圧電デバイス用シート基板とその圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法。
【課題】 素子搭載部材の枠部の内周縁部から外周縁部までの幅のバラツキを低減し、安定して気密封止することができる圧電デバイス用シート基板を提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明の圧電デバイス用シート基板は、凹部空間を有する素子搭載部材となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部が設けられた圧電デバイス用シート基板であって、素子搭載部材の角部と、前記余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられていることを特徴とするものである。よって、素子搭載部材を個片化する際に、枠部の内周縁部から外周縁部までの幅のバラツキを低減することで、蓋部材が枠部主面と接合できない箇所ができることを低減することができる。
【解決手段】 本発明の圧電デバイス用シート基板は、凹部空間を有する素子搭載部材となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部が設けられた圧電デバイス用シート基板であって、素子搭載部材の角部と、前記余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられていることを特徴とするものである。よって、素子搭載部材を個片化する際に、枠部の内周縁部から外周縁部までの幅のバラツキを低減することで、蓋部材が枠部主面と接合できない箇所ができることを低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスの製造で使用される複数の素子搭載部材によって設けられた圧電デバイス用シート基板と、その圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電振動子は、その例として素子搭載部材、音叉型屈曲水晶振動素子、蓋体とから主に構成されている。
素子搭載部材は、基板部と枠部で構成されている。
この素子搭載部材は、基板部の一方の主面に枠部が設けられて凹部空間が形成される。
その凹部空間内に露出する基板部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられ、音叉型水晶振動素子が搭載される。
また、基板部は、積層構造となっており、基板部の内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられている。この配線パターンにより圧電振動素子搭載パッドは、素子搭載部材の基板部の他方の主面に設けられている外部接続用電極端子と接続している。
また、枠部の主面には、封止用導体パターンが設けられている。前記封止用導体パターンは、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズにニッケル（Ｎｉ）メッキや金（Ａｕ）メッキ等を施すことにより設けられている。
この音叉型屈曲水晶振動素子を囲繞する素子搭載部材の枠部の封止用導体パターンには金属製の蓋体が被せられ、接合されている。これにより、凹部空間が気密封止されている。
【０００３】
また、このような音叉型屈曲水晶振動素子は、基部と、前記基部の側面より同一の方向に延びる２本の平板形状の振動腕部とによって構成されている。
これらの基部、振動腕部の表面には、素子搭載部材の圧電振動素子搭載パッドと電気的に接続を取る接続用電極、励振用電極、周波数調整用金属膜が形成されている。
この音叉型屈曲水晶振動素子は、接続用電極を圧電振動素子搭載パッドに導電性接着剤で固着することで片持ち固定されている。このときの振動腕部において、基部と反対側を向く端部が先端部となる。
また、この先端部が素子搭載部材の凹部空間内底面に接触すると、周波数が変動してしまうため、従来の圧電デバイスでは、前記素子搭載部材の凹部空間内底面の圧電振動素子搭載パッドにバンプが形成されている構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
このバンプによって、音叉型屈曲水晶振動素子を支持すると共に梃子の原理が働き、音叉型屈曲水晶振動素子の振動腕部の先端部が凹部空間内底面に接触しないように浮かすことができる。
【０００４】
また、圧電デバイス用シート基板は、複数の素子搭載部材がマトリクス状に配置された状態で設けられている。この素子搭載部材を個片化することで、複数の圧電デバイスを得ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２８９０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の圧電デバイス用シート基板では、素子搭載部材を個片化する際に、素子搭載部材の角部に封止用導体パターンのバリが生じてしまうといった課題があった。また、前記バリが生じることで、その素子搭載部材を用いて圧電デバイスを製造する際には、前記バリが蓋部材を接合するためのシーム溶接用ローラ電極と接触し、短絡することで封止材が飛散し、圧電振動素子に付着することで発振周波数が変動してしまうといった課題があった。
【０００７】
また、従来の圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法では、素子搭載部材を個片化する際に、枠部の内周縁部から外周縁部までの幅にバラツキが生じ、蓋部材が枠部主面と接合できない箇所を生じてしまう。そのため、第１の凹部空間を気密封止することができないといった課題があった。
【０００８】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、素子搭載部材の枠部の内周縁部から外周縁部までの幅のバラツキを低減し、安定して気密封止することができる圧電デバイス用シート基板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧電デバイス用シート基板は、凹部空間を有する素子搭載部材となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部が設けられた圧電デバイス用シート基板であって、素子搭載部材の角部と、前記余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法は、凹部空間を有する複数の素子搭載部材となる部分と、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部を有し、隣り合う素子搭載部材の角部と、余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられ、前記第１の凹部の間に第１の凹部よりも小さい第２の凹部が設けられている圧電デバイス用シート基板を準備する圧電デバイス用シート基板準備工程と、隣接する第１の凹部及び第２の凹部の中心を通り、素子搭載部材の凹部空間の内壁と並行になるように素子搭載部材を個片化する素子搭載部材個片化工程と、素子搭載部材の凹部空間に設けられた圧電振動素子搭載パッドに圧電振動素子を搭載する圧電振動素子搭載工程と、圧電振動素子を気密封止するように素子搭載部材に蓋部材を接合する蓋部材接合工程と、を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の圧電デバイス用シート基板によれば、凹部空間を有する素子搭載部材となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部が設けられた圧電デバイス用シート基板であって、素子搭載部材の角部と、前記余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられていることによって、個片の素子搭載部材にした際に、角部に封止用導体パターンが設けられていないため、バリの発生を低減することができる。前記バリの発生を低減できることで、その素子搭載部材を用いて圧電デバイスを製造する際には、封止部材が飛散しないので、圧電振動素子の発振周波数の変動を低減することができる。
【００１２】
