(57)【要約】【課題】  共晶金属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。【解決手段】  圧電デバイス（１００）は、基部の一端側から所定方向に伸びる一対の振動腕に励振電極（３５，３６）を有する音叉型圧電振動片（３０）と、音叉型圧電振動片を囲み励振電極に接続される第１接続電極（３３、３４）が形成された外枠部（２１）と、を有する圧電フレーム（２０）と、第１面に第１接続電極と接続される第２接続電極（４２，４４）と、第１面の反対の第２面に形成された外部端子（４５，４６）と、第２接続電極と外部端子とを接続するスルーホール配線（４１，４３）とを有するベースと、スルーホール配線（１５）を封止する共晶金属（６０）と、を備え、第２接続電極（４２，４４）は共晶金属の成分比を変え共晶金属より融点の高い金属材料で形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部の一端側から所定方向に伸びる一対の振動腕に励振電極を有する音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動片を囲み前記励振電極に接続される第１接続電極が形成された外枠部と、を有する圧電フレームと、
第１面に前記第１接続電極と接続される第２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、前記第２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するベースと、
前記スルーホール配線を封止する共晶金属と、を備え、
前記第２接続電極は前記共晶金属の成分比を変え、前記共晶金属より融点の高い金属材料で形成されてい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、前記金属材料で形成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】
基部の一端側から所定方向に伸びる一対の振動腕に励振電極を有する音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動片を囲み前記励振電極に接続される第１接続電極が形成された外枠部と、を有する圧電フレームと、
第１面に前記第１接続電極と接続される第２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、前記第２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するベースと、
前記スルーホール配線を封止する共晶金属と、を備え、
前記スルーホール配線は前記共晶金属の成分比を変え、前記共晶金属より融点の高い金属材料で形成されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
前記第２接続電極はクロム、ニッケル又はチタンからなる下地層に前記金属材料が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記第１接続電極は前記下地層に前記金属材料が形成されており、前記励振電極は前記下地層と前記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４に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記第１接続電極及び前記励振電極は、前記下地層に前記金属材料が形成されてい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７】
前記共晶金属は、金（Au）と他の金属との共晶金属であることを特徴とする請求項１から請求項６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、共晶合金にてスルーホールを封止する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、もしくは圧電振動片をパッケージに接合する工程で、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、圧電振動片の接合電極は五層から成り、一層目を下地電極、二層目を導通電極、三層目を拡散電極、四層目を遮蔽電極、五層目に接合電極を形成している。特許文献３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２００４−２００８３５
【特許文献３】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及び特許文献２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３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と接続される接続電極及び導通配線を、スルーホールの封止に使用する共晶金属と同一成分で、成分比率を変えて溶解温度を高くした金属材料で形成することにより、リフロー工程で金との共晶金属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、基部の一端側から所定方向に伸びる一対の振動腕に励振電極を有する音叉型圧電振動片と、音叉型圧電振動片を囲み励振電極に接続される第１接続電極が形成された外枠部と、を有する圧電フレームと、第１面に第１接続電極と接続される第２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、第２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するベースと、スルーホール配線を封止する共晶金属と、を備え、第２接続電極は共晶金属の成分比を変え、共晶金属より融点の高い金属材料で形成されている。
