圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法
【課題】同一面に極性等の信号の異なるパッド電極を配置した場合であっても、パッド電極間の短絡を防止することを可能とする圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】圧力センサー１の感圧素子層１００は、一辺を二分するように切り欠くスリット１２６が設けられ、一方の主面側であってスリット１２６により隔離された位置に夫々設けられ、スリット１２６により一対の接続部が分離して配置され、前記一対の接続部は少なくとも一部がダイアフラム層２００よりも外側へ露出しており、一対の接続部の一方の主面側に夫々設けられた互いに信号の異なる第１パッド電極３４、第２パッド電極３６と、前記一対の接続部の一方に設けられ厚さ方向に貫通する貫通孔１３４と、貫通孔１３４の内部に設けられた導通手段１３５とを備え、前記一対の接続部の他方の主面に設けられた引出し電極１０９は、導通手段１３５により引出し電極１０９と極性が同じ第１パッド電極３４とを電気的に接続されている。
【解決手段】圧力センサー１の感圧素子層１００は、一辺を二分するように切り欠くスリット１２６が設けられ、一方の主面側であってスリット１２６により隔離された位置に夫々設けられ、スリット１２６により一対の接続部が分離して配置され、前記一対の接続部は少なくとも一部がダイアフラム層２００よりも外側へ露出しており、一対の接続部の一方の主面側に夫々設けられた互いに信号の異なる第１パッド電極３４、第２パッド電極３６と、前記一対の接続部の一方に設けられ厚さ方向に貫通する貫通孔１３４と、貫通孔１３４の内部に設けられた導通手段１３５とを備え、前記一対の接続部の他方の主面に設けられた引出し電極１０９は、導通手段１３５により引出し電極１０９と極性が同じ第１パッド電極３４とを電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動部の正負の励振電極から夫々延在された引出し電極と電気的に夫々接続された一対のパッド電極を同一主面に配置した圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電振動子を利用する圧電デバイスの１つとして、ダイアフラム式の圧力センサー等の力検出器が存在する。例えば、特許文献１には圧力センサーが開示されている。圧力センサーは、ダイアフラムと、容器と、該ダイアフラムに設けた支持部に搭載された双音叉振動子（感圧素子）とから構成され、被検出圧力を受圧したダイアフラムが撓み変位すると、その変位が支持部を介して双音叉振動子に伝達される。
【０００３】
また、特許文献２には、ダイアフラム層と、ベース層と、該ダイアフラム層に設けた支持部に搭載された双音叉振動子（感圧素子）層とから構成される圧力センサー素子が開示されている。前記感圧素子層は、前記ダイアフラム層と接する一方の面に、前記ダイアフラム層と平面視して重ならない位置に複数のパッド電極が設けられている。前記ダイアフラム層は、前記感圧素子層のパッド電極を互いに分割し、積層時の位置決め用となる凸部が設けられた構造が開示されている。
【０００４】
ここで、特許文献２において、ダイアフラム層と、感圧素子層と、ベース層と、を接合剤で接合するとき、導電性接着剤、半田等、共晶合金（Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｉｎ等）等の導電性を有する接合剤を用いて接合するのが一般的である。ところが、導電性を有する接合剤を用いて各層を接合すると、感圧素子層の一方の主面に設けた、極性等の信号が互いに異なる一対のパッド電極と接合剤とが接触し、パッド電極同士が短絡してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献３において提案されている３層型圧電デバイスの構造では、中間層である感圧素子層の表面に一方の極性のパッド電極と引出し電極を配置し、裏面に他方の極性のパッド電極と引出し電極を配置することで、前述の短絡の問題を解消している。しかし、特許文献３で提案されている構造では、同一面に極性の異なるパッド電極を配置することができない。
【０００６】
そこで、特許文献４には、３層構造の圧電デバイスにおいて同一面に極性の異なるパッド電極の配置を可能とする手段として、導電性を有する接合剤である共晶合金（Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｉ）を用いて極性の異なるパッド電極及び引出し電極が短絡しないように部分的に各層を接合した後、非導電性の接合剤であるガラス材を用いて極性の異なるパッド電極の間隙領域を接合し、容器内部の気密封止を行っている。
【０００７】
一方、このような３層構造の電子デバイスを製造する場合、各層を圧電デバイスの個片を連結してなる母基板（マザーウェーハ）から構成し、これら３つの母基板を積層した後、ダイシングで個片に分離することが行われている（例えば、特許文献５、６参照）。また、特許文献７では、積層された３層のマザー基板を個片に分離するに当たり、最外層（上層と下層）の母基板の切り代に予め、単層状態時にダイシングブレードにより断面がベベル形状の溝（ハーフカット）を入れておき、積層された母基板を前記溝に沿ってダイシングブレードにてフルカットして分離する製造方法が提案されている。
【０００８】
更に従来より、基板の厚さ方向に貫通孔を設け、当該貫通孔を電極配線に利用することが行われている。例えば、特許文献８には、圧電振動板の内部で導通を行うためのコンタクトホールを設け、圧電振動板側面の電極を除去することにより、角部の露出をなくし、接合時の放電の発生を防止することが記載されている。
【０００９】
また、特許文献９には、下部筐体に水晶振動子の内部電極を筐体の外部に導くための２つの貫通孔を設け、貫通孔の内側面に真空蒸着などにより金属膜からなる接続電極を形成し、当該接続電極で筐体内部の水晶振動子に設けられた内部電極と、下部筐体の外側に形成された外部電極とを導通することが記載されている。
また、特許文献１０には、圧電振動子を貫通し、電極配線に用いるためのスルーホールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２３０４０１号
【特許文献２】特開２０１０−２４３２０７号
【特許文献３】特開２０１０−１２４４４８号
【特許文献４】特開２０１１−０４５０４１号
【特許文献５】特開２００７−３２５２５０号
【特許文献６】特開２００９−０６５５２０号
【特許文献７】特開２００６−１５７８７２号
【特許文献８】特開２００２−７６８２６号公報
【特許文献９】特開２００３−８７０７８号公報
【特許文献１０】特開２００７−２５６０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献４のように、接合剤として導電性を有する接合剤と非導電性を有する接合剤との２種類を用いる手法では、接合剤の管理が煩雑であり、更に接合工程が少なくとも２工程必要であるため、結果的に生産コストが高くなるという問題があった。更に、２種類の接合剤を用いるため、素子に熱歪に起因した内部応力の発生が生じないように互いの熱膨張係数の最適な仕様の選定が必要となるため、仕様の選択肢が狭まり、その結果、設計自由度が制限されるという大きな問題が生じることとなる。
【００１２】
また、特許文献５乃至７に記載の製造方法では、３層のマザー基板をダイシングにより個片に分離するとき、各層の切り代に隣接する接合部にダイシングにより生じる振動により剥離現象が発生し、剥離に伴って切断部のチッピングのダメージも大きくなっていた。また側面に電極を形成した場合に、ダイシングにより電極が削れてしまうという問題があった。また更に、前記振動により感圧素子（双音叉振動子）自体に破損が生じてしまうという問題があった。
【００１３】
また、特許文献８乃至１０に記載されているように貫通孔を電極配線に用いることも考えられるが、同一面に極性の異なるパッド電極を配置する場合には、当該貫通孔を用いてどのような電極配置とするかを検討する必要がある。
【００１４】
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであって、同一面に極性等の信号の異なるパッド電極を配置した場合であっても、パッド電極間の短絡を防止することを可能とする圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
また、母基板（マザーウェーハ）から個片を分離するときに生じる剥離現象等を防止し、高い生産性と良品率を有する圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また、基板の同一面に極性の異なるパッド電極を配置する場合に、貫通孔を用いてパッド電極間の短絡を防止することを可能とする圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、上述の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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］圧電振動片と、前記圧電振動片の外周を囲むように設けられた枠部と、を有する圧電振動基板と、前記圧電振動片と前記枠部とを挟み、前記枠部の主面に接合された第１基板及び第２基板と、を備えた圧電デバイスであって、前記圧電振動基板と前記第２基板には、一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられ、前記スリットにより一対の接続部が分離して配置され、前記一対の接続部は、少なくとも一部が前記第１基板よりも外側へ露出しており、前記圧電振動基板は、前記一対の接続部の一方の主面側に夫々設けられた互いに信号の異なる電極パッドと、前記一対の接続部の一方に設けられ、厚さ方向に貫通する貫通孔と、当該貫通孔の内部に設けられた導通手段と、を有し、前記一対の接続部の他方の主面に設けられた引出し電極は、前記導通手段により前記引出し電極と信号が同じ前記電極パッドに電気的に接続されている、ことを特徴とする圧電デバイス。
本発明によれば、前記一対の接続部の他方の主面に設けられた引出し電極は、前記導通手段により前記引出し電極と信号が同じ前記電極パッドに電気的に接続されているため、圧電振動基板と、第１基板又は第２基板とを、導電性のある接合剤で接合したとしても、圧電振動基板の各主面において接合剤が同一の信号の電極とのみ接触するように接合剤及び電極を配置することができ、信号の異なるパッド電極間の短絡を防止することができる。
【００１８】
［適用例２］前記導通手段は、前記貫通孔を充填する導電性接着剤であることを特徴とする適用例１に記載の圧電デバイス。
本発明によれば、貫通孔に導電性接着剤を充填して、他方の主面に設けられた前記引出し電極と該引出し電極と信号が同じ電極パッドとを電気的に接続することで、圧電振動基板の各主面において接合剤が同一の信号の電極とのみ接触するようにすることができ、信号の異なるパッド電極間の短絡を防止することができる。
【００１９】
［適用例３］前記導通手段は、前記貫通孔の内壁面に設けられた導電膜であることを特徴とする適用例１又は２に記載の圧電デバイス。
本発明によれば、貫通孔の内壁面に導電膜を設けて、他方の主面に設けられた前記引出し電極と該引出し電極と信号が同じ電極パッドとを電気的に接続することで、圧電振動基板の各主面において接合剤が同一の信号の電極とのみ接触するようにすることができ、信号の異なるパッド電極間の短絡を防止することができる。
【００２０】
［適用例４］前記第１基板は、可撓性を有する可撓部を備えたダイアフラムであり、前記圧電振動基板の振動部は、少なくとも一以上の柱状ビームからなる振動素子であり、前記ダイアフラムの可撓部には、前記振動素子の両端に位置する一対の基部を夫々支持する支持部が設けられていることを特徴とする適用例１から３の何れか１例に記載の圧電デバイス。
本発明によれば、振動部が１本の柱状ビームからなる場合は高い感度を有する振動部となり、振動部が２本以上の柱状ビームからなる場合は振動漏れを抑制したＱ値の高い振動部とすることができる。
【００２１】
［適用例５］前記第１基板と前記圧電振動基板と前記第２基板のうち少なくとも２つ以上の基板の周縁部夫々には、互いに重なり合う少なくとも１つ以上の第１の凸部が設けられていることを特徴とする適用例１から４の何れか１例に記載の圧電デバイス。
本発明によれば、圧力センサーの製造時に、凸部をアライメントマークとして各基板を積層する際の位置合わせに用いることができ、圧力センサーの良品率を向上させることができる。
【００２２】
［適用例６］励振電極を有する圧電振動基板と、前記圧電振動基板の一方の主面と接するように積層された第１基板と、前記圧電振動基板の他方の主面と接するように積層された第２基板と、を備え、前記圧電振動基板と前記第２基板には、一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられた圧電デバイスの製造方法であって、複数の前記第１基板が連結された状態の第１のマザーウェーハを形成する第１のマザーウェーハ形成工程と、複数の前記圧電振動基板が連結された状態の第２のマザーウェーハを形成する第２のマザーウェーハ形成工程と、複数の前記第２基板が連結された状態の第３のマザーウェーハを形成する第３のマザーウェーハ形成工程と、前記第２のマザーウェーハの前記第１基板の前記スリットにより分離された一対の接続部のうちの一方の接続部に、厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記第２のマザーウェーハの一方の主面側の前記第２基板の前記一対の接続部に、互いに信号の異なるパッド電極を形成し、前記第２基板の両主面夫々に、前記励振電極から引き出された互いに信号の異なる引出し電極を形成する電極形成工程と、他方の主面に形成された前記引出し電極と該引出し電極と信号が同じ前記パッド電極とを電気的に接続する導電性接着剤を前記貫通孔に充填する貫通孔充填工程と、前記第１、第２、第３のマザーウェーハを積層して接合する接合工程と、前記接合工程により積層された積層マザーウェーハをダイシングにより個片に分離する分離工程とを備えたことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
本発明によれば、圧電振動基板の側面に電極を設けていないため、分離工程においてダイシングで個片に切り離しても側面電極が削れることがなく、生産性と良品率を向上させることができる。
【００２３】
［適用例７］複数の前記第１基板夫々は第１の梁部により連結されており、複数の前記圧電振動基板夫々は第２の梁部により連結されており、複数の前記第２基板夫々は第３の梁部により連結されており、前記接合工程で、前記第１の梁部と前記第２の梁部と前記第３の梁部とが重なり合うように、前記第１、第２、第３のマザーウェーハを積層して接合し、前記分離工程で、前記第１の梁部と前記第２の梁部と前記第３の梁部とを切断することにより、個片に分離することを特徴とする適用例６に記載の圧電デバイスの製造方法。
本発明によれば、第１の梁部と第２の梁部と第３の梁部とが重なり合うように、第１、第２、第３のマザーウェーハを積層して接合することで、梁部を用いて位置合わせをすることができ、生産性と良品率を向上させることができる。
【００２４】
［適用例８］前記接着剤充填工程で前記貫通孔に導電性接着剤を充填することに替えて、又は、該導電性接着剤を充填することに加えて、前記電極形成工程で、他方の主面に形成された引出し電極と該引出し電極と信号が同じ前記電極パッドとを電気的に接続する導電膜を前記貫通孔の内壁面に形成することを特徴とする適用例６又は７に記載の圧電デバイスの製造方法。
本発明によれば、導電性接着剤の導電性に応じて、貫通孔の内壁面に電極を形成し、導通手段の導電性を強くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサーの分解斜視図である。
【図２】同実施形態に係る圧力センサーの斜視図である。
【図３】図２の圧力センサーをＡ−Ａ’線で切断したときの断面図である。
【図４】感圧素子層の一方の主面（表面）に配置された電極の構成と接合剤塗布領域を示す図である。
【図５】感圧素子層の他方の面（裏面）に配置された電極の構成と接合剤塗布領域を示す図である。
【図６】同実施形態に係るダイアフラム層、感圧素子層、ベース層夫々の外形が形成された３枚のマザーウェーハの斜視図である。
【図７】第２実施形態に係る圧力センサーの分解斜視図である。
【図８】同実施形態に係る圧力センサーの斜視図である。
【図９】同実施形態に係るダイアフラム層、感圧素子層、ベース層夫々の外形が形成された３枚のマザーウェーハの斜視図である。
【図１０】第３実施形態に係る感圧素子層の斜視図である。
【図１１】同実施形態に係るダイアフラム層、感圧素子層、ベース層夫々の外形が形成された３枚のマザーウェーハの斜視図である。
【図１２】第４実施形態において、各チップを連結する梁部に溝部を設けた様子を説明する図である。
【図１３】溝の変形例を示す図である。
【図１４】溝の他の変形例を示す図である。
【図１５】第５実施形態に係る圧力センサーの分解斜視図である。
【図１６】同実施形態に係る感圧素子層を表面側から見た斜視図である。
