(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面及び他主面を有し、電圧の印加により振動する圧電振動部を有する第１板と、
前記第１板の前記一主面に接合される第２板と、
前記第１板の前記他主面に接合される第３板と、
前記圧電振動部を振動させる第１励振電極及び第２励振電極と、を備え、
前記第１励振電極は前記第２板の前記第１板とは反対側の面に形成され、前記第２励振電極は前記第３板の前記第１板とは反対側の面に形成される圧電デバイス。
【請求項２】
前記圧電振動部の前記一主面及び前記他主面の少なくとも一方は、前記第１板の前記第２板及び前記第３板との接合面より凹んで形成されている請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記第１板、前記第２板及び前記第３板は水晶材により形成され、互いにシロキサン結合により接合される請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記第２板は、枠状に形成され前記第１板の前記一主面に接合される第１枠板と、前記第１枠板に接合され前記第１励振電極が形成される第１平板とを含み、
前記第３板は、枠状に形成され前記第１板の前記他主面に接合される第２枠板と、前記第２枠板に接合され前記第２励振電極が形成される第２平板とを含む請求項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】
前記第１励振電極及び前記第２励振電極を覆う電気絶縁体を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記第１板、前記第２板及び前記第３板の一対の側面で且つ前記電気絶縁体に覆われない位置に形成され、前記第１及び第２励振電極にそれぞれ電気的に接続されている実装用の第１及び第２実装端子を備える請求項５に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記第１及び前記第２実装端子は、前記一対の側面に形成された一対のキャスタレーション上に形成される請求項６に記載の圧電デバイス。
【請求項８】
一主面及び他主面を有し電圧の印加により振動する圧電振動部を有する第１板を複数有する第１ウエハを用意する工程と、
第１励振電極が形成された第２板を複数有する第２ウエハを用意する工程と、
前記第１励振電極とは異なる第２励振電極が形成された第３板を複数有する第３ウエハを用意する工程と、
前記第２ウエハの前記第１励振電極が形成された面とは反対側の面を前記第１ウエハの前記一主面に接合し、前記第３ウエハの前記第２励振電極が形成された面とは反対側の面を前記第１ウエハの前記他主面に接合する接合工程と、
個々の接合された前記第１板、前記第２板及び前記第３板を形成するため、前記接合工程で互いに接合された前記第１ウエハ、前記第２ウエハ及び前記第３ウエハを切断する切断工程と、
前記接合された前記第２板及び前記第３板に対して前記第１励振電極及び前記第２励振電極を電気絶縁体で覆う工程と、
前記接合された前記第１板、前記第２板及び前記第３板の一対の側面に電極ペーストを塗布し、前記第１励振電極と電気的に接続する第１実装端子と前記第２励振電極と電気的に接続する第２実装端子とを形成する工程と、
を含む圧電デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記第１ウエハ、前記第２ウエハ及び前記第３ウエハは水晶材により形成され、前記接合工程はシロキサン結合が用いられる請求項８に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記第１ウエハ、前記第２ウエハ及び前記第３ウエハには複数の貫通孔が形成され、
前記接合工程では、前記第１ウエハ、前記第２ウエハ及び前記第３ウエハの各前記複数の貫通孔が互いに重なり合うように前記第１ウエハ、前記第２ウエハ及び前記第３ウエハが接合され、
前記切断工程により、前記複数の貫通孔が二等分される請求項８又は請求項９に記載の圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間電圧印加を行う空間電極が形成された圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装用の圧電デバイスは小型化されることが望まれている。圧電デバイスの小型化を阻害する要因の一つとして圧電デバイス内に形成されるキャビティの存在があり、圧電デバイスを小型化するためにはキャビティが小さく形成されることが望ましい。圧電デバイス内に形成されるキャビティは密封され、その中に電圧の印加により振動する圧電振動部が載置される。キャビティは圧電振動部がベース又はリッドと接触しない程度の広さを有することが求められる。例えば特許文献１には、キャビティ内の上板及び下板に励振電極が形成されたキャビティを有する圧電振動デバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８６７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし特許文献１の圧電振動デバイスでは、水晶振動板と励振電極との接触を避けるためのキャビティの大きさを確保しなければならない。また、上板及び下板の水晶振動板との接合面に励振電極から引き出された電極が形成されているため、圧電振動デバイスの厚さが厚くなり小型化が妨げられている。
【０００５】