本発明の圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法によれば、隣接する第１の凹部及び第２の凹部の中心点を通り、素子搭載部材の凹部空間の内壁と並行になるように素子搭載部材を個片化する素子搭載部材個片化工程と、を含むことで、素子搭載部材を個片化する際に、枠部の内周縁部から外周縁部までの幅のバラツキを低減することで、蓋部材が枠部主面と接合できない箇所ができることを低減することができる。よって、安定して、凹部空間を気密封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いて製造された圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いて製造された圧電デバイスの蓋部材を外した状態を示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いて製造された圧電デバイスの素子搭載部材の状態を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法で圧電デバイス用シート基板準備工程を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法で素子搭載部材個片化工程を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法で圧電振動素子搭載工程を示す平面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法で蓋部材接合工程を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた音叉型屈曲水晶振動素子の場合について説明する。また、図示した寸法も一部誇張して示している。
【００１５】
（圧電デバイス用シート基板）
図１に示すように、圧電デバイス用シート基板２００は、凹部空間を有する素子搭載部材となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部が設けられることで構成されている。
【００１６】
（素子搭載部材）
図１に示すように、素子搭載部材２１０は、余剰部２２０と隣り合うようにして設けられている。
また、図２〜図３に示すように、素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａと、第１の枠部２１０ｂと、第２の枠部２１０ｃとで構成されている。
【００１７】
この素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａの一方の主面に第１の枠部２１０ｂと第２の枠部２１０ｃが設けられて、凹部空間Ｋ１が形成されている。
前記素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１を囲繞する第２の枠部２１０ｃの開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターン２１２が形成されている。
【００１８】
凹部空間Ｋ１内で露出した第１の枠部２１０ｂの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド２１１が設けられている。
前記圧電振動素子搭載パッド２１１の主面には、それぞれに２個一対の第一のバンプＢＰ１が設けられている。
素子搭載部材２１０の基板部２１０ａの他方の主面の両端には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
【００１９】
基板部２１０ａの内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられており、所定の圧電振動素子搭載パッド２１１と外部接続用電極端子Ｇを接続している。
また、圧電振動素子搭載パッド２１１と封止用導体パターン２１２は、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズにニッケル（Ｎｉ）メッキや金（Ａｕ）メッキ等を施すことにより設けられている。
【００２０】
図３及び図４に示すように、第一のバンプＢＰ１は、前記圧電振動素子搭載パッド２１１の主面の所定の範囲で設けられている。
第一のバンプＢＰ１は、後述する音叉型屈曲水晶振動素子１００の基部１１１の位置になるように設けられている。つまり、第一のバンプＢＰ１が基部１１１に接触し、第１のバンプＢＰ１を支点にして後述する音叉型屈曲水晶振動素子１００の振動腕部１１２の先端部を浮かせている。
第一のバンプＢＰ１は、圧電振動素子搭載パッド２１１と封止用導体パターン２１２と同様に、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズにニッケル（Ｎｉ）メッキや金（Ａｕ）メッキ等を施すことにより設けられている。
図３に示す第一のバンプＢＰ１の縦幅は、例えば１００〜２００μｍであり、第一のバンプＢＰ１の横幅は、例えば２００〜３００μｍである。
【００２１】
また、図３及び図４に示すように、導電性接着剤ＤＳは、圧電振動素子搭載パッド２１１の主面に、第一のバンプＢＰ１にかからないように塗布されている。つまり、音叉型屈曲水晶振動素子１００の基部１１１の位置に導電性接着剤ＤＳは塗布されている。
導電性接着剤ＤＳと第一のバンプＢＰ１との間隔は、例えば１００〜２００μｍである。
このように圧電振動素子搭載パッド２１１に、導電性接着剤ＤＳが塗布されるので、音叉型屈曲水晶振動素子１００を導電性接着剤ＤＳ上に搭載しても、導電性接着剤ＤＳの厚みを確保することができる。
導電性接着剤ＤＳの厚みは、第一のバンプＢＰ１の厚みと同じ厚みとなる。つまり、この際の導電性接着剤ＤＳの厚みは、音叉型屈曲水晶振動素子１００を搭載した状態で１５μｍ〜３０μｍである。
【００２２】
また、図１及び図４に示すように、前記素子搭載部材２１０の枠部２１０ｃの４つの角部には、円柱状の第１の凹部Ｈ１を切断した際に形成された
切り欠き部２１３が形成されている。
また、前記枠部２１０ｃの４つの角部に形成された切り欠き部２１３には、封止用導体パターン２１２が設けられていない。
【００２３】
（余剰部）
図１に示すように、余剰部２２０は、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に設けられている。つまり、余剰部２２０は、前記素子搭載部材２１０と隣り合うようにして複数設けられている。
また、余剰部２２０の幅の長さＷ３（図５参照）は、例えば、５０〜１５０μｍであり、ダイシング法を用いた際のダイサー（図示せず）の厚みと同じ長さとなっている。つまり、余剰部２２０は、素子搭載部材２１０が個片化する際に削除されることになる。
【００２４】
（第１の凹部）
図１に示すように、円柱状の第１の凹部Ｈ１は、隣り合う素子搭載部材２１０の角部と、前記余剰部２２０とを含めて設けられている。例えば、第１の凹部Ｈ１は、その縁が向かい合う４つの素子搭載部材２１０の角部にかかりつつ、円の中心点ＣＰ１が余剰部２２０上に位置するように設けられている。
【００２５】
（第２の凹部）
図１に示すように、円柱状の第２の凹部Ｈ２は、２つの前記第１の凹部Ｈ１の間で、前記素子搭載部材２１０の長辺と前記余剰部２２０とを含めて設けられている。例えば、第２の凹部Ｈ２は、その縁が素子搭載部材２１０の長辺にかかりつつ、円の中心点ＣＰ２が余剰部２２０上に位置するように設けられている。
前記第２の凹部Ｈ２の直径は、第１の凹部Ｈ１の直径よりも小さくなっている。
【００２６】
（音叉型屈曲水晶振動素子）
図２に示すように、音叉型屈曲水晶振動素子１００は、水晶片１１０と、その水晶片１１０の表面に設けられた励振用電極１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ及び１２２ｂと、接続用電極１２３ａ及び１２３ｂと、周波数調整用金属膜１２４ａ及び１２４ｂと、導配線パターン１２５、１２６とにより概略構成される。
【００２７】
図２に示すように、水晶片１１０は、基部１１１と振動腕部１１２とからなり、振動腕部１１２が第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂとから成る。
基部１１１は、結晶の軸方向として電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸となる直交座標系としたとき、Ｘ軸回りに−５°〜＋５°の範囲内で回転させたＺ′軸の方向が厚み方向となる平面視略四角形の平板である。
第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂは、基部１１１の一辺からＹ′軸の方向に平行に延設されている。
このような水晶片１１０は、基部１１１と各振動腕部１１２とが一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィー技術と化学エッチング技術により製造される。
【００２８】
