrode 102b. An extraction electrode 103b extending to the side is connected. The lead electrodes 103a and 103b have a connection region that is long in the Z′-axis direction in accordance with connection electrodes 124a and 124b described later.
第1水晶振動片10はX軸方向の長さL6が2400μm程度で、Z’軸方向の幅W6が1500μm程度で、Y’軸方向の高さH6は励振周波数によって決まってくる。また、励振電極102及び引出電極103は例えば下地としてのクロム層が用いられ、クロム層の上面に金層が用いられる。なお、クロム層の厚さは例えば0.05μm〜0.1μmで、金層の厚さは例えば0.2μm〜2μmである。 The first quartz-crystal vibrating piece 10 has a length L6 in the X-axis direction of about 2400 μm, a width W6 in the Z′-axis direction of about 1500 μm, and a height H6 in the Y′-axis direction is determined by the excitation frequency. Further, the excitation electrode 102 and the extraction electrode 103 are made of, for example, a chromium layer as a base, and a gold layer is used on the upper surface of the chromium layer. The chromium layer has a thickness of, for example, 0.05 μm to 0.1 μm, and the gold layer has a thickness of, for example, 0.2 μm to 2 μm.
第1ベース12は、表面(+Y’側の面)にベース凹部121の周囲に形成された第1端面M1を有している。また、第1ベース12はX軸方向の両側にベース貫通孔BH1(図7を参照)を二分したベースキャスタレーション122a、122bが形成されている。ベース側面電極123a、123b(図3(a)を参照)がベースキャスタレーション122a、122bにそれぞれ形成されている。また、ベース側面電極123aと電気的に接続された接続電極124aが第1ベース12の第1端面M1の−X側に形成されている。同様に、ベース側面電極123bと電気的に接続された接続電極124bが第1ベース12の第1端面M1の+X側に形成されている。さらに、第1ベース12は実装面(水晶振動子の実装面)にベース側面電極123a、123bとそれぞれ電気的に接続された一対の実装端子125a、125bを有している(図3(b)を参照)。 The first base 12 has a first end face M <b> 1 formed on the surface (+ Y ′ side face) around the base recess 121. The first base 12 is formed with base castellations 122a and 122b that bisect a base through hole BH1 (see FIG. 7) on both sides in the X-axis direction. Base side electrodes 123a and 123b (see FIG. 3A) are formed on the base castellations 122a and 122b, respectively. In addition, a connection electrode 124 a electrically connected to the base side surface electrode 123 a is formed on the −X side of the first end surface M 1 of the first base 12. Similarly, a connection electrode 124b electrically connected to the base side surface electrode 123b is formed on the + X side of the first end surface M1 of the first base 12. Further, the first base 12 has a pair of mounting terminals 125a and 125b electrically connected to the base side surface electrodes 123a and 123b on the mounting surface (mounting surface of the crystal resonator) (FIG. 3B). See).
図2に示されたように、第1ベース12はX軸方向の長さL1が3200μm程度で、Z’軸方向の幅W1が2500μm程度で、Y’軸方向の高さH3は300μm程度である。ベースキャスタレーション122a、122bのZ’方向の長さW2は第1ベース12の幅W1の1/3〜1/2程度、すなわち約800〜1300μmである。接続電極124a、124bのZ’方向の長さW3はベースキャスタレーション122a、122bの長さW2と同程度から1/2程度、すなわち約700〜1300μmである。 As shown in FIG. 2, the first base 12 has a length L1 in the X-axis direction of about 3200 μm, a width W1 in the Z′-axis direction of about 2500 μm, and a height H3 in the Y′-axis direction of about 300 μm. is there. The length W2 of the base castellations 122a and 122b in the Z ′ direction is about 1/3 to 1/2 of the width W1 of the first base 12, that is, about 800 to 1300 μm. The length W3 in the Z ′ direction of the connection electrodes 124a and 124b is about the same as the length W2 of the base castellations 122a and 122b, ie, about 700 to 1300 μm.
図3に示されたように、ベース凹部121のX軸方向の長さL5は第1水晶振動片10のX軸方向の長さL6より短く形成され、2210μm程度である。ベース凹部121の深さは、40μm程度である。さらに、ベース側面電極、接続電極及び実装端子は励振電極及び引出電極と同じ構成である。 As shown in FIG. 3, the length L5 of the base recess 121 in the X-axis direction is shorter than the length L6 of the first crystal vibrating piece 10 in the X-axis direction, and is about 2210 μm. The depth of the base recess 121 is about 40 μm. Furthermore, the base side electrode, the connection electrode, and the mounting terminal have the same configuration as the excitation electrode and the extraction electrode.
つまり、第1水晶振動子100において第1水晶振動片10の長さL6(2400μm)がベース凹部121の長さL5(2210μm)より大きい。このため、第1水晶振動片10を導電性接着剤13で第1ベース12に載置すると、第1水晶振動片10のX軸方向の両端が第1ベース12の第1端面M1に載置される。このとき、図3(a)に示されたように第1水晶振動片10の引出電極103a、103bが第1ベース12の接続電極124a、124bにそれぞれ電気的に接続される。これにより、実装端子125a、125bがベース側面電極123a、123b、接続電極124a、124b、導電性接着剤13及び引出電極103a、103bを介して励振電極102a、102bにそれぞれ電気的に接続される。つまり、実装端子125a、125bに交番電圧(正負を交番する電位)を印加したときに、第1水晶振動片10は厚みすべり振動する。 That is, in the first crystal unit 100, the length L6 (2400 μm) of the first crystal resonator element 10 is larger than the length L5 (2210 μm) of the base recess 121. For this reason, when the first crystal vibrating piece 10 is placed on the first base 12 with the conductive adhesive 13, both ends in the X-axis direction of the first crystal vibrating piece 10 are placed on the first end face M 1 of the first base 12. Is done. At this time, as shown in FIG. 3A, the extraction electrodes 103a and 103b of the first quartz crystal vibrating piece 10 are electrically connected to the connection electrodes 124a and 124b of the first base 12, respectively. Accordingly, the mounting terminals 125a and 125b are electrically connected to the excitation electrodes 102a and 102b via the base side electrodes 123a and 123b, the connection electrodes 124a and 124b, the conductive adhesive 13, and the extraction electrodes 103a and 103b, respectively. That is, when an alternating voltage (a potential that alternates between positive and negative) is applied to the mounting terminals 125a and 125b, the first quartz crystal vibrating piece 10 vibrates in thickness.
