(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にキャビティを有し、電圧の印加により振動する圧電振動片が前記キャビティに配置された圧電デバイスであって、
前記圧電デバイスのガラスで形成されるパッケージの一部を構成し、外周に枠状の第１接合面及び該第１接合面の内側で且つ前記第１接合面から凹んで形成されて前記キャビティの一部を構成する内底面を有するベース基板と、
前記圧電デバイスの前記パッケージの一部を構成し、前記第１接合面に対応する第２接合面を有し前記ベース基板とともに前記キャビティを形成するカバーと、
前記第１接合面及び前記第２接合面に形成され、前記ベース基板と前記カバーとを接合する枠状の共晶金属である接合材と、を備え、
前記第１接合面から前記内底面までに形成される壁面に接する位置で且つ前記内底面の周囲に、枠状に形成された金属膜が形成されている圧電デバイス。
【請求項２】
内部にキャビティを有し、電圧の印加により振動する圧電振動片が前記キャビティに配置された圧電デバイスであって、
前記圧電デバイスのガラスで形成されるパッケージの一部を構成し、外周に枠状の第１接合面及び該第１接合面の内側で且つ前記第１接合面から凹んで形成されて前記キャビティの一部を構成する内底面を有する第１板と、
前記圧電デバイスの前記パッケージの一部を構成し、外周に枠状の第２接合面を有する第２板と、
前記圧電振動片と前記圧電振動片を囲む枠体とにより構成され、前記枠体は前記第１接合面に対応する第３接合面と、前記第３接合面の反対側にあり前記第２接合面に対応する第４接合面とを有する第３板と、
前記第１接合面、前記第２接合面、前記第３接合面及び前記第４接合面に形成され、前記第１板と前記第３板とを接合し、前記第２板と前記第３板とを接合する枠状の共晶金属である接合材と、を備え、
前記第１接合面から前記内底面までに形成される壁面に接する位置で且つ前記内底面の周囲に、枠状に形成された金属膜が形成されている圧電デバイス。
【請求項３】
前記金属膜に少なくとも前記接合材の一部が付着している請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
所定の幅に形成される前記第１接合面の中央に前記第１接合面から凹んだ枠状溝が設けられている請求項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】
前記第１接合面の最外周に接するように枠状に形成され、一方向に側壁が形成される段差部が形成されている請求項４に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
枠状金属膜が前記枠状溝の内底面に形成された請求項４又は請求項５に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記枠状金属膜は前記枠状溝の枠幅よりも狭い幅とする請求項６に記載の圧電デバイス。
【請求項８】
前記枠状溝は前記接合材の下に形成される前記枠状金属膜の少なくとも内側に設けられた請求項４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】
前記接合材の下に形成される前記枠状金属膜の少なくとも内側に設けられた前記枠状溝の内底面には金属膜が設けられた請求項８に記載の圧電デバイス。
【請求項１０】
内部にキャビティを有し、電圧の印加により振動する圧電振動片が前記キャビティに配置された圧電デバイスの製造方法であって、
前記圧電デバイスのガラスで形成されるパッケージの一部を構成し、外周に枠状の第１接合面及び該第１接合面の内側で且つ前記第１接合面から凹んで形成されて前記キャビティの一部を構成する内底面を有する複数のベース基板を含むベース基板ウエハを用意する第１用意工程と、
前記圧電デバイスの前記パッケージの一部を構成し、前記第１接合面に対応する第２接合面を有し前記ベース基板とともに前記キャビティを形成する複数のカバーを含むカバーウエハを用意する第２用意工程と、
前記ベース基板ウエハと前記カバーウエハとを前記第１接合面に枠状に形成され共晶金属である接合材により接合する接合工程と、
接合された前記ベース基板ウエハと前記カバーウエハとをスクライブラインで切断する切断工程と、を備え、
前記第１用意工程では、前記第１接合面から前記内底面までに形成される壁面に接する位置で且つ前記内底面の周囲に、枠状に形成された金属膜が形成され、
前記接合工程で、前記金属膜の少なくとも一部に前記接合材が付着する圧電デバイスの製造方法。
【請求項１１】
内部にキャビティを有し、電圧の印加により振動する圧電振動片が前記キャビティに配置された圧電デバイスの製造方法であって、
前記圧電デバイスのガラスで形成されるパッケージの一部を構成し、外周に枠状の第１接合面及び該第１接合面の内側で且つ前記第１接合面から凹んで形成されて前記キャビティの一部を構成する内底面を有する複数の第１板を含む第１ウエハを用意する第１用意工程と、
前記圧電デバイスの前記パッケージの一部を構成し、外周に枠状の第２接合面を有する複数の第２板を含む第２ウエハを用意する第２用意工程と、
複数の前記圧電振動片と前記圧電振動片をそれぞれ囲む枠体とを含み、前記枠体は前記第１接合面に対応する第３接合面と、前記第２接合面に対応し前記第３接合面の反対側の第４接合面とを有する複数の第３板を含む第３ウエハを用意する第３用意工程と、
前記第１ウエハと前記第２ウエハとを前記第３ウエハを挟んで前記第１接合面、前記第２接合面、前記第３接合面又は前記第４接合面に枠状に形成され共晶金属である接合材により接合する接合工程と、