この構成により、圧電デバイスは、パッケージに設けられたスルーホールを共晶金属にて気密封止する際の加熱工程で、共晶金属成分が第２接続電極への拡散及び電極膜の金（Ａｕ）を吸出しする現象が生じないため、音叉型圧電振動片の周波数などの変動を抑え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、共晶金属の成分比を変え、共晶金属より融点の高い金属材料で形成されている。
この構成により、圧電デバイスは、スルーホールを共晶金属にて気密封止する際の加熱工程で、電極表面の金層がスルーホール配線側に拡散することなく、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は、基部の一端側から所定方向に伸びる一対の振動腕に励振電極を有する音叉型圧電振動片と、音叉型圧電振動片を囲み励振電極に接続される第１接続電極が形成された外枠部と、を有する圧電フレームと、第１面に第１接続電極と接続される第２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、第２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するベースと、スルーホール配線を封止する共晶金属と、を備え、スルーホール配線は共晶金属の成分比を変え、共晶金属より融点の高い金属材料で形成されている。
この構成により、圧電デバイスは、パッケージに設けられたスルーホールを共晶金属にて気密封止する際の加熱工程で、共晶金属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生じないため、音叉型圧電振動片の周波数などの変動を抑えることが可能となる。
【００１０】
第４の観点の圧電デバイスの第２接続電極はクロム、ニッケル又はチタンからなる下地層に金属材料が形成されている。
この構成により、圧電デバイスは、スルーホールを共晶金属にて気密封止する際の加熱工程で、電極表面の金層が第２接続電極側に拡散することなく、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。
【００１１】
第５の観点の圧電デバイスの第１接続電極は第１接続電極は下地層に金属材料が形成されており、励振電極は下地層と下地層の表面に形成された金（Au）層とからなる。
第６の観点の圧電デバイスの第１接続電極及び励振電極は、下地層に金属材料が形成されている。
このように、第１接続電極又は第１接続電極及び励振電極が金属材料で形成されていると、共晶金属成分が圧電振動片の電極膜への拡散することが抑制される。
第６の観点の圧電デバイスの共晶金属は、金（Au）と他の金属との共晶金属である。
【発明の効果】
【００１２】
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金属で封止を行っても、封止を行う際の加熱工程で共晶金属成分が圧電振動片の電極膜へ拡散することを抑制される。このため、安定した周波数を有する圧電デバイスが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜第１実施形態：第１圧電デバイス１００の構成＞
以下、本発明の各実施形態にかかる第１圧電デバイス１００について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態の第１圧電デバイス１００の概略図を示している。
図１（ａ）は、分割した状態の第１圧電デバイス１００を、リッド１０のリッド部側からみた斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面で第１圧電デバイス１００の断面構成図である。
【００１４】
図１(ａ)、(ｂ)に示されるように、第１圧電デバイス１００は、最上部のリッド１０、第１圧電フレーム２０及び最下部の第１ベース４０から構成される。リッド１０、第１圧電フレーム２０及び第１ベース４０は水晶材料から形成される。第１圧電フレーム２０は、エッチングにより形成された音叉型水晶振動片３０を有している。
【００１５】
第１圧電デバイス１００は、音叉型水晶振動片３０を備えた第１圧電フレーム２０を中心に、その第１圧電フレーム２０の上にリッド１０が接合され、第１圧電フレーム２０の下に第１ベース４０が接合されてパッケージ８０が形成されている。つまり、リッド１０は第１圧電フレーム２０に、第１ベース４０は第１圧電フレーム２０にシロキサン接合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）により封止する構成になっている。
【００１６】
第１圧電フレーム２０は、その中央部にいわゆる音叉型水晶振動片３０と外枠部２１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。第１圧電フレーム２０は、外枠部２１と基部３２とに第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４を備える。音叉型水晶振動片３０と外枠部２１との間には空間部２２が形成されている。音叉型水晶振動片３０の外形を規定する空間部２２は水晶エッチングにより形成されている。音叉型水晶振動片３０は、基部３２と基部３２から伸びる一対の振動腕３１とを有している。
