圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法
【課題】圧電振動子と回路素子とが積層された圧電デバイスの、低コスト化を実現する。
【解決手段】圧電デバイスとしての圧電発振器１０は、圧電振動子２０Ａと回路素子としの半導体素子３０Ａとを備え、半導体素子３０Ａは、貫通電極４０の構成として、基材部３７と層間絶縁膜３４とが貫かれ第２の半導体素子電極３１ｂに達する穴部と、基材部３７が貫かれるとともに穴部４１の外側が囲まれた環状の溝部４２と、穴部４１と溝部４２とにより間に形成され、基材部３７と絶縁された隔壁部４３と、穴部４１内に充填されて回路素子電極としての第２の半導体素子電極３１ｂと接続されるとともに、外部接続端子４９と接続された導電体４４と、を有している。
【解決手段】圧電デバイスとしての圧電発振器１０は、圧電振動子２０Ａと回路素子としの半導体素子３０Ａとを備え、半導体素子３０Ａは、貫通電極４０の構成として、基材部３７と層間絶縁膜３４とが貫かれ第２の半導体素子電極３１ｂに達する穴部と、基材部３７が貫かれるとともに穴部４１の外側が囲まれた環状の溝部４２と、穴部４１と溝部４２とにより間に形成され、基材部３７と絶縁された隔壁部４３と、穴部４１内に充填されて回路素子電極としての第２の半導体素子電極３１ｂと接続されるとともに、外部接続端子４９と接続された導電体４４と、を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動素子と圧電振動素子を発振させる機能を含む回路素子とを有する圧電デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水晶等の圧電振動素子を用いた圧電振動子は、基準クロック等を発生する重要な部品として、様々な電子機器に搭載されている。そして、圧電振動子は、携帯機器の進展に伴う小型化が進むとともに、回路素子との複合化等の高機能化が進んでいる。
【０００３】
従来から、圧電振動素子と圧電振動素子を発振させる機能を含む回路素子とを組み合わせた圧電デバイスの一例としての圧電発振器に関しては、様々な構造が提案されている。特に、小型化を実現するために、回路素子に設けた貫通電極を利用し、圧電振動子と回路素子とを積み重ねた構成とした圧電発振器が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、図４に示すような、圧電振動子３００と、発振用の回路素子としての半導体素子１とを備えた圧電発振器１００が提示されている。以下、半導体素子１において、回路部が形成される側の面を能動面１０ａとし、反対側の面を裏面１０ｂと称す。
半導体素子１の能動面１０ａ側の電極１２０、１２３には、電気的に接続されて貫通電極１１２ａ、１１２ｂが形成され、配線が裏面１０ｂに引き出され、裏面１０ｂの裏面電極１１５ａ、１１５ｂに接続されている。半導体素子１と圧電振動子３００とは、裏面電極１１５ａ、１１５ｂを介して接続されている。
貫通電極１１２ａ、１１２ｂは、半導体素子基材部にあけられた穴部と、該穴部の側壁を覆う絶縁膜と、該絶縁膜の表面を覆う導電膜と、該穴部内に充填された導電体と、を有している。
また、圧電発振器１００の製造方法として、半導体素子ウェーハーがガラスの支持部材に貼り付けられ、半導体素子ウェーハーが研磨薄型化され、貫通電極１１２ａ、１１２ｂ等が形成された後、支持部材が剥離除去され、半導体素子１として個片化される。次に、個片化された半導体素子１が圧電振動子３００と接合されるという工程が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８８８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の半導体素子１の貫通電極１１２ａ、１１２ｂの構造においては、穴部側壁の絶縁膜がＣＶＤ等で形成される薄膜のため、厚みバラツキや外部応力による変形等により、絶縁性を損なう場合があるという課題があった。
また、前述の圧電発振器１００の製造方法は、半導体素子ウェーハーに支持部材の貼り付けを行い、貫通電極等の加工後に支持部材を剥離し、半導体素子として個片化後に圧電振動子と接合するという工程である。この製造方法においては、支持部材が必要なこと、支持部材の着脱が必要なこと、及び半導体素子と圧電振動子とを一個ずつ接合する必要があるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例の圧電デバイスは、圧電振動素子と電気的に接続され、前記圧電振動素子が収納された収納容器の外面に形成された振動子電極を有する圧電振動子と、前記圧電振動素子を発振させる機能を含む発振回路と接続された回路素子電極を有する回路素子とが、前記振動子電極と前記回路素子電極とによって電気的に接続された圧電デバイスであって、前記回路素子は、基材部と、前記基材部のオモテ面に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された前記回路素子電極と、前記オモテ面と表裏関係をなす裏面から、前記基材部と前記層間絶縁膜とを貫通し、前記回路素子電極に達するように形成された穴部と、前記穴部の外周を囲む隔壁部と、前記裏面から前記基材部を貫通し、前記絶縁膜に達するように形成された、前記隔壁部を囲む環状の溝部と、前記穴部内に充填され、前記回路素子電極と接続された導電体とを含む貫通電極と、を有していることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、貫通電極の穴部は、隔壁部が層間絶縁膜に接し、さらに、隔壁部の外周に溝部が設けられていることにより回路素子の基材部と分離されている。これにより、貫通電極の穴部内に充填された導電体も、回路素子の基材部と分離される。
本適用例は、隔壁部と溝部とによって、穴部内に充填された導電体と回路素子の基材部との絶縁性を保つため、従来例のような厚みの小さい薄膜と比べ、絶縁部位の厚さを大きく取ることが可能となる。また、溝部により空間的に分離されるため、高い絶縁性が安定して保つことが可能となる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に記載の圧電デバイスにおいて、前記溝部に、絶縁樹脂が充填されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、前記溝部が絶縁樹脂にて被覆されることから、前記圧電デバイスが他の回路基板に接続されて使用される際に、前記溝部に導電性異物が入り、前記隔壁部と前記基材部とが電気的に短絡することを防止できる。