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ウエハをスクライブラインで切断する切断工程と、を備え、
前記第１用意工程では、前記第１接合面から前記内底面までに形成される壁面に接する位置で且つ前記内底面の周囲に、枠状に形成された金属膜が形成され、
前記接合工程で、前記金属膜の少なくとも一部に前記接合材が付着する圧電デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記第１用意工程において、所定の幅に形成される前記第１接合面の中央に前記第１接合面から凹んだ枠状溝が形成され、
前記枠状溝が前記スクライブラインの一部を含んで形成され、前記スクライブラインの一部を含んだ枠状溝の幅が前記スクライブラインの幅よりも狭い請求項１１又は請求項１２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、ウエハ同士が接合材により接合されて形成される圧電デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
圧電デバイス、例えば水晶振動子は周波数制御及び選択素子として知られ、各種の通信機器を含み民生用のデジタル制御機器に不可欠なものとして内蔵される。近年では、需要の増大等に伴って仕様の緩いものではさらなる低廉価を求められ、例えばベース基板をセラミックからガラスとした水晶振動子がある。
【０００３】
（従来技術の一例、特許文献１及び２参照）
図２２は一従来例を説明する図で、同図（ａ）は水晶振動子の断面図、同図（ｂ）はベース基板の平面図、同図（ｃ）は水晶振動片の平面図である。
【０００４】
水晶振動子はいずれも同一成分のガラスとして平面視矩形状とした第１板と第２板とが接合され、パッケージが形成される。接合は、第１板に形成された第１接合面と、第２板に形成された第２接合面とが接合材を挟んで接合されることにより行われる。図２２に示された水晶振動子では、第１板であるベース基板１と第２板であるカバー２とによりパッケージ３が形成されており、パッケージ３には圧電振動片としての水晶振動片４が密閉封入されている。ここでは、ベース基板１は平板状とし、カバー２は凹状とする（凹状カバー）。ベース基板１の内底面の一端側には一対の接続電極５を、内底面の表面外周の第１接合面には枠状金属膜６ａを有する。ベース基板１の外底面の両端側には表面実装用の実装端子７を有する。
【０００５】
そして、一対の接続電極５はベース基板１の貫通電極８を経て外底面の実装端子７と電気的に接続する。貫通電極８は予め設けられた貫通孔内に金属を充填して気密にする。これらの回路パターンは例えばＣｒを下地としたＡｕの印刷によって形成される。なお、ベース基板１は平板状とすることから、例えばエッチングによって凹状とした場合に比較し、表面を平坦として回路パターンの形成を容易にする。
【０００６】
水晶振動片４は例えばＡＴカットの水晶振動片であり両主面に励振電極４ａを有する。また、水晶振動片４の一端部両側に引出電極４ｂを延出する。引出電極４ｂの延出した水晶振動片４の一端部両側は導電性接着剤９等によって内底面の接続電極５に固着され、電気的・機械的に接続する。そして、凹状カバー２の開口端面の第２接合面にはベース基板１の金属膜に対応して枠状金属膜６ｂを有する。
【０００７】
そして、ベース基板１に対する水晶振動片４の固着後に、ベース基板１の外周表面の第１接合面と凹状カバー２の開口端面の第２接合面との枠状金属膜間を、ベース基板１と凹状カバー２とを接合する接合材であるＡｕＳｎやＡｕＧｅ等の共晶合金１０によって接合する。この場合、例えば予め成形された枠状の共晶合金１０を例えばベース基板１の枠状金属膜６ａ上に溶着する。又は、ペーストの印刷やメッキ等によって共晶合金１０を枠状金属膜６ａ上に形成する。さらには、ボール状の共晶合金を枠状金属膜６ａの例えば４角部に固定する（特許文献３及び４参照）。
【０００８】
これらにより、各共晶合金１０の再溶融によって、ベース基板１と凹状カバー２との枠状金属膜６ｂ間が接合される。なお、共晶合金１０をボール状として４角部に配置した場合は、溶融時に各４角部から各辺の枠状金属膜の表面上に濡れだして拡散する。したがって、共晶合金１０の溶融金属がベース基板１と凹状基板２との接合界面に行き渡るので、両者間が接合される。そして、ベース基板１に凹状カバー２を接合して水晶振動片４を密閉封入したパッケージ３、即ち表面実装用の水晶振動子を形成する。
【０００９】
これらの場合、生産性を高める製造方法の一例として、図２３に示したように、先ず、ベース基板１や凹状カバー２が縦横に並べられて集合した単一のベース基板ウエハ１Ａ及び凹状カバーウエハ２Ａを形成する。なお、図２３（ａ）はベース基板ウエハ１Ａの平面図、同図（ｂ）は凹状カバーウエハ２Ａの開口端面側の平面図である。
【００１０】
そして、水晶振動片４をベース基板ウエハ１Ａの各接続電極５に固着後に、凹状カバーウエハ２Ａを共晶合金１０によって接合してパッケージウエハ（水晶振動子ウエハ）を形成する。その後、パッケージウエハを、縦横のＡ−Ａ及びＢ−Ｂ線に沿って個々のパッケージ３に分割して多数の水晶振動子を得ることが想定された。この例では、ベース基板ウエハ１Ａ及び凹状カバーウエハ２Ａの外周表面に設けた枠状金属膜６ａ及び６ｂは互いに離間して形成される。これにより、ガラスの素地を露出するので、切断を容易にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３６２１４３５号公報