そこで本発明は、励振電極をキャビティの外に形成することによって小型化された圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１観点の圧電デバイスは、一主面及び他主面を有し、電圧の印加により振動する圧電振動部を有する第１板と、第１板の一主面に接合される第２板と、第１板の他主面に接合される第３板と、圧電振動部を振動させる第１励振電極及び第２励振電極と、を備え、第１励振電極は第２板の第１板とは反対側の面に形成され、第２励振電極は第３板の第１板とは反対側の面に形成される。
【０００７】
第２観点の圧電デバイスは、第１観点において、圧電振動部の一主面及び他主面の少なくとも一方が、第１板の第２板及び第３板との接合面より凹んで形成されている。
【０００８】
第３観点の圧電デバイスは、第１観点又は第２観点において、第１板、第２板及び第３板は水晶材により形成され、互いにシロキサン結合により接合される。
【０００９】
第４観点の圧電デバイスは、第１観点から第３観点において、第２板が枠状に形成され第１板の一主面に接合される第１枠板と第１枠板に接合され第１励振電極が形成される第１平板とを含み、第３板が枠状に形成され第１板の他主面に接合される第２枠板と、第２枠板に接合され第２励振電極が形成される第２平板とを含む。
【００１０】
第５観点の圧電デバイスは、第１観点から第４観点において、第１励振電極及び第２励振電極を覆う電気絶縁体を備える。
【００１１】
第６観点の圧電デバイスは、第５観点において、第１板、第２板及び第３板の一対の側面で且つ電気絶縁体に覆われない位置に形成され、第１及び第２励振電極にそれぞれ電気的に接続されている実装用の第１及び第２実装端子を備える
【００１２】
第７観点の圧電デバイスは、第６観点において、第１及び第２実装端子が、一対の側面に形成された一対のキャスタレーション上に形成される。
【００１３】
第８観点の圧電デバイスの製造方法は、一主面及び他主面を有し電圧の印加により振動する圧電振動部を有する第１板を複数有する第１ウエハを用意する工程と、第１励振電極が形成された第２板を複数有する第２ウエハを用意する工程と、第１励振電極とは異なる第２励振電極が形成された第３板を複数有する第３ウエハを用意する工程と、第２ウエハの第１励振電極が形成された面とは反対側の面を第１ウエハの一主面に接合し、第３ウエハの第２励振電極が形成された面とは反対側の面を第１ウエハの他主面に接合する接合工程と、個々の接合された第１板、第２板及び第３板を形成するため、接合工程で互いに接合された第１ウエハ、第２ウエハ及び第３ウエハを切断する切断工程と、接合された第２板及び第３板に対して第１励振電極及び第２励振電極を電気絶縁体で覆う工程と、接合された第１板、第２板及び第３板の一対の側面に電極ペーストを塗布し、第１励振電極と電気的に接続する第１実装端子と第２励振電極と電気的に接続する第２実装端子とを形成する工程と、を含む。
【００１４】
第９観点の圧電デバイスの製造方法は、第８観点において、第１ウエハ、第２ウエハ及び第３ウエハは水晶材により形成され、接合工程はシロキサン結合が用いられる。
【００１５】
第１０観点の圧電デバイスの製造方法は、第８観点又は第９観点において、第１ウエハ、第２ウエハ及び第３ウエハには複数の貫通孔が形成され、切断工程により、複数の貫通孔が二等分される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、励振電極をキャビティの外に形成することにより小型化された圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】圧電デバイス１００の斜視図である。
【図２】（ａ）は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。  （ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】圧電デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。
【図４】第１ウエハＷ１１０の平面図である。
【図５】第２ウエハＷ１２０の平面図である。
【図６】第３ウエハＷ１３０の平面図である。
【図７】（ａ）は、第１実装端子１５０ａが形成される前の圧電デバイス１００及び電極ペースト１９０の図である。  （ｂ）は、第１実装端子１５０ａが形成された後の圧電デバイス１００の図である。
【図８】（ａ）は、圧電デバイス２００Ａの断面図を示す。  （ｂ）は、圧電デバイス２００Ｂの断面図を示す。
【図９】圧電デバイス３００の分解斜視図である。
【図１０】（ａ）は、図９のＢ−Ｂ断面図である。  （ｂ）は、第２ＢウエハＷ３２０Ｂの平面図である。
【図１１】（ａ）は、圧電デバイス４００の分解斜視図である。  （ｂ）は、図１１（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】圧電デバイス４００の製造方法が示されたフローチャートである。
【図１３】第１ウエハＷ４１０の平面図である。
【図１４】第２ウエハＷ４２０の平面図である。
【図１５】（ａ）は、互いに接合された第１ウエハＷ４１０、第２ウエハＷ４２０及び第３ウエハＷ４３０の断面図である。  （ｂ）は、励振電極、引出電極及びキャスタレーション電極が形成されている互いに接合された第１ウエハＷ４１０、第２ウエハＷ４２０及び第３ウエハＷ４３０の断面図である。