【００１２】
［適用例３］本適用例の圧電デバイスの製造方法は、圧電振動素子と電気的に接続され、前記圧電振動素子が収納された収納容器の外面に形成された振動子電極を有する圧電振動子と、前記圧電振動素子を発振させる機能を含む発振回路と接続された回路素子電極を有する回路素子とが、前記振動子電極と前記回路素子電極とによって電気的に接続されており、前記回路素子は、基材部と、前記基材部のオモテ面に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された前記回路素子電極と、前記オモテ面と表裏関係をなす裏面から、前記基材部と前記層間絶縁膜とを貫通し、前記回路素子電極に達するように形成された穴部と、前記穴部の外周を囲む隔壁部を有し前記裏面から前記基材部を貫通し、前記絶縁膜に達するように形成された環状の溝部と、前記穴部内に充填され、前記回路素子電極と接続された導電体とを含む貫通電極と、を有する圧電デバイスの製造方法であって、複数の前記圧電振動子が、平面的にマトリクス状に配置された圧電振動子シートと、複数の前記回路素子が平面的にマトリクス状に配置された回路素子シートとを接合シートを介して重ね合わせ、前記振動子電極と、対応する前記回路素子電極とを電気的に接続する工程と、前記回路素子の前記裏面の一部を厚さ方向に除去する工程と、前記回路素子の前記裏面から、前記回路素子の前記基材部を貫き前記層間絶縁膜に達する穴部と、前記基材部を貫き前記層間絶縁膜に達するように前記穴部の外側を囲んだ環状の溝部とを同時に形成することにより、前記穴部と前記溝部との間に隔壁部を形成する工程と、前記穴部の底部に存在する前記層間絶縁膜を除去し、前記回路素子電極の一部を露出させる工程と、前記穴部内に導電体を充填し、前記回路素子電極と接続する工程と、接続されている前記圧電振動子及び前記回路素子を、個片化する工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
この方法によれば、回路素子シートへ貫通電極を形成する際において、接合した圧電振動子シートが、回路素子シートに対する支持部材の機能を兼ねるため、特別に支持部材を製作することが不要となる。また、従来例では必要であった支持部材の剥離工程が不要となり、貫通電極形成工程を効率化することができる。さらに、回路素子と、圧電振動子との接合を、従来のように個々ではなく、シート状にて複数個を一括で接合できることから、組み立て工程を効率化できるという効果を有する。これらにより、製造コストを低減することが可能となることから、安価な圧電デバイスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる圧電発振器の概略図であり、（ａ）は、正断面図、（ｂ）は、（ａ）の回路素子側から見た底面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態にかかる圧電発振器の製造フローを示す断面図。
【図３】（ｅ）〜（ｉ）は、本発明の第１実施形態にかかる圧電発振器の、図２（ｄ）に続く製造フローを示す断面図。
【図４】従来の圧電発振器の構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明にかかる圧電デバイスの実施形態を、図面を用いて説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、圧電デバイスの一例としての圧電発振器の第１実施形態を示し、（ａ）は、正断面図、（ｂ）は、（ａ）の第１実施形態の圧電発振器をＰ方向から見た底面図である。
図１に示すように、圧電デバイスとしての圧電発振器１０は、圧電振動素子（図示せず）が内包された圧電振動子２０Ａと、圧電振動素子を発振させる機能を少なくとも含む回路素子としての半導体素子３０Ａとが積層されている。なお、本例では、半導体素子３０Ａ上に圧電振動子２０Ａが重なった状態で接続されている。
【００１７】
圧電振動子２０Ａは、例えば水晶などの圧電材料を用いて形成された圧電振動素子が内包されている。圧電振動子２０Ａの外面には、表面が金（Ａｕ）、半田（ＰｂＳｎ）、或いは錫（Ｓｎ）等から形成された圧電振動子電極２１が備えられている。圧電振動素子と圧電振動子電極２１は、電気的に接続されている。
【００１８】
半導体素子３０Ａは、シリコン等からなる基材部３７の発振回路３５、層間絶縁膜３４などを含む能動面３３側に回路素子電極の一例としての第１の半導体素子電極３１a、及び回路素子電極の一例としての第２の半導体素子電極３１ｂを有している。なお、層間絶縁膜３４は、酸化シリコン等から形成され、基材部３７に接している。発振回路３５は、少なくとも圧電振動素子を駆動させる機能を有し、基材部３７の層間絶縁膜３４の形成される側に形成されている。
第１の半導体素子電極３１aの半導体素子能動面３３側の面であるオモテ面（表面）３１ｃには、金（Ａｕ）、半田（ＰｂＳｎ）、或いは錫（Ｓｎ）等からなるバンプ３２ａが形成されている。バンプ３２ａは、第１の半導体素子電極３１aと電気的に接続されている。第２の半導体素子電極３１ｂの半導体素子能動面３３側の面であるオモテ面(表面）３１ｄには、バンプ３２ａと同様に形成されたバンプ３２ｂが形成されている。バンプ３２ｂは、第２の半導体素子電極３１ｂと電気的に接続されている。能動面３３と反対側にあたる半導体素子裏面３６には、半導体素子裏面３６から第２の半導体素子電極３１ｂに向かって形成された貫通電極４０が設けられている。そして、貫通電極４０の半導体素子裏面３６側の開口端部には、外部接続端子４９が設けられている。
【００１９】
貫通電極４０は、穴部４１、溝部４２、隔壁部４３、及び導電体４４を有している。穴部４１は、半導体素子裏面３６から半導体素子３０Ａの層間絶縁膜３４と基材部３７とを貫通し、第２の半導体素子電極３１bの裏面が露出される状態に形成される。隔壁部４３は、一端が層間絶縁膜３４の表面に達し、穴部４１の外周を囲むように形成されている。これにより、隔壁部４３は、基材部３７と絶縁されることとなる。溝部４２は、隔壁部４３の外周面に沿って環状に設けられており、半導体素子裏面３６側から基材部３７を貫き、層間絶縁膜３４の表面が露出される状態に形成される。穴部４１の内部には、銅等の素材からなる導電体４４が充填されている。この導電体４４によって、半導体素子能動面３３側にある第２の半導体素子電極３１ｂと、半導体素子裏面３６側にある外部接続端子４９とが半導体素子３０Ａの層間絶縁膜３４と基材部３７とを貫通した状態で電気的に接続されている。
