(57)【要約】【課題】  共晶合金成分が圧電振動片の電極膜へ拡散することを抑制して、安定した周波数をもつ圧電デバイスを提供する。【解決手段】  圧電デバイス（１００）は、基部の一端側から第１方向に伸びる少なくとも一対の振動腕とこの一対の振動腕に励振電極（４３，４４）を有する音叉型圧電振動片（２１）と、音叉型圧電振動子を囲む外枠部（２２）とを有する圧電フレーム（２０”）と；第１面に励振電極と接続される接続電極（４６，４７）と、第１面の反対の第２面に形成された外部端子（４８，４９）と、接続電極と外部端子とを接続するスルーホール配線（３４）とを有し、圧電フレームに接合するベース（３１ａ）と；を備えている。そして圧電デバイスは、接続電極の一部にバッファ配線（６４）を形成する。【選択図】  図４
2010041582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部の一端側から第１方向に伸びる少なくとも一対の振動腕とこの一対の振動腕に励振電極とを有する音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動子を囲む外枠部とを有する圧電フレームと、
第１面に前記励振電極と接続される接続電極と前記第１面の反対の第２面に形成された外部端子と前記接続電極と前記外部端子とを接続するスルーホール配線とを有し、前記圧電フレームに接合するベースと、を備え、
前記接続電極から前記励振電極までの一部にバッファ配線を形成することを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記スルーホール配線は、金（Ａｕ）層が形成されたスルーホールに金（Ａｕ）と他の金属との共晶金属で封止されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記接続電極及び励振電極は、クロム又はニッケルからなる下地層と下地層の表面に形成された金（Ａｕ）層とからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記バッファ配線は、前記外枠部に形成されることを特徴とする請求項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】
前記バッファ配線は、前記外枠部の内側面に形成されることを特徴とする請求項４に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記バッファ配線は、前記ベースの第１面に形成されることを特徴とする請求項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７】
前記ベースは音叉型圧電振動片が接しないように形成された凹部を有し、前記バッファ配線は、前記凹部に形成されることを特徴とする請求項６に記載の圧電デバイス。
【請求項８】
前記バッファ配線の幅は、前記接続電極の幅よりも広いことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項９】
前記バッファ配線の幅は、前記接続電極の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項１０】
前記バッファ配線は前記接続電極に２箇所に設けられ、一方のバッファ配線の幅は前記接続電極の幅よりも広く、他方のバッファ配線の幅は前記接続電極の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば水晶からなる圧電基板を用いた表面実装用の圧電デバイスに関する。特に、共晶合金にて接合した圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信機器やＯＡ機器等の小型軽量化及び高周波数化に伴って、それらに用いられる圧電振動素子も、より一層の小型化及び高周波数化への対応が求められている。また、回路基板に表面実装（ＳＭＤ：Surface Mount Device）が可能な圧電振動素子が要求されている。この小型化した圧電振動素子のパッケージング工程で生じる発振周波数のバラツキを抑制する技術を必要としている。
