圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法
【課題】 圧電デバイスが十分に封止されているかを確認することが容易な圧電デバイスを提供する。
【解決手段】 圧電デバイス（１００）は、電圧の印加により振動する圧電振動片（１３０）と、透明な板材からなり圧電振動片を収納する第１板（１１０）及び第２板（１２０）と、第１板と第２板との間に配置され第１板又は第２板の周囲に所定幅の枠形状に配置されて第１板と第２板とを接合する封止材（１５０ａ）とを備え、封止材の所定幅内（ＷＸ，ＷＺ）に所定幅を貫通しない空隙（１５１ｂ）を有する。
【解決手段】 圧電デバイス（１００）は、電圧の印加により振動する圧電振動片（１３０）と、透明な板材からなり圧電振動片を収納する第１板（１１０）及び第２板（１２０）と、第１板と第２板との間に配置され第１板又は第２板の周囲に所定幅の枠形状に配置されて第１板と第２板とを接合する封止材（１５０ａ）とを備え、封止材の所定幅内（ＷＸ，ＷＺ）に所定幅を貫通しない空隙（１５１ｂ）を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関する。特に封止材で十分に封止できているか否かがわかる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】
近年、圧電デバイスは小型化・薄型化した表面実装型が多く製造されている。表面実装型の圧電デバイスは電圧の印加により振動する圧電振動片を基台（ベース）に載置し、そのベースの上に蓋（リッド）を被せて気密に封止した表面実装型パッケージとして構成される。圧電デバイスはベースとリッドとを気密封止する際に接合材としてガラス材などが用いられている。特許文献１によれば、ガラス材などの封止材を用いてセラミックで形成されたベースとセラミックで形成されたリッドとを強固に気密封止する方法が開示されている。また、特許文献１で開示される圧電デバイスは１つ１つ製造され、圧電デバイスの接合状態は実際に破壊試験などを行って検査を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０４７６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧電デバイスの接合状態が良好か否かの程度は容易に判断できる方が好ましい。また、圧電デバイスの量産性を高めるため、圧電デバイスは１つ１つの単位ではなくウエハ単位で一度に数百から数千の圧電デバイスが製造される方が好ましい。このような場合に、このようにウエハ単位で製造される場合でも全ての圧電デバイスの接合状態を確認することが好ましい。すなわち圧電デバイスの封止状態を容易に把握することが難しいといった課題がある。
【０００５】
本発明は、１個単位で製造される圧電デバイス、又はウエハ単位で製造される圧電デバイスにおいて、封止材の溶融状態を把握することで、圧電デバイスが十分に封止されているかを確認することが容易な圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１観点の圧電デバイスは、電圧の印加により振動する圧電振動片と、透明な板材からなり圧電振動片を収納する第１板及び第２板と、第１板と第２板との間に配置され第１板又は第２板の周囲に所定幅の枠形状に配置されて第１板と第２板とを接合する封止材とを備え、封止材の所定幅内に所定幅を貫通しない空隙を有する。
【０００７】
第２観点の圧電デバイスは、電圧の印加により振動する圧電振動部と圧電振動部の周囲を囲む枠体とを有する圧電振動片と、透明な板材からなり圧電振動片の枠体の一方の主面に接合される第１板と、第１板と枠体との間に配置され圧電振動片の周囲に所定幅の枠形状に塗布されて、第１板と枠体とを接合する封止材と、を備え、第１板と枠体とを接合する封止材の所定幅内に所定幅を貫通しない空隙を有する。
【０００８】
第３観点の圧電デバイスは、第２の観点に記載の圧電デバイスにおいて、透明な板材からなり圧電振動片の枠体の他方の主面に接合される第２板と、第２板と枠体との間に配置され圧電振動片の周囲に所定幅の枠形状に塗布されて、第２板と枠体とを接合する封止材と、を備え、第２板と枠体とを接合する封止材の所定幅内に所定幅を貫通しない空隙を有する。
【０００９】
第４観点の圧電デバイスは、第１の観点から第３の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスにおいて、封止材が、３５０℃〜４１０℃で溶融する低融点ガラス又はポリイミド系の樹脂からなる。
【００１０】
第５観点の圧電デバイスの製造方法は、電圧の印加により振動する圧電振動片を用意する工程と、透明な第１板と第２板とを用意する板用意工程と、第１板又は第２板の周囲に、所定幅の枠形状で且つ所定幅を貫通しない空隙を有する封止材を塗布する塗布工程と、塗布工程後、第１板と第２板とを封止材で接合する接合工程と、接合工程後に空隙の状態を第１板又は第２板を介して検査する検査工程と、を備える。
【００１１】
第６観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点に記載の圧電デバイスの製造方法において、板用意工程で、第１板を複数有する第１ウエハと第２板を複数有する第２ウエハとを用意し、接合工程で、第１ウエハと第２ウエハとを接合する。
【００１２】
第７観点の圧電デバイスの製造方法は、電圧の印加により振動する圧電振動部と圧電振動部の周囲を囲む枠体とを有する圧電振動片を用意する工程と、透明な第１板を用意する板用意工程と、第１板の周囲又は枠体に、所定幅の枠形状で且つ所定幅を貫通しない空隙を有する封止材を塗布する塗布工程と、塗布工程後枠体の一方の主面と第１板とを封止材で接合する接合工程と、接合工程後に空隙の状態を第１板又は枠体を介して検査する検査工程と、を備える。
【００１３】
第８観点の圧電デバイスの製造方法は、第７の観点に記載の圧電デバイスの製造方法において、圧電振動片を用意する工程で圧電振動片を複数有する圧電ウエハを用意し、板用意工程で第１板を複数有する第１ウエハを用意し、接合工程で圧電ウエハと第１ウエハとを接合する。
【００１４】
第９観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点から第８の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法において、塗布工程で、大きさの異なる複数の空隙を有する封止材を塗布し、検査工程で、複数の空隙が接合工程によって押し潰された状態を検査する。
【００１５】
第１０観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点から第８の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法において、塗布工程で、大きさの同じ複数の空隙を有する封止材を塗布し、検査工程で、複数の空隙が接合工程によって押し潰された状態を検査する。
【００１６】
第１１観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点から第８の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法において、塗布工程で、圧電デバイスに対して少なくとも１つの空隙を有する封止材を塗布し、検査工程で、空隙が接合工程によって押し潰された状態を検査する。
【００１７】
第１２観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点から第１１の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法において、検査工程で、複数の空隙が接合工程によって押し潰されて消失した状態と空隙が残っている状態とを画像処理によって検査する。
【００１８】
第１３観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点から第１２の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法において、塗布工程で形成される所定幅の枠形状は四辺からなる枠形状であり、枠形状の一部に空隙が形成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法によれば、封止材に空隙を形成することにより、容易に圧電デバイスの接合状態を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。 （ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】（ａ）は、不良な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。 （ｂ）は、適切な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。 （ｃ）は、過圧着な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。
【図３】圧電デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。
【図４】第１ウエハＷ１１０の平面図である。
【図５】第２ウエハＷ１２０の平面図である。
【図６】第２ウエハＷ１２０に封止材１５０ａがスクリーン印刷された平面図である。
【図７】第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが接合された接合ウエハＷ１００の断面図である。
【図８】個片化された圧電デバイス１００の側面図である。
【図９】判定部１５１が封止材１５０ｂの四辺に形成された図である。
【図１０】封止材１５０ｂの平面図である。
【図１１】封止材１５０ｃの平面図の拡大図である。
【図１２】スクリーン印刷された封止材１５０ｄの平面図である。
【図１３】圧電デバイス２００の分解斜視図である。
【図１４】圧電デバイス２００の側面図である
【図１５】圧電デバイス２００の製造方法が示されたフローチャートである。
【図１６】圧電ウエハＷ２３０の平面図である。
【図１７】第２ウエハＷ２２０の平面図である。
【図１８】第１ウエハＷ２１０の平面図である。
【図１９】スクリーン印刷された封止材１５０ｅの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２２】
（第１実施形態）
＜圧電デバイス１００の構成＞
図１（ａ）は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。圧電デバイス１００は主に、圧電振動片１３０と、第１板（リッド）１１０と、第２板（ベース）１２０とにより構成されている。圧電デバイス１００において、第１板１１０及び第２板１２０は透明な素材である水晶及びガラス等の絶縁材が用いられている。また、圧電振動片１３０には例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられている。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。以下の説明では、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、圧電デバイス１００において圧電デバイス１００の長手方向をＸ軸方向、圧電デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ軸方向及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。
【００２３】
圧電デバイス１００は、第２板１２０の＋Ｙ’軸側の面上に圧電振動片１３０が載置される。さらに圧電振動片１３０を封止するように第１板１１０が第２板１２０の＋Ｙ’軸側に接合されて圧電デバイス１００が形成されている。
【００２４】
圧電振動片１３０は、＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の主面に励振電極１３１が形成されている。また、各励振電極１３１からは−Ｘ軸方向に引出電極１３２が引き出されて形成されている。−Ｙ’軸側に形成されている励振電極１３１に接続されている引出電極１３２は、−Ｙ’軸側の面の−Ｘ軸側及び−Ｚ’軸側の端まで引き出されている。また、＋Ｙ’軸側に形成されている励振電極１３１に接続されている引出電極１３２は、−Ｙ’軸側の面の−Ｘ軸側及び＋Ｚ’軸側の端まで引き出されている。圧電振動片１３０に形成される励振電極１３１及び引出電極１３２等の電極は、例えば圧電振動片１３０にクロム（Ｃｒ）層が形成され、クロム層の上に金（Ａｕ）層が形成されることにより形成されている。
【００２５】
第１板１１０は、−Ｙ’軸側の面に凹部１１１が形成されている。また、凹部１１１の周囲には枠形状の接合面１１２が形成されている。第１板１１０は、接合面１１２において第２板１２０と接合される。
【００２６】
第２板１２０は、＋Ｙ’軸側の面に凹部１２１が形成されている。また、凹部１２１の周囲には枠形状の接合面１２２が形成されている。接合面１２２はＸ軸方向に幅ＷＸ、Ｚ’軸方向に幅ＷＺで形成されている（図２を参照）。凹部１２１には、圧電振動片１３０の引出電極１３２と電気的に接続される一対の接続電極１２５が形成されている。また、一対の実装端子１２４が第２板１２０の−Ｙ’軸側の面に形成されている。一対の接続電極１２５と一対の実装端子１２４とは第２板１２０を貫通する貫通電極１２５ａ（図１（ｂ）参照）を介して互いに電気的に接続されている。
【００２７】
枠形状の接合面１２２には枠形状に封止材１５０ａがスクリーン印刷法等によって所定の厚さ及び幅（幅ＷＸ，ＷＺ）で塗布されている。封止材１５０ａの外縁の一部には、封止材が形成されていない所定幅のスリットの判定部１５１が形成されている。第１実施形態の判定部１５１は、枠形状の封止材１５０ａの四辺のうち一辺に形成される。判定部１５１は、３つの異なる幅のスリットが形成されている。判定部１５１の３つのスリットはＹ’軸方向に接合面１２２が現れるように貫通して形成され、Ｘ軸方向に幅がそれぞれ異なる。また、判定部１５１は封止材１５０ａのＺ’軸方向の幅ＷＺ（図２を参照）より狭く形成される。封止材１５０ａのＺ’軸方向と同じ長さであると気密できないからである。なお、図１（ａ）に示される封止材１５０ａは接合前の形状が図示されている。また、封止材１５０ａは封止材１５０ａの下側を透過させて図示されている。封止材１５０ａ及び判定部１５１の詳細は後述する。