水晶片１１０ａは、平板状となる基部１１１と、この基部１１１の一辺から同一方向に延出している２本一対の振動腕部１１２と、から構成されている。
なお、振動腕部１１２は、２本一対であることから、第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂとして説明する。
【００２９】
また、図２に示すように、励振用電極１２２ａは、第一の振動腕部１１２ａの表裏主面に設けられている。また、励振用電極１２２ｂは、第一の振動腕部１１２ａの対向する両側面に設けられている。
周波数調整用金属膜１２４ａは、第一の振動腕部１１２ａの表主面及び側面の先端部に設けられている。
また、接続用電極１２３ａは、基部１１１の第一の振動腕部１１２ａ側であって、基部１１１の表裏主面に設けられている。
【００３０】
図２に示すように、励振用電極１２１ａは、第二の振動腕部１１２ｂの表裏主面に設けられている。また、励振用電極１２１ｂは、第二の振動腕部１１２ｂの対向する両側面に設けられている。
周波数調整用金属膜１２４ｂは、第二の振動腕部１１２ｂの表主面及び両側面の先端部に設けられている。
接続用電極１２３ｂは、基部１１１の第二の振動腕部１１２ｂ側であって、基部１１１の表裏主面に設けられている。
【００３１】
なお、音叉型屈曲水晶振動素子１００は、周波数調整用金属膜１２４ａ及び１２４ｂを構成する金属の量を増減させることにより、その振動周波数値を所望する値に調整することができる。
【００３２】
図２に示すように、励振用電極１２１ａ及び１２２ｂと、周波数調整用金属膜１２４ａと接続用電極１２３ａとは、水晶素板１１０表面に設けられた、例えば導配線パターン１２５により電気的に接続している。
接続用電極１２３ａは、基部１１１に設けられている導配線パターン１２５により励振用電極１２１ａと電気的に接続している。また、接続用電極１２３ａは、励振用電極１２２ｂと電気的に接続している。
【００３３】
また、図２に示すように、励振用電極１２１ｂ及び１２２ａと、周波数調整用金属膜１２４ｂと接続用電極１２３ｂとは、水晶片１１０表面に設けられた、例えば導配線パターン１２６により電気的に接続している。
接続用電極１２３ｂは、励振用電極１２１ｂ及び周波数調整用金属膜１２４ｂと電気的に接続している。また、基部１１１の表主面に設けられた導配線パターン１２６は、励振用電極１２２ａ及び励振用電極１２１ｂと電気的に接続している。
【００３４】
なお、各励振用電極１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ及び１２２ｂと、接続用電極１２３ａ、１２３ｂと、周波数調整用金属膜１２４ａ、１２４ｂと、導配線パターン１２５、１２６とは、例えば下地金属としてのＣｒ層と、その下地金属の上に重ねて設けられたＡｕ層とから構成されている。
【００３５】
この音叉型屈曲水晶振動素子１００を振動させる場合、接続用電極１２３ａ及び１２３ｂに交番電圧を印加する。印加後のある電気的状態を瞬間的にとらえると、第二の振動腕部１１２ｂの励振用電極１２１ｂは＋（プラス）電位となり、励振用電極１２１ａは−（マイナス）電位となり、＋から−に電界が生じる。一方、このときの第一の振動腕部１１２ａの励振用電極は、第二の振動腕部１１２ｂの励振用電極に生じた極性とは反対の極性となる。これらの印加された電界により、第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂに伸縮現象が生じ、各振動腕部１１２に設定した共振周波数の屈曲振動を得る。
【００３６】
蓋体２３０は、図２及び図３に示すように、素子搭載部材２１０の封止用導体パターン２１２上に第一の凹部空間Ｋ１の開口部を覆うように配置接合される。この蓋体２３０には、前記封止用導体パターン２１２に相対する箇所に封止部材２３１が設けられている。
また、このような封止部材２３１は、前記封止用導体パターン２１２表面の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。
【００３７】
また、前記素子搭載部材２１０上に配置される蓋体２３０は、従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に整形することによって製作される。蓋体２３０の上面には、ニッケル（Ｎｉ）層が形成され、更にニッケル（Ｎｉ）層の上面に少なくとも封止用導体パターン２１２に相対する箇所に封止部材２３１である銀ロウ層が形成される。銀ロウ層の厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。
【００３８】
前記導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。
【００３９】
尚、前記素子搭載部材２１０は、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に、圧電振動素子搭載パッド２１１、封止用導体パターン２１２、外部接続用電極端子Ｇ等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔（図示せず）内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
【００４０】
本発明の圧電デバイス用シート基板２００によれば、凹部空間Ｋ１を有する素子搭載部材２１０となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材２１０となる部分の間に余剰部２２０を有し、素子搭載部材２１０の角部と、前記余剰部２２０とを含めて円柱状の第１の凹部Ｈ１が設けられていることによって、個片の素子搭載部材２１０にした際に、角部に封止用導体パターン２１２が設けられていないため、バリの発生を低減することができる。前記バリの発生を低減できることで、その素子搭載部材２１０を用いて圧電デバイス３００を製造する際には、封止部材２３１が飛散しないので、圧電振動素子１００の発振周波数の変動を低減することができる。
【００４１】
次に本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法について、図５〜図８を用いて説明する。
【００４２】
（圧電デバイス用シート基板準備工程）
図５に示すように、圧電デバイス用シート基板準備工程は、凹部空間Ｋ１を有する複数の素子搭載部材２１０となる部分と、隣り合う素子搭載部材２１０となる部分の間に余剰部２２０を有し、隣り合う素子搭載部材２１０の角部と、前記余剰部２２０とを含めて円柱状の第１の凹部Ｈ１が設けられ、前記第１の凹部Ｈ１の間に第２の凹部Ｈ２が設けられている圧電デバイス用シート基板を準備する工程である。
【００４３】
図５に示すように、素子搭載部材２１０は、余剰部２２０と隣り合うようにして設けられている。
また、図２〜図３に示すように、素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａと、第１の枠部２１０ｂと、第２の枠部２１０ｃとで構成されている。
この素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａの一方の主面に第１の枠部２１０ｂと第２の枠部２１０ｃが設けられて、凹部空間Ｋ１が形成されている。
前記素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１を囲繞する第２の枠部２１０ｃの開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターン２１２が形成されている。
【００４４】
また、前記素子搭載部材２１０の枠部２１０ｃの４つの角部には、素子搭載部材２１０を個片化する際に際に形成された切り欠き部２１３が形成されている。
また、前記枠部２１０ｃの４つの角部に形成された切り欠き部２１３には、封止用導体パターン２１２が設けられていない。
【００４５】
図５に示すように、余剰部２２０は、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に設けられている。つまり、余剰部２２０は、前記素子搭載部材２１０と隣り合うようにして複数設けられている。
また、図５に示す余剰部２２０の幅の長さＷ３は、例えば、５０〜１５０μｍであり、ダイシング法を用いた際のダイサー（図示せず）の厚みと同じ長さとなっている。つまり、余剰部２２０は、素子搭載部材２１０が個片化する際に削除されることになる。
【００４６】
図５に示すように、円柱状の第１の凹部Ｈ１は、隣り合う素子搭載部材２１０の角部と、前記余剰部２２０とを含めて設けられている。例えば、第１の凹部Ｈ１は、その縁が向かい合う４つの素子搭載部材２１０の角部にかかりつつ、円の中心点ＣＰ１が余剰部２２０上に位置するように設けられている。