【図１７】同実施形態に係る感圧素子層の裏面に配置された電極の構成を透過させた状態を示す平面図である。
【図１８】第６実施形態に係る圧電モジュールの斜視図である。
【図１９】同実施形態に係る圧電モジュールの長手方向中央断面図である。
【図２０】第７実施形態に係る圧電モジュールの長手方向中央断面図である。
【図２１】同実施形態に係る圧電モジュール内の圧力センサーをスリットが設けられている側から見た図である。
【図２２】振動部としてＡＴカット振動子を用いた場合の圧力センサーの分解斜視図である。
【図２３】本発明に係る圧電デバイスの圧電振動基板の振動部が音叉振動子である場合の、圧電デバイスの分解斜視図及び圧電振動基板の裏面図である。
【図２４】本発明に係る圧電デバイスの圧電振動基板の振動部がＡＴカット水晶振動子である場合の、圧電デバイスの分解斜視図及び圧電振動基板の裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る圧電デバイスを圧力センサーに適用した場合の実施形態について詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る圧力センサー１の分解斜視図であり、図２は圧力センサー１の斜視図であり、図３は圧力センサー１の長辺方向断面図である。
【００２７】
本実施形態に係る圧力センサー１は、ダイアフラム層（第１基板）２００と、ベース層（第２基板）３００と、このダイアフラム層２００とベース層３００によって挟持される感圧素子層（圧電振動基板）１００とを有する絶対圧計である。ダイアフラム層２００と、ベース層３００と、感圧素子層１００とは、それぞれ短辺と長辺を有する矩形の平面形状を有し、水晶基板により形成されている。感圧素子層１００とベース層３００の長辺はダイアフラム層２００より長く形成され、その長い部分により張り出し部分が形成されている。
【００２８】
ダイアフラム層２００は、外部からの被測定圧力を受圧すると撓み変形する可撓部２０２を有している。可撓部２０２の周囲には枠型の枠部２０４が形成されている。ダイアフラム層２００は、可撓部２０２のうち感圧素子層１００と対向する側の面に、一対の支持部２０６を有する。支持部２０６は、感圧素子層１００が有する後述する振動部の両端に配置された一対の基部を支持する。支持部２０６は、被測定圧力を受けて変形した可撓部２０２の撓みを力に変換して振動部に伝達する。
【００２９】
ベース層３００は、前述したダイアフラム層２００よりも長手方向に長く形成されている。ベース層３００の周縁には枠部３０４が形成されている。また、ベース層３００の周縁のうちダイアフラム層２００より張り出した張り出し部分には、スリット３０２が形成されており、当該スリット３０２により張り出し部に一対の接続部が形成される。スリット３０２は、ベース層３００の１つの短辺の中央部を長辺方向に切り欠いている。感圧素子層１００に対向する側の面であって、枠部３０４の内側には凹部３０６が形成されている。
【００３０】
感圧素子層１００は、中央部に感圧素子としての双音叉素子１２０と、その周囲を囲む枠型の枠部１２２とを有している。双音叉素子１２０は、振動部としての一対の平行な第１柱状ビーム２４及び第２柱状ビーム２６（振動素子）と、両柱状ビーム２４、２６の両端に接続される一対の基部１２、２２とを有している。双音叉素子１２０は、両柱状ビーム２４、２６に引張り応力又は圧縮応力が印加されると、その共振周波数が変化する周波数変化型の感圧素子であり、所謂、双音叉型の圧電振動子である。
【００３１】
枠部１２２は、各基部１２、２２から柱状ビーム２４、２６と直交する方向に延びる一対の梁状の腕部１２４を介して双音叉素子１２０と連結されている。
感圧素子層１００の周縁部におけるダイアフラム層２００より張り出した張り出し部分には、当該周縁部を隔離するスリット１２６が設けられている。当該スリット１２６は感圧素子層１００の前記両柱状ビーム２４、２６に直交する方向に平行な１つの短辺の中央部を前記両柱状ビーム２４、２６が伸びる方向に沿って、即ち長辺方向に切り欠いている。また、当該スリット１２６により、分離された一対の接続部が当該張り出し部分に配置されることとなる。一対の接続部のうち一方の接続部には、厚さ方向に貫通する貫通孔１３４が設けられている。貫通孔１３４内には後述する両主面に形成された電極同士を電気的に接続する導通手段１３５が設けられている。なお、導通手段１３５としては、貫通孔１３４を充填する導電性接着剤であってもよいし、貫通孔１３４の内壁面に設けられた導電膜であってもよい。或いは、これらの導電性接着剤と貫通孔１３４の内壁面に設けられた導電膜との両方を、導通手段１３５として用いてもよい。
【００３２】
感圧素子層１００とベース層３００とは外縁形状が同一となるように形成されており、感圧素子層１００の枠部１２２及びスリット１２６は、ベース層３００の枠部３０４及びスリット３０２と対向するように配置される。
【００３３】
このように感圧素子層１００、ベース層３００夫々にスリット１２６、３０２を設けることで、実装時にベース層３００の下面のうちスリット３０２で隔離された２点を実装基板に固定すれば、スリット１２６、３０２が当該２点に作用する歪みを吸収するため、２点間に作用するマウント歪を抑制することができる。
【００３４】
また、感圧素子層１００の枠部１２２は、一対の接続部を除いてダイアフラム層２００の枠部２０４と対向するように配置されている。感圧素子層１００の一対の接続部における一方の主面は、図２、図３に示すように、外部に露出するように配置されている。
【００３５】
図４は感圧素子層１００のダイアフラム層２００に対向する側の一方の主面（以下「表面」という）に配置された電極の構成と接合剤塗布領域を示す図であり、図５は感圧素子層１００の他方の面（以下「裏面」という）に配置された電極の構成と接合剤塗布領域を示す図である。
【００３６】
双音叉振動子の柱状ビーム２４、２６には、詳細を後述する正負の極性の異なる励振電極１３０が設けられている。励振電極１３０は、第１柱状ビーム２４及び第２柱状ビーム２６を励振させるための電極である。感圧素子層１００の表面においては、図４に示すように、一方の極性の励振電極１３０から第２引出し電極１１０が基部１２を支えている腕部１２４を介して枠部１２２に引き出されている。裏面においては、図５に示すように、他方の極性の励振電極１３０から第１引出し電極１０９が基部１２を支えている腕部１２４を介して枠部１２２に引き出されている。
【００３７】
感圧素子層１００の表面側であってスリット１２６により分離された一対の接続部夫々には、図４に示すように互いに極性が異なる第１パッド電極３４及び第２パッド電極３６が設けられている。これらの第１パッド電極３４及び第２パッド電極３６は、感圧素子層１００とダイアフラム層２００とを接合する接合剤が塗布される接合剤塗布領域１３２よりも外側に配置されている。パッド電極３４、３６は、圧力センサー１を実装する実装基板（不図示）が備える端子（不図示）に接続するための電極であり、励振電極１３０に対して電圧を印加するための信号や、励振によって得られた信号の入出力を行う。
【００３８】
図４に示すように、第２引出し電極１１０は第２パッド電極３６の位置まで引き出されている。また、裏面の第１引出し電極１０９は、貫通孔１３４の導通手段１３５と電気的に接続し、当該導通手段１３５は表面の第１パッド電極３４と電気的に接続している。すなわち、貫通孔１３４内の導通手段１３５は、裏面の第１引出し電極１０９と、表面の第１パッド電極３４とを電気的に接続する役割を有する。
【００３９】
次に、励振電極１３０の構成について詳細に説明する。以下では、平行して配置された第１柱状ビーム２４と第２柱状ビーム２６とが対向する側面を内側面といい、第１柱状ビーム２４と第２柱状ビーム２６夫々において内側面の反対側に位置する側面を外側面という。
【００４０】
励振電極１３０は、第１柱状ビーム２４、第２柱状ビーム２６上の長手方向に３つに区分けされた励振領域（第１領域２８、第２領域３０、第３領域３２）に設けられる。第１柱状ビーム２４、第２柱状ビーム２６における各振動領域では、表面、裏面、内側面、及び外側面のそれぞれに励振電極１３０としての金属パターンが形成されている。なお、第１柱状ビーム２４、第２柱状ビーム２６の内側面及び外側面に形成される励振電極４２、４４、５０、５２、５８、６０、６６、６８は、その一部が表面及び裏面を跨ぐように配設される。
【００４１】
まず、一方の極性の励振電極１３０について説明する。本実施形態では、一方の極性の励振電極１３０は、外側面励振電極４４、６８、７６と、表面励振電極４６、５４、７８と、内側面励振電極４２、６６、７４と、裏面励振電極４８、５６、８０と、引出し電極１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７とで構成される。
【００４２】
第１パッド電極３４から貫通孔１３４の導通手段１３５を介して引き出された図５に示す裏面の第１引出し電極１０９は分岐され、分岐路の一方が第１柱状ビーム２４における第１領域２８の外側面励振電極４４の基部１２側端部へ、他方が第２柱状ビーム２６における第１領域２８の裏面励振電極４８の基部１２側端部へそれぞれ接続される。外側面励振電極４４は、外側面励振電極４４の第２領域３０側端部から第１柱状ビーム２４の表面へ引き回される引出し電極１０１と、裏面の引出し電極１０２とに導通した構成である。引出し電極１０１は、第１柱状ビーム２４の表面内にて二股に分岐される。即ち、引出し電極１０１は、表面において第１柱状ビーム２４における第２領域３０の表面励振電極５４と表面励振電極３８との間の領域に形成された１本の引出し電極とこの１本の引出し電極の一端から二股に分岐した引出し電極を有する。そして引出し電極１０１は、一本の引出し電極の他端を表面励振電極５４と接続し、分岐した１本の引出し電極を外側振動電極４４の第１領域２８側端部に接続し、分岐した他方の引出し電極を第１柱状ビーム２４における第１領域２８の内側面励振電極４２の第２領域３０側端部へ接続する。そして、内側面励振電極４２の基部１２側端部からは、基部１２の表面側へ引き回される引出し電極１０３が引き出される。基部１２の表面側へ引き回された引出し電極１０３は、第２柱状ビーム２６における第１領域２８の表面励振電極４６の基部１２側端部に接続される。
【００４３】
引出し電極１０４は、図５に示すように第２柱状ビーム２６の裏面側であって第１領域２８と第２領域３０との間に存在する。そして更に、引出し電極１０４は、３本の分岐を有する３股構成であり、１本の分岐の一端を第１領域２８の裏面励振電極４８に接続し、他の１本の分岐の一端を内側面励振電極６６に接続し、残る１本の分岐の一端を外側面励振電極６８に接続した構成である。
【００４４】
図４に示す引出し電極１０５は、第２柱状ビーム２６における第２領域３０の内側面励振電極６６の第３領域３２側端部と、外側面励振電極６８の第３領域３２側端部とからそれぞれ表面に引き出された引出し電極を第２柱状ビーム２６の表面内で１本の引出し電極の一端に接続し、１本の引出し電極の他端を、第２柱状ビーム２６における第３領域３２の表面励振電極７８の第２領域３０側端部へ接続した構成を有する。
【００４５】
第２柱状ビーム２６における第３領域３２の表面励振電極７８の基部２２側端部から引き出された引出し電極１０６は、基部２２の表面を引き回されて第１柱状ビーム２４における第３領域３２の外側面励振電極７６の基部２２側端部へ接続される。
【００４６】
第１柱状ビーム２４における第３領域３２の外側面励振電極７６の第２領域３０側端部から裏面に引き出された図５に示す引出し電極１０７は、外側面励振電極７６と一端が接続した１本の引出し電極の他端を二股に分岐した構成を有する。分岐された引出し電極１０７は、分岐路の一方が第１柱状ビーム２４における第２領域３０の裏面励振電極５６の第３領域３２側端部へ接続され、他方が第１柱状ビーム２４における第３領域３２の内側面励振電極７４の第２領域３０側端部へ接続される。
【００４７】
第１柱状ビーム２４における第３領域３２の内側面励振電極７４の基部２２側端部から基部２２の裏面に引き出された引出し電極１０８は、第２柱状ビーム２６における第３領域３２の裏面励振電極８０の基部２２側端部に接続される。
【００４８】
次に、他方の極性の励振電極１３０について説明する。他方の極性の励振電極１３０は、表面励振電極３８、６２、７０と、裏面励振電極４０、６４、７２と、外側面励振電極５２、６０、８４、内側面励振電極５０、５８、８２と、引出し電極１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７とで構成される。
【００４９】
第２パッド電極３６から引出された図４に示す第２引出し電極１１０は分岐され、分岐路の一方が第１柱状ビーム２４における第１領域２８の表面励振電極３８の基部１２側端部へ、他方が第２柱状ビーム２６における第１領域２８の外側面励振電極５２の基部１２側端部へそれぞれ接続される。
【００５０】
第２柱状ビーム２６における第２領域３０の表面励振電極６２と表面励振電極４６との間に形成された引出し電極１１１は、１本の引出し電極の一端を表面励振電極６２に接続し、１本の引出し電極の他端を第２柱状ビーム２６の表面で分岐した構成を有する。分岐された引出し電極１１１は、分岐路の一方が第２柱状ビーム２６における第１領域２８の内側面励振電極５０の第２領域３０側端部へ接続され、他方が第２柱状ビーム２６における第２領域３０の表面励振電極６２の第１領域２８側端部へ接続される。
【００５１】
第２柱状ビーム２６における第１領域２８の内側面励振電極５０の基部１２側端部から基部１２の裏面へ引き出された引出し電極１１２は、第１柱状ビーム２４における第１領域２８の裏面励振電極４０の基部１２側端部へ接続される。
【００５２】
第１柱状ビーム２４における第１領域２８の裏面励振電極４０の第２領域３０側端部から引き出された引出し電極１１３は、第１柱状ビーム２４の裏面上で二股に分岐される。分岐された引出し電極１１３は、分岐路の一方が第１柱状ビーム２４における第２領域３０の外側面励振電極６０の第１領域２８側端部へ接続され、他方が同第２領域３０の内側面励振電極５８の第１領域２８側端部へ接続される。
【００５３】
図４に示す引出し電極１１４は、第１柱状ビーム２４における第２領域３０の外側面励振電極６０の第３領域３２側端部と内側面励振電極５８の第３領域３２側端部とからそれぞれ表面に引き出された引出し電極を表面内で１本の引出し電極の一端に接続し、１本の引出し電極の他端を第１柱状ビーム２４における第３領域３２の表面励振電極７０の第２領域３０側端部へ接続した構成を有する。
【００５４】
第１柱状ビーム２４における第３領域３２の表面励振電極７０の基部２２側端部から引き出された引出し電極１１５は、基部２２の表面側を引き回されて第２柱状ビーム２６における第３領域３２の内側面励振電極８２の基部２２側端部へ接続される。
【００５５】
第２柱状ビーム２６における第３領域３２の内側面励振電極８２の第２領域３０側端部から引き出された図５に示す引出し電極１１６は、第２柱状ビーム２６の裏面側へ引き回され、二股に分岐される。分岐された引出し電極１１６は、一方が第２柱状ビーム２６における第２領域３０の裏面励振電極６４の第３領域３２側端部へ接続され、他方が第２柱状ビーム２６における第３領域３２の外側面励振電極８４の第２領域３０側端部へ接続される。
【００５６】
第２柱状ビーム２６における第３領域３２の外側面励振電極８４の基部２２側端部から引き出された図５に示す引出し電極１１７は、基部２２の裏面側へ引き回され、その後に第１柱状ビーム２４における第３領域３２の裏面励振電極７２の基部２２側端部へ接続される。
【００５７】
上記のような構成とすることにより、第２領域３０における内側面励振電極５８、６６及び外側面励振電極６０、６８に対しては、第１領域２８における裏面励振電極４０、４８と、第３領域３２における表面励振電極７０、７８との双方に導通が図れるように引出し電極１１３、１０４、１１４、１０５が引き回されることとなる。
【００５８】
以上説明したように、感圧素子層１００の裏面の第１引出し電極１０９は、貫通孔１３４の導通手段１３５を介して、表面に設けた第１パッド電極３４と電気的に接続している。また、表面の第２引出し電極１１０は第２パッド電極３６と電気的に接続している。すなわち、感圧素子層１００の表面と裏面とに極性の異なる第１引出し電極１０９、第２引出し電極１１０が夫々分かれて延在されている。したがって、感圧素子層１００の表裏面の接合剤塗布領域１３２、１３６に接合剤を塗布して、感圧素子層１００をダイアフラム層２００及びベース層３００と接合し図２に示す圧力センサー１を形成する場合に、第２引出し電極１１０はダイアフラム層２００としか機械的・電気的に接触せず、一方、第１引出し電極１０９はベース層３００としか機械的・電気的に接触しない構造となるため、導電性のある接合剤を用いて接合しても、極性の異なる正負の電極同士がショートすることがない。このように、感圧素子層１００の各主面において導電性の接合剤が同一の極性の電極とのみ接触するように電極及び接合剤塗布領域１３２、１３６を配置することができるため、同一面に極性の異なるパッド電極３４、３６を配置した場合であっても、パッド電極３４、３６間の短絡を防止することができる。
【００５９】