【０００３】
従来、パッケージに設けられたスルーホールを鉛フリーハンダにて気密封止する際のリフロー工程で、共晶合金成分が圧電振動片の電極膜への拡散及び電極膜の金（Ａｕ）を吸出しする現象が発生してＣＩ値のバラツキ、又は発振周波数のバラツキが生じていた。
【０００４】
特許文献１によれば、上記問題を解決するために、圧電振動片のリード部の側面及び主電極の側面を構成する金属膜の材料をクロムのみとして、金層を必要とするマウントパッド部及び錘部のみに金層を形成している。
特許文献２によれば、各接合電極表層の金層が鉛フリーハンダ内に拡散する金量を、使用する鉛フリーハンダ量に対して７．５Ｗｔ％以下に抑えるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−２９８３８６
【特許文献２】特開２００５−１９７９５８
【発明の開示】
【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の方法では、明らかに工程数が増大し、複雑化するため生産性の低下やコストアップを招く。特許文献２の方法では、接合電極表層の金層の厚さ調整や、鉛フリーハンダ量のバラツキを個々に調整することを必要としている。
【０００６】
本発明の目的は、圧電振動片の励振電極から接続電極までの一部にバッファ配線を形成することにより、リフロー工程で金との共晶合金成分が圧電振動片の電極膜へ拡散することを抑制して、安定した周波数をもつ圧電デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の観点の圧電デバイスは、基部の一端側から第１方向に伸びる少なくとも一対の振動腕とこの一対の振動腕に励振電極とを有する音叉型圧電振動片と、音叉型圧電振動子を囲む外枠部とを有する圧電フレームと；第１面に励振電極と接続される接続電極と、第１面の反対の第２面に形成された外部端子と、接続電極と外部端子とを接続するスルーホール配線とを有し、圧電フレームに接合するベースと；を備えている。そして圧電デバイスは、接続電極から励振電極までの一部にバッファ配線を形成する。
この構成により、圧電デバイスは、電極からの金属が拡散する際にバッファ配線が設けられているため励振電極ではなくバッファ配線から金属が拡散する。このため音叉型圧電振動片の周波数などの変動を減少させることが可能となる。
【０００８】
第２の観点の圧電デバイスにおいて、スルーホール配線は金（Ａｕ）層が形成されたスルーホールに金（Ａｕ）と他の金属との共晶金属で封止されている。
圧電フレームとベースとが接合して圧電デバイスを製造する際にスルーホール配線を封止する封止材として共晶金属が使用される。このような共晶金属では、電極表面の金層がスルーホール配線側に拡散し易い。このような場合にバッファ配線が設けられているため、バッファ配線の金層が拡散し、励振電極の金層などに与える影響を低減させることができる。
【０００９】
第３の観点の圧電デバイスの励振電極は、クロム又はニッケルからなる下地層と下地層の表面に形成された金（Ａｕ）層とからなる。
【００１０】
第４の観点の圧電デバイスのバッファ配線は、外枠部に形成される。
音叉型圧電振動片の励振電極に至る途中にバッファ配線が形成されているため、スルーホール配線から励振電極へ又はその逆方向への金属拡散が生じにくくなる。
【００１１】
第５の観点の圧電デバイスは、第４の観点において、バッファ配線が外枠部の内側面に形成される。
圧電フレームとベースとが接合する際に、バッファ配線が外枠部の内側面に形成されると、圧電フレームとベースとの接合面の加工作業を少なくすることができる。
【００１２】
第６の観点の圧電デバイスのバッファ配線は、ベースの第１面に形成される。
スルーホール配線に近い領域にバッファ配線が形成されているため、スルーホール配線から励振電極へ又はその逆方向への金属拡散が生じにくくなる。
【００１３】
第７の観点の圧電デバイスにおいて、ベースは音叉型圧電振動片が接しないように形成された凹部を有し、バッファ配線は凹部に形成される。