このように、溝部４２によって、穴部４１に充填された導電体４４と基材部３７との絶縁が保持されると共に、導電体４４によって第２の半導体素子電極３１ｂと、外部接続端子４９とが層間絶縁膜３４と基材部３７とを貫通した状態での電気的接続が可能となる。
【００２０】
外部接続端子４９は、半田ボール等により形成されており、圧電発振器１０が他の回路基板に搭載される際に使用される。
【００２１】
前述した圧電振動子２０Ａと、半導体素子３０Ａとの接続について説明する。圧電振動子２０Ａと、半導体素子３０Ａとの接続は、圧電振動子２０Ａと、半導体素子３０Ａの半導体素子能動面３３側とが対向し、圧電振動子電極２１と、第１の半導体素子電極３１aとが、突起状の電極であるバンプ３２ａを介して電気的に接続されている。接続された電極部以外の、圧電振動子２０Ａと半導体素子３０Ａとの隙間は、接着剤であるエポキシ等の接着樹脂５０Ａが充填されている。接着樹脂５０Ａは、半導体素子３０Ａへの湿度等に対する保護の役目も兼ねている。
【００２２】
本実施形態によれば、貫通電極４０において、隔壁部４３は、底面が層間絶縁膜３４に接しており、外周が溝部４２により半導体素子の基材部３７と分離されている。溝部４２は、従来のような厚みが極めて薄い薄膜によって絶縁を保っている構成と比較して、溝幅を大きく取ることが可能なため、隔壁部４３内側の穴部４１内に充填された導電体４４と、半導体である基材部３７とをより大きく離すことができる。これにより、高い絶縁性が安定して保たれるという効果を有する。
【００２３】
また、外部接続端子４９が他の回路基板に接合されて使用される際に、使用環境の変化により圧電発振器１０と他の回路基板との熱膨張係数差による熱応力が接続部に発生する。図４に示す従来のような、外部接続用端子１３７と半導体素子電極としての外部接続用電極１２２との間に再配置配線層１３０が設けられ、再配置配線層１３０は応力緩和を兼ねた絶縁層１３３を有した複雑な構成と比較して、本例によれば、外部接続端子４９が、柱状の貫通電極４０の先端に突起上の端子を設けた片持ち梁の構成であることから、弾性を有し、簡易な構成であるにも拘らず熱応力が吸収され、実装信頼性を確保できるという効果を有する。
【００２４】
また、圧電振動子２０Ａと半導体素子３０Ａとが接続された状態において、従来のように半導体素子裏面の電極と圧電素子の電極とが接続されて発振回路と圧電振動子の間に貫通電極が介する構成と比較して、発振回路３５が存在する半導体素子能動面３３側の第１の半導体素子電極３１ａが、貫通電極を介さずに最短距離にて圧電振動子電極２１と接続され、発振回路３５と圧電振動子２０Ａ間の導通経路を短くできることから、浮遊容量が少なくなり電気特性が向上する、及びノイズに強くなるという効果を有する。
【００２５】
（第２実施形態）
第１実施形態に記載の圧電デバイスの一例としての圧電発振器１０において、溝部４２に、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなる絶縁樹脂が充填されている。
【００２６】
本実施形態によれば、溝部４２が絶縁樹脂にて被覆されることから、外部接続端子４９が他の回路基板に接合されて使用される際に、溝部４２に導電性異物が入り、隔壁部４３と基材部３７とが電気的に短絡することを防止できる。
【００２７】
また、前記接合時に、外部接続端子４９に外力が加わり、外部接続端子４９に接続されている導電体４４及び隔壁部４３が変形する。過度の外力により前記変形が過大になると、導電体４４と第２の半導体素子電極３１bの裏面との接続界面、及び隔壁部４３と層間絶縁膜３４との接続界面へダメージが及ぶ場合がある。本実施形態によれば、溝部４２に充填された絶縁樹脂が過度の変形を押さえることにより、前記接続界面へのダメージを防止することができる。
【００２８】
（第１実施形態の製造方法）
図２、および図３は、圧電デバイスの一例としての圧電発振器の第１実施形態の製造方法を示す断面図である。ここで図２（ａ）から（ｄ）、および図３（ｅ）から（ｉ）は、製造工程順を示したものであり、以下図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、圧電振動素子を内部に収納し封止されてなる圧電振動子部２０Ｚが平面的に複数個マトリクス状に配置された圧電振動子シート２０と、圧電振動子部２０Ｚを発振させる機能を有する回路素子としての半導体素子部３０Ｚが平面的に複数個マトリクス状に配置された回路素子シートとしての半導体素子ウェーハー３０とを、エポキシ系等の接着剤からなる樹脂シート５０を介して重ね合わせる。重ね合わせに際しては、圧電振動子シート２０と、半導体素子ウェーハー３０の発振回路３５がある半導体素子能動面３３側とを対向させる。なお、樹脂シート５０は、接着剤中に金、半田等の導電粒子を含んだ異方性導電シートや、液状の接着剤でも良い。
【００３０】
次に、図２（ｂ）に示すように、圧電振動子シート２０及び半導体素子ウェーハー３０を加熱しながら加圧することにより、圧電振動子シート２０の、表面が金、錫、半田等からなる圧電振動子電極２１と、半導体素子ウェーハー３０の半導体素子能動面３３側にある対応する第１の半導体素子電極３１aとを、第１の半導体素子電極３１aの図３（ｂ）の下方側にあたるオモテ面（表面）に形成された金等からなる突起状の電極であるバンプ３２aを介して接続する。接続とともに、圧電振動子シート２０と半導体素子ウェーハー３０との隙間に、樹脂シート５０が変形し、接着樹脂が充填され、圧電振動子シート２０と半導体素子ウェーハー３０とが接着される。
以下、張り合わせた圧電振動子シート２０に、半導体素子ウェーハー３０を加工する際に支持する支持基板の機能を持たせて使用する。
【００３１】
次に、図２（ｃ）に示すように、半導体素子能動面３３とは反対側となる半導体素子裏面３６を研削等機械的手段にて削り、薄型化する。薄型化はエッチング等化学的手段でも良い。
【００３２】
次に、図２（ｄ）に示すように、半導体素子裏面３６から、フォトリソ工程により半導体素子のシリコン等の基材部３７を加工し、穴部４１とともに穴部４１の外側を囲んだ環状の溝部４２を形成する。穴部４１と溝部４２とにより、間にシリコンの隔壁部４３が形成される。
【００３３】
