(57)【要約】  圧電振動片（２）には、少なくとも一対の励振電極（２９１，２９２）が形成され、前記一対の励振電極（２９１，２９２）を外部電極（３２）と電気機械的に接合させるために前記一対の励振電極（２９１，２９２）からそれぞれ引き出された少なくとも一対の引出電極（２９３，２９４）が形成されている。前記一対の引出電極（２９３，２９４）各々の先端部は、前記圧電振動片（２）の一主面（２３５）の一端部近傍に引き出された接続電極（２９５，２９６）を有する。前記各々の接続電極（２９５，２９６）の上面には、外部電極（３２）に接合する第１金属膜（Ｍ１）が形成されている。前記第１金属膜（Ｍ１）では、その上面に２つ以上の凸部（Ｔ）を有し、前記各々の接続電極（２９５，２９６）より、表面粗さが粗く、面積が小さく、前記凸部（Ｔ）の断面形状は、曲率状に形成されている。
2012115239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片であって、
少なくとも一対の励振電極が形成され、前記一対の励振電極を外部電極と電気機械的に接合させるために前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された少なくとも一対の引出電極が形成され、
前記一対の引出電極各々の先端部は、前記圧電振動片の一主面の一端部近傍に引き出された接続電極を有し、
前記各々の接続電極の上面には、外部電極に接合する第１金属膜が形成され、
前記第１金属膜では、その上面に２つ以上の凸部を有し、前記各々の接続電極より、表面粗さが粗く、面積が小さく、
前記凸部の断面形状は、曲率状に形成されたことを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動片において、
前記第１金属膜の上面に、前記第１金属膜の上面の中心領域を除いて前記第１金属膜の上面端部に沿って２つ以上の凸部を有することを特徴とする圧電振動片。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧電振動片において、
前記第１金属膜と前記接続電極の間には、前記接続電極より表面粗さが粗く、前記第１金属膜より面積が小さく、厚さが薄い第２金属膜が形成されたことを特徴とする圧電振動片。
【請求項４】
圧電振動子であって、
請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の圧電振動片が、外部電極である基板の端子電極に接合されたことを特徴とする圧電振動子。
【請求項５】
少なくとも一対の励振電極が形成され、前記一対の励振電極を外部電極と電気機械的に接合させるために前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された少なくとも一対の引出電極が形成され、前記引出電極は前記圧電振動片の一主面の一端部近傍に引き出された接続電極を有する圧電振動片の製造方法であって、
前記励振電極と前記引出電極とを蒸着法もしくはスパッタリング法により圧電振動片に形成する第１工程と、
前記接続電極の上面に前記接続電極より面積が小さい２つ以上の第２金属膜をメッキ法により形成する第２工程と、
前記第２金属膜の上面を含む前記接続電極の上面に、前記第２金属膜より面積が大きく、厚さが厚い第１金属膜を形成するとともに、前記第１金属膜の中心領域を除いて前記２つ以上の第２金属膜を配置するように前記第２金属膜の上面に前記第１金属膜をメッキ法により形成する第３工程からなることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電振動片を外部電極である基板の端子電極に接合した圧電振動子の製造方法であって、
前記第１工程から前記第３工程を経て構成された前記圧電振動片の前記第１金属膜を、前記端子電極に超音波接合したことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器などに用いられる圧電振動片、それを用いた圧電振動子、およびこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子に代表される圧電振動デバイスは、携帯電話などの移動体通信機などに広く用いられている。圧電振動子に用いられる圧電振動片の一つとして水晶振動片がある。水晶振動片は、表裏主面に励振電極とこれらの励振電極を水晶振動片の端部に延出するための引出電極などが形成されている。このような水晶振動片は、上部が開口した箱状のパッケージ内部に形成された端子電極と、水晶振動片の引出電極の端部に形成された接合部（接続電極）とを導電性接合材を介して接合され、前記開口部分を蓋で気密封止することで表面実装型の水晶振動子が構成される。【０００３】
例えば特許文献１に示す水晶振動子では、水晶振動板とパッケージとを金属バンプなどの導電性接合材で電気機械的に接合しており、お互いの接合強度向上するために、水晶振動板に形成される励振電極と接続電極とで下地電極の材料と電極形成方法とを異ならせたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０４７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、電極形成のための製造工程が増えるだけでなく、電極構造も複雑なものとなる。結果としてコスト高となるだけでなく、より簡易な構成が望ましい小型化された圧電振動子には不向きな構成であった。また金属バンプとしてメッキバンブを用いた場合、その上面の形状が平たくなるため、ＦＣＢ法により超音波接合するとメッキバンプの上面の周辺部分のみで変形して接合され、メッキバンブ上面の中央領域が接合されず、接合有効エリア（効率）が低くなることがあった。このような不具合を防止するために、より強い超音波付加条件によって圧電振動片をパッケージ内部に接合することがあるが、この場合、圧電振動片へ強いが外力が働くため、圧電振動片へのダメージが増すという新たな問題が生じる。【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、より安価で小型化に有利な圧電振動デバイスの接合構造が得られる圧電振動片、圧電振動子、圧電振動片の製造方法、および圧電振動子の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動片は、前記圧電振動片には、少なくとも一対の励振電極が形成され、前記一対の励振電極を外部電極と電気機械的に接合させるために前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された少なくとも一対の引出電極が形成され、前記一対の引出電極各々の先端部は、前記圧電振動片の一主面の一端部近傍に引き出された接続電極を有し、前記各々の接続電極の上面には、外部電極に接合する第１金属膜が形成され、前記第１金属膜では、その上面に２つ以上の凸部を有し、前記各々の接続電極より、表面粗さが粗く、面積が小さく、前記凸部の断面形状は、曲率状に形成されたことを特徴とする。【０００８】
本発明によれば、より安価で小型化に有利な圧電振動デバイス（圧電振動片）の接合構造が得られる。すなわち、本発明によれば、当該圧電振動片を搭載する圧電振動子などの外部部材の基板（パッケージ）に形成された外部電極（端子電極など）と、当該圧電振動片の前記接続電極との接合に関して、接合材を用いることなく前記第１金属膜により接合することが可能となる。その結果、より小型化された外部電極（端子電極など）に対する当該圧電振動片の前記接続電極の接合では、位置ずれやはみ出しが生じることがない。【０００９】
また、本発明によれば、前記接続電極より、表面粗さが粗く、面積が小さい前記第１金属膜を用い、前記第１金属膜の上面に断面形状が曲率状の凸部を有しているので、前記外部電極に対して前記第１金属膜がより安定した状態で電気的機械的な接合がされる。前記外部電極と当該圧電振動片の接続電極との接合に関して例えば超音波接合する場合、この断面形状が曲率状の前記凸部であれば、変形しやすく（つぶれやすく）なり、より小さな加圧力で確実に変形して（つぶれて）接合強度も高まる。そのため、仮に、前記一対の第１金属膜の間で厚みにばらつきが生じても、前記凸部でばらつきを吸収して、前記一対の接続電極の間の接合強度もバランスよく安定したものとすることが可能となる。【００１０】
しかも、この断面曲率状の前記凸部は、前記第１金属膜の上面に２つ以上に形成されているので、当該圧電振動片の接続電極を前記外部電極に接合する際に、前記凸部は前記第１金属膜の上面の前記凸部がもともと存在していなかった前記第１金属膜の上面の領域に向かって広がることが可能となる。このため、複数の前記凸部毎に外部電極と接合することで単位面積当たりの接合強度を高めることが可能となる。【００１１】
さらに、外部電極と当該圧電振動片の前記接続電極との接合に関して、例えば超音波接合する場合、複数の小さな前記凸部であれば変形しやすく（つぶれやすく）なり、より小さな加圧力で確実に変形して（つぶれて）接合することが可能となる。その結果、当該圧電振動片そのものに対するダメージをなくすことが可能となる。また、前記第１金属膜の上面端部から不要にはみ出して前記凸部が変形することも同時に抑制することが可能となる。そのため、超音波接合にともなって当該圧電振動片の前記接続電極や前記第１金属膜、あるいは前記外部電極に対してダメージを低減させることが可能となる。また、前記外部電極としての配線パターンを細くしたり、配線パターン間のピッチを狭くしたりすることが可能となり、小型化に対応可能となる。【００１２】