ベースに形成された凹部は、広い面積が自由に取れるとともにスルーホール配線に近い領域にバッファ配線を設けることができる。
【００１４】
第８の観点の圧電デバイスのバッファ配線の幅は、接続電極の幅よりも広い。
金属拡散が生じる際にバッファ配線の容量が大きいほど、励振電極からの金属拡散を抑えることができる。このためバッファ配線の幅が広いと好ましい。
【００１５】
第９の観点の圧電デバイスのバッファ配線の幅は、接続電極の幅よりも狭い。
金属拡散が生じる際にバッファ配線の幅が狭いほど、毛細管現象により金属拡散が進み易いので、励振電極からの金属拡散を抑えることができる。
【００１６】
第１０の観点の圧電デバイスのバッファ配線は接続電極に２箇所に設けられ、一方のバッファ配線の幅は接続電極の幅よりも広く、他方のバッファ配線の幅は接続電極の幅よりも狭い。
一方のバッファ配線はバッファ配線の容量が大きく、他方のバッファ配線は毛細管現象により金属拡散が進み易いので、励振電極からの金属拡散を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の圧電デバイスは、スルーホールなどに金と他の金属との共晶合金で封止を行っても、リフロー工程で共晶合金成分が圧電振動片の電極膜へ拡散することを抑制して、安定した周波数を有する圧電デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１（ａ）は、図１（ａ）は、表面実装（ＳＭＤ）タイプの圧電デバイス９０をベース３０のベース部側からみた図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ断面で圧電デバイス９０の分離した状態を示した概略断面図である。
図１（ａ）に示すように圧電デバイス９０は、水晶基板から成るリッド１０と、音叉型水晶振動片２１を備えた第１圧電フレーム２０と、水晶基板から成るベース３０との３層でパッケージ６０を形成している。ベース３０は、底面に第１外部電極４８及び第２外部電極４９を備えている。第１圧電フレーム２０の音叉型水晶振動片２１は、水晶外枠部２２と支持腕とを接続する部分に周波数調整するための接続部２６を形成している。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように圧電デバイス９０は、ベース３０に第１スルーホール３３及び第２スルーホール３４を有し、第１スルーホール３３及び第２スルーホール３４と接続する第１接続電極４６及び第２接続電極４７を有している。第１接続電極４６は、第１スルーホール３３を通じてベース３０の底面に設けた第１外部電極４８に電気的に接続する。第２接続電極４７は、第２スルーホール３４を通じてベース３０の底面に設けた第２外部電極４９に電気的に接続する。
【００２０】
圧電デバイス９０は、音叉型水晶振動片２１を備えた第１圧電フレーム２０を中心として、第１圧電フレーム２０の上にベース３０が接合され、第１圧電フレーム２０の下にリッド１０が接合される。つまり、第１基部電極４１はベース３０の第１接続電極４６と接合し、第２基部電極４２はベース３０の第２接続電極４７と接合する。ベース３０は第１圧電フレーム２０に、リッド１０は第１圧電フレーム２０にシロキサン接合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）技術により接合する。シロキサン接合後、第１スルーホール３３及び第２スルーホール３４に封止材として金と他の金属との共晶合金を充填し、真空リフロー炉で一定時間加熱されることで封止が行われる。このようにしてパッケージ６０が完成する。
【００２１】
＜第１実施形態：第１圧電フレーム２０の構成＞
図２は、第１実施形態の第１圧電フレーム２０の上面図である。第１圧電フレーム２０は、基部２３及び振動腕２４からなる音叉型水晶振動片２１と、スルーホールＴＨを備えた水晶外枠部２２と、支持腕２５と、接続部２６とから構成され、同じ厚さの水晶基板で一体に形成されている。音叉型水晶振動片２１は、たとえば３２．７６８ｋＨｚで信号を発振する振動片で、極めて小型の振動片となっている。
【００２２】