なお、第１引出し電極１０９、第２引出し電極１１０の引き回し方は一例であり、第２引出し電極１１０は一方の極性の励振電極１３０から感圧素子層１００の表面を引き回されて第２パッド電極３６に導通し、第１引出し電極１０９は他方の極性の励振電極１３０から感圧素子層１００の裏面を引き回され、貫通孔１３４内の導通手段１３５を介して第１パッド電極３４に導通していれば、どのような引き回し方でもよい。
【００６０】
このような圧力センサー１は、図示せぬ発振回路と電気的に接続され、双音叉素子１２０は当該発振回路から供給される交流電圧により、固有の共振周波数で屈曲振動を行う。被検出圧力を受圧したダイアフラム層２００が撓み変位すると、その変位がダイアフラム層２００を介して力に変換されて、双音叉素子１２０に伝わる。双音叉素子１２０には、伝達された力によって内部応力（引張り応力又は圧縮応力）が生じ、これにより共振周波数が変化する。この共振周波数の変動を測定して被検出圧力を検出する。
【００６１】
双音叉素子１２０は加えられた力に対して共振周波数の変化が大きく、圧力を感度よく検出できる。即ち、双音叉型の圧電振動子は、厚みすべり振動をするＡＴカット水晶を用いた厚みすべり振動子などに比べて、振動部（柱状ビーム）に生じる伸長・圧縮応力に起因した共振周波数の変化が極めて大きく、共振周波数の可変幅が大きいので、わずかな物理量の差（圧力差）を検出するような分解能力に優れた力センサーにおいては、好適な感圧素子である。
【００６２】
次に、上記構成の圧力センサー１の製造方法について説明する。
まず、フォトリソグラフィー技術を用いたウエットエッチング又はサンドブラストにより、図６に示すように、ダイアフラム層２００に対応する複数の第１の個片が連結された状態の第１のマザーウェーハ４０ａを形成する（第１のマザーウェーハ形成工程）。また、感圧素子層１００に対応する複数の第２の個片が連結された状態の第２のマザーウェーハ４０ｂを形成する（第２のマザーウェーハ形成工程）。そして、ベース層３００に対応する複数の第３の個片が連結された状態の第３のマザーウェーハ４０ｃを形成する（第３のマザーウェーハ形成工程）。
【００６３】
次に、第２のマザーウェーハ４０ｂの第２の個片のスリット１２６により分離された一対の接続部のうちの一方の接続部に、例えばレーザ等を用いて貫通孔１３４を形成する（貫通孔形成工程）。
【００６４】
次に、マザーウェーハ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ夫々に形成した第１の個片、第２の個片、第３の個片に所定の電極を形成する。（電極形成工程）。感圧素子層１００に対応する第２の個片については、図４及び図５に示す電極を形成するとともに、貫通孔１３４の内壁面に導電膜を形成する。電極及び導電膜は、例えば、ニッケル又はクロムを下層として、その上に蒸着又はスパッタリングにより例えば金による電極層を成膜し、その後フォトリソグラフィーを用いてパターニングすることにより形成することができる。
【００６５】
次に、導電性接着剤を貫通孔１３４に充填する（貫通孔充填工程）。
次に、感圧素子層１００の図４及び図５に示す接合剤塗布領域１３２、１３６に導電性接着剤を塗布し、マザーウェーハ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの順に積層して、導電性接着剤で接合する（接合工程）。なお、接合方法としては、金（Ａｕ）を用いた陽極接合を行ってもよい。
【００６６】
次に、接合した３層のマザーウェーハ４０ａ、４０ｂ、４０ｃをダイシングにより個片に切り離す（分離工程）。これにより、図２に示す圧力センサー１が複数形成される。
このような製造方法では、電極や導電性接着剤は、ダイアフラム層２００、感圧素子層１００、ベース層３００の外形の主面及び貫通孔１３４の内部に設けられており、側面に設けていないため、ダイシングを行っても必要な電極配線が削れることがない。したがって、高い生産性と良品率を保持することができる。
【００６７】
なお、導通手段１３５を貫通孔１３４の内壁面の導電膜のみとする場合は、上記貫通孔充填工程を省略すればよい。また、導通手段１３５を貫通孔１３４内に充填する導電性接着剤のみとする場合は、上記電極形成工程において貫通孔１３４の内壁面に対する導電膜形成を省略すればよい。
【００６８】
また、上述した実施形態では、ベース層３００にスリット３０２を設け、感圧素子層１００とベース層３００との外縁形状を同一としたが、これに限らず、ダイアフラム層２００にスリットを設けて感圧素子層１００とダイアフラム層２００の外縁形状を同一とし、感圧素子層１００の張り出し部の裏面にパッド電極３４、３６を設けるようにしてもよい。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態では、第１実施形態と同等の部分には同一の番号を付し、重複した説明を省略する。
図７には、第２実施形態に係る圧力センサー１Ａの分解斜視図を示す。
【００７０】
同図に示すように、ダイアフラム層２００Ａの対向する２つの長辺の側面にはそれぞれ１つの凸部４００ａが設けられ、２つの短辺のうち一方の短辺の側面には２つの凸部４００ｂが設けられている。この凸部４００ａ、４００ｂは、マザーウェーハに形成された複数のダイアフラム層２００Ａ同士を連結する梁部を切断することにより形成される。
【００７１】
ベース層３００Ａの２つの長辺の側面にはそれぞれ１つの凸部４０２ａが設けられ、２つの短辺の側面にはそれぞれ２つの凸部４０２ｂ、４０２ｃが設けられている。スリット３０２が形成されている短辺側の側面については、当該スリット３０２で隔離される２つの側面にそれぞれ１つの凸部４０２ｃが設けられている。この凸部４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃは、後述するマザーウェーハに形成された複数のベース層３００Ａ同士を連結する梁部を切断することにより形成される。
【００７２】
感圧素子層１００Ａの２つの長辺の側面にはそれぞれ１つの凸部４０１ａが設けられ、２つの短辺の側面にはそれぞれ２つの凸部４０１ｂ、４０１ｃが設けられている。スリット１２６が形成されている短辺側の側面については、当該スリット１２６で隔離される２つの側面にそれぞれ１つずつ凸部４０１ｃが設けられている。この凸部４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃは、後述するマザーウェーハに形成された複数の感圧素子層１００Ａ同士を連結する梁部を切断することにより形成される。
【００７３】
図８に示すように、ダイアフラム層２００Ａと感圧素子層１００Ａとベース層３００Ａとを重ね合わせた場合に、ダイアフラム層２００Ａの凸部４００ａと感圧素子層１００Ａの凸部４０１ａとは互いに重なり合い、感圧素子層１００Ａの凸部４０１ａとベース層３００Ａの凸部４０２ａとは互いに重なり合い、ダイアフラム層２００Ａの凸部４００ｂと感圧素子層１００Ａの凸部４０１ｂとは互いに重なり合い、感圧素子層１００Ａの凸部４０１ｂとベース層３００Ａの凸部４０２ｂとは互いに重なり合い、感圧素子層１００Ａの凸部４０１ｃとベース層３００Ａの凸部４０２ｃとは互いに重なり合う。したがって、これらの凸部（第１の凸部）４００ａ、４００ｂ、４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃは、圧力センサー１Ａの製造時にダイアフラム層２００Ａと感圧素子層１００Ａとベース層３００Ａとを積層する際のアライメントマークとして用いることができる。これにより、正確に位置合わせを行って積層することができ、圧力センサー１の良品率を向上させることができる。
【００７４】
なお、各層１００Ａ、２００Ａ、３００Ａの各辺に設けられる上述した凸部の数は一例に過ぎず、例えば３つ以上であってもよい。また、各層１００Ａ、２００Ａ、３００Ａの平面形状が矩形以外の形状であっても、少なくとも２つ以上の何れかの層に少なくとも１つ以上の凸部を設けることで、当該凸部をアライメントマークとして用いることができる。
【００７５】
次に、第２実施形態に係る圧力センサー１Ａの製造方法について説明する。
まず、フォトリソグラフィー技術を用いたウエットエッチング又はサンドブラストにより、ダイアフラム層２００Ａに対応する複数の第１の個片が梁部（第１の梁部）４００により連結された状態の第１のマザーウェーハ４０ｄを形成する（第１のマザーウェーハ形成工程）。また、感圧素子層１００Ａに対応する複数の第２の個片が梁部（第２の梁部）４００により連結された状態の第２のマザーウェーハ４０ｅを形成する（第２のマザーウェーハ形成工程）。そして、ベース層３００Ａに対応する複数の第３の個片が梁部（第３の梁部）４００により連結された状態の第３のマザーウェーハ４０ｆを形成する（第３のマザーウェーハ形成工程）。図９には各マザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの斜視図を示す。図９に示すように、各マザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆにおいて、複数のダイアフラム層２００Ａ、感圧素子層１００Ａ、ベース層３００Ａに対応する個片同士が互いに梁部４００を介して保持し合っている。この場合、各個片の対向する一対の短辺の側面には夫々２本の梁部４００が設けられ、対向する一対の長辺の側面には夫々１本の梁部４００が設けられている。
【００７６】
次に、第２のマザーウェーハ４０ｅの第２の個片のスリット１２６により分離された一対の接続部のうちの一方の接続部に、例えばレーザ等を用いて貫通孔１３４を形成する（貫通孔形成工程）。
【００７７】
次に、マザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ夫々に形成したダイアフラム層２００Ａ、感圧素子層１００Ａ、ベース層３００Ａに対応する個片夫々に所定の電極を形成する。（電極形成工程）。感圧素子層１００Ａに対応する第２の個片については、図４及び図５に示す電極を形成するとともに、貫通孔１３４の内壁面に導電膜を形成する。
【００７８】
次に、感圧素子層１００Ａに対応する第２の個片の図４及び図５に示す接合剤塗布領域１３２、１３６に接合剤を塗布し、梁部４００をアライメントマークとして用いて、各マザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの梁部４００が積層方向に重なり合うように、第１のマザーウェーハ４０ｄ、第２のマザーウェーハ４０ｅ、第３のマザーウェーハ４０ｆの順に積層し、３枚のマザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを接合剤で接合する（接合工程）。なお、接合方法としては、金（Ａｕ）を用いた陽極接合を行ってもよい。
【００７９】
次に、導電性接着剤を貫通孔１３４に充填する（接着剤充填工程）。
次に、接合した３層のマザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの各梁部４００をダイシング又は折り取りにより切断することで、個片に切り離す（分離工程）。そして、ダイアフラム層２００Ａのスリットに近い短辺側の側面に残存した梁部４００を取り除くことで、図８に示す圧力センサー１Ａが複数形成される。
【００８０】
このような製造方法によれば、積層して接合した３層からなるマザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを個片状の圧力センサー１Ａとなるように分離する場合に、切り代付近の接合部の剥離、大きなチッピング、衝撃によるチップの破損等を抑制することができ、高い生産性と良品率を保持することができる。
【００８１】
また、梁部４００を、マザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを積層の際のアライメントマークとして用いて、位置合わせを行うことができる。
また、チップの分離時に各チップに梁部４００の残渣（凸部４００ａ、４００ｂ、４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ）を残すように梁４００を切断することで、パッケージ等の実装基板への圧力センサー１Ａのマウント時に、梁部の残渣をアライメントマークとして用いることができる。具体的には、当該梁部の残渣と実装基板のマウント面に予め配置したアライメントマークとの位置合わせを行った上で、圧力センサー１Ａを実装基板へ搭載することができる。これにより、アライメントの精度を向上させることができる。
【００８２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１０は本実施形態に係る感圧素子層の斜視図であり、図１１は本実施形態に係る各マザーウェーハの斜視図である。図１０に示すように、第３実施形態に係る感圧素子層１００Ｂは、第２実施形態に係る感圧素子層１００Ａに対して凸部（第２の凸部）４０３を構成要素として追加したものである。当該凸部４０３は、感圧素子層１００Ｂとダイアフラム層２００Ａとの接合部と、第１のパッド電極３４及び第２のパッド電極３６と、の間に存在する感圧素子層１００Ｂの２つの側面夫々に設けられている。なお、接合部は、接合剤塗布領域１３２に接合剤が塗布されて感圧素子層１００Ｂとダイアフラム層２００Ａとが接合されることにより形成される。
【００８３】
この凸部４０３は、図１１に示す第２のマザーウェーハ４０ｇに形成された複数の感圧素子層１００Ｂ同士を連結する梁部４０４を切断することにより形成されたものである。
このような凸部４０３を設けることにより、接合部から溢れ出た導電性の接合剤が側面にまで至ってしまった場合や、電極形成工程で側面に不要な電極が残っている場合等に、当該導電性接合剤や側面に残った電極と第１パッド電極３４とを電気的に分離することができる。同様に、当該導電性接合剤や側面に残った電極と、第２パッド電極３６とを電気的に分離することができる。したがって、感圧素子層１００に設けられた互いに極性が異なる正・負の電極間でショートすることが確実に無くなり、生産歩留まりを更に向上させることが出来る。
【００８４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態では、第２実施形態に係る各マザーウェーハ４０ａ、４０ｂ、４０ｃに形成された複数の各チップを連結する梁部４００に溝４０２が設けられている。当該溝４０２は、図１２に示すように梁部４００の両主面（厚さ方向）に設けることができる。なお、梁部４００の一方の主面に設けることもできる。或いは、図１３に示すように梁部４００の両方の側面（幅方向）に溝４０２を設けてもよいし、図１４に示すように一方の側面に溝４０２を設けてもよい。さらに、側面と主面との両方に溝４０２を設けてもよい。
【００８５】
このように溝４０２を設けることにより、積層した３層からなるマザーウェーハ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを分離するときに、ダイシング等の切断手段を使用することなしに、個片状の圧力センサーとなるように容易に分離することができる。よって、分離工程を簡素化することができる。
また、ダイシングを行う必要がないため、ダイシング時の振動や衝撃によって各チップに与えるダメージを低減できる。
【００８６】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態では、第１〜第４実施形態において感圧素子層１００の振動部を２本の柱状ビーム（第１柱状ビーム２４と第２柱状ビーム２６）で構成していたのを、１本の柱状ビーム１０Ａで構成する。振動部を２本の柱状ビームで構成した場合は、柱状ビームの振動に対称性を持たせることにより振動漏れを抑制してＱ値を高めることができるが、振動部を１本の柱状ビームで構成した場合は、基部１２、２２から印加される力が大きくなることにより共振周波数の変化量が大きくなり、感度を向上させることができる。
【００８７】
図１５は、第５実施形態に係る圧力センサー１Ｃの分解斜視図であり、図１６は第５実施形態に係る感圧素子層１００Ｃを表面側から見た斜視図であり、図１７は感圧素子層１００Ｃの裏面に配置された電極の構成を透過させた状態を示す平面図である。
【００８８】
図１６及び図１７を参照して感圧素子層１００Ｃに形成される電極の配置の一例について説明する。柱状ビーム１０Ａは、第１実施形態と同様に、励振電極の配置により第１領域、第２領域、第３領域に分けられる。第１領域の柱状ビーム１０Ａの対向する表面及び裏面夫々の長手方向中央には、電位の同じ励振電極２５ａ及び励振電極２５ｂが平面視で重なる位置に設けられている。同様に、柱状ビーム１０Ａの第２領域の表面及び裏面夫々の長手方向中央には、励振電極２５ａ、２５ｂとは電位の異なる励振電極２６ａ及び励振電極２６ｂが平面視で重なる位置に設けられ、第３領域には励振電極２７ａ及び励振電極２７ｂが平面視で重なる位置に設けられている。
【００８９】
第１パッド電極３４は、貫通孔１３４の導通手段１３５を介して裏面の第１引出し電極１０９に引き出され、第１領域の両側面に設けられた励振電極２５ｃ、２５ｄに接続される。それらの励振電極２５ｃ、２５ｄが第２領域の裏面の励振電極２６ｂに接続されている。また、第１パッド電極３４と接続された励振電極２５ｃ、２５ｄのうち一方の励振電極２５ｃは、裏面に設けられた引出し電極２９ｄに引き出されている。柱状ビーム１０Ａの第２領域の表面に設けられた励振電極２６ａは、第３領域の両側面の励振電極２７ｃ、２７ｄに接続され、これらの励振電極２７ｃ、２７ｄのうち励振電極２７ｃは裏面の引出し電極２８ｄに引き出されている。図１７に示すように、引出し電極２８ｄと引出し電極２９ｄとは、枠部１２２に設けられた接続配線２８ｂにより接続されている。以上述べた電極の構成により、第１パッド電極３４と、柱状ビーム１０Ａの第２領域の表裏面に設けられた励振電極２６ａ、２６ｂとが電気的に接続される。