前記構成において、前記第１金属膜の上面に、前記第１金属膜の上面の中心領域を除いて前記第１金属膜の上面端部に沿って２つ以上の凸部を有してもよい。【００１３】
この場合、上述の作用効果に加えて、当該圧電振動片の接続電極を前記外部電極に接合する際に、前記凸部は前記第１金属膜の上面端部から前記凸部がもともと存在していなかった前記第１金属膜の上面の前記中心領域に向かって広がることが可能となり、前記第１金属膜の上面端部だけでなく前記中心領域を覆うように接合される。このため、複数の前記凸部毎に外部電極と接合することで単位面積当たりの接合強度を高めるだけでなく、前記第１金属膜の上面の前記中心領域の接合強度も同時に高めることが可能となる。つまり、前記第１金属膜の上面端部だけでなく前記中心領域の接合強度も高められ、外部電極に対する前記第１金属膜全体としての接合強度も飛躍的に高めることが可能となる。【００１４】
また、前記第１金属膜の上面端部に沿ってより多くの前記凸部（２つだけでなく、３つあるいはそれ以上）を形成することで、前記第１金属膜の上面端部からバランスよく均一に前記第１金属膜の前記中心領域に広がらせることが可能となるため、外部電極に対して、より安定し、接合強度も同時に高めた接合が可能となる。【００１５】
前記構成において、前記第１金属膜と前記接続電極の間には、前記接続電極より表面粗さが粗く、前記第１金属膜より面積が小さく、厚さが薄い第２金属膜が形成されてもよい。【００１６】
この場合、上述の作用効果に加えて、前記第２金属膜の厚み差によって前記第２金属膜の上方に配された前記第１金属膜の上面に、断面形状が曲率状の前記凸部を容易に構成することが可能となる。【００１７】
また、前記第１金属膜より表面粗さが粗くない前記接続電極に対して、前記第１金属膜より厚さが薄い前記第２金属膜が接合され、前記第２金属膜に対して前記第１金属膜が接合されることで、前記第１金属膜と前記第２金属膜との接合強度も高まり、金属膜全体（前記第１金属膜および前記第２金属膜）として安定したものとなる。また、予め前記第２金属膜を形成することで、前記接続電極の材質などによらずに前記第１金属膜を安定して形成することが可能となる。つまり、より厚さが薄い前記第２金属膜を前記第１金属膜と前記接続電極の間に少なくとも部分的に介在させることで、アンカー効果が生じて前記第１金属膜を直接、前記接続電極に接合するよりも強度が向上し、より安定したものとなる。【００１８】
特に、前記外部電極と当該圧電振動片の接続電極との接合に関して超音波接合を用いる場合、接合用の金属膜（本発明では前記第１金属膜）と前記接続電極との間でお互いの接合強度が弱いと、超音波接合する際に、あるいは前記接続電極との接合後に落下などの衝撃が加わった際に、接合用の金属膜（本発明では前記第１金属膜）と前記接続電極との間で機械的な応力が生じて、クラックが生じることがあり、その結果、断線するなどの不具合が生じることがある。これに対して、本発明ではこのような不具合が生じることもない。【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動子は、本発明にかかる圧電振動片が、外部電極である基板の端子電極に接合されたことを特徴とするものである。【００２０】
本発明によれば、より安価で小型化に有利な圧電振動デバイス（圧電振動子）の接合構造が得られる。すなわち、本発明によれば、前記振動片が設けられているので、上述の作用効果を有する。そのため、上述の作用効果が得られる前記圧電振動片の第１金属膜が前記基板の端子電極に接合されるため、前記圧電振動片の接続電極と前記基板の端子電極との電気的機械的な接合強度の向上と安定を同時に実現できる。結果として、安価で電気的な特性も安定した、より信頼性の高い小型化にも有利な圧電振動子を提供することが可能となる。【００２１】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動片の製造方法は、少なくとも一対の励振電極が形成され、前記一対の励振電極を外部電極と電気機械的に接合させるために前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された少なくとも一対の引出電極が形成され、前記引出電極は前記圧電振動片の一主面の一端部近傍に引き出された接続電極を有する圧電振動片の製造方法であって、前記励振電極と前記引出電極とを蒸着法もしくはスパッタリング法により圧電振動片に形成する第１工程と、前記接続電極の上面に前記接続電極より面積が小さい２つ以上の第２金属膜をメッキ法により形成する第２工程と、前記第２金属膜の上面を含む前記接続電極の上面に、前記第２金属膜より面積が大きく、厚さが厚い第１金属膜を形成するとともに、前記第１金属膜の中心領域を除いて前記２つ以上の第２金属膜を配置するように前記第２金属膜の上面に前記第１金属膜をメッキ法により形成する第３工程からなることを特徴とする。【００２２】
本発明によれば、より安価で小型化に有利な圧電振動デバイス（圧電振動片）の接合構造が得られる。すなわち、本発明によれば、前記接続電極に対して前記第１金属膜と前記第２金属膜との表面粗さを容易に粗く形成することが可能となる。厚さが薄い前記第２金属膜は前記接続電極の上部に安定してメッキ膜を形成することが可能となり、厚さが厚い前記第１金属膜であっても前記第１金属膜を粗面の前記第２金属膜の上部に形成することで、膜境界でのメッキ膜の成長速度差の影響が及ぶのを抑えて安定したメッキ膜を成長させることが可能となる。また、前記第２金属膜より面積が大きく、かつ、厚さが厚い前記第１金属膜を形成することで、前記凸部の形状が曲率化しやすくなる。【００２３】
また、第３工程により、前記第１金属膜の上面に前記第１金属膜の上面の中心領域を除いて前記第１金属膜の上面端部に沿って２つ以上の前記凸部を形成するので、前記第２金属膜を用いることによる接続電極上における凹凸（厚み差）によって、前記第１金属膜の上面に断面形状が曲率状の前記凸部を容易に構成することが可能となる。また、前記第１金属膜と前記第２金属膜を形成する際に、前記圧電振動片に対して機械的な応力負荷を生じさせることなく、バッチ処理により行うことが可能となり、より安価に前記圧電振動片を作製することが可能となり、表面面積や形状、厚みの設計自由度が極めて高くなる。また、本発明にかかる製造方法により構成された前記圧電振動片は、上記の本発明にかかる圧電振動片と同様の作用効果が得られる。【００２４】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動子の製造方法は、本発明にかかる圧電振動片を外部電極である基板の端子電極に接合した圧電振動子の製造方法であって、前記第１工程から前記第３工程を経て構成された前記圧電振動片の前記第１金属膜を、前記端子電極に超音波接合したことを特徴とする。【００２５】
本発明によれば、より安価で小型化に有利な圧電振動デバイス（圧電振動子）の接合構造が得られる。すなわち、本発明によれば、上述の作用効果に加えて、上述のように安定して形成された前記凸部により安定した状態で超音波接合することができ、前記外部電極に対して前記第１金属膜がより安定した状態で熱拡散接合される。また、安定した電気的機械的な接合がされる。また、超音波接合する際にこのような前記凸部であれば変形しやすく（つぶれやすく）なり、より小さな加圧力で確実に変形し（つぶれ）接合強度も高まる。その結果、前記外部電極や前記接続電極を周辺の部材に対してのダメージをなくすことが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明にかかる圧電振動片、圧電振動子、圧電振動片の製造方法、および圧電振動子の製造方法によれば、より安価で小型化に有利な圧電振動デバイス（圧電振動片、圧電振動子）の接合構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態を示す音叉型水晶振動子の模式的な断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態を示す音叉型水晶振動片の一主面側の平面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の変形例における一部拡大した状態の平面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図６】図６は、図４に対応した他の実施の形態における一部拡大した状態の平面図である。
【図７】図７は、図４に対応した他の実施の形態における一部拡大した状態の平面図である。
【図８】図８は、図４に対応した他の実施の形態における一部拡大した状態の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、圧電振動片として音叉型水晶振動子を例に挙げて図面とともに説明する。本実施の形態で使用される音叉型水晶振動子１では、ベース３と図示しない蓋とが封止部材Ｈを介して接合されて筐体が構成される。具体的には、上部が開口したベース３の電極パッド３２上に音叉型水晶振動片２がメッキバンプなどの第１金属膜Ｍ１を介して接合され、ベース３の開口部（開口）を封止するように、封止部材Ｈを介して開口の端面に板状の蓋を接合した構成となっている。ここで、本実施の形態では音叉型水晶振動子１の公称周波数は３２．７６８ｋＨｚとなっている。なお、公称周波数は一例であり、他の周波数にも適用可能である。
【００２９】