【００１７】
リッド１０は、第１圧電フレーム２０側にリッド用凹部１７を備える。第１ベース４０は、第１圧電フレーム２０側にベース用凹部４７を備える。第１ベース４０は第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３並びに段差部４９を形成する。段差部４９には、第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３と接続する第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４が形成されている。第１ベース４０は、底面にメタライジングされた第１外部電極４５及び第２外部電極４６を備えている。
【００１８】
第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３は、その内面に金属膜（スルーホール配線）１５が形成される。内面のスルーホール配線１５は、第１外部電極４５及び第２外部電極４６並びに第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４と同時にフォトリソグラフィ工程で作成される。スルーホール配線１５は２層から成り、１５０オングストローム〜７００オングストロームのクロム（Ｃｒ）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。クロム（Ｃｒ）層の代わりに、ニッケル（Ｎｉ）層又はチタン（Ｔｉ）層を使用されることもある。
【００１９】
第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４は、２層の金属膜から成り下地のクロム層又はニッケル層の上に金・ゲルマニューム合金（Ａｕ１５Ｇｅ）から成る金属膜で形成される。封止材に用いる共晶合金である金・ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金は溶解温度３５６°Ｃの温度であるが、金・ゲルマニューム合金の成分比を例えばＡｕが８５重量パーセント、Ｇｅが１５重量パーセントに変えたＡｕ１５Ｇｅの合金とする。これにより金・ゲルマニューム（Ａｕ１５Ｇｅ）合金は、３５６°Ｃ以上、例えば溶解温度が４５０°Ｃの溶融温度となる。この第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４はスパッタリング又は真空蒸着されて形成される。
【００２０】
第２ａ接続電極４２は、第１スルーホール４１のスルーホール配線１５を通じて第１ベース４０に設けた第１外部電極４５に電気的に接続する。第２ｂ接続電極４４は、第２スルーホール４３のスルーホール配線１５を通じて第１ベース４０に設けた第２外部電極４６に電気的に接続する。
【００２１】
第１圧電デバイス１００において、第１ａ接続電極３３は第１ベース４０の第１外部電極４５と電気的に接合し、第１ｂ接続電極３４は第１ベース４０の第２外部電極４６と電気的に接合する。
【００２２】
第１圧電デバイス１００は、シロキサン接合技術によりパッケージ８０を形成後、第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３に共晶金属ボール６０を配置し、真空リフロー炉で一定時間加熱されることで共晶金属ボール６０が溶かされ封止が行われる。共晶金属ボール６０は金・ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金が使われる。このようにして第１圧電デバイス１００が完成する。
【００２３】
図２（ａ）は第１圧電フレーム２０の上面図であり、（ｂ）は第１ベース４０の上面図である。図１と重複する説明を省く。
【００２４】
図２（ａ）に示されるように、音叉型水晶振動片３０は、第１主面及び第２主面に第１励振電極３５及び第２励振電極３６が形成されており、第１励振電極３５は、基部３２及び外枠部２１に形成された第１ａ接続電極３３につながっており、第２励振電極３６は、基部３２及び外枠部２１に形成された第１ｂ接続電極３４につながっている。また、水晶振動片３０の振動腕３１の先端には、錘部３７及び錘部３８が形成されている。第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４並びに第１励振電極３５及び第２励振電極３６並びに錘部３７及び錘部３８は、同時にフォトリソグラフィ工程で作成される。これらに電圧が加えられると水晶振動片３０は所定の周波数で振動する。錘部３７及び錘部３８は水晶振動片３０の振動腕３１が振動し易くなるため錘であり且つ周波数調整のために設けられる。
【００２５】
第１励振電極３５及び第２励振電極３６並びに錘部２７及び錘部２８は、１５０オングストローム〜７００オングストロームのクロム（Ｃｒ）層の上に１０００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。クロム（Ｃｒ）層の代わりに、ニッケル（Ｎｉ）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。
【００２６】