次に、図３（ｅ）に示すように、穴部４１の底部に存在する層間絶縁膜３４をフォトリソ工程により除去し、第２の半導体素子電極３１ｂの裏面３１ｅ（図３（ｅ）上方側の面）を露出させる。
【００３４】
次に、図３（ｆ）に示すように穴部４１内に、印刷法、インクジェット法等の手段により、銅ペースト等の導電体４４を充填し、硬化させ、第２の半導体素子電極３１ｂの裏面と接続する。
【００３５】
次に、図３（ｇ）に示すように導電体４４の穴部４１からの露出部に接続して、半田ボール等の外部接続端子４９を形成する。外部接続端子４９の形成は、同様に、印刷法、インクジェット法等による。あるいは、予め球状等に成形された複数の半田ボールを機械的に導電体４４の位置にプレーシングし、加熱溶融接合させてもよい。
【００３６】
次に、図３（ｈ）に示すように、複数の接続されている圧電振動子部２０Ｚと半導体素子部３０Ｚを、ダイシング装置等で、一点鎖線で示した位置にて切断することにより、個片化する。
【００３７】
以上により、図３（ｉ）に示すように、個片化された圧電振動子２０Ａと個片化された半導体素子３０Ａが積み重なり電気的に接続された圧電発振器１０が完成する。
【００３８】
本実施形態の製造方法によれば、半導体素子ウェーハー３０を薄型化し、貫通電極４０等を形成する際において、接合した圧電振動子シート２０が、半導体素子ウェーハー３０に対する支持部材の機能を兼ねるため、従来のように特別に支持部材を作成することや、支持部材を接着後剥離する工程を入れることが不要となり、製造工程を効率化できる。
【００３９】
また、半導体素子３０Aと、圧電振動子２０Ａとの接合を、従来のように個々ではなく、複数個を一括でウェーハー状及びシート状にて接合できることから、組み立て工程を効率化できる。
【００４０】
また、貫通電極４０の導電体４４と、半導体である基材部３７との絶縁を保つ手段として、従来のような穴部形成後の追加工程による絶縁膜形成ではなく、穴部４１形成と同時の加工にて、外周の溝部４２の形成を行うことにより、穴部４１内に充填される導電体４４と基材部３７とを、容易に電気的に絶縁された状態とすることができることから、絶縁化工程を低コスト化できる。
【００４１】
また、従来は、半導体ウェーハーを支持板から剥離後に個片化し、圧電素子と接合する工程があるため、取り扱い上半導体素子ウェーハーを大幅に薄型化することはできなかったが、本実施形態によれば、半導体素子ウェーハー３０を圧電振動子シート２０へ接着したまま、剥離せずに最終工程まで流動可能なため、半導体素子ウェーハー３０を極限まで薄くすることができ、同一径の貫通電極でも深さを低減しアスペクト比を下げることができることから、貫通電極の形成が容易となるという効果を有する。
【００４２】
なお、上述の実施形態では、電子デバイスの一例として圧電発振器を用いて説明したが、電子デバイスとしてはこれに限らない。他の電子デバイスとしては、例えば、圧電振動素子を用いたセンサー素子とその発振回路を含む駆動回路を有するセンシングデバイス（例えば、ジャイロセンサー、圧力センサー等）などであってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…圧電発振器、２０…圧電振動子シート、２０Ａ…圧電振動子、２０Ｚ…圧電振動子部、２１…圧電振動子電極、３０…半導体素子ウェーハー、３０Ａ…半導体素子、３０Ｚ…半導体素子部、３１a，３１b…回路素子電極としての半導体素子電極、３２ａ，３２ｂ…バンプ、３３…半導体素子能動面、３４…層間絶縁膜、３５…発振回路、３６…半導体素子裏面、３７…基材部、４０…貫通電極、４１…穴部、４２…溝部、４３…隔壁部、４４…導電体、４９…外部接続端子、５０…樹脂シート、５０Ａ…接着樹脂。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動素子と圧電振動素子を発振させる機能を含む回路素子とを有する圧電デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水晶等の圧電振動素子を用いた圧電振動子は、基準クロック等を発生する重要な部品として、様々な電子機器に搭載されている。そして、圧電振動子は、携帯機器の進展に伴う小型化が進むとともに、回路素子との複合化等の高機能化が進んでいる。
【０００３】
従来から、圧電振動素子と圧電振動素子を発振させる機能を含む回路素子とを組み合わせた圧電デバイスの一例としての圧電発振器に関しては、様々な構造が提案されている。特に、小型化を実現するために、回路素子に設けた貫通電極を利用し、圧電振動子と回路素子とを積み重ねた構成とした圧電発振器が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、図４に示すような、圧電振動子３００と、発振用の回路素子としての半導体素子１とを備えた圧電発振器１００が提示されている。以下、半導体素子１において、回路部が形成される側の面を能動面１０ａとし、反対側の面を裏面１０ｂと称す。
半導体素子１の能動面１０ａ側の電極１２０、１２３には、電気的に接続されて貫通電極１１２ａ、１１２ｂが形成され、配線が裏面１０ｂに引き出され、裏面１０ｂの裏面電極１１５ａ、１１５ｂに接続されている。半導体素子１と圧電振動子３００とは、裏面電極１１５ａ、１１５ｂを介して接続されている。
貫通電極１１２ａ、１１２ｂは、半導体素子基材部にあけられた穴部と、該穴部の側壁を覆う絶縁膜と、該絶縁膜の表面を覆う導電膜と、該穴部内に充填された導電体と、を有している。
また、圧電発振器１００の製造方法として、半導体素子ウェーハーがガラスの支持部材に貼り付けられ、半導体素子ウェーハーが研磨薄型化され、貫通電極１１２ａ、１１２ｂ等が形成された後、支持部材が剥離除去され、半導体素子１として個片化される。次に、個片化された半導体素子１が圧電振動子３００と接合されるという工程が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８８８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の半導体素子１の貫通電極１１２ａ、１１２ｂの構造においては、穴部側壁の絶縁膜がＣＶＤ等で形成される薄膜のため、厚みバラツキや外部応力による変形等により、絶縁性を損なう場合があるという課題があった。
