圧電振動子及び圧電発振器
【課題】 封止が完全になされ、応力の残留を防ぐ。
【解決手段】 圧電振動素子と、平均表面粗さが１ｎｍ以下でアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる圧電振動素子搭載部材と、凹部を有し平均表面粗さが１ｎｍ以下でアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる蓋部材と、を備え、圧電振動素子を搭載した圧電振動素子搭載部材と蓋部材とが常温で直接接合されて構成されていることを特徴とする。圧電振動素子搭載部材と蓋部材とのそれぞれの接合面に接合用金属膜が設けられている。
【解決手段】 圧電振動素子と、平均表面粗さが１ｎｍ以下でアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる圧電振動素子搭載部材と、凹部を有し平均表面粗さが１ｎｍ以下でアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる蓋部材と、を備え、圧電振動素子を搭載した圧電振動素子搭載部材と蓋部材とが常温で直接接合されて構成されていることを特徴とする。圧電振動素子搭載部材と蓋部材とのそれぞれの接合面に接合用金属膜が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いられる圧電振動子及び圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器には電子部品を搭載した電子基板が用いられている。この電子基板には、金属膜からなる導通パターンが形成されており、この導通パターンに半田等でコンデンサ等のチップ部品を接合することで電子基板に電子部品を搭載している。
また、電子部品は、チップ部品の他に、凹部を有する容器に各種素子を搭載して凹部を封止した構造の圧電振動子や圧電発振器といった電子部品が含まれる。
【０００３】
ここで、圧電振動子に用いられる圧電振動素子搭載部材と蓋部材について説明する。
例えば、圧電振動素子搭載部材は、平板状に形成されており、後述する蓋部材と接合する面に金属膜が設けられている。また、この金属膜よりも内側に圧電振動素子を搭載するための搭載パッドが設けられている。また、この金属膜が設けられる主面とは反対側の主面にマザーボードなどの配線基板に実装するための外部端子が設けられている。この外部端子は、内部配線パターンを介して搭載パッドと接続している。このような圧電振動素子搭載部材は、複数が連なったウェハの状態で、金属膜、搭載パッド、外部端子が設けられる。
また、蓋部材は、内部に圧電振動素子を封止することができる程度の大きさを有する凹部が設けられており、圧電振動素子搭載部材と接合する面に封止材からなる金属膜が設けられている。このような蓋部材は、複数が連なったウェハの状態で、金属膜が設けられる。
【０００４】
ここで、圧電振動子は、以下の工程を経て製造される。
まず、圧電振動素子搭載部材に設けられた搭載パッドに圧電振動素子を導電性接着剤を介して搭載し、この状態で蓋部材の凹部内に圧電振動素子が入るように蓋部材を圧電振動素子搭載部材に重ねる。
圧電振動素子搭載部材と蓋部材とが重なった状態で、例えば、３００℃〜３５０℃で加熱して、圧電振動素子搭載部材と蓋部材とを接合して１つのウェハに複数の圧電振動子が設けられた状態にする。
その後、各圧電振動子の境目で切断して個片化された圧電振動子とする（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、同様な構造の圧電振動子において、接合用の金属膜を用いずに、ウェハの状態の圧電振動素子搭載部材と蓋部材とを接合した圧電振動子が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
圧電振動素子搭載部材と蓋部材との接合は、直接接合により行われている。この接合を行うときの温度は、２００℃〜５００℃とされている。
このように、ウェハの状態で接合を行い、各圧電振動子となっている部分で切断して、個片化された圧電振動子としている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７９８７２号公報
【特許文献２】特開２００６−３３９８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、圧電振動素子搭載部材と蓋部材との接合は加熱が必要となる。これにより、加熱による熱膨張とその後の冷却による収縮で圧電振動素子搭載部材と蓋部材とに応力が残留することがある。この応力により、接合部分が剥がれる恐れがある。
また、接合されるために接合面の幅を、例えば、０．１５ｍｍ程度に広く設ける必要があるが、電子部品の小型化により、接合幅が従来よりも狭くなってきている。そのため、完全な封止が行えない恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、封止が完全になされ、応力の残留を防ぐ圧電振動子及び圧電発振器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】
前記課題を解決するため、本発明は、圧電振動子であって、圧電振動素子と、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる圧電振動素子搭載部材と、凹部を有し平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる蓋部材と、を備え、 前記圧電振動素子を搭載した圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とが常温で直接接合されて構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、圧電振動子であって、圧電振動素子と、凹部を有し平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる圧電振動素子搭載部材と、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる蓋部材と、を備え、前記圧電振動素子を搭載した圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とが常温で直接接合されて構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記圧電振動素子搭載部材に２つの凹部が設けられていても良い。
また、本発明は、前記圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とのそれぞれの接合面に接合用金属膜が設けられていても良い。
【００１２】
また、本発明は、圧電発振器であって、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の圧電振動子に、少なくとも発振回路を備えた集積回路素子が搭載されて構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
このような圧電振動子によれば、接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるため、常温で直接接合ができ、また、接合面の幅が従来より小さくても封止状態を維持することができる。
また、圧電振動素子搭載部材に２つの凹部を設けたので、圧電振動素子のための空間として用いることができ、その他に、他の電子部品を搭載可能に構成することができる。
また、接合面に接合用金属膜を設けたので、圧電振動素子搭載部材と蓋部材との接合強度を向上させることができる。
【００１４】
また、このような圧電発振器によれば、圧電振動素子を封止する部分からの気密漏れを防ぐことができるので、歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各構成要素について、状態をわかりやすくするために、誇張して図示している。