ベース３は、セラミック材料やガラス材料からなる絶縁容器体である。本実施の形態では例えば、ベース３は、セラミック材料からなり、焼成によって形成されている。ベース３は、周囲に堤部３０を有し、かつ、上部が開口した断面視凹形状で、ベース３の内部（収納部）には音叉型水晶振動片２を搭載するための段差部３１が形成されている。そして段差部３１の上面には、一対の電極パッド３２（図１では一方の電極パッド３２のみ図示）が形成されている。一対の電極パッド３２はベース３の内部に形成された図示しない配線パターンを介してベース３の底面（裏面）に形成されている２つ以上の端子電極３３に電気的に接続されている。ベース３の堤部３０の周囲にはメタライズ層３４（封止部材Ｈの一部を構成）が周状に形成されている。電極パッド３２や端子電極３３、メタライズ層３４は例えば３層から構成されており、下からタングステン、ニッケル、金の順で積層されている。タングステンはメタライズ技術により、セラミック焼成時に一体的に形成され、ニッケル、金の各層はメッキ技術により形成される。なお、タングステンの層にモリブデンを使用してもよい。
【００３０】
図示しない蓋は、例えば金属材料やセラミック材料、ガラス材料などからなり、平面視矩形状の一枚板に成形されている。この蓋の下面には封止材（封止部材Ｈの一部を構成）が形成されている。この蓋はシーム溶接やビーム溶接、加熱溶融接合などの手法により封止材を介してベース３に接合されて、蓋とベース３とによる水晶振動子１の筐体が構成される。
【００３１】
音叉型水晶振動片２は、図示していないが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ’軸方向の結晶方向を有する異方性材料の水晶Ｚ板からなる１枚の水晶ウェハから成形される。音叉型水晶振動片２の外形は、フォトリソグラフィ技術を用いて、レジストまたは金属膜をマスクとして例えばウェットエッチングによって一括的に成形されている。
【００３２】
音叉型水晶振動片２は、図２に示すように、振動部である２本の第１脚部２１および第２脚部２２と、外部（本実施の形態ではベース３の電極パッド３２）に接合する接合部２３と、これら第１脚部２１および第２脚部２２と接合部２３とを突出して設けた基部２５と、から構成された外形からなる。
【００３３】
基部２５は、平面視左右対称形状とされ、図２に示すように、振動部（第１脚部２１，第２脚部２２）より幅広に形成されている。また、基部２５の他端面２５２付近が、一端面２５１から他端面２５２にかけて幅狭になるように漸次段差形成されている。このため振動部である第１脚部２１および第２脚部２２の振動により発生した漏れ振動を他端面２５２により減衰させることができ、接合部２３へ漏れ振動が伝わるのを抑制することができ、音響リーク（振動漏れ）を更に低減するのに好ましい。なお、基部２５の他端面２５２付近における漸次幅狭になる構成としては段差形状に限らずテーパ状や、曲面状としてもよい。
【００３４】
２本の第１脚部２１および第２脚部２２は、図２に示すように、基部２５の一端面２５１から突出して隙間部２５３を介して並設されている。なお、ここでいう隙間部２５３は、一端面２５１の幅方向の中央位置（中央領域）に設けられている。これら第１脚部２１および第２脚部２２の先端部２１１，２２１は、第１脚部２１および第２脚部２２の他の部位（第１脚部２１および第２脚部２２の基部２５側の部位を除く）に比べて突出方向に対して直交する方向に幅広に成形され（以下、脚部の幅広領域と称する）、さらにそれぞれ隅部は曲面形成されている。このように先端部２１１，２２１を幅広に成形することで、先端部２１１，２２１（先端領域）を有効に利用することができ、音叉型水晶振動片２の小型化に有用であり、低周波数化にも有用である。また、それぞれ先端部２１１，２２１の隅部を曲面形成することで、外力を受けた時などに堤部などに接触するのを防止することができる。
【００３５】
２つの第１脚部２１および第２脚部２２の一主面２６１と他主面２６２には、音叉型水晶振動片２の小型化により劣化する直列共振抵抗値（本実施の形態ではＣＩ値、以下同様）を改善させるために、溝部２７がそれぞれ形成されている。また、音叉型水晶振動片２の外形のうち側面２８の一部は一主面２６１と他主面２６２とに対して傾斜して成形されている。これは、音叉型水晶振動片２を湿式でエッチング成形する際に基板材料の結晶方向（図２に示すＸ，Ｙ方向）へのエッチングスピードが異なることに起因している。
【００３６】
接合部２３は、図２に示すように、下記する引出電極２９３，２９４を外部電極（本発明でいう外部であり、本実施の形態ではベース３の電極パッド３２）と電気機械的に接合するためのものである。具体的に、接合部２３は、２本の第１脚部２１および第２脚部２２が突出した基部２５の一端面２５１と対向する他端面２５２の幅方向の中央位置（中央領域）から突出形成されている。すなわち、２本の第１脚部２１と第２脚部２２との間に配された隙間部２５３と正対向する位置に、接合部２３が突出形成されている。
【００３７】
接合部２３は、基部２５の他端面２５２に対して平面視垂直方向に突出した他端面２５２よりも幅狭な短辺部２３１と、短辺部２３１の先端部と連なり短辺部２３１の先端部において平面視直角に折曲されて基部２５の幅方向に延出する長辺部２３２とから構成され、接合部２３の先端部２３３は基部２５の幅方向に向いている。すなわち、接合部２３は、平面視Ｌ字状に成形され、平面視Ｌ字状に成形された折曲箇所である折曲部２３４が短辺部２３１の先端部に対応する。このように基部２５の他端面２５２よりも短辺部２３１が幅狭な状態で形成されているので、振動漏れのさらなる抑制の効果が高まる。
【００３８】
本実施の形態では、接合部２３の基端部にあたる短辺部２３１の折曲部２３４が、外部と接合する接合領域とされ、接合部２３の先端部２３３にあたる長辺部２３２の先端部が、外部と接合する接合領域とされる。そして、接合部２３の基端部である短辺部２３１には下記する第２励振電極２９２から短辺部２３１の端部（一端部へ）引き出された引出電極２９４（本発明でいう接続電極）が形成され、接合部の先端部である長辺部２３２に、下記する第１励振電極２９１から長辺部２３２の端部（一端部へ）引き出された引出電極２９３（本発明でいう接続電極）が形成されている。
【００３９】
本実施の形態にかかる音叉型水晶振動片２には、異電位で構成された２つの第１励振電極２９１および第２励振電極２９２と、これら第１励振電極２９１および第２励振電極２９２を電極パッド３２に電気的に接続させるためにこれら第１励振電極２９１および第２励振電極２９２から引き出された引出電極２９３，２９４と、接続電極２９５，２９６とが一体的に同時形成されている。接続電極２９５，２９６の先端部各々には、後述する金属膜（第１金属膜Ｍ１，第２金属膜Ｍ２）が形成されている。なお、本実施の形態でいう２つの引出電極２９３，２９４は、２つの第１励振電極２９１および第２励振電極２９２からそれぞれ引き出された電極パターンのことをいう。接続電極２９５，２９６は、引出電極２９３，２９４の先端部分のうち、ベース３との接合部位となる箇所に形成されている。
【００４０】
２つの第１励振電極２９１および第２励振電極２９２の一部は、溝部２７の内部に形成されている。このため、音叉型水晶振動片２を小型化しても第１脚部２１および第２脚部２２の振動損失が抑制され、ＣＩ値を低く抑えることができる。
【００４１】
第１励振電極２９１は、第１脚部２１の両主面（一主面２６１と他主面２６２）と第２脚部２２の両側面２８に形成されている。同様に、第２励振電極２９２は、第２脚部２２の両主面（一主面２６１と他主面２６２）と第１脚部２１の両側面２８に形成されている。
【００４２】
次に、音叉型水晶振動片２の製造方法について説明する。
【００４３】
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ’軸方向の結晶方向を有する異方性材料の水晶Ｚ板からなる１枚の水晶ウェハを用い、水晶ウエハから、多数個の音叉型水晶振動片２をマトリックス状に一括形成する。この時、音叉型水晶振動片２の外形は、フォトリソグラフィ技術を用いて、レジストまたは金属膜をマスクとして例えばウェットエッチングによって一括的に成形する。
【００４４】
そして、音叉型水晶振動片２の外形の成形と同時に、第１励振電極２９１および第２励振電極２９２や引出電極２９３，２９４、接続電極２９５，２９６を形成する。本実施の形態では、第１励振電極２９１および第２励振電極２９２や引出電極２９３，２９４、接続電極２９５，２９６を、下記の第１工程，第２工程，第３工程を順に経て形成する。
【００４５】
―第１工程―
上記した音叉型水晶振動片２の第１励振電極２９１および第２励振電極２９２や引出電極２９３，２９４、接続電極２９５，２９６は、金属蒸着によって各第１脚部２１および第２脚部２２上にクロム（Ｃｒ）層が形成され、このクロム層上に金（Ａｕ）層が形成されて構成される薄膜である。この薄膜は、真空蒸着法やスパッタリング法などの手法により基板全面に形成された後、フォトリソグラフィ法によりメタルエッチングして所望の形状に形成されることで、一体的に同時形成される。なお、第１励振電極２９１，第２励振電極２９２および引出電極２９３，２９４がクロム（Ｃｒ），金（Ａｕ）の順に形成されているが、例えば、クロム（Ｃｒ），銀（Ａｇ）の順や，クロム（Ｃｒ），金（Ａｕ），クロム（Ｃｒ）の順や，クロム（Ｃｒ），銀（Ａｇ），クロム（Ｃｒ）の順などであってもよい。またクロム（Ｃｒ），金（Ａｕ），クロム（Ｃｒ），金（Ａｕ）等の複数の膜が積層されたものであってもよい。下地のクロム（Ｃｒ）は、ニッケル（Ｎｉ），チタン（Ｔｉ），クロム（Ｃｒ）とニッケル（Ｎｉ）との合金からなるニクロムなどであってもよい。
【００４６】