【００９０】
また、第２パッド電極３６と、その第２パッド電極３６と同一面にある第１領域の表面の励振電極２５ａとは接続されている。また、第２パッド電極３６と第１領域の裏面の励振電極２５ｂとは、引出し電極２９ｃを介して接続されている。
【００９１】
第１領域の表面の励振電極２５ａは、第２領域の両側面に設けられた励振電極２６ｃ，２６ｄに引き出され、それらの励振電極２６ｃ，２６ｄを介して領域Ｃの裏面の励振電極２７ｂに接続されている。図１７に示すように、励振電極２７ｂは、引出し電極２８ｃに引き出されている。引出し電極２８ｃは、上面側に引き出され、第３領域の表面の励振電極２７ａに接続されている。表面の第２パッド電極３６と、表面の引出し電極２８ｃとは、枠部１２２の表面に設けられた接続配線２８ａにより接続されている。
【００９２】
以上述べた電極の構成により、第２パッド電極３６と、柱状ビーム１０Ａの第１領域及び第３領域の表裏面に設けられた励振電極２５ａ、２５ｂ、２７ａ、２７ｂとが、電気的に接続される。
【００９３】
本実施形態においても、ダイアフラム層２００、感圧素子層１００Ｃ、ベース層３００の順に周縁を接合剤で接合する場合、接続配線２８ａはダイアフラム層２００としか機械的・電気的に接触せず、第１引出し電極１０９はベース層３００としか機械的・電気的に接触しない構造とすることができるため、導電性のある接合剤を用いて接合しても、電位の異なる電極同士がショートすることがない。したがって、同一面に極性の異なるパッド電極３４、３６を配置した場合であっても、パッド電極間の短絡を防止することができる。
【００９４】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態として、上述した圧力センサー１を実装基板に実装して形成した圧電モジュールについて説明する。図１８は圧電モジュール５００の斜視図であり、図１９は圧電モジュール５００の長手方向中央断面図である。
【００９５】
圧力センサー１の実装先となる実装基板５０２は、プラスチック、セラミック、ポリイミド等の絶縁体によって形成される。圧力センサー１のベース層３００の感圧素子層１００と積層される面とは反対側の主面の中央部（ベース層３００下面の長手方向の略中央かつ短手方向の略中央）、即ちベース層３００の下面中央部にはエポキシ樹脂等の接合部材５０４が塗布され、圧力センサー１はこの中央部において、１点支持状態で当該接合部材５０４を介して実装基板５０２に固定されている。このように１点支持とすることで、実装基板５０２と圧力センサー１との接合時に熱歪み等の応力が振動部に伝搬するのを緩和することができる。
【００９６】
実装基板５０２の上面には感圧素子を駆動する駆動回路（不図示）に接続された接続電極５０６が形成されている。また圧力センサー１の第１パッド電極３４、第２パッド電極３６と、接続電極５０６とは、Ａｕ等のワイヤー線５０８により接続されている。また、実装基板５０２と圧力センサー１との間には接合部材５０４の高さ分だけ隙間が生じるが、好ましくはこの隙間にシリコン系樹脂で形成された緩衝材５１０を設けることにより、圧電モジュール５００の耐衝撃性を高めることが期待できる。
【００９７】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態について説明する。図２０は第７実施形態に係る圧電モジュール５００ａの長手方向中央断面図であり、図２１は圧電モジュール５００ａ内の圧力センサー１をスリット１２６、３０２が設けられている側から見た図である。
【００９８】
第６実施形態と第７実施形態との異なる点は、第６実施形態に係る圧電モジュール５００では圧力センサー１と実装基板５０２とを１点で固定していたのに対して、第７実施形態に係る圧電モジュール５００ａでは２点で固定している点である。具体的には、第７実施形態では、ベース層３００の感圧素子層１００と積層される面とは反対側の一対の接続部の主面、即ち、圧力センサー１のベース層３００の下面であって第１パッド電極３４及び第２パッド電極３６と対向する位置夫々に、接合部材５０４を塗布して、圧力センサー１を２点支持状態で接合部材５０４を介して実装基板５０２に固定する。このようにスリット１２６、３０２で隔離された２点で支持することで、実装基板５０２と圧力センサー１との接合部材５０４による接合時にスリット１２６、３０２が熱歪み等の応力を緩和するため、振動部に熱歪み等の応力が伝搬するのを防ぐことができる。
【００９９】
なお、圧力センサー１のベース層３００の凹部３０６に、双音叉素子１２０を駆動するための発振回路を内蔵したＩＣ（Integrated Circuit）等の回路を搭載してもよい。
また、第１実施形態では、振動部として一対の柱状ビーム２４、２６を設けたが、図２２に示すように、一対の柱状ビーム２４、２６に替えてＡＴカット水晶を用いた厚みすべり振動子（以下「ＡＴカット振動子」という）６００を用いてもよい。ＡＴカット振動子６００の両主面には励振電極６０２が設けられており、第１実施形態と同様に、励振電極６０２には引出し電極１０９、１１０が接続されパッド電極３４、３６まで引き出されている。振動部としてＡＴカット振動子６００を用いることで、温度に対する周波数安定性が向上し、周波数温度特性を良好にすることができるとともに、衝撃に強く丈夫な圧力センサーとすることができる。
【０１００】
なお、上述した実施形態では、第１パッド電極３４及び第２パッド電極３６の正負の極性が互いに異なる場合について説明したが、これに限らず、本発明は、信号の極性が互いに異なる場合も含めて、何らかの電子デバイスにおいて、第１パッド電極３４及び第２パッド電極３６から出力される電気信号が互いに異なる場合にも適用することができる。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、圧電デバイスとして圧力センサーについて説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、その技術的範囲内で様々な変形又は変更を加えて実施することができる。例えば、本発明は、３層以上の構造を有し且つ中間層として圧電振動基板が含まれる温度センサー、圧電振動子等の圧電デバイスに適用することができる。圧電振動基板の振動部としては、音叉振動子（図２３参照）、ＡＴカット水晶振動子（図２４参照）、水晶のＸ軸（電気軸）を中心にして所定の角度だけ回転して得られる回転Ｙ板を用いた水晶振動子、その他のカットで切断された水晶振動子、水晶以外の圧電材料を用いた圧電振動子、等を広く適用できる。
【０１０２】
圧電デバイスが温度センサーの場合、圧電デバイス内にＩＣを搭載する場合には、ＩＣに温度センサーとしての音叉振動子を駆動するための発振回路、温度補償回路、検出値の補正回路等を内蔵すればよい。
【０１０３】
また、本発明の圧電デバイスは、上述した圧電モジュール以外に、例えば携帯電話、ハードディスク、パーソナルコンピューター、ＢＳ及びＣＳ放送用の受信チューナー、同軸ケーブルや光ケーブル中を伝搬する高周波信号や光信号用の各種処理装置、広い温度範囲で高周波・高精度クロック（低ジッタ、低位相雑音）を必要とするサーバー・ネットワーク機器、無線通信用機器等の様々な電子機器、加速度センサー、回転速度センサー等の各種センサー装置にも広く適用することができる。
【０１０４】
このような各種センサー装置及び電子機器としては、例えば一般工業用計測機器、電子血圧計、高度・気圧・水深計測機能付き電子機器、携帯機器、自動車などが挙げられる。
そして、上述のように外力によるダイアフラムの機械的な変形を電気的信号として計測するものとして、携帯電話機やパソコン等の小型の携帯機器での高度計測に前記圧力センサーを応用してマイクロホンとして利用可能である。
【０１０５】
更に、近年注目をされるようになった水素やメタノール等の燃料電池は、軽量化や利便性等に起因して、例えば、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピューター、携帯用電話機、携帯情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：ＰＤＡ）、オーディオプレーヤ、プロジェクタ載置台、カプセル型医療機器の通信機能を具備した電子機器といった各種情報処理装置の燃料費電池としての用途が考えられる。即ち、水素を燃料として電力を発生させる燃料電池セルと、該燃料電池セルに水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体と、該水素吸蔵合金容器筐体と上記燃料電池セルとの間に配設された検出用圧力センサーと、圧力調整弁と安全弁とを備えた燃料電池システムに於いて、本発明に係る圧電デバイスとしての圧力センサーを使用することができる。
【０１０６】
更に、事故等のイベント発生時前後の必要な時間のみについて、デジタルタコグラフとドライブレコーダの双方が生成するデータを関連付けて記録し、その後の解析等に有用なデータを提供することが可能な車両用情報記録装置において、前記デジタルタコグラフは、前記車両の走行状況を検出する走行状況検知手段と、前記ドライブレコーダとの間で情報を送受信するデジタルタコグラフ通信手段と、情報を記録するデジタルタコグラフ記録手段と、前記走行状況検知手段から入力した走行状況および前記デジタルタコグラフ通信手段から受信した情報を受けて、前記デジタルタコグラフ記録手段に情報を記録するデジタルタコグラフ制御部と、を有しているが、前記走行状況検知手段として、高精度な圧力検出が可能な本発明に係る圧力センサーを適用できる。
【０１０７】
更に、被測定者にかかる負荷を検出する活動量計側システムにおいて、前記負荷を圧力として検出する場合においては、検出器として、本発明に係る圧力センサーを適用できる。
また、外部からの侵入または異常を検知する異常検知センサーと、前記異常検知センサーが異常を検知したときに警報を発する警報手段と含むセキュリティシステムにおいて、警戒モード設定手段は、警戒モードに応じて、前記異常検知センサーと前記警報手段とによる警戒動作を作動させる場合に、前記異常検知センサーとして、本発明に係る圧力センサーを適用できる。
【０１０８】
更に、本発明の電子機器の一例として腕時計型電子機器の本体が存在し、当該本体には、本発明に係る圧力センサーが備えられており、当該圧力センサーはダイナミックレンジやリニアリティなどの特性に優れたものとすることができる。
更に、特に自動車においては、例えばインテークマニホールド圧若しくはチャージ圧、ブレーキ圧、エアサスペンション圧、タイヤ圧、ハイドロリック貯蔵圧、ショックアブソーバ圧、冷却媒体圧、自動変速機における変調圧、ブレーキ圧、タンク圧のような圧力検出に本発明に係る圧力センサーを適用できる。
【０１０９】
また、自動車のサイドドアの内部の圧力変化により側面衝突を検出する装置においては、衝突時に圧力センサーのダイアフラムが衝撃力を受けた場合に、これを圧力変化として検出する度合いを少なくして、圧力の変化をより高精度に検出するという要求がある。この場合、車両のサイドドアの内部に配設された圧力センサーにより、車両の側面に加わる衝撃を検出する側面衝突検出装置が利用されるが、前記側面衝突検出装置の前記圧力センサーが、圧力を検出するダイアフラムを持ち、そのダイアフラムの受圧面が前記サイドドアの内部の圧力変動により歪むことを検出することによって車両の側面に加わる衝撃を検出する構成を有する場合に、前記圧力センサーに本発明に係る圧力センサーを適用できる。
【符号の説明】
【０１１０】
１、１Ａ、１Ｃ………圧力センサー、１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ………感圧素子層、１２、２２………基部、２４………第１柱状ビーム、２６………第２柱状ビーム、３４………第１パッド電極、３６………第２パッド電極、１０９………第１引出し電極、１１０………第２引出し電極、１３０………励振電極、１３４……貫通孔、１３５……導通手段、１２０………双音叉素子、１２２………枠部、１２４………腕部、１２６………スリット、２００、２００Ａ………ダイアフラム層、２０２………可撓部、２０４………枠部、２０６………支持部、３００、３００Ａ………ベース層、３０２………スリット、３０４………枠部、３０６………凹部、４００ａ、４００ｂ、４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ、４０３………凸部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動部の正負の励振電極から夫々延在された引出し電極と電気的に夫々接続された一対のパッド電極を同一主面に配置した圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電振動子を利用する圧電デバイスの１つとして、ダイアフラム式の圧力センサー等の力検出器が存在する。例えば、特許文献１には圧力センサーが開示されている。圧力センサーは、ダイアフラムと、容器と、該ダイアフラムに設けた支持部に搭載された双音叉振動子（感圧素子）とから構成され、被検出圧力を受圧したダイアフラムが撓み変位すると、その変位が支持部を介して双音叉振動子に伝達される。
【０００３】
また、特許文献２には、ダイアフラム層と、ベース層と、該ダイアフラム層に設けた支持部に搭載された双音叉振動子（感圧素子）層とから構成される圧力センサー素子が開示されている。前記感圧素子層は、前記ダイアフラム層と接する一方の面に、前記ダイアフラム層と平面視して重ならない位置に複数のパッド電極が設けられている。前記ダイアフラム層は、前記感圧素子層のパッド電極を互いに分割し、積層時の位置決め用となる凸部が設けられた構造が開示されている。
【０００４】
ここで、特許文献２において、ダイアフラム層と、感圧素子層と、ベース層と、を接合剤で接合するとき、導電性接着剤、半田等、共晶合金（Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｉｎ等）等の導電性を有する接合剤を用いて接合するのが一般的である。ところが、導電性を有する接合剤を用いて各層を接合すると、感圧素子層の一方の主面に設けた、極性等の信号が互いに異なる一対のパッド電極と接合剤とが接触し、パッド電極同士が短絡してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献３において提案されている３層型圧電デバイスの構造では、中間層である感圧素子層の表面に一方の極性のパッド電極と引出し電極を配置し、裏面に他方の極性のパッド電極と引出し電極を配置することで、前述の短絡の問題を解消している。しかし、特許文献３で提案されている構造では、同一面に極性の異なるパッド電極を配置することができない。
【０００６】
そこで、特許文献４には、３層構造の圧電デバイスにおいて同一面に極性の異なるパッド電極の配置を可能とする手段として、導電性を有する接合剤である共晶合金（Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｉ）を用いて極性の異なるパッド電極及び引出し電極が短絡しないように部分的に各層を接合した後、非導電性の接合剤であるガラス材を用いて極性の異なるパッド電極の間隙領域を接合し、容器内部の気密封止を行っている。
【０００７】
一方、このような３層構造の電子デバイスを製造する場合、各層を圧電デバイスの個片を連結してなる母基板（マザーウェーハ）から構成し、これら３つの母基板を積層した後、ダイシングで個片に分離することが行われている（例えば、特許文献５、６参照）。また、特許文献７では、積層された３層のマザー基板を個片に分離するに当たり、最外層（上層と下層）の母基板の切り代に予め、単層状態時にダイシングブレードにより断面がベベル形状の溝（ハーフカット）を入れておき、積層された母基板を前記溝に沿ってダイシングブレードにてフルカットして分離する製造方法が提案されている。
【０００８】
更に従来より、基板の厚さ方向に貫通孔を設け、当該貫通孔を電極配線に利用することが行われている。例えば、特許文献８には、圧電振動板の内部で導通を行うためのコンタクトホールを設け、圧電振動板側面の電極を除去することにより、角部の露出をなくし、接合時の放電の発生を防止することが記載されている。
【０００９】
また、特許文献９には、下部筐体に水晶振動子の内部電極を筐体の外部に導くための２つの貫通孔を設け、貫通孔の内側面に真空蒸着などにより金属膜からなる接続電極を形成し、当該接続電極で筐体内部の水晶振動子に設けられた内部電極と、下部筐体の外側に形成された外部電極とを導通することが記載されている。
また、特許文献１０には、圧電振動子を貫通し、電極配線に用いるためのスルーホールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２３０４０１号
【特許文献２】特開２０１０−２４３２０７号
【特許文献３】特開２０１０−１２４４４８号
【特許文献４】特開２０１１−０４５０４１号
【特許文献５】特開２００７−３２５２５０号