また、第1ベース12の接続電極124a、124bがより幅広く(W3:700μm以上)形成されているので、第1水晶振動片10を第1ベース12に接着したとき引出電極103a、103bと接続電極124a、124bとがより広い領域で接続できる。このため、引出電極103a、103bと接続電極124a、124bとがより確実に電気的に接続され配線抵抗も小さい。 Further, since the connection electrodes 124a and 124b of the first base 12 are formed wider (W3: 700 μm or more), when the first crystal vibrating piece 10 is bonded to the first base 12, the extraction electrodes 103a and 103b and the connection electrodes 124a and 124b can be connected in a wider area. Therefore, the extraction electrodes 103a and 103b and the connection electrodes 124a and 124b are more reliably electrically connected, and the wiring resistance is small.
さらに、図3(b)に示されたように第1ベース12の実装面の四隅には4つの実装端子125がそれぞれ形成されている。その中、実装端子125a、125bはベース側面電極123a、123bにそれぞれ電気的に接続され、別の2つの実装端子125はアースに使われる。 Further, as shown in FIG. 3B, four mounting terminals 125 are formed at the four corners of the mounting surface of the first base 12. Among them, the mounting terminals 125a and 125b are electrically connected to the base side surface electrodes 123a and 123b, respectively, and the other two mounting terminals 125 are used for grounding.
図1〜図3に示されたように、第1水晶振動子100はリッド板11のリッド凹部111と第1ベース12のベース凹部121によって第1水晶振動片10を収納するキャビティCTを形成する。キャビティCTは、不活性ガスで満たされたり又は真空状態に気密されたりする。 As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the first crystal resonator 100 forms a cavity CT for housing the first crystal resonator element 10 by the lid recess 111 of the lid plate 11 and the base recess 121 of the first base 12. . The cavity CT is filled with an inert gas or hermetically sealed in a vacuum state.
リッド板11はその−Y’側にリッド凹部111の周囲に形成された第2端面M2を有している。また、リッド板11の第2端面M2は例えば非導電性である低融点ガラスLGにより第1ベース12の第1端面M1に接続される。 The lid plate 11 has a second end face M <b> 2 formed around the lid recess 111 on the −Y ′ side. Further, the second end face M2 of the lid plate 11 is connected to the first end face M1 of the first base 12 by, for example, a non-conductive low melting point glass LG.
低融点ガラスLGは、350℃〜400℃で溶融する鉛フリーのバナジウム系ガラスを含む。バナジウム系ガラスはバインダーと溶剤とが加えられペースト状であり、溶融された後固化されることで他の部材と接着する。バナジウム系ガラスの融点は水晶材又はガラスなどで形成されたリッド板11及び第1ベース12の融点より低く、また、このバナジウム系ガラスは接着時の気密性と耐水性・耐湿性などの信頼性が高い。バナジウム系ガラスは空気中の水分がキャビティCT内に進入したりキャビティCT内の真空度を低下させたりすることを防止する。さらに、バナジウム系ガラスはガラス構造を制御することにより熱膨張係数も柔軟に制御できる。 The low melting point glass LG includes lead-free vanadium-based glass that melts at 350 ° C. to 400 ° C. Vanadium-based glass is in the form of a paste with a binder and a solvent added, and is melted and then solidified to adhere to other members. The melting point of the vanadium-based glass is lower than the melting points of the lid plate 11 and the first base 12 made of crystal material or glass, and the vanadium-based glass is reliable in terms of airtightness and water / moisture resistance during bonding. Is expensive. The vanadium glass prevents moisture in the air from entering the cavity CT and lowering the degree of vacuum in the cavity CT. Furthermore, the thermal expansion coefficient of vanadium glass can be flexibly controlled by controlling the glass structure.
リッド板11は、第1ベース部12と同様にX軸方向の長さL1が3200μm程度で、Z’軸方向の幅W1が2500μm程度であるが、そのY’軸方向の高さH2は450μm程度である。また、リッド凹部111のX軸方向の長さL4は第1水晶振動片10のX軸方向の長さL6より長く形成され、2600μm程度である。リッド凹部111の深さは、250μm程度である。 Like the first base portion 12, the lid plate 11 has a length L1 in the X-axis direction of about 3200 μm and a width W1 in the Z′-axis direction of about 2500 μm, but its height H2 in the Y′-axis direction is 450 μm. Degree. The length L4 of the lid recess 111 in the X-axis direction is longer than the length L6 of the first crystal vibrating piece 10 in the X-axis direction, and is about 2600 μm. The depth of the lid recess 111 is about 250 μm.
つまり、リッド凹部111の長さL4(2600μm)が第1水晶振動片10の長さL6(2400μm)及びベース凹部121の長さL5(2210μm)より大きい。このため、低融点ガラスLGは図1及び図3(a)に示されたように、第1ベース12の第1端面M1の外側(幅は300μm程度)でリッド板11と第1ベース12とを接合する。 That is, the length L4 (2600 μm) of the lid concave portion 111 is larger than the length L6 (2400 μm) of the first crystal vibrating piece 10 and the length L5 (2210 μm) of the base concave portion 121. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 3A, the low-melting glass LG is formed on the outside of the first end face M1 of the first base 12 (with a width of about 300 μm), the lid plate 11 and the first base 12 Join.
<第1水晶振動子100の製造方法>
図4は、第1水晶振動子100の製造を示したフローチャートである。図4において、第1水晶振動片10の製造ステップS10と、リッド板11の製造ステップS11と、第1ベース12の製造ステップS12とは別々に並行して行うことができる。また、図5は水晶ウエハ10Wの平面図で、図6はリッドウエハ11Wの平面図で、図7はベースウエハ12Wの平面図である。
<Method for Manufacturing First Crystal Resonator 100>
FIG. 4 is a flowchart showing the manufacture of the first crystal unit 100. In FIG. 4, the manufacturing step S10 of the first quartz crystal vibrating piece 10, the manufacturing step S11 of the lid plate 11, and the manufacturing step S12 of the first base 12 can be performed separately and in parallel. 5 is a plan view of the quartz wafer 10W, FIG. 6 is a plan view of the lid wafer 11W, and FIG. 7 is a plan view of the base wafer 12W.
ステップS10では、第1水晶振動片10が製造される。ステップS10はステップS101〜S103を含んでいる。
ステップS101において、図5に示されたように、均一の水晶ウエハ10Wにエッチングにより複数の第1水晶振動片10の外形が形成される。ここで、各第1水晶振動片10は連結部104により水晶ウエハ10Wに連接されている。
In step S10, the first crystal vibrating piece 10 is manufactured. Step S10 includes steps S101 to S103.
In step S101, as shown in FIG. 5, the outer shape of the plurality of first crystal vibrating pieces 10 is formed on the uniform crystal wafer 10W by etching. Here, each first crystal vibrating piece 10 is connected to the crystal wafer 10 </ b> W by a connecting portion 104.