リッド１０、第１圧電フレーム２０及び第１ベース４０は、シロキサン結合するため接合面を鏡面状態にして酸素含有雰囲気中で短波長の紫外線を照射し、清浄な状態にしておく必要がある。この時のシロキサン結合温度は、３００°Ｃから３５０°Ｃである。シロキサン結合は、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、外枠部２１の裏面に形成した第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４と対向する面はその配線電極の厚み以上の窪みを形成する必要がある。また、第１ベース４０の表面に形成した第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４はその接続電極の厚み分だけの深さで段差部４９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阻害しないように、各電極の窪み及びその対向する面を形成する。
【００２７】
第１ベース４０に設けられた段差部４９の高さは、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。外枠部２１に形成された第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４の厚さも１５００Å〜２０００Åである。また、第１ベース４０に形成された第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４の厚さも１５００Å〜２０００Åである。すなわち、外枠部２１に形成された第１接続電極の厚さと第１ベース４０に形成された第２接続電極の厚さを合計すると３０００Åから４０００Åである。
【００２８】
第１ベース４０と外枠部２１とを接触しようとすると、最初に第１ａ接続電極３３と第２ａ接続電極４２及び第１ｂ接続電極３４と第２ｂ接続電極４４とが接触する。このときに外枠部２１の底面と第１ベース４０の上面との隙間は５００Å〜１０００Åぐらいとなる。この状態で水晶のシロキサン結合を行うと、第１ａ接続電極３３と第２ａ接続電極４２及び第１ｂ接続電極３４と第２ｂ接続電極４４との金層が互いに結合する。また、外枠部２１の底面と第１ベース４０の上面とがシロキサン結合で強固に結合する。
【００２９】
段差部４９を設けない状態で、外枠部２１の底面と第１ベース４０の上面とを結合しようとすると、外枠部２１に形成された第１接続電極と第１ベース４０に形成された第２接続電極との合計厚さが３０００Åから４０００Åもあり、外枠部２１の底面と第１ベース４０の上面とが結合しないことが多い。その一方で、第１接続電極と第２接続電極との合計厚さ（３０００Åから４０００Å）の段差部４９を設けると、外枠部２１と第１ベース４０とはシロキサン結合することができるが、第１接続電極と第２接続電極とが結合せず、両者が導通していない場合が多い。このため、第１接続電極と第２接続電極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４９の高さを形成している。
【００３０】
リッド１０、第１圧電フレーム２０及び第１ベース４０をシロキサン結合するため接合面を鏡面状態にして清浄な状態にする別の実施例として、例えば、ウエハなどの大面積を処理するのに適したＳＷＰ（Surface Wave Plasma）型ＲＩＥ方式のプラズマ処理装置を用いて行うことができる。このプラズマ処理装置は、誘電体とプラズマとの界面に沿って伝播する表面波を利用したものである。このプラズマ処理装置により、例えば、１３．５６ＭＨｚから２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いてプラズマを生成し処理チャンバー内に導入した反応ガスを励起する。反応ガスとしてＡｒ，Ｏ２及びＯ２とＮ２との混合ガスなどを使用する。励起された反応ガスに暴露されたウエハは、均一に活性化される。リッド１０、第１圧電フレーム２０及び第１ベース４０の接合面が活性化されたウエハを位置合わせして重ね合わせ、１００°Ｃから２００°Ｃ程度の比較的低温に加熱した状態で加圧することによりシロキサン結合で強固に結合する。
【００３１】
別の実施例では、プラズマ処理に代えてイオンビームを照射することにより、リッド１０、第１圧電フレーム２０及び第１ベース４０の接合面を活性化することができる。このイオンビーム処理は、真空雰囲気中に保たれたリッド１０、第１圧電フレーム２０及び第１ベース４０の接合面にＡｒイオンビームを照射することで接合面が活性化される。イオンビーム処理によって表面活性化されたウエハを位置合わせして重ね合わせ、２００°Ｃ程度の比較的低温に加熱した状態で加圧することによりシロキサン結合で強固に結合する。
【００３２】
第１圧電デバイス１００は、シロキサン接合技術によりパッケージ８０を形成後、第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３に共晶金属ボール６０（図１参照）として共晶金属の金・ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金を配置し、真空中又は不活性ガス雰囲気中の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。
【００３３】
図３（ａ）及び（ｂ）は、第１スルーホール４１周辺の拡大図であり、（ａ）は共晶金属ボール６０が溶ける前、（ｂ）は共晶金属ボール６０が溶けて第１スルーホールが封止された状態を示した図である。第２スルーホール４３についても同様であるので、以下図４及び図５に於いても、第２スルーホール４３の説明は割愛する。