また、図５に示す第１の凹部Ｈ１の直径Ｗ１は、例えば１５０μｍ〜３００μｍである。
【００４７】
図５に示すように、円柱状の第２の凹部Ｈ２は、２つの前記第１の凹部Ｈ１の間で、前記素子搭載部材２１０の長辺と前記余剰部２２０とを含めて設けられている。例えば、第２の凹部Ｈ２は、その縁が素子搭載部材２１０の長辺にかかりつつ、円の中心点ＣＰ２が余剰部２２０上に位置するように設けられている。
また、前記第２の凹部Ｈ２の直径は、第１の凹部Ｈ１の直径よりも小さくなっている。図５に示す第２の凹部Ｈ２の直径Ｗ２は、例えば５０μｍ〜１５０μｍである。
【００４８】
また、第１の凹部Ｈ１と第２の凹部Ｈ２の深さは、枠部２１０ｂの主面に設けられた封止用導体パターン２１２の厚みと同じ長さで設けられている。つまり、封止用導体パターンを円柱状に除去することで第１の凹部Ｈ１及び第２の凹部Ｈ２が形成されている。
【００４９】
（素子搭載部材個片化工程）
図６に示すように、素子搭載部材個片化工程は、前記隣接する第１の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ１及び第２の凹部Ｈ２の中心点ＣＰ２を通り、素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１の内壁と平行になるように素子搭載部材２１０を個片化する工程である。
【００５０】
素子搭載部材２１０の短辺方向は、記隣接する第１の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ１と第１の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ１を通り、素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１の内壁と平行になるように切断される。
素子搭載部材２１０の長辺方向は、記隣接する第１の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ１と第２の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ２と第１の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ１と通るようにして、素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１の内壁と平行になるように切断される。
【００５１】
また、図１及び図４に示すように、前記素子搭載部材２１０の枠部２１０ｃの４つの角部には、円柱状の第１の凹部Ｈ１を切断した際に形成された切り欠き部２１３が形成されている。
また、前記枠部２１０ｃの４つの角部に形成された切り欠き部２１３には、封止用導体パターン２１２が設けられていない。
【００５２】
前記圧電デバイス用シート基板２００の切断は、ダイサーを用いたダイシングやレーザによる切断によって行なわれ、前記圧電デバイス用シート基板２００が個々の素子搭載部材２１０毎に分割される。これにより、複数個の素子搭載部材２１０が同時に得られる。
ダイサーとしては、例えば、ダイヤモンド砥粒等を電鋳により固定した円盤状の電鋳ブレードやダイヤモンド砥粒等を、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を結合材として使用したレジンブレードがある。
レーザとしては、ＹＡＧレーザの３倍波で、波長が例えば、３００〜４００ｎｍのものを用いる。
【００５３】
（圧電振動素子搭載工程）
図７に示すように、圧電振動素子搭載工程は、前記素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１内に設けられた圧電振動素子搭載パッド２１１に圧電振動素子１００を搭載する工程である。
素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１内の基板部１１０ａには２個一対の圧電振動素子搭載パッド２１１が設けられており、前記圧電振動素子搭載パッド２１１上に導電性接着剤ＤＳを塗布し、この圧電振動素子搭載パッド２１１に塗布された導電性接着剤ＤＳに音叉型屈曲水晶振動素子１００の表面に形成した励振用電極１２２から引き出された引き出し電極１２４（図３参照）を付着させる形態で圧電振動素子１００を搭載する。
大気雰囲気中または窒素雰囲気中の硬化アニール炉の内部空間に前記素子搭載部材２１０を収容した状態で、前記導電性接着剤ＤＳを加熱硬化させ、前記圧電振動素子搭載パッド２１１と前記音叉型屈曲水晶振動素子１００とを導通固着する。
加熱硬化とは、導電性接着剤ＤＳを加熱することにより、硬化させることをいう。
【００５４】
炉本体は、内部空間を有し、前記素子搭載部材２１０を格納する役割を果たす。
加熱部は、前記内部空間を所定の温度に加熱する役割を果たす。加熱部は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が用いられている。
供給部は、前記内部空間にガスを供給する役割を果たす。ガスは、例えば窒素等が用いられている。
制御部は、炉本体の内部空間の温度や酸素濃度、加熱部の昇温速度、供給部のガス供給量の制御を行うものである。
【００５５】
（蓋部材接合工程）
図８に示すように、蓋部材接合工程は、前記圧電振動素子１００を気密封止するように素子搭載部材２１０に蓋部材２３０を接合する工程である。
蓋部材２３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）が用いられ、音叉型屈曲水晶振動素子１２０を窒素ガス雰囲気中や真空雰囲気中などで気密封止する際に用いられる。
具体的には、蓋部材２３０は、窒素ガス雰囲気中や真空雰囲気中で、前記素子搭載部材２１０の第２の枠部２１０ｃ上に載置され、第２の枠部２１０ｃの主面に設けられた封止用導体パターン２１２と蓋部材２３０に設けられた封止部材２３１が溶接されるように、シーム溶接機（図示せず）のローラ電極（図示せず）を蓋部材２３０に接触させ、前記ローラ電極に電源を供給しながら、蓋部材２３０の外側縁部に沿って動かすことで、第２の枠部２１０ｃの主面に設けられた封止用導体パターン２１２に接合される。
【００５６】
本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、隣接する第１の凹部Ｈ１及び第２の凹部Ｈ２の中心を通り、素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１の内壁と並行になるように素子搭載部材２１０を個片化する素子搭載部材個片化工程と、を含むことで、素子搭載部材２１０を個片化する際に、枠部２１０ｂ、２１０ｃの内周縁部から外周縁部までの幅のバラツキを低減することで、蓋部材２３０が第２の枠部２１０ｃの主面と接合できない箇所を低減することができる。よって、安定して圧電デバイスの凹部空間Ｋ１内を気密封止することができる。
【００５７】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
【符号の説明】
【００５８】
２１０・・・素子搭載部材
２１０ａ・・・基板部
２１０ｂ・・・第１の枠部
２１０ｂ・・・第２の枠部
Ｋ１・・・凹部空間（第１の凹部空間）
２１１・・・圧電振動素子搭載パッド
Ｇ・・・外部接続用電極端子
１００・・・圧電振動素子（音叉型屈曲水晶振動素子）
１１０・・・水晶素板
２３０・・・蓋部材
２３１・・・封止部材
２２０・・・余剰部
２００・・・圧電デバイス用シート基板
Ｈ１・・・第１の凹部
Ｈ２・・・第２の凹部
ＤＳ・・・導電性接着剤
３００・・・圧電デバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスの製造で使用される複数の素子搭載部材によって設けられた圧電デバイス用シート基板と、その圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電振動子は、その例として素子搭載部材、音叉型屈曲水晶振動素子、蓋体とから主に構成されている。
素子搭載部材は、基板部と枠部で構成されている。
この素子搭載部材は、基板部の一方の主面に枠部が設けられて凹部空間が形成される。
その凹部空間内に露出する基板部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられ、音叉型水晶振動素子が搭載される。
また、基板部は、積層構造となっており、基板部の内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられている。この配線パターンにより圧電振動素子搭載パッドは、素子搭載部材の基板部の他方の主面に設けられている外部接続用電極端子と接続している。