また、前述の圧電発振器１００の製造方法は、半導体素子ウェーハーに支持部材の貼り付けを行い、貫通電極等の加工後に支持部材を剥離し、半導体素子として個片化後に圧電振動子と接合するという工程である。この製造方法においては、支持部材が必要なこと、支持部材の着脱が必要なこと、及び半導体素子と圧電振動子とを一個ずつ接合する必要があるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例の圧電デバイスは、圧電振動素子と電気的に接続され、前記圧電振動素子が収納された収納容器の外面に形成された振動子電極を有する圧電振動子と、前記圧電振動素子を発振させる機能を含む発振回路と接続された回路素子電極を有する回路素子とが、前記振動子電極と前記回路素子電極とによって電気的に接続された圧電デバイスであって、前記回路素子は、基材部と、前記基材部のオモテ面に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された前記回路素子電極と、前記オモテ面と表裏関係をなす裏面から、前記基材部と前記層間絶縁膜とを貫通し、前記回路素子電極に達するように形成された穴部と、前記穴部の外周を囲む隔壁部と、前記裏面から前記基材部を貫通し、前記絶縁膜に達するように形成された、前記隔壁部を囲む環状の溝部と、前記穴部内に充填され、前記回路素子電極と接続された導電体とを含む貫通電極と、を有していることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、貫通電極の穴部は、隔壁部が層間絶縁膜に接し、さらに、隔壁部の外周に溝部が設けられていることにより回路素子の基材部と分離されている。これにより、貫通電極の穴部内に充填された導電体も、回路素子の基材部と分離される。
本適用例は、隔壁部と溝部とによって、穴部内に充填された導電体と回路素子の基材部との絶縁性を保つため、従来例のような厚みの小さい薄膜と比べ、絶縁部位の厚さを大きく取ることが可能となる。また、溝部により空間的に分離されるため、高い絶縁性が安定して保つことが可能となる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に記載の圧電デバイスにおいて、前記溝部に、絶縁樹脂が充填されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、前記溝部が絶縁樹脂にて被覆されることから、前記圧電デバイスが他の回路基板に接続されて使用される際に、前記溝部に導電性異物が入り、前記隔壁部と前記基材部とが電気的に短絡することを防止できる。
【００１２】
［適用例３］本適用例の圧電デバイスの製造方法は、圧電振動素子と電気的に接続され、前記圧電振動素子が収納された収納容器の外面に形成された振動子電極を有する圧電振動子と、前記圧電振動素子を発振させる機能を含む発振回路と接続された回路素子電極を有する回路素子とが、前記振動子電極と前記回路素子電極とによって電気的に接続されており、前記回路素子は、基材部と、前記基材部のオモテ面に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された前記回路素子電極と、前記オモテ面と表裏関係をなす裏面から、前記基材部と前記層間絶縁膜とを貫通し、前記回路素子電極に達するように形成された穴部と、前記穴部の外周を囲む隔壁部を有し前記裏面から前記基材部を貫通し、前記絶縁膜に達するように形成された環状の溝部と、前記穴部内に充填され、前記回路素子電極と接続された導電体とを含む貫通電極と、を有する圧電デバイスの製造方法であって、複数の前記圧電振動子が、平面的にマトリクス状に配置された圧電振動子シートと、複数の前記回路素子が平面的にマトリクス状に配置された回路素子シートとを接合シートを介して重ね合わせ、前記振動子電極と、対応する前記回路素子電極とを電気的に接続する工程と、前記回路素子の前記裏面の一部を厚さ方向に除去する工程と、前記回路素子の前記裏面から、前記回路素子の前記基材部を貫き前記層間絶縁膜に達する穴部と、前記基材部を貫き前記層間絶縁膜に達するように前記穴部の外側を囲んだ環状の溝部とを同時に形成することにより、前記穴部と前記溝部との間に隔壁部を形成する工程と、前記穴部の底部に存在する前記層間絶縁膜を除去し、前記回路素子電極の一部を露出させる工程と、前記穴部内に導電体を充填し、前記回路素子電極と接続する工程と、接続されている前記圧電振動子及び前記回路素子を、個片化する工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
この方法によれば、回路素子シートへ貫通電極を形成する際において、接合した圧電振動子シートが、回路素子シートに対する支持部材の機能を兼ねるため、特別に支持部材を製作することが不要となる。また、従来例では必要であった支持部材の剥離工程が不要となり、貫通電極形成工程を効率化することができる。さらに、回路素子と、圧電振動子との接合を、従来のように個々ではなく、シート状にて複数個を一括で接合できることから、組み立て工程を効率化できるという効果を有する。これらにより、製造コストを低減することが可能となることから、安価な圧電デバイスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる圧電発振器の概略図であり、（ａ）は、正断面図、（ｂ）は、（ａ）の回路素子側から見た底面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態にかかる圧電発振器の製造フローを示す断面図。
【図３】（ｅ）〜（ｉ）は、本発明の第１実施形態にかかる圧電発振器の、図２（ｄ）に続く製造フローを示す断面図。
【図４】従来の圧電発振器の構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明にかかる圧電デバイスの実施形態を、図面を用いて説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、圧電デバイスの一例としての圧電発振器の第１実施形態を示し、（ａ）は、正断面図、（ｂ）は、（ａ）の第１実施形態の圧電発振器をＰ方向から見た底面図である。
図１に示すように、圧電デバイスとしての圧電発振器１０は、圧電振動素子（図示せず）が内包された圧電振動子２０Ａと、圧電振動素子を発振させる機能を少なくとも含む回路素子としての半導体素子３０Ａとが積層されている。なお、本例では、半導体素子３０Ａ上に圧電振動子２０Ａが重なった状態で接続されている。
【００１７】