各第１脚部２１および第２脚部２２の先端部２１１，２２１の一主面２６１と他主面２６２には、上記した第１脚部２１および第２脚部２２の幅広領域に対してほぼ全面に引出電極２９３，２９４がそれぞれ形成されている。
【００４７】
接合部２３の一主面２３５に形成された引出電極２９３，２９４の上面におけるベース３との接合部位になる箇所には、接続電極２９５，２９６より表面粗さが粗く面積が小さい第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）が形成されている。第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の平面視形状は、円形状となる。
【００４８】
この第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面に、第１金属膜Ｍ１の上面の中心領域Ｍ０（Ｍ０１，Ｍ０２）を除いて第１金属膜Ｍ１の上面端部に沿って２つ以上の凸部Ｔを有する。本実施の形態では例えば平面視形状が円で、３つの凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）が形成しており、第１金属膜Ｍ１の上面端部に沿ってより多くの凸部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が形成されている。そのため、第１金属膜Ｍ１の上面端部からバランスよく均一に第１金属膜Ｍ１の中心領域Ｍ０（Ｍ０１，Ｍ０２）に向けて凸部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を広がらせることができるため、拡散接合後の電極パッド３２（図１では一方の電極パッド３２のみ図示）に対してもより安定し強度も同時に高めることができる。この効果は凸部Ｔが３つ以上あれば高まり、４つあるいは５つと数が増えればその効果もさらに高めることができる。ただし凸部Ｔを作製する際の製造の容易性が高く、凸部Ｔが相互に干渉しない状態で有効に接合強度を向上させることができる凸部Ｔの構成として、３つか４つ程度を形成するのが望ましい。なお、図４（図４（ａ），図４（ｂ））に、複数の凸部Ｔを示し、具体的には、図４（ａ）に凸部Ｔを２つ形成した形態を示し、図４（ｂ）に凸部Ｔを４つ形成した形態を示す。また、図２や図４に示す実施の形態では、第１金属膜Ｍ１１の凸部Ｔの大きさと、第１金属膜Ｍ１２の凸部Ｔの大きさとが全て同じになっているが、これに限定されるものではなく、一方の凸部Ｔが他方の凸部Ｔより大きくてもよい。例えば、第１金属膜Ｍ１１の凸部Ｔの大きさが、第１金属膜Ｍ１２の凸部Ｔの大きさより大きくなってもよい。この場合、音叉型圧電振動片２をベース３に接合する際の接合全体としての接合強度を高めることができる。つまり、基部２５に近い側の第１金属膜（本実施の形態では第１金属膜Ｍ１２）における接合が、音叉型圧電振動片２をベース３に接合する際の接合強度に大きく関わり、この部分の接合強度を高めることで、音叉型圧電振動片２をベース３に接合する際の接合全体としての接合強度を高めることができる。
【００４９】
具体的には、第１金属膜Ｍ１１は、接合部２３の一主面２３５の折曲部２３４の接続電極２９６の上面に、第１金属膜Ｍ１１と同材質で、第１金属膜Ｍ１１より面積が小さく、接続電極２９６より面積が小さく、第１金属膜Ｍ１１より厚さが薄い第２金属膜Ｍ２１が形成されている。この第２金属膜Ｍ２１は、平面視円形状からなり、第１金属膜Ｍ１の形成領域で、その中心領域Ｍ０１を除いて第１金属膜Ｍ１の上面端部に沿って３つの凸部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を介在した状態で形成されている。第１金属膜Ｍ１２は、接合部２３の一主面２３５の先端部２３３の接続電極２９５の上面に、第１金属膜Ｍ１２と同材質で、第１金属膜Ｍ１２より面積が小さく、接続電極２９５より面積が小さく、第１金属膜Ｍ１２より厚さが薄い第２金属膜Ｍ２２が形成されている。この第２金属膜Ｍ２２は、平面視円形状からなり、第１金属膜Ｍ１の形成領域で、その中心領域Ｍ０２を除いて第１金属膜Ｍ１の上面端部に沿って３つの凸部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を介在した状態で形成されている。
【００５０】
凸部Ｔの断面形状は、図３に示すように曲率を有した円弧形状（以下、曲率状という）からなる（本実施の形態では、半楕円形状）。この凸部Ｔを曲率状（円弧形状）に形成する場合、少なくとも凸部Ｔの先端部分が曲面になっていればよいが、凸部Ｔ全体が曲面（半円形状や半楕円形状）である方が接合強度と安定性がより高められる点で望ましい。なお、このような凸部Ｔは、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）と接続電極２９５，２９６との間に、接続電極２９５，２９６より表面粗さが粗く、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）と同材質で、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）より面積が小さく、厚さが薄い第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）が形成されて構成される。なお、本実施の形態のように、二層以上の金属膜（第１金属膜Ｍ１および第２金属膜Ｍ２）を積層することで断面形状が曲率状の凸部Ｔを構成するものに限らず、例えば図５に示す形態であってもよい。図５は、図５（ａ），図５（ｂ），図５（ｃ），および図５（ｄ）から構成され、図５（ａ）は、音叉型水晶振動片２の概略平面図を示し、図５（ｂ），（ｃ）は、ＡＴカットなどの水晶振動板４の概略平面図を示し、図５（ｄ）は、ＡＴカットなどの水晶振動板４の概略断面図を示す。特に図５（ｄ）に示すように、水晶振動板４の母材部分に４つの凸部Ｓ３（図では２つの凸部Ｓ３を示す）が形成されている。このように凸部Ｓ３が形成されることで、第１金属膜Ｍ１のみで断面形状が曲率状の凸部Ｔを構成することもできる。
【００５１】
上記の図５に示す実施の形態によれば、第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の厚み差によって第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の上方に配された第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面に、断面形状が曲率状の凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を容易に構成することができる。
【００５２】
第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）は、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の厚みの２倍から２０倍の大きさ（厚さ）で形成されている。例えば第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）はその厚みが１〜２μｍ程度で形成されており、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）はその厚みが４〜２０μｍ程度で形成されている。なお、超音波接合後（ＦＣＢ後）には少なくとも第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）は面方向に拡がって潰れた状態となり、約半分程度の厚みになる。第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の厚みが４μｍより小さいと、音叉型水晶振動片２の接続電極２９５，２９６とベース３の電極パッド３２との隙間が小さくなり、音叉型水晶振動子１の電気的特性に悪影響を生じやすくなる。第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の厚みが２０μｍより大きいと、音叉型水晶振動片２の傾きや位置ずれの影響が生じやすくなり、接合強度としてもばらつきが生じやすくなる。なお、メッキバンプとしての第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の平面視形状、および中間メッキバンプとしての第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の平面視形状は、円形状のものを例にしているが、接続電極などの平面視形状に応じて、楕円形などの他の曲率形状のものや、長方形や正方形を含む多角形状のものなど自由に構成することができる。
【００５３】
―第２工程―
接合部２３への第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）および第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の形成に関して、接合部２３の各領域（接続電極２９５，２９６の上面）に図示しない第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の形成部（接続電極２９５，２９６より面積の小さい窓部を有するマスク）をフォトリソグラフィ法により所望の形状（本実施の形態では矩形状の窓部）に形成して、第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の形成部に、第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）を電解メッキ法などの手法によりメッキ形成する。