ステップS102において、まずスパッタリングまたは真空蒸着によって水晶ウエハ10Wの両面及び側面にクロム層及び金層が順に形成される。そして、金属層の全面にフォトレジストが均一に塗布される。その後、露光装置(図示しない)を用いて、フォトマスクに描かれた励振電極、引出電極のパターンが水晶ウエハ10Wに露光される。次に、フォトレジストから露出した金属層がエッチングされる。これにより、図5に示されたように水晶ウエハ10W両面には励振電極102a、102b及び引出電極103a、103bが形成される(図1を参照)。 In step S102, first, a chromium layer and a gold layer are sequentially formed on both surfaces and side surfaces of the quartz wafer 10W by sputtering or vacuum deposition. Then, a photoresist is uniformly applied on the entire surface of the metal layer. Thereafter, the pattern of the excitation electrode and the extraction electrode drawn on the photomask is exposed to the quartz wafer 10W using an exposure apparatus (not shown). Next, the metal layer exposed from the photoresist is etched. As a result, excitation electrodes 102a and 102b and extraction electrodes 103a and 103b are formed on both surfaces of the quartz wafer 10W as shown in FIG. 5 (see FIG. 1).
ステップS103において、第1水晶振動片10が個々に切断される。切断工程では、レーザーを用いたダイシング装置、または切断用ブレードを用いたダイシング装置などを用いて図5に示された一点鎖線のカットラインCLに沿って切断する。 In step S103, the first crystal vibrating piece 10 is individually cut. In the cutting step, cutting is performed along a dashed line cut line CL shown in FIG. 5 using a dicing apparatus using a laser or a dicing apparatus using a cutting blade.
ステップS11では、リッド板11が製造される。ステップS11はステップS111及びS112を含んでいる。
ステップS111において、図6に示されたように、均一厚さの水晶平板のリッドウエハ11Wにリッド凹部111が数百から数千個形成される。リッドウエハ11Wには、ウェットエッチング又は機械加工によりリッド凹部111が形成され、リッド凹部111の周囲には第2端面M2が形成される。
In step S11, the lid plate 11 is manufactured. Step S11 includes steps S111 and S112.
In step S111, as shown in FIG. 6, hundreds to thousands of lid recesses 111 are formed on the lid wafer 11W of a quartz plate having a uniform thickness. A lid recess 111 is formed on the lid wafer 11W by wet etching or machining, and a second end face M2 is formed around the lid recess 111.
ステップS112において、図6に示されたように、スクリーン印刷でリッドウエハ11Wの第2端面M2に低融点ガラスLGが印刷される。その後、低融点ガラスLGを仮硬化することで、低融点ガラス膜がリッドウエハ11Wの第2端面M2に形成される。 In step S112, as shown in FIG. 6, the low melting point glass LG is printed on the second end face M2 of the lid wafer 11W by screen printing. Thereafter, the low-melting glass LG is temporarily cured to form a low-melting glass film on the second end face M2 of the lid wafer 11W.
ステップS12では、第1ベース12が製造される。ステップS12はステップS121及びS122を含んでいる。
ステップS121において、図7に示されたように、均一厚さの水晶平板のベースウエハ12Wにベース凹部121が数百から数千個形成される。ベースウエハ12Wには、エッチング又は機械加工によりベース凹部121が形成され、ベース凹部121の周囲には第1端面M1が形成される。同時に、各第1ベース12のX軸方向の両辺にはベースウエハ12Wを貫通するように角丸長方形のベース貫通孔BH1が形成される。ベース貫通孔BH1が半分に分割されると1つのベースキャスタレーション122a、122b(図1を参照)になる。
In step S12, the first base 12 is manufactured. Step S12 includes steps S121 and S122.
In step S121, as shown in FIG. 7, hundreds to thousands of base recesses 121 are formed on a base wafer 12W of a quartz plate having a uniform thickness. A base recess 121 is formed on the base wafer 12W by etching or machining, and a first end face M1 is formed around the base recess 121. At the same time, rounded rectangular base through holes BH1 are formed on both sides of each first base 12 in the X-axis direction so as to penetrate the base wafer 12W. When the base through hole BH1 is divided in half, one base castellation 122a, 122b (see FIG. 1) is obtained.
ステップS122では、ステップS102で説明されたスパッタ及びエッチング方法と同様な方法で図7に示されたように第1ベース12の実装面(水晶振動子の実装面)の四隅に実装端子125が形成される。同時に、ベース貫通孔BH1にはベース側面電極123a、123bが形成され、第1端面M1には接続電極124a、124bが形成される(図1を参照)。 In step S122, the mounting terminals 125 are formed at the four corners of the mounting surface of the first base 12 (the crystal resonator mounting surface) as shown in FIG. 7 by the same method as the sputtering and etching method described in step S102. Is done. At the same time, base side surface electrodes 123a and 123b are formed in the base through hole BH1, and connection electrodes 124a and 124b are formed on the first end surface M1 (see FIG. 1).
ステップS13では、ステップS10で製造された個々の第1水晶振動片10が導電性接着剤13で第1ベース12の第1端面M1に載置される。このとき、第1水晶振動片10の引出電極103a、103bと第1ベース12の第1端面M1に形成された接続電極124a、124bとの位置が合うように第1水晶振動片10が第1ベース12の第1端面M1に載置される。このとき、引出電極103a、103bと接続電極124a、124bとの接続面積が大きいのでより確実に電気的に接続することができる(図2を参照)。 In step S <b> 13, the individual first crystal vibrating pieces 10 manufactured in step S <b> 10 are placed on the first end face M <b> 1 of the first base 12 with the conductive adhesive 13. At this time, the first crystal vibrating piece 10 is in the first position so that the extraction electrodes 103a and 103b of the first crystal vibrating piece 10 and the connection electrodes 124a and 124b formed on the first end face M1 of the first base 12 are aligned. It is placed on the first end face M1 of the base 12. At this time, since the connection area between the extraction electrodes 103a and 103b and the connection electrodes 124a and 124b is large, the electrical connection can be made more reliably (see FIG. 2).
ステップS14では、1つ1つの第1水晶振動片10の振動周波数が測定される。
ステップS15では、第1水晶振動片10の励振電極102aの厚みを調整する。励振電極102aに金属をスパッタリングして質量を増加させて周波数を下げたり、逆スパッタリングして励振電極102aから金属を昇華させて質量を低減させて周波数を上げたりする。振動周波数の測定結果が所定範囲内であれば必ずしも振動周波数を調整する必要はない。
In step S14, the vibration frequency of each first crystal vibrating piece 10 is measured.
In step S15, the thickness of the excitation electrode 102a of the first crystal vibrating piece 10 is adjusted. Sputtering metal on the excitation electrode 102a increases the mass to lower the frequency, or reverse sputtering to sublimate the metal from the excitation electrode 102a to decrease the mass and increase the frequency. If the measurement result of the vibration frequency is within the predetermined range, it is not always necessary to adjust the vibration frequency.