圧電振動子２０Ａは、例えば水晶などの圧電材料を用いて形成された圧電振動素子が内包されている。圧電振動子２０Ａの外面には、表面が金（Ａｕ）、半田（ＰｂＳｎ）、或いは錫（Ｓｎ）等から形成された圧電振動子電極２１が備えられている。圧電振動素子と圧電振動子電極２１は、電気的に接続されている。
【００１８】
半導体素子３０Ａは、シリコン等からなる基材部３７の発振回路３５、層間絶縁膜３４などを含む能動面３３側に回路素子電極の一例としての第１の半導体素子電極３１a、及び回路素子電極の一例としての第２の半導体素子電極３１ｂを有している。なお、層間絶縁膜３４は、酸化シリコン等から形成され、基材部３７に接している。発振回路３５は、少なくとも圧電振動素子を駆動させる機能を有し、基材部３７の層間絶縁膜３４の形成される側に形成されている。
第１の半導体素子電極３１aの半導体素子能動面３３側の面であるオモテ面（表面）３１ｃには、金（Ａｕ）、半田（ＰｂＳｎ）、或いは錫（Ｓｎ）等からなるバンプ３２ａが形成されている。バンプ３２ａは、第１の半導体素子電極３１aと電気的に接続されている。第２の半導体素子電極３１ｂの半導体素子能動面３３側の面であるオモテ面(表面）３１ｄには、バンプ３２ａと同様に形成されたバンプ３２ｂが形成されている。バンプ３２ｂは、第２の半導体素子電極３１ｂと電気的に接続されている。能動面３３と反対側にあたる半導体素子裏面３６には、半導体素子裏面３６から第２の半導体素子電極３１ｂに向かって形成された貫通電極４０が設けられている。そして、貫通電極４０の半導体素子裏面３６側の開口端部には、外部接続端子４９が設けられている。
【００１９】
貫通電極４０は、穴部４１、溝部４２、隔壁部４３、及び導電体４４を有している。穴部４１は、半導体素子裏面３６から半導体素子３０Ａの層間絶縁膜３４と基材部３７とを貫通し、第２の半導体素子電極３１bの裏面が露出される状態に形成される。隔壁部４３は、一端が層間絶縁膜３４の表面に達し、穴部４１の外周を囲むように形成されている。これにより、隔壁部４３は、基材部３７と絶縁されることとなる。溝部４２は、隔壁部４３の外周面に沿って環状に設けられており、半導体素子裏面３６側から基材部３７を貫き、層間絶縁膜３４の表面が露出される状態に形成される。穴部４１の内部には、銅等の素材からなる導電体４４が充填されている。この導電体４４によって、半導体素子能動面３３側にある第２の半導体素子電極３１ｂと、半導体素子裏面３６側にある外部接続端子４９とが半導体素子３０Ａの層間絶縁膜３４と基材部３７とを貫通した状態で電気的に接続されている。
このように、溝部４２によって、穴部４１に充填された導電体４４と基材部３７との絶縁が保持されると共に、導電体４４によって第２の半導体素子電極３１ｂと、外部接続端子４９とが層間絶縁膜３４と基材部３７とを貫通した状態での電気的接続が可能となる。
【００２０】
外部接続端子４９は、半田ボール等により形成されており、圧電発振器１０が他の回路基板に搭載される際に使用される。
【００２１】
前述した圧電振動子２０Ａと、半導体素子３０Ａとの接続について説明する。圧電振動子２０Ａと、半導体素子３０Ａとの接続は、圧電振動子２０Ａと、半導体素子３０Ａの半導体素子能動面３３側とが対向し、圧電振動子電極２１と、第１の半導体素子電極３１aとが、突起状の電極であるバンプ３２ａを介して電気的に接続されている。接続された電極部以外の、圧電振動子２０Ａと半導体素子３０Ａとの隙間は、接着剤であるエポキシ等の接着樹脂５０Ａが充填されている。接着樹脂５０Ａは、半導体素子３０Ａへの湿度等に対する保護の役目も兼ねている。
【００２２】
本実施形態によれば、貫通電極４０において、隔壁部４３は、底面が層間絶縁膜３４に接しており、外周が溝部４２により半導体素子の基材部３７と分離されている。溝部４２は、従来のような厚みが極めて薄い薄膜によって絶縁を保っている構成と比較して、溝幅を大きく取ることが可能なため、隔壁部４３内側の穴部４１内に充填された導電体４４と、半導体である基材部３７とをより大きく離すことができる。これにより、高い絶縁性が安定して保たれるという効果を有する。
【００２３】
また、外部接続端子４９が他の回路基板に接合されて使用される際に、使用環境の変化により圧電発振器１０と他の回路基板との熱膨張係数差による熱応力が接続部に発生する。図４に示す従来のような、外部接続用端子１３７と半導体素子電極としての外部接続用電極１２２との間に再配置配線層１３０が設けられ、再配置配線層１３０は応力緩和を兼ねた絶縁層１３３を有した複雑な構成と比較して、本例によれば、外部接続端子４９が、柱状の貫通電極４０の先端に突起上の端子を設けた片持ち梁の構成であることから、弾性を有し、簡易な構成であるにも拘らず熱応力が吸収され、実装信頼性を確保できるという効果を有する。
【００２４】
また、圧電振動子２０Ａと半導体素子３０Ａとが接続された状態において、従来のように半導体素子裏面の電極と圧電素子の電極とが接続されて発振回路と圧電振動子の間に貫通電極が介する構成と比較して、発振回路３５が存在する半導体素子能動面３３側の第１の半導体素子電極３１ａが、貫通電極を介さずに最短距離にて圧電振動子電極２１と接続され、発振回路３５と圧電振動子２０Ａ間の導通経路を短くできることから、浮遊容量が少なくなり電気特性が向上する、及びノイズに強くなるという効果を有する。
【００２５】
（第２実施形態）
第１実施形態に記載の圧電デバイスの一例としての圧電発振器１０において、溝部４２に、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなる絶縁樹脂が充填されている。
【００２６】
本実施形態によれば、溝部４２が絶縁樹脂にて被覆されることから、外部接続端子４９が他の回路基板に接合されて使用される際に、溝部４２に導電性異物が入り、隔壁部４３と基材部３７とが電気的に短絡することを防止できる。
【００２７】
また、前記接合時に、外部接続端子４９に外力が加わり、外部接続端子４９に接続されている導電体４４及び隔壁部４３が変形する。過度の外力により前記変形が過大になると、導電体４４と第２の半導体素子電極３１bの裏面との接続界面、及び隔壁部４３と層間絶縁膜３４との接続界面へダメージが及ぶ場合がある。本実施形態によれば、溝部４２に充填された絶縁樹脂が過度の変形を押さえることにより、前記接続界面へのダメージを防止することができる。
【００２８】
（第１実施形態の製造方法）