【００１６】
（第一の実施形態）
図１（ａ）は、ウェハに外部端子と搭載パッドを設けた状態の一例を示す概念図であり、（ｂ）は圧電振動素子を搭載した状態の一例を示す概念図であり、（ｃ）は蓋部材を接合する前の状態を示す概念図であり、（ｄ）は、蓋部材を接合した状態を示す概念図である。図２は、本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す概念図である。
本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子１０１は、圧電振動素子搭載部材１０Ａ、圧電振動素子２０、蓋部材３０Ａとから構成されている。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、圧電振動素子２０は、例えば、圧電片である平面視矩形形状の水晶片２１の両主面に励振電極２２が設けられており、それぞれの主面に設けられた励振電極２２からこの水晶片２１の端部側に伸びる引回しパターン２３が形成されて構成されている（図１参照）。
この圧電振動素子２０は、励振電極２２と接続している引回しパターン２３と圧電振動素子搭載部材１０Ａに設けられた搭載パッドＰに導電性接着材Ｄにより接合される。
これにより、圧電振動素子２０は圧電振動素子搭載部材１０Ａに搭載される。
【００１８】
圧電振動素子搭載部材１０Ａは、焼成されたアルミナセラミック又は焼成されたガラスセラミックが用いられ平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さで形成されている。この圧電振動素子搭載部材１０Ａは、後述する蓋部材３０Ａとの接合面においても、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなっている。
接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となることで、常温での直接接合が容易となる。しかし、接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍよりも大きい場合、常温での直接接合が困難と成り、加熱しながらの接合となるため、圧電振動素子搭載部材１０Ａが歪む恐れがある。
【００１９】
また、接合面は、圧電振動素子搭載部材１０Ａの外周縁に沿って搭載パッドＰ（図１（ａ）参照）が設けられている主面に設けられており、その幅は、例えば、２０μｍとなっている。
この接合面は、後述する蓋部材３０Ａと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化される。
また、図１（ａ）に示すように、圧電振動素子搭載部材１０Ａには、接合面よりも内側に圧電振動素子２０を搭載するための搭載パッドＰが設けられ、その搭載パッドＰが設けられる主面とは反対側の主面に外部端子Ｇが設けられている。
これら搭載パッドＰと外部端子Ｇとは、予め設けられているスルーホールを介して接続されている。
【００２０】
蓋部材３０Ａは、焼成されたアルミナセラミック又は焼成されたガラスセラミックが用いられ平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さで形成されている。この蓋部材３０Ａは、圧電振動素子搭載部材１０Ａとの接合面においても、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなっている。
この接合面は、圧電振動素子搭載部材１０Ａと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化される。
接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となることで、常温での直接接合が容易となる。しかし、接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍよりも大きい場合、常温での直接接合が困難と成り、加熱しながらの接合となるため、蓋部材３０Ａが歪む恐れがある。
また、図１（ｃ）に示すように、蓋部材３０Ａには、凹部３１が形成されている。この凹部３１は、圧電振動素子搭載部材１０Ａに搭載されている圧電振動素子２０を覆う大きさで形成されている。
接合面は、蓋部材３０Ａの外周縁から凹部３１までの間であって、その幅は、例えば、２０μｍで形成されている。
【００２１】
圧電振動素子２０が搭載された圧電振動素子搭載部材１０Ａと蓋部材３０Ａとは、接合面を重ね合わせた状態で、常温にて真空雰囲気中で所定の圧力が加えられて直接接合される。ここで、常温とは、例えば２０±１５℃の範囲とする。
これにより、圧電振動素子搭載部材１０Ａと蓋部材３０Ａとが直接接合されて圧電振動子１０１となる。
【００２２】
このように、本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子１０１を構成したので、直接接合を容易に行うことができる構造とすることができる。また、接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍとなるため、常温で直接接合ができ、また、接合面の幅が従来より小さくても封止状態を維持することができる。
【００２３】
次に、本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子１０１の製造方法について説明する。
図１（ａ）に示すように、複数の圧電振動素子搭載部材１０Ａは、１枚のウェハに設けられた状態となっている。つまり、このウェハは、複数の圧電振動素子搭載部材１０Ａとする部分が設けられている。
このウェハを平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなるまで研磨する。なお、平均表面粗さＲａは、１ｎｍ以下であればよい。また、接合面となる主面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となればよいが、両面の平均表面粗さＲａを１ｎｍ以下としても良い。
【００２４】
ウェハの平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなったら、スルーホールを所定のレーザー、サンドブラスト、エッチングなどを用いて形成する。
次に、スルーホールをスパッタリング、電解めっき、無電解めっきのいずれかにより埋めた後、搭載パッドＰと外部端子Ｇを形成する。
図１（ｂ）に示すように、この状態で、導電性接着剤Ｄを用いて圧電振動素子２０を搭載パッドＰに搭載する。
導電性接着剤Ｄが硬化した後に圧電振動素子２０の励振電極２２の一部を除去又は付加して周波数を調整する。
【００２５】
これら工程と同時又は後に、複数の蓋部材３０Ａが設けられるウェハを研磨する。
このウェハの研磨も、複数の圧電振動素子搭載部材１０Ａが設けられるウェハと同様に、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなるまで研磨する。なお、平均表面粗さＲａは、１ｎｍ以下であればよい。また、接合面となる主面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となればよいが、両面の平均表面粗さＲａを１ｎｍ以下としても良い。
この接合面となる主面は、凹部３１が設けられる側の主面である。
ウェハの平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなったら、凹部３１をサンドブラスト、エッチングなどを用いて形成する。
【００２６】
図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように、圧電振動素子２０を搭載する。
その後、圧電振動素子搭載部材１０Ａの接合面を、蓋部材３０Ａと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化する。