【００５４】
―第３工程―
第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の各領域（第２金属膜Ｍ２の上面）に図示しない第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の形成部（接続電極２９５，２９６より面積の小さく、第２金属膜Ｍ２より面積の大きい窓部を有するマスク）をフォトリソグラフィ法により所望の形状（本実施の形態では円形状の窓部）に形成して、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の形成部に第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）を電解メッキ法などの手法によりメッキ形成する。その後、アニール処理を行ってもよい。
【００５５】
また、第１脚部２１および第２脚部２２の一主面２６１に配された幅広領域に形成された引出電極２９３，２９４の上面には、図２に示すように、レーザービームなどのビーム照射によって金属膜の質量削減を行うことで音叉型水晶振動片２の周波数を調整してなる調整用金属膜（周波数調整用錘）Ｍ３が引出電極２９３，２９４に対して若干小さな面積で一体形成されている。調整用金属膜Ｍ３は、例えば、各幅広領域に形成された引出電極２９３，２９４に対して、調整用金属膜Ｍ３の形成部（所望の形状）をフォトリソグラフィ法により形成して、調整用金属膜Ｍ３の形成部に調整用金属膜Ｍ３を電解メッキ法などの手法によりメッキ形成する。また、このメッキ形成後、アニール処理を行ってもよい。これら調整用金属膜Ｍ３などの金属膜をメッキ形成する際には、上記した第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）あるいは第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の少なくとも１つ以上と同じ工程で同時に構成すると実用上より望ましい。第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）、第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）、調整用金属膜Ｍ３は、同材質のもので構成されており例えば金（Ａｕ）からなる。
【００５６】
以上のように構成された音叉型水晶振動片２は、上記ウェハの状態の際に各々の音叉型水晶振動片２の周波数を計測した後、各々の音叉型水晶振動片２の調整用金属膜Ｍ３をビーム照射などで減少させたり、パーシャル蒸着により増加させたりすることで、周波数の粗調整を行っている。
【００５７】
周波数粗調整が施され、その後ウェハから取り出された個片の音叉型水晶振動片２は、その一主面２６１側の接続電極２９５，２９６の上面に形成された第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）とベース３の電極パッド３２とがＦＣＢ法により超音波接合され、ベース３に搭載される。なお、音叉型水晶振動片２をベース３に搭載する際、ベース３の搭載部などに対してアッシングを行い音叉型水晶振動片２とベース３の接合界面（第１金属膜Ｍ１など）の活性化を行う。なお、アッシング処理についてはウェハの状態で実施してもよい。そして、接合箇所の活性化を行った状態で、第１金属膜Ｍ１の一部分（凸部Ｔ）が潰れる加圧によりベース３に音叉型水晶振動片２を接合する。この時、ベース３の筐体の内部の底面に対して、音叉型水晶振動片２の主面が同一方向に向く、もしくは、音叉型水晶振動片２の主面が傾くように配する。このように、凸部Ｔが潰れる加圧による接合とすることで、接合によって第1金属Ｍ１を構成する材料が過剰に拡散するのを抑制することができる。なお、このような効果は、第1金属膜Ｍなどの金属膜がメッキ形成されていることに関係しており、凸部Ｔが潰れるように接合するので、第１金属膜Ｍなどの金属膜に生じる過剰拡散やダメージを減らし、その結果、当該水晶振動子１を落下させた際などの衝撃時の膜剥がれを抑えることができる。また、この膜形成の製造方法によれば、メッキ形成された金属膜であっても安定した潰れを得ることができる。
【００５８】
ベース３に搭載された音叉型水晶振動片２に対して周波数を再計測した後、測定結果に基づいて音叉型水晶振動片２の調整用金属膜Ｍ３をビーム照射やイオンミーリングなどで減少させることで、周波数の微調整を行う最終の周波数調整を行っている。
【００５９】
その後、最終の周波数調整が行われた音叉型水晶振動片２が搭載されたベース３に対して、図示しない蓋を加熱溶融接合などの手法により封止部材Ｈを介して接合し、音叉型水晶振動片２をベース３と図示しない蓋とで構成された筐体の内部に気密封止する。なお、上述の気密封止の手法として、シーム溶接、ビーム溶接、雰囲気加熱などの手法をあげることができる。
【００６０】
以上のような構成により、本実施の形態にかかる音叉型水晶振動片２が設けられた音叉型水晶振動子１によれば、接合材にメッキバンプとしての第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）を用いることで、より小型化された電極パッド３２や接続電極２９５，２９６に対しても位置ずれやはみ出しが生じることがない。また、安定してベース３上に音叉型水晶振動片２を第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）により電気機械的に接合することができる。具体的には、メッキバンプとしての第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）を用いることで、音叉型水晶振動片２を外部（ベース３）に搭載する前に、音叉型水晶振動片２にメッキバンプとしての第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）を形成することができる。その結果、常に所望の形成位置にメッキバンプとしての第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）が形成されているので、例えば、音叉型水晶振動片２の外部（ベース３）への搭載位置が所望位置からずれた場合であっても、音叉型水晶振動片２が外部（ベース３）にバンプがずれた状態で搭載されることを防止することができ、安定したベース３への音叉型水晶振動片２の搭載を行うことができる。
【００６１】
また、接続電極２９５，２９６より、表面粗さが粗く、面積が小さい第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）を用いているので、電極パッド３２に対して第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）がより安定した状態で熱拡散接合され電気的機械的な接合が安定する。また第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の厚み差によって第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面に断面形状が曲率状の凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を容易に構成することができる。この曲率状の凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）により、超音波接合する際にこの凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）が変形しやすく（つぶれやすく）なり、より小さな加圧力で確実に変形して（つぶれて）接合強度も高まる。さらに、音叉型水晶振動片２そのものに対するダメージをなくすこともできる。また、第１金属膜Ｍ１１と第１金属膜Ｍ１２の間で厚みにばらつきが生じても、この凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）でばらつきを吸収して、接続電極２９５と接続電極２９６との間の接合強度もバランスよく安定したものとすることができる。
【００６２】
しかも、この断面曲率状の凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）は、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面の中心領域Ｍ０（Ｍ０１，Ｍ０２）を除いて第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面端部に沿って２つ以上に形成されているので、音叉型水晶振動片２をベース３に超音波接合する際に変形した凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）は第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面端部から凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）のもともと存在していなかった第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面の中心領域Ｍ０（Ｍ０１，Ｍ０２）に向かって広がることができ、変形後に第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面端部だけでなく中心領域Ｍ０（Ｍ０１，Ｍ０２）を覆うように拡散接合されるため、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面の中心領域Ｍ０（Ｍ０１，Ｍ０２）の接合強度も高めることができる。つまり、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面端部だけでなく中心領域Ｍ０（Ｍ０１，Ｍ０２）の接合強度も高められ、電極パッド３２に対する第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）全体としての接合強度も飛躍的に高めることができる。特に、圧電振動片が音叉型水晶振動片２である場合、音叉型水晶振動片２の接続電極２９５，２９６とベース３の電極パッド３２との電気的機械的な接合される際に、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面端部だけでなく中心領域Ｍ０（Ｍ０１，Ｍ０２）の接合強度も高められることで、振動漏れ（音響リーク）の発生が飛躍的に低減され、音叉型水晶振動子１の電気的特性が劣化することがなくなる。