また、枠部の主面には、封止用導体パターンが設けられている。前記封止用導体パターンは、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズにニッケル（Ｎｉ）メッキや金（Ａｕ）メッキ等を施すことにより設けられている。
この音叉型屈曲水晶振動素子を囲繞する素子搭載部材の枠部の封止用導体パターンには金属製の蓋体が被せられ、接合されている。これにより、凹部空間が気密封止されている。
【０００３】
また、このような音叉型屈曲水晶振動素子は、基部と、前記基部の側面より同一の方向に延びる２本の平板形状の振動腕部とによって構成されている。
これらの基部、振動腕部の表面には、素子搭載部材の圧電振動素子搭載パッドと電気的に接続を取る接続用電極、励振用電極、周波数調整用金属膜が形成されている。
この音叉型屈曲水晶振動素子は、接続用電極を圧電振動素子搭載パッドに導電性接着剤で固着することで片持ち固定されている。このときの振動腕部において、基部と反対側を向く端部が先端部となる。
また、この先端部が素子搭載部材の凹部空間内底面に接触すると、周波数が変動してしまうため、従来の圧電デバイスでは、前記素子搭載部材の凹部空間内底面の圧電振動素子搭載パッドにバンプが形成されている構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
このバンプによって、音叉型屈曲水晶振動素子を支持すると共に梃子の原理が働き、音叉型屈曲水晶振動素子の振動腕部の先端部が凹部空間内底面に接触しないように浮かすことができる。
【０００４】
また、圧電デバイス用シート基板は、複数の素子搭載部材がマトリクス状に配置された状態で設けられている。この素子搭載部材を個片化することで、複数の圧電デバイスを得ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２８９０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の圧電デバイス用シート基板では、素子搭載部材を個片化する際に、素子搭載部材の角部に封止用導体パターンのバリが生じてしまうといった課題があった。また、前記バリが生じることで、その素子搭載部材を用いて圧電デバイスを製造する際には、前記バリが蓋部材を接合するためのシーム溶接用ローラ電極と接触し、短絡することで封止材が飛散し、圧電振動素子に付着することで発振周波数が変動してしまうといった課題があった。
【０００７】
また、従来の圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法では、素子搭載部材を個片化する際に、枠部の内周縁部から外周縁部までの幅にバラツキが生じ、蓋部材が枠部主面と接合できない箇所を生じてしまう。そのため、第１の凹部空間を気密封止することができないといった課題があった。
【０００８】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、素子搭載部材の枠部の内周縁部から外周縁部までの幅のバラツキを低減し、安定して気密封止することができる圧電デバイス用シート基板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧電デバイス用シート基板は、凹部空間を有する素子搭載部材となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部が設けられた圧電デバイス用シート基板であって、素子搭載部材の角部と、前記余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法は、凹部空間を有する複数の素子搭載部材となる部分と、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部を有し、隣り合う素子搭載部材の角部と、余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられ、前記第１の凹部の間に第１の凹部よりも小さい第２の凹部が設けられている圧電デバイス用シート基板を準備する圧電デバイス用シート基板準備工程と、隣接する第１の凹部及び第２の凹部の中心を通り、素子搭載部材の凹部空間の内壁と並行になるように素子搭載部材を個片化する素子搭載部材個片化工程と、素子搭載部材の凹部空間に設けられた圧電振動素子搭載パッドに圧電振動素子を搭載する圧電振動素子搭載工程と、圧電振動素子を気密封止するように素子搭載部材に蓋部材を接合する蓋部材接合工程と、を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の圧電デバイス用シート基板によれば、凹部空間を有する素子搭載部材となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部が設けられた圧電デバイス用シート基板であって、素子搭載部材の角部と、前記余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられていることによって、個片の素子搭載部材にした際に、角部に封止用導体パターンが設けられていないため、バリの発生を低減することができる。前記バリの発生を低減できることで、その素子搭載部材を用いて圧電デバイスを製造する際には、封止部材が飛散しないので、圧電振動素子の発振周波数の変動を低減することができる。
【００１２】
本発明の圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法によれば、隣接する第１の凹部及び第２の凹部の中心点を通り、素子搭載部材の凹部空間の内壁と並行になるように素子搭載部材を個片化する素子搭載部材個片化工程と、を含むことで、素子搭載部材を個片化する際に、枠部の内周縁部から外周縁部までの幅のバラツキを低減することで、蓋部材が枠部主面と接合できない箇所ができることを低減することができる。よって、安定して、凹部空間を気密封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いて製造された圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いて製造された圧電デバイスの蓋部材を外した状態を示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いて製造された圧電デバイスの素子搭載部材の状態を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法で圧電デバイス用シート基板準備工程を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法で素子搭載部材個片化工程を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法で圧電振動素子搭載工程を示す平面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法で蓋部材接合工程を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた音叉型屈曲水晶振動素子の場合について説明する。また、図示した寸法も一部誇張して示している。
【００１５】
（圧電デバイス用シート基板）
図１に示すように、圧電デバイス用シート基板２００は、凹部空間を有する素子搭載部材となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部が設けられることで構成されている。
【００１６】
（素子搭載部材）
図１に示すように、素子搭載部材２１０は、余剰部２２０と隣り合うようにして設けられている。
また、図２〜図３に示すように、素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａと、第１の枠部２１０ｂと、第２の枠部２１０ｃとで構成されている。
【００１７】
この素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａの一方の主面に第１の枠部２１０ｂと第２の枠部２１０ｃが設けられて、凹部空間Ｋ１が形成されている。
前記素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１を囲繞する第２の枠部２１０ｃの開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターン２１２が形成されている。