図２、および図３は、圧電デバイスの一例としての圧電発振器の第１実施形態の製造方法を示す断面図である。ここで図２（ａ）から（ｄ）、および図３（ｅ）から（ｉ）は、製造工程順を示したものであり、以下図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、圧電振動素子を内部に収納し封止されてなる圧電振動子部２０Ｚが平面的に複数個マトリクス状に配置された圧電振動子シート２０と、圧電振動子部２０Ｚを発振させる機能を有する回路素子としての半導体素子部３０Ｚが平面的に複数個マトリクス状に配置された回路素子シートとしての半導体素子ウェーハー３０とを、エポキシ系等の接着剤からなる樹脂シート５０を介して重ね合わせる。重ね合わせに際しては、圧電振動子シート２０と、半導体素子ウェーハー３０の発振回路３５がある半導体素子能動面３３側とを対向させる。なお、樹脂シート５０は、接着剤中に金、半田等の導電粒子を含んだ異方性導電シートや、液状の接着剤でも良い。
【００３０】
次に、図２（ｂ）に示すように、圧電振動子シート２０及び半導体素子ウェーハー３０を加熱しながら加圧することにより、圧電振動子シート２０の、表面が金、錫、半田等からなる圧電振動子電極２１と、半導体素子ウェーハー３０の半導体素子能動面３３側にある対応する第１の半導体素子電極３１aとを、第１の半導体素子電極３１aの図３（ｂ）の下方側にあたるオモテ面（表面）に形成された金等からなる突起状の電極であるバンプ３２aを介して接続する。接続とともに、圧電振動子シート２０と半導体素子ウェーハー３０との隙間に、樹脂シート５０が変形し、接着樹脂が充填され、圧電振動子シート２０と半導体素子ウェーハー３０とが接着される。
以下、張り合わせた圧電振動子シート２０に、半導体素子ウェーハー３０を加工する際に支持する支持基板の機能を持たせて使用する。
【００３１】
次に、図２（ｃ）に示すように、半導体素子能動面３３とは反対側となる半導体素子裏面３６を研削等機械的手段にて削り、薄型化する。薄型化はエッチング等化学的手段でも良い。
【００３２】
次に、図２（ｄ）に示すように、半導体素子裏面３６から、フォトリソ工程により半導体素子のシリコン等の基材部３７を加工し、穴部４１とともに穴部４１の外側を囲んだ環状の溝部４２を形成する。穴部４１と溝部４２とにより、間にシリコンの隔壁部４３が形成される。
【００３３】
次に、図３（ｅ）に示すように、穴部４１の底部に存在する層間絶縁膜３４をフォトリソ工程により除去し、第２の半導体素子電極３１ｂの裏面３１ｅ（図３（ｅ）上方側の面）を露出させる。
【００３４】
次に、図３（ｆ）に示すように穴部４１内に、印刷法、インクジェット法等の手段により、銅ペースト等の導電体４４を充填し、硬化させ、第２の半導体素子電極３１ｂの裏面と接続する。
【００３５】
次に、図３（ｇ）に示すように導電体４４の穴部４１からの露出部に接続して、半田ボール等の外部接続端子４９を形成する。外部接続端子４９の形成は、同様に、印刷法、インクジェット法等による。あるいは、予め球状等に成形された複数の半田ボールを機械的に導電体４４の位置にプレーシングし、加熱溶融接合させてもよい。
【００３６】
次に、図３（ｈ）に示すように、複数の接続されている圧電振動子部２０Ｚと半導体素子部３０Ｚを、ダイシング装置等で、一点鎖線で示した位置にて切断することにより、個片化する。
【００３７】
以上により、図３（ｉ）に示すように、個片化された圧電振動子２０Ａと個片化された半導体素子３０Ａが積み重なり電気的に接続された圧電発振器１０が完成する。
【００３８】
本実施形態の製造方法によれば、半導体素子ウェーハー３０を薄型化し、貫通電極４０等を形成する際において、接合した圧電振動子シート２０が、半導体素子ウェーハー３０に対する支持部材の機能を兼ねるため、従来のように特別に支持部材を作成することや、支持部材を接着後剥離する工程を入れることが不要となり、製造工程を効率化できる。
【００３９】
また、半導体素子３０Aと、圧電振動子２０Ａとの接合を、従来のように個々ではなく、複数個を一括でウェーハー状及びシート状にて接合できることから、組み立て工程を効率化できる。
【００４０】
また、貫通電極４０の導電体４４と、半導体である基材部３７との絶縁を保つ手段として、従来のような穴部形成後の追加工程による絶縁膜形成ではなく、穴部４１形成と同時の加工にて、外周の溝部４２の形成を行うことにより、穴部４１内に充填される導電体４４と基材部３７とを、容易に電気的に絶縁された状態とすることができることから、絶縁化工程を低コスト化できる。
【００４１】
また、従来は、半導体ウェーハーを支持板から剥離後に個片化し、圧電素子と接合する工程があるため、取り扱い上半導体素子ウェーハーを大幅に薄型化することはできなかったが、本実施形態によれば、半導体素子ウェーハー３０を圧電振動子シート２０へ接着したまま、剥離せずに最終工程まで流動可能なため、半導体素子ウェーハー３０を極限まで薄くすることができ、同一径の貫通電極でも深さを低減しアスペクト比を下げることができることから、貫通電極の形成が容易となるという効果を有する。
【００４２】
なお、上述の実施形態では、電子デバイスの一例として圧電発振器を用いて説明したが、電子デバイスとしてはこれに限らない。他の電子デバイスとしては、例えば、圧電振動素子を用いたセンサー素子とその発振回路を含む駆動回路を有するセンシングデバイス（例えば、ジャイロセンサー、圧力センサー等）などであってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…圧電発振器、２０…圧電振動子シート、２０Ａ…圧電振動子、２０Ｚ…圧電振動子部、２１…圧電振動子電極、３０…半導体素子ウェーハー、３０Ａ…半導体素子、３０Ｚ…半導体素子部、３１a，３１b…回路素子電極としての半導体素子電極、３２ａ，３２ｂ…バンプ、３３…半導体素子能動面、３４…層間絶縁膜、３５…発振回路、３６…半導体素子裏面、３７…基材部、４０…貫通電極、４１…穴部、４２…溝部、４３…隔壁部、４４…導電体、４９…外部接続端子、５０…樹脂シート、５０Ａ…接着樹脂。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動素子と電気的に接続され、前記圧電振動素子が収納された収納容器の外面に形成された振動子電極を有する圧電振動子と、
前記圧電振動素子を発振させる機能を含む発振回路と接続された回路素子電極を有する回路素子とが、前記振動子電極と前記回路素子電極とによって電気的に接続された圧電デバイスであって、
前記回路素子は、
基材部と、