【００６３】
また、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面端部から不要にはみ出して凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）が変形することも同時に抑制できるため、超音波接合にともなって音叉型水晶振動片２の接続電極２９５，２９６や第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）、あるいは電極パッド３２（一部のみ図示）に対してダメージを与え難くすることができる。
【００６４】
また、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）より表面粗さが粗くない接続電極２９５，２９６に対しては第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）より厚さが薄い第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）が接合され、第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）に対して第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）が接合されていることで、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）と第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の接合強度も高まり、金属膜全体として安定したものとなる。特に、本実施の形態では第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）と第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）を同材質にしているので、接合強度の面でもメッキ形成の安定性の面でもより望ましいものとなる。つまり、より厚さが薄い第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）を第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）と接続電極２９５，２９６の間に少なくとも部分的に介在させることで、アンカー効果が生じて第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）を直接接続電極２９５，２９６に接合するよりも強度が向上し、より安定したものとなる。特に第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）と接続電極２９５，２９６との間でお互いの接合強度が弱いと、超音波接合する際、あるいは接続電極２９５，２９６との接合後に落下などの衝撃が加わった際に、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）と接続電極２９５，２９６との間で機械的な応力が生じて、クラックが生じることがあり、断線するなどの不具合が生じることがあるが、本実施の形態ではこのような不具合が生じることもない。
【００６５】
また、接合領域とされた接合部２３の基端部である短辺部２３１に、フォトリソグラフィ法により第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）および第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）が形成されるので、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）および第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）を音叉型水晶振動片２に形成する際の位置決め精度を高めて、音叉型水晶振動片２の接合部２３が小さくなった場合であっても、音叉型水晶振動片２の適切な位置へ接合部材として第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）を形成することができる。また、第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）、または第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の少なくとも１つ以上の形成を、音叉型水晶振動片２の他の金属材料の形成と一括して行うことができる。特に、音叉型水晶振動片２であれば、第１脚部２１および第２脚部２２の先端に形成される後述する調整用金属膜Ｍ３と第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）あるいは第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の少なくとも１つ以上と同時形成することで、不要な工程を増加させることがなくなり、タクトを向上させることができる。
【００６６】
また、上述のような第１工程〜第３工程を経ることで、接続電極２９５，２９６に対して第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）と第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の表面粗さを容易に粗く形成することができる。厚さが薄い第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）はより表面粗さが粗くない接続電極２９５，２９６の上部に安定してメッキ膜を形成することができ、厚さが厚い第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）であっても粗面の第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の上部に形成することで、膜境界でのメッキ膜の成長速度差の影響を小さくし安定してメッキ膜を成長させることができる。また第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面に第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面の中心領域Ｍ０（Ｍ０１，Ｍ０２）を除いて第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面端部に沿って３つの凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を形成することができ、第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）がアンカーとして機能することで、最終的な第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）と接続電極２９５，２９６との接合強度も高まり安定したものとなる。さらにこのような第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）が複数介在する多点アンカーとすることでその接合強度はより一層高まるものである。また第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）の厚み差によって第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の上面に断面形状が曲率状の凸部Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を容易に構成することができる。また第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）と第２金属膜Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）を形成する際に、音叉型水晶振動片２に対して機械的な応力負荷を生じさせることなく、バッチ処理により行うことができより安価に作製することができ、表面積や形状、厚みの設計自由度が極めて高くなる。
【００６７】