一対の振動腕２４は基部２３の一端からＹ方向に延びており、振動腕２４の表裏両面には溝部２７が形成されている。例えば、一本の振動腕２４の表面には２箇所の溝部２７が形成されており、振動腕２４の裏面側にも同様に２箇所の溝部２７が形成されている。つまり、一対の振動腕２４には４箇所の溝部２７が形成されている。溝部２７の断面は略Ｈ型に形成され、音叉型水晶振動片２１のＣＩ値を低下させる効果がある。
【００２３】
振動腕２４の先端付近は一定幅で幅広となりハンマー型の形状となっている。ハンマー型の形状部分は金属膜を備えた錘部２８を形成している。錘部２８は振動腕２４に電圧をかけた際に振動しやすくさせ、また安定した振動をするために形成されている。
【００２４】
第１圧電フレーム２０は、水晶外枠部２２から接続部２６と支持腕２５とを経由して基部２３まで伸びる第１基部電極４１及び第２基部電極４２を有している。第１圧電フレーム２０は、同様に第１基部電極４１及び第２基部電極４２を裏面にも有している。同様に第１基部電極４１及び第２基部電極４２が形成されている。第１基部電極４１は図１（ｂ）に示したベース３０の第１接続電極４６と接合し、第２基部電極４２は図１（ｂ）に示したベース３０の第２接続電極４７と接合する。
【００２５】
第１基部電極４１及び第２基部電極４２には、第１バッファ配線６１及び第２バッファ配線６２が接続されている。第１バッファ配線６１は、第１基部電極４１と第１接続電極４６とが接合する領域の近傍に、又は第２基部電極４２と第２接続電極４７とが接合する領域の近傍に形成されている。第２バッファ配線６２は、第１基部電極４１及び第２基部電極４２が水晶外枠部２２から接続部２６へと曲がる箇所から、直線状に伸びて形成されている。
【００２６】
一対の振動腕２４は、表面、裏面及び側面に第１励振電極４３及び第２励振電極４４を有している。第１励振電極４３は第１基部電極４１に接続しており、第２励振電極４４は第２基部電極４２に接続している。
【００２７】
第１基部電極４１、第２基部電極４２、第１バッファ配線６１及び第２バッファ配線６２並びに第１励振電極４３及び第２励振電極４４は、１５０オングストローム〜７００オングストロームのニッケル（Ｎｉ）層の上に４００オングストローム〜２０００オングストロームの金（Ａｕ）層が形成された構成である。ニッケル（Ｎｉ）層の代わりに、クロム（Ｃｒ）層又はチタン（Ｔｉ）層を使用してもよく、また金（Ａｕ）層の代わりに、銀（Ａｇ）層を使用してもよい。
【００２８】
スルーホール３３及びスルーホール３４（図１参照）を金（Ａｕ）と他の金属との共晶合金で封止を行う際に、共晶合金成分のうち他の金属とが第１励振電極４３及び第２励振電極４４へ拡散したり、第１励振電極４３及び第２励振電極４４から金（Ａｕ）などが共晶合金側に吸収したりする。例えば、スルーホール３３及びスルーホール３４に共晶合金として金・ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金を用いた場合は、リフロー工程でゲルマニューム（Ｇｅ）が第１基部電極４１と第２基部電極４２及び第１励振電極４３及び第２励振電極４４に拡散する。この結果、リフロー工程後の音叉型水晶振動片２１の周波数はリフロー前に比較して相対的に高くなり、またゲルマニューム（Ｇｅ）の拡散状況に応じてばらつきを生ずる。
【００２９】
しかし、水晶外枠部２２に第１バッファ配線６１を備えた場合は、リフロー工程でゲルマニュームが第１バッファ配線６１に拡散し、第１基部電極４１及び第２基部電極４２並びに第１励振電極４３及び第２励振電極４４への拡散が減少する。特に第１バッファ配線６１はスルーホール３３及びスルーホール３４に近い位置に形成されているため、共晶合金の金属が第１バッファ配線６１に拡散しやすい。また、第１バッファ配線６１の幅は第１基部電極４１又は第２基部電極４２よりも広いため、バッファ配線の領域を大きく増やすことが可能となる。さらに、第１バッファ配線６１は、第１励振電極４３及び第２励振電極４４に接続されていないため、共晶合金の金属が第１バッファ配線６１に拡散されても音叉型水晶振動片２１の周波数に影響を与えない。
【００３０】