【００２８】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。第１板１１０の接合面１１２と第２板１２０の接合面１２２とが封止材１５０ａを介して互いに接合されている。また、第１板１１０と第２板１２０とが接合されることにより圧電デバイス１００の内部には気密されるキャビティ１４１が形成される。キャビティ１４１には圧電振動片１３０が載置される。圧電振動片１３０の引出電極１３２は導電性接着剤１６０を介して接続電極１２５と電気的に接続される。また、接続電極１２５は第２板１２０を貫通する貫通電極１２５ａを通り、実装端子１２４と電気的に接続されている。つまり、圧電振動片１３０の励振電極１３１と実装端子１２４とは電気的に接続されており、２つの実装端子１２４の間に電圧が印加されることにより圧電振動片１３０が振動する。
【００２９】
第１板１１０及び第２板１２０はガラス又は水晶材などの透明な材料で形成されている。圧電デバイス１００は着色した封止材１５０ａを塗布することにより接合された圧電デバイス１００の判定部１５１の形状を外部から確認することができる。封止材１５０ａの着色は透明な封止材１５０ａを半透明又は不透明な状態に着色させることが可能であるが、本実施形態では半透明に着色した場合について説明する。
【００３０】
封止材１５０ａには、例えば低融点ガラスを用いることができる。低融点ガラスは、例えば３５０℃〜４１０℃と通常のガラスよりも低い温度で溶融するガラスである。低融点ガラスは、着色することにより判定部１５１の形状を外部から簡易に認識することが可能となる。また、封止材１５０ａは、低融点ガラスの代わりにポリイミド等の樹脂系接着剤に着色剤等を混入させて着色したもの又は不透明なものを用いても良い。なお、本実施形態では封止材１５０ａが第２板１２０の接合面１２２に塗布されているが、第１板１１０の接合面１１２に塗布してもよい。また、低融点ガラス又は樹脂系接着剤は透明でもよいが、判定部１５１を目視又は撮像する際に、明瞭に良否を区別できない場合がある。
【００３１】
図２は圧電デバイス１００の接合状態を示した上面図である。なお、図２は接合された圧電デバイス１００を第１板１１０側から見た上面図である。図２で示されるように、透明な第１板１１０及び第２板１２０で接合された圧電デバイス１００は、封止材１５０ａ、判定部１５１、圧電振動片１３０、励振電極１３１及び引出電極１３２などの部材が第１板１１０側から確認することができる。また、半透明な封止材１５０ａを介して実装端子１２４も第１板１１０側から観察可能である。判定部１５１はＸ軸方向にスリットの幅が異なる第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃで構成されている。第１判定部１５１ａは所定の幅のスリットで形成され、第２判定部１５１ｂは第１判定部１５１ａより幅の広いスリットで形成され、さらに第３判定部１５１ｃは第２判定部１５１ｂより幅の広いスリットで形成されている。これら第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃは、接合面１２２の幅ＷＺ（接合材の幅ＷＺ）よりも狭い。
【００３２】
第１判定部１５１ａは主に気密が十分であるかを判定するために用いられ、第２判定部１５１ｂは主に封止後のその幅を見ることで、気密性の確保についてどの程度の余裕があるかを判定するために用いられる。そして第３判定部１５１ｃは主に加熱が高すぎる又は加圧が強すぎるかを判定するために用いられる。第１判定部１５１ａの所定幅は例えば２０μｍの幅であり、第２判定部１５１ｂの幅は例えば４０μｍの幅であり第３判定部１５１ｃの幅は例えば６０μｍの幅である。これらの幅は事前に実験などを繰り返し、第１判定部１５１ａから第３判定部１５１ｃまでのそれぞれの適切な幅を予め求めておき、スクリーン印刷のスクリーン版に形成することが望ましい。
【００３３】
第１板１１０と第２板１２０とが封止材１５０ａで接合される際、封止材１５０ａが３５０℃〜４１０℃に加熱され且つ第１板１１０と第２板１２０とが加圧された後、封止材１５０ａが冷却され硬化することにより接合される。圧電デバイス１００は接合工程において、熱むら、加圧むら及び加熱加圧処理の時間などの諸条件により接合不良が発生するおそれがある。
【００３４】
図２（ａ）は、不良な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。図２（ａ）に示された接合状態は、封止材１５０ａの加熱が足りず十分に封止材１５０ａが溶融しない状態で加圧された場合、もしくは封止材１５０ａの加熱は良いが加圧が足りない場合である。このように第１板１１０と第２板１２０とが接合不良の場合には、第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが外部から観察可能な状態となっている。つまり、第１判定部１５１ａが外部から観察可能な圧電デバイス１００は、第１板１１０と第２板１２０とが十分に封止されておらず、キャビティ１４１の気密性に問題がある可能性がある。このため、図２（ａ）に示された圧電デバイス１００不良品として検出される。
【００３５】
図２（ｂ）は、適切な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。適切な接合状態の圧電デバイス１００は、封止材１５０ａが適切な温度まで加熱されて溶融し、適切な圧力で第１板１１０と第２板１２０とが加圧されている。このため、溶けた封止材１５０ａが第１判定部１５１ａのスリットを埋め、第１判定部１５１ａが押し潰されてなくなった状態となり、外部から第１判定部１５１ａを識別できない状態になる。第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃにも溶けた封止材１５０が流れ込むが、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃのＸ軸方向のスリットの幅が第１判定部１５１ａのスリット幅よりも広いため、未だ外部から識別できる空隙、すなわち幅が狭くなったスリットが残った状態となっている。なお、溶けた封止材１５０が流れ込むため、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃのＺ’軸方向の幅も狭くなる。
【００３６】
図２（ｃ）は、圧着が過剰な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。図２（ｃ）に示された接合状態は、封止材１５０ａの加熱しすぎた状態で加圧された場合、もしくは封止材１５０ａの加熱は良いが加圧が大き過ぎた場合である。圧着が過剰な接合状態の圧電デバイス１００は、溶けた封止材１５０ａが第１判定部１５１ａ及び第２判定部１５１ｂのスリットを埋め、外部から第１判定部１５１ａ及び第２判定部１５１ｂが識別できない状態になる。そして圧電デバイス１００は、Ｘ軸方向に狭い幅となった第３判定部１５１ｃのみが外部から識別可能な状態となっている。図示しないが、溶けた封止材１５０ａが第３判定部１５１ｃも埋めてしまいスリットが完全になくなる状態もある。第３判定部１５１ｃのみが観察可能な圧電デバイス１００又は第３判定部１５１ｃも外部から観察不可能な状態の圧電デバイス１００は、キャビティ１４１の内部まで封止材１５０ａが流れ込んでいる可能性がある。このような圧電デバイスは不良品となる。
【００３７】
＜圧電デバイス１００の製造方法＞
図３から図８を参照して、第１板１１０と第２板１２０とが封止材１５０ａを介して接合された圧電デバイス１００の製造方法について説明する。１つ１つの圧電デバイスを製造することも可能であるが、量産性の観点から、圧電デバイス１００は数百から数千個を単位としてウエハ単位で形成される。以下はウエハ単位で形成される複数の圧電デバイス１００の製造方法について説明する。
【００３８】
図３は、圧電デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１では、複数の圧電振動片１３０が用意される。各圧電振動片１３０には、図１に示されるように励振電極１３１及び引出電極１３２が形成されている。複数の圧電振動片１３０はウエハ単位で製造し、１つ１つの圧電振動片１３０がウエハから切り取られる。
【００３９】
ステップＳ１０２では、第１ウエハＷ１１０が用意される。第１ウエハＷ１１０には、複数の第１板１１０が形成されている。第１ウエハＷ１１０は、透明な材料、例えば水晶又はガラス等により形成される。図４を参照して第１ウエハＷ１１０について説明する。
【００４０】
図４は、第１ウエハＷ１１０の平面図である。第１ウエハＷ１１０には複数の第１板１１０が形成されている。図４では、隣接する第１板１１０の境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は、後述される図３のステップＳ１０７でウエハが切断されるスクライブライン１１５である。各第１板１１０の−Ｙ’軸側の面には凹部１１１が形成されており、凹部１１１の周囲には第２ウエハＷ１２０（図５参照）と接合される枠形状の接合面１１２が形成されている。
【００４１】
ステップＳ１０３では、第２ウエハＷ１２０が用意される。第２ウエハＷ１２０には、複数の第２板１２０が形成されている。第２ウエハＷ１２０は、透明な材料、例えば水晶又はガラス等により形成される。図５を参照して第２ウエハＷ１２０について説明する。
【００４２】
図５は、第２ウエハＷ１２０の平面図である。第２ウエハＷ１２０には複数の第２板１２０が形成されている。各第２板１２０の＋Ｙ’軸側の面には凹部１２１が形成されており、凹部１２１には接続電極１２５及び貫通電極１２５ａが形成されている。凹部１２１の周囲には枠形状の接合面１２２が形成されている。また、第２ウエハＷ１２０の−Ｙ’軸側の面には実装端子１２４（図１及び図２参照）が形成される。図５では、隣接する第２板１２０の境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は、後述される図３のステップＳ１０７でウエハが切断されるスクライブライン１１５である。
以上のステップＳ１０１からステップＳ１０３は、順番に関係なく行うことができる。
【００４３】
ステップＳ１０４では、第１ウエハＷ１１０又は第２ウエハＷ１２０に封止材１５０ａがスクリーン印刷される。図６では、第２ウエハＷ１２０に印刷する封止材１５０ａについて説明する。
【００４４】
図６は、第２ウエハＷ１２０にスクリーン印刷された封止材１５０ａの平面図である。封止材１５０ａは第２ウエハＷ１２０の接合面１２２に塗布される。封止材１５０ａは各第２板１２０の四辺の内の一辺に、３つの異なる幅のスリットの判定部１５１が形成されている。図６では、印刷される封止材１５０ａの形状の一例が示されている。封止材１５０ａの判定部１５１は、隣り合う第２板１２０の判定部１５１と同時に形成することで第２板１２０の四辺の内の一辺に判定部１５１を形成している。スクリーン印刷された封止材１５０ａが例えば低融点ガラスの場合、低融点ガラスはガラス成分、バインダー及び溶剤を含む。そして低融点ガラスはバインダー及び溶剤が蒸散する蒸散温度まで加熱され仮焼成される。
【００４５】
また、図６では、隣接する封止材１５０ａの境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は後述される図３のステップＳ１０７でウエハが切断されるスクライブライン１１５である。また、判定部１５１は後述される図３のステップＳ１０８において、判定部１５１の側面方向からの観察が可能となっている。
【００４６】
ステップＳ１０５では、圧電振動片１３０は第２ウエハＷ１２０に形成される複数の凹部１２１にそれぞれ載置される。そして、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが第１ウエハＷ１１０の接合面１１２と第２ウエハＷ１２０の接合面１２２とで互いに封止材１５０ａを介して接合される。接合される際には封止材１５０ａは例えば３５０℃〜４１０℃に加熱され所定の圧力で加圧され、その後冷却される。以下、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが接合されたウエハを接合ウエハＷ１００として説明する。
【００４７】
ステップＳ１０６では、観察工程において接合ウエハＷ１００の封止材１５０ａの接合状態が検査される。封止材１５０ａの接合状態は、図７を参照して説明する。
【００４８】
図７は、接合工程を終えた接合ウエハＷ１００の断面図である。図７は接合ウエハＷ１００の図４、図５及び図６のスクライブライン１１５における断面図である。観察工程において封止材１５０ａの接合状態は、接合ウエハＷ１００の＋Ｙ’軸側から目視又は撮像装置１７０を用いて封止材１５０ａを観察して検査される。検査は、＋Ｙ’軸側より照明を当てて行うことが望ましい。また、撮像装置１７０を用いて観察する場合は接合面に焦点を合わせることにより行われる。図７では、撮像装置１７０用いて封止材１５０ａの第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃを観察される状態が示されている。
【００４９】
目視又は撮像装置１７０で観察される判定部１５１は接合状態により、その形状が異なる。判定部１５１の形状は図２（ａ）に示されたように、不良な接合状態では第１判定部１５１ａを観察することができる。図７の左側の圧電デバイス１００ではスリットの幅Ｌ１で第１判定部１５１ａが観察される。同様に、第２判定部１５１ｂはスリットの幅Ｌ２で第３判定部１５１ｃはスリットの幅Ｌ３で観察される。適切な接合状態の図７の右側の圧電デバイス１００では、第１判定部１５１ａが観察不可能であり、第２判定部１５１ｂのスリットの幅Ｌ４で第３判定部１５１ｃのスリットの幅Ｌ５が観察される。また、目視又は撮像装置１７０による接合ウエハＷ１００の観察は、判定部１５１の形状だけでなく第１ウエハＷ１１０の接合面１１２と第２ウエハＷ１２０の接合面１２２とが良好に接合されているかを判定することができる。接合ウエハＷ１００は、接合面１１２と接合面１２２との間に異物の混入又は接合不良があると傾いて接合され、図７に示されるように左側の圧電デバイス１００では接合不良であるにもかかわらず右側の圧電デバイス１００では接合が良好であることがある。
【００５０】
図３に戻って、ステップＳ１０７では、接合ウエハＷ１００がダイシングにより切断される。切断は、スクライブライン１１５に沿って行われる。接合ウエハＷ１００が切断されることにより、個々に分割された圧電デバイス１００が形成される。
【００５１】