【特許文献２】特開２００９−１９４０９１号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００８／１４００３３号公報
【特許文献４】特願２００９−２１３９２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の水晶振動子（製造方法）では、ベース基板ウエハ１Ａと凹状カバーウエハ２Ａとを接合する際、例えばベース基板ウエハ１Ａを下側として例えば凹状カバーウエハ２Ａを上側として対面して当接（位置決め）する。この場合、ベース基板ウエハ１Ａ及び凹状カバーウエハ２Ａの平面外形が大きくなるため板面に歪みを生じ、板面の反り（湾曲）等によって両者間にギャップを生じる。このことから、図２４（ａ）に示したように、凹状カバーウエハ２Ａ上から押圧し（矢印方向）、ベース基板ウエハ１Ａ及び凹状カバーウエハ２Ａの反り等を矯正して接合不良（封止不良）を防止する。
【００１３】
しかし、この場合には、凹状カバーウエハ２Ａ上からの押圧によって、共晶合金１０の溶融金属が枠状金属膜６ａ及び６ｂからはみ出し（図２４（ｂ））、接続電極５や水晶振動片４に接触する。あるいは、はみ出した共晶合金１０が後日になって衝撃等によって脱落し、パッケージ内に散乱して水晶振動子の振動特性に悪影響を及ぼす問題があった。なお、図２４（ａ）はベース基板ウエハ１Ａと凹状カバーウエハ２Ａとの接合状態を示す分解断面図、同図（ｂ）は符号イで示す点線枠の接合時の一部拡大断面図である。また、Ｃ−Ｃは厚み方向での分割線である。
【００１４】
（発明の目的）
本発明は、接合材のはみ出しが防止されて振動特性が維持された圧電デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１観点の圧電デバイスは、電圧の印加により振動する圧電振動片を有する圧電デバイスであり、圧電デバイスのパッケージの一部を構成し、外周に枠状の第１接合面を含む第１接合領域を有する第１板と、圧電デバイスのパッケージの一部を構成し、第１接合面に対応する第２接合面を含む第２接合領域を有する第２板と、第１接合面及び第２接合面に形成され、第１板と第２板とを接合する枠状の接合材と、を備え、第１板の第１接合領域又は第２板の第２接合領域のうちの少なくとも一方には第１接合面又は第２接合面から凹んだ枠状溝が設けられている。
【００１６】
第２観点の圧電デバイスは、電圧の印加により振動する圧電振動片を有する圧電デバイスであり、圧電デバイスのパッケージの一部を構成し、外周に枠状の第１接合面を含む第１接合領域を有する第１板と、圧電デバイスのパッケージの一部を構成し、外周に枠状の第２接合面を含む第２接合領域を有する第２板と、圧電振動片と圧電振動片を囲む枠体とにより構成され、枠体は第１接合面に対応する第３接合面を含む第３接合領域と、第３接合面の反対側にあり第２接合面に対応する第４接合面を含む第４接合領域とを有する第３板と、第１接合面、第２接合面、第３接合面及び第４接合面に形成され、第１板と第３板とを接合し、第２板と第４板とを接合する枠状の接合材と、を備え、第１接合面又は第３接合面の少なくとも一方及び第２接合面又は第４接合面の少なくとも一方には、第１接合面、第２接合面、第３接合面又は第４接合面から凹んだ枠状溝が設けられている。
【００１７】
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、枠状溝に少なくとも接合材の一部が入り込んでいる。
【００１８】
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、枠状溝が少なくとも一方向に側壁が形成される段差部を含み、段差部が圧電デバイスの最外周部に形成されている。
【００１９】
第５観点の圧電デバイスは、第１観点から第３観点において、枠状溝が複数の溝により構成され、複数の溝が枠状の接合材の内側及び接合材の接合面側に形成されている。
【００２０】
第６観点の圧電デバイスは、第１観点から第５観点において、接合材の下に枠状金属膜を有し、接合材が共晶金属である。
【００２１】
第７観点の圧電デバイスは、第６観点において、枠状金属膜が枠状溝の内底面に形成されている。これにより、共晶合金の溶融金属が枠状溝内に貯留されるので、枠状溝の枠表面からのそれよりも内部へ流出を防止できる。
【００２２】
第８観点の圧電デバイスは、第７観点において、枠状金属膜が枠状溝の枠幅よりも狭い幅である。これにより、枠状金属膜間となる共晶合金の溶融金属が枠状溝内の幅方向にも貯留されるので、溶融金属の流出をさらに防止できる。
【００２３】
第９観点の圧電デバイスは、第８観点において、枠状溝は枠状金属膜の少なくとも内側に設けられている。これにより、枠状金属膜間の共晶合金が枠状溝内に流出するので、それよりも内部への流出を防止できる。
【００２４】
第１０観点の圧電デバイスは、第９観点において、枠状溝の内底面には金属膜が設けられている。これにより、共晶合金のはみ出した溶融金属が金属膜に付着するので、それより内部への流出を防止できる。
【００２５】