【図１６】（ａ）は、圧電デバイス５００の分解斜視図である。  （ｂ）は、図１６（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図１７】第１ウエハＷ５１０の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１９】
（第１実施形態）
＜圧電デバイス１００の構成＞
図１は、圧電デバイス１００の斜視図である。圧電デバイス１００は主に、第１板１１０と第２板１２０と第３板１３０とにより形成されている。圧電デバイス１００では第１板１１０と第２板１２０と第３板１３０とは水晶材を基材としており、第１板１１０が第２板１２０と第３板１３０とにより挟まれて形成されている。なお、第１板１１０と第２板１２０と第３板１３０とはシロキサン結合により接合される。第１板１１０には、電圧の印加により振動する圧電振動部１１１（図２（ａ）参照）が形成されている。また、第２板１２０の第１板１１０と反対側の主面及び第３板１３０の第１板１１０と反対側の主面には圧電振動部１１１を振動させる第１励振電極１６０ａ及び第２励振電極１６０ｂ（図２（ａ）参照）が形成されている。第１板１１０には例えばＡＴカットの水晶振動板が用いられている。ＡＴカットの水晶振動板は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明では、ＡＴカットの水晶振動板の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス１００において圧電デバイス１００の長手方向をＸ軸方向、圧電デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ軸方向及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。
【００２０】
圧電デバイス１００の第１励振電極１６０ａ及び第２励振電極１６０ｂは電気絶縁体１４０で覆われている。また圧電デバイス１００の−Ｘ軸側及び＋Ｘ軸側には、第１実装端子１５０ａ及び第２実装端子１５０ｂが形成されている。なお、圧電デバイス１００においては、電気絶縁体１４０と第１実装端子１５０ａ及び第２実装端子１５０ｂとにより第１板１１０、第２板１２０及び第３板１３０全体が覆われる。第１実装端子１５０ａは第１引出電極１６１ａを介して第１励振電極１６０ａと電気的に接続され、第２実装端子１５０ｂは第２引出電極１６１ｂ（図２（ａ）参照）を介して第２励振電極１６０ｂと電気的に接続されている。
【００２１】
図２（ａ）は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。以降の圧電デバイスの構成に関する説明では、電気絶縁体１４０、第１実装端子１５０ａ及び第２実装端子１５０ｂを省略して説明する。圧電デバイス１００は主に、第１板１１０と、第２板１２０と、第３板１３０とにより構成されている。第１板１１０は、圧電振動部１１１と、圧電振動部１１１の周りに形成されている接合部１１２とを有している。圧電振動部１１１は第１励振電極１６０ａ及び第２励振電極１６０ｂへの電圧の印加により振動する。また、第１板１１０は接合部１１２が第２板１２０と第３板１３０とに接合されることで固定され、圧電振動部１１１は圧電デバイス１００の内部に形成されるキャビティ１８０（図２参照）に保持されている。第２板１２０は、第１板１１０の＋Ｙ’軸側に配置されている。第２板１２０の−Ｙ’軸側の面には、凹部１２１と凹部１２１を囲む接合面１２２とが形成されている。凹部１２１は圧電デバイス１００のキャビティ１８０（図２（ｂ）参照）の一部を形成している。また、接合面１２２は第１板１１０の接合部１１２の＋Ｙ’軸側の面と接合される。第２板１２０の＋Ｙ’軸側の面には第１励振電極１６０ａと、第１励振電極１６０ａから−Ｘ軸側の端にまで引き出されている第１引出電極１６１ａとが形成されている。第１引出電極１６１ａは、第１励振電極１６０ａと第１実装端子１５０ａ（図１参照）とを電気的に接続する。第３板１３０は、第１板１１０の−Ｙ’軸側に配置されている。第３板１３０の＋Ｙ’軸側の面には、凹部１３１と凹部１３１を囲む接合面１３２とが形成されている。凹部１３１は圧電デバイス１００のキャビティ１８０（図２（ｂ）参照）の一部を形成している。また、接合面１３２は第１板１１０の接合部１１２の−Ｙ’軸側の面と接合される。第３板１３０の−Ｙ’軸側の面には第２励振電極１６０ｂと、第２励振電極１６０ｂから＋Ｘ軸側の端にまで引き出されている第２引出電極１６１ｂとが形成されている。第２引出電極１６１ｂは、第２励振電極１６０ｂと第２実装端子１５０ｂ（図１参照）とを電気的に接続する。
【００２２】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２（ｂ）に示されたように、第１板１１０の接合部１１２の＋Ｙ’軸側の面と第２板の接合面１２２とが接合され、第１板１１０の接合部１１２の−Ｙ’軸側の面と第３板の接合面１３２とが接合される。これにより、圧電デバイス１００の内部には第２板１２０の凹部１２１及び第３板１３０の凹部１３１からなる密封されたキャビティ１８０が形成されている。キャビティ１８０には第１板１１０の圧電振動部１１１が配置されている。第２板１２０の＋Ｙ’軸側の面には第１励振電極１６０ａと第１励振電極１６０ａから−Ｘ軸方向に引き出されている第１引出電極１６１ａとが形成されている。また、第３板１３０の−Ｙ’軸側の面には第２励振電極１６０ｂと第２励振電極１６０ｂから＋Ｘ軸方向に引き出されている第２引出電極１６１ｂとが形成されている。
【００２３】
＜圧電デバイス１００の製造方法＞