ベースウエハ12Wには数百から数千個の第1水晶振動片10が載置されている。ステップS14で1つの第1水晶振動片10の振動周波数を測定した後、ステップS15で1つの第1水晶振動片10の振動周波数を調整してもよい。このステップの繰り返しをベースウエハ12W上のすべての第1水晶振動片10に対して行う。また、ステップS14でベースウエハ12W上のすべての第1水晶振動片10の振動周波数を測定した後、ステップS15で1つずつ第1水晶振動片10の振動周波数を調整してもよい。 Several hundred to several thousand first crystal vibrating pieces 10 are placed on the base wafer 12W. After measuring the vibration frequency of one first crystal vibrating piece 10 in step S14, the vibration frequency of one first crystal vibrating piece 10 may be adjusted in step S15. This step is repeated for all the first crystal vibrating pieces 10 on the base wafer 12W. Further, after measuring the vibration frequency of all the first crystal vibrating pieces 10 on the base wafer 12W in step S14, the vibration frequency of the first crystal vibrating piece 10 may be adjusted one by one in step S15.
ステップS16では、低融点ガラスLGを加熱させリッドウエハ11Wとベースウエハ12Wとが加圧される。そして低融点ガラスLGが室温まで冷却される。これによりリッドウエハ11Wとベースウエハ12Wとが低融点ガラスLGにより接合される。 In step S16, the low-melting glass LG is heated to pressurize the lid wafer 11W and the base wafer 12W. Then, the low melting point glass LG is cooled to room temperature. Thereby, the lid wafer 11W and the base wafer 12W are joined by the low melting point glass LG.
ステップS17では、接合されたリッドウエハ11Wとベースウエハ12Wとが個々に切断される。切断工程では、レーザーを用いたダイシング装置、または切断用ブレードを用いたダイシング装置などを用いて図6及び図7に示された一点鎖線のスクライブラインSLに沿って第1水晶振動子100を単位として個片化する。これにより、数百から数千の第1水晶振動子100が製造される。 In step S17, the bonded lid wafer 11W and base wafer 12W are individually cut. In the cutting process, the first crystal unit 100 is unitized along the one-dot chain line scribe line SL shown in FIGS. 6 and 7 using a dicing apparatus using a laser or a dicing apparatus using a cutting blade. As a piece. Thereby, hundreds to thousands of first crystal units 100 are manufactured.
(第2実施形態)
<第2水晶振動子110の全体構成>
第2水晶振動子110の全体構成について、図8〜図10を参照しながら説明する。
図8は、第2実施形態の第2水晶振動子110の分解斜視図であり、図9(a)は、第2水晶振動子110のB−B断面図であり、(b)は、第2水晶振動子110の第2ベース板22の平面図であり、図10は、ベースウエハ22Wの平面図である。第2水晶振動子110と第1水晶振動子100との違いは、第1水晶振動片10に代わり、引出電極の形状が異なる第2水晶振動片20を装着している点である。また、第1ベース12に代わり第2ベース板22を備えている。第1実施形態と同じ構成要件には同じ符号を付し説明を省略し相違点について説明する。
(Second Embodiment)
<Overall Configuration of Second Crystal Resonator 110>
The overall configuration of the second crystal unit 110 will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is an exploded perspective view of the second crystal unit 110 according to the second embodiment, FIG. 9A is a cross-sectional view taken along the line BB of the second crystal unit 110, and FIG. 2 is a plan view of the second base plate 22 of the quartz crystal vibrator 110, and FIG. 10 is a plan view of the base wafer 22W. The difference between the second crystal resonator 110 and the first crystal resonator 100 is that a second crystal resonator element 20 having a different extraction electrode shape is attached instead of the first crystal resonator element 10. A second base plate 22 is provided instead of the first base 12. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and differences will be described.
図8に示されたように、第2水晶振動子110は、リッド凹部111を有するリッド板11と、ベース凹部221を有する第2ベース板22と、第2ベース板22に載置されATカットの第2水晶振動片20とを備える。 As shown in FIG. 8, the second crystal unit 110 includes a lid plate 11 having a lid recess 111, a second base plate 22 having a base recess 221, and an AT cut placed on the second base plate 22. The second crystal vibrating piece 20 is provided.
第2水晶振動片20は、ATカットされた水晶片201により構成され、その水晶片201の中央付近の両主面に一対の励振電極202a、202bが対向して配置されている。また、励振電極202aには水晶片201の底面(−Y’側)の−X側まで伸びた引出電極203aが接続され、励振電極202bには水晶片201の底面(−Y’側)の+X側まで伸びた引出電極203bが接続されている。引出電極203a、203bは後述する接続電極224a、224bに合わせて、その接続領域がほぼ正方形に形成されている。また、後述する台座226a,226cが形成されているため、第2水晶振動片20は第1水晶振動片10よりもX軸方向に短くできる。例えば、第2水晶振動片20のX軸方向の長さL6はベース凹部221のX軸方向の長さL5と同等でよい。 The second crystal vibrating piece 20 is constituted by an AT-cut crystal piece 201, and a pair of excitation electrodes 202 a and 202 b are arranged to face both main surfaces near the center of the crystal piece 201. The excitation electrode 202a is connected to an extraction electrode 203a extending to the −X side of the bottom surface (−Y ′ side) of the crystal piece 201, and + X on the bottom surface (−Y ′ side) of the crystal piece 201 is connected to the excitation electrode 202b. An extraction electrode 203b extending to the side is connected. The lead electrodes 203a and 203b are formed in a substantially square connection region in accordance with connection electrodes 224a and 224b described later. In addition, since pedestals 226a and 226c, which will be described later, are formed, the second crystal vibrating piece 20 can be shorter in the X-axis direction than the first crystal vibrating piece 10. For example, the length L6 of the second crystal vibrating piece 20 in the X-axis direction may be equal to the length L5 of the base recess 221 in the X-axis direction.
第2ベース板22は、表面(+Y’側の面)にベース凹部221の周囲に形成された第1端面M1を有している。ベース凹部221は、2つの角部に台座226a,226cを備える。台座226a、226cは第1端面M1と同じ高さでベース凹部221の中央側に突き出ている。台座226a、226cはY‘軸方向から見てほぼ正方形である。その台座226a、226cの大きさは、Y‘軸方向から第2水晶振動片20の励振電極202と重なり合わない程度の大きさである。そして、台座226a、226cの表面(+Y’軸側)に一対の接続電極224がほぼ正方形に形成されている。 The second base plate 22 has a first end face M1 formed on the surface (+ Y ′ side face) around the base recess 221. The base recess 221 includes pedestals 226a and 226c at two corners. The pedestals 226a and 226c protrude to the center side of the base recess 221 at the same height as the first end face M1. The pedestals 226a and 226c are substantially square when viewed from the Y′-axis direction. The sizes of the pedestals 226a and 226c are such that they do not overlap with the excitation electrode 202 of the second crystal vibrating piece 20 from the Y′-axis direction. A pair of connection electrodes 224 are formed in a substantially square shape on the surfaces (+ Y′-axis side) of the bases 226a and 226c.