【００１８】
凹部空間Ｋ１内で露出した第１の枠部２１０ｂの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド２１１が設けられている。
前記圧電振動素子搭載パッド２１１の主面には、それぞれに２個一対の第一のバンプＢＰ１が設けられている。
素子搭載部材２１０の基板部２１０ａの他方の主面の両端には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
【００１９】
基板部２１０ａの内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられており、所定の圧電振動素子搭載パッド２１１と外部接続用電極端子Ｇを接続している。
また、圧電振動素子搭載パッド２１１と封止用導体パターン２１２は、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズにニッケル（Ｎｉ）メッキや金（Ａｕ）メッキ等を施すことにより設けられている。
【００２０】
図３及び図４に示すように、第一のバンプＢＰ１は、前記圧電振動素子搭載パッド２１１の主面の所定の範囲で設けられている。
第一のバンプＢＰ１は、後述する音叉型屈曲水晶振動素子１００の基部１１１の位置になるように設けられている。つまり、第一のバンプＢＰ１が基部１１１に接触し、第１のバンプＢＰ１を支点にして後述する音叉型屈曲水晶振動素子１００の振動腕部１１２の先端部を浮かせている。
第一のバンプＢＰ１は、圧電振動素子搭載パッド２１１と封止用導体パターン２１２と同様に、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズにニッケル（Ｎｉ）メッキや金（Ａｕ）メッキ等を施すことにより設けられている。
図３に示す第一のバンプＢＰ１の縦幅は、例えば１００〜２００μｍであり、第一のバンプＢＰ１の横幅は、例えば２００〜３００μｍである。
【００２１】
また、図３及び図４に示すように、導電性接着剤ＤＳは、圧電振動素子搭載パッド２１１の主面に、第一のバンプＢＰ１にかからないように塗布されている。つまり、音叉型屈曲水晶振動素子１００の基部１１１の位置に導電性接着剤ＤＳは塗布されている。
導電性接着剤ＤＳと第一のバンプＢＰ１との間隔は、例えば１００〜２００μｍである。
このように圧電振動素子搭載パッド２１１に、導電性接着剤ＤＳが塗布されるので、音叉型屈曲水晶振動素子１００を導電性接着剤ＤＳ上に搭載しても、導電性接着剤ＤＳの厚みを確保することができる。
導電性接着剤ＤＳの厚みは、第一のバンプＢＰ１の厚みと同じ厚みとなる。つまり、この際の導電性接着剤ＤＳの厚みは、音叉型屈曲水晶振動素子１００を搭載した状態で１５μｍ〜３０μｍである。
【００２２】
また、図１及び図４に示すように、前記素子搭載部材２１０の枠部２１０ｃの４つの角部には、円柱状の第１の凹部Ｈ１を切断した際に形成された
切り欠き部２１３が形成されている。
また、前記枠部２１０ｃの４つの角部に形成された切り欠き部２１３には、封止用導体パターン２１２が設けられていない。
【００２３】
（余剰部）
図１に示すように、余剰部２２０は、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に設けられている。つまり、余剰部２２０は、前記素子搭載部材２１０と隣り合うようにして複数設けられている。
また、余剰部２２０の幅の長さＷ３（図５参照）は、例えば、５０〜１５０μｍであり、ダイシング法を用いた際のダイサー（図示せず）の厚みと同じ長さとなっている。つまり、余剰部２２０は、素子搭載部材２１０が個片化する際に削除されることになる。
【００２４】
（第１の凹部）
図１に示すように、円柱状の第１の凹部Ｈ１は、隣り合う素子搭載部材２１０の角部と、前記余剰部２２０とを含めて設けられている。例えば、第１の凹部Ｈ１は、その縁が向かい合う４つの素子搭載部材２１０の角部にかかりつつ、円の中心点ＣＰ１が余剰部２２０上に位置するように設けられている。
【００２５】
（第２の凹部）
図１に示すように、円柱状の第２の凹部Ｈ２は、２つの前記第１の凹部Ｈ１の間で、前記素子搭載部材２１０の長辺と前記余剰部２２０とを含めて設けられている。例えば、第２の凹部Ｈ２は、その縁が素子搭載部材２１０の長辺にかかりつつ、円の中心点ＣＰ２が余剰部２２０上に位置するように設けられている。
前記第２の凹部Ｈ２の直径は、第１の凹部Ｈ１の直径よりも小さくなっている。
【００２６】
（音叉型屈曲水晶振動素子）
図２に示すように、音叉型屈曲水晶振動素子１００は、水晶片１１０と、その水晶片１１０の表面に設けられた励振用電極１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ及び１２２ｂと、接続用電極１２３ａ及び１２３ｂと、周波数調整用金属膜１２４ａ及び１２４ｂと、導配線パターン１２５、１２６とにより概略構成される。
【００２７】
図２に示すように、水晶片１１０は、基部１１１と振動腕部１１２とからなり、振動腕部１１２が第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂとから成る。
基部１１１は、結晶の軸方向として電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸となる直交座標系としたとき、Ｘ軸回りに−５°〜＋５°の範囲内で回転させたＺ′軸の方向が厚み方向となる平面視略四角形の平板である。
第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂは、基部１１１の一辺からＹ′軸の方向に平行に延設されている。
このような水晶片１１０は、基部１１１と各振動腕部１１２とが一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィー技術と化学エッチング技術により製造される。
【００２８】
水晶片１１０ａは、平板状となる基部１１１と、この基部１１１の一辺から同一方向に延出している２本一対の振動腕部１１２と、から構成されている。
なお、振動腕部１１２は、２本一対であることから、第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂとして説明する。
【００２９】
また、図２に示すように、励振用電極１２２ａは、第一の振動腕部１１２ａの表裏主面に設けられている。また、励振用電極１２２ｂは、第一の振動腕部１１２ａの対向する両側面に設けられている。
周波数調整用金属膜１２４ａは、第一の振動腕部１１２ａの表主面及び側面の先端部に設けられている。
また、接続用電極１２３ａは、基部１１１の第一の振動腕部１１２ａ側であって、基部１１１の表裏主面に設けられている。
【００３０】
図２に示すように、励振用電極１２１ａは、第二の振動腕部１１２ｂの表裏主面に設けられている。また、励振用電極１２１ｂは、第二の振動腕部１１２ｂの対向する両側面に設けられている。
周波数調整用金属膜１２４ｂは、第二の振動腕部１１２ｂの表主面及び両側面の先端部に設けられている。
接続用電極１２３ｂは、基部１１１の第二の振動腕部１１２ｂ側であって、基部１１１の表裏主面に設けられている。
【００３１】
なお、音叉型屈曲水晶振動素子１００は、周波数調整用金属膜１２４ａ及び１２４ｂを構成する金属の量を増減させることにより、その振動周波数値を所望する値に調整することができる。
【００３２】
図２に示すように、励振用電極１２１ａ及び１２２ｂと、周波数調整用金属膜１２４ａと接続用電極１２３ａとは、水晶素板１１０表面に設けられた、例えば導配線パターン１２５により電気的に接続している。
接続用電極１２３ａは、基部１１１に設けられている導配線パターン１２５により励振用電極１２１ａと電気的に接続している。また、接続用電極１２３ａは、励振用電極１２２ｂと電気的に接続している。
【００３３】
また、図２に示すように、励振用電極１２１ｂ及び１２２ａと、周波数調整用金属膜１２４ｂと接続用電極１２３ｂとは、水晶片１１０表面に設けられた、例えば導配線パターン１２６により電気的に接続している。
接続用電極１２３ｂは、励振用電極１２１ｂ及び周波数調整用金属膜１２４ｂと電気的に接続している。また、基部１１１の表主面に設けられた導配線パターン１２６は、励振用電極１２２ａ及び励振用電極１２１ｂと電気的に接続している。
【００３４】
なお、各励振用電極１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ及び１２２ｂと、接続用電極１２３ａ、１２３ｂと、周波数調整用金属膜１２４ａ、１２４ｂと、導配線パターン１２５、１２６とは、例えば下地金属としてのＣｒ層と、その下地金属の上に重ねて設けられたＡｕ層とから構成されている。