【００３４】
図３（ａ）に示されるように、シロキサン結合されたリッド１０、第１圧電フレーム２０及び第１ベース４０は、上下を逆にして配置される。そして、上を向いた第１スルーホール４１に、金・ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金の共晶金属ボール６０が配置される。３５０度前後の真空リフロー炉内で共晶金属ボール６０が溶け始め、冶具などで共晶金属ボール６０を押しつぶす。
【００３５】
すると、図３（ｂ）に示されるように、第１スルーホール４１内に共晶金属ボール６０が広がり第１スルーホール４１内を封止する。このように共晶金属ボール６０が溶かされた場合、共晶金属ボール６０を構成するゲルマニューム（Ｇｅ）が第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４並びに第１励振電極３５及び第２励振電極３６に拡散しない。第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４が金・ゲルマニューム合金の成分比を数パーセント変えた合金であるため、ゲルマニューム（Ｇｅ）の拡散が第２ａ接続電極４２又は第２ｂ接続電極４４で止められる。また、共晶金属ボール６０を溶かす温度（３５６°Ｃ）では、溶融温度の高いＡｕ１５Ｇｅ（４５０°Ｃ）などの合金である第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４は溶けないため、第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４を構成するゲルマニュームが第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４に拡散することはない。
【００３６】
また、第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４は共晶金属ボール６０と同じ金・ゲルマニューム合金でありその成分比が数パーセントしか違わないため、第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４を構成する金（Ａｕ）が溶けた共晶金属ボール６０側に移動しない。したがって第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４並びに第１励振電極３５及び第２励振電極３６の金が吸い出されることもない。
このためリフロー工程前後において、音叉型水晶振動片３０の周波数の特性が安定する。
【００３７】
＜第２実施形態：第２圧電デバイス１１０の構成＞
図４（ａ）及び（ｂ）は、第２圧電デバイス１１０の第１スルーホール４１周辺の拡大図であり、（ａ）は共晶金属ボール６０が溶ける前、（ｂ）は共晶金属ボール６０が溶けて第１スルーホールが封止された状態を示した図である。
【００３８】
第２圧電デバイス１１０は、リッド１０、第１圧電フレーム２０及び第２ベース４０’の接合面が活性化されたウエハを位置合わせして重ね合わせ、シロキサン接合技術によりパッケージ８０’を形成する。パッケージ８０’を形成後、第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３に共晶金属ボール６０として共晶金属の金・ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金を配置し、真空中又は不活性ガス雰囲気中の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。
【００３９】
第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３は、その内面にスルーホール配線１５’が形成され、その内面のスルーホール配線１５’
はクロム（Ｃｒ）から成る下地層と表層が溶融温度４５０°Ｃの金・ゲルマニューム（Ａｕ１５Ｇｅ）合金とで形成されている。また、第１実施形態と同様に、第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４とがクロム（Ｃｒ）から成る下地層と表層が溶融温度４５０°Ｃの金・ゲルマニューム（Ａｕ１５Ｇｅ）合金とで形成されている。
【００４０】
図４（ａ）に示されるように、シロキサン結合されたリッド１０、第１圧電フレーム２０及び第２ベース４０’は、上下を逆にして配置される。そして、上を向いた第１スルーホール４１に、金・ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金の共晶金属ボール６０が配置される。３５０°Ｃ前後の真空リフロー炉内で共晶金属ボール６０が溶け始め、冶具などで共晶金属ボール６０を押しつぶす。
【００４１】
すると、図４（ｂ）に示されるように、第１スルーホール４１内に共晶金属ボール６０が広がり第１スルーホール４１内を封止する。このように共晶金属ボール６０が溶かされた場合、共晶金属ボール６０を構成するゲルマニューム（Ｇｅ）が第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４並びに第１励振電極３５及び第２励振電極３６に拡散しない。スルーホール配線１５’と第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４とが金・ゲルマニューム合金の成分比を数パーセント変えた合金であるため、ゲルマニューム（Ｇｅ）の拡散がスルーホール配線１５’、第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４で止められる。