ステップＳ１０８では、個片化した圧電デバイス１００の接合状態が検査される。接合状態の検査はステップＳ１０７のダイシングによる第１板１１０及び第２板１２０の欠け、又は歪みによる接合不良を検出する。圧電デバイス１００は図７で説明した接合ウエハＷ１００の観察のように、個片化した圧電デバイス１００を＋Ｙ’軸側から目視又は撮像装置１７０を用いた観察、又はダイシングによる圧電デバイス１００の断面（Ｚ’軸側）の観察が行われる。なお、ダイシングなどで接合不良が生じる可能性がないならば、必ずしもステップＳ１０８の接合状態の検査を行わなくてもよい。またはステップＳ１０６の接合状態の検査を行わず、ステップＳ１０８の接合状態の検査を行ってもよい。
【００５２】
圧電デバイス１００は、封止材１５０ａが着色されることにより、目視又は撮像装置１７０の観察で判定部１５１の形状だけでなく圧電デバイス１００の接合面１１２と接合面１２２とが良好に接合されているかを観察しやすくなる。＋Ｙ’軸側から観察された圧電デバイス１００は図２で示されているため、以下は圧電デバイス１００の側面図（Ｚ’軸方向）を用いて説明する。
【００５３】
図８は個片化された１個の圧電デバイス１００の側面図である。なお図８はスクライブライン１１５で個片化された圧電デバイス１００の判定部１５１の側面図である。圧電デバイス１００は＋Ｙ’軸側から目視又は撮像装置１７０を用いての観察、又は圧電デバイス１００の側面方向（Ｚ’軸方向）から目視又は撮像装置１７０（不図示）を用いて側面が観察される。なお、＋Ｙ’軸側からの観察は図２又は図７に示されているので、側面方向（Ｚ’軸方向）からの観察について説明する。
【００５４】
図８（ａ）は、不良な接合状態の圧電デバイス１００の側面図である。第１板１１０と第２板１２０との接合不良の場合は、封止材１５０ａの溶融が足りず第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが圧電デバイス１００の側面から観察される。つまり、第１判定部１５１ａが側面から観察可能な圧電デバイス１００は、キャビティ１４１の気密性に問題がある可能性があるため、不良品として検出できる。
【００５５】
図８（ｂ）は、適切な接合状態の圧電デバイス１００の断面図である。適切な接合状態の圧電デバイス１００は、封止材１５０ａが溶融し第１判定部１５１ａのスリットを埋め、その側面から第１判定部１５１ａが観察不可能である。適切な接合状態の圧電デバイス１００は空隙である第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが側面から観察可能な状態となっている。
【００５６】
図８（ｃ）は、過圧着な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。過圧着な接合状態の圧電デバイス１００は、封止材１５０ａが溶融し第１判定部１５１ａ及び第２判定部１５１ｂのスリットを埋め、その側面から第１判定部１５１ａ及び第２判定部１５１ｂが観察不可能である。過圧着な接合状態の圧電デバイス１００は、第３判定部１５１ｃのみが側面から観察可能な状態、又は第３判定部１５１ｃも側面から観察不可能な状態となっている。第３判定部１５１ｃのみが観察可能な圧電デバイス１００、又は第３判定部１５１ｃも側面から観察不可能な状態の圧電デバイス１００は、キャビティ１４１の内部まで封止材１５０ａが流れ込んでいる可能性があるため、不良品として検出できる。なお、図８においては判定部１５１の形状について説明したが、圧電デバイス１００の欠損、歪み又はその他の原因による接合不良についても観察可能である。
【００５７】
以上に示された圧電デバイス１００は異なる形状の封止材１５０を使用することが可能である。以下は異なる形状の封止材１５０を変形例として説明する。その他の構成は第１実施形態と同様であるため同じ符号を用い、説明を省く。
【００５８】
＜変形例１＞
本変形例の封止材１５０ｂは判定部１５１が圧電デバイス１００の四辺に形成されている。図９は判定部１５１が封止材１５０ｂの四辺に形成された図である。図示されるように封止材１５０ｂの外縁の四辺に判定部１５１が形成され、四か所の判定部１５１にはそれぞれ第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが形成されている。Ｘ軸方向に並んで配置された判定部１５１のスリット長さは、封止材１５０ｂのＺ’軸方向の幅ＷＺよりも狭い。またＺ’軸方向に並んで配置された判定部１５１のスリット長さは、封止材１５０ｂのＸ軸方向の幅ＷＸよりも狭い。
【００５９】
また、図１０は第２ウエハＷ１２０にスクリーン印刷される封止材１５０ｂの形状が図示されている。封止材１５０ｂは第２ウエハＷ１２０の接合面１２２に塗布される。封止材１５０は各第２板１２０の四辺に３つの異なる幅のスリットからなる判定部１５１が形成されている。図１０では、塗布する封止材１５０ｂの形状の一例が示されている。封止材１５０ｂの判定部１５１は、隣り合う第２板１２０の判定部１５１と同時に形成することで第２板１２０の四辺に判定部１５１を形成している。また、図１０では、隣接する封止材１５０ｂの境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は前述されたスクライブライン１１５である。また、前述されたように判定部１５１は接合工程において判定部１５１の上面方向（第１ウエハＷ１１０側）からの観察、又はダイシング後において判定部１５１の側面方向からの観察が可能となっている。なお、封止材１５０ｂは第１ウエハＷ１１０の接合面１１２にスクリーン印刷してもよい。また、本変形例の判定部１５１は封止材１５０ｂの外縁の四辺に判定部１５１が形成されているが、必要に応じて第２板１２０の二辺又は三辺に形成されていてもよい。
【００６０】
＜変形例２＞
変形例２の封止材１５０ｃは円形状の判定部１５２が形成されている場合について説明する。図１１は第２ウエハＷ１２０の接合面１２２に塗布される封止材１５０ｃの拡大図である。図示されるように封止材１５０ｃの外縁の四辺に円形状の判定部１５２がそれぞれ形成されている。四か所の判定部１５２は直径の異なる円形状の第１判定部１５２ａ、第２判定部１５２ｂ及び第３判定部１５２ｃが封止材１５０ｃを貫通するように形成されている。つまり判定部１５２は接合面１２２が直接現れるように形成されている。第１判定部１５２ａは所定の直径で形成され、第２判定部１５２ｂは第１判定部１５２ａより大きな直径で形成され、さらに第３判定部１５２ｃは第２判定部１５２ｂより大きな直径で形成されている。気密のため大きな第３判定部１５２ｃでも凹部１２１まで達することはない。すなわち判定部１５２の半径は封止材１５０ｃのＸ軸方向の幅ＷＸ又はＺ’軸方向の幅ＷＺよりも狭い。
【００６１】
図１１は、塗布する封止材１５０ｃの形状の一例であり、封止材１５０ｃの判定部１５２が隣り合う第２板１２０の判定部１５２と同時に形成することで第２板１２０の四辺に判定部１５２を形成している。また、図１１では、隣接する封止材１５０ｃの境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は前述されたスクライブライン１１５である。また、前述したように判定部１５２は接合工程において判定部１５２の上面方向（第１ウエハＷ１１０側）からの観察、又はダイシング後において判定部１５２の側面方向からの観察が可能となっている。なお、封止材１５０ｃは第２ウエハＷ１２０の代わりに第１ウエハＷ１１０の接合面１１２に塗布してもよい。また、本変形例の判定部１５２は封止材１５０ｃの外縁の四辺に判定部１５２が形成されているが、第２板１２０の外縁の一辺、二辺又は三辺に形成されていてもよい。
【００６２】
＜変形例３＞
変形例３の封止材１５０ｄは判定部１５１、１５２がウエハの主要な場所に形成される場合について説明する。図１２は第２ウエハＷ１２０の接合面１２２にスクリーン印刷される封止材１５０ｄを示した図である。図１２では代表して円形状の判定部１５２を図示しているがスリット状の判定部１５１であってもよい。図示されるように判定部１５２は第２ウエハＷ１２０の外縁の四か所に及び中心部の１か所に形成されている。外縁の四か所の判定部１５２は第２板１２０を形成する領域の外である。中心部の１か所の判定部１５２は前述されたスクライブライン１１５上に形成されている。封止材１５０ｄが印刷された場合、図３のステップＳ１０８で説明したようにダイシングした後に個々の圧電デバイス１００の接合状態は確認することはできない。しかし、ステップＳ１０６で説明したように、判定部１５２を上面方向（第１ウエハＷ１１０側）から観察することにより、ウエハ単位で接合処理が適切に行われたかを判断できる。なお、変形例３の例では、少なくとも第２ウエハＷ１２０の中心部の１か所に判定部１５２が形成されていることが好ましい。
【００６３】
以上に示された判定部１５２を形成する場所はこの限りでなく、スクライブライン１１５に重なる場所以外に形成してもよい。また第１実施形態及びその変形例では、スリット状の判定部１５１、円形状の判定部１５２を示したが、三角形等の多角形の判定部などであってもよい。
【００６４】
また、第１実施形態及びその変形例では接合状態を判断するために第１判定部１５２ａ、第２判定部１５２ｂ及び第３判定部１５２ｃの３つの判定部１５２が形成された。しかし、第１判定部１５２ａ及び第３判定部１５２ｃの２つの判定部１５２を形成してもよい。つまり、第１判定部１５２ａがなくなり第３判定部１５２ｃが残っていれば接合処理が適切であると判定することができ、また判定箇所が減り判定部１５２の検査が簡略化される。さらに、第２判定部１５２ｂ及び第３判定部１５２ｃがなく１つの第１判定部１５１ａを封止材１５０に形成することで、接合不良の圧電デバイス１００を選別することもできる。つまり第１判定部１５２ａが埋まって観察できなくなることで接合処理が適切と判断してもよい。さらには、また、大きさの異なる４つ以上の判定部を形成することも可能である。より細かな接合ウエハＷ１００の接合状態を観察することが可能となる。
【００６５】
以上に示された判定部１５１、１５２は接合処理中にも観察可能であるため、接合結果を示すだけでなく、接合処理におけるセンサーの役目も果たすことが可能である。
【００６６】
（第２実施形態）
第２実施形態の圧電デバイスは、圧電振動片が圧電振動部と枠体とを有し、第１板及び第２板がそれぞれ枠体を挟んで重ね合わされることにより形成される３枚重ねの圧電デバイスである。以下に３枚重ねの圧電デバイスである圧電デバイス２００について説明する。
【００６７】
＜圧電デバイス２００の構成＞
図１３は、圧電デバイス２００の分解斜視図である。圧電デバイス２００は主に、圧電振動片２３０と、第１板（リッド）２１０と、第２板（ベース）２２０とにより構成されており、圧電振動片２３０が第１板２１０と第２板２２０とに挟まれて形成されている。第1板２１０及び第２板２２０には第1実施形態と同様に水晶及びガラス等の電気を通さない絶縁材が用いられている。また、圧電振動片２３０には例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。なお、第１実施形態と同様な構成については同じ符号を用いて説明を省く。
【００６８】
圧電振動片２３０は、電圧の印加により振動する圧電振動部２３３と、圧電振動部２３３を囲むように形成される枠部２３４と、圧電振動部２３３及び枠部２３４を連結する連結部２３６とにより形成されている。また、圧電振動部２３３と枠部２３４との間には圧電振動片２３０をＹ’軸方向に貫通する貫通孔２３７が形成されている。圧電振動部２３３の＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とには一対の励振電極２３１が形成されている。また、−Ｙ’軸側の励振電極２３１に接続され連結部２３６を通り枠部２３４の＋Ｚ’軸側の＋Ｘ軸側の角まで、及び＋Ｙ’軸側の励振電極２３１に接続され連結部２３６を通り枠部２３４の−Ｚ’軸側の−Ｘ軸側の角までには引出電極２３２が形成されている。枠部２３４の＋Ｙ’軸側の面には封止材１５０ａが塗布されている。封止材１５０ａは所定の厚さで形成され、封止材１５０ａの外縁の一部に判定部１５１が形成されている。なお、図１３に示される封止材１５０ａは接合前の形状が図示されている。また、封止材１５０ａは封止材１５０ａの下部を透過させて図示されている。
【００６９】
第1板２１０は、−Ｙ’軸側の面に凹部２１１が形成されている。また、凹部２１１の周囲には接合面２１２が形成されている。第1板２１０は、接合面２１２において圧電振動片２３０の枠部２３４の＋Ｙ’軸側の面に塗布された封止材１５０ａを介して接合される。
【００７０】
第２板２２０は、＋Ｙ’軸側の面に凹部２２１が形成されている。また、凹部２２１の周囲には接合面２２２が形成されている。第２板２２０の−Ｙ’軸側の面には一対の実装端子２２４が形成されており、＋Ｙ’軸側の面の四隅には電極パッド２２５が形成されている。また、第２板２２０の側面の四隅にはキャスタレーション２２６が形成されており、各キャスタレーション２２６には側面電極２２３が形成されている。実装端子２２４と電極パッド２２５とはキャスタレーション２２６に形成されている側面電極２２３を介して互いに電気的に接続されている。接合面２２２の＋Ｙ’軸側の面には封止材１５０ｅがスクリーン印刷されている。封止材１５０ｅは所定の厚さで形成され、封止材１５０ｅの外縁の一部に判定部１５１が形成され、電極パッド２２５及びキャスタレーション２２６の場所には封止材１５０ｅが形成されていない。また封止材１５０ｅは接合前の形状であり、封止材１５０ｅの下部を透過させて図示されている。第２板２２０は、接合面２２２に塗布された封止材１５０ｅを介して圧電振動片２３０の枠部２３４の−Ｙ’軸側の面と接合される。なお、本実施形態の封止材１５０ｅの判定部１５１は封止材１５０ａと同様にスリットの異なる第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが形成されている。
【００７１】
図１４は圧電デバイス２００を＋Ｚ’から見た側面図である。圧電デバイス２００は、第1板２１０と圧電振動片２３０とが封止材１５０ａを介して接合され、第２板２２０と圧電振動片２３０とが封止材１５０ｅを介して接合されている。なお、図１４は説明し易いように溶融していない判定部１５１を図示しているため、それぞれの第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが図示されている。なお、封止材１５０ａの判定部１５１と封止材１５０ｅの判定部１５１とは、図示されるように互いに重ならない位置に形成するのが望ましい。また、本実施形態では封止材１５０ａの判定部１５１と封止材１５０ｅの判定部１５１が同じ辺に形成されているが、異なる辺に形成してもよい。
【００７２】