第2ベース板22は四隅に円形のベース貫通孔BH2(図10を参照)を形成した後、その円形のベース貫通孔BH2が4分割されたベースキャスタレーション222a、222b、222c、222dが形成されている。ベース側面電極223a、223b(図8、図9(b)を参照)がベースキャスタレーション222a、222cにそれぞれ形成されている。また、ベース側面電極223aと電気的に接続された接続電極224aが第2ベース板22の第1端面M1の−X側の台座226aに形成されている。同様に、ベース側面電極223bと電気的に接続された接続電極224bが第2ベース板22の第1端面M1の+X側の台座226cに形成されている。さらに、第2ベース板22は水晶振動子の実装面にベース側面電極223a、223bとそれぞれ電気的に接続された一対の実装端子225a、225b(図9を参照)を有している。 The second base plate 22 is formed with circular base through holes BH2 (see FIG. 10) at four corners, and then base castellations 222a, 222b, 222c, and 222d in which the circular base through holes BH2 are divided into four are formed. ing. Base side electrodes 223a and 223b (see FIGS. 8 and 9B) are formed on the base castellations 222a and 222c, respectively. Further, a connection electrode 224 a electrically connected to the base side surface electrode 223 a is formed on the −X side base 226 a of the first end face M 1 of the second base plate 22. Similarly, a connection electrode 224 b electrically connected to the base side surface electrode 223 b is formed on the base 226 c on the + X side of the first end surface M 1 of the second base plate 22. Further, the second base plate 22 has a pair of mounting terminals 225a and 225b (see FIG. 9) that are electrically connected to the base side electrodes 223a and 223b, respectively, on the mounting surface of the crystal resonator.
図9(a)に示されたように第2水晶振動片20の引出電極203a、203bが第2ベース22の接続電極224a、224bに導電性接着剤13を介してそれぞれ電気的に接続される。台座226a、226cが形成されているために、第2水晶振動片20の引出電極203a、203bと接続電極224a、224bとが接する面積は、第1実施形態の第1水晶振動片10よりも小さくなる。このため、第2水晶振動片20は平板状のATカットだけでなく、中央が曲線状に厚くなったコンベックス型であってもよく、中央が階段状に厚くなったメサ型であっても配置しやすくなる。 As shown in FIG. 9A, the extraction electrodes 203a and 203b of the second crystal vibrating piece 20 are electrically connected to the connection electrodes 224a and 224b of the second base 22 through the conductive adhesive 13, respectively. . Since the bases 226a and 226c are formed, the area where the extraction electrodes 203a and 203b of the second crystal vibrating piece 20 are in contact with the connection electrodes 224a and 224b is smaller than that of the first crystal vibrating piece 10 of the first embodiment. Become. Therefore, the second crystal resonator element 20 is not limited to a flat AT cut, but may be a convex type whose center is thickened in a curved shape, or a mesa type whose center is thickened like a staircase. It becomes easy to do.
また、誤って導電性接着剤13が多く塗布された場合でも、余分な導電性接着剤13は台座226a、226cからベース凹部221に流れ込み、第2水晶振動片20の励振電極202bに接することがない。 Even if a large amount of the conductive adhesive 13 is applied by mistake, the excess conductive adhesive 13 may flow into the base recess 221 from the bases 226a and 226c and come into contact with the excitation electrode 202b of the second crystal vibrating piece 20. Absent.
<第2水晶振動子110の製造方法>
第2水晶振動子110の製造方法は、第1実施形態で説明されたフローチャートと実質的に同じである。第2水晶振動子110の第2水晶振動片20と第2ベース板22とを図4に示したフローチャートを用い追加説明する。
<Method for Manufacturing Second Crystal Resonator 110>
The manufacturing method of the second crystal unit 110 is substantially the same as the flowchart described in the first embodiment. The second crystal resonator element 20 and the second base plate 22 of the second crystal resonator 110 will be additionally described with reference to the flowchart shown in FIG.
ステップS10では、第2水晶振動片20が製造される。まず、水晶ウエハ(図示せず)にエッチングにより複数の第2水晶振動片20の外形が形成される。図8に示されたように水晶ウエハ両面には励振電極202a、202b及び引出電極203a、203bが形成される。その後、レーザーを用いたダイシング装置、または切断用ブレードを用いたダイシング装置などを用いて第2水晶振動片20が個々に切断される。 In step S10, the second crystal vibrating piece 20 is manufactured. First, the external shape of the plurality of second crystal vibrating pieces 20 is formed on a crystal wafer (not shown) by etching. As shown in FIG. 8, excitation electrodes 202a and 202b and extraction electrodes 203a and 203b are formed on both surfaces of the quartz wafer. Thereafter, the second crystal vibrating piece 20 is individually cut using a dicing apparatus using a laser or a dicing apparatus using a cutting blade.
ステップS12では、第2ベース板22が製造される。まず、図10に示されたように均一厚さの水晶平板のベースウエハ22Wにベース凹部221が数百から数千個形成される。同時に、第2ベース板22は、ベース凹部221の周囲に第1端面M1形成されベース凹部221の2つの角部に台座226a,226cが形成される。各第2ベース板22の四隅にはベースウエハ22Wを貫通するように丸形のベース貫通孔BH2(図10を参照)が形成される。ベース貫通孔BH2が四分割されると1つのベースキャスタレーション222a、222b、222c、222d(図8を参照)になる。その後、図4のステップS102で説明されたスパッタ及びエッチング方法によってベース貫通孔BH2にベース側面電極223a、223bが形成され、第1端面M1の台座226a、226cに接続電極224a、224bが形成される(図8を参照)。第2ベース板22は、図9(a)及び(b)に示されたように第2ベース板22の実装面(水晶振動子の実装面)の四隅に実装端子225が形成される。 In step S12, the second base plate 22 is manufactured. First, as shown in FIG. 10, hundreds to thousands of base recesses 221 are formed on a base wafer 22W of a quartz plate having a uniform thickness. At the same time, the second base plate 22 is formed with a first end face M1 around the base recess 221, and pedestals 226a and 226c are formed at two corners of the base recess 221, respectively. Round base through holes BH2 (see FIG. 10) are formed at the four corners of each second base plate 22 so as to penetrate the base wafer 22W. When the base through hole BH2 is divided into four, one base castellation 222a, 222b, 222c, 222d (see FIG. 8) is obtained. Thereafter, base side electrodes 223a and 223b are formed in the base through hole BH2 by the sputtering and etching method described in step S102 of FIG. 4, and connection electrodes 224a and 224b are formed on the bases 226a and 226c of the first end face M1. (See FIG. 8). As shown in FIGS. 9A and 9B, the second base plate 22 has mounting terminals 225 formed at the four corners of the mounting surface of the second base plate 22 (the crystal resonator mounting surface).