また、蓋部材３０Ａの接合面を、圧電振動素子搭載部材１０Ａと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化する。
この状態で、複数の圧電振動素子搭載部材１０Ａが設けられるウェハと、凹部３１が設けられ、複数の蓋部材３０Ａが設けられるウェハとを重ね合わせる。
このとき、複数の蓋部材３０Ａが設けられるウェハに設けられた凹部３１内に圧電振動素子２０が入るように重ね合わせる。
この状態で、真空度が５×１０−５Ｐａ以下となる真空雰囲気中で、常温にて所定の圧力を加えてウェハ同士を直接接合する。
【００２７】
接合後、圧電振動素子搭載部材１０Ａの輪郭、又は／および蓋部材３０Ａの輪郭に沿って切断し、複数の圧電振動子１０１（図２参照）とする。
【００２８】
したがって、接合に加熱する工程が不要となることから、直接接合が容易に行え、また、圧電振動素子搭載部材１０Ａ、蓋部材３０Ａの歪みもなくすことができる。
【００２９】
（第二の実施形態）
次に本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子について説明する。
図３に示すように、本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子１０２は、凹部１１Ｂが圧電振動素子搭載部材１０Ｂに形成され、蓋部材３０Ｂが平板状に形成されている点で第一の実施形態と異なる。
この本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子１０２は、凹部１１Ｂを有する圧電振動素子搭載部材１０Ｂ、圧電振動素子２０、平板状の蓋部材３０Ｂとから主に構成されている。
【００３０】
圧電振動素子搭載部材１０Ｂは、一方の主面に凹部１１Ｂが設けられており、その凹部１１Ｂ内部に圧電振動素子２０を搭載するための搭載パッドＰが設けられている。また、他方の主面には、マザーボードなどの配線基板に接続するための外部端子Ｇが設けられている。この外部端子Ｇは、圧電振動素子搭載部材１０Ｂに設けられたスルーホールを介して搭載パッドＰと接続している。
この圧電振動素子搭載部材１０Ｂの凹部１１Ｂが設けられる側の主面は、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となっている。なお、圧電振動素子搭載部材１０Ｂの両主面の表面粗さＲａを１ｎｍ以下としても良い。
【００３１】
蓋部材３０Ｂは、平板状となっており、平面形状が圧電振動素子搭載部材１０Ｂの外周縁における平面形状と同一となっている。この蓋部材３０Ｂの圧電振動素子搭載部材１０Ｂと接合する側の主面の平均表面粗さＲａが、１ｎｍ以下となっている。なお、蓋部材３０Ｂの両主面の平均表面粗さＲａを１ｎｍ以下としても良い。
【００３２】
このように構成される圧電振動素子１０２は、凹部１１Ｂが設けられたウェハに、それぞれの凹部１１Ｂ内に設けられた搭載パッドＰに圧電振動素子２０を搭載し、蓋部材３０Ｂとなる平板状のウェハを、表面活性化した後に重ねて、真空雰囲気中にて、常温の状態で所定の圧力を加えて直接接合を行う。その後、圧電振動素子搭載部材１０Ｂの輪郭、又は／および蓋部材３０Ｂの輪郭に沿って切断し、複数の圧電振動子１０２とする。
【００３３】
このように本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子１０２を構成しても第一の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３４】
（第三の実施形態）
次に本発明の第三の実施形態に係る圧電振動子について説明する。
図４に示すように、本発明の第三の実施形態に係る圧電振動子１０３は、圧電振動素子搭載部材１０Ｃに設けられた１つめの凹部１１ＣＡ内に更に２つめの凹部１１ＣＢが設けられた構造となっている点で第二の実施形態と異なる。
【００３５】
この圧電振動素子搭載部材１０Ｃは、２つの凹部１１ＣＡ、１１ＣＢが設けられた構造となっている。この凹部１１ＣＡ、１１ＣＢは、圧電振動素子搭載部材１０Ｃの平均表面粗さＲａを１ｎｍ以下に研磨する前に形成しても良いし、研磨後に形成しても良い。
研磨する前に凹部１１ＣＡ、１１ＣＢを形成する場合は、ウェハを製造する前に、例えば、アルミナセラミック又はガラスセラミックを積層させることで段差をつけて凹部１１ＣＡ、１１ＣＢを形成し、焼成することで凹部１１ＣＡ、１１ＣＢを有するウェハとしても良い。
【００３６】
この圧電振動素子搭載部材１０Ｃにおいて、凹部１１ＣＡ内に搭載パッドＰを設け、凹部１１ＣＡ内に位置するように、この搭載パッドＰに圧電振動素子２０を搭載する。
このように本発明の第三の実施形態に係る圧電振動子１０３を構成したので、直接接合を容易に行うことができる構造とすることができる。また、接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍとなるため、常温で直接接合ができ、また、接合面の幅が従来より小さくても封止状態を維持することができる。
また、凹部１１ＣＡに圧電振動素子２０を搭載する構造となるので、凹部１１ＣＢが空いた空間となるために、圧電振動素子２０の自由端部側が下がっても圧電振動素子搭載部材１０Ｃに接触することがない。これにより、圧電振動素子２０の周波数が変化する要因を除去することができる。
【００３７】
（第四の実施形態）
次に本発明の第四の実施形態に係る圧電振動子について説明する。
図５に示すように、本発明の第四の実施形態に係る圧電振動子１０４は、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと蓋部材３０Ｄとのそれぞれの接合面に接合用金属膜１２、３２が設けられている点で第一の実施形態と異なる。
【００３８】
圧電振動素子搭載部材１０Ｄは、搭載パッドＰが設けられる側の主面の平均表面粗さＲａを１ｎｍ以下となるまで研磨されており、その後、搭載パッドＰと同時又は別に接合用金属膜１２を設ける。この接合用金属膜１２は、第一の実施形態における圧電振動素子搭載部材１０Ａに設けられた接合面に設けられる。
この接合用金属膜１２は、後述する蓋部材３０Ｄと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化される。
このように、圧電振動素子搭載部材１０Ｄの平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる状態で接合用金属膜１２を設けると、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと接合用金属膜１２との密着性が良く、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと接合用金属膜１２との境目からの気密漏れを防ぐことができる。
【００３９】
蓋部材３０Ｄは、凹部３１が設けられる側の主面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下とるまで研磨されており、その後、凹部３１が形成された後に、接合用金属膜３２が設けられる。
この接合用金属膜３２は、第一の実施形態における蓋部材３０Ａに設けられた接合面に設けられる。つまり、蓋部材３０Ｄの外周縁と凹部３１の縁との間が接合面となり、この接合面に接合用金属膜３２が設けられる。
この接合用金属膜３２は、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化される。
このように、蓋部材３０Ｄの平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる状態で接合用金属膜３２を設けると、蓋部材３０Ｄと接合用金属膜３２との密着性が良く、蓋部材３０Ｄと接合用金属膜３２との境目からの気密漏れを防ぐことができる。
【００４０】