図３は、圧電デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１では、第１ウエハＷ１１０が用意される。第１ウエハＷ１１０には複数の第１板１１０が形成されている。図４を参照して第１ウエハＷ１１０について説明する。
【００２４】
図４は、第１ウエハＷ１１０の平面図である。第１ウエハＷ１１０は表面に凹凸のない平板であり、ＡＴカットされた水晶材により形成されている。図４には第１ウエハＷ１１０に形成された複数の第１板１１０が示されている。各第１板１１０は二点鎖線で区切られて示されており、二点鎖線は後述する切断工程で切断されるスクライブライン１７０となる。また、一点鎖線で圧電振動部１１１が示されている。接合部１１２は圧電振動部１１１を囲むようにして形成される。
【００２５】
ステップＳ１０２では、第２ウエハＷ１２０が用意される。第２ウエハＷ１２０には、複数の第２板１２０が形成されている。図５を参照して第２ウエハＷ１２０について説明する。
【００２６】
図５は、第２ウエハＷ１２０の平面図である。第２ウエハＷ１２０は、水晶材を基材としており、複数の第２板１２０が形成されている。図５では各第２板１２０は二点鎖線で区切られて示されており、二点鎖線は後述する切断工程で切断されるスクライブライン１７０となる。各第２板１２０の−Ｙ’軸側の面にはエッチングにより凹部１２１が形成されている。これにより、凹部１２１の周りには第１板１１０の接合部１１２と接合される接合面１２２が形成されている。＋Ｙ’軸側の面には各第２板１２０の第１励振電極１６０ａと第１励振電極１６０ａから引き出されている第１引出電極１６１ａとがそれぞれ形成されている。第１励振電極１６０ａ及び第１引出電極１６１ａは水晶材の上に形成されるクロム（Ｃｒ）層と、クロム層の上に形成される金（Ａｕ）層とにより構成されている。クロム層及び金層は、蒸着又はスパッタリング等の方法により第２ウエハＷ１２０全面に形成され、露光、現像及びエッチング等の方法により各電極の形状が作られる。
【００２７】
ステップＳ１０３では、第３ウエハＷ１３０が用意される。第３ウエハＷ１３０には、複数の第３板１３０が形成されている。図６を参照して第３ウエハＷ１３０について説明する。
【００２８】
図６は、第３ウエハＷ１３０の平面図である。第３ウエハＷ１３０は、水晶材を基材としており、複数の第３板１３０が形成されている。図６では各第３板１３０は二点鎖線で区切られて示されており、二点鎖線は後述する切断工程で切断されるスクライブライン１７０となる。各第３板１３０の＋Ｙ’軸側の面にはエッチングにより凹部１３１が形成されている。これにより、凹部１３１の周りには第１板１１０の接合部１１２と接合される接合面１３２が形成されている。−Ｙ’軸側の面には各第３板１３０の第２励振電極１６０ｂと第２励振電極１６０ｂから引き出されている第２引出電極１６１ｂとが形成されている。第２励振電極１６０ｂ及び第２引出電極１６１ｂは水晶材の上に形成されるクロム層と、クロム層の上に形成される金層とにより構成されている。
【００２９】
ステップＳ１０４では、第１ウエハＷ１１０、第２ウエハＷ１２０及び第３ウエハＷ１３０が互いに接合される。各ウエハ同士の接合では、第１板１１０の接合部１１２と、第２板１２０の接合面１２２及び第３板１３０の接合面１３２とが互いに重なるようにして位置合わせされて接合される。また、接合はシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合）により行われる。シロキサン結合は、まず各ウエハの接合される面を研磨により鏡面状態にし、酸素含有雰囲気中で短波長の紫外線を照射して接合される面を活性化し、清浄な状態にしておく。その後、真空中又は不活性ガス雰囲気中で、接合される面が活性化した状態のウエハを位置合わせして重ね合わせ、１００℃から２００℃程度の比較的低温に加熱した状態でウエハ同士を押し合わせる。これにより各ウエハはシロキサン結合で強固に結合する。接合される面の活性化の方法は、紫外線照射による方法の他に、プラズマ処理による方法、イオンビームを接合面に照射する方法等でもよい。
【００３０】
ステップＳ１０５では、第１ウエハＷ１１０、第２ウエハＷ１２０及び第３ウエハＷ１３０が切断される。切断は、図４、図５及び図６に示されたスクライブライン１７０に沿って行われる。これにより、圧電デバイス１００が図２に示されたように単体となる。
【００３１】
ステップＳ１０６では、第１励振電極１６０ａ及び第２励振電極１６０ｂが電気絶縁体１４０（図１参照）で覆われる。このときに、電気絶縁体１４０は、圧電デバイス１００の＋Ｘ軸側の面と−Ｘ軸側の面とが覆われないように、また第１引出電極１６１ａ及び第２引出電極１６１ｂの全てが電気絶縁体１４０により覆われないように形成される（図７（ａ）参照）。
【００３２】
ステップＳ１０７では、第１実装端子１５０ａ及び第２実装端子１５０ｂが形成される。第１実装端子１５０ａ及び第２実装端子１５０ｂの形成方法の例を、図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して説明する。
【００３３】