また、水晶外枠部２２に第２バッファ配線６２を備えた場合も、リフロー工程でゲルマニュームが第２バッファ配線６２に拡散する。第２バッファ配線６２は第１基部電極４１と第１接続電極４６とが接合した領域、又は第２基部電極４２と第２接続電極４７とが接合した領域から直線的に伸びた位置に形成されているため、共晶合金の金属が第２バッファ配線６２に拡散しやすい。また、第２バッファ配線６２の幅は第１基部電極４１の幅又は第２基部電極４２の幅よりも狭い。このため第２バッファ配線６２には毛細管現象により金属拡散が進み易いので、第１励振電極４３及び第２励振電極４４側に進みにくくなる。さらに、第２バッファ配線６２は、第１励振電極４３及び第２励振電極４４に接続されていないため、共晶合金の金属が第２バッファ配線６２に拡散されても音叉型水晶振動片２１の周波数に影響を与えない。
【００３１】
この結果、水晶外枠部２２に形成された第１バッファ配線６１及び第２バッファ配線６２は、音叉型水晶振動片２１の周波数特性などに与える影響を抑制することができる。つまり、第１実施形態の第１圧電フレーム２０は、リフロー工程前後において音叉型水晶振動片２１の周波数の特性は安定することになる。
【００３２】
なお、スルーホール３３及びスルーホール３４の封止用の共晶合金には、金・ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金以外に、Ａｕ２０Ｓｎ及びＡｕ３．１５Ｓｉ等が用いられることがある。また、第１実施形態の第１圧電フレーム２０は、第１バッファ配線６１と第２バッファ配線６２との両方を有していた、少なくとも一方のバッファ配線を用意するだけでもよい。
【００３３】
＜第２実施形態：第２圧電フレーム２０’の構成＞
図３は、第２実施形態の水晶基板より成る第２圧電フレーム２０’の上面図である。第２圧電フレーム２０’の水晶形状は第１実施形態の第１圧電フレーム２０と略同じである。圧電フレーム２０’は、第１圧電フレーム２０が有していた第１バッファ配線６１及び第２バッファ配線６２を有していない。その代わりに第２実施形態の第２圧電フレーム２０’は第３バッファ配線６３を有している。
【００３４】
第２圧電フレーム２０’は、水晶外枠部２２の内側面に第３バッファ配線６３が形成される。第３バッファ配線６３は、スルーホール３３及びスルーホール３４に近い位置に形成され、水晶外枠部２２に形成された第１基部電極４１及び第２基部電極４２に接続している。
【００３５】
図２に示した第１バッファ配線６１及び第２バッファ配線６２は、ベース３０と接続される面に形成されているため、第１圧電フレーム２０とベース３０とのシロキサン結合に障害となる可能性がある。しかし、図３に示す第３バッファ配線６３は水晶外枠部２２の内側面に形成されているため、第２圧電フレーム２０’とベース３０とのシロキサン結合に障害を与える可能性が少ない。
【００３６】
スルーホール３３及びスルーホール３４に金・ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金を入れてリフロー工程を行う際に、ゲルマニュームが第３バッファ配線６３に拡散し、第１基部電極４１及び第２基部電極４２並びに第１励振電極４３及び第２励振電極４４への拡散が減少する。特に第３バッファ配線６３はスルーホール３３及びスルーホール３４に近い位置に形成されているため、共晶合金の金属が第３バッファ配線６３に拡散しやすい。共晶合金の金属が第３バッファ配線６３に拡散されても音叉型水晶振動片２１の周波数に影響を与えない。
【００３７】
＜第３実施形態：第１圧電デバイス１００の構成＞
図４は、第３実施形態にかかる第１圧電デバイス１００の概略図である。図４（ａ）は、水晶で形成したリッド１０の内面図であり、図４（ｂ）は音叉型水晶振動片２１を有する第３圧電フレーム２０”の上面図であり、図４（ｃ）は水晶で形成した第１ベース３１ａの上面図である。図４（ｄ）は、（ａ）から（ｃ）のＡ−Ａ断面で第１圧電デバイス１００を示した概略断面図である。
【００３８】
第１圧電デバイス１００は、バッファ配線を有しない第３圧電フレーム２０”を用い、リッド１０及び第１ベース３１ａを有している。第３圧電フレーム２０”の水晶外枠部２２を挟み込むように、その水晶外枠部２２の下に第４バッファ配線６４を有する第１ベース３１ａが接合され、水晶外枠部２２の上にリッド１０が接合されている。