【００４２】
また、共晶金属ボール６０を溶かす温度（３５６°Ｃ）では、溶融温度の高いＡｕ１５Ｇｅ（４５０°Ｃ）などの合金であるスルーホール配線１５’と第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４とは溶けないため、スルーホール配線１５’ と第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４とを構成するゲルマニュームが第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４に拡散することはない。
【００４３】
更に、スルーホール配線１５’ と第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４とは共晶金属ボール６０と同じ金・ゲルマニューム合金でありその成分比が数パーセントしか違わないため、スルーホール配線１５’ 及び第２ａ接続電極４２並びに第２ｂ接続電極４４を構成する金（Ａｕ）が溶けた共晶金属ボール６０側に移動しない。したがって第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４並びに第１励振電極３５及び第２励振電極３６の金が吸い出されることもない。
このためリフロー工程前後において、音叉型水晶振動片３０の周波数の特性が安定する。
【００４４】
＜第３実施形態：第３圧電デバイス１２０の構成＞
図５（ａ）及び（ｂ）は、第３圧電デバイス１２０の第１スルーホール４１周辺の拡大図であり、（ａ）は共晶金属ボール６０が溶ける前、（ｂ）は共晶金属ボール６０が溶けて第１スルーホールが封止された状態を示した図である。
【００４５】
第３圧電デバイス１２０は、リッド１０、第２圧電フレーム２０’及び第２ベース４０’の接合面が活性化されたウエハを位置合わせして重ね合わせ、シロキサン接合技術によりパッケージ８０”を形成する。パッケージ８０”を形成後、第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３に共晶金属ボール６０として共晶金属の金・ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金を配置し、真空中又は不活性ガス雰囲気中の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。
【００４６】
第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３は、その内面にスルーホール配線１５’が形成されている。スルーホール配線１５’と第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４とは、クロム（Ｃｒ）から成る下地層と表層が溶融温度４５０°Ｃの金・ゲルマニューム（Ａｕ１５Ｇｅ）合金とで形成されている。さらに、第２圧電フレーム２０’に形成された第１ａ接続電極３３’及び第１ｂ接続電極３４’も、クロム（Ｃｒ）から成る下地層と表層が溶融温度４５０°Ｃの金・ゲルマニューム（Ａｕ１５Ｇｅ）合金とで形成されている。この点で、第３実施形態は、第１実施形態又は第２実施形態と異なっている。
【００４７】
図５（ａ）に示されるように、シロキサン結合されたリッド１０、第２圧電フレーム２０’及び第２ベース４０’は、上下を逆にして配置される。そして、上を向いた第１スルーホール４１に、金・ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金の共晶金属ボール６０が配置される。３５０度前後の真空リフロー炉内で共晶金属ボール６０が溶け始め、冶具などで共晶金属ボール６０を押しつぶす。
【００４８】
すると、図５（ｂ）に示されるように、第１スルーホール４１内に共晶金属ボール６０が広がり第１スルーホール４１内を封止する。このように共晶金属ボール６０が溶かされた場合、共晶金属ボール６０を構成するゲルマニューム（Ｇｅ）が第１励振電極３５及び第２励振電極３６に拡散しない。スルーホール配線１５’と第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４と第１ａ接続電極３３’及び第１ｂ接続電極３４’とが金・ゲルマニューム合金の成分比を数パーセント変えた合金であるため、ゲルマニューム（Ｇｅ）の拡散がスルーホール配線１５’又は第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４並びに第１ａ接続電極３３’及び第１ｂ接続電極３４’で止められる。
【００４９】
また、共晶金属ボール６０を溶かす温度（３５６°Ｃ）では、溶融温度の高いＡｕ１５Ｇｅ（４５０°Ｃ）などの合金であるスルーホール配線１５’、と第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４、又は第１ａ接続電極３３’及び第１ｂ接続電極３４’は溶けないため、スルーホール配線１５’と第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４と第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４とを構成するゲルマニュームが第１励振電極３５及び第２励振電極３６とに拡散することはない。