第１１観点の圧電デバイスの製造方法は、電圧の印加により振動する圧電振動片を有する圧電デバイスの製造方法であり、圧電デバイスのパッケージの一部を構成し、外周に枠状の第１接合面を有する複数の第１板を含む第１ウエハを用意する第１用意工程と、圧電デバイスのパッケージの一部を構成し、第１接合面に対応する第２接合面を有する複数の第２板を含む第２ウエハを用意する第２用意工程と、第１ウエハと第２ウエハとを第１接合面又は第２接合面に枠状に形成された接合材により接合する接合工程と、接合された第１ウエハと第２ウエハとをスクライブラインで切断する切断工程と、を備え、第１用意工程又は第２用意工程の少なくとも一方で、スクライブラインの少なくとも一部を含み、第１板又は第２板の外周に第１接合面又は第２接合面から凹んだ枠状溝が形成され、接合工程で、枠状溝の少なくとも一部に接合材が入り込んでいる。
【００２６】
第１２観点の圧電デバイスの製造方法は、電圧の印加により振動する圧電振動片を有する圧電デバイスの製造方法であり、圧電デバイスのパッケージの一部を構成し、外周に枠状の第１接合面を有する複数の第１板を含む第１ウエハを用意する第１用意工程と、圧電デバイスのパッケージの一部を構成し、外周に枠状の第２接合面を有する複数の第２板を含む第２ウエハを用意する第２用意工程と、複数の圧電振動片と圧電振動片をそれぞれ囲む枠体とを含み、枠体は第１接合面に対応する第３接合面と、第２接合面に対応し第３接合面の反対側の第４接合面とを有する複数の第３板を含む第３ウエハを用意する第３用意工程と、第１ウエハと第２ウエハとを第３ウエハを挟んで第１接合面、第２接合面、第３接合面又は第４接合面に枠状に形成された接合材により接合する接合工程と、接合された第１ウエハ、第２ウエハ及び第３ウエハをスクライブラインで切断する切断工程と、を備え、第１用意工程、第２用意工程又は第３用意工程の少なくとも１つの工程で、スクライブラインの少なくとも一部を含み、第１板、第２板又は第３板の第１接合面、第２接合面、第３接合面又は第４接合面から凹んだ枠状溝が形成され、接合工程で、枠状溝の少なくとも一部に接合材が入り込んでいる。
【００２７】
第１３観点の圧電デバイスの製造方法は、第１１観点又は第１２観点において、枠状溝が複数の溝により構成され、複数の溝は接合材の内側及び接合材の接合面側に形成されている。
【００２８】
第１４観点の圧電デバイスの製造方法は、第１１観点から第１３観点において、枠状溝がスクライブラインを含んで形成され、スクライブラインを含んだ枠状溝の幅はスクライブラインの幅よりも狭い。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、接合材のはみ出しが防止されて振動特性が維持された圧電デバイス及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態を説明するベース基板を便宜的に４個分としたベース基板ウエハの平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態を説明する凹状カバーを便宜的に４個分とした凹状カバーウエハの開口端面側の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態を説明するベース基板ウエハと凹状カバーウエハとの接合状態を示す図で、同図（ａ）は全体的な分解断面図、同図（ｂ）は符号イで示す点線枠の接合時の一部拡大断面図、同図（ｃ）は位置決後の一部拡大断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の他例を説明するベース基板ウエハと凹状カバーウエハとの接合状態を示す図で、同図（ａｂ）ともに一部拡大断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を説明するベース基板ウエハと凹状カバーウエハとの接合状態を示す図で、同図（ａｂ）ともに一部拡大断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の他例を説明するベース基板ウエハと凹状カバーウエハとの接合状態を示す図で、同図（ａｂ）ともに一部拡大断面図である。
【図７】（ａ）は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。  （ｂ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】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９】第１ウエハＷ１１０の平面図である。
【図１０】第２ウエハＷ１２０の平面図である。
【図１１】図８のステップＳ１０４の圧電振動片１３０が第２ウエハＷ１２０に載置され、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが接合される過程を説明するためのフローチャートである。
【図１２】スクライブラインの幅を隣接した枠状溝１２６の合計の幅である２ｓよりも広く切断して形成された圧電デバイス１００の断面図である。
【図１３】（ａ）は、図１１（ｂ）の点線１７０で囲まれた部分の拡大概略断面図である。  （ｂ）は、枠状溝１２６が形成されていない第２ウエハＷ１２０’の拡大概略断面図である。
【図１４】（ａ）は、圧電デバイス２００の断面図である。  （ｂ）は、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ２２０とが接合される前の概略断面図である。  （ｃ）は、第１ウエハＷ１１０と複数の第２板２２０が形成されている第２ウエハＷ２２０とを接合した後の概略断面図である。
【図１５】圧電デバイス３００の分解斜視図である。
【図１６】図１５のＦ−Ｆ断面図である。
【図１７】圧電デバイス３００の製造方法が示されたフローチャートである。
【図１８】第１ウエハＷ３１０の平面図である。