上述した枠部２３４に塗布された封止材１５０ａと接合面２２２に塗布された封止材１５０ｅは、四辺の内の一辺に判定部１５１が形成され、判定部１５１はＸ軸方向でスリットの異なる第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが形成されている。判定部１５１は第１実施形態で示されたように接合状態を示している。判定部１５１の接合状態は第1板２１０と圧電振動片２３０とを接合する際、及び第２板２２０と圧電振動片２３０とを接合する際に観察される。判定部１５１の形状は第１実施形態の変形例で示された場合と同様に様々な形状をとることができ、円形状の判定部１５２でもよい。
【００７３】
＜圧電デバイス２００製造方法＞
圧電デバイス２００に関しても圧電デバイス１００と同様に圧電デバイス２００の製造過程の途中で封止材１５０ａの接合状態が検査されながら製造されることが望ましい。以下、図１５から図１９を参照して圧電デバイス２００の製造方法について説明する。
【００７４】
図１５は、圧電デバイス２００の製造方法が示されたフローチャートである。
【００７５】
ステップＳ２０１では、圧電ウエハＷ２３０が用意される。圧電ウエハＷ２３０には、複数の圧電振動片２３０が形成されており、圧電ウエハＷ２３０は例えば水晶等の圧電材料を基材として形成されている。図１６を用いて圧電ウエハＷ２３０について説明する。
【００７６】
図１６は、圧電ウエハＷ２３０の平面図である。圧電ウエハＷ２３０には複数の圧電振動片２３０が形成されている。図１６では、後述される図１５のステップＳ２１０でウエハが切断されるスクライブライン１１５が二点鎖線で示されており、スクライブライン１１５で囲まれた領域には１つの圧電振動片２３０が形成される。圧電ウエハＷ２３０の各圧電振動片２３０には貫通孔２３７が形成されることにより圧電振動部２３３、枠部２３４及び連結部２３６が形成される。また、圧電振動部２３３に励振電極２３１が形成されており、枠部２３４には励振電極２３１から連結部２３６を通って引き出されている引出電極２３２が形成されている。
【００７７】
ステップＳ２０２では、第２ウエハＷ２２０が用意される。第２ウエハＷ２２０には複数の第２板２２０が形成されている。第２ウエハＷ２２０は、例えば水晶又はガラス等により形成される。図１７を参照して第２ウエハＷ２２０について説明する。
【００７８】
図１７は、第２ウエハＷ２２０の平面図である。第２ウエハＷ２２０には複数の第２板２２０が形成されている。図１７では、スクライブライン１１５が二点鎖線で示されており、スクライブライン１１５で囲まれた領域には１つの第２板２２０が形成されている。各第２板２２０の＋Ｙ’軸側の面には凹部２２１が形成されており、凹部２２１の周りには接合面２２２が形成されている。またＺ’軸方向のスクライブライン１１５とＸ軸方向のスクライブライン１１５との交点には、第２板２２０においてキャスタレーション２２６となる貫通孔２２６ａが形成されており、キャスタレーション２２６には側面電極２２３（図１３及び図１４参照）が形成されている。また、貫通孔２２６ａの周囲には電極パッド２２５が形成されており、第２ウエハＷ２２０の−Ｙ’軸側の面には実装端子２２４（図１３及び図１４参照）が形成されている。
【００７９】
ステップＳ２０３では、第１ウエハＷ２１０が用意される。第１ウエハＷ２１０には、複数の第1板２１０が形成されている。第１ウエハＷ２１０は、例えば水晶又はガラス等により形成される。図１８を参照して第１ウエハＷ２１０について説明する。
【００８０】
図１８は、第１ウエハＷ２１０の平面図である。第１ウエハＷ２１０には複数の第1板２１０が形成されている。図１８では、スクライブライン１１５が二点鎖線で示されており、スクライブライン１１５で囲まれた領域には１つの第1板２１０が形成されている。各第1板２１０の−Ｙ’軸側の面には凹部２１１が形成されており、凹部２１１の周りには接合面２１２が形成されている。
以上のステップＳ２０１からステップＳ２０３は、順番に関係なく行うことができる。
【００８１】
ステップＳ２０４では、第２ウエハＷ２２０に封止材１５０ｅがスクリーン印刷される。図１９はスクリーン印刷された封止材１５０ｅの平面図である。封止材１５０ｅは第２ウエハＷ２２０の接合面２２２に塗布される。封止材１５０ｅは各第２板２２０の四辺の内の一辺に、３つの異なる幅のスリットの判定部１５１が形成されている。また、封止材１５０ｅは第２ウエハＷ２２０に形成されたキャスタレーション２２６となる貫通孔２２６ａ及びその周囲の電極パッド２２５の一部に封止材１５０ｅが形成されない非塗布領域１５３が形成されている。なお、封止材１５０ｅは圧電振動片２３０の−Ｙ’軸側の枠部２３４に塗布してもよい。また圧電振動片２３０に封止材１５０ａがスクリーン印刷される。封止材１５０ａは例えば図６に示された形状で印刷される。封止材１５０ａは圧電振動片２３０の＋Ｙ’軸側の枠部２３４に塗布される。封止材１５０ａは枠部２３４の四辺の内の一辺に、３つの異なる幅のスリットの判定部１５１が形成されている。なお、封止材１５０ａは第１ウエハＷ２１０の−Ｙ’軸側の接合面２１２に塗布してもよい。また、判定部１５１を形成する位置はステップＳ２０４で形成された位置と異なる位置に配置するのが望ましい。スクリーン印刷された封止材１５０ｅが例えば低融点ガラスの場合、低融点ガラスはガラス成分、バインダー及び溶剤を含む。そして低融点ガラスはバインダー及び溶剤が蒸散する蒸散温度まで加熱され仮焼成される。
【００８２】
ステップＳ２０５では、圧電ウエハＷ２３０と第２ウエハＷ２２０とが封止材１５０ｅを介して互いに接合される。圧電ウエハＷ２３０と第２ウエハＷ２２０とは接合面２２２に形成した封止材１５０ｅを介して加圧及び加熱処理により接合される。
【００８３】
ステップＳ２０６では、観察工程において封止材１５０ｅの判定部１５１の形状が検査される。圧電ウエハＷ２３０及び第２ウエハＷ２２０は水晶等の透明な材料を基材としているため、圧電ウエハＷ２３０及び第２ウエハＷ２２０が接合されたウエハを＋Ｙ’軸側から見たとき、封止材１５０ｅの接合状態を観察することができる。接合状態の観察は、目視又は撮像装置１７０により行うことができる。特に撮像装置１７０による観察は焦点をステップＳ２０４で形成した判定部１５１の位置に合致させることで接合状態を観察することができる。また、目視又は撮像装置１７０による観察は、判定部１５１の形状だけでなく圧電ウエハＷ２３０の枠部２３４と第２ウエハＷ２２０の接合面２２２との間に異物の混入又は接合不良なども観察される。
【００８４】
ステップＳ２０７では、圧電ウエハＷ２３０及び第１ウエハＷ２１０が封止材１５０ａを介して互いに接合される。ステップＳ２０７で塗布された圧電振動片２３０の枠部２３４に第１ウエハＷ２１０を載置して加圧加熱処理により接合される。第１ウエハＷ２１０、第２ウエハＷ２２０及び圧電ウエハＷ２３０の３枚のウエハが重ね合わされて接合ウエハが形成される。
【００８５】
ステップＳ２０８では、観察工程において封止材１５０ａの判定部１５１の形状が検査される。第１ウエハＷ２１０、第２ウエハＷ２２０及び圧電ウエハＷ２３０は水晶等の透明な材料を基材としているため接合ウエハを＋Ｙ’軸側から見たとき、封止材１５０ａの判定部１５１の接合状態を観察することができる。接合状態の観察は、目視又は撮像装置１７０により行うことができる。特に撮像装置１７０による観察は焦点をステップＳ２０８で形成した封止材１５０ａの判定部１５１の位置に合致させることで接合状態を観察することができる。
【００８６】
ステップＳ２０９では、第１ウエハＷ２１０、第２ウエハＷ２２０及び圧電ウエハＷ２３０が接合された接合ウエハが切断される。切断はスクライブライン１１５に沿ってダイシングすることにより行われ、個々の圧電デバイス２００が形成される。
【００８７】
ステップＳ２１０では、必要に応じて、観察工程において個片化された圧電デバイス２００の接合状態が検査される。接合状態の検査はステップＳ２１０のダイシングによる圧電デバイス２００の接合面の欠け、又は歪みによる接合不良を検出する。なお、封止材１５０ａは半透明で形成されているため、＋Ｙ’軸側から撮像装置１７０を用いた観察でおいては焦点を１段目の封止材１５０ａ又は２段目の封止材１５０ｅに合わせることで、それぞれ観察が可能となる。
【００８８】
上記フローチャートでは、ステップＳ２０５で圧電ウエハＷ２３０と第２ウエハＷ２２０とが接合され、ステップＳ２０７で圧電ウエハＷ２３０及び第１ウエハＷ２１０が接合された。しかし、先に圧電ウエハＷ２３０と第１ウエハＷ２１０とが接合されるようにしてもよいし、第１ウエハＷ２１０、圧電ウエハＷ２３０及び第２ウエハＷ２２０が一度に接合されてもよい。
【００８９】
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。
【００９０】
例えば、圧電振動片はＡＴカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカットなどであっても同様に適用できる。また、音叉型水晶振動片についても適用できる。さらに圧電振動片は水晶材料のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材料に基本的に適用できる。
【符号の説明】
【００９１】
１００ … 圧電デバイス
１１０ … 第１板
１１１、１２１ … 凹部
１１２、１２２ … 接合面
１１５ … スクライブライン
１２０ … 第２板
１２４ … 実装端子
１２５ … 接続電極
１２５ａ … 貫通電極
１３０ … 圧電振動片
１３１ … 励振電極
１３２ … 引出電極
１４１ … キャビティ
１５０ … 封止材
１５１、１５２ … 判定部
１５３ … 非塗布領域
１６０ … 導電性接着剤
１７０ … 撮像装置
２００ … 圧電デバイス
２１０ … 第１板
２１１、２２１ … 凹部
２１２、２２２ … 接合面
２２０ … 第２板
２２３ … 側面電極
２２４ … 実装端子
２２５ … 電極パッド
２２６ … キャスタレーション
２２６ａ … 貫通孔
２３０ … 圧電振動片
２３１ … 励振電極
２３２ … 引出電極
２３３ … 圧電振動部
２３４ … 枠部
２３６ … 連結部
２３７ … 貫通孔
Ｗ１００ … 接合ウエハ
Ｗ１１０、Ｗ２１０ … 第１ウエハ
Ｗ１２０、Ｗ２２０ … 第２ウエハ
Ｗ２３０ … 圧電ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関する。特に封止材で十分に封止できているか否かがわかる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】
近年、圧電デバイスは小型化・薄型化した表面実装型が多く製造されている。表面実装型の圧電デバイスは電圧の印加により振動する圧電振動片を基台（ベース）に載置し、そのベースの上に蓋（リッド）を被せて気密に封止した表面実装型パッケージとして構成される。圧電デバイスはベースとリッドとを気密封止する際に接合材としてガラス材などが用いられている。特許文献１によれば、ガラス材などの封止材を用いてセラミックで形成されたベースとセラミックで形成されたリッドとを強固に気密封止する方法が開示されている。また、特許文献１で開示される圧電デバイスは１つ１つ製造され、圧電デバイスの接合状態は実際に破壊試験などを行って検査を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０４７６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧電デバイスの接合状態が良好か否かの程度は容易に判断できる方が好ましい。また、圧電デバイスの量産性を高めるため、圧電デバイスは１つ１つの単位ではなくウエハ単位で一度に数百から数千の圧電デバイスが製造される方が好ましい。このような場合に、このようにウエハ単位で製造される場合でも全ての圧電デバイスの接合状態を確認することが好ましい。すなわち圧電デバイスの封止状態を容易に把握することが難しいといった課題がある。
【０００５】
本発明は、１個単位で製造される圧電デバイス、又はウエハ単位で製造される圧電デバイスにおいて、封止材の溶融状態を把握することで、圧電デバイスが十分に封止されているかを確認することが容易な圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１観点の圧電デバイスは、電圧の印加により振動する圧電振動片と、透明な板材からなり圧電振動片を収納する第１板及び第２板と、第１板と第２板との間に配置され第１板又は第２板の周囲に所定幅の枠形状に配置されて第１板と第２板とを接合する封止材とを備え、封止材の所定幅内に所定幅を貫通しない空隙を有する。
【０００７】
第２観点の圧電デバイスは、電圧の印加により振動する圧電振動部と圧電振動部の周囲を囲む枠体とを有する圧電振動片と、透明な板材からなり圧電振動片の枠体の一方の主面に接合される第１板と、第１板と枠体との間に配置され圧電振動片の周囲に所定幅の枠形状に塗布されて、第１板と枠体とを接合する封止材と、を備え、第１板と枠体とを接合する封止材の所定幅内に所定幅を貫通しない空隙を有する。
【０００８】
第３観点の圧電デバイスは、第２の観点に記載の圧電デバイスにおいて、透明な板材からなり圧電振動片の枠体の他方の主面に接合される第２板と、第２板と枠体との間に配置され圧電振動片の周囲に所定幅の枠形状に塗布されて、第２板と枠体とを接合する封止材と、を備え、第２板と枠体とを接合する封止材の所定幅内に所定幅を貫通しない空隙を有する。
【０００９】
第４観点の圧電デバイスは、第１の観点から第３の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスにおいて、封止材が、３５０℃〜４１０℃で溶融する低融点ガラス又はポリイミド系の樹脂からなる。
【００１０】
第５観点の圧電デバイスの製造方法は、電圧の印加により振動する圧電振動片を用意する工程と、透明な第１板と第２板とを用意する板用意工程と、第１板又は第２板の周囲に、所定幅の枠形状で且つ所定幅を貫通しない空隙を有する封止材を塗布する塗布工程と、塗布工程後、第１板と第２板とを封止材で接合する接合工程と、接合工程後に空隙の状態を第１板又は第２板を介して検査する検査工程と、を備える。
【００１１】
第６観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点に記載の圧電デバイスの製造方法において、板用意工程で、第１板を複数有する第１ウエハと第２板を複数有する第２ウエハとを用意し、接合工程で、第１ウエハと第２ウエハとを接合する。
【００１２】
第７観点の圧電デバイスの製造方法は、電圧の印加により振動する圧電振動部と圧電振動部の周囲を囲む枠体とを有する圧電振動片を用意する工程と、透明な第１板を用意する板用意工程と、第１板の周囲又は枠体に、所定幅の枠形状で且つ所定幅を貫通しない空隙を有する封止材を塗布する塗布工程と、塗布工程後枠体の一方の主面と第１板とを封止材で接合する接合工程と、接合工程後に空隙の状態を第１板又は枠体を介して検査する検査工程と、を備える。