【特許文献６】特開２００９−０６５５２０号
【特許文献７】特開２００６−１５７８７２号
【特許文献８】特開２００２−７６８２６号公報
【特許文献９】特開２００３−８７０７８号公報
【特許文献１０】特開２００７−２５６０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献４のように、接合剤として導電性を有する接合剤と非導電性を有する接合剤との２種類を用いる手法では、接合剤の管理が煩雑であり、更に接合工程が少なくとも２工程必要であるため、結果的に生産コストが高くなるという問題があった。更に、２種類の接合剤を用いるため、素子に熱歪に起因した内部応力の発生が生じないように互いの熱膨張係数の最適な仕様の選定が必要となるため、仕様の選択肢が狭まり、その結果、設計自由度が制限されるという大きな問題が生じることとなる。
【００１２】
また、特許文献５乃至７に記載の製造方法では、３層のマザー基板をダイシングにより個片に分離するとき、各層の切り代に隣接する接合部にダイシングにより生じる振動により剥離現象が発生し、剥離に伴って切断部のチッピングのダメージも大きくなっていた。また側面に電極を形成した場合に、ダイシングにより電極が削れてしまうという問題があった。また更に、前記振動により感圧素子（双音叉振動子）自体に破損が生じてしまうという問題があった。
【００１３】
また、特許文献８乃至１０に記載されているように貫通孔を電極配線に用いることも考えられるが、同一面に極性の異なるパッド電極を配置する場合には、当該貫通孔を用いてどのような電極配置とするかを検討する必要がある。
【００１４】
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであって、同一面に極性等の信号の異なるパッド電極を配置した場合であっても、パッド電極間の短絡を防止することを可能とする圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
また、母基板（マザーウェーハ）から個片を分離するときに生じる剥離現象等を防止し、高い生産性と良品率を有する圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また、基板の同一面に極性の異なるパッド電極を配置する場合に、貫通孔を用いてパッド電極間の短絡を防止することを可能とする圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、上述の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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］圧電振動片と、前記圧電振動片の外周を囲むように設けられた枠部と、を有する圧電振動基板と、前記圧電振動片と前記枠部とを挟み、前記枠部の主面に接合された第１基板及び第２基板と、を備えた圧電デバイスであって、前記圧電振動基板と前記第２基板には、一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられ、前記スリットにより一対の接続部が分離して配置され、前記一対の接続部は、少なくとも一部が前記第１基板よりも外側へ露出しており、前記圧電振動基板は、前記一対の接続部の一方の主面側に夫々設けられた互いに信号の異なる電極パッドと、前記一対の接続部の一方に設けられ、厚さ方向に貫通する貫通孔と、当該貫通孔の内部に設けられた導通手段と、を有し、前記一対の接続部の他方の主面に設けられた引出し電極は、前記導通手段により前記引出し電極と信号が同じ前記電極パッドに電気的に接続されている、ことを特徴とする圧電デバイス。
本発明によれば、前記一対の接続部の他方の主面に設けられた引出し電極は、前記導通手段により前記引出し電極と信号が同じ前記電極パッドに電気的に接続されているため、圧電振動基板と、第１基板又は第２基板とを、導電性のある接合剤で接合したとしても、圧電振動基板の各主面において接合剤が同一の信号の電極とのみ接触するように接合剤及び電極を配置することができ、信号の異なるパッド電極間の短絡を防止することができる。
【００１８】
［適用例２］前記導通手段は、前記貫通孔を充填する導電性接着剤であることを特徴とする適用例１に記載の圧電デバイス。
本発明によれば、貫通孔に導電性接着剤を充填して、他方の主面に設けられた前記引出し電極と該引出し電極と信号が同じ電極パッドとを電気的に接続することで、圧電振動基板の各主面において接合剤が同一の信号の電極とのみ接触するようにすることができ、信号の異なるパッド電極間の短絡を防止することができる。
【００１９】
［適用例３］前記導通手段は、前記貫通孔の内壁面に設けられた導電膜であることを特徴とする適用例１又は２に記載の圧電デバイス。
本発明によれば、貫通孔の内壁面に導電膜を設けて、他方の主面に設けられた前記引出し電極と該引出し電極と信号が同じ電極パッドとを電気的に接続することで、圧電振動基板の各主面において接合剤が同一の信号の電極とのみ接触するようにすることができ、信号の異なるパッド電極間の短絡を防止することができる。
【００２０】
［適用例４］前記第１基板は、可撓性を有する可撓部を備えたダイアフラムであり、前記圧電振動基板の振動部は、少なくとも一以上の柱状ビームからなる振動素子であり、前記ダイアフラムの可撓部には、前記振動素子の両端に位置する一対の基部を夫々支持する支持部が設けられていることを特徴とする適用例１から３の何れか１例に記載の圧電デバイス。
本発明によれば、振動部が１本の柱状ビームからなる場合は高い感度を有する振動部となり、振動部が２本以上の柱状ビームからなる場合は振動漏れを抑制したＱ値の高い振動部とすることができる。
【００２１】
［適用例５］前記第１基板と前記圧電振動基板と前記第２基板のうち少なくとも２つ以上の基板の周縁部夫々には、互いに重なり合う少なくとも１つ以上の第１の凸部が設けられていることを特徴とする適用例１から４の何れか１例に記載の圧電デバイス。
本発明によれば、圧力センサーの製造時に、凸部をアライメントマークとして各基板を積層する際の位置合わせに用いることができ、圧力センサーの良品率を向上させることができる。
【００２２】
［適用例６］励振電極を有する圧電振動基板と、前記圧電振動基板の一方の主面と接するように積層された第１基板と、前記圧電振動基板の他方の主面と接するように積層された第２基板と、を備え、前記圧電振動基板と前記第２基板には、一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられた圧電デバイスの製造方法であって、複数の前記第１基板が連結された状態の第１のマザーウェーハを形成する第１のマザーウェーハ形成工程と、複数の前記圧電振動基板が連結された状態の第２のマザーウェーハを形成する第２のマザーウェーハ形成工程と、複数の前記第２基板が連結された状態の第３のマザーウェーハを形成する第３のマザーウェーハ形成工程と、前記第２のマザーウェーハの前記第１基板の前記スリットにより分離された一対の接続部のうちの一方の接続部に、厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記第２のマザーウェーハの一方の主面側の前記第２基板の前記一対の接続部に、互いに信号の異なるパッド電極を形成し、前記第２基板の両主面夫々に、前記励振電極から引き出された互いに信号の異なる引出し電極を形成する電極形成工程と、他方の主面に形成された前記引出し電極と該引出し電極と信号が同じ前記パッド電極とを電気的に接続する導電性接着剤を前記貫通孔に充填する貫通孔充填工程と、前記第１、第２、第３のマザーウェーハを積層して接合する接合工程と、前記接合工程により積層された積層マザーウェーハをダイシングにより個片に分離する分離工程とを備えたことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
本発明によれば、圧電振動基板の側面に電極を設けていないため、分離工程においてダイシングで個片に切り離しても側面電極が削れることがなく、生産性と良品率を向上させることができる。
【００２３】
［適用例７］複数の前記第１基板夫々は第１の梁部により連結されており、複数の前記圧電振動基板夫々は第２の梁部により連結されており、複数の前記第２基板夫々は第３の梁部により連結されており、前記接合工程で、前記第１の梁部と前記第２の梁部と前記第３の梁部とが重なり合うように、前記第１、第２、第３のマザーウェーハを積層して接合し、前記分離工程で、前記第１の梁部と前記第２の梁部と前記第３の梁部とを切断することにより、個片に分離することを特徴とする適用例６に記載の圧電デバイスの製造方法。
本発明によれば、第１の梁部と第２の梁部と第３の梁部とが重なり合うように、第１、第２、第３のマザーウェーハを積層して接合することで、梁部を用いて位置合わせをすることができ、生産性と良品率を向上させることができる。
【００２４】
［適用例８］前記接着剤充填工程で前記貫通孔に導電性接着剤を充填することに替えて、又は、該導電性接着剤を充填することに加えて、前記電極形成工程で、他方の主面に形成された引出し電極と該引出し電極と信号が同じ前記電極パッドとを電気的に接続する導電膜を前記貫通孔の内壁面に形成することを特徴とする適用例６又は７に記載の圧電デバイスの製造方法。
本発明によれば、導電性接着剤の導電性に応じて、貫通孔の内壁面に電極を形成し、導通手段の導電性を強くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサーの分解斜視図である。
【図２】同実施形態に係る圧力センサーの斜視図である。
【図３】図２の圧力センサーをＡ−Ａ’線で切断したときの断面図である。
【図４】感圧素子層の一方の主面（表面）に配置された電極の構成と接合剤塗布領域を示す図である。
【図５】感圧素子層の他方の面（裏面）に配置された電極の構成と接合剤塗布領域を示す図である。
【図６】同実施形態に係るダイアフラム層、感圧素子層、ベース層夫々の外形が形成された３枚のマザーウェーハの斜視図である。
【図７】第２実施形態に係る圧力センサーの分解斜視図である。
【図８】同実施形態に係る圧力センサーの斜視図である。
【図９】同実施形態に係るダイアフラム層、感圧素子層、ベース層夫々の外形が形成された３枚のマザーウェーハの斜視図である。
【図１０】第３実施形態に係る感圧素子層の斜視図である。
【図１１】同実施形態に係るダイアフラム層、感圧素子層、ベース層夫々の外形が形成された３枚のマザーウェーハの斜視図である。
【図１２】第４実施形態において、各チップを連結する梁部に溝部を設けた様子を説明する図である。
【図１３】溝の変形例を示す図である。
【図１４】溝の他の変形例を示す図である。
【図１５】第５実施形態に係る圧力センサーの分解斜視図である。
【図１６】同実施形態に係る感圧素子層を表面側から見た斜視図である。
【図１７】同実施形態に係る感圧素子層の裏面に配置された電極の構成を透過させた状態を示す平面図である。
【図１８】第６実施形態に係る圧電モジュールの斜視図である。
【図１９】同実施形態に係る圧電モジュールの長手方向中央断面図である。
【図２０】第７実施形態に係る圧電モジュールの長手方向中央断面図である。
【図２１】同実施形態に係る圧電モジュール内の圧力センサーをスリットが設けられている側から見た図である。
【図２２】振動部としてＡＴカット振動子を用いた場合の圧力センサーの分解斜視図である。
【図２３】本発明に係る圧電デバイスの圧電振動基板の振動部が音叉振動子である場合の、圧電デバイスの分解斜視図及び圧電振動基板の裏面図である。
【図２４】本発明に係る圧電デバイスの圧電振動基板の振動部がＡＴカット水晶振動子である場合の、圧電デバイスの分解斜視図及び圧電振動基板の裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る圧電デバイスを圧力センサーに適用した場合の実施形態について詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る圧力センサー１の分解斜視図であり、図２は圧力センサー１の斜視図であり、図３は圧力センサー１の長辺方向断面図である。
【００２７】
本実施形態に係る圧力センサー１は、ダイアフラム層（第１基板）２００と、ベース層（第２基板）３００と、このダイアフラム層２００とベース層３００によって挟持される感圧素子層（圧電振動基板）１００とを有する絶対圧計である。ダイアフラム層２００と、ベース層３００と、感圧素子層１００とは、それぞれ短辺と長辺を有する矩形の平面形状を有し、水晶基板により形成されている。感圧素子層１００とベース層３００の長辺はダイアフラム層２００より長く形成され、その長い部分により張り出し部分が形成されている。
【００２８】
ダイアフラム層２００は、外部からの被測定圧力を受圧すると撓み変形する可撓部２０２を有している。可撓部２０２の周囲には枠型の枠部２０４が形成されている。ダイアフラム層２００は、可撓部２０２のうち感圧素子層１００と対向する側の面に、一対の支持部２０６を有する。支持部２０６は、感圧素子層１００が有する後述する振動部の両端に配置された一対の基部を支持する。支持部２０６は、被測定圧力を受けて変形した可撓部２０２の撓みを力に変換して振動部に伝達する。
【００２９】
ベース層３００は、前述したダイアフラム層２００よりも長手方向に長く形成されている。ベース層３００の周縁には枠部３０４が形成されている。また、ベース層３００の周縁のうちダイアフラム層２００より張り出した張り出し部分には、スリット３０２が形成されており、当該スリット３０２により張り出し部に一対の接続部が形成される。スリット３０２は、ベース層３００の１つの短辺の中央部を長辺方向に切り欠いている。感圧素子層１００に対向する側の面であって、枠部３０４の内側には凹部３０６が形成されている。
【００３０】
感圧素子層１００は、中央部に感圧素子としての双音叉素子１２０と、その周囲を囲む枠型の枠部１２２とを有している。双音叉素子１２０は、振動部としての一対の平行な第１柱状ビーム２４及び第２柱状ビーム２６（振動素子）と、両柱状ビーム２４、２６の両端に接続される一対の基部１２、２２とを有している。双音叉素子１２０は、両柱状ビーム２４、２６に引張り応力又は圧縮応力が印加されると、その共振周波数が変化する周波数変化型の感圧素子であり、所謂、双音叉型の圧電振動子である。
【００３１】
枠部１２２は、各基部１２、２２から柱状ビーム２４、２６と直交する方向に延びる一対の梁状の腕部１２４を介して双音叉素子１２０と連結されている。
感圧素子層１００の周縁部におけるダイアフラム層２００より張り出した張り出し部分には、当該周縁部を隔離するスリット１２６が設けられている。当該スリット１２６は感圧素子層１００の前記両柱状ビーム２４、２６に直交する方向に平行な１つの短辺の中央部を前記両柱状ビーム２４、２６が伸びる方向に沿って、即ち長辺方向に切り欠いている。また、当該スリット１２６により、分離された一対の接続部が当該張り出し部分に配置されることとなる。一対の接続部のうち一方の接続部には、厚さ方向に貫通する貫通孔１３４が設けられている。貫通孔１３４内には後述する両主面に形成された電極同士を電気的に接続する導通手段１３５が設けられている。なお、導通手段１３５としては、貫通孔１３４を充填する導電性接着剤であってもよいし、貫通孔１３４の内壁面に設けられた導電膜であってもよい。或いは、これらの導電性接着剤と貫通孔１３４の内壁面に設けられた導電膜との両方を、導通手段１３５として用いてもよい。
【００３２】
感圧素子層１００とベース層３００とは外縁形状が同一となるように形成されており、感圧素子層１００の枠部１２２及びスリット１２６は、ベース層３００の枠部３０４及びスリット３０２と対向するように配置される。
【００３３】
このように感圧素子層１００、ベース層３００夫々にスリット１２６、３０２を設けることで、実装時にベース層３００の下面のうちスリット３０２で隔離された２点を実装基板に固定すれば、スリット１２６、３０２が当該２点に作用する歪みを吸収するため、２点間に作用するマウント歪を抑制することができる。
【００３４】
また、感圧素子層１００の枠部１２２は、一対の接続部を除いてダイアフラム層２００の枠部２０４と対向するように配置されている。感圧素子層１００の一対の接続部における一方の主面は、図２、図３に示すように、外部に露出するように配置されている。
【００３５】
図４は感圧素子層１００のダイアフラム層２００に対向する側の一方の主面（以下「表面」という）に配置された電極の構成と接合剤塗布領域を示す図であり、図５は感圧素子層１００の他方の面（以下「裏面」という）に配置された電極の構成と接合剤塗布領域を示す図である。
【００３６】
双音叉振動子の柱状ビーム２４、２６には、詳細を後述する正負の極性の異なる励振電極１３０が設けられている。励振電極１３０は、第１柱状ビーム２４及び第２柱状ビーム２６を励振させるための電極である。感圧素子層１００の表面においては、図４に示すように、一方の極性の励振電極１３０から第２引出し電極１１０が基部１２を支えている腕部１２４を介して枠部１２２に引き出されている。裏面においては、図５に示すように、他方の極性の励振電極１３０から第１引出し電極１０９が基部１２を支えている腕部１２４を介して枠部１２２に引き出されている。
【００３７】