【図１９】第２ウエハＷ３２０の平面図である。
【図２０】第３ウエハＷ３３０の平面図である。
【図２１】図１７のステップＳ２０４の第１ウエハＷ３１０、第２ウエハＷ３２０及び第３ウエハＷ３３０が接合される過程を説明するためのフローチャートである。
【図２２】従来例を説明する図で、同図（ａ）は水晶振動子の断面図、同図（ｂ）はベース基板の平面図、同図（ｃ）は水晶振動片の平面図である。
【図２３】従来例を説明する図で、同図（ａ）はベース基板ウエハの平面図、同図（ｂ）は凹状カバーウエハの開口端面側の平面図である。
【図２４】従来例の問題点を説明するベース基板ウエハと凹状カバーウエハとの接合状態を示す図で、同図（ａ）は全体の断面図、同図（ｂ）は符号イで示す点線枠の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を、製造方法を踏まえて図１ないし図４によって説明する。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００３２】
水晶振動子は前述したようにいずれもガラスとして平面視矩形状とし、接続電極５、枠状金属膜６ａを有する平板状の第１板であるベース基板１及び開口端面に枠状金属膜６ｂを有する第２板である凹状カバー２からパッケージ３を形成し、励振電極４ａ及び引出電極４ｂを有する水晶振動片４を密閉封入する。水晶振動片４の引出電極４ｂの延出した一端部両側は接続電極５に導電性接着剤９によって固着される。そして、ベース基板１と凹状カバー２との枠状金属膜６ａ及び６ｂ同士が共晶合金１０の溶融によって接合され、パッケージ３内に水晶振動片４を密閉封入する（図２２参照）。
【００３３】
この例では、前述した製造例と同様に、ベース基板１や凹状カバー２が縦横に並べられて集合した単一のベース基板ウエハ１Ａ（図１）及び凹状カバーウエハ２Ａ（図２）を形成する。ベース基板ウエハ１Ａ及び凹状カバーウエハ２Ａの各ベース基板１及び凹状カバー２に相当する各矩形状領域の外周表面にはそれぞれが対向した枠状金属膜６ａ及び６ｂを有する。ベース基板ウエハ１Ａ及び凹状カバーウエハ２Ａの各枠状金属膜６ａ及び６ｂは隣接する矩形状領域間では互いに離間し、各矩形状領域との間隙はガラスの素地が露出する。
【００３４】
ここでは、ベース基板ウエハ１Ａにおける矩形状領域の外周表面には枠状溝１１ａを有し、枠状溝１１ａの内底面に枠状金属膜６ａが形成される。そして、隣接する矩形状領域の枠状溝１１ａ間は同様の枠状溝１１ｂによって分離する（図３参照）。凹状カバーウエハ２Ａの各矩形状領域の外周表面（開口端面）に形成される枠状金属膜６ｂは開口端面の外周及び内周から離間した中央部に形成される。そして、枠状溝１１ａと枠状金属膜６ａ及び６ｂとは基本的に同一幅とする。なお、ベース基板ウエハ１Ａの各矩形状領域の一端部両側に接続電極５を有し、外底面に設けた実装端子７及び貫通電極８等によって電気的に接続する（図２２参照）。
【００３５】
このようなものでは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したように、例えば凹状カバーウエハ２Ａの開口端面の枠状金属膜６ｂ上に接合材であるＡｕＳｎやＡｕＧｅ等とした共晶合金１０をメッキによって形成する。そして、先ず、各枠状金属膜６ａ及び６ｂの形成された凹状カバーウエハ２Ａの開口端面（外周表面）を、水晶振動片４の固着されたベース基板ウエハ１Ａの外周表面に位置決めする。そして、凹状カバーウエハ２Ａの上方から矢印で示すように押圧する。これにより、ベース基板ウエハ１Ａ及び凹状カバーウエハ２Ａの反り等が解消されて両者の外周表面が当接あるいは近接し、共晶合金１０はベース基板ウエハ１Ａの各枠状溝１１ａ内に基本的に挿入される。
【００３６】
次に、図３（ｃ）に示したように、カバーウエハ２Ａ上から押圧した状態で共晶合金１０を加熱し、共晶合金１０の溶融によってベース基板ウエハ１Ａと凹状カバーウエハ２Ａとの枠状金属膜６ａ及び６ｂを接合する。この場合、加熱による共晶合金１０は凹状カバーウエハ２Ａの上方からの押圧によって、枠状溝１１ａの両側の突出部上に押し出されるものの、溶融金属の殆どは枠状溝内に貯留される。
【００３７】
したがって、従来例のように（図２４）、ベース基板ウエハ１Ａと凹状カバーウエハ２Ａとの外周表面をいずれも平坦として全面的に押圧した場合よりも、溶融金属のはみ出し量を少なく抑制できる。これにより、共晶合金１０（溶融金属）のはみ出しによる水晶振動片４や接続電極５との接触を防止して振動特性を維持できる。
【００３８】
最後に、接合されたパッケージウエハを平面的方向では縦横の分割線Ａ−Ａ及びＢ−Ｂ、厚み方向ではＣ−Ｃに沿って個々の水晶振動子に分割する。例えば矩形状領域の隣接する間の枠状溝１１ｂの幅に一致した刃幅のダイシングソウで切断する。この場合、ベース基板ウエハ１Ａの隣接する枠状溝１１ａの間の枠状溝１１ｂへの共晶合金１０のはみ出しを抑止するので、分割作業を容易にする。但し、はみ出し量を少なくできるので、枠状溝はなくともよい。
【００３９】
なお、この実施形態では、ベース基板ウエハ１Ａの枠状溝１１ａと枠状金属膜６ａ及び６ｂとは同一幅としたが、例えば図４（ａ）に示したようにしてもよい。すなわち、少なくともベース基板ウエハ１Ａの枠状金属膜６ａは枠状溝１１ａの枠幅よりも狭い幅とする。ここでは、カバーウエハ２Ａの枠状金属膜６ｂも枠状溝１１ａよりも狭い幅とする。これにより、枠状金属膜６ａ及び６ｂと枠状溝１１ａの内周とは離間して間隙を有する。このようにすれば、凹状カバーウエハ２Ａを押圧しながら、共晶合金１０を溶融した際、その溶融金属が枠状金属膜６ａ及び６ｂと枠状溝１１ａの内周との間隙に押し出され、枠状溝１１ａ外に流出することをさらに抑止できる。