【００１３】
第８観点の圧電デバイスの製造方法は、第７の観点に記載の圧電デバイスの製造方法において、圧電振動片を用意する工程で圧電振動片を複数有する圧電ウエハを用意し、板用意工程で第１板を複数有する第１ウエハを用意し、接合工程で圧電ウエハと第１ウエハとを接合する。
【００１４】
第９観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点から第８の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法において、塗布工程で、大きさの異なる複数の空隙を有する封止材を塗布し、検査工程で、複数の空隙が接合工程によって押し潰された状態を検査する。
【００１５】
第１０観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点から第８の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法において、塗布工程で、大きさの同じ複数の空隙を有する封止材を塗布し、検査工程で、複数の空隙が接合工程によって押し潰された状態を検査する。
【００１６】
第１１観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点から第８の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法において、塗布工程で、圧電デバイスに対して少なくとも１つの空隙を有する封止材を塗布し、検査工程で、空隙が接合工程によって押し潰された状態を検査する。
【００１７】
第１２観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点から第１１の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法において、検査工程で、複数の空隙が接合工程によって押し潰されて消失した状態と空隙が残っている状態とを画像処理によって検査する。
【００１８】
第１３観点の圧電デバイスの製造方法は、第５の観点から第１２の観点のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法において、塗布工程で形成される所定幅の枠形状は四辺からなる枠形状であり、枠形状の一部に空隙が形成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法によれば、封止材に空隙を形成することにより、容易に圧電デバイスの接合状態を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。 （ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】（ａ）は、不良な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。 （ｂ）は、適切な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。 （ｃ）は、過圧着な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。
【図３】圧電デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。
【図４】第１ウエハＷ１１０の平面図である。
【図５】第２ウエハＷ１２０の平面図である。
【図６】第２ウエハＷ１２０に封止材１５０ａがスクリーン印刷された平面図である。
【図７】第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが接合された接合ウエハＷ１００の断面図である。
【図８】個片化された圧電デバイス１００の側面図である。
【図９】判定部１５１が封止材１５０ｂの四辺に形成された図である。
【図１０】封止材１５０ｂの平面図である。
【図１１】封止材１５０ｃの平面図の拡大図である。
【図１２】スクリーン印刷された封止材１５０ｄの平面図である。
【図１３】圧電デバイス２００の分解斜視図である。
【図１４】圧電デバイス２００の側面図である
【図１５】圧電デバイス２００の製造方法が示されたフローチャートである。
【図１６】圧電ウエハＷ２３０の平面図である。
【図１７】第２ウエハＷ２２０の平面図である。
【図１８】第１ウエハＷ２１０の平面図である。
【図１９】スクリーン印刷された封止材１５０ｅの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２２】
（第１実施形態）
＜圧電デバイス１００の構成＞
図１（ａ）は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。圧電デバイス１００は主に、圧電振動片１３０と、第１板（リッド）１１０と、第２板（ベース）１２０とにより構成されている。圧電デバイス１００において、第１板１１０及び第２板１２０は透明な素材である水晶及びガラス等の絶縁材が用いられている。また、圧電振動片１３０には例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられている。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。以下の説明では、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、圧電デバイス１００において圧電デバイス１００の長手方向をＸ軸方向、圧電デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ軸方向及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。
【００２３】
圧電デバイス１００は、第２板１２０の＋Ｙ’軸側の面上に圧電振動片１３０が載置される。さらに圧電振動片１３０を封止するように第１板１１０が第２板１２０の＋Ｙ’軸側に接合されて圧電デバイス１００が形成されている。
【００２４】
圧電振動片１３０は、＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の主面に励振電極１３１が形成されている。また、各励振電極１３１からは−Ｘ軸方向に引出電極１３２が引き出されて形成されている。−Ｙ’軸側に形成されている励振電極１３１に接続されている引出電極１３２は、−Ｙ’軸側の面の−Ｘ軸側及び−Ｚ’軸側の端まで引き出されている。また、＋Ｙ’軸側に形成されている励振電極１３１に接続されている引出電極１３２は、−Ｙ’軸側の面の−Ｘ軸側及び＋Ｚ’軸側の端まで引き出されている。圧電振動片１３０に形成される励振電極１３１及び引出電極１３２等の電極は、例えば圧電振動片１３０にクロム（Ｃｒ）層が形成され、クロム層の上に金（Ａｕ）層が形成されることにより形成されている。
【００２５】
第１板１１０は、−Ｙ’軸側の面に凹部１１１が形成されている。また、凹部１１１の周囲には枠形状の接合面１１２が形成されている。第１板１１０は、接合面１１２において第２板１２０と接合される。
【００２６】
第２板１２０は、＋Ｙ’軸側の面に凹部１２１が形成されている。また、凹部１２１の周囲には枠形状の接合面１２２が形成されている。接合面１２２はＸ軸方向に幅ＷＸ、Ｚ’軸方向に幅ＷＺで形成されている（図２を参照）。凹部１２１には、圧電振動片１３０の引出電極１３２と電気的に接続される一対の接続電極１２５が形成されている。また、一対の実装端子１２４が第２板１２０の−Ｙ’軸側の面に形成されている。一対の接続電極１２５と一対の実装端子１２４とは第２板１２０を貫通する貫通電極１２５ａ（図１（ｂ）参照）を介して互いに電気的に接続されている。
【００２７】
枠形状の接合面１２２には枠形状に封止材１５０ａがスクリーン印刷法等によって所定の厚さ及び幅（幅ＷＸ，ＷＺ）で塗布されている。封止材１５０ａの外縁の一部には、封止材が形成されていない所定幅のスリットの判定部１５１が形成されている。第１実施形態の判定部１５１は、枠形状の封止材１５０ａの四辺のうち一辺に形成される。判定部１５１は、３つの異なる幅のスリットが形成されている。判定部１５１の３つのスリットはＹ’軸方向に接合面１２２が現れるように貫通して形成され、Ｘ軸方向に幅がそれぞれ異なる。また、判定部１５１は封止材１５０ａのＺ’軸方向の幅ＷＺ（図２を参照）より狭く形成される。封止材１５０ａのＺ’軸方向と同じ長さであると気密できないからである。なお、図１（ａ）に示される封止材１５０ａは接合前の形状が図示されている。また、封止材１５０ａは封止材１５０ａの下側を透過させて図示されている。封止材１５０ａ及び判定部１５１の詳細は後述する。
【００２８】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。第１板１１０の接合面１１２と第２板１２０の接合面１２２とが封止材１５０ａを介して互いに接合されている。また、第１板１１０と第２板１２０とが接合されることにより圧電デバイス１００の内部には気密されるキャビティ１４１が形成される。キャビティ１４１には圧電振動片１３０が載置される。圧電振動片１３０の引出電極１３２は導電性接着剤１６０を介して接続電極１２５と電気的に接続される。また、接続電極１２５は第２板１２０を貫通する貫通電極１２５ａを通り、実装端子１２４と電気的に接続されている。つまり、圧電振動片１３０の励振電極１３１と実装端子１２４とは電気的に接続されており、２つの実装端子１２４の間に電圧が印加されることにより圧電振動片１３０が振動する。
【００２９】
第１板１１０及び第２板１２０はガラス又は水晶材などの透明な材料で形成されている。圧電デバイス１００は着色した封止材１５０ａを塗布することにより接合された圧電デバイス１００の判定部１５１の形状を外部から確認することができる。封止材１５０ａの着色は透明な封止材１５０ａを半透明又は不透明な状態に着色させることが可能であるが、本実施形態では半透明に着色した場合について説明する。
【００３０】
封止材１５０ａには、例えば低融点ガラスを用いることができる。低融点ガラスは、例えば３５０℃〜４１０℃と通常のガラスよりも低い温度で溶融するガラスである。低融点ガラスは、着色することにより判定部１５１の形状を外部から簡易に認識することが可能となる。また、封止材１５０ａは、低融点ガラスの代わりにポリイミド等の樹脂系接着剤に着色剤等を混入させて着色したもの又は不透明なものを用いても良い。なお、本実施形態では封止材１５０ａが第２板１２０の接合面１２２に塗布されているが、第１板１１０の接合面１１２に塗布してもよい。また、低融点ガラス又は樹脂系接着剤は透明でもよいが、判定部１５１を目視又は撮像する際に、明瞭に良否を区別できない場合がある。
【００３１】
図２は圧電デバイス１００の接合状態を示した上面図である。なお、図２は接合された圧電デバイス１００を第１板１１０側から見た上面図である。図２で示されるように、透明な第１板１１０及び第２板１２０で接合された圧電デバイス１００は、封止材１５０ａ、判定部１５１、圧電振動片１３０、励振電極１３１及び引出電極１３２などの部材が第１板１１０側から確認することができる。また、半透明な封止材１５０ａを介して実装端子１２４も第１板１１０側から観察可能である。判定部１５１はＸ軸方向にスリットの幅が異なる第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃで構成されている。第１判定部１５１ａは所定の幅のスリットで形成され、第２判定部１５１ｂは第１判定部１５１ａより幅の広いスリットで形成され、さらに第３判定部１５１ｃは第２判定部１５１ｂより幅の広いスリットで形成されている。これら第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃは、接合面１２２の幅ＷＺ（接合材の幅ＷＺ）よりも狭い。
【００３２】
第１判定部１５１ａは主に気密が十分であるかを判定するために用いられ、第２判定部１５１ｂは主に封止後のその幅を見ることで、気密性の確保についてどの程度の余裕があるかを判定するために用いられる。そして第３判定部１５１ｃは主に加熱が高すぎる又は加圧が強すぎるかを判定するために用いられる。第１判定部１５１ａの所定幅は例えば２０μｍの幅であり、第２判定部１５１ｂの幅は例えば４０μｍの幅であり第３判定部１５１ｃの幅は例えば６０μｍの幅である。これらの幅は事前に実験などを繰り返し、第１判定部１５１ａから第３判定部１５１ｃまでのそれぞれの適切な幅を予め求めておき、スクリーン印刷のスクリーン版に形成することが望ましい。
【００３３】
第１板１１０と第２板１２０とが封止材１５０ａで接合される際、封止材１５０ａが３５０℃〜４１０℃に加熱され且つ第１板１１０と第２板１２０とが加圧された後、封止材１５０ａが冷却され硬化することにより接合される。圧電デバイス１００は接合工程において、熱むら、加圧むら及び加熱加圧処理の時間などの諸条件により接合不良が発生するおそれがある。
【００３４】
図２（ａ）は、不良な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。図２（ａ）に示された接合状態は、封止材１５０ａの加熱が足りず十分に封止材１５０ａが溶融しない状態で加圧された場合、もしくは封止材１５０ａの加熱は良いが加圧が足りない場合である。このように第１板１１０と第２板１２０とが接合不良の場合には、第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが外部から観察可能な状態となっている。つまり、第１判定部１５１ａが外部から観察可能な圧電デバイス１００は、第１板１１０と第２板１２０とが十分に封止されておらず、キャビティ１４１の気密性に問題がある可能性がある。このため、図２（ａ）に示された圧電デバイス１００不良品として検出される。
【００３５】
図２（ｂ）は、適切な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。適切な接合状態の圧電デバイス１００は、封止材１５０ａが適切な温度まで加熱されて溶融し、適切な圧力で第１板１１０と第２板１２０とが加圧されている。このため、溶けた封止材１５０ａが第１判定部１５１ａのスリットを埋め、第１判定部１５１ａが押し潰されてなくなった状態となり、外部から第１判定部１５１ａを識別できない状態になる。第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃにも溶けた封止材１５０が流れ込むが、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃのＸ軸方向のスリットの幅が第１判定部１５１ａのスリット幅よりも広いため、未だ外部から識別できる空隙、すなわち幅が狭くなったスリットが残った状態となっている。なお、溶けた封止材１５０が流れ込むため、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃのＺ’軸方向の幅も狭くなる。