図７（ａ）は、第１実装端子１５０ａが形成される前の圧電デバイス１００及び第１実装端子１５０ａの形成に用いられる電極ペースト１９０の図である。図７（ａ）では、圧電デバイス１００には第１励振電極１６０ａ及び第２励振電極１６０ｂを覆うように電気絶縁体１４０が形成されている。また、圧電デバイス１００の＋Ｘ軸側の面及び−Ｘ軸側の面と、第１励振電極１６０ａ及び第２励振電極１６０ｂに接続されている第１引出電極１６１ａ及び第２引出電極１６１ｂの一部とは電気絶縁体１４０に覆われていない。電極ペースト１９０は、ニッケル等の金属粉末を有機溶剤等に分散させてペースト状にしたものである。第１実装端子１５０ａの形成では、圧電デバイス１００の−Ｘ軸側の面及び第１引出電極１６１ａが矢印ＡＲに示されたように電極ペースト１９０に漬けられる。このとき、第１励振電極１６０ａ及び第２励振電極１６０ｂは電気絶縁体１４０に覆われているため電極ペースト１４０と直接接触しない。
【００３４】
図７（ｂ）は、第１実装端子１５０ａが形成された後の圧電デバイス１００の図である。図７（ｂ）では、−Ｘ軸側の面及び第１引出電極１６１ａを覆うように第１実装端子１５０ａが形成されている圧電デバイス１００が示されている。図７（ａ）で圧電デバイス１００の−Ｘ軸側の面及び第１引出電極１６１ａを覆った電極ペースト１９０は、その後乾燥させられて第１実装端子１５０ａとなる。第１実装端子１５０ａは第１引出電極１６１ａと接続されているため、第１励振電極１６０ａと電気的に接続されている。
【００３５】
図７（ａ）及び図７（ｂ）では、第１実装端子１５０ａの形成方法を示したが、第２実装端子１５０ｂに関しても同様の方法により形成することができる。第１実装端子１５０ａ及び第２実装端子１５０ｂは互いに電気的に接続されないように形成される。
【００３６】
圧電デバイス１００では、キャビティ１８０内に励振電極等の電極が形成されないため、キャビティ１８０の大きさを最小限に留めることができる。また、ウエハ同士が接合される面に電極が形成されないため、水晶ウエハ同士を直接接合するシロキサン結合によりウエハ同士を接合することができる。ウエハ同士が接合材無しに接合されるため、圧電デバイスを小型化することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
第２実施形態として、第１板の圧電振動部の厚さが接合部よりも薄くされた圧電デバイス２００Ａ及び圧電デバイス２００Ｂについて説明する。以下の説明では圧電デバイス１００とその構成が同じ部分は圧電デバイス１００と同じ番号を付してその説明を省略する。
【００３８】
＜圧電デバイス２００Ａの構成＞
図８（ａ）は、圧電デバイス２００Ａの断面図を示す。図８（ａ）に示された圧電デバイス２００Ａの断面は、圧電デバイス１００の図２（ｂ）に示された断面と同様の位置の断面に相当している。圧電デバイス２００Ａは主に、第１板２１０Ａと、第２板２２０と、第３板２３０とにより構成されている。第１板２１０Ａは、圧電振動部２１１Ａと接合部２１２Ａとにより構成されている。接合部２１２Ａは、＋Ｙ’軸側の面で第２板２２０と接合され、−Ｙ’軸側の面で第３板２３０と接合されている。また、圧電振動部２１１Ａの＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面には凹部２１３が形成されている。圧電デバイス２００Ａの内部にはキャビティ１８０が形成されている。キャビティ１８０は圧電振動部２１１Ａの凹部２１３により形成されている。
【００３９】
＜圧電デバイス２００Ｂの構成＞
図８（ｂ）は、圧電デバイス２００Ｂの断面図を示す。図８（ｂ）に示された圧電デバイス２００Ｂの断面は、圧電デバイス１００の図２（ｂ）に示された断面と同様の位置の断面に相当している。圧電デバイス２００Ｂは主に、第１板２１０Ｂと、第２板２２０と、第３板１３０とにより構成されている。第１板２１０Ｂは、圧電振動部２１１Ｂと接合部２１２Ｂとにより構成されている。接合部２１２Ｂは、＋Ｙ’軸側の面で第２板２２０と接合され、−Ｙ’軸側の面で第３板１３０と接合されている。また、圧電振動部２１１Ｂの＋Ｙ’軸側の面には凹部２１３が形成されている。圧電デバイス２００Ｂの内部には圧電振動部２１１Ｂの凹部２１３と第３板１３０の凹部１３１とによりキャビティ１８０が形成されている。
【００４０】
（第３実施形態）
第３実施形態として、第２板及び第３板が枠板及び平板とにより構成されている圧電デバイス３００について説明する。以下の説明では圧電デバイス１００、圧電デバイス２００Ａ及び圧電デバイス２００Ｂとその構成が同じ部分は圧電デバイス１００、圧電デバイス２００Ａ及び圧電デバイス２００Ｂと同じ番号を付してその説明を省略する。
【００４１】
＜圧電デバイス３００の構成＞
図９は、圧電デバイス３００の分解斜視図である。圧電デバイス３００は主に、第１板１１０と、第２板３２０と、第３板３３０とにより構成されている。第２板３２０は、凹凸のない平板である第１平板３２０Ａと、枠状に形成された第１枠板３２０Ｂとにより構成されている。第１平板３２０Ａの＋Ｙ’軸側の面には第１励振電極１６０ａ及び第１引出電極１６１ａが形成されている。第１枠板３２０Ｂは、第１平板３２０Ａの−Ｙ’軸側に配置され第１平板３２０Ａと接合される。また第１枠板３２０Ｂには、中央部に第１枠板３２０Ｂを貫通する孔である矩形状の貫通部３２１が形成されている。さらに、貫通部３２１を囲むように枠体３２２が形成されており、枠体３２２は第１板１１０の接合部１１２の＋Ｙ’軸側の面に接合される。第３板３３０は、凹凸のない平板である第２平板３３０Ａと、枠状に形成された第２枠板３３０Ｂとにより構成されている。第２平板３３０Ａの−Ｙ’軸側の面には第２励振電極１６０ｂ及び第２引出電極１６１ｂが形成されている。第２枠板３３０Ｂは、第２平板３３０Ａの＋Ｙ’軸側に配置され、第２平板３３０Ａと接合される。また第２枠板３３０Ｂは、中央部に第２枠板３３０Ｂを貫通する孔である矩形状の貫通部３３１が形成されている。さらに貫通部３３１を囲むように枠体３３２が形成されており、枠体３３２は第１板１１０の接合部１１２の−Ｙ’軸側に接合される。