【００４０】
また、枠状溝１１ａは両側には表面から突出した突堤を設けて形成したが、内側の突堤は図４（ｂ）に示したように水晶振動片４の固着される内底面としてもよい。そして、共晶合金（溶融金属）１０のはみ出し量を少なくできるので、枠状溝１１ｂはなくして平坦としてもよい。
【００４１】
（第２実施形態）
第２実施形態では、例えば図５（ａ）の一部拡大断面図に示したように、ベース基板ウエハ１Ａの枠状金属膜６ａの形成される外周表面は次のようにする。すなわち、枠状金属膜６ａの両側に枠状溝１１ｃを設ける。そして、隣接する矩形状領域間では枠状溝１１ｃは突堤１２によってそれぞれ独立する。このようにすれば、凹状カバーウエハ２Ａを押圧しながら共晶合金１０を加熱した際、押圧によって溶融金属が両側にはみ出しても枠状溝１１ｃに流出する。したがって、水晶振動片４の配置された内部への流出を抑止できるとともに、接合後の分割時にも突堤１２の表面はガラスが露出した状態なので分割を容易にできる。
【００４２】
この場合、図５（ｂ）に示したように、それぞれ内側の枠状溝１１ｃに枠状金属膜６ｘを設ける。このようにすれば、枠状金属膜６ａ及び６ｂ間からはみ出した共晶合金（溶融金属）１０が金属膜６ｘに付着するので、後日になってはみ出した共晶合金１０が離脱して内部に散乱することを防止できる。このことから、図６（ａ）に示したように、枠状金属膜６ａの内側の枠状溝１１ｃは平坦状として枠状金属膜６ｘのみを設けてもよい。
【００４３】
また、分割を容易にするために突堤１２を設けたが、分割の容易性は分割手段等に依存するので必要に応じて排除してもよい。この場合、さらには外側の枠状溝１１ｃは単に平坦状としたままでもよい（図６（ｂ）参照）。
【００４４】
（他の事項）
上記実施形態では接合材に共晶合金１０を用い、共晶合金１０はメッキによって凹状カバーウエハ２Ａの開口端面に設けたが、メッキに拘らず、例えば予め成形された枠状の共晶合金の溶着やペーストの印刷さらには、ボール状の共晶合金を用いた場合でも同様に適用できる。また、枠状金属膜を形成せずに、接合材に低融点ガラス及びポリイミド樹脂等を用いてもよい。さらに、ベース基板１を平板状としてカバー２を凹状としたが、ベース基板１を凹状としてカバー２を平板状とした場合でも、さらには共晶合金１０をベース基板１に設けた場合でも同様に適用できる。また、圧電デバイスを水晶振動子として説明したが、例えば水晶振動片４とともに発振回路を構成するＩＣチップを収容して水晶発振器を構成した場合であってもよく、少なくとも圧電振動片を収容した圧電デバイスに適用できる。これらのことは、以降に説明する実施形態においても適用できる。
【００４５】
上記実施形態ではベース基板１及び凹状カバー２をガラスとした。ここで、ガラスには一般に水晶より安価なホウケイ酸ガラスが使用されることが多い。このホウケイ酸ガラスのヌープ硬度は５９０ｋｇ／ｍｍ２である。一方、水晶のヌープ硬度は、ホウケイ酸ガラスより高い７１０〜７９０ｋｇ／ｍｍ２である。したがって、ベース基板１及び凹状カバー２を水晶で形成することにより、強度を確保した上でパッケージ３の小型化・低背化が可能となる。
【００４６】
（第３実施形態）
第３実施形態として、ベース基板である第２板に凹部が形成され、接合材に低融点ガラスが用いられた圧電デバイス１００について説明する。
【００４７】
＜圧電デバイス１００の構成＞
図７（ａ）は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。圧電デバイス１００は、第１板１１０と、第２板１２０と、圧電振動片１３０と、接合材１５０（図７（ｂ）参照）により構成されている。圧電デバイス１００では、第１板１１０がカバーであり、第２板１２０がベース基板である。第１板１１０と第２板１２０とは互いに接合されてパッケージ１４０（図７（ｂ）参照）が形成される。パッケージ１４０内にはキャビティ１４１（図７（ｂ）参照）が形成され、キャビティ１４１には圧電振動片１３０が載置される。圧電振動片１３０には例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットの水晶振動片は、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カットの水晶振動片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。
【００４８】
圧電振動片１３０は、＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とに励振電極１３１が形成されている。各励振電極１３１は、それぞれ−Ｘ軸方向に引き出された引出電極１３２と接続されている。＋Ｙ’軸側の面に形成された励振電極１３１と接続されている引出電極１３２は、励振電極１３１から−Ｘ軸方向に伸び、＋Ｚ’軸側の側面を経由して−Ｙ’軸側の面にまで形成されている。−Ｙ’軸側の面に形成された励振電極１３１と接続されている引出電極１３２は、−Ｙ’軸側の面の−Ｘ軸方向に伸び、−Ｚ軸側の端にまで形成されている。
【００４９】
第１板１１０は、−Ｙ’軸側の面にキャビティ１４１（図７（ｂ）参照）の一部を構成する凹部１１１が形成されている。また、凹部１１１を枠状に囲むように第１接合領域１１２が形成されている。第１接合領域１１２には、第２板１２０の第２接合面１２３と接合される面である第１接合面１１３が形成されている。第１接合領域１１２と第１接合面１１３との詳細な関係は後述の図１１で説明される。