【００３９】
図４（ａ）に示すようにリッド１０は、リッド用凹部１２を第３圧電フレーム２０”側の片面に有している。また図４（ｃ）に示すように、第１ベース３１ａはベース用凹部３２を水晶外枠部側の片面に有している。第１ベース３１ａは、エッチングによりベース用凹部３２を設ける際、同時に第１スルーホール３３と第２スルーホール３４と段差部３５とを形成する。第１ベース３１ａの表面には、第１接続電極４６と第２接続電極４７及び第４バッファ配線６４が形成される。第４バッファ配線６４は第１スルーホール３３及び第２スルーホール３４に近接した位置に形成される。
【００４０】
第１スルーホール３３及び第２スルーホール３４は、その内面に金属膜が形成され、その内面の金属膜は、第１接続電極４６と第２接続電極４７及び第４バッファ配線６４と同時にフォトリソグラフィ工程で作成される。内面の金属膜はニッケル（Ｎｉ）層の上に金（Ａｕ）層又は銀（Ａｇ）層が形成される。第１ベース３１ａは、底面にメタライジングされた第１外部電極４８及び第２外部電極４９を備える。
【００４１】
水晶外枠部２２の裏面に形成された第１基部電極４１と第２基部電極４２とは、それぞれ第１ベース３１ａの表面の第１接続電極４６及び第２接続電極４７に接続する。つまり、第１基部電極４１は第１外部電極４８と電気的に接続し、第２基部電極４２は第２外部電極４９と電気的に接続している。
【００４２】
図４（ｄ）の概略断面図で示すように、第１圧電デバイス１００は，リッド１０と第３圧電フレーム２０”と第１ベース３１ａとを重ね合わせ、シロキサン結合する図を示している。しかし実際の製造においては、１枚の水晶ウエハに数百から数千の第３圧電フレーム２０”と、１枚の水晶ウエハに数百から数千のリッド１０と、１枚の水晶ウエハに数百から数千の第１ベース３１ａとを用意し、それらウエハ単位で接合して一度に数百から数千の第１圧電デバイス１００を製造する。
【００４３】
リッド１０、水晶外枠部２２、第１ベース３１ａは、シロキサン接合するためそれぞれの接合面を鏡面状態にしておく必要がある。シロキサン接合は、電極の厚み（３０００Åから４０００Å）でさえ接合不良の原因となる。このため、水晶外枠部２２の裏面に形成した第１基部電極４１及び第２基部電極４２と対向する面はその配線電極の厚み以上の段差部３５を形成する必要がある。また、第１ベース３１ａの表面に形成した第１接続電極４６、第２接続電極４７及び第４バッファ配線６４はその接続電極の厚み分だけの深さで段差部３５を形成する必要がある。つまり、接合面はシロキサン結合を妨げないように、各電極の段差部３５及びその対向する面を形成する。接合面の調整については、図６を使って説明する。
【００４４】
第１圧電デバイス１００はシロキサン結合終了後、第１スルーホール３３及び第２スルーホール３４の封止が行われる。例えば、第１スルーホール３３及び第２スルーホール３４に金・ゲルマニューム合金を充填し、４００°Ｃの真空中もしくは不活性ガス中のリフロー炉に保持し封止する。これにより、パッケージ内が真空になった又は不活性ガスで満たされた第１圧電デバイス１００が完成する。このリフロー工程での共晶合金成分の拡散は、主に第１スルーホール３３及び第２スルーホール３４に近接した第４バッファ配線６４に集中して発生する。このため、第１基部電極４１と第２基部電極４２及び第１励振電極４３及び第２励振電極４４への拡散が減少する。この結果、リフロー工程後の大きな周波数のシフト発生が抑制される。
【００４５】
なお、第１圧電デバイス１００は、バッファ配線の無い第３圧電フレーム２０を用いているが、図２で示した第１圧電フレーム２０又は図３で示した第２圧電フレームを用いてもよい。
【００４６】
＜第４実施形態：第２圧電デバイス１１０の構成＞
図５は、本発明の第４実施形態にかかる第２圧電デバイス１１０の概略図である。図５（ａ）は、水晶で形成したリッド１０の内面図であり、図５（ｂ）は音叉型水晶振動片２１を有する第３圧電フレーム２０”の上面図であり、図５（ｃ）は水晶で形成した第２ベース３１ｂの上面図である。図５（ｄ）は、（ａ）から（ｃ）のＡ−Ａ断面で第１圧電デバイス１１０を示した概略断面図である。