また、上述の作用効果が得られる音叉型水晶振動片２の第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）によってベース３の電極パッド３２と超音波接合が行えるため、音叉型水晶振動片２の接続電極２９５，２９６とベース３の電極パッド３２との電気的機械的な接合強度もより安定し同時に高めることができる。結果として、安価で電気的な特性も安定したより信頼性の高い小型化にも有利な音叉型水晶振動子１を提供することができる。特に、圧電振動片が音叉型水晶振動片２である場合、音叉型水晶振動片２の接続電極２９５，２９６とベース３の電極パッド３２との電気的機械的な接合強度が不安定になると、振動漏れ（音響リーク）が発生して音叉型水晶振動子１の電気的特性が劣化したり、音叉型水晶振動片２に外力がかかったりすることで音叉型水晶振動子１としての発振周波数のズレなどが生じる場合があるが、本発明によれば、このような不具合を大きく減じることができる。
【００６８】
次に、本発明の他の実施の形態について図５とともに説明する。図５（ａ）の平面図では、各脚部の主面には溝部が形成されておらず、各脚部の先端部には幅広領域が形成されておらず、接合部をなくしたストレート形状の音叉型水晶振動片２を使用している。このように構成された音叉型水晶振動片２は比較的よりサイズの大きな音叉型水晶振動片などで用いられることが多く、上述の音叉型水晶振動片２に対してより簡易で安価な構成とすることができる。本発明はこのように簡易な構成の音叉型水晶振動片２に対しても適用することができる。図５（ａ）に示す実施の形態では、基部の主面の接続電極２９５，２９６より、表面粗さが粗く、面積が小さい第１金属膜Ｍ１を有する。この第１金属膜Ｍ１の平面視形状が円形状となる。そのため、第１金属膜Ｍ１の上面には、例えば平面視形状が円形状となり、断面形状が曲率状の４つの凸部Ｔが形成されている。
【００６９】
また、本実施の形態では、屈曲振動してなる音叉型圧電振動片に限らず、ＡＴカットなどの厚みすべり振動系や他の振動モードの圧電振動片、あるいは平板形状や逆メサ形状などの他の形状の圧電振動片にも適用できる。図５（ｂ）の平面図では、ＡＴカットなどの厚みすべり振動してなる矩形平板形状の水晶振動板４を使用している。図５（ｂ）に示す実施の形態では、水晶振動板４の主面端部に形成された接続電極４９５，４９６より、表面粗さが粗く、面積が小さい第１金属膜Ｍ１を有する。この第１金属膜Ｍ１の平面視形状は円形状となる。そのため、第１金属膜Ｍ１の上面には、例えば平面視形状が円形状となり、断面形状が曲率状の４つの凸部Ｔが形成されている。
【００７０】
図５（ｃ）の平面図では、ＡＴカットなどからなる矩形平板形状の水晶振動板４に幅狭のブリッジ部Ｋ１を構成したものに使用している。図５（ｃ）に示す実施の形態では、水晶振動板４のブリッジ部Ｋ１の先端部の接合部Ｋ２に形成された接続電極４９５，４９６より、表面粗さが粗く、面積が小さい第１金属膜Ｍ１を有する。この第１金属膜Ｍ１の平面視形状は円形状となる。そのため、第１金属膜Ｍ１の上面には例えば平面視形状が円で断面形状が曲率状の４つの凸部Ｔが形成されている。また、図５（ｃ）の構成では幅狭のブリッジ部Ｋ１によって接合部Ｋ２から振動領域Ｋ３へ不要な応力などを伝えることが抑制された構成とすることができる。このような構成では、ブリッジ部Ｋ１の機械的な強度が低下しやすくなるが、本実施の形態の凸部Ｔを具備した第１金属膜Ｍ１を形成することで、例えば超音波接合する際により小さな加圧力で確実に接合することができるため、このブリッジ部Ｋ１に対するダメージをなくすことができる。つまり、ブリッジ部Ｋ１での割れや破断をなくすことができる。
【００７１】
図５（ｄ）の断面図では、ＡＴカットなどからなる矩形平板形状の水晶振動板４に一部薄肉の振動領域Ｓ１と厚肉の保持領域Ｓ２を形成したいわゆる逆メサ構成のものに使用している。図５（ｄ）に示す実施の形態では、水晶振動板４の保持領域Ｓ２に形成された接続電極４９５，４９６（４９６については図示せず）より、表面粗さが粗く、面積が小さい第１金属膜Ｍ１を有する。そのため、第１金属膜Ｍ１の上面には、断面形状が曲率状の凸部Ｔが形成されている。この実施の形態では水晶振動板４の保持領域Ｓ２の一部に水晶振動板の母材本体にエッチングなどにより凸部分Ｓ３、Ｓ３を形成しており、この凸部分の上部に第１金属膜Ｍ１を構成することで断面形状が曲率状の凸部Ｔを構成している点で上記実施の形態と異なっている。図５（ｄ）の構成では、振動領域Ｓ１をより薄く構成することでより高周波に対応した構成とすることができる。このような構成では薄肉の振動領域Ｓ１と厚肉の保持領域Ｓ２との接続領域Ｓ４の機械的な強度が低下しやすくなるが、本実施の形態の凸部Ｔを具備した第１金属膜Ｍ１を形成することで、例えば超音波接合する際により小さな加圧力で確実に接合することができるため、この接続領域Ｓ４に対するダメージをなくすことができる。つまり接続領域Ｓ３での割れや破断をなくすことができる。
【００７２】
また、上記の本実施の形態では、図２，４に示すように、平面視形状が円形状となり、凸部Ｔを有する第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）が形成されているが、これに限定されるものではなく、図６に示すようなＸ軸方向が長辺方向となりＺ’軸方向が短辺方向となる平面視楕円形状の第１金属膜Ｍ１や、図７に示すようなＸ軸方向に沿った長辺とＺ’軸方向に沿った短辺とからなる平面視長方形の第１金属膜Ｍ１であってもよい。これら図６，７に示す第１金属膜Ｍ１では、Ｘ軸方向に沿って４行、Ｚ’軸方向に沿って２列の合計８つ（Ｘ軸方向×Ｙ軸方向＝４×２）の凸部Ｔを有する。なお、図６，７に示す凸部Ｔの数は任意に設定可能であり、Ｘ軸方向に配される凸部Ｔの数が、Ｚ’軸方向に配される凸部Ｔの数よりも多ければ、図６，７に示す第１金属膜Ｍ１の形状による作用効果が著しく発生する。
【００７３】
上記した図６，７に示す実施の形態によれば、第１金属膜Ｍ１が、Ｘ軸方向を長辺方向とし、Ｚ’軸方向を短辺方向とする平面視楕円形状や平面視長方形からなるので、ベース３上に音叉型水晶振動片２を超音波接合した後に、音叉型水晶振動片２のＺ’軸方向の振動が発生した時でも、その振動をメッキバンプとして作用する第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の長辺方向（Ｘ軸方向）の稜線で受けることができ、当該メッキバンプを介在したベース３と音叉型水晶振動片２との接合部のダメージを分散させることができる。結果として、メッキバンプと接合された接続電極２９５，２９６の膜剥がれ等の発生も抑制することができ、接合の強度を高めることができる。また、音叉型水晶振動片２を超音波接合する際に、その超音波振動をメッキバンプとして作用する第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の長辺方向（Ｘ軸方向）の稜線で受けることができ、第1金属膜の厚み方向（Ｙ方向）への過剰な潰れを抑制することができる。
【００７４】
また、上記の本実施の形態では、図２，４に示すように、平面視形状が円形状となり、凸部Ｔを有する第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）が形成されているが、これに限定されるものではなく、図８に示すようなＸ軸方向が長辺方向となりＺ’軸方向が短辺方向となる平面視楕円形状である第１金属膜Ｍ１であってもよい。この図８に示す第１金属膜Ｍ１では、中心領域における（長辺方向の中央部分の）短辺の長さが短く、中心領域に窪み部５を有する。また、凸部Ｔは、長辺方向の両端部の領域にそれぞれ１つ配される。
【００７５】
図８に示す窪み部５を有する第１金属膜Ｍ１によれば、図６，７に示す実施の形態と同様に、Ｘ軸方向を長辺方向とし、Ｚ’軸方向を短辺方向とする平面視楕円形状や平面視長方形からなるので、ベース３上に音叉型水晶振動片２を超音波接合した後、音叉型水晶振動片２のＺ’軸方向の振動が発生した時でも、その振動をメッキバンプとして作用する第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の長辺方向（Ｘ軸方向）の稜線で受けることができ、当該メッキバンプを介在したベース３と音叉型水晶振動片２との接合部のダメージを分散させることができる。結果として、メッキバンプと接合された接続電極２９５，２９６の膜剥がれ等の発生も抑制することができ、接合の強度を高めることができる。また、図８に示す第1金属膜Ｍ１では、緩やかな曲線を描く窪み部５を有し、この窪み部５に関して短いライン領域が連続する領域と略視することができる。このため、音叉型水晶振動片２のＺ’軸方向だけでなく、Ｚ’軸からＸ軸方向へ傾斜した軸方向の振動が発生した時（例えば、Ｚ’軸からＸ軸方向へ傾斜した軸方向を落下方向として落とした時など）でも、その振動をメッキバンプとして作用する第１金属膜Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）の端縁である窪み部５の端縁箇所（窪み部５の外形を成形するラインのいずれかのポイント）で受けることができ、当該メッキバンプを介在したベース３と音叉型水晶振動片２との接合部の厚み方向（Ｙ軸方向）に生じるダメージを分散させることができる。その結果、ベース３への音叉型水晶振動片２の接合状態の安定を図ることができる。
【００７６】
なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【００７７】