このように構成された圧電振動素子搭載部材１０Ｄに圧電振動素子２０を搭載する。その後、圧電振動素子搭載部材１０Ｄの接合用金属膜１２を、後述する蓋部材３０Ｄと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化する。
また、蓋部材３０Ｄの接合用金属膜３２を、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化する。
この状態で、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと蓋部材３０Ｄとを重ね合わせ、真空雰囲気中にて、常温において所定の圧力を加えて直接接合を行う。
これにより、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと蓋部材３０Ｄとは接合された状態となる。
具体的には、圧電振動素子搭載部材１０Ｄが複数設けられたウェハに圧電振動素子２０をそれぞれ搭載し、複数の蓋部材３０Ｄが設けられたウェハを重ね合わせる。このとき、蓋部材３０Ｄの凹部３１内に入らない圧電振動素子搭載部材１０Ｄとなる部分に接合用金属膜１２が設けられ、また、蓋部材３０Ｄの凹部３１が設けられる主面にも接合用金属膜３２が設けられている。
【００４１】
なお、接合用金属膜１２、３２は、同一材料で構成される。なお、搭載パッドと同一材料で構成しても良い。
【００４２】
したがって、圧電振動素子搭載部材１０Ｄの接合用金属膜１２と蓋部材３０Ｄの接合用金属膜３２とが重なった状態となる。この状態で真空雰囲気中で、常温にて所定の圧力を加えて直接接合が行われ、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと蓋部材３０Ｄとが接合される。
その後、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと蓋部材３０Ｄとの輪郭で切断を行い、複数の圧電振動子１０４とする。
このように第四の実施形態に係る圧電振動子１０４を構成したので、圧電振動素子搭載部材１０Ｄの接合用金属膜１２と蓋部材３０Ｄの接合用金属膜３２とが直接接合により接合されるため、常温においても所定の圧力を加えることにより直接接合で接合することができる。
【００４３】
これにより、第四の実施形態に係る圧電振動子１０４は、第一の実施形態よりも気密性を向上させることができる。
【００４４】
（第五の実施形態）
次に本発明の第五の実施形態に係る圧電発振器について説明する。
図６に示すように、本発明の第五の実施形態に係る圧電発振器１０５は、第一の実施形態〜第四の実施形態のいずれかに係る圧電振動子１０１〜１０４に、すくなくとも発振回路を備えた集積回路素子４０を搭載した構造となっている。
【００４５】
この集積回路素子４０は、フリップチップ型となっており、単結晶シリコン等から成る本体の下面に、例えば、周囲の温度状態を検知する感温素子（サーミスタ）、圧電振動素子２０の温度特性を補償する温度補償データを格納するとともに該温度補償データに基づいて水晶振動素子３０の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、該温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等の電子回路が設けられている。このような発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えば、クロック信号等の基準信号として利用されることとなる。
【００４６】
この集積回路素子４０をセラミック容器Ｙに搭載して、第一の実施形態〜第四の実施形態のいずれかに係る圧電振動子に接続される。以下、第一の実施形態に係る圧電振動子１０１を用いた場合について説明する。
例えば、このセラミック容器Ｙは、一方の主面に凹部４１が形成され、その一方の主面に、圧電振動子１０１に設けられた外部端子Ｇの位置に対応した接続端子Ｓが設けられており、他方の主面にマザーボードなどの配線基板に接続するためのＩＣ側外部端子ＩＣＧが設けられている。また、凹部４１内には、集積回路素子４０に設けられている実装パッドに対応した位置にＩＣ搭載パッドＰ２が複数、設けられており、このＩＣ搭載パッドＰ２の所定の２つが、接続端子Ｓに接続されており、残りのＩＣ搭載パッドＰ２のうち、所定のものがＩＣ側外部端子ＩＧと接続している。
ここで、圧電振動子１０１に設けられた外部端子Ｇとセラミック容器Ｙの接続端子Ｓとは、例えば、導電性接着剤Ｄ２で接続される。
このように、本発明の第五の実施形態に係る圧電発振器１０５を構成したので、圧電振動素子２０を封止する部分からの気密漏れを防ぐことができ、また、歩留まりを向上させることができる。
【００４７】
なお、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、蓋部材に凹部が形成され、圧電振動素子搭載部材に凹部が形成された構造であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】（ａ）は、ウェハに外部端子と搭載パッドを設けた状態の一例を示す概念図であり、（ｂ）は圧電振動素子を搭載した状態の一例を示す概念図であり、（ｃ）は蓋部材を接合する前の状態を示す概念図であり、（ｄ）は、蓋部材を接合した状態を示す概念図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す概念図である。
【図４】本発明の第三の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す概念図である。
【図５】本発明の第四の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す概念図であり、（ａ）は、蓋部材を接合する前の状態を示す概念図であり、（ｂ）は蓋部材を接合した状態を示す概念図であり、（ｃ）は個片化した状態を示す概念図である。
【図６】本発明の第五の実施形態に係る圧電発振器の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 圧電振動素子搭載部材
１１Ｂ、１１ＣＡ、１１ＣＢ、３１ 凹部
１２、３２ 接合用金属膜
２０ 圧電振動素子
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｄ 蓋部材
４０ 集積回路素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いられる圧電振動子及び圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器には電子部品を搭載した電子基板が用いられている。この電子基板には、金属膜からなる導通パターンが形成されており、この導通パターンに半田等でコンデンサ等のチップ部品を接合することで電子基板に電子部品を搭載している。
また、電子部品は、チップ部品の他に、凹部を有する容器に各種素子を搭載して凹部を封止した構造の圧電振動子や圧電発振器といった電子部品が含まれる。
【０００３】
ここで、圧電振動子に用いられる圧電振動素子搭載部材と蓋部材について説明する。
例えば、圧電振動素子搭載部材は、平板状に形成されており、後述する蓋部材と接合する面に金属膜が設けられている。また、この金属膜よりも内側に圧電振動素子を搭載するための搭載パッドが設けられている。また、この金属膜が設けられる主面とは反対側の主面にマザーボードなどの配線基板に実装するための外部端子が設けられている。この外部端子は、内部配線パターンを介して搭載パッドと接続している。このような圧電振動素子搭載部材は、複数が連なったウェハの状態で、金属膜、搭載パッド、外部端子が設けられる。
また、蓋部材は、内部に圧電振動素子を封止することができる程度の大きさを有する凹部が設けられており、圧電振動素子搭載部材と接合する面に封止材からなる金属膜が設けられている。このような蓋部材は、複数が連なったウェハの状態で、金属膜が設けられる。
【０００４】