【００４２】
図１０（ａ）は、図９のＢ−Ｂ断面図である。圧電デバイス３００は、第１板１１０の接合部１１２の＋Ｙ’軸側の面に第２板３２０の第１枠板３２０Ｂが接合されており、第１枠板３２０Ｂの＋Ｙ’軸側の面に第１平板３２０Ａが接合されている。また、第１板１１０の接合部１１２の−Ｙ’軸側の面に第３板３３０の第２枠板３３０Ｂが接合されており、第２枠板３２０Ｂの−Ｙ’軸側の面に第２平板３３０Ａが接合されている。第１枠板３２０Ｂの貫通部３２１及び第２枠板３３０Ｂの貫通部３３１は圧電デバイス３００のキャビティ１８０を形成する。
【００４３】
＜圧電デバイス３００の製造方法＞
圧電デバイス３００の製造方法は、基本的には図３に示された圧電デバイス１００の製造方法と同様である。ただ、圧電デバイス３００の第２板３２０は第１枠板３２０Ｂと第１平板３２０Ａとにより形成され、圧電デバイス３００の第３板３３０は第２枠板３３０Ｂと第２平板３３０Ａとにより形成されているため、ステップＳ１０２の第２ウエハが用意される工程と、ステップＳ１０３の第３ウエハが用意される工程とが若干異なる。ステップＳ１０２では第２Ａウエハと第２ＢウエハＷ３２０Ｂ（図１０（ｂ）参照）とが用意され、ステップＳ１０３では第３Ａウエハと第３ＢウエハＷ３３０Ｂ（図１０（ｂ）参照）とが用意される。第２Ａウエハには複数の第１平板３２０Ａが形成され、第３Ａウエハには複数の第２平板３３０Ａが形成される。第２Ａウエハ及び第３Ａウエハは、図４に示された第１ウエハＷ１１０と同様に表面に凹凸のない平板として形成され、第１励振電極１６０ａ及び第１引出電極１６１ａと第２励振電極１６０ｂ及び第２引出電極１６１ｂとがそれぞれ形成される。また、第２ＢウエハＷ３２０Ｂには複数の第１枠板３２０Ｂが形成され、第３ＢウエハＷ３３０Ｂには複数の第２枠板３３０Ｂが形成される。ステップＳ１０４では、５枚のウエハが互いに接合される。
【００４４】
図１０（ｂ）は、第２ＢウエハＷ３２０Ｂの平面図である。また、第２ＢウエハＷ３２０Ｂは第３ＢウエハＷ３３０Ｂと同形状であるため、図１０（ｂ）は、第３ＢウエハＷ３３０Ｂの平面図でもある。第２ＢウエハＷ３２０Ｂには、複数の第１枠板３２０Ｂが形成されている。図１０（ｂ）では各第１枠板３２０Ｂが二点鎖線に囲まれ示されており、この二点鎖線はスクライブライン１７０を示している。各第１枠板３２０Ｂには、貫通部３２１及び貫通部３２１を囲むように枠体３２２が形成されている。
【００４５】
（第４実施形態）
第４実施形態として、圧電デバイスの側面にキャスタレーションが形成され、キャスタレーションに電極が形成されている圧電デバイス４００について説明する。以下の説明では圧電デバイス１００、圧電デバイス２００及び圧電デバイス３００とその構成が同じ部分は圧電デバイス１００、圧電デバイス２００Ａ、圧電デバイス２００Ｂ及び圧電デバイス３００と同じ番号を付してその説明を省略する。
【００４６】
＜圧電デバイス４００の構成＞
図１１（ａ）は、圧電デバイス４００の分解斜視図である。圧電デバイス４００は、第１板４１０と、第２板４２０と、第３板４３０とにより形成されている。第１板４１０には圧電振動部１１１と圧電振動部１１１の周りに形成され第２板４２０及び第３板４３０と接合される接合部４１２とが形成されている。また、第１板４１０の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の側面にはキャスタレーション４８０が形成されている。キャスタレーション４８０にはキャスタレーション電極４８１が形成されている。第１板４１０の＋Ｙ’軸側には第２板４２０が配置される。第２板４２０には−Ｙ’軸側の面に、凹部１２１と凹部１２１を囲む接合面４２２とが形成されている。また、＋Ｙ’軸側の面には、第１励振電極１６０ａと第１引出電極１６１ａと電極パッド４６２ａとが形成されている。さらに、＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の側面にはキャスタレーション４８０が形成されている。キャスタレーション４８０にはキャスタレーション電極４８１が形成されており、−Ｘ軸側に形成されているキャスタレーション電極４８１は第１引出電極１６１ｂと電気的に接続され、＋Ｘ軸側に形成されているキャスタレーション電極４８１は電極パッド４６２ａと接続されている。第３板４３０には＋Ｙ’軸側の面に凹部１３１が形成されている。また、凹部１３１を囲むように接合面４３２が形成されている。第３板４３０の−Ｙ’軸側の面には第２励振電極１６０ｂと第２引出電極１６１ｂと電極パッド４６２ｂとが形成されている。さらに、第３板４３０の＋Ｘ軸側と−Ｘ軸側とにはキャスタレーション４８０が形成されており、キャスタレーション４８０にはキャスタレーション電極４８１が形成されている。＋Ｘ軸側に形成されているキャスタレーション電極４８１は、第２引出電極１６１ｂと電気的に接続されており、−Ｘ軸側に形成されているキャスタレーション電極４８１は電極パッド４６２ｂと接続されている。
【００４７】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。圧電デバイス４００は、第２板４２０の凹部１２１と第３板４３０の凹部１３１とによりキャビティ１８０が形成され、キャビティ１８０には圧電振動部１１１が配置されている。圧電デバイス４００の＋Ｙ’軸側に形成されている第１励振電極１６０ａは第１引出電極１６１ａ及びキャスタレーション電極４８１を介して−Ｙ’軸側の面に形成されている電極パッド４６２ｂと電気的に接続されている。同様に、−Ｙ’軸側の面に形成されている第２励振電極１６０ｂは第２引出電極１６１ｂ及びキャスタレーション電極４８１を介して＋Ｙ’軸側の面に形成されている電極パッド４６２ａと電気的に接続されている。