また、この出願は、２０１１年２月２５日に日本で出願された特願２０１１−０３９４１４号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、水晶振動子などの圧電振動デバイスに適用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１  音叉型水晶振動子
２  音叉型水晶振動片
２１  第１脚部
２１１  先端部
２２  第２脚部
２２１  先端部
２３  接合部
２３１  短辺部
２３２  長辺部
２３３  先端部
２３４  折曲部
２３５  一主面
２５  基部
２５１  一端面
２５２  他端面
２５３  隙間部
２６１  第１脚部および第２脚部の一主面
２６２  第１脚部および第２脚部の他主面
２７  溝部
２８  側面
２９１  第１励振電極
２９２  第２励振電極
２９３，２９４  引出電極
２９５，２９６  接続電極
３  ベース
３０  堤部
３１  段差部
３２  電極パッド
３３  端子電極
３４  メタライズ層
４  水晶振動板
４９５，４９６  接続電極
５  窪み部
Ｈ  封止部材
Ｋ１  ブリッジ部
Ｋ２  接合部
Ｍ０（Ｍ０１，Ｍ０２）  中心領域
Ｍ１（Ｍ１１，Ｍ１２）  第１金属膜
Ｍ２（Ｍ２１，Ｍ２２）  第２金属膜
Ｍ３  調整用金属膜（周波数調整用錘）
Ｓ１  振動領域
Ｓ２  保持領域
Ｓ３  凸部
Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）  凸部
【図１】
2012115239.tif 000003
【図２】
2012115239.tif 000004
【図３】
2012115239.tif 000005
【図４】
2012115239.tif 000006
【図５】
2012115239.tif 000007
【図６】
2012115239.tif 000008
【図７】
2012115239.tif 000009
【図８】
2012115239.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月24日(2012.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片であって、
少なくとも一対の励振電極が形成され、前記一対の励振電極を外部電極と電気機械的に接合させるために前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された少なくとも一対の引出電極が形成され、
前記一対の引出電極各々の先端部は、前記圧電振動片の一主面の一端部近傍に引き出された接続電極を有し、
前記各々の接続電極の上面には、外部電極に接合する第１金属膜が形成され、
前記第１金属膜では、前記各々の接続電極より、表面粗さが粗く、面積が小さく、その上面に２つ以上の凸部を有し、
前記凸部の断面形状は、曲率状に形成され、
前記第１金属膜の上面に、前記第１金属膜の上面の中心領域を除いて前記第１金属膜の上面端部に沿って２つ以上の凸部を有することを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
請求項１に記載の圧電振動片において、
前記第１金属膜と前記接続電極の間には、前記接続電極より表面粗さが粗く、前記第１金属膜より面積が小さく、厚さが薄い第２金属膜が形成されたことを特徴とする圧電振動片。
【請求項４】
圧電振動子であって、
請求項１または３に記載の圧電振動片が、外部電極である基板の端子電極に接合されたことを特徴とする圧電振動子。
【請求項５】
少なくとも一対の励振電極が形成され、前記一対の励振電極を外部電極と電気機械的に接合させるために前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された少なくとも一対の引出電極が形成され、前記引出電極は圧電振動片の一主面の一端部近傍に引き出された接続電極を有する圧電振動片の製造方法であって、
前記励振電極と前記引出電極とを蒸着法もしくはスパッタリング法により圧電振動片に形成する第１工程と、
前記接続電極の上面に前記接続電極より面積が小さい２つ以上の第２金属膜をメッキ法により形成する第２工程と、
前記第２金属膜の上面を含む前記接続電極の上面に、前記第２金属膜より面積が大きく、厚さが厚い第１金属膜を形成するとともに、前記第１金属膜の中心領域を除いて前記２つ以上の第２金属膜を配置するように前記第２金属膜の上面に前記第１金属膜をメッキ法により形成する第３工程からなることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電振動片を外部電極である基板の端子電極に接合した圧電振動子の製造方法であって、
前記第１工程から前記第３工程を経て構成された前記圧電振動片の前記第１金属膜を、前記端子電極に超音波接合したことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
るだけでなく、電極構造も複雑なものとなる。結果としてコスト高となるだけでなく、より簡易な構成が望ましい小型化された圧電振動子には不向きな構成であった。また金属バンプとしてメッキバンブを用いた場合、その上面の形状が平たくなるため、ＦＣＢ法により超音波接合するとメッキバンプの上面の周辺部分のみで変形して接合され、メッキバンブ上面の中央領域が接合されず、接合有効エリア（効率）が低くなることがあった。このような不具合を防止するために、より強い超音波付加条件によって圧電振動片をパッケージ内部に接合することがあるが、この場合、圧電振動片へ強いが外力が働くため、圧電振動片へのダメージが増すという新たな問題が生じる。
［０００６］
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、より安価で小型化に有利な圧電振動デバイスの接合構造が得られる圧電振動片、圧電振動子、圧電振動片の製造方法、および圧電振動子の製造方法を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
［０００７］
上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動片は、前記圧電振動片には、少なくとも一対の励振電極が形成され、前記一対の励振電極を外部電極と電気機械的に接合させるために前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された少なくとも一対の引出電極が形成され、前記一対の引出電極各々の先端部は、前記圧電振動片の一主面の一端部近傍に引き出された接続電極を有し、前記各々の接続電極の上面には、外部電極に接合する第１金属膜が形成され、前記第１金属膜では、前記各々の接続電極より、表面粗さが粗く、面積が小さく、その上面に２つ以上の凸部を有し、前記凸部の断面形状は、曲率状に形成され、前記第１金属膜の上面に、前記第１金属膜の上面の中心領域を除いて前記第１金属膜の上面端部に沿って２つ以上の凸部を有することを特徴とする。
［０００８］
本発明によれば、より安価で小型化に有利な圧電振動デバイス（圧電振動片）の接合構造が得られる。すなわち、本発明によれば、当該圧電振動片を搭載する圧電振動子などの外部部材の基板（パッケージ）に形成された外部電極（端子電極など）と、当該圧電振動片の前記接続電極との接合に関して、接合材を用いることなく前記第１金属膜により接合することが可能となる
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
間のピッチを狭くしたりすることが可能となり、小型化に対応可能となる。
［００１２］
［００１３］
この場合、上述の作用効果に加えて、当該圧電振動片の接続電極を前記外部電極に接合する際に、前記凸部は前記第１金属膜の上面端部から前記凸部がもともと存在していなかった前記第１金属膜の上面の前記中心領域に向かって広がることが可能となり、前記第１金属膜の上面端部だけでなく前記中心領域を覆うように接合される。このため、複数の前記凸部毎に外部電極と接合することで単位面積当たりの接合強度を高めるだけでなく、前記第１金属膜の上面の前記中心領域の接合強度も同時に高めることが可能となる。つまり、前記第１金属膜の上面端部だけでなく前記中心領域の接合強度も高められ、外部電極に対する前記第１金属膜全体としての接合強度も飛躍的に高めることが可能となる。
［００１４］
また、前記第１金属膜の上面端部に沿ってより多くの前記凸部（２つだけでなく、３つあるいはそれ以上）を形成することで、前記第１金属膜の上面端部からバランスよく均一に前記第１金属膜の前記中心領域に広がらせることが可能となるため、外部電極に対して、より安定し、接合強度も同時に高めた接合が可能となる。
［００１５］
前記構成において、前記第１金属膜と前記接続電極の間には、前記接続電極より表面粗さが粗く、前記第１金属膜より面積が小さく、厚さが薄い第２金属膜が形成されてもよい。
［００１６］
この場合、上述の作用効果に加えて、前記第２金属膜の厚み差によって前記第２金属膜の上方に配された前記第１金属膜の上面に、断面形状が曲率状の前記凸部を容易に構成することが可能となる。
［００１７］
また、前記第１金属膜より表面粗さが粗くない前記接続電極に対して、前記第１金属膜より厚さが薄い前記第２金属膜が接合され、前記第２金属膜に対して前記第１金属膜が接合されることで、前記第１金属膜と前記第２金属
【国際調査報告】
2012115239.tif 000011
2012115239.tif 000012
2012115239.tif 000013
2012115239.tif 000014