ステップS13では、ステップS10で製造された第2水晶振動片20が導電性接着剤13で第2ベース板22の台座226a,226cに載置される。以後の工程は第1実施形態で説明されたフローチャート(図4を参照)と実質的に同じである。 In step S <b> 13, the second crystal vibrating piece 20 manufactured in step S <b> 10 is placed on the bases 226 a and 226 c of the second base plate 22 with the conductive adhesive 13. Subsequent processes are substantially the same as those in the flowchart (see FIG. 4) described in the first embodiment.
(第3実施形態)
<第3水晶振動子120の全体構成>
第3水晶振動子120の全体構成について、図11及び図12を参照しながら説明する。
図11は、第3実施形態の第3水晶振動子120の分解斜視図であり、図12は、ベースウエハ32Wの平面図である。第3水晶振動子120と第2水晶振動子110との違いは、第2水晶振動子110の第2ベース板22に代わり第3ベース板32を備えている。第2実施形態と同じ構成要件には同じ符号を付し説明を省略し相違点について説明する。
(Third embodiment)
<Overall Configuration of Third Crystal Resonator 120>
The overall configuration of the third crystal unit 120 will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
FIG. 11 is an exploded perspective view of the third crystal unit 120 of the third embodiment, and FIG. 12 is a plan view of the base wafer 32W. The difference between the third crystal unit 120 and the second crystal unit 110 is that a third base plate 32 is provided instead of the second base plate 22 of the second crystal unit 110. The same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and differences will be described.
第3ベース板32は、表面(+Y’側の面)にベース凹部321の周囲に形成された第1端面M1を有している。ベース凹部321は、4つの角部に台座226a,226b、226c,226dを備える。台座226a、226b,226c,226dは第1接合面と同じ高さで第1端面M1の中央側に突き出ており、台座226a、226cに一対の接続電極224が形成されている。台座226b,226dには接続電極が形成されていない。 The third base plate 32 has a first end face M1 formed on the surface (+ Y ′ side face) around the base recess 321. The base recess 321 includes pedestals 226a, 226b, 226c, and 226d at four corners. The bases 226a, 226b, 226c, and 226d protrude to the center side of the first end face M1 at the same height as the first joint surface, and a pair of connection electrodes 224 are formed on the bases 226a and 226c. Connection electrodes are not formed on the bases 226b and 226d.
また、第3ベース板32は四隅にベース貫通孔BH2(図12を参照)を形成した際のベースキャスタレーション222a、222b、222c、222dが形成されている。ベース側面電極223a、223b(図11、図12を参照)がベースキャスタレーション222a、222cにそれぞれ形成されている。また、ベース側面電極223aと電気的に接続された接続電極224aが第3ベース板32の第1端面M1の−X側の台座226aに形成されている。同様に、ベース側面電極223bと電気的に接続された接続電極224bが第3ベース板32の第1端面M1の+X側の台座226cに形成されている。さらに、第3ベース板32は水晶振動子の実装面にベース側面電極223a、223bとそれぞれ電気的に接続された一対の実装端子225a(図11を参照)、225b(未図示)を有している。 The third base plate 32 is formed with base castellations 222a, 222b, 222c, and 222d when base through holes BH2 (see FIG. 12) are formed at the four corners. Base side electrodes 223a and 223b (see FIGS. 11 and 12) are formed on the base castellations 222a and 222c, respectively. In addition, a connection electrode 224 a electrically connected to the base side surface electrode 223 a is formed on the −X side base 226 a of the first end face M 1 of the third base plate 32. Similarly, a connection electrode 224 b electrically connected to the base side surface electrode 223 b is formed on the base 226 c on the + X side of the first end face M 1 of the third base plate 32. Further, the third base plate 32 has a pair of mounting terminals 225a (see FIG. 11) and 225b (not shown) electrically connected to the base side electrodes 223a and 223b on the mounting surface of the crystal resonator. Yes.
台座226a、226b,226c,226dはY‘軸方向から見てほぼ正方形である。その台座226a、226cの大きさは、Y’軸方向から第2水晶振動片20の励振電極202と重なり合わない程度の大きさである。仮に台座226a〜226dが形成されていないと、ベースキャスタレーション222a〜222dからベース凹部321の角部までの距離が短くなり、第1端面M1の幅(X軸方向又はZ’軸方向)が狭くなる。しかし、
台座226a〜226dが形成されているため、第1端面M1の幅を広くすることができ、第3ベース板32の強度が増す。また低融点ガラスLGの幅も広く形成することができ、第3水晶振動子120はより気密に形成される。
The pedestals 226a, 226b, 226c, and 226d are substantially square when viewed from the Y′-axis direction. The sizes of the pedestals 226a and 226c are such that they do not overlap with the excitation electrode 202 of the second crystal vibrating piece 20 from the Y′-axis direction. If the pedestals 226a to 226d are not formed, the distance from the base castellations 222a to 222d to the corners of the base recess 321 is shortened, and the width (X-axis direction or Z′-axis direction) of the first end face M1 is narrow. Become. But,
Since the bases 226a to 226d are formed, the width of the first end face M1 can be increased, and the strength of the third base plate 32 is increased. Further, the low melting point glass LG can be formed wider, and the third crystal unit 120 is formed more airtight.
第2水晶振動片20は平板状のATカットだけでなく、中央が曲線状に厚くなったコンベックス型であってもよく、中央が階段状に厚くなったメサ型であっても配置しやすくなる。また第2水晶振動片20のX軸方向の長さL6はベース凹部321のX軸方向の長さL5と同等でよい。 The second crystal resonator element 20 is not limited to a flat plate AT cut, but may be a convex type whose center is thickened in a curved shape, or a mesa type whose center is thickened like a staircase. . Further, the length L6 in the X-axis direction of the second crystal vibrating piece 20 may be equal to the length L5 in the X-axis direction of the base recess 321.