【００４８】
＜圧電デバイス４００の製造方法＞
図１２は、圧電デバイス４００の製造方法が示されたフローチャートである。
まず、ステップＳ２０１では、第１ウエハＷ４１０が用意される。第１ウエハＷ４１０には複数の第１板４１０が形成されている。図１３を参照して第１ウエハＷ４１０について説明する。
【００４９】
図１３は、第１ウエハＷ４１０の平面図である。第１ウエハＷ４１０は表面に凹凸のない平板であり、ＡＴカットされた水晶材により形成されている。図１３には第１ウエハＷ４１０に形成された複数の第１板４１０が示されている。各第１板４１０は二点鎖線で区切られて示されており、二点鎖線は後述する切断工程で切断されるスクライブライン１７０となる。また、一点鎖線で圧電振動部１１１が示されている。接合部４１２は圧電振動部１１１を囲むようにして形成される。さらに、各第１板４１０の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側には第１ウエハＷ４１０をＹ’軸方向に貫通する貫通孔４８０Ａがエッチングにより形成されている。
【００５０】
ステップＳ２０２では、第２ウエハＷ４２０が用意される。第２ウエハＷ４２０には複数の第２板４２０が形成されている。図１４を参照して第２ウエハＷ４２０について説明する。
【００５１】
図１４は、第２ウエハＷ４２０の平面図である。第２ウエハＷ４２０は複数の第２板４２０が形成されている。各第２板４２０の−Ｙ’軸側の面にはエッチングで形成された凹部１２１及び凹部１２１を囲む接合面４２２が形成されている。また、各第２板の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側には第２ウエハＷ４２０を貫通する貫通孔４８０Ｂがエッチングにより形成されている。
【００５２】
ステップＳ２０３では、第３ウエハＷ４３０（図１５（ａ）参照）が用意される。第３ウエハＷ４３０には複数の第３板４３０が形成されている。各第３板４３０の＋Ｙ’軸側の面にはエッチングで形成された凹部１３１及び凹部１３１を囲む接合面４３２が形成されている。また、各第３板の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側には第３ウエハＷ４３０を貫通する貫通孔４８０Ｃがエッチングにより形成されている。
【００５３】
ステップＳ２０４では、第１ウエハＷ４１０、第２ウエハＷ４２０及び第３ウエハＷ４３０が互いに接合される。図１５（ａ）を参照して第１ウエハＷ４１０、第２ウエハＷ４２０及び第３ウエハＷ４３０の接合について説明する。
【００５４】
図１５（ａ）は、互いに接合された第１ウエハＷ４１０、第２ウエハＷ４２０及び第３ウエハＷ４３０の断面図である。図１５（ａ）は、図１３及び図１４のＤ−Ｄ断面に相当する断面の断面図である。第１ウエハＷ４１０、第２ウエハＷ４２０及び第３ウエハＷ４３０は、各ウエハの貫通孔４８０Ａ〜４８０ＣがＹ’軸方向に揃うように位置合わせされる。各ウエハの貫通孔４８０Ａ〜４８０Ｃは互いに重ね合わされて圧電デバイス４００をＹ’軸方向に貫通する貫通孔４８０Ｄが形成される。各ウエハ同士の接合に際しては、図３のステップＳ１０４で説明されたシロキサン結合が用いられる。
【００５５】
ステップＳ２０５では、励振電極及びキャスタレーション電極が形成される。図１５（ｂ）を参照して励振電極及びキャスタレーション電極の形成について説明する。
【００５６】
図１５（ｂ）は、励振電極、引出電極及びキャスタレーション電極が形成されている互いに接合された第１ウエハＷ４１０、第２ウエハＷ４２０及び第３ウエハＷ４３０の断面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）と同じく図１３及び図１４のＤ−Ｄ断面に相当する断面の断面図が示されている。図１５（ｂ）では、第２ウエハＷ４２０の＋Ｙ’軸側の面に第１励振電極１６０ａ、第１引出電極１６１ａ及び電極パッド４６２ａが形成されている。また、第３ウエハＷ４３０の−Ｙ’軸側の面に第２励振電極１６０ｂ、第２引出電極１６１ｂ及び電極パッド４６２ｂが形成されている。また、貫通孔４８０Ｄにはキャスタレーション電極４８１が形成されている。電極の形成は、図５で説明された方法と同様である。
【００５７】
ステップＳ２０６では、互いに接合された第１ウエハＷ４１０、第２ウエハＷ４２０及び第３ウエハＷ４３０が切断される。切断はスクライブライン１７０に沿って行われる。スクライブライン１７０に沿ってウエハが切断されることで、ウエハに形成されていた貫通孔４８０Ｄ（図１５（ｂ）参照）が二等分され、キャスタレーション４８０になる。
【００５８】
ステップＳ２０７では、第１励振電極１６０ａ及び第２励振電極１６０ｂが電気絶縁体１４０（図１参照）で覆われる。ステップＳ２０７は、図３のステップＳ１０６と同じ工程である。
ステップＳ２０８では、第１実装端子１５０ａ及び第２実装端子１５０ｂ（図１参照）が形成される。ステップＳ２０８は、図３のステップＳ１０７と同じ工程である。
【００５９】