ここで、圧電振動子は、以下の工程を経て製造される。
まず、圧電振動素子搭載部材に設けられた搭載パッドに圧電振動素子を導電性接着剤を介して搭載し、この状態で蓋部材の凹部内に圧電振動素子が入るように蓋部材を圧電振動素子搭載部材に重ねる。
圧電振動素子搭載部材と蓋部材とが重なった状態で、例えば、３００℃〜３５０℃で加熱して、圧電振動素子搭載部材と蓋部材とを接合して１つのウェハに複数の圧電振動子が設けられた状態にする。
その後、各圧電振動子の境目で切断して個片化された圧電振動子とする（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、同様な構造の圧電振動子において、接合用の金属膜を用いずに、ウェハの状態の圧電振動素子搭載部材と蓋部材とを接合した圧電振動子が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
圧電振動素子搭載部材と蓋部材との接合は、直接接合により行われている。この接合を行うときの温度は、２００℃〜５００℃とされている。
このように、ウェハの状態で接合を行い、各圧電振動子となっている部分で切断して、個片化された圧電振動子としている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７９８７２号公報
【特許文献２】特開２００６−３３９８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、圧電振動素子搭載部材と蓋部材との接合は加熱が必要となる。これにより、加熱による熱膨張とその後の冷却による収縮で圧電振動素子搭載部材と蓋部材とに応力が残留することがある。この応力により、接合部分が剥がれる恐れがある。
また、接合されるために接合面の幅を、例えば、０．１５ｍｍ程度に広く設ける必要があるが、電子部品の小型化により、接合幅が従来よりも狭くなってきている。そのため、完全な封止が行えない恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、封止が完全になされ、応力の残留を防ぐ圧電振動子及び圧電発振器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】
前記課題を解決するため、本発明は、圧電振動子であって、圧電振動素子と、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる圧電振動素子搭載部材と、凹部を有し平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる蓋部材と、を備え、 前記圧電振動素子を搭載した圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とが常温で直接接合されて構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、圧電振動子であって、圧電振動素子と、凹部を有し平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる圧電振動素子搭載部材と、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる蓋部材と、を備え、前記圧電振動素子を搭載した圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とが常温で直接接合されて構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記圧電振動素子搭載部材に２つの凹部が設けられていても良い。
また、本発明は、前記圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とのそれぞれの接合面に接合用金属膜が設けられていても良い。
【００１２】
また、本発明は、圧電発振器であって、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の圧電振動子に、少なくとも発振回路を備えた集積回路素子が搭載されて構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
このような圧電振動子によれば、接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるため、常温で直接接合ができ、また、接合面の幅が従来より小さくても封止状態を維持することができる。
また、圧電振動素子搭載部材に２つの凹部を設けたので、圧電振動素子のための空間として用いることができ、その他に、他の電子部品を搭載可能に構成することができる。
また、接合面に接合用金属膜を設けたので、圧電振動素子搭載部材と蓋部材との接合強度を向上させることができる。
【００１４】
また、このような圧電発振器によれば、圧電振動素子を封止する部分からの気密漏れを防ぐことができるので、歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各構成要素について、状態をわかりやすくするために、誇張して図示している。
【００１６】
（第一の実施形態）
図１（ａ）は、ウェハに外部端子と搭載パッドを設けた状態の一例を示す概念図であり、（ｂ）は圧電振動素子を搭載した状態の一例を示す概念図であり、（ｃ）は蓋部材を接合する前の状態を示す概念図であり、（ｄ）は、蓋部材を接合した状態を示す概念図である。図２は、本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す概念図である。
本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子１０１は、圧電振動素子搭載部材１０Ａ、圧電振動素子２０、蓋部材３０Ａとから構成されている。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、圧電振動素子２０は、例えば、圧電片である平面視矩形形状の水晶片２１の両主面に励振電極２２が設けられており、それぞれの主面に設けられた励振電極２２からこの水晶片２１の端部側に伸びる引回しパターン２３が形成されて構成されている（図１参照）。
この圧電振動素子２０は、励振電極２２と接続している引回しパターン２３と圧電振動素子搭載部材１０Ａに設けられた搭載パッドＰに導電性接着材Ｄにより接合される。
これにより、圧電振動素子２０は圧電振動素子搭載部材１０Ａに搭載される。
【００１８】
圧電振動素子搭載部材１０Ａは、焼成されたアルミナセラミック又は焼成されたガラスセラミックが用いられ平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さで形成されている。この圧電振動素子搭載部材１０Ａは、後述する蓋部材３０Ａとの接合面においても、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなっている。
接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となることで、常温での直接接合が容易となる。しかし、接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍよりも大きい場合、常温での直接接合が困難と成り、加熱しながらの接合となるため、圧電振動素子搭載部材１０Ａが歪む恐れがある。
【００１９】
また、接合面は、圧電振動素子搭載部材１０Ａの外周縁に沿って搭載パッドＰ（図１（ａ）参照）が設けられている主面に設けられており、その幅は、例えば、２０μｍとなっている。
この接合面は、後述する蓋部材３０Ａと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化される。
また、図１（ａ）に示すように、圧電振動素子搭載部材１０Ａには、接合面よりも内側に圧電振動素子２０を搭載するための搭載パッドＰが設けられ、その搭載パッドＰが設けられる主面とは反対側の主面に外部端子Ｇが設けられている。