感圧素子層１００の表面側であってスリット１２６により分離された一対の接続部夫々には、図４に示すように互いに極性が異なる第１パッド電極３４及び第２パッド電極３６が設けられている。これらの第１パッド電極３４及び第２パッド電極３６は、感圧素子層１００とダイアフラム層２００とを接合する接合剤が塗布される接合剤塗布領域１３２よりも外側に配置されている。パッド電極３４、３６は、圧力センサー１を実装する実装基板（不図示）が備える端子（不図示）に接続するための電極であり、励振電極１３０に対して電圧を印加するための信号や、励振によって得られた信号の入出力を行う。
【００３８】
図４に示すように、第２引出し電極１１０は第２パッド電極３６の位置まで引き出されている。また、裏面の第１引出し電極１０９は、貫通孔１３４の導通手段１３５と電気的に接続し、当該導通手段１３５は表面の第１パッド電極３４と電気的に接続している。すなわち、貫通孔１３４内の導通手段１３５は、裏面の第１引出し電極１０９と、表面の第１パッド電極３４とを電気的に接続する役割を有する。
【００３９】
次に、励振電極１３０の構成について詳細に説明する。以下では、平行して配置された第１柱状ビーム２４と第２柱状ビーム２６とが対向する側面を内側面といい、第１柱状ビーム２４と第２柱状ビーム２６夫々において内側面の反対側に位置する側面を外側面という。
【００４０】
励振電極１３０は、第１柱状ビーム２４、第２柱状ビーム２６上の長手方向に３つに区分けされた励振領域（第１領域２８、第２領域３０、第３領域３２）に設けられる。第１柱状ビーム２４、第２柱状ビーム２６における各振動領域では、表面、裏面、内側面、及び外側面のそれぞれに励振電極１３０としての金属パターンが形成されている。なお、第１柱状ビーム２４、第２柱状ビーム２６の内側面及び外側面に形成される励振電極４２、４４、５０、５２、５８、６０、６６、６８は、その一部が表面及び裏面を跨ぐように配設される。
【００４１】
まず、一方の極性の励振電極１３０について説明する。本実施形態では、一方の極性の励振電極１３０は、外側面励振電極４４、６８、７６と、表面励振電極４６、５４、７８と、内側面励振電極４２、６６、７４と、裏面励振電極４８、５６、８０と、引出し電極１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７とで構成される。
【００４２】
第１パッド電極３４から貫通孔１３４の導通手段１３５を介して引き出された図５に示す裏面の第１引出し電極１０９は分岐され、分岐路の一方が第１柱状ビーム２４における第１領域２８の外側面励振電極４４の基部１２側端部へ、他方が第２柱状ビーム２６における第１領域２８の裏面励振電極４８の基部１２側端部へそれぞれ接続される。外側面励振電極４４は、外側面励振電極４４の第２領域３０側端部から第１柱状ビーム２４の表面へ引き回される引出し電極１０１と、裏面の引出し電極１０２とに導通した構成である。引出し電極１０１は、第１柱状ビーム２４の表面内にて二股に分岐される。即ち、引出し電極１０１は、表面において第１柱状ビーム２４における第２領域３０の表面励振電極５４と表面励振電極３８との間の領域に形成された１本の引出し電極とこの１本の引出し電極の一端から二股に分岐した引出し電極を有する。そして引出し電極１０１は、一本の引出し電極の他端を表面励振電極５４と接続し、分岐した１本の引出し電極を外側振動電極４４の第１領域２８側端部に接続し、分岐した他方の引出し電極を第１柱状ビーム２４における第１領域２８の内側面励振電極４２の第２領域３０側端部へ接続する。そして、内側面励振電極４２の基部１２側端部からは、基部１２の表面側へ引き回される引出し電極１０３が引き出される。基部１２の表面側へ引き回された引出し電極１０３は、第２柱状ビーム２６における第１領域２８の表面励振電極４６の基部１２側端部に接続される。
【００４３】
引出し電極１０４は、図５に示すように第２柱状ビーム２６の裏面側であって第１領域２８と第２領域３０との間に存在する。そして更に、引出し電極１０４は、３本の分岐を有する３股構成であり、１本の分岐の一端を第１領域２８の裏面励振電極４８に接続し、他の１本の分岐の一端を内側面励振電極６６に接続し、残る１本の分岐の一端を外側面励振電極６８に接続した構成である。
【００４４】
図４に示す引出し電極１０５は、第２柱状ビーム２６における第２領域３０の内側面励振電極６６の第３領域３２側端部と、外側面励振電極６８の第３領域３２側端部とからそれぞれ表面に引き出された引出し電極を第２柱状ビーム２６の表面内で１本の引出し電極の一端に接続し、１本の引出し電極の他端を、第２柱状ビーム２６における第３領域３２の表面励振電極７８の第２領域３０側端部へ接続した構成を有する。
【００４５】
第２柱状ビーム２６における第３領域３２の表面励振電極７８の基部２２側端部から引き出された引出し電極１０６は、基部２２の表面を引き回されて第１柱状ビーム２４における第３領域３２の外側面励振電極７６の基部２２側端部へ接続される。
【００４６】
第１柱状ビーム２４における第３領域３２の外側面励振電極７６の第２領域３０側端部から裏面に引き出された図５に示す引出し電極１０７は、外側面励振電極７６と一端が接続した１本の引出し電極の他端を二股に分岐した構成を有する。分岐された引出し電極１０７は、分岐路の一方が第１柱状ビーム２４における第２領域３０の裏面励振電極５６の第３領域３２側端部へ接続され、他方が第１柱状ビーム２４における第３領域３２の内側面励振電極７４の第２領域３０側端部へ接続される。
【００４７】
第１柱状ビーム２４における第３領域３２の内側面励振電極７４の基部２２側端部から基部２２の裏面に引き出された引出し電極１０８は、第２柱状ビーム２６における第３領域３２の裏面励振電極８０の基部２２側端部に接続される。
【００４８】
次に、他方の極性の励振電極１３０について説明する。他方の極性の励振電極１３０は、表面励振電極３８、６２、７０と、裏面励振電極４０、６４、７２と、外側面励振電極５２、６０、８４、内側面励振電極５０、５８、８２と、引出し電極１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７とで構成される。
【００４９】
第２パッド電極３６から引出された図４に示す第２引出し電極１１０は分岐され、分岐路の一方が第１柱状ビーム２４における第１領域２８の表面励振電極３８の基部１２側端部へ、他方が第２柱状ビーム２６における第１領域２８の外側面励振電極５２の基部１２側端部へそれぞれ接続される。
【００５０】
第２柱状ビーム２６における第２領域３０の表面励振電極６２と表面励振電極４６との間に形成された引出し電極１１１は、１本の引出し電極の一端を表面励振電極６２に接続し、１本の引出し電極の他端を第２柱状ビーム２６の表面で分岐した構成を有する。分岐された引出し電極１１１は、分岐路の一方が第２柱状ビーム２６における第１領域２８の内側面励振電極５０の第２領域３０側端部へ接続され、他方が第２柱状ビーム２６における第２領域３０の表面励振電極６２の第１領域２８側端部へ接続される。
【００５１】
第２柱状ビーム２６における第１領域２８の内側面励振電極５０の基部１２側端部から基部１２の裏面へ引き出された引出し電極１１２は、第１柱状ビーム２４における第１領域２８の裏面励振電極４０の基部１２側端部へ接続される。
【００５２】
第１柱状ビーム２４における第１領域２８の裏面励振電極４０の第２領域３０側端部から引き出された引出し電極１１３は、第１柱状ビーム２４の裏面上で二股に分岐される。分岐された引出し電極１１３は、分岐路の一方が第１柱状ビーム２４における第２領域３０の外側面励振電極６０の第１領域２８側端部へ接続され、他方が同第２領域３０の内側面励振電極５８の第１領域２８側端部へ接続される。
【００５３】
図４に示す引出し電極１１４は、第１柱状ビーム２４における第２領域３０の外側面励振電極６０の第３領域３２側端部と内側面励振電極５８の第３領域３２側端部とからそれぞれ表面に引き出された引出し電極を表面内で１本の引出し電極の一端に接続し、１本の引出し電極の他端を第１柱状ビーム２４における第３領域３２の表面励振電極７０の第２領域３０側端部へ接続した構成を有する。
【００５４】
第１柱状ビーム２４における第３領域３２の表面励振電極７０の基部２２側端部から引き出された引出し電極１１５は、基部２２の表面側を引き回されて第２柱状ビーム２６における第３領域３２の内側面励振電極８２の基部２２側端部へ接続される。
【００５５】
第２柱状ビーム２６における第３領域３２の内側面励振電極８２の第２領域３０側端部から引き出された図５に示す引出し電極１１６は、第２柱状ビーム２６の裏面側へ引き回され、二股に分岐される。分岐された引出し電極１１６は、一方が第２柱状ビーム２６における第２領域３０の裏面励振電極６４の第３領域３２側端部へ接続され、他方が第２柱状ビーム２６における第３領域３２の外側面励振電極８４の第２領域３０側端部へ接続される。
【００５６】
第２柱状ビーム２６における第３領域３２の外側面励振電極８４の基部２２側端部から引き出された図５に示す引出し電極１１７は、基部２２の裏面側へ引き回され、その後に第１柱状ビーム２４における第３領域３２の裏面励振電極７２の基部２２側端部へ接続される。
【００５７】
上記のような構成とすることにより、第２領域３０における内側面励振電極５８、６６及び外側面励振電極６０、６８に対しては、第１領域２８における裏面励振電極４０、４８と、第３領域３２における表面励振電極７０、７８との双方に導通が図れるように引出し電極１１３、１０４、１１４、１０５が引き回されることとなる。
【００５８】
以上説明したように、感圧素子層１００の裏面の第１引出し電極１０９は、貫通孔１３４の導通手段１３５を介して、表面に設けた第１パッド電極３４と電気的に接続している。また、表面の第２引出し電極１１０は第２パッド電極３６と電気的に接続している。すなわち、感圧素子層１００の表面と裏面とに極性の異なる第１引出し電極１０９、第２引出し電極１１０が夫々分かれて延在されている。したがって、感圧素子層１００の表裏面の接合剤塗布領域１３２、１３６に接合剤を塗布して、感圧素子層１００をダイアフラム層２００及びベース層３００と接合し図２に示す圧力センサー１を形成する場合に、第２引出し電極１１０はダイアフラム層２００としか機械的・電気的に接触せず、一方、第１引出し電極１０９はベース層３００としか機械的・電気的に接触しない構造となるため、導電性のある接合剤を用いて接合しても、極性の異なる正負の電極同士がショートすることがない。このように、感圧素子層１００の各主面において導電性の接合剤が同一の極性の電極とのみ接触するように電極及び接合剤塗布領域１３２、１３６を配置することができるため、同一面に極性の異なるパッド電極３４、３６を配置した場合であっても、パッド電極３４、３６間の短絡を防止することができる。
【００５９】
なお、第１引出し電極１０９、第２引出し電極１１０の引き回し方は一例であり、第２引出し電極１１０は一方の極性の励振電極１３０から感圧素子層１００の表面を引き回されて第２パッド電極３６に導通し、第１引出し電極１０９は他方の極性の励振電極１３０から感圧素子層１００の裏面を引き回され、貫通孔１３４内の導通手段１３５を介して第１パッド電極３４に導通していれば、どのような引き回し方でもよい。
【００６０】
このような圧力センサー１は、図示せぬ発振回路と電気的に接続され、双音叉素子１２０は当該発振回路から供給される交流電圧により、固有の共振周波数で屈曲振動を行う。被検出圧力を受圧したダイアフラム層２００が撓み変位すると、その変位がダイアフラム層２００を介して力に変換されて、双音叉素子１２０に伝わる。双音叉素子１２０には、伝達された力によって内部応力（引張り応力又は圧縮応力）が生じ、これにより共振周波数が変化する。この共振周波数の変動を測定して被検出圧力を検出する。
【００６１】
双音叉素子１２０は加えられた力に対して共振周波数の変化が大きく、圧力を感度よく検出できる。即ち、双音叉型の圧電振動子は、厚みすべり振動をするＡＴカット水晶を用いた厚みすべり振動子などに比べて、振動部（柱状ビーム）に生じる伸長・圧縮応力に起因した共振周波数の変化が極めて大きく、共振周波数の可変幅が大きいので、わずかな物理量の差（圧力差）を検出するような分解能力に優れた力センサーにおいては、好適な感圧素子である。
【００６２】
次に、上記構成の圧力センサー１の製造方法について説明する。
まず、フォトリソグラフィー技術を用いたウエットエッチング又はサンドブラストにより、図６に示すように、ダイアフラム層２００に対応する複数の第１の個片が連結された状態の第１のマザーウェーハ４０ａを形成する（第１のマザーウェーハ形成工程）。また、感圧素子層１００に対応する複数の第２の個片が連結された状態の第２のマザーウェーハ４０ｂを形成する（第２のマザーウェーハ形成工程）。そして、ベース層３００に対応する複数の第３の個片が連結された状態の第３のマザーウェーハ４０ｃを形成する（第３のマザーウェーハ形成工程）。
【００６３】
次に、第２のマザーウェーハ４０ｂの第２の個片のスリット１２６により分離された一対の接続部のうちの一方の接続部に、例えばレーザ等を用いて貫通孔１３４を形成する（貫通孔形成工程）。
【００６４】
次に、マザーウェーハ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ夫々に形成した第１の個片、第２の個片、第３の個片に所定の電極を形成する。（電極形成工程）。感圧素子層１００に対応する第２の個片については、図４及び図５に示す電極を形成するとともに、貫通孔１３４の内壁面に導電膜を形成する。電極及び導電膜は、例えば、ニッケル又はクロムを下層として、その上に蒸着又はスパッタリングにより例えば金による電極層を成膜し、その後フォトリソグラフィーを用いてパターニングすることにより形成することができる。
【００６５】
次に、導電性接着剤を貫通孔１３４に充填する（貫通孔充填工程）。
次に、感圧素子層１００の図４及び図５に示す接合剤塗布領域１３２、１３６に導電性接着剤を塗布し、マザーウェーハ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの順に積層して、導電性接着剤で接合する（接合工程）。なお、接合方法としては、金（Ａｕ）を用いた陽極接合を行ってもよい。
【００６６】
次に、接合した３層のマザーウェーハ４０ａ、４０ｂ、４０ｃをダイシングにより個片に切り離す（分離工程）。これにより、図２に示す圧力センサー１が複数形成される。
このような製造方法では、電極や導電性接着剤は、ダイアフラム層２００、感圧素子層１００、ベース層３００の外形の主面及び貫通孔１３４の内部に設けられており、側面に設けていないため、ダイシングを行っても必要な電極配線が削れることがない。したがって、高い生産性と良品率を保持することができる。
【００６７】
なお、導通手段１３５を貫通孔１３４の内壁面の導電膜のみとする場合は、上記貫通孔充填工程を省略すればよい。また、導通手段１３５を貫通孔１３４内に充填する導電性接着剤のみとする場合は、上記電極形成工程において貫通孔１３４の内壁面に対する導電膜形成を省略すればよい。
【００６８】
また、上述した実施形態では、ベース層３００にスリット３０２を設け、感圧素子層１００とベース層３００との外縁形状を同一としたが、これに限らず、ダイアフラム層２００にスリットを設けて感圧素子層１００とダイアフラム層２００の外縁形状を同一とし、感圧素子層１００の張り出し部の裏面にパッド電極３４、３６を設けるようにしてもよい。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態では、第１実施形態と同等の部分には同一の番号を付し、重複した説明を省略する。
図７には、第２実施形態に係る圧力センサー１Ａの分解斜視図を示す。
【００７０】
同図に示すように、ダイアフラム層２００Ａの対向する２つの長辺の側面にはそれぞれ１つの凸部４００ａが設けられ、２つの短辺のうち一方の短辺の側面には２つの凸部４００ｂが設けられている。この凸部４００ａ、４００ｂは、マザーウェーハに形成された複数のダイアフラム層２００Ａ同士を連結する梁部を切断することにより形成される。
【００７１】
ベース層３００Ａの２つの長辺の側面にはそれぞれ１つの凸部４０２ａが設けられ、２つの短辺の側面にはそれぞれ２つの凸部４０２ｂ、４０２ｃが設けられている。スリット３０２が形成されている短辺側の側面については、当該スリット３０２で隔離される２つの側面にそれぞれ１つの凸部４０２ｃが設けられている。この凸部４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃは、後述するマザーウェーハに形成された複数のベース層３００Ａ同士を連結する梁部を切断することにより形成される。
【００７２】
感圧素子層１００Ａの２つの長辺の側面にはそれぞれ１つの凸部４０１ａが設けられ、２つの短辺の側面にはそれぞれ２つの凸部４０１ｂ、４０１ｃが設けられている。スリット１２６が形成されている短辺側の側面については、当該スリット１２６で隔離される２つの側面にそれぞれ１つずつ凸部４０１ｃが設けられている。この凸部４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃは、後述するマザーウェーハに形成された複数の感圧素子層１００Ａ同士を連結する梁部を切断することにより形成される。
【００７３】