前記基材部のオモテ面に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された前記回路素子電極と、
前記オモテ面と表裏関係をなす裏面から、前記基材部と前記層間絶縁膜とを貫通し、前記回路素子電極に達するように形成された穴部と、前記穴部の外周を囲む隔壁部と、前記裏面から前記基材部を貫通し、前記絶縁膜に達するように形成された、前記隔壁部を囲む環状の溝部と、前記穴部内に充填され、前記回路素子電極と接続された導電体とを含む貫通電極と、
を有していることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記溝部に、絶縁樹脂が充填されていることを特徴とする請求項1に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
圧電振動素子と電気的に接続され、前記圧電振動素子が収納された収納容器の外面に形成された振動子電極を有する圧電振動子と、
前記圧電振動素子を発振させる機能を含む発振回路と接続された回路素子電極を有する回路素子とが、前記振動子電極と前記回路素子電極とによって電気的に接続されており、
前記回路素子は、
基材部と、
前記基材部のオモテ面に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された前記回路素子電極と、
前記オモテ面と表裏関係をなす裏面から、前記基材部と前記層間絶縁膜とを貫通し、前記回路素子電極に達するように形成された穴部と、前記穴部の外周を囲む隔壁部を有し前記裏面から前記基材部を貫通し、前記絶縁膜に達するように形成された環状の溝部と、前記穴部内に充填され、前記回路素子電極と接続された導電体とを含む貫通電極と、
を有する圧電デバイスの製造方法であって、
複数の前記圧電振動子が、平面的にマトリクス状に配置された圧電振動子シートと、複数の前記回路素子が平面的にマトリクス状に配置された回路素子シートとを接合シートを介して重ね合わせ、前記振動子電極と、対応する前記回路素子電極とを電気的に接続する工程と、
前記回路素子の前記裏面の一部を厚さ方向に除去する工程と、
前記回路素子の前記裏面から、前記回路素子の前記基材部を貫き前記層間絶縁膜に達する穴部と、前記基材部を貫き前記層間絶縁膜に達するように前記穴部の外側を囲んだ環状の溝部とを同時に形成することにより、前記穴部と前記溝部との間に隔壁部を形成する工程と、
前記穴部の底部に存在する前記層間絶縁膜を除去し、前記回路素子電極の一部を露出させる工程と、
前記穴部内に導電体を充填し、前記回路素子電極と接続する工程と、
接続されている前記圧電振動子及び前記回路素子を個片化する工程と、
を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項１】
圧電振動素子と電気的に接続され、前記圧電振動素子が収納された収納容器の外面に形成された振動子電極を有する圧電振動子と、
前記圧電振動素子を発振させる機能を含む発振回路と接続された回路素子電極を有する回路素子とが、前記振動子電極と前記回路素子電極とによって電気的に接続された圧電デバイスであって、
前記回路素子は、
基材部と、
前記基材部のオモテ面に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された前記回路素子電極と、
前記オモテ面と表裏関係をなす裏面から、前記基材部と前記層間絶縁膜とを貫通し、前記回路素子電極に達するように形成された穴部と、前記穴部の外周を囲む隔壁部と、前記裏面から前記基材部を貫通し、前記絶縁膜に達するように形成された、前記隔壁部を囲む環状の溝部と、前記穴部内に充填され、前記回路素子電極と接続された導電体とを含む貫通電極と、
を有していることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記溝部に、絶縁樹脂が充填されていることを特徴とする請求項1に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
圧電振動素子と電気的に接続され、前記圧電振動素子が収納された収納容器の外面に形成された振動子電極を有する圧電振動子と、
前記圧電振動素子を発振させる機能を含む発振回路と接続された回路素子電極を有する回路素子とが、前記振動子電極と前記回路素子電極とによって電気的に接続されており、
前記回路素子は、
基材部と、
前記基材部のオモテ面に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された前記回路素子電極と、
前記オモテ面と表裏関係をなす裏面から、前記基材部と前記層間絶縁膜とを貫通し、前記回路素子電極に達するように形成された穴部と、前記穴部の外周を囲む隔壁部を有し前記裏面から前記基材部を貫通し、前記絶縁膜に達するように形成された環状の溝部と、前記穴部内に充填され、前記回路素子電極と接続された導電体とを含む貫通電極と、
を有する圧電デバイスの製造方法であって、
複数の前記圧電振動子が、平面的にマトリクス状に配置された圧電振動子シートと、複数の前記回路素子が平面的にマトリクス状に配置された回路素子シートとを接合シートを介して重ね合わせ、前記振動子電極と、対応する前記回路素子電極とを電気的に接続する工程と、
前記回路素子の前記裏面の一部を厚さ方向に除去する工程と、
前記回路素子の前記裏面から、前記回路素子の前記基材部を貫き前記層間絶縁膜に達する穴部と、前記基材部を貫き前記層間絶縁膜に達するように前記穴部の外側を囲んだ環状の溝部とを同時に形成することにより、前記穴部と前記溝部との間に隔壁部を形成する工程と、
前記穴部の底部に存在する前記層間絶縁膜を除去し、前記回路素子電極の一部を露出させる工程と、
前記穴部内に導電体を充填し、前記回路素子電極と接続する工程と、
接続されている前記圧電振動子及び前記回路素子を個片化する工程と、
を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１５５４４４（Ｐ２０１１−１５５４４４Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５１３３（Ｐ２０１０−１５１３３）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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