これら搭載パッドＰと外部端子Ｇとは、予め設けられているスルーホールを介して接続されている。
【００２０】
蓋部材３０Ａは、焼成されたアルミナセラミック又は焼成されたガラスセラミックが用いられ平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さで形成されている。この蓋部材３０Ａは、圧電振動素子搭載部材１０Ａとの接合面においても、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなっている。
この接合面は、圧電振動素子搭載部材１０Ａと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化される。
接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となることで、常温での直接接合が容易となる。しかし、接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍよりも大きい場合、常温での直接接合が困難と成り、加熱しながらの接合となるため、蓋部材３０Ａが歪む恐れがある。
また、図１（ｃ）に示すように、蓋部材３０Ａには、凹部３１が形成されている。この凹部３１は、圧電振動素子搭載部材１０Ａに搭載されている圧電振動素子２０を覆う大きさで形成されている。
接合面は、蓋部材３０Ａの外周縁から凹部３１までの間であって、その幅は、例えば、２０μｍで形成されている。
【００２１】
圧電振動素子２０が搭載された圧電振動素子搭載部材１０Ａと蓋部材３０Ａとは、接合面を重ね合わせた状態で、常温にて真空雰囲気中で所定の圧力が加えられて直接接合される。ここで、常温とは、例えば２０±１５℃の範囲とする。
これにより、圧電振動素子搭載部材１０Ａと蓋部材３０Ａとが直接接合されて圧電振動子１０１となる。
【００２２】
このように、本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子１０１を構成したので、直接接合を容易に行うことができる構造とすることができる。また、接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍとなるため、常温で直接接合ができ、また、接合面の幅が従来より小さくても封止状態を維持することができる。
【００２３】
次に、本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子１０１の製造方法について説明する。
図１（ａ）に示すように、複数の圧電振動素子搭載部材１０Ａは、１枚のウェハに設けられた状態となっている。つまり、このウェハは、複数の圧電振動素子搭載部材１０Ａとする部分が設けられている。
このウェハを平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなるまで研磨する。なお、平均表面粗さＲａは、１ｎｍ以下であればよい。また、接合面となる主面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となればよいが、両面の平均表面粗さＲａを１ｎｍ以下としても良い。
【００２４】
ウェハの平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなったら、スルーホールを所定のレーザー、サンドブラスト、エッチングなどを用いて形成する。
次に、スルーホールをスパッタリング、電解めっき、無電解めっきのいずれかにより埋めた後、搭載パッドＰと外部端子Ｇを形成する。
図１（ｂ）に示すように、この状態で、導電性接着剤Ｄを用いて圧電振動素子２０を搭載パッドＰに搭載する。
導電性接着剤Ｄが硬化した後に圧電振動素子２０の励振電極２２の一部を除去又は付加して周波数を調整する。
【００２５】
これら工程と同時又は後に、複数の蓋部材３０Ａが設けられるウェハを研磨する。
このウェハの研磨も、複数の圧電振動素子搭載部材１０Ａが設けられるウェハと同様に、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなるまで研磨する。なお、平均表面粗さＲａは、１ｎｍ以下であればよい。また、接合面となる主面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となればよいが、両面の平均表面粗さＲａを１ｎｍ以下としても良い。
この接合面となる主面は、凹部３１が設けられる側の主面である。
ウェハの平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さとなったら、凹部３１をサンドブラスト、エッチングなどを用いて形成する。
【００２６】
図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように、圧電振動素子２０を搭載する。
その後、圧電振動素子搭載部材１０Ａの接合面を、蓋部材３０Ａと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化する。
また、蓋部材３０Ａの接合面を、圧電振動素子搭載部材１０Ａと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化する。
この状態で、複数の圧電振動素子搭載部材１０Ａが設けられるウェハと、凹部３１が設けられ、複数の蓋部材３０Ａが設けられるウェハとを重ね合わせる。
このとき、複数の蓋部材３０Ａが設けられるウェハに設けられた凹部３１内に圧電振動素子２０が入るように重ね合わせる。
この状態で、真空度が５×１０−５Ｐａ以下となる真空雰囲気中で、常温にて所定の圧力を加えてウェハ同士を直接接合する。
【００２７】
接合後、圧電振動素子搭載部材１０Ａの輪郭、又は／および蓋部材３０Ａの輪郭に沿って切断し、複数の圧電振動子１０１（図２参照）とする。
【００２８】
したがって、接合に加熱する工程が不要となることから、直接接合が容易に行え、また、圧電振動素子搭載部材１０Ａ、蓋部材３０Ａの歪みもなくすことができる。
【００２９】
（第二の実施形態）
次に本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子について説明する。
図３に示すように、本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子１０２は、凹部１１Ｂが圧電振動素子搭載部材１０Ｂに形成され、蓋部材３０Ｂが平板状に形成されている点で第一の実施形態と異なる。
この本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子１０２は、凹部１１Ｂを有する圧電振動素子搭載部材１０Ｂ、圧電振動素子２０、平板状の蓋部材３０Ｂとから主に構成されている。
【００３０】
圧電振動素子搭載部材１０Ｂは、一方の主面に凹部１１Ｂが設けられており、その凹部１１Ｂ内部に圧電振動素子２０を搭載するための搭載パッドＰが設けられている。また、他方の主面には、マザーボードなどの配線基板に接続するための外部端子Ｇが設けられている。この外部端子Ｇは、圧電振動素子搭載部材１０Ｂに設けられたスルーホールを介して搭載パッドＰと接続している。
この圧電振動素子搭載部材１０Ｂの凹部１１Ｂが設けられる側の主面は、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となっている。なお、圧電振動素子搭載部材１０Ｂの両主面の表面粗さＲａを１ｎｍ以下としても良い。
【００３１】
蓋部材３０Ｂは、平板状となっており、平面形状が圧電振動素子搭載部材１０Ｂの外周縁における平面形状と同一となっている。この蓋部材３０Ｂの圧電振動素子搭載部材１０Ｂと接合する側の主面の平均表面粗さＲａが、１ｎｍ以下となっている。なお、蓋部材３０Ｂの両主面の平均表面粗さＲａを１ｎｍ以下としても良い。
【００３２】