【００５０】
第２板１２０は、＋Ｙ’軸側の面にキャビティ１４１の一部を構成する凹部１２１が形成されており、凹部１２１を枠状に囲むように第２接合面１２３が形成されている。また、第２接合面１２３の外側には段差部１２６ａが形成されている。なお、段差部１２６ａは枠状溝１２６（図１１を参照）の一部である。また、−Ｙ’軸側の面には２つの実装端子１２４が形成されている。凹部１２１には２つの接続電極１２５が形成されており、各接続電極１２５には圧電振動片１３０の引出電極１３２がそれぞれ導電性接着剤１５１（図７（ｂ）参照）を介して接続される。また各接続電極１２５は、第２板１２０を貫通する貫通電極１２５ａを介してそれぞれ実装端子１２４に接続されている。
【００５１】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。第１板１１０の第１接合面１１３と第２板１２０の第２接合面１２３とが接合材１５０を介して互いに接合されている。また、段差部１２６ａにも接合材１５０が入り込んでいる。第１板１１０と第２板１２０とが接合されることによりパッケージ１４０が形成され、パッケージ１４０の内側には密閉されたキャビティ１４１が形成されている。また、キャビティ１４１には圧電振動片１３０が載置されている。圧電振動片１３０の引出電極１３２は導電性接着剤１５１を介して接続電極１２５と電気的に接続されている。また、接続電極１２５は第２板１２０を貫通する貫通電極１２５ａを通り、実装端子１２４と電気的に接続されている。つまり、圧電振動片１３０の励振電極１３１と実装端子１２４とは電気的に接続されており、２つの実装端子１２４の間に電圧を印加することにより圧電振動片１３０を振動させることができる。
【００５２】
＜圧電デバイス１００の製造方法＞
図８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。第１ウエハＷ１１０は、例えば水晶又はガラス等により形成される。図９を参照して第１ウエハＷ１１０について説明する。
【００５３】
図９は、第１ウエハＷ１１０の平面図である。第１ウエハＷ１１０には複数の第１板１１０が形成されている。図９では、隣接する第１板１１０の境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は、後述される図８のステップ１０５でウエハが切断される線であるスクライブライン１１５である。各第１板１１０の−Ｙ’軸側の面には凹部１１１が形成されており、凹部１１１の周りには第１接合領域１１２が形成され、第１接合領域１１２には第１接合面１１３が形成されている。第１接合領域１１２はスクライブライン１１５と凹部１１１とに囲まれた領域（図９のハッチングされた領域）である。また、第１接合面１１３は第１接合領域１１２の一部であり第２板１２０の第２接合面１２３と接合される領域である。
【００５４】
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。第２ウエハＷ１２０は、例えば水晶又はガラス等により形成される。図１０を参照して第２ウエハＷ１２０について説明する。
【００５５】
図１０は、第２ウエハＷ１２０の平面図である。第２ウエハＷ１２０には複数の第２板１２０が形成されている。各第２板１２０の＋Ｙ’軸側の面には凹部１２１が形成されている。また、凹部１２１には接続電極１２５及び貫通電極１２５ａが形成されている。凹部１２１の周りには第１接合領域１２２が形成されている。第１接合領域１２２には、凹部１２１を囲むように第１接合面１２３が形成され、第１接合面１２３を囲むように枠状溝１２６が形成されている。第３実施形態において、枠状溝１２６は隣り合う第２板１２０の第１接合面１２３同士の間の領域の半分である。また、枠状溝１２６は第１接合面１２３から凹んで形成されている。枠状溝１２６と第１接合面１２３との関係に関しては後述の図１１でも説明する。また図１０には示されていないが、第２ウエハＷ１２０の−Ｙ’軸側の面には実装端子１２４が形成されている（図７（ａ）参照）。図１０では、隣接する第２板１２０の境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は、後述される図８のステップ１０５でウエハが切断される線であるスクライブライン１１５である。
【００５６】
ステップＳ１０３では、圧電振動片１３０が用意される。圧電振動片１３０には図７（ａ）に示されるように、励振電極１３１と引出電極１３２とが形成される。
図８のフローチャートでは、ステップＳ１０１からステップＳ１０３の順番は任意で行われてもよいし、同時に行われてもよい。
【００５７】
ステップＳ１０４では、圧電振動片１３０が第２ウエハＷ１２０に載置され、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが接合される。ステップＳ１０４については、図１１を参照して詳細に説明する。
【００５８】
図１１は、図８のステップＳ１０４の圧電振動片１３０が第２ウエハＷ１２０に載置され、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが接合される過程を説明するためのフローチャートである。また、図１１の各ステップの右横に、各ステップを説明するための図１１（ａ）〜図１１（ｄ）が示されている。
【００５９】