【００３５】
この音叉型屈曲水晶振動素子１００を振動させる場合、接続用電極１２３ａ及び１２３ｂに交番電圧を印加する。印加後のある電気的状態を瞬間的にとらえると、第二の振動腕部１１２ｂの励振用電極１２１ｂは＋（プラス）電位となり、励振用電極１２１ａは−（マイナス）電位となり、＋から−に電界が生じる。一方、このときの第一の振動腕部１１２ａの励振用電極は、第二の振動腕部１１２ｂの励振用電極に生じた極性とは反対の極性となる。これらの印加された電界により、第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂに伸縮現象が生じ、各振動腕部１１２に設定した共振周波数の屈曲振動を得る。
【００３６】
蓋体２３０は、図２及び図３に示すように、素子搭載部材２１０の封止用導体パターン２１２上に第一の凹部空間Ｋ１の開口部を覆うように配置接合される。この蓋体２３０には、前記封止用導体パターン２１２に相対する箇所に封止部材２３１が設けられている。
また、このような封止部材２３１は、前記封止用導体パターン２１２表面の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。
【００３７】
また、前記素子搭載部材２１０上に配置される蓋体２３０は、従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に整形することによって製作される。蓋体２３０の上面には、ニッケル（Ｎｉ）層が形成され、更にニッケル（Ｎｉ）層の上面に少なくとも封止用導体パターン２１２に相対する箇所に封止部材２３１である銀ロウ層が形成される。銀ロウ層の厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。
【００３８】
前記導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。
【００３９】
尚、前記素子搭載部材２１０は、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に、圧電振動素子搭載パッド２１１、封止用導体パターン２１２、外部接続用電極端子Ｇ等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔（図示せず）内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
【００４０】
本発明の圧電デバイス用シート基板２００によれば、凹部空間Ｋ１を有する素子搭載部材２１０となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材２１０となる部分の間に余剰部２２０を有し、素子搭載部材２１０の角部と、前記余剰部２２０とを含めて円柱状の第１の凹部Ｈ１が設けられていることによって、個片の素子搭載部材２１０にした際に、角部に封止用導体パターン２１２が設けられていないため、バリの発生を低減することができる。前記バリの発生を低減できることで、その素子搭載部材２１０を用いて圧電デバイス３００を製造する際には、封止部材２３１が飛散しないので、圧電振動素子１００の発振周波数の変動を低減することができる。
【００４１】
次に本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法について、図５〜図８を用いて説明する。
【００４２】
（圧電デバイス用シート基板準備工程）
図５に示すように、圧電デバイス用シート基板準備工程は、凹部空間Ｋ１を有する複数の素子搭載部材２１０となる部分と、隣り合う素子搭載部材２１０となる部分の間に余剰部２２０を有し、隣り合う素子搭載部材２１０の角部と、前記余剰部２２０とを含めて円柱状の第１の凹部Ｈ１が設けられ、前記第１の凹部Ｈ１の間に第２の凹部Ｈ２が設けられている圧電デバイス用シート基板を準備する工程である。
【００４３】
図５に示すように、素子搭載部材２１０は、余剰部２２０と隣り合うようにして設けられている。
また、図２〜図３に示すように、素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａと、第１の枠部２１０ｂと、第２の枠部２１０ｃとで構成されている。
この素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａの一方の主面に第１の枠部２１０ｂと第２の枠部２１０ｃが設けられて、凹部空間Ｋ１が形成されている。
前記素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１を囲繞する第２の枠部２１０ｃの開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターン２１２が形成されている。
【００４４】
また、前記素子搭載部材２１０の枠部２１０ｃの４つの角部には、素子搭載部材２１０を個片化する際に際に形成された切り欠き部２１３が形成されている。
また、前記枠部２１０ｃの４つの角部に形成された切り欠き部２１３には、封止用導体パターン２１２が設けられていない。
【００４５】
図５に示すように、余剰部２２０は、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に設けられている。つまり、余剰部２２０は、前記素子搭載部材２１０と隣り合うようにして複数設けられている。
また、図５に示す余剰部２２０の幅の長さＷ３は、例えば、５０〜１５０μｍであり、ダイシング法を用いた際のダイサー（図示せず）の厚みと同じ長さとなっている。つまり、余剰部２２０は、素子搭載部材２１０が個片化する際に削除されることになる。
【００４６】
図５に示すように、円柱状の第１の凹部Ｈ１は、隣り合う素子搭載部材２１０の角部と、前記余剰部２２０とを含めて設けられている。例えば、第１の凹部Ｈ１は、その縁が向かい合う４つの素子搭載部材２１０の角部にかかりつつ、円の中心点ＣＰ１が余剰部２２０上に位置するように設けられている。
また、図５に示す第１の凹部Ｈ１の直径Ｗ１は、例えば１５０μｍ〜３００μｍである。
【００４７】
図５に示すように、円柱状の第２の凹部Ｈ２は、２つの前記第１の凹部Ｈ１の間で、前記素子搭載部材２１０の長辺と前記余剰部２２０とを含めて設けられている。例えば、第２の凹部Ｈ２は、その縁が素子搭載部材２１０の長辺にかかりつつ、円の中心点ＣＰ２が余剰部２２０上に位置するように設けられている。
また、前記第２の凹部Ｈ２の直径は、第１の凹部Ｈ１の直径よりも小さくなっている。図５に示す第２の凹部Ｈ２の直径Ｗ２は、例えば５０μｍ〜１５０μｍである。
【００４８】
また、第１の凹部Ｈ１と第２の凹部Ｈ２の深さは、枠部２１０ｂの主面に設けられた封止用導体パターン２１２の厚みと同じ長さで設けられている。つまり、封止用導体パターンを円柱状に除去することで第１の凹部Ｈ１及び第２の凹部Ｈ２が形成されている。
【００４９】
（素子搭載部材個片化工程）
図６に示すように、素子搭載部材個片化工程は、前記隣接する第１の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ１及び第２の凹部Ｈ２の中心点ＣＰ２を通り、素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１の内壁と平行になるように素子搭載部材２１０を個片化する工程である。
【００５０】
素子搭載部材２１０の短辺方向は、記隣接する第１の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ１と第１の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ１を通り、素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１の内壁と平行になるように切断される。
素子搭載部材２１０の長辺方向は、記隣接する第１の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ１と第２の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ２と第１の凹部Ｈ１の中心点ＣＰ１と通るようにして、素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１の内壁と平行になるように切断される。
【００５１】
また、図１及び図４に示すように、前記素子搭載部材２１０の枠部２１０ｃの４つの角部には、円柱状の第１の凹部Ｈ１を切断した際に形成された切り欠き部２１３が形成されている。