【００３６】
図２（ｃ）は、圧着が過剰な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。図２（ｃ）に示された接合状態は、封止材１５０ａの加熱しすぎた状態で加圧された場合、もしくは封止材１５０ａの加熱は良いが加圧が大き過ぎた場合である。圧着が過剰な接合状態の圧電デバイス１００は、溶けた封止材１５０ａが第１判定部１５１ａ及び第２判定部１５１ｂのスリットを埋め、外部から第１判定部１５１ａ及び第２判定部１５１ｂが識別できない状態になる。そして圧電デバイス１００は、Ｘ軸方向に狭い幅となった第３判定部１５１ｃのみが外部から識別可能な状態となっている。図示しないが、溶けた封止材１５０ａが第３判定部１５１ｃも埋めてしまいスリットが完全になくなる状態もある。第３判定部１５１ｃのみが観察可能な圧電デバイス１００又は第３判定部１５１ｃも外部から観察不可能な状態の圧電デバイス１００は、キャビティ１４１の内部まで封止材１５０ａが流れ込んでいる可能性がある。このような圧電デバイスは不良品となる。
【００３７】
＜圧電デバイス１００の製造方法＞
図３から図８を参照して、第１板１１０と第２板１２０とが封止材１５０ａを介して接合された圧電デバイス１００の製造方法について説明する。１つ１つの圧電デバイスを製造することも可能であるが、量産性の観点から、圧電デバイス１００は数百から数千個を単位としてウエハ単位で形成される。以下はウエハ単位で形成される複数の圧電デバイス１００の製造方法について説明する。
【００３８】
図３は、圧電デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１では、複数の圧電振動片１３０が用意される。各圧電振動片１３０には、図１に示されるように励振電極１３１及び引出電極１３２が形成されている。複数の圧電振動片１３０はウエハ単位で製造し、１つ１つの圧電振動片１３０がウエハから切り取られる。
【００３９】
ステップＳ１０２では、第１ウエハＷ１１０が用意される。第１ウエハＷ１１０には、複数の第１板１１０が形成されている。第１ウエハＷ１１０は、透明な材料、例えば水晶又はガラス等により形成される。図４を参照して第１ウエハＷ１１０について説明する。
【００４０】
図４は、第１ウエハＷ１１０の平面図である。第１ウエハＷ１１０には複数の第１板１１０が形成されている。図４では、隣接する第１板１１０の境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は、後述される図３のステップＳ１０７でウエハが切断されるスクライブライン１１５である。各第１板１１０の−Ｙ’軸側の面には凹部１１１が形成されており、凹部１１１の周囲には第２ウエハＷ１２０（図５参照）と接合される枠形状の接合面１１２が形成されている。
【００４１】
ステップＳ１０３では、第２ウエハＷ１２０が用意される。第２ウエハＷ１２０には、複数の第２板１２０が形成されている。第２ウエハＷ１２０は、透明な材料、例えば水晶又はガラス等により形成される。図５を参照して第２ウエハＷ１２０について説明する。
【００４２】
図５は、第２ウエハＷ１２０の平面図である。第２ウエハＷ１２０には複数の第２板１２０が形成されている。各第２板１２０の＋Ｙ’軸側の面には凹部１２１が形成されており、凹部１２１には接続電極１２５及び貫通電極１２５ａが形成されている。凹部１２１の周囲には枠形状の接合面１２２が形成されている。また、第２ウエハＷ１２０の−Ｙ’軸側の面には実装端子１２４（図１及び図２参照）が形成される。図５では、隣接する第２板１２０の境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は、後述される図３のステップＳ１０７でウエハが切断されるスクライブライン１１５である。
以上のステップＳ１０１からステップＳ１０３は、順番に関係なく行うことができる。
【００４３】
ステップＳ１０４では、第１ウエハＷ１１０又は第２ウエハＷ１２０に封止材１５０ａがスクリーン印刷される。図６では、第２ウエハＷ１２０に印刷する封止材１５０ａについて説明する。
【００４４】
図６は、第２ウエハＷ１２０にスクリーン印刷された封止材１５０ａの平面図である。封止材１５０ａは第２ウエハＷ１２０の接合面１２２に塗布される。封止材１５０ａは各第２板１２０の四辺の内の一辺に、３つの異なる幅のスリットの判定部１５１が形成されている。図６では、印刷される封止材１５０ａの形状の一例が示されている。封止材１５０ａの判定部１５１は、隣り合う第２板１２０の判定部１５１と同時に形成することで第２板１２０の四辺の内の一辺に判定部１５１を形成している。スクリーン印刷された封止材１５０ａが例えば低融点ガラスの場合、低融点ガラスはガラス成分、バインダー及び溶剤を含む。そして低融点ガラスはバインダー及び溶剤が蒸散する蒸散温度まで加熱され仮焼成される。
【００４５】
また、図６では、隣接する封止材１５０ａの境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は後述される図３のステップＳ１０７でウエハが切断されるスクライブライン１１５である。また、判定部１５１は後述される図３のステップＳ１０８において、判定部１５１の側面方向からの観察が可能となっている。
【００４６】
ステップＳ１０５では、圧電振動片１３０は第２ウエハＷ１２０に形成される複数の凹部１２１にそれぞれ載置される。そして、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが第１ウエハＷ１１０の接合面１１２と第２ウエハＷ１２０の接合面１２２とで互いに封止材１５０ａを介して接合される。接合される際には封止材１５０ａは例えば３５０℃〜４１０℃に加熱され所定の圧力で加圧され、その後冷却される。以下、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが接合されたウエハを接合ウエハＷ１００として説明する。
【００４７】
ステップＳ１０６では、観察工程において接合ウエハＷ１００の封止材１５０ａの接合状態が検査される。封止材１５０ａの接合状態は、図７を参照して説明する。
【００４８】
図７は、接合工程を終えた接合ウエハＷ１００の断面図である。図７は接合ウエハＷ１００の図４、図５及び図６のスクライブライン１１５における断面図である。観察工程において封止材１５０ａの接合状態は、接合ウエハＷ１００の＋Ｙ’軸側から目視又は撮像装置１７０を用いて封止材１５０ａを観察して検査される。検査は、＋Ｙ’軸側より照明を当てて行うことが望ましい。また、撮像装置１７０を用いて観察する場合は接合面に焦点を合わせることにより行われる。図７では、撮像装置１７０用いて封止材１５０ａの第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃを観察される状態が示されている。
【００４９】
目視又は撮像装置１７０で観察される判定部１５１は接合状態により、その形状が異なる。判定部１５１の形状は図２（ａ）に示されたように、不良な接合状態では第１判定部１５１ａを観察することができる。図７の左側の圧電デバイス１００ではスリットの幅Ｌ１で第１判定部１５１ａが観察される。同様に、第２判定部１５１ｂはスリットの幅Ｌ２で第３判定部１５１ｃはスリットの幅Ｌ３で観察される。適切な接合状態の図７の右側の圧電デバイス１００では、第１判定部１５１ａが観察不可能であり、第２判定部１５１ｂのスリットの幅Ｌ４で第３判定部１５１ｃのスリットの幅Ｌ５が観察される。また、目視又は撮像装置１７０による接合ウエハＷ１００の観察は、判定部１５１の形状だけでなく第１ウエハＷ１１０の接合面１１２と第２ウエハＷ１２０の接合面１２２とが良好に接合されているかを判定することができる。接合ウエハＷ１００は、接合面１１２と接合面１２２との間に異物の混入又は接合不良があると傾いて接合され、図７に示されるように左側の圧電デバイス１００では接合不良であるにもかかわらず右側の圧電デバイス１００では接合が良好であることがある。
【００５０】
図３に戻って、ステップＳ１０７では、接合ウエハＷ１００がダイシングにより切断される。切断は、スクライブライン１１５に沿って行われる。接合ウエハＷ１００が切断されることにより、個々に分割された圧電デバイス１００が形成される。
【００５１】
ステップＳ１０８では、個片化した圧電デバイス１００の接合状態が検査される。接合状態の検査はステップＳ１０７のダイシングによる第１板１１０及び第２板１２０の欠け、又は歪みによる接合不良を検出する。圧電デバイス１００は図７で説明した接合ウエハＷ１００の観察のように、個片化した圧電デバイス１００を＋Ｙ’軸側から目視又は撮像装置１７０を用いた観察、又はダイシングによる圧電デバイス１００の断面（Ｚ’軸側）の観察が行われる。なお、ダイシングなどで接合不良が生じる可能性がないならば、必ずしもステップＳ１０８の接合状態の検査を行わなくてもよい。またはステップＳ１０６の接合状態の検査を行わず、ステップＳ１０８の接合状態の検査を行ってもよい。
【００５２】
圧電デバイス１００は、封止材１５０ａが着色されることにより、目視又は撮像装置１７０の観察で判定部１５１の形状だけでなく圧電デバイス１００の接合面１１２と接合面１２２とが良好に接合されているかを観察しやすくなる。＋Ｙ’軸側から観察された圧電デバイス１００は図２で示されているため、以下は圧電デバイス１００の側面図（Ｚ’軸方向）を用いて説明する。
【００５３】
図８は個片化された１個の圧電デバイス１００の側面図である。なお図８はスクライブライン１１５で個片化された圧電デバイス１００の判定部１５１の側面図である。圧電デバイス１００は＋Ｙ’軸側から目視又は撮像装置１７０を用いての観察、又は圧電デバイス１００の側面方向（Ｚ’軸方向）から目視又は撮像装置１７０（不図示）を用いて側面が観察される。なお、＋Ｙ’軸側からの観察は図２又は図７に示されているので、側面方向（Ｚ’軸方向）からの観察について説明する。
【００５４】
図８（ａ）は、不良な接合状態の圧電デバイス１００の側面図である。第１板１１０と第２板１２０との接合不良の場合は、封止材１５０ａの溶融が足りず第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが圧電デバイス１００の側面から観察される。つまり、第１判定部１５１ａが側面から観察可能な圧電デバイス１００は、キャビティ１４１の気密性に問題がある可能性があるため、不良品として検出できる。
【００５５】
図８（ｂ）は、適切な接合状態の圧電デバイス１００の断面図である。適切な接合状態の圧電デバイス１００は、封止材１５０ａが溶融し第１判定部１５１ａのスリットを埋め、その側面から第１判定部１５１ａが観察不可能である。適切な接合状態の圧電デバイス１００は空隙である第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが側面から観察可能な状態となっている。
【００５６】
図８（ｃ）は、過圧着な接合状態の圧電デバイス１００が図示されている。過圧着な接合状態の圧電デバイス１００は、封止材１５０ａが溶融し第１判定部１５１ａ及び第２判定部１５１ｂのスリットを埋め、その側面から第１判定部１５１ａ及び第２判定部１５１ｂが観察不可能である。過圧着な接合状態の圧電デバイス１００は、第３判定部１５１ｃのみが側面から観察可能な状態、又は第３判定部１５１ｃも側面から観察不可能な状態となっている。第３判定部１５１ｃのみが観察可能な圧電デバイス１００、又は第３判定部１５１ｃも側面から観察不可能な状態の圧電デバイス１００は、キャビティ１４１の内部まで封止材１５０ａが流れ込んでいる可能性があるため、不良品として検出できる。なお、図８においては判定部１５１の形状について説明したが、圧電デバイス１００の欠損、歪み又はその他の原因による接合不良についても観察可能である。
【００５７】
以上に示された圧電デバイス１００は異なる形状の封止材１５０を使用することが可能である。以下は異なる形状の封止材１５０を変形例として説明する。その他の構成は第１実施形態と同様であるため同じ符号を用い、説明を省く。
【００５８】
＜変形例１＞
本変形例の封止材１５０ｂは判定部１５１が圧電デバイス１００の四辺に形成されている。図９は判定部１５１が封止材１５０ｂの四辺に形成された図である。図示されるように封止材１５０ｂの外縁の四辺に判定部１５１が形成され、四か所の判定部１５１にはそれぞれ第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが形成されている。Ｘ軸方向に並んで配置された判定部１５１のスリット長さは、封止材１５０ｂのＺ’軸方向の幅ＷＺよりも狭い。またＺ’軸方向に並んで配置された判定部１５１のスリット長さは、封止材１５０ｂのＸ軸方向の幅ＷＸよりも狭い。
【００５９】
また、図１０は第２ウエハＷ１２０にスクリーン印刷される封止材１５０ｂの形状が図示されている。封止材１５０ｂは第２ウエハＷ１２０の接合面１２２に塗布される。封止材１５０は各第２板１２０の四辺に３つの異なる幅のスリットからなる判定部１５１が形成されている。図１０では、塗布する封止材１５０ｂの形状の一例が示されている。封止材１５０ｂの判定部１５１は、隣り合う第２板１２０の判定部１５１と同時に形成することで第２板１２０の四辺に判定部１５１を形成している。また、図１０では、隣接する封止材１５０ｂの境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は前述されたスクライブライン１１５である。また、前述されたように判定部１５１は接合工程において判定部１５１の上面方向（第１ウエハＷ１１０側）からの観察、又はダイシング後において判定部１５１の側面方向からの観察が可能となっている。なお、封止材１５０ｂは第１ウエハＷ１１０の接合面１１２にスクリーン印刷してもよい。また、本変形例の判定部１５１は封止材１５０ｂの外縁の四辺に判定部１５１が形成されているが、必要に応じて第２板１２０の二辺又は三辺に形成されていてもよい。
【００６０】
＜変形例２＞