<第3水晶振動子120の製造方法>
第3水晶振動子120の製造方法は、第1実施形態で説明されたフローチャート(図4を参照)と実質的に同じである。図12は第3ベース板32が数百から数千個形成に示されたベースウエハ32Wである。第3ベース板32は、ベース凹部321の周囲に第1端面M1形成されベース凹部321の4つの角部に台座226a,226b、226c、226dが形成されている。ベース側面電極223a(図11参照)と電気的に接続された接続電極224aが第3ベース板32の第1端面M1の−X側の台座226aに形成される。同様に、ベース側面電極223bと電気的に接続された接続電極224bが第3ベース板32の第1端面M1の+X側の台座226cに形成される。
<Method for Manufacturing Third Crystal Resonator 120>
The manufacturing method of the third crystal unit 120 is substantially the same as the flowchart (see FIG. 4) described in the first embodiment. FIG. 12 shows a base wafer 32W in which hundreds to thousands of third base plates 32 are formed. The third base plate 32 is formed with a first end face M1 around the base recess 321 and pedestals 226a, 226b, 226c and 226d are formed at four corners of the base recess 321. A connection electrode 224 a electrically connected to the base side electrode 223 a (see FIG. 11) is formed on the −X side base 226 a of the first end face M 1 of the third base plate 32. Similarly, a connection electrode 224 b that is electrically connected to the base side surface electrode 223 b is formed on the base 226 c on the + X side of the first end face M 1 of the third base plate 32.
(第4実施形態)
<第4水晶振動子130の全体構成>
第4水晶振動子130の全体構成について、図13及び図14を参照しながら説明する。
図13は、第4実施形態の第4水晶振動子130の分解斜視図であり、図14は、ベースウエハ42Wの平面図である。第4水晶振動子130と第2水晶振動子110との違いは、第2水晶振動片20に代えて片持ちタイプの第3水晶振動片30を装着している。また、第2ベース板22に代わり第4ベース板42を備えている。第2実施形態と同じ構成要件には同じ符号を付し説明を省略し相違点について説明する。
(Fourth embodiment)
<Overall Configuration of Fourth Crystal Resonator 130>
The overall configuration of the fourth crystal unit 130 will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
FIG. 13 is an exploded perspective view of the fourth crystal unit 130 of the fourth embodiment, and FIG. 14 is a plan view of the base wafer 42W. The difference between the fourth crystal resonator 130 and the second crystal resonator 110 is that a cantilever type third crystal resonator element 30 is mounted instead of the second crystal resonator element 20. Further, a fourth base plate 42 is provided instead of the second base plate 22. The same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and differences will be described.
第3水晶振動片30は、ATカットの水晶片301により構成され、その水晶片301の中央付近の両主面に、一対の励振電極302a,302bが対向して配置されている。また、励振電極302aにはATカットの水晶片301底面の−Y’側の一端まで伸びた引出電極303aが接続され、励振電極301bにはATカットの水晶片301底面の同一方向の−Y’側の他隅まで伸びた引出電極303bが接続されている。引出電極303a、303bはX軸方向の一端に形成されている。第3水晶振動片30の引出電極303a、303bは、導電性接着剤13(未図示)により第4ベース板42の接続電極224a及び接続電極224bに接着される。 The third crystal vibrating piece 30 is constituted by an AT-cut crystal piece 301, and a pair of excitation electrodes 302 a and 302 b are arranged to face both main surfaces near the center of the crystal piece 301. The excitation electrode 302a is connected to an extraction electrode 303a extending to one end on the −Y ′ side of the bottom surface of the AT-cut crystal piece 301, and −Y ′ in the same direction on the bottom surface of the AT-cut crystal piece 301 is connected to the excitation electrode 301b. An extraction electrode 303b extending to the other corner on the side is connected. The extraction electrodes 303a and 303b are formed at one end in the X-axis direction. The extraction electrodes 303a and 303b of the third crystal vibrating piece 30 are bonded to the connection electrode 224a and the connection electrode 224b of the fourth base plate 42 by the conductive adhesive 13 (not shown).
第4ベース板42は、表面(+Y’側の面)にベース凹部421の周囲に形成された第1端面M1を有している。ベース凹部421は、2つの角部に台座226a,226bを備える。台座226a、226bは第1接合面と同じ高さで第1端面M1の中央側に突き出ており、台座226a、226bに一対の接続電極が形成されている。 The fourth base plate 42 has a first end face M <b> 1 formed around the base recess 421 on the surface (the surface on the + Y ′ side). The base recess 421 includes pedestals 226a and 226b at two corners. The bases 226a and 226b protrude to the center side of the first end face M1 at the same height as the first joint surface, and a pair of connection electrodes are formed on the bases 226a and 226b.
第4ベース板42の四隅にはベース貫通孔BH2(図14を参照)を形成した際のベースキャスタレーション222a、222b、222c、222dが形成されている。ベース側面電極223a、223b(図13を参照)がベースキャスタレーション222a、222cにそれぞれ形成されている。また、ベース側面電極223aと電気的に接続された接続電極224aが第2ベース板22の第1端面M1の−X側の台座226aに形成されている。同様に、第1端面M1の−X側の台座226bに接続電極424を介しベース側面電極223bと電気的に接続された接続電極224bが形成されている。さらに、第4ベース板42は水晶振動子の実装面にベース側面電極223a、223bとそれぞれ電気的に接続された一対の実装端子225a、225b(未図示)を有している。 Base castellations 222a, 222b, 222c, and 222d when the base through holes BH2 (see FIG. 14) are formed are formed at the four corners of the fourth base plate. Base side electrodes 223a and 223b (see FIG. 13) are formed on the base castellations 222a and 222c, respectively. Further, a connection electrode 224 a electrically connected to the base side surface electrode 223 a is formed on the −X side base 226 a of the first end face M 1 of the second base plate 22. Similarly, a connection electrode 224b electrically connected to the base side surface electrode 223b through the connection electrode 424 is formed on the base 226b on the −X side of the first end face M1. Further, the fourth base plate 42 has a pair of mounting terminals 225a and 225b (not shown) electrically connected to the base side electrodes 223a and 223b on the mounting surface of the crystal resonator.
第3水晶振動片30は平板状のATカットだけでなく、中央が曲線状に厚くなったコンベックス型であってもよく、中央が階段状に厚くなったメサ型であっても配置しやすくなる。また第3水晶振動片30のX軸方向の長さL6はベース凹部421のX軸方向の長さL5と同等でよい。 The third quartz crystal vibrating piece 30 is not limited to a flat AT cut, but may be a convex type whose center is thickened in a curved shape, or a mesa type whose center is thickened like a staircase. . Further, the length L6 of the third crystal vibrating piece 30 in the X-axis direction may be equal to the length L5 of the base recess 421 in the X-axis direction.