図８に示すように、ダイアフラム層２００Ａと感圧素子層１００Ａとベース層３００Ａとを重ね合わせた場合に、ダイアフラム層２００Ａの凸部４００ａと感圧素子層１００Ａの凸部４０１ａとは互いに重なり合い、感圧素子層１００Ａの凸部４０１ａとベース層３００Ａの凸部４０２ａとは互いに重なり合い、ダイアフラム層２００Ａの凸部４００ｂと感圧素子層１００Ａの凸部４０１ｂとは互いに重なり合い、感圧素子層１００Ａの凸部４０１ｂとベース層３００Ａの凸部４０２ｂとは互いに重なり合い、感圧素子層１００Ａの凸部４０１ｃとベース層３００Ａの凸部４０２ｃとは互いに重なり合う。したがって、これらの凸部（第１の凸部）４００ａ、４００ｂ、４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃは、圧力センサー１Ａの製造時にダイアフラム層２００Ａと感圧素子層１００Ａとベース層３００Ａとを積層する際のアライメントマークとして用いることができる。これにより、正確に位置合わせを行って積層することができ、圧力センサー１の良品率を向上させることができる。
【００７４】
なお、各層１００Ａ、２００Ａ、３００Ａの各辺に設けられる上述した凸部の数は一例に過ぎず、例えば３つ以上であってもよい。また、各層１００Ａ、２００Ａ、３００Ａの平面形状が矩形以外の形状であっても、少なくとも２つ以上の何れかの層に少なくとも１つ以上の凸部を設けることで、当該凸部をアライメントマークとして用いることができる。
【００７５】
次に、第２実施形態に係る圧力センサー１Ａの製造方法について説明する。
まず、フォトリソグラフィー技術を用いたウエットエッチング又はサンドブラストにより、ダイアフラム層２００Ａに対応する複数の第１の個片が梁部（第１の梁部）４００により連結された状態の第１のマザーウェーハ４０ｄを形成する（第１のマザーウェーハ形成工程）。また、感圧素子層１００Ａに対応する複数の第２の個片が梁部（第２の梁部）４００により連結された状態の第２のマザーウェーハ４０ｅを形成する（第２のマザーウェーハ形成工程）。そして、ベース層３００Ａに対応する複数の第３の個片が梁部（第３の梁部）４００により連結された状態の第３のマザーウェーハ４０ｆを形成する（第３のマザーウェーハ形成工程）。図９には各マザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの斜視図を示す。図９に示すように、各マザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆにおいて、複数のダイアフラム層２００Ａ、感圧素子層１００Ａ、ベース層３００Ａに対応する個片同士が互いに梁部４００を介して保持し合っている。この場合、各個片の対向する一対の短辺の側面には夫々２本の梁部４００が設けられ、対向する一対の長辺の側面には夫々１本の梁部４００が設けられている。
【００７６】
次に、第２のマザーウェーハ４０ｅの第２の個片のスリット１２６により分離された一対の接続部のうちの一方の接続部に、例えばレーザ等を用いて貫通孔１３４を形成する（貫通孔形成工程）。
【００７７】
次に、マザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ夫々に形成したダイアフラム層２００Ａ、感圧素子層１００Ａ、ベース層３００Ａに対応する個片夫々に所定の電極を形成する。（電極形成工程）。感圧素子層１００Ａに対応する第２の個片については、図４及び図５に示す電極を形成するとともに、貫通孔１３４の内壁面に導電膜を形成する。
【００７８】
次に、感圧素子層１００Ａに対応する第２の個片の図４及び図５に示す接合剤塗布領域１３２、１３６に接合剤を塗布し、梁部４００をアライメントマークとして用いて、各マザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの梁部４００が積層方向に重なり合うように、第１のマザーウェーハ４０ｄ、第２のマザーウェーハ４０ｅ、第３のマザーウェーハ４０ｆの順に積層し、３枚のマザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを接合剤で接合する（接合工程）。なお、接合方法としては、金（Ａｕ）を用いた陽極接合を行ってもよい。
【００７９】
次に、導電性接着剤を貫通孔１３４に充填する（接着剤充填工程）。
次に、接合した３層のマザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの各梁部４００をダイシング又は折り取りにより切断することで、個片に切り離す（分離工程）。そして、ダイアフラム層２００Ａのスリットに近い短辺側の側面に残存した梁部４００を取り除くことで、図８に示す圧力センサー１Ａが複数形成される。
【００８０】
このような製造方法によれば、積層して接合した３層からなるマザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを個片状の圧力センサー１Ａとなるように分離する場合に、切り代付近の接合部の剥離、大きなチッピング、衝撃によるチップの破損等を抑制することができ、高い生産性と良品率を保持することができる。
【００８１】
また、梁部４００を、マザーウェーハ４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを積層の際のアライメントマークとして用いて、位置合わせを行うことができる。
また、チップの分離時に各チップに梁部４００の残渣（凸部４００ａ、４００ｂ、４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ）を残すように梁４００を切断することで、パッケージ等の実装基板への圧力センサー１Ａのマウント時に、梁部の残渣をアライメントマークとして用いることができる。具体的には、当該梁部の残渣と実装基板のマウント面に予め配置したアライメントマークとの位置合わせを行った上で、圧力センサー１Ａを実装基板へ搭載することができる。これにより、アライメントの精度を向上させることができる。
【００８２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１０は本実施形態に係る感圧素子層の斜視図であり、図１１は本実施形態に係る各マザーウェーハの斜視図である。図１０に示すように、第３実施形態に係る感圧素子層１００Ｂは、第２実施形態に係る感圧素子層１００Ａに対して凸部（第２の凸部）４０３を構成要素として追加したものである。当該凸部４０３は、感圧素子層１００Ｂとダイアフラム層２００Ａとの接合部と、第１のパッド電極３４及び第２のパッド電極３６と、の間に存在する感圧素子層１００Ｂの２つの側面夫々に設けられている。なお、接合部は、接合剤塗布領域１３２に接合剤が塗布されて感圧素子層１００Ｂとダイアフラム層２００Ａとが接合されることにより形成される。
【００８３】
この凸部４０３は、図１１に示す第２のマザーウェーハ４０ｇに形成された複数の感圧素子層１００Ｂ同士を連結する梁部４０４を切断することにより形成されたものである。
このような凸部４０３を設けることにより、接合部から溢れ出た導電性の接合剤が側面にまで至ってしまった場合や、電極形成工程で側面に不要な電極が残っている場合等に、当該導電性接合剤や側面に残った電極と第１パッド電極３４とを電気的に分離することができる。同様に、当該導電性接合剤や側面に残った電極と、第２パッド電極３６とを電気的に分離することができる。したがって、感圧素子層１００に設けられた互いに極性が異なる正・負の電極間でショートすることが確実に無くなり、生産歩留まりを更に向上させることが出来る。
【００８４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態では、第２実施形態に係る各マザーウェーハ４０ａ、４０ｂ、４０ｃに形成された複数の各チップを連結する梁部４００に溝４０２が設けられている。当該溝４０２は、図１２に示すように梁部４００の両主面（厚さ方向）に設けることができる。なお、梁部４００の一方の主面に設けることもできる。或いは、図１３に示すように梁部４００の両方の側面（幅方向）に溝４０２を設けてもよいし、図１４に示すように一方の側面に溝４０２を設けてもよい。さらに、側面と主面との両方に溝４０２を設けてもよい。
【００８５】
このように溝４０２を設けることにより、積層した３層からなるマザーウェーハ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを分離するときに、ダイシング等の切断手段を使用することなしに、個片状の圧力センサーとなるように容易に分離することができる。よって、分離工程を簡素化することができる。
また、ダイシングを行う必要がないため、ダイシング時の振動や衝撃によって各チップに与えるダメージを低減できる。
【００８６】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態では、第１〜第４実施形態において感圧素子層１００の振動部を２本の柱状ビーム（第１柱状ビーム２４と第２柱状ビーム２６）で構成していたのを、１本の柱状ビーム１０Ａで構成する。振動部を２本の柱状ビームで構成した場合は、柱状ビームの振動に対称性を持たせることにより振動漏れを抑制してＱ値を高めることができるが、振動部を１本の柱状ビームで構成した場合は、基部１２、２２から印加される力が大きくなることにより共振周波数の変化量が大きくなり、感度を向上させることができる。
【００８７】
図１５は、第５実施形態に係る圧力センサー１Ｃの分解斜視図であり、図１６は第５実施形態に係る感圧素子層１００Ｃを表面側から見た斜視図であり、図１７は感圧素子層１００Ｃの裏面に配置された電極の構成を透過させた状態を示す平面図である。
【００８８】
図１６及び図１７を参照して感圧素子層１００Ｃに形成される電極の配置の一例について説明する。柱状ビーム１０Ａは、第１実施形態と同様に、励振電極の配置により第１領域、第２領域、第３領域に分けられる。第１領域の柱状ビーム１０Ａの対向する表面及び裏面夫々の長手方向中央には、電位の同じ励振電極２５ａ及び励振電極２５ｂが平面視で重なる位置に設けられている。同様に、柱状ビーム１０Ａの第２領域の表面及び裏面夫々の長手方向中央には、励振電極２５ａ、２５ｂとは電位の異なる励振電極２６ａ及び励振電極２６ｂが平面視で重なる位置に設けられ、第３領域には励振電極２７ａ及び励振電極２７ｂが平面視で重なる位置に設けられている。
【００８９】
第１パッド電極３４は、貫通孔１３４の導通手段１３５を介して裏面の第１引出し電極１０９に引き出され、第１領域の両側面に設けられた励振電極２５ｃ、２５ｄに接続される。それらの励振電極２５ｃ、２５ｄが第２領域の裏面の励振電極２６ｂに接続されている。また、第１パッド電極３４と接続された励振電極２５ｃ、２５ｄのうち一方の励振電極２５ｃは、裏面に設けられた引出し電極２９ｄに引き出されている。柱状ビーム１０Ａの第２領域の表面に設けられた励振電極２６ａは、第３領域の両側面の励振電極２７ｃ、２７ｄに接続され、これらの励振電極２７ｃ、２７ｄのうち励振電極２７ｃは裏面の引出し電極２８ｄに引き出されている。図１７に示すように、引出し電極２８ｄと引出し電極２９ｄとは、枠部１２２に設けられた接続配線２８ｂにより接続されている。以上述べた電極の構成により、第１パッド電極３４と、柱状ビーム１０Ａの第２領域の表裏面に設けられた励振電極２６ａ、２６ｂとが電気的に接続される。
【００９０】
また、第２パッド電極３６と、その第２パッド電極３６と同一面にある第１領域の表面の励振電極２５ａとは接続されている。また、第２パッド電極３６と第１領域の裏面の励振電極２５ｂとは、引出し電極２９ｃを介して接続されている。
【００９１】
第１領域の表面の励振電極２５ａは、第２領域の両側面に設けられた励振電極２６ｃ，２６ｄに引き出され、それらの励振電極２６ｃ，２６ｄを介して領域Ｃの裏面の励振電極２７ｂに接続されている。図１７に示すように、励振電極２７ｂは、引出し電極２８ｃに引き出されている。引出し電極２８ｃは、上面側に引き出され、第３領域の表面の励振電極２７ａに接続されている。表面の第２パッド電極３６と、表面の引出し電極２８ｃとは、枠部１２２の表面に設けられた接続配線２８ａにより接続されている。
【００９２】
以上述べた電極の構成により、第２パッド電極３６と、柱状ビーム１０Ａの第１領域及び第３領域の表裏面に設けられた励振電極２５ａ、２５ｂ、２７ａ、２７ｂとが、電気的に接続される。
【００９３】
本実施形態においても、ダイアフラム層２００、感圧素子層１００Ｃ、ベース層３００の順に周縁を接合剤で接合する場合、接続配線２８ａはダイアフラム層２００としか機械的・電気的に接触せず、第１引出し電極１０９はベース層３００としか機械的・電気的に接触しない構造とすることができるため、導電性のある接合剤を用いて接合しても、電位の異なる電極同士がショートすることがない。したがって、同一面に極性の異なるパッド電極３４、３６を配置した場合であっても、パッド電極間の短絡を防止することができる。
【００９４】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態として、上述した圧力センサー１を実装基板に実装して形成した圧電モジュールについて説明する。図１８は圧電モジュール５００の斜視図であり、図１９は圧電モジュール５００の長手方向中央断面図である。
【００９５】
圧力センサー１の実装先となる実装基板５０２は、プラスチック、セラミック、ポリイミド等の絶縁体によって形成される。圧力センサー１のベース層３００の感圧素子層１００と積層される面とは反対側の主面の中央部（ベース層３００下面の長手方向の略中央かつ短手方向の略中央）、即ちベース層３００の下面中央部にはエポキシ樹脂等の接合部材５０４が塗布され、圧力センサー１はこの中央部において、１点支持状態で当該接合部材５０４を介して実装基板５０２に固定されている。このように１点支持とすることで、実装基板５０２と圧力センサー１との接合時に熱歪み等の応力が振動部に伝搬するのを緩和することができる。
【００９６】
実装基板５０２の上面には感圧素子を駆動する駆動回路（不図示）に接続された接続電極５０６が形成されている。また圧力センサー１の第１パッド電極３４、第２パッド電極３６と、接続電極５０６とは、Ａｕ等のワイヤー線５０８により接続されている。また、実装基板５０２と圧力センサー１との間には接合部材５０４の高さ分だけ隙間が生じるが、好ましくはこの隙間にシリコン系樹脂で形成された緩衝材５１０を設けることにより、圧電モジュール５００の耐衝撃性を高めることが期待できる。
【００９７】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態について説明する。図２０は第７実施形態に係る圧電モジュール５００ａの長手方向中央断面図であり、図２１は圧電モジュール５００ａ内の圧力センサー１をスリット１２６、３０２が設けられている側から見た図である。
【００９８】
第６実施形態と第７実施形態との異なる点は、第６実施形態に係る圧電モジュール５００では圧力センサー１と実装基板５０２とを１点で固定していたのに対して、第７実施形態に係る圧電モジュール５００ａでは２点で固定している点である。具体的には、第７実施形態では、ベース層３００の感圧素子層１００と積層される面とは反対側の一対の接続部の主面、即ち、圧力センサー１のベース層３００の下面であって第１パッド電極３４及び第２パッド電極３６と対向する位置夫々に、接合部材５０４を塗布して、圧力センサー１を２点支持状態で接合部材５０４を介して実装基板５０２に固定する。このようにスリット１２６、３０２で隔離された２点で支持することで、実装基板５０２と圧力センサー１との接合部材５０４による接合時にスリット１２６、３０２が熱歪み等の応力を緩和するため、振動部に熱歪み等の応力が伝搬するのを防ぐことができる。
【００９９】
なお、圧力センサー１のベース層３００の凹部３０６に、双音叉素子１２０を駆動するための発振回路を内蔵したＩＣ（Integrated Circuit）等の回路を搭載してもよい。
また、第１実施形態では、振動部として一対の柱状ビーム２４、２６を設けたが、図２２に示すように、一対の柱状ビーム２４、２６に替えてＡＴカット水晶を用いた厚みすべり振動子（以下「ＡＴカット振動子」という）６００を用いてもよい。ＡＴカット振動子６００の両主面には励振電極６０２が設けられており、第１実施形態と同様に、励振電極６０２には引出し電極１０９、１１０が接続されパッド電極３４、３６まで引き出されている。振動部としてＡＴカット振動子６００を用いることで、温度に対する周波数安定性が向上し、周波数温度特性を良好にすることができるとともに、衝撃に強く丈夫な圧力センサーとすることができる。
【０１００】
なお、上述した実施形態では、第１パッド電極３４及び第２パッド電極３６の正負の極性が互いに異なる場合について説明したが、これに限らず、本発明は、信号の極性が互いに異なる場合も含めて、何らかの電子デバイスにおいて、第１パッド電極３４及び第２パッド電極３６から出力される電気信号が互いに異なる場合にも適用することができる。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、圧電デバイスとして圧力センサーについて説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、その技術的範囲内で様々な変形又は変更を加えて実施することができる。例えば、本発明は、３層以上の構造を有し且つ中間層として圧電振動基板が含まれる温度センサー、圧電振動子等の圧電デバイスに適用することができる。圧電振動基板の振動部としては、音叉振動子（図２３参照）、ＡＴカット水晶振動子（図２４参照）、水晶のＸ軸（電気軸）を中心にして所定の角度だけ回転して得られる回転Ｙ板を用いた水晶振動子、その他のカットで切断された水晶振動子、水晶以外の圧電材料を用いた圧電振動子、等を広く適用できる。