変形例２の封止材１５０ｃは円形状の判定部１５２が形成されている場合について説明する。図１１は第２ウエハＷ１２０の接合面１２２に塗布される封止材１５０ｃの拡大図である。図示されるように封止材１５０ｃの外縁の四辺に円形状の判定部１５２がそれぞれ形成されている。四か所の判定部１５２は直径の異なる円形状の第１判定部１５２ａ、第２判定部１５２ｂ及び第３判定部１５２ｃが封止材１５０ｃを貫通するように形成されている。つまり判定部１５２は接合面１２２が直接現れるように形成されている。第１判定部１５２ａは所定の直径で形成され、第２判定部１５２ｂは第１判定部１５２ａより大きな直径で形成され、さらに第３判定部１５２ｃは第２判定部１５２ｂより大きな直径で形成されている。気密のため大きな第３判定部１５２ｃでも凹部１２１まで達することはない。すなわち判定部１５２の半径は封止材１５０ｃのＸ軸方向の幅ＷＸ又はＺ’軸方向の幅ＷＺよりも狭い。
【００６１】
図１１は、塗布する封止材１５０ｃの形状の一例であり、封止材１５０ｃの判定部１５２が隣り合う第２板１２０の判定部１５２と同時に形成することで第２板１２０の四辺に判定部１５２を形成している。また、図１１では、隣接する封止材１５０ｃの境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は前述されたスクライブライン１１５である。また、前述したように判定部１５２は接合工程において判定部１５２の上面方向（第１ウエハＷ１１０側）からの観察、又はダイシング後において判定部１５２の側面方向からの観察が可能となっている。なお、封止材１５０ｃは第２ウエハＷ１２０の代わりに第１ウエハＷ１１０の接合面１１２に塗布してもよい。また、本変形例の判定部１５２は封止材１５０ｃの外縁の四辺に判定部１５２が形成されているが、第２板１２０の外縁の一辺、二辺又は三辺に形成されていてもよい。
【００６２】
＜変形例３＞
変形例３の封止材１５０ｄは判定部１５１、１５２がウエハの主要な場所に形成される場合について説明する。図１２は第２ウエハＷ１２０の接合面１２２にスクリーン印刷される封止材１５０ｄを示した図である。図１２では代表して円形状の判定部１５２を図示しているがスリット状の判定部１５１であってもよい。図示されるように判定部１５２は第２ウエハＷ１２０の外縁の四か所に及び中心部の１か所に形成されている。外縁の四か所の判定部１５２は第２板１２０を形成する領域の外である。中心部の１か所の判定部１５２は前述されたスクライブライン１１５上に形成されている。封止材１５０ｄが印刷された場合、図３のステップＳ１０８で説明したようにダイシングした後に個々の圧電デバイス１００の接合状態は確認することはできない。しかし、ステップＳ１０６で説明したように、判定部１５２を上面方向（第１ウエハＷ１１０側）から観察することにより、ウエハ単位で接合処理が適切に行われたかを判断できる。なお、変形例３の例では、少なくとも第２ウエハＷ１２０の中心部の１か所に判定部１５２が形成されていることが好ましい。
【００６３】
以上に示された判定部１５２を形成する場所はこの限りでなく、スクライブライン１１５に重なる場所以外に形成してもよい。また第１実施形態及びその変形例では、スリット状の判定部１５１、円形状の判定部１５２を示したが、三角形等の多角形の判定部などであってもよい。
【００６４】
また、第１実施形態及びその変形例では接合状態を判断するために第１判定部１５２ａ、第２判定部１５２ｂ及び第３判定部１５２ｃの３つの判定部１５２が形成された。しかし、第１判定部１５２ａ及び第３判定部１５２ｃの２つの判定部１５２を形成してもよい。つまり、第１判定部１５２ａがなくなり第３判定部１５２ｃが残っていれば接合処理が適切であると判定することができ、また判定箇所が減り判定部１５２の検査が簡略化される。さらに、第２判定部１５２ｂ及び第３判定部１５２ｃがなく１つの第１判定部１５１ａを封止材１５０に形成することで、接合不良の圧電デバイス１００を選別することもできる。つまり第１判定部１５２ａが埋まって観察できなくなることで接合処理が適切と判断してもよい。さらには、また、大きさの異なる４つ以上の判定部を形成することも可能である。より細かな接合ウエハＷ１００の接合状態を観察することが可能となる。
【００６５】
以上に示された判定部１５１、１５２は接合処理中にも観察可能であるため、接合結果を示すだけでなく、接合処理におけるセンサーの役目も果たすことが可能である。
【００６６】
（第２実施形態）
第２実施形態の圧電デバイスは、圧電振動片が圧電振動部と枠体とを有し、第１板及び第２板がそれぞれ枠体を挟んで重ね合わされることにより形成される３枚重ねの圧電デバイスである。以下に３枚重ねの圧電デバイスである圧電デバイス２００について説明する。
【００６７】
＜圧電デバイス２００の構成＞
図１３は、圧電デバイス２００の分解斜視図である。圧電デバイス２００は主に、圧電振動片２３０と、第１板（リッド）２１０と、第２板（ベース）２２０とにより構成されており、圧電振動片２３０が第１板２１０と第２板２２０とに挟まれて形成されている。第1板２１０及び第２板２２０には第1実施形態と同様に水晶及びガラス等の電気を通さない絶縁材が用いられている。また、圧電振動片２３０には例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。なお、第１実施形態と同様な構成については同じ符号を用いて説明を省く。
【００６８】
圧電振動片２３０は、電圧の印加により振動する圧電振動部２３３と、圧電振動部２３３を囲むように形成される枠部２３４と、圧電振動部２３３及び枠部２３４を連結する連結部２３６とにより形成されている。また、圧電振動部２３３と枠部２３４との間には圧電振動片２３０をＹ’軸方向に貫通する貫通孔２３７が形成されている。圧電振動部２３３の＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とには一対の励振電極２３１が形成されている。また、−Ｙ’軸側の励振電極２３１に接続され連結部２３６を通り枠部２３４の＋Ｚ’軸側の＋Ｘ軸側の角まで、及び＋Ｙ’軸側の励振電極２３１に接続され連結部２３６を通り枠部２３４の−Ｚ’軸側の−Ｘ軸側の角までには引出電極２３２が形成されている。枠部２３４の＋Ｙ’軸側の面には封止材１５０ａが塗布されている。封止材１５０ａは所定の厚さで形成され、封止材１５０ａの外縁の一部に判定部１５１が形成されている。なお、図１３に示される封止材１５０ａは接合前の形状が図示されている。また、封止材１５０ａは封止材１５０ａの下部を透過させて図示されている。
【００６９】
第1板２１０は、−Ｙ’軸側の面に凹部２１１が形成されている。また、凹部２１１の周囲には接合面２１２が形成されている。第1板２１０は、接合面２１２において圧電振動片２３０の枠部２３４の＋Ｙ’軸側の面に塗布された封止材１５０ａを介して接合される。
【００７０】
第２板２２０は、＋Ｙ’軸側の面に凹部２２１が形成されている。また、凹部２２１の周囲には接合面２２２が形成されている。第２板２２０の−Ｙ’軸側の面には一対の実装端子２２４が形成されており、＋Ｙ’軸側の面の四隅には電極パッド２２５が形成されている。また、第２板２２０の側面の四隅にはキャスタレーション２２６が形成されており、各キャスタレーション２２６には側面電極２２３が形成されている。実装端子２２４と電極パッド２２５とはキャスタレーション２２６に形成されている側面電極２２３を介して互いに電気的に接続されている。接合面２２２の＋Ｙ’軸側の面には封止材１５０ｅがスクリーン印刷されている。封止材１５０ｅは所定の厚さで形成され、封止材１５０ｅの外縁の一部に判定部１５１が形成され、電極パッド２２５及びキャスタレーション２２６の場所には封止材１５０ｅが形成されていない。また封止材１５０ｅは接合前の形状であり、封止材１５０ｅの下部を透過させて図示されている。第２板２２０は、接合面２２２に塗布された封止材１５０ｅを介して圧電振動片２３０の枠部２３４の−Ｙ’軸側の面と接合される。なお、本実施形態の封止材１５０ｅの判定部１５１は封止材１５０ａと同様にスリットの異なる第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが形成されている。
【００７１】
図１４は圧電デバイス２００を＋Ｚ’から見た側面図である。圧電デバイス２００は、第1板２１０と圧電振動片２３０とが封止材１５０ａを介して接合され、第２板２２０と圧電振動片２３０とが封止材１５０ｅを介して接合されている。なお、図１４は説明し易いように溶融していない判定部１５１を図示しているため、それぞれの第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが図示されている。なお、封止材１５０ａの判定部１５１と封止材１５０ｅの判定部１５１とは、図示されるように互いに重ならない位置に形成するのが望ましい。また、本実施形態では封止材１５０ａの判定部１５１と封止材１５０ｅの判定部１５１が同じ辺に形成されているが、異なる辺に形成してもよい。
【００７２】
上述した枠部２３４に塗布された封止材１５０ａと接合面２２２に塗布された封止材１５０ｅは、四辺の内の一辺に判定部１５１が形成され、判定部１５１はＸ軸方向でスリットの異なる第１判定部１５１ａ、第２判定部１５１ｂ及び第３判定部１５１ｃが形成されている。判定部１５１は第１実施形態で示されたように接合状態を示している。判定部１５１の接合状態は第1板２１０と圧電振動片２３０とを接合する際、及び第２板２２０と圧電振動片２３０とを接合する際に観察される。判定部１５１の形状は第１実施形態の変形例で示された場合と同様に様々な形状をとることができ、円形状の判定部１５２でもよい。
【００７３】
＜圧電デバイス２００製造方法＞
圧電デバイス２００に関しても圧電デバイス１００と同様に圧電デバイス２００の製造過程の途中で封止材１５０ａの接合状態が検査されながら製造されることが望ましい。以下、図１５から図１９を参照して圧電デバイス２００の製造方法について説明する。
【００７４】
図１５は、圧電デバイス２００の製造方法が示されたフローチャートである。
【００７５】
ステップＳ２０１では、圧電ウエハＷ２３０が用意される。圧電ウエハＷ２３０には、複数の圧電振動片２３０が形成されており、圧電ウエハＷ２３０は例えば水晶等の圧電材料を基材として形成されている。図１６を用いて圧電ウエハＷ２３０について説明する。
【００７６】
図１６は、圧電ウエハＷ２３０の平面図である。圧電ウエハＷ２３０には複数の圧電振動片２３０が形成されている。図１６では、後述される図１５のステップＳ２１０でウエハが切断されるスクライブライン１１５が二点鎖線で示されており、スクライブライン１１５で囲まれた領域には１つの圧電振動片２３０が形成される。圧電ウエハＷ２３０の各圧電振動片２３０には貫通孔２３７が形成されることにより圧電振動部２３３、枠部２３４及び連結部２３６が形成される。また、圧電振動部２３３に励振電極２３１が形成されており、枠部２３４には励振電極２３１から連結部２３６を通って引き出されている引出電極２３２が形成されている。
【００７７】
ステップＳ２０２では、第２ウエハＷ２２０が用意される。第２ウエハＷ２２０には複数の第２板２２０が形成されている。第２ウエハＷ２２０は、例えば水晶又はガラス等により形成される。図１７を参照して第２ウエハＷ２２０について説明する。
【００７８】
図１７は、第２ウエハＷ２２０の平面図である。第２ウエハＷ２２０には複数の第２板２２０が形成されている。図１７では、スクライブライン１１５が二点鎖線で示されており、スクライブライン１１５で囲まれた領域には１つの第２板２２０が形成されている。各第２板２２０の＋Ｙ’軸側の面には凹部２２１が形成されており、凹部２２１の周りには接合面２２２が形成されている。またＺ’軸方向のスクライブライン１１５とＸ軸方向のスクライブライン１１５との交点には、第２板２２０においてキャスタレーション２２６となる貫通孔２２６ａが形成されており、キャスタレーション２２６には側面電極２２３（図１３及び図１４参照）が形成されている。また、貫通孔２２６ａの周囲には電極パッド２２５が形成されており、第２ウエハＷ２２０の−Ｙ’軸側の面には実装端子２２４（図１３及び図１４参照）が形成されている。
【００７９】
ステップＳ２０３では、第１ウエハＷ２１０が用意される。第１ウエハＷ２１０には、複数の第1板２１０が形成されている。第１ウエハＷ２１０は、例えば水晶又はガラス等により形成される。図１８を参照して第１ウエハＷ２１０について説明する。
【００８０】
図１８は、第１ウエハＷ２１０の平面図である。第１ウエハＷ２１０には複数の第1板２１０が形成されている。図１８では、スクライブライン１１５が二点鎖線で示されており、スクライブライン１１５で囲まれた領域には１つの第1板２１０が形成されている。各第1板２１０の−Ｙ’軸側の面には凹部２１１が形成されており、凹部２１１の周りには接合面２１２が形成されている。
以上のステップＳ２０１からステップＳ２０３は、順番に関係なく行うことができる。
【００８１】
ステップＳ２０４では、第２ウエハＷ２２０に封止材１５０ｅがスクリーン印刷される。図１９はスクリーン印刷された封止材１５０ｅの平面図である。封止材１５０ｅは第２ウエハＷ２２０の接合面２２２に塗布される。封止材１５０ｅは各第２板２２０の四辺の内の一辺に、３つの異なる幅のスリットの判定部１５１が形成されている。また、封止材１５０ｅは第２ウエハＷ２２０に形成されたキャスタレーション２２６となる貫通孔２２６ａ及びその周囲の電極パッド２２５の一部に封止材１５０ｅが形成されない非塗布領域１５３が形成されている。なお、封止材１５０ｅは圧電振動片２３０の−Ｙ’軸側の枠部２３４に塗布してもよい。また圧電振動片２３０に封止材１５０ａがスクリーン印刷される。封止材１５０ａは例えば図６に示された形状で印刷される。封止材１５０ａは圧電振動片２３０の＋Ｙ’軸側の枠部２３４に塗布される。封止材１５０ａは枠部２３４の四辺の内の一辺に、３つの異なる幅のスリットの判定部１５１が形成されている。なお、封止材１５０ａは第１ウエハＷ２１０の−Ｙ’軸側の接合面２１２に塗布してもよい。また、判定部１５１を形成する位置はステップＳ２０４で形成された位置と異なる位置に配置するのが望ましい。スクリーン印刷された封止材１５０ｅが例えば低融点ガラスの場合、低融点ガラスはガラス成分、バインダー及び溶剤を含む。そして低融点ガラスはバインダー及び溶剤が蒸散する蒸散温度まで加熱され仮焼成される。
【００８２】
ステップＳ２０５では、圧電ウエハＷ２３０と第２ウエハＷ２２０とが封止材１５０ｅを介して互いに接合される。圧電ウエハＷ２３０と第２ウエハＷ２２０とは接合面２２２に形成した封止材１５０ｅを介して加圧及び加熱処理により接合される。
【００８３】