【００４７】
第２圧電デバイス１１０と第１圧電デバイス１００とは、第２ベース３１ｂが第５バッファ配線６５を有しており、第１ベース３１ａが有していた第４バッファ配線６４がない点で異なる。このため以下の説明では相違点のみを説明する。なお同一構造部分は同一符号を使用している。
【００４８】
図５（ｃ）に示すように第２ベース３１ｂは、ベース用凹部３２を水晶外枠部側の片面に有している。第２ベース３１ｂの表面には、第１接続電極４６と第２接続電極４７を備え、第２ベース３１ｂの内側面（内側壁面）及びベース用凹部３２に第５バッファ配線６５を有している。
【００４９】
図５（ｄ）の概略断面図で示すように、第５バッファ配線６５は第１スルーホール３３及び第２スルーホール３４に近接した位置に形成される。このため、リフロー工程での共晶合金成分の拡散は、主に第１スルーホール３３及び第２スルーホール３４に近接した第５バッファ配線６５に集中して発生する。このため、第１基部電極４１と第２基部電極４２及び第１励振電極４３及び第２励振電極４４への拡散が減少する。
【００５０】
その一方で、第３実施形態とは異なり、第５バッファ配線６５は水晶外枠部２２と第２ベース３１ｂとの接合面に形成されていないため、段差部３５の面積を大きく形成する必要はない。
【００５１】
＜水晶外枠部２２とベース３０との結合＞
図６は、第１実施形態の水晶外枠部２２とベース３０との拡大部分断面図である。図６（ａ）は水晶外枠部２２とベース３０とを分離した状態を示す。図６（ｂ）は水晶外枠部２２とベース３０とを重ねた状態で、シロキサン結合する前の状態を示した図である。
【００５２】
図６（ａ）及び（ｂ）において、ベース３０に形成される第１接続電極４６及び第２接続電極４７（図４参照）の位置に段差部３５が設けられている。このベース３０に設けられた段差部３５の高さＡは、ウエットエッチングなどによって２５００Å〜３０００Åに形成されている。水晶外枠枠部２２に形成された第１基部電極４１及び第２基部電極４２（図２参照）の厚さＢも１５００Å〜２０００Åである。また、ベース３０に形成された第１接続電極４６及び第２接続電極４７の厚さＢも１５００Å〜２０００Åである。すなわち、水晶外枠部２２に形成された基部電極の厚さとベース３０に形成された接続電極の厚さを合計すると３０００Åから４０００Å（２＊Ｂ）である。
【００５３】
ベース３０と水晶外枠部２２とを接触しようとすると、最初に第１基部電極４１及び第２基部電極４２と第１接続電極４６及び第２接続電極４７とが接触する。このときに水晶外枠部２２の底面とベース３０の上面との隙間Ｃは５００Å〜１０００Åぐらいとなる。この状態で加熱加圧が行われると、第１基部電極４１及び第２基部電極４２と第１接続電極４６及び第２接続電極４７との金層が互いに結合する。また、水晶外枠部２２の底面とベース３０の上面とがシロキサン結合で強固に結合する。
【００５４】
段差部３５を設けない状態で、水晶外枠部２２の底面とベース３０の上面とを結合しようとすると、水晶外枠部２２に形成された基部電極とベース３０に形成された接続電極との合計厚さが３０００Åから４０００Åもあり、水晶外枠部２２の底面とベース３０の上面とが結合しないことが多い。その一方で、基部電極と接続電極との合計厚さ（３０００Åから４０００Å）以上の段差部３５を設けると、水晶外枠部２２と水晶ベース３０とはシロキサン結合することができるが、第１基部電極４１及び第２基部電極４２と第１接続電極４６及び第２接続電極４７とが結合せず、両者が導通していない場合が多い。このため、第１基部電極４１及び第２基部電極４２と第１接続電極４６及び第２接続電極４７との合計厚さより約１０パーセントから約３０パーセント程度水晶厚さが薄くなるような段差部３５の高さＡを形成している。
【００５５】