【０１０２】
圧電デバイスが温度センサーの場合、圧電デバイス内にＩＣを搭載する場合には、ＩＣに温度センサーとしての音叉振動子を駆動するための発振回路、温度補償回路、検出値の補正回路等を内蔵すればよい。
【０１０３】
また、本発明の圧電デバイスは、上述した圧電モジュール以外に、例えば携帯電話、ハードディスク、パーソナルコンピューター、ＢＳ及びＣＳ放送用の受信チューナー、同軸ケーブルや光ケーブル中を伝搬する高周波信号や光信号用の各種処理装置、広い温度範囲で高周波・高精度クロック（低ジッタ、低位相雑音）を必要とするサーバー・ネットワーク機器、無線通信用機器等の様々な電子機器、加速度センサー、回転速度センサー等の各種センサー装置にも広く適用することができる。
【０１０４】
このような各種センサー装置及び電子機器としては、例えば一般工業用計測機器、電子血圧計、高度・気圧・水深計測機能付き電子機器、携帯機器、自動車などが挙げられる。
そして、上述のように外力によるダイアフラムの機械的な変形を電気的信号として計測するものとして、携帯電話機やパソコン等の小型の携帯機器での高度計測に前記圧力センサーを応用してマイクロホンとして利用可能である。
【０１０５】
更に、近年注目をされるようになった水素やメタノール等の燃料電池は、軽量化や利便性等に起因して、例えば、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピューター、携帯用電話機、携帯情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：ＰＤＡ）、オーディオプレーヤ、プロジェクタ載置台、カプセル型医療機器の通信機能を具備した電子機器といった各種情報処理装置の燃料費電池としての用途が考えられる。即ち、水素を燃料として電力を発生させる燃料電池セルと、該燃料電池セルに水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体と、該水素吸蔵合金容器筐体と上記燃料電池セルとの間に配設された検出用圧力センサーと、圧力調整弁と安全弁とを備えた燃料電池システムに於いて、本発明に係る圧電デバイスとしての圧力センサーを使用することができる。
【０１０６】
更に、事故等のイベント発生時前後の必要な時間のみについて、デジタルタコグラフとドライブレコーダの双方が生成するデータを関連付けて記録し、その後の解析等に有用なデータを提供することが可能な車両用情報記録装置において、前記デジタルタコグラフは、前記車両の走行状況を検出する走行状況検知手段と、前記ドライブレコーダとの間で情報を送受信するデジタルタコグラフ通信手段と、情報を記録するデジタルタコグラフ記録手段と、前記走行状況検知手段から入力した走行状況および前記デジタルタコグラフ通信手段から受信した情報を受けて、前記デジタルタコグラフ記録手段に情報を記録するデジタルタコグラフ制御部と、を有しているが、前記走行状況検知手段として、高精度な圧力検出が可能な本発明に係る圧力センサーを適用できる。
【０１０７】
更に、被測定者にかかる負荷を検出する活動量計側システムにおいて、前記負荷を圧力として検出する場合においては、検出器として、本発明に係る圧力センサーを適用できる。
また、外部からの侵入または異常を検知する異常検知センサーと、前記異常検知センサーが異常を検知したときに警報を発する警報手段と含むセキュリティシステムにおいて、警戒モード設定手段は、警戒モードに応じて、前記異常検知センサーと前記警報手段とによる警戒動作を作動させる場合に、前記異常検知センサーとして、本発明に係る圧力センサーを適用できる。
【０１０８】
更に、本発明の電子機器の一例として腕時計型電子機器の本体が存在し、当該本体には、本発明に係る圧力センサーが備えられており、当該圧力センサーはダイナミックレンジやリニアリティなどの特性に優れたものとすることができる。
更に、特に自動車においては、例えばインテークマニホールド圧若しくはチャージ圧、ブレーキ圧、エアサスペンション圧、タイヤ圧、ハイドロリック貯蔵圧、ショックアブソーバ圧、冷却媒体圧、自動変速機における変調圧、ブレーキ圧、タンク圧のような圧力検出に本発明に係る圧力センサーを適用できる。
【０１０９】
また、自動車のサイドドアの内部の圧力変化により側面衝突を検出する装置においては、衝突時に圧力センサーのダイアフラムが衝撃力を受けた場合に、これを圧力変化として検出する度合いを少なくして、圧力の変化をより高精度に検出するという要求がある。この場合、車両のサイドドアの内部に配設された圧力センサーにより、車両の側面に加わる衝撃を検出する側面衝突検出装置が利用されるが、前記側面衝突検出装置の前記圧力センサーが、圧力を検出するダイアフラムを持ち、そのダイアフラムの受圧面が前記サイドドアの内部の圧力変動により歪むことを検出することによって車両の側面に加わる衝撃を検出する構成を有する場合に、前記圧力センサーに本発明に係る圧力センサーを適用できる。
【符号の説明】
【０１１０】
１、１Ａ、１Ｃ………圧力センサー、１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ………感圧素子層、１２、２２………基部、２４………第１柱状ビーム、２６………第２柱状ビーム、３４………第１パッド電極、３６………第２パッド電極、１０９………第１引出し電極、１１０………第２引出し電極、１３０………励振電極、１３４……貫通孔、１３５……導通手段、１２０………双音叉素子、１２２………枠部、１２４………腕部、１２６………スリット、２００、２００Ａ………ダイアフラム層、２０２………可撓部、２０４………枠部、２０６………支持部、３００、３００Ａ………ベース層、３０２………スリット、３０４………枠部、３０６………凹部、４００ａ、４００ｂ、４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ、４０３………凸部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片と、前記圧電振動片の外周を囲むように設けられた枠部と、を有する圧電振動基板と、
前記圧電振動片と前記枠部とを挟み、前記枠部の主面に接合された第１基板及び第２基板と、
を備えた圧電デバイスであって、
前記圧電振動基板と前記第２基板には、
一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられ、
前記スリットにより一対の接続部が分離して配置され、
前記一対の接続部は、少なくとも一部が前記第１基板よりも外側へ露出しており、
前記圧電振動基板は、
前記一対の接続部の一方の主面側に夫々設けられた互いに信号の異なる電極パッドと、
前記一対の接続部の一方に設けられ、厚さ方向に貫通する貫通孔と、
当該貫通孔の内部に設けられた導通手段と、
を有し、
前記一対の接続部の他方の主面に設けられた引出し電極は、
前記導通手段により前記引出し電極と信号が同じ前記電極パッドに電気的に接続されている、
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記導通手段は、前記貫通孔を充填する導電性接着剤であ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】
前記導通手段は、前記貫通孔の内壁面に設けられた導電膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記第１基板は、可撓性を有する可撓部を備えたダイアフラムであり、
前記圧電振動基板の振動部は、少なくとも一以上の柱状ビームからなる振動素子であり、
前記ダイアフラムの可撓部には、前記振動素子の両端に位置する一対の基部を夫々支持する支持部が設けられている
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記第１基板と前記圧電振動基板と前記第２基板のうち少なくとも２つ以上の基板の周縁部夫々には、互いに重なり合う少なくとも１つ以上の第１の凸部が設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
励振電極を有する圧電振動基板と、
前記圧電振動基板の一方の主面と接するように積層された第１基板と、
前記圧電振動基板の他方の主面と接するように積層された第２基板と、
を備え、
前記圧電振動基板と前記第２基板には、一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられた圧電デバイスの製造方法であって、
複数の前記第１基板が連結された状態の第１のマザーウェーハを形成する第１のマザーウェーハ形成工程と、
複数の前記圧電振動基板が連結された状態の第２のマザーウェーハを形成する第２のマザーウェーハ形成工程と、
複数の前記第２基板が連結された状態の第３のマザーウェーハを形成する第３のマザーウェーハ形成工程と、
前記第２のマザーウェーハの前記第１基板の前記スリットにより分離された一対の接続部のうちの一方の接続部に、厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記第２のマザーウェーハの一方の主面側の前記第２基板の前記一対の接続部に、互いに信号の異なるパッド電極を形成し、前記第２基板の両主面夫々に、前記励振電極から引き出された互いに信号の異なる引出し電極を形成する電極形成工程と、
他方の主面に形成された前記引出し電極と該引出し電極と信号が同じ前記パッド電極とを電気的に接続する導電性接着剤を前記貫通孔に充填する貫通孔充填工程と、
前記第１、第２、第３のマザーウェーハを積層して接合する接合工程と、
前記接合工程により積層された積層マザーウェーハをダイシングにより個片に分離する分離工程と
を備えたことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
複数の前記第１基板夫々は第１の梁部により連結されており、
複数の前記圧電振動基板夫々は第２の梁部により連結されており、
複数の前記第２基板夫々は第３の梁部により連結されており、
前記接合工程で、前記第１の梁部と前記第２の梁部と前記第３の梁部とが重なり合うように、前記第１、第２、第３のマザーウェーハを積層して接合し、
前記分離工程で、前記第１の梁部と前記第２の梁部と前記第３の梁部とを切断することにより、個片に分離することを特徴とする請求項６に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記接着剤充填工程で前記貫通孔に導電性接着剤を充填することに替えて、又は、該導電性接着剤を充填することに加えて、
前記電極形成工程で、他方の主面に形成された引出し電極と該引出し電極と信号が同じ前記電極パッドとを電気的に接続する導電膜を前記貫通孔の内壁面に形成することを特徴とする請求項６又は７に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１】
圧電振動片と、前記圧電振動片の外周を囲むように設けられた枠部と、を有する圧電振動基板と、
前記圧電振動片と前記枠部とを挟み、前記枠部の主面に接合された第１基板及び第２基板と、
を備えた圧電デバイスであって、
前記圧電振動基板と前記第２基板には、
一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられ、
前記スリットにより一対の接続部が分離して配置され、
前記一対の接続部は、少なくとも一部が前記第１基板よりも外側へ露出しており、
前記圧電振動基板は、
前記一対の接続部の一方の主面側に夫々設けられた互いに信号の異なる電極パッドと、
前記一対の接続部の一方に設けられ、厚さ方向に貫通する貫通孔と、
当該貫通孔の内部に設けられた導通手段と、
を有し、
前記一対の接続部の他方の主面に設けられた引出し電極は、
前記導通手段により前記引出し電極と信号が同じ前記電極パッドに電気的に接続されている、
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記導通手段は、前記貫通孔を充填する導電性接着剤であ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】
前記導通手段は、前記貫通孔の内壁面に設けられた導電膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記第１基板は、可撓性を有する可撓部を備えたダイアフラムであり、
前記圧電振動基板の振動部は、少なくとも一以上の柱状ビームからなる振動素子であり、
前記ダイアフラムの可撓部には、前記振動素子の両端に位置する一対の基部を夫々支持する支持部が設けられている
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記第１基板と前記圧電振動基板と前記第２基板のうち少なくとも２つ以上の基板の周縁部夫々には、互いに重なり合う少なくとも１つ以上の第１の凸部が設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
励振電極を有する圧電振動基板と、
前記圧電振動基板の一方の主面と接するように積層された第１基板と、
前記圧電振動基板の他方の主面と接するように積層された第２基板と、
を備え、
前記圧電振動基板と前記第２基板には、一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられた圧電デバイスの製造方法であって、
複数の前記第１基板が連結された状態の第１のマザーウェーハを形成する第１のマザーウェーハ形成工程と、
複数の前記圧電振動基板が連結された状態の第２のマザーウェーハを形成する第２のマザーウェーハ形成工程と、
複数の前記第２基板が連結された状態の第３のマザーウェーハを形成する第３のマザーウェーハ形成工程と、
前記第２のマザーウェーハの前記第１基板の前記スリットにより分離された一対の接続部のうちの一方の接続部に、厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記第２のマザーウェーハの一方の主面側の前記第２基板の前記一対の接続部に、互いに信号の異なるパッド電極を形成し、前記第２基板の両主面夫々に、前記励振電極から引き出された互いに信号の異なる引出し電極を形成する電極形成工程と、
他方の主面に形成された前記引出し電極と該引出し電極と信号が同じ前記パッド電極とを電気的に接続する導電性接着剤を前記貫通孔に充填する貫通孔充填工程と、
前記第１、第２、第３のマザーウェーハを積層して接合する接合工程と、
前記接合工程により積層された積層マザーウェーハをダイシングにより個片に分離する分離工程と
を備えたことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
複数の前記第１基板夫々は第１の梁部により連結されており、
複数の前記圧電振動基板夫々は第２の梁部により連結されており、
複数の前記第２基板夫々は第３の梁部により連結されており、
前記接合工程で、前記第１の梁部と前記第２の梁部と前記第３の梁部とが重なり合うように、前記第１、第２、第３のマザーウェーハを積層して接合し、
前記分離工程で、前記第１の梁部と前記第２の梁部と前記第３の梁部とを切断することにより、個片に分離することを特徴とする請求項６に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記接着剤充填工程で前記貫通孔に導電性接着剤を充填することに替えて、又は、該導電性接着剤を充填することに加えて、
前記電極形成工程で、他方の主面に形成された引出し電極と該引出し電極と信号が同じ前記電極パッドとを電気的に接続する導電膜を前記貫通孔の内壁面に形成することを特徴とする請求項６又は７に記載の圧電デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２２】
【図４】
【図５】
【図１０】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２２】
【図４】
【図５】
【図１０】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１２−２４７３６７（Ｐ２０１２−２４７３６７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２０９１２（Ｐ２０１１−１２０９１２）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【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２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【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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