ステップＳ２０６では、観察工程において封止材１５０ｅの判定部１５１の形状が検査される。圧電ウエハＷ２３０及び第２ウエハＷ２２０は水晶等の透明な材料を基材としているため、圧電ウエハＷ２３０及び第２ウエハＷ２２０が接合されたウエハを＋Ｙ’軸側から見たとき、封止材１５０ｅの接合状態を観察することができる。接合状態の観察は、目視又は撮像装置１７０により行うことができる。特に撮像装置１７０による観察は焦点をステップＳ２０４で形成した判定部１５１の位置に合致させることで接合状態を観察することができる。また、目視又は撮像装置１７０による観察は、判定部１５１の形状だけでなく圧電ウエハＷ２３０の枠部２３４と第２ウエハＷ２２０の接合面２２２との間に異物の混入又は接合不良なども観察される。
【００８４】
ステップＳ２０７では、圧電ウエハＷ２３０及び第１ウエハＷ２１０が封止材１５０ａを介して互いに接合される。ステップＳ２０７で塗布された圧電振動片２３０の枠部２３４に第１ウエハＷ２１０を載置して加圧加熱処理により接合される。第１ウエハＷ２１０、第２ウエハＷ２２０及び圧電ウエハＷ２３０の３枚のウエハが重ね合わされて接合ウエハが形成される。
【００８５】
ステップＳ２０８では、観察工程において封止材１５０ａの判定部１５１の形状が検査される。第１ウエハＷ２１０、第２ウエハＷ２２０及び圧電ウエハＷ２３０は水晶等の透明な材料を基材としているため接合ウエハを＋Ｙ’軸側から見たとき、封止材１５０ａの判定部１５１の接合状態を観察することができる。接合状態の観察は、目視又は撮像装置１７０により行うことができる。特に撮像装置１７０による観察は焦点をステップＳ２０８で形成した封止材１５０ａの判定部１５１の位置に合致させることで接合状態を観察することができる。
【００８６】
ステップＳ２０９では、第１ウエハＷ２１０、第２ウエハＷ２２０及び圧電ウエハＷ２３０が接合された接合ウエハが切断される。切断はスクライブライン１１５に沿ってダイシングすることにより行われ、個々の圧電デバイス２００が形成される。
【００８７】
ステップＳ２１０では、必要に応じて、観察工程において個片化された圧電デバイス２００の接合状態が検査される。接合状態の検査はステップＳ２１０のダイシングによる圧電デバイス２００の接合面の欠け、又は歪みによる接合不良を検出する。なお、封止材１５０ａは半透明で形成されているため、＋Ｙ’軸側から撮像装置１７０を用いた観察でおいては焦点を１段目の封止材１５０ａ又は２段目の封止材１５０ｅに合わせることで、それぞれ観察が可能となる。
【００８８】
上記フローチャートでは、ステップＳ２０５で圧電ウエハＷ２３０と第２ウエハＷ２２０とが接合され、ステップＳ２０７で圧電ウエハＷ２３０及び第１ウエハＷ２１０が接合された。しかし、先に圧電ウエハＷ２３０と第１ウエハＷ２１０とが接合されるようにしてもよいし、第１ウエハＷ２１０、圧電ウエハＷ２３０及び第２ウエハＷ２２０が一度に接合されてもよい。
【００８９】
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。
【００９０】
例えば、圧電振動片はＡＴカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカットなどであっても同様に適用できる。また、音叉型水晶振動片についても適用できる。さらに圧電振動片は水晶材料のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材料に基本的に適用できる。
【符号の説明】
【００９１】
１００ … 圧電デバイス
１１０ … 第１板
１１１、１２１ … 凹部
１１２、１２２ … 接合面
１１５ … スクライブライン
１２０ … 第２板
１２４ … 実装端子
１２５ … 接続電極
１２５ａ … 貫通電極
１３０ … 圧電振動片
１３１ … 励振電極
１３２ … 引出電極
１４１ … キャビティ
１５０ … 封止材
１５１、１５２ … 判定部
１５３ … 非塗布領域
１６０ … 導電性接着剤
１７０ … 撮像装置
２００ … 圧電デバイス
２１０ … 第１板
２１１、２２１ … 凹部
２１２、２２２ … 接合面
２２０ … 第２板
２２３ … 側面電極
２２４ … 実装端子
２２５ … 電極パッド
２２６ … キャスタレーション
２２６ａ … 貫通孔
２３０ … 圧電振動片
２３１ … 励振電極
２３２ … 引出電極
２３３ … 圧電振動部
２３４ … 枠部
２３６ … 連結部
２３７ … 貫通孔
Ｗ１００ … 接合ウエハ
Ｗ１１０、Ｗ２１０ … 第１ウエハ
Ｗ１２０、Ｗ２２０ … 第２ウエハ
Ｗ２３０ … 圧電ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧の印加により振動する圧電振動片と、
透明な板材からなり前記圧電振動片を収納する第１板及び第２板と、
前記第１板と前記第２板との間に配置され前記第１板又は前記第２板の周囲に所定幅の枠形状に配置されて前記第１板と前記第２板とを接合する封止材と、を備え、
前記封止材の前記所定幅内に前記所定幅を貫通しない空隙を有する圧電デバイス。
【請求項２】
電圧の印加により振動する圧電振動部と前記圧電振動部の周囲を囲む枠体とを有する圧電振動片と、
透明な板材からなり前記圧電振動片の前記枠体の一方の主面に接合される第１板と、
前記第１板と前記枠体との間に配置され前記圧電振動片の周囲に所定幅の枠形状に塗布されて、前記第１板と前記枠体とを接合する封止材と、を備え、
前記第１板と前記枠体とを接合する封止材の前記所定幅内に前記所定幅を貫通しない空隙を有する圧電デバイス。
【請求項３】
透明な板材からなり前記圧電振動片の前記枠体の他方の主面に接合される第２板と、
前記第２板と前記枠体との間に配置され前記圧電振動片の周囲に所定幅の枠形状に塗布されて、前記第２板と前記枠体とを接合する封止材と、を備え、
前記第２板と前記枠体とを接合する封止材の前記所定幅内に前記所定幅を貫通しない空隙を有する請求項２に記載の圧電デバイス、
【請求項４】
前記封止材は、３５０℃〜４１０℃で溶融する低融点ガラス又はポリイミド系の樹脂からなる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
電圧の印加により振動する圧電振動片を用意する工程と、
透明な第１板と第２板とを用意する板用意工程と、
前記第１板又は前記第２板の周囲に、所定幅の枠形状で且つ前記所定幅を貫通しない空隙を有する封止材を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後、前記第１板と前記第２板とを前記封止材で接合する接合工程と、
前記接合工程後に前記空隙の状態を前記第１板又は前記第２板を介して検査する検査工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記板用意工程は、前記第１板を複数有する第１ウエハと前記第２板を複数有する第２ウエハとを用意し、
前記接合工程は、前記第１ウエハと前記第２ウエハとを接合する請求項５に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
電圧の印加により振動する圧電振動部と前記圧電振動部の周囲を囲む枠体とを有する圧電振動片を用意する工程と、
透明な第１板を用意する板用意工程と、
前記第１板の周囲又は前記枠体に、所定幅の枠形状で且つ前記所定幅を貫通しない空隙を有する封止材を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後、前記枠体の一方の主面と前記第１板とを前記封止材で接合する接合工程と、
前記接合工程後に前記空隙の状態を前記第１板又は前記枠体を介して検査する検査工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記圧電振動片を用意する工程は、前記圧電振動片を複数有する圧電ウエハを用意し、
前記板用意工程は、前記第１板を複数有する第１ウエハを用意し、
前記接合工程は、前記圧電ウエハと前記第１ウエハとを接合する請求項７に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記塗布工程は、大きさの異なる複数の前記空隙を有する封止材を塗布し、
前記検査工程は、前記複数の空隙が前記接合工程によって押し潰された状態を検査する請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記塗布工程は、大きさの同じ複数の前記空隙を有する封止材を塗布し、
前記検査工程は、前記複数の空隙が前記接合工程によって押し潰された状態を検査する請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記塗布工程は、前記圧電デバイスに対して少なくとも１つの前記空隙を有する封止材を塗布し、
前記検査工程は、前記空隙が前記接合工程によって押し潰された状態を検査する請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記検査工程は、前記複数の空隙が前記接合工程によって押し潰されて消失した状態と前記空隙が残っている状態とを画像処理によって検査する請求項５から請求項１１のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記塗布工程で形成される所定幅の枠形状は四辺からなる枠形状であり、前記枠形状の一部に前記空隙が形成される請求項５から請求項１２のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１】
電圧の印加により振動する圧電振動片と、
透明な板材からなり前記圧電振動片を収納する第１板及び第２板と、
前記第１板と前記第２板との間に配置され前記第１板又は前記第２板の周囲に所定幅の枠形状に配置されて前記第１板と前記第２板とを接合する封止材と、を備え、
前記封止材の前記所定幅内に前記所定幅を貫通しない空隙を有する圧電デバイス。
【請求項２】
電圧の印加により振動する圧電振動部と前記圧電振動部の周囲を囲む枠体とを有する圧電振動片と、
透明な板材からなり前記圧電振動片の前記枠体の一方の主面に接合される第１板と、
前記第１板と前記枠体との間に配置され前記圧電振動片の周囲に所定幅の枠形状に塗布されて、前記第１板と前記枠体とを接合する封止材と、を備え、
前記第１板と前記枠体とを接合する封止材の前記所定幅内に前記所定幅を貫通しない空隙を有する圧電デバイス。
【請求項３】
透明な板材からなり前記圧電振動片の前記枠体の他方の主面に接合される第２板と、
前記第２板と前記枠体との間に配置され前記圧電振動片の周囲に所定幅の枠形状に塗布されて、前記第２板と前記枠体とを接合する封止材と、を備え、
前記第２板と前記枠体とを接合する封止材の前記所定幅内に前記所定幅を貫通しない空隙を有する請求項２に記載の圧電デバイス、
【請求項４】
前記封止材は、３５０℃〜４１０℃で溶融する低融点ガラス又はポリイミド系の樹脂からなる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
電圧の印加により振動する圧電振動片を用意する工程と、
透明な第１板と第２板とを用意する板用意工程と、
前記第１板又は前記第２板の周囲に、所定幅の枠形状で且つ前記所定幅を貫通しない空隙を有する封止材を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後、前記第１板と前記第２板とを前記封止材で接合する接合工程と、
前記接合工程後に前記空隙の状態を前記第１板又は前記第２板を介して検査する検査工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記板用意工程は、前記第１板を複数有する第１ウエハと前記第２板を複数有する第２ウエハとを用意し、
前記接合工程は、前記第１ウエハと前記第２ウエハとを接合する請求項５に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
電圧の印加により振動する圧電振動部と前記圧電振動部の周囲を囲む枠体とを有する圧電振動片を用意する工程と、
透明な第１板を用意する板用意工程と、
前記第１板の周囲又は前記枠体に、所定幅の枠形状で且つ前記所定幅を貫通しない空隙を有する封止材を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後、前記枠体の一方の主面と前記第１板とを前記封止材で接合する接合工程と、
前記接合工程後に前記空隙の状態を前記第１板又は前記枠体を介して検査する検査工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記圧電振動片を用意する工程は、前記圧電振動片を複数有する圧電ウエハを用意し、
前記板用意工程は、前記第１板を複数有する第１ウエハを用意し、
前記接合工程は、前記圧電ウエハと前記第１ウエハとを接合する請求項７に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記塗布工程は、大きさの異なる複数の前記空隙を有する封止材を塗布し、
前記検査工程は、前記複数の空隙が前記接合工程によって押し潰された状態を検査する請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記塗布工程は、大きさの同じ複数の前記空隙を有する封止材を塗布し、
前記検査工程は、前記複数の空隙が前記接合工程によって押し潰された状態を検査する請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記塗布工程は、前記圧電デバイスに対して少なくとも１つの前記空隙を有する封止材を塗布し、
前記検査工程は、前記空隙が前記接合工程によって押し潰された状態を検査する請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記検査工程は、前記複数の空隙が前記接合工程によって押し潰されて消失した状態と前記空隙が残っている状態とを画像処理によって検査する請求項５から請求項１１のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記塗布工程で形成される所定幅の枠形状は四辺からなる枠形状であり、前記枠形状の一部に前記空隙が形成される請求項５から請求項１２のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２５３５８７（Ｐ２０１２−２５３５８７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４８３７（Ｐ２０１１−１２４８３７）
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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