また、前記枠部２１０ｃの４つの角部に形成された切り欠き部２１３には、封止用導体パターン２１２が設けられていない。
【００５２】
前記圧電デバイス用シート基板２００の切断は、ダイサーを用いたダイシングやレーザによる切断によって行なわれ、前記圧電デバイス用シート基板２００が個々の素子搭載部材２１０毎に分割される。これにより、複数個の素子搭載部材２１０が同時に得られる。
ダイサーとしては、例えば、ダイヤモンド砥粒等を電鋳により固定した円盤状の電鋳ブレードやダイヤモンド砥粒等を、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を結合材として使用したレジンブレードがある。
レーザとしては、ＹＡＧレーザの３倍波で、波長が例えば、３００〜４００ｎｍのものを用いる。
【００５３】
（圧電振動素子搭載工程）
図７に示すように、圧電振動素子搭載工程は、前記素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１内に設けられた圧電振動素子搭載パッド２１１に圧電振動素子１００を搭載する工程である。
素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１内の基板部１１０ａには２個一対の圧電振動素子搭載パッド２１１が設けられており、前記圧電振動素子搭載パッド２１１上に導電性接着剤ＤＳを塗布し、この圧電振動素子搭載パッド２１１に塗布された導電性接着剤ＤＳに音叉型屈曲水晶振動素子１００の表面に形成した励振用電極１２２から引き出された引き出し電極１２４（図３参照）を付着させる形態で圧電振動素子１００を搭載する。
大気雰囲気中または窒素雰囲気中の硬化アニール炉の内部空間に前記素子搭載部材２１０を収容した状態で、前記導電性接着剤ＤＳを加熱硬化させ、前記圧電振動素子搭載パッド２１１と前記音叉型屈曲水晶振動素子１００とを導通固着する。
加熱硬化とは、導電性接着剤ＤＳを加熱することにより、硬化させることをいう。
【００５４】
炉本体は、内部空間を有し、前記素子搭載部材２１０を格納する役割を果たす。
加熱部は、前記内部空間を所定の温度に加熱する役割を果たす。加熱部は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が用いられている。
供給部は、前記内部空間にガスを供給する役割を果たす。ガスは、例えば窒素等が用いられている。
制御部は、炉本体の内部空間の温度や酸素濃度、加熱部の昇温速度、供給部のガス供給量の制御を行うものである。
【００５５】
（蓋部材接合工程）
図８に示すように、蓋部材接合工程は、前記圧電振動素子１００を気密封止するように素子搭載部材２１０に蓋部材２３０を接合する工程である。
蓋部材２３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）が用いられ、音叉型屈曲水晶振動素子１２０を窒素ガス雰囲気中や真空雰囲気中などで気密封止する際に用いられる。
具体的には、蓋部材２３０は、窒素ガス雰囲気中や真空雰囲気中で、前記素子搭載部材２１０の第２の枠部２１０ｃ上に載置され、第２の枠部２１０ｃの主面に設けられた封止用導体パターン２１２と蓋部材２３０に設けられた封止部材２３１が溶接されるように、シーム溶接機（図示せず）のローラ電極（図示せず）を蓋部材２３０に接触させ、前記ローラ電極に電源を供給しながら、蓋部材２３０の外側縁部に沿って動かすことで、第２の枠部２１０ｃの主面に設けられた封止用導体パターン２１２に接合される。
【００５６】
本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、隣接する第１の凹部Ｈ１及び第２の凹部Ｈ２の中心を通り、素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ１の内壁と並行になるように素子搭載部材２１０を個片化する素子搭載部材個片化工程と、を含むことで、素子搭載部材２１０を個片化する際に、枠部２１０ｂ、２１０ｃの内周縁部から外周縁部までの幅のバラツキを低減することで、蓋部材２３０が第２の枠部２１０ｃの主面と接合できない箇所を低減することができる。よって、安定して圧電デバイスの凹部空間Ｋ１内を気密封止することができる。
【００５７】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
【符号の説明】
【００５８】
２１０・・・素子搭載部材
２１０ａ・・・基板部
２１０ｂ・・・第１の枠部
２１０ｂ・・・第２の枠部
Ｋ１・・・凹部空間（第１の凹部空間）
２１１・・・圧電振動素子搭載パッド
Ｇ・・・外部接続用電極端子
１００・・・圧電振動素子（音叉型屈曲水晶振動素子）
１１０・・・水晶素板
２３０・・・蓋部材
２３１・・・封止部材
２２０・・・余剰部
２００・・・圧電デバイス用シート基板
Ｈ１・・・第１の凹部
Ｈ２・・・第２の凹部
ＤＳ・・・導電性接着剤
３００・・・圧電デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部空間を有する素子搭載部材となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部が設けられた圧電デバイス用シート基板であって、
素子搭載部材の角部と、前記余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられていることを特徴とする圧電デバイス用シート基板。
【請求項２】
凹部空間を有する複数の素子搭載部材となる部分と、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部を有し、隣り合う素子搭載部材の角部と、前記余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられ、前記第１の凹部Ｈ１の間で、前記素子搭載部材の長辺と前記余剰部とを含めて円柱状の第２の凹部が設けられている圧電デバイス用シート基板を準備する圧電デバイス用シート基板準備工程と、
前記隣接する第１の凹部及び第２の凹部の中心を通り、素子搭載部材の凹部空間の内壁と並行になるように素子搭載部材を個片化する素子搭載部材個片化工程と、
前記素子搭載部材の凹部空間に設けられた圧電振動素子搭載パッドに圧電振動素子を搭載する圧電振動素子搭載工程と、
前記圧電振動素子を気密封止するように前記素子搭載部材に蓋部材を接合する蓋部材接合工程と、を含むことを特徴とする圧電デバイス用シート基板を用いた圧電デバイスの製造方法。
【請求項１】
凹部空間を有する素子搭載部材となる部分が複数設けられ、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部が設けられた圧電デバイス用シート基板であって、
素子搭載部材の角部と、前記余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられていることを特徴とする圧電デバイス用シート基板。
【請求項２】
凹部空間を有する複数の素子搭載部材となる部分と、隣り合う素子搭載部材となる部分の間に余剰部を有し、隣り合う素子搭載部材の角部と、前記余剰部とを含めて円柱状の第１の凹部が設けられ、前記第１の凹部Ｈ１の間で、前記素子搭載部材の長辺と前記余剰部とを含めて円柱状の第２の凹部が設けられている圧電デバイス用シート基板を準備する圧電デバイス用シート基板準備工程と、
前記隣接する第１の凹部及び第２の凹部の中心を通り、素子搭載部材の凹部空間の内壁と並行になるように素子搭載部材を個片化する素子搭載部材個片化工程と、
前記素子搭載部材の凹部空間に設けられた圧電振動素子搭載パッドに圧電振動素子を搭載する圧電振動素子搭載工程と、
前記圧電振動素子を気密封止するように前記素子搭載部材に蓋部材を接合する蓋部材接合工程と、を含むことを特徴とする圧電デバイス用シート基板を用いた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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１８２５６４（Ｐ２０１２−１８２５６４Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２７００（Ｐ２０１１−４２７００）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラクリスタルデバイス株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラクリスタルデバイス株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]