このように構成される圧電振動素子１０２は、凹部１１Ｂが設けられたウェハに、それぞれの凹部１１Ｂ内に設けられた搭載パッドＰに圧電振動素子２０を搭載し、蓋部材３０Ｂとなる平板状のウェハを、表面活性化した後に重ねて、真空雰囲気中にて、常温の状態で所定の圧力を加えて直接接合を行う。その後、圧電振動素子搭載部材１０Ｂの輪郭、又は／および蓋部材３０Ｂの輪郭に沿って切断し、複数の圧電振動子１０２とする。
【００３３】
このように本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子１０２を構成しても第一の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３４】
（第三の実施形態）
次に本発明の第三の実施形態に係る圧電振動子について説明する。
図４に示すように、本発明の第三の実施形態に係る圧電振動子１０３は、圧電振動素子搭載部材１０Ｃに設けられた１つめの凹部１１ＣＡ内に更に２つめの凹部１１ＣＢが設けられた構造となっている点で第二の実施形態と異なる。
【００３５】
この圧電振動素子搭載部材１０Ｃは、２つの凹部１１ＣＡ、１１ＣＢが設けられた構造となっている。この凹部１１ＣＡ、１１ＣＢは、圧電振動素子搭載部材１０Ｃの平均表面粗さＲａを１ｎｍ以下に研磨する前に形成しても良いし、研磨後に形成しても良い。
研磨する前に凹部１１ＣＡ、１１ＣＢを形成する場合は、ウェハを製造する前に、例えば、アルミナセラミック又はガラスセラミックを積層させることで段差をつけて凹部１１ＣＡ、１１ＣＢを形成し、焼成することで凹部１１ＣＡ、１１ＣＢを有するウェハとしても良い。
【００３６】
この圧電振動素子搭載部材１０Ｃにおいて、凹部１１ＣＡ内に搭載パッドＰを設け、凹部１１ＣＡ内に位置するように、この搭載パッドＰに圧電振動素子２０を搭載する。
このように本発明の第三の実施形態に係る圧電振動子１０３を構成したので、直接接合を容易に行うことができる構造とすることができる。また、接合面の平均表面粗さＲａが１ｎｍとなるため、常温で直接接合ができ、また、接合面の幅が従来より小さくても封止状態を維持することができる。
また、凹部１１ＣＡに圧電振動素子２０を搭載する構造となるので、凹部１１ＣＢが空いた空間となるために、圧電振動素子２０の自由端部側が下がっても圧電振動素子搭載部材１０Ｃに接触することがない。これにより、圧電振動素子２０の周波数が変化する要因を除去することができる。
【００３７】
（第四の実施形態）
次に本発明の第四の実施形態に係る圧電振動子について説明する。
図５に示すように、本発明の第四の実施形態に係る圧電振動子１０４は、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと蓋部材３０Ｄとのそれぞれの接合面に接合用金属膜１２、３２が設けられている点で第一の実施形態と異なる。
【００３８】
圧電振動素子搭載部材１０Ｄは、搭載パッドＰが設けられる側の主面の平均表面粗さＲａを１ｎｍ以下となるまで研磨されており、その後、搭載パッドＰと同時又は別に接合用金属膜１２を設ける。この接合用金属膜１２は、第一の実施形態における圧電振動素子搭載部材１０Ａに設けられた接合面に設けられる。
この接合用金属膜１２は、後述する蓋部材３０Ｄと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化される。
このように、圧電振動素子搭載部材１０Ｄの平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる状態で接合用金属膜１２を設けると、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと接合用金属膜１２との密着性が良く、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと接合用金属膜１２との境目からの気密漏れを防ぐことができる。
【００３９】
蓋部材３０Ｄは、凹部３１が設けられる側の主面の平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下とるまで研磨されており、その後、凹部３１が形成された後に、接合用金属膜３２が設けられる。
この接合用金属膜３２は、第一の実施形態における蓋部材３０Ａに設けられた接合面に設けられる。つまり、蓋部材３０Ｄの外周縁と凹部３１の縁との間が接合面となり、この接合面に接合用金属膜３２が設けられる。
この接合用金属膜３２は、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化される。
このように、蓋部材３０Ｄの平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる状態で接合用金属膜３２を設けると、蓋部材３０Ｄと接合用金属膜３２との密着性が良く、蓋部材３０Ｄと接合用金属膜３２との境目からの気密漏れを防ぐことができる。
【００４０】
このように構成された圧電振動素子搭載部材１０Ｄに圧電振動素子２０を搭載する。その後、圧電振動素子搭載部材１０Ｄの接合用金属膜１２を、後述する蓋部材３０Ｄと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化する。
また、蓋部材３０Ｄの接合用金属膜３２を、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと重ね合わせる前に、アルゴンプラズマ又は酸素プラズマなどにより表面活性化する。
この状態で、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと蓋部材３０Ｄとを重ね合わせ、真空雰囲気中にて、常温において所定の圧力を加えて直接接合を行う。
これにより、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと蓋部材３０Ｄとは接合された状態となる。
具体的には、圧電振動素子搭載部材１０Ｄが複数設けられたウェハに圧電振動素子２０をそれぞれ搭載し、複数の蓋部材３０Ｄが設けられたウェハを重ね合わせる。このとき、蓋部材３０Ｄの凹部３１内に入らない圧電振動素子搭載部材１０Ｄとなる部分に接合用金属膜１２が設けられ、また、蓋部材３０Ｄの凹部３１が設けられる主面にも接合用金属膜３２が設けられている。
【００４１】
なお、接合用金属膜１２、３２は、同一材料で構成される。なお、搭載パッドと同一材料で構成しても良い。
【００４２】
したがって、圧電振動素子搭載部材１０Ｄの接合用金属膜１２と蓋部材３０Ｄの接合用金属膜３２とが重なった状態となる。この状態で真空雰囲気中で、常温にて所定の圧力を加えて直接接合が行われ、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと蓋部材３０Ｄとが接合される。
その後、圧電振動素子搭載部材１０Ｄと蓋部材３０Ｄとの輪郭で切断を行い、複数の圧電振動子１０４とする。
このように第四の実施形態に係る圧電振動子１０４を構成したので、圧電振動素子搭載部材１０Ｄの接合用金属膜１２と蓋部材３０Ｄの接合用金属膜３２とが直接接合により接合されるため、常温においても所定の圧力を加えることにより直接接合で接合することができる。
【００４３】
これにより、第四の実施形態に係る圧電振動子１０４は、第一の実施形態よりも気密性を向上させることができる。
【００４４】
（第五の実施形態）
次に本発明の第五の実施形態に係る圧電発振器について説明する。
図６に示すように、本発明の第五の実施形態に係る圧電発振器１０５は、第一の実施形態〜第四の実施形態のいずれかに係る圧電振動子１０１〜１０４に、すくなくとも発振回路を備えた集積回路素子４０を搭載した構造となっている。
【００４５】