【００５０】
更に、スルーホール配線１５’ と第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４と第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４とは共晶金属ボール６０と同じ金・ゲルマニューム合金でありその成分比が数パーセントしか違わないため、スルーホール配線１５’と第２ａ接続電極４２及び第２ｂ接続電極４４と第１ａ接続電極３３及び第１ｂ接続電極３４とを構成する金（Ａｕ）が溶けた共晶金属ボール６０側に移動しない。したがって第１励振電極３５及び第２励振電極３６の金が吸い出されることもない。
このためリフロー工程前後において、音叉型水晶振動片３０の周波数の特性が安定する。
【００５１】
第３圧電デバイス１２０は、第１励振電極３５及び第２励振電極３６を除いて、クロム（Ｃｒ）から成る下地層と表層が溶融温度４５０°Ｃの金・ゲルマニューム（Ａｕ１５Ｇｅ）合金とで形成された。さらに第１励振電極３５及び第２励振電極３６までもクロム（Ｃｒ）から成る下地層と表層が溶融温度４５０°Ｃの金・ゲルマニューム（Ａｕ１５Ｇｅ）合金とで形成されるようにしてもよい。すべての表層が金・ゲルマニューム（Ａｕ１５Ｇｅ）になればゲルマニュームの拡散などはまったく生じない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上、第１実施形態から第３実施形態について詳細に説明したが、いずれも第１励振電極３５及び第２励振電極３６にゲルマニュームが流れたり、第１励振電極３５及び第２励振電極３６から金が吸いだされたりすることがない。第１実施形態から第３実施形態の音叉型圧電振動片３０を有する第１圧電フレーム２０、第２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。
【００５３】
また、上記実施形態ではリッドと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、リッドと圧電フレームとベースとを陽極接合してもよい。
【００５４】
また、実施例では封止材として共晶金属ボール６０にＡｕ１２Ｇｅ（溶融温度３６５°Ｃ）合金を用いた例で説明したが、金・スズ（Ａｕ２０Ｓｎ）合金（溶融温度２７８°Ｃ）及び金・シリコン（Ａｕ３．１５Ｓｉ）合金（溶融温度３６３°Ｃ）を用いることができる。共晶金属ボール６０にＡｕ１２Ｇｅ合金を用いた例では、第１接続電極、第２接続電極及びスルーホール配線に金・ゲルマニューム合金の成分比を変え溶融温度の高いＡｕ１５Ｇｅ合金を用いている。このように、共晶金属ボール６０に金・スズ（Ａｕ２０Ｓｎ）合金又は金・シリコン（Ａｕ３．１５Ｓｉ）合金を用いる場合は、第１接続電極、第２接続電極及びスルーホール配線に金・スズ合金又は金・シリコン合金の成分比を変え、溶融温度の高い金・スズ合金又は溶融温度の高い金・シリコン合金で形成される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】（ａ）は、分割した状態の第１圧電デバイス１００を、リッド１０のリッド部側からみた斜視図である。  （ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面で第１圧電デバイス５０の断面構成図である。
【図２】（ａ）は第１圧電フレーム２０の上面図である。  （ｂ）は第１ベース４０の上面図である。
【図３】（ａ）は第１圧電デバイス１００の第１スルーホール４１の封止前の拡大断面図である。  （ｂ）は第１圧電デバイス１００の第１スルーホール４１が封止された状態を示した拡大断面図である。
【図４】（ａ）は第２圧電デバイス１１０の第１スルーホール４１の封止前の拡大断面図である。  （ｂ）は第２圧電デバイス１１０の第１スルーホール４１が封止された状態を示した拡大断面図である。
【図５】（ａ）は第３圧電デバイス１２０の第１スルーホール４１の封止前の拡大断面図である。  （ｂ）は第３圧電デバイス１２０の第１スルーホール４１が封止された状態を示した拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  …  リッド
１５，１５’ …  金属膜（スルーホール配線）
１７  …  リッド用凹部
２０  …  第１圧電フレーム、２０’  …  第２圧電フレーム
２１  …  外枠部
２２  …  空間部
３０  …  音叉型水晶振動片
３１  …  振動腕
３２  …  基部
３３，３３’ …  第１ａ接続電極、  ３４，３４’  …  第１ｂ接続電極
３５  …  第１励振電極、    ３６  …  第２励振電極
３７，３８  …  錘部
４０  …  第１ベース、  ４０’  …  第２ベース
４１  …  第１スルーホール、４３  …  第２スルーホール
４２  …  第２ａ接続電極、  ４４  …  第２ｂ接続電極
４５  …  第１外部電極、    ４６  …  第２外部電極
４７  …  ベース用凹部
４９  …  段差部
６０  …  共晶金属ボール
８０，８０’，８０”  …  パッケージ
１００  …  第１圧電デバイス
１１０  …  第２圧電デバイス
１２０  …  第３圧電デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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