図１２に示された圧電デバイス４００の製造方法では、各ウエハを接合した後に励振電極等の電極が形成される。各ウエハを接合した後に電極が形成されることで、１度の工程で電極を作製することができ、圧電デバイスを作製する全体の工程を簡略化する事ができる。また圧電デバイス４００では、キャスタレーション電極４８１、電極パッド４６２ａ及び４６２ｂが形成され、第１実装端子１５０ａ及び第２実装端子１５０ｂがキャスタレーション電極４８１、電極パッド４６２ａ及び４６２ｂを介して水晶材に形成されることで圧電デバイス４００への接着力が強くなっている。
【００６０】
（第５実施形態）
第５実施形態として、第１板の圧電振動部と接合部との間に貫通部が形成されている圧電デバイス５００について説明する。以下の説明では圧電デバイス１００、圧電デバイス２００Ａ、圧電デバイス２００Ｂ、圧電デバイス３００及び圧電デバイス４００とその構成が同じ部分には同じ番号を付してその説明を省略する。
【００６１】
＜圧電デバイス５００の構成＞
図１６（ａ）は、圧電デバイス５００の分解斜視図である。圧電デバイス５００は第１板５１０と、第２板１２０と、第３板１３０とにより形成されている。第１板５１０には、圧電振動部５１１と接合部５１２とが形成されており、圧電振動部５１１と接合部５１２との間には第１板５１０をＹ’軸方向に貫通する一対の「Ｌ」字型の貫通部５１３が形成されている。また、圧電振動部５１１と接合部５１２とは＋Ｘ軸及び−Ｘ軸側に伸びた一対の連結部５１４により連結されている。
【００６２】
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。圧電デバイス５００は、内部にキャビティ１８０が形成されている。キャビティ１８０は、第１板５１０の貫通部５１３と第２板の凹部１２１と第３板の凹部１３１とにより形成されている。
【００６３】
圧電デバイス５００の製造方法は、基本的には図３に示されたフローチャートと同様である。圧電デバイス５００は、圧電デバイス１００とは第１板５１０が異なっているためステップＳ１０１の第１ウエハを用意する工程を、図１７を参照して説明する。
【００６４】
図１７は、第１ウエハＷ５１０の平面図である。第１ウエハＷ５１０には、複数の第１板５１０が形成されている。図１７では、各第１板５１０が二点鎖線で示されたスクライブライン１７０により区切られて示されている。また各第１板５１０には圧電振動部５１１及び接合部５１２が形成されており、圧電振動部５１１と接合部５１２とは貫通部５１３により分けられている。また、圧電振動部５１１と接合部５１２とは連結部５１４により連結されている。
【００６５】
圧電デバイス５００では、貫通部５１３が形成されて圧電振動部５１１と接合部５１２とが分けられているため圧電振動部５１１の振動が容易になる。そのため、圧電振動部５１１のクリスタルインピーダンス（ＣＩ）値を下げることができる。
【００６６】
以上、本発明の最適な実施形態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実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【００６７】
例えば、圧電振動素子はＡＴカットの水晶振動素子である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカットなどであっても同様に適用できる。また、音叉型水晶振動素子についても適用できる。さらに圧電振動素子は水晶材のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材に基本的に適用できる。
【００６８】
また、第２板及び第３板が水晶材である場合を示したが、ガラス材等により形成されてもよい。この場合はウエハ同士の接合に低融点ガラス等の封止材を用いてウエハ同士を接合する。本発明では、各ウエハの接合面に電極等の金属層がなく平面に形成することができるため良好な封止状態を容易に形成することができ、封止材が形成される層の厚さを薄くする事ができる。そのため、圧電デバイスの大きさを小さく形成することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１００、２００Ａ、２００Ｂ、３００、４００、５００  …  圧電デバイス
１１０、２１０Ａ  …  第１板
１１１、２１１Ａ  …  圧電振動部
１１２、２１２Ａ  …  接合部
１２０、３２０  …  第２板
１２１、１３１、２１３  …  凹部
１２２、１３２  …  接合面
１３０、３３０  …  第３板
１４０  …  電気絶縁体
１５０ａ  …  第１実装端子
１５０ｂ  …  第２実装端子
１６０ａ  …  第１励振電極
１６０ｂ  …  第２励振電極
１６１ａ  …  第１引出電極
１６１ｂ  …  第２引出電極
１７０  …  スクライブライン
１８０  …  キャビティ
１９０  …  電極ペースト
３２０Ａ  …  第１平板
３２０Ｂ  …  第１枠板
３２１、３３１、５１３  …  貫通部
３３０Ａ  …  第２平板
３３０Ｂ  …  第２枠板
４６２ａ、４６２ｂ  …  電極パッド
４８０Ｃ  …  貫通孔
５１４  …  連結部
Ｗ１１０、Ｗ５１０  …  第１ウエハ
Ｗ１２０  …  第２ウエハ
Ｗ１３０  …  第３ウエハ
Ｗ３２０Ｂ  …  第２Ｂウエハ
Ｗ３３０Ｂ  …  第３Ｂウエハ
【図１】
0005637839.tif 000002
【図２】
0005637839.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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