<第4水晶振動子130の製造方法>
第4水晶振動子130の製造方法は、第1実施形態で説明されたフローチャート(図4を参照)と実質的に同じである。図14に示されたようにベースウエハ42Wに第4ベース板42が数百から数千個形成される。第4ベース板42は、ベース凹部421の周囲に第1端面M1形成されベース凹部421の2つの角部に台座226a,226bが形成される。ベース側面電極223a(図13参照)と電気的に接続された接続電極224aが第4ベース板42の第1端面M1の−X側の台座226aに形成される。同様に、第1端面M1の−X側の台座226bに接続電極224b及びベース側面電極223bと電気的に接続された接続電極424が形成される。
<Method for Manufacturing Fourth Crystal Resonator 130>
The manufacturing method of the fourth crystal unit 130 is substantially the same as the flowchart described in the first embodiment (see FIG. 4). As shown in FIG. 14, hundreds to thousands of fourth base plates 42 are formed on the base wafer 42W. The fourth base plate 42 is formed with a first end face M1 around the base recess 421, and bases 226a and 226b are formed at two corners of the base recess 421. A connection electrode 224a electrically connected to the base side electrode 223a (see FIG. 13) is formed on the base 226a on the −X side of the first end face M1 of the fourth base plate 42. Similarly, the connection electrode 424 electrically connected to the connection electrode 224b and the base side surface electrode 223b is formed on the base 226b on the −X side of the first end face M1.
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。 As described above, the optimal embodiment of the present invention has been described in detail. However, as will be apparent to those skilled in the art, the present invention can be implemented with various modifications and variations within the technical scope thereof.
第1実施形態から第4実施形態において、リッド部とベース部とは非導電性接着剤である低融点ガラスLGにより接合されているが、低融点ガラスLGの代わりにポリイミド樹脂を用いられてもよい。ポリイミド樹脂が用いられる場合においては、スクリーン印刷でもよいし、感光性のポリイミド樹脂を全面に塗布した後に露光することもできる。また、実装端子はベース部の底面の四隅に形成されているが、X軸方向の両側に形成された一対の実装端子でもよい。このとき、アース用の実装端子が形成されていない。 In the first to fourth embodiments, the lid portion and the base portion are joined by the low-melting glass LG, which is a non-conductive adhesive, but a polyimide resin may be used instead of the low-melting glass LG. Good. When a polyimide resin is used, screen printing may be used, or exposure may be performed after a photosensitive polyimide resin is applied to the entire surface. In addition, the mounting terminals are formed at the four corners of the bottom surface of the base portion, but may be a pair of mounting terminals formed on both sides in the X-axis direction. At this time, a mounting terminal for grounding is not formed.
また、各実施形態では水晶振動片が使用されたが、水晶以外にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を利用することができる。さらに圧電デバイスとして、発振回路を組み込んだICなどをパッケージ内に配置させた圧電発振器にも本発明は適用できる。各実施形態では平板のATカットの水晶振動片が一対の振動腕を有する音叉型水晶振動片を使用してもよい。さらに、本発明では1枚のウエハに複数の水晶振動片が同時に形成されているが、個々の水晶片に対して研磨、エッチング及び電極形成が行われてもよい。 In each embodiment, a quartz crystal resonator element is used, but a piezoelectric material such as lithium tantalate or lithium niobate can be used in addition to quartz. Furthermore, the present invention can also be applied to a piezoelectric oscillator in which an IC incorporating an oscillation circuit or the like is arranged in a package as a piezoelectric device. In each embodiment, a tuning-fork type crystal vibrating piece having a pair of vibrating arms may be used as the flat AT-cut crystal vibrating piece. Furthermore, in the present invention, a plurality of quartz crystal vibrating pieces are simultaneously formed on one wafer. However, polishing, etching, and electrode formation may be performed on each quartz piece.
10、20、30 … 第1水晶振動片10W … 水晶ウエハ
11 … リッド板11W … リッドウエハ
12、22,32,42 … ベース
12W、22W、32W,42W … ベースウエハ
13 … 導電性接着剤
100、110、120,130 … 水晶振動子
101,201,301 … 水晶片
102a、102b、202a、202b、302a、302b … 励振電極
103a、103b、203a、203b、303a、303b … 引出電極
104 … 連結部
111 … リッド凹部
121,221,321,421 … ベース凹部
122a、122b、222(a,b,c,d) … キャスタレーション
123a、123b、223a、223b … 側面電極
124a、124b、224a、224b,424 … 接続電極
125、125a、125b、225、225a、225b … 実装端子
226a、226b、226c、226d … 台座
BH1,BH2 … 貫通孔
CT … キャビティ
LG … 低融点ガラス
SL … スクライブライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20, 30 ... 1st crystal vibrating piece 10W ... Crystal wafer 11 ... Lid board 11W ... Lid wafer 12, 22, 32, 42 ... Base 12W, 22W, 32W, 42W ... Base wafer 13 ... Conductive adhesive 100, 11 , 120, 130... Crystal oscillators 101, 201, 301... Crystal pieces 102a, 102b, 202a, 202b, 302a, 302b... Excitation electrodes 103a, 103b, 203a, 203b, 303a, 303b ... Extraction electrodes 104. Lid concave portion 121,221,321,421 ... Base concave portion 122a, 122b, 222 (a, b, c, d) ... Castellation 123a, 123b, 223a, 223b ... Side electrode 124a, 124b, 224a, 224b, 424 ... Connection Electrode 125, 25a, 125b, 225,225a, 225b ... mounting terminals 226a, 226b, 226c, 226d ... pedestal BH1, BH2 ... through hole CT ... cavity LG ... low-melting glass SL ... scribe line
Claims (7)
一対の励振電極と前記一対の励振電極から引き出される引出電極とを有し、前記引出電極が接続電極に導電性接着剤によって固定される長方形状の圧電振動片と、
前記圧電振動片を覆い、第2凹み部及びその第2凹み部の周囲の第2接合面が形成されたリッドと、
前記第1接合面と前記第2接合面との間に環状に配置され、前記ベースと前記リッドとを封止する環状の封止材と、
を備える圧電デバイス。 A first surface on which a pair of external electrodes are formed; a second surface on which a first recess portion and a first bonding surface around the first recess portion are formed on the opposite side of the first surface; and the first surface A rectangular base having a pair of connection electrodes connected to the external electrodes on the bonding surface;
A rectangular piezoelectric vibrating piece having a pair of excitation electrodes and an extraction electrode extracted from the pair of excitation electrodes, the extraction electrode being fixed to a connection electrode by a conductive adhesive;
A lid that covers the piezoelectric vibrating piece and has a second recess and a second bonding surface around the second recess;
An annular sealing material disposed in an annular shape between the first joint surface and the second joint surface, and sealing the base and the lid;
A piezoelectric device comprising:
前記第2凹み部を前記第2面の法線方向から見た場合に、前記第2凹み部は長方形状である請求項1に記載の圧電デバイス。 When the first recess is viewed from the normal direction of the second surface, the first recess is rectangular.
2. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the second recess is rectangular when the second recess is viewed from a normal direction of the second surface.
The piezoelectric device according to any one of claims 1 to 6, wherein the piezoelectric vibrating piece includes a mesa type or a convex type in which a central part is thicker than a peripheral part.
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