なお、第１圧電フレーム２０、第２圧電フレーム２０’及び第３圧電フレーム２０”は、フォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いて作成される。つまり、各フレームの外形と音叉型水晶振動片２１、水晶外枠部２２、支持腕２５、接続部２６及び溝部２７が一度に形成される。またフォトリソグラフィ及びエッチング技術フォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いて励振電極などが形成される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上、本発明の好適実施例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上記各実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、第１実施形態では、幅の異なる２つの第１バッファ配線６１第２バッファ配線６２を設けたが、第２実施形態から第４実施形態にも同様に適用することができる。また、第１実施形態から第４実施形態を任意に組み合わせてもよい。
さらに、本発明の音叉型圧電振動片２１を有する第１圧電フレーム２０、第２圧電フレーム２０’及び第３圧電フレーム２０”は、水晶以外にニオブ酸リチウム等の様々な圧電単結晶材料を用いることができる。
また、上記実施形態では圧電フレームとベースとがシロキサン接合する例で説明したが、シロキサン接合以外にも、圧電フレームとベースとが陽極接合してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】（ａ）は、圧電デバイス９０の構成を示す斜視図である。（ｂ）は、圧電デバイス９０の概略断面図である。
【図２】第１圧電フレーム２０の構成を示す上面図である。
【図３】第２圧電フレーム２０’の構成を示す上面図である。
【図４】（ａ）は、第１圧電デバイス１００のリッド１０の内面図である。  （ｂ）は、第１圧電デバイス１００の第３圧電フレーム２０”の上面図である。  （ｃ）は、第１圧電デバイス１００の第１ベース３１ａの内面図である。  （ｄ）は、第１圧電デバイス１００の断面構成図である。
【図５】（ａ）は、第２圧電デバイス１１０のリッド１０の内面図である。  （ｂ）は、第２圧電デバイス１１０の第３圧電フレーム２０”の上面図である。  （ｃ）は、第２圧電デバイス１１０の第２ベース３１ｂの内面図である。  （ｄ）は、第２圧電デバイス１１０の断面構成図である。
【図６】（ａ）は、第１実施例の水晶外枠部２２とベース３０とを分離した状態を示す拡大部分断面図である。  （ｂ）は、第１実施例の水晶外枠部２２とベース３０とを重ねた状態を示す拡大部分断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  …  リッド
１２  …  リッド用凹部
２０  …  第１圧電フレーム、２０’  …  第２圧電フレーム、２０”  …  第３圧電フレーム
２１  …  音叉型水晶振動片
２２  …  水晶外枠部
２３  …  基部
２４  …  振動腕
２５  …  支持腕
２６  …  接続部
２７  …  溝部
２８  …  錘部
３０  …  ベース、３１ａ  …  第１ベース、３１ｂ  …  第２ベース
３２  …  ベース用凹部
３３  …  第１スルーホール、３４  …  第２スルーホール
３５  …  段差部
４１  …  第１基部電極、４２  …  第２基部電極
４３  …  第１励振電極、４４  …  第２励振電極
４６  …  第１接続電極、４７  …  第２接続電極
４８  …  第１外部電極、４９  …  第２外部電極
６０  …  パッケージ
６１，６２，６３，６４、６５  …  第１バッファ配線、第２バッファ配線、第３バッファ配線、第４バッファ配線、第５バッファ配線
９０  …  圧電デバイス
１００  …  第１圧電デバイス
１１０  …  第２圧電デバイス
【図１】
2010041582.tif 000003
【図２】
2010041582.tif 000004
【図３】
2010041582.tif 000005
【図４】
2010041582.tif 000006
【図５】
2010041582.tif 000007
【図６】
2010041582.tif 000008