この集積回路素子４０は、フリップチップ型となっており、単結晶シリコン等から成る本体の下面に、例えば、周囲の温度状態を検知する感温素子（サーミスタ）、圧電振動素子２０の温度特性を補償する温度補償データを格納するとともに該温度補償データに基づいて水晶振動素子３０の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、該温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等の電子回路が設けられている。このような発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えば、クロック信号等の基準信号として利用されることとなる。
【００４６】
この集積回路素子４０をセラミック容器Ｙに搭載して、第一の実施形態〜第四の実施形態のいずれかに係る圧電振動子に接続される。以下、第一の実施形態に係る圧電振動子１０１を用いた場合について説明する。
例えば、このセラミック容器Ｙは、一方の主面に凹部４１が形成され、その一方の主面に、圧電振動子１０１に設けられた外部端子Ｇの位置に対応した接続端子Ｓが設けられており、他方の主面にマザーボードなどの配線基板に接続するためのＩＣ側外部端子ＩＣＧが設けられている。また、凹部４１内には、集積回路素子４０に設けられている実装パッドに対応した位置にＩＣ搭載パッドＰ２が複数、設けられており、このＩＣ搭載パッドＰ２の所定の２つが、接続端子Ｓに接続されており、残りのＩＣ搭載パッドＰ２のうち、所定のものがＩＣ側外部端子ＩＧと接続している。
ここで、圧電振動子１０１に設けられた外部端子Ｇとセラミック容器Ｙの接続端子Ｓとは、例えば、導電性接着剤Ｄ２で接続される。
このように、本発明の第五の実施形態に係る圧電発振器１０５を構成したので、圧電振動素子２０を封止する部分からの気密漏れを防ぐことができ、また、歩留まりを向上させることができる。
【００４７】
なお、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、蓋部材に凹部が形成され、圧電振動素子搭載部材に凹部が形成された構造であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】（ａ）は、ウェハに外部端子と搭載パッドを設けた状態の一例を示す概念図であり、（ｂ）は圧電振動素子を搭載した状態の一例を示す概念図であり、（ｃ）は蓋部材を接合する前の状態を示す概念図であり、（ｄ）は、蓋部材を接合した状態を示す概念図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す概念図である。
【図４】本発明の第三の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す概念図である。
【図５】本発明の第四の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す概念図であり、（ａ）は、蓋部材を接合する前の状態を示す概念図であり、（ｂ）は蓋部材を接合した状態を示す概念図であり、（ｃ）は個片化した状態を示す概念図である。
【図６】本発明の第五の実施形態に係る圧電発振器の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 圧電振動素子搭載部材
１１Ｂ、１１ＣＡ、１１ＣＢ、３１ 凹部
１２、３２ 接合用金属膜
２０ 圧電振動素子
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｄ 蓋部材
４０ 集積回路素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動素子と、
平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる圧電振動素子搭載部材と、
凹部を有し平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる蓋部材と、
を備え、
前記圧電振動素子を搭載した圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とが常温で直接接合されて構成されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
圧電振動素子と、
凹部を有し平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる圧電振動素子搭載部材と、
平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる蓋部材と、
を備え、
前記圧電振動素子を搭載した圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とが常温で直接接合されて構成されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項３】
前記圧電振動素子搭載部材に２つの凹部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とのそれぞれの接合面に接合用金属膜が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の圧電振動子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の圧電振動子に、
少なくとも発振回路を備えた集積回路素子が搭載されて構成されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項１】
圧電振動素子と、
平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる圧電振動素子搭載部材と、
凹部を有し平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる蓋部材と、
を備え、
前記圧電振動素子を搭載した圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とが常温で直接接合されて構成されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
圧電振動素子と、
凹部を有し平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる圧電振動素子搭載部材と、
平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下となる表面粗さでアルミナセラミック又はガラスセラミックからなる蓋部材と、
を備え、
前記圧電振動素子を搭載した圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とが常温で直接接合されて構成されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項３】
前記圧電振動素子搭載部材に２つの凹部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記圧電振動素子搭載部材と前記蓋部材とのそれぞれの接合面に接合用金属膜が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の圧電振動子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の圧電振動子に、
少なくとも発振回路を備えた集積回路素子が搭載されて構成されていることを特徴とする圧電発振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−８８０６４（Ｐ２０１０−８８０６４Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５７８６０（Ｐ２００８−２５７８６０）
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
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