図１１では、まずステップＳ１４１で、第２ウエハＷ１２０に圧電振動片１３０が載置される。図１１（ａ）を参照してステップＳ１４１について説明する。図１１（ａ）は、第２ウエハＷ１２０に圧電振動片１３０が載置された後の図が示されている。また、図１１（ａ）には、図１０のＥ−Ｅ断面の概略断面図が示されている。以下、図１１（ｂ）から図１１（ｄ）に関しても同じ断面の概略断面図が示される。また、図１１（ａ）から図１１（ｄ）には、隣り合う第２板１２０の境界線が二点鎖線で示されており、この二点鎖線はスクライブライン１１５を示している。第２ウエハＷ１２０は、このスクライブライン１１５を含むように切断される。第２ウエハＷ１２０に形成された第２板１２０の凹部１２１には、圧電振動片１３０が、接続電極１２５と圧電振動片１３０の引出電極１３２とが導電性接着剤１５１を介して接続されるように載置される。また、図１１（ａ）には、第２板１２０の第２接合領域１２２と、第２接合面１２３と、枠状溝１２６との関係が示されている。第２接合面１２３は第１板１１０の第１接合面１１３と接合される第２板１２０の＋Ｙ’軸側の面である。また枠状溝１２６は、第２接合面１２３の外周を囲むように第２接合面１２３から凹んで形成されている。第２接合領域１２２は、第２接合面１２３と枠状溝１２６とを含む、第２板１２０の＋Ｙ’軸側の領域である。隣接した第２板１２０の枠状溝１２６は互いにつながって形成されている。
【００６０】
ステップＳ１４２では、第２ウエハＷ１２０の第２接合面１２３に接合材１５０が形成される。図１１（ｂ）には、接合材１５０が形成された第２ウエハＷ１２０の断面図が示されている。接合材１５０は、例えば低融点ガラスであり、スクリーン印刷等の方法により第２接合面１２３に形成される。接合材１５０を塗布する場合は、ウエハ同士の接合時の接合材１５０の広がりを考慮して枠状溝１２６に寄った位置に塗布されることが好ましい。接合材１５０には、第１実施形態及び第２実施形態で説明された共晶金属又はポリイミド樹脂等が用いられてもよい。なお、接合材１５０はｔｍ＋ｈの高さ（図１３を参照）で形成される。
【００６１】
ステップＳ１４３では、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが位置決めされる。図１１（ｃ）には、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが接合される前の状態が示されている。第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とは互いのスクライブライン１１５がＹ’軸方向に重なり、第１接合面１１３と第２接合面１２３とが重なるように位置決めされる。また、図１１（ｃ）には、第１接合領域１１２が凹部１１１とスクライブライン１１５とに挟まれた領域であることが示されている。
【００６２】
ステップＳ１４４では、第１ウエハＷ１１０が押圧されながら第２ウエハＷ１２０に接合される。図１１（ｄ）には、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが接合された後の状態が示されている。接合材１５０は第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とに挟まれて＋Ｚ’軸方向及び−Ｚ’軸方向に広がる。枠状溝１２６の方向に広がった接合材１５０は枠状溝１２６の中に入る。これにより、第１接合面１１３と第２接合面１２３との間に形成された接合材１５０の高さはｔｍ＋ｈからｈとなる（図１３を参照）。
【００６３】
図８に戻って、ステップＳ１０５では、第１ウエハＷ１１０及び第２ウエハＷ１２０が切断される。この切断により、圧電デバイス１００が個々に分割される。この切断は、スクライブライン１１５に沿って行われる。枠状溝１２６の幅をｓ（図１１（ｄ）参照）とすると、隣接した枠状溝１２６の幅の合計は２ｓになる。スクライブライン１１５の幅を隣接した枠状溝１２６の合計の幅である２ｓよりも狭くした場合、ウエハの厚さが薄くなっている枠状溝１２６のみを切断することになるため、切断が容易になる。このとき、個々の圧電デバイス１００には枠状溝１２６の一部である段差部１２６ａ（図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）が形成される。
【００６４】
一方、図１２は、スクライブラインの幅を隣接した枠状溝１２６の合計の幅である２ｓよりも広く切断して形成された圧電デバイス１００の断面図である。図１２に示されたように、図８のステップＳ１０５における切断時のスクライブラインの幅を隣接した枠状溝１２６の合計の幅である２ｓよりも広くした場合、個々の圧電デバイス１００から枠状溝１２６を無くすことができ、圧電デバイス１００の外形を整えることができる。
【００６５】
＜接合材１５０と枠状溝１２６の大きさとの関係＞
図１３を参照して、接合材１５０と枠状溝１２６の大きさとの関係を説明する。
図１３（ａ）は、図１１（ｂ）の点線１７０で囲まれた部分の拡大概略断面図である。第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが接合される前（図１１（ｂ）を参照）に、接合材１５０はｔｍ＋ｈの高さに形成される。その後、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０とが接合される（図１１（ｄ）を参照）ことにより、接合材１５０の高さはｈになる。また、図１１（ｂ）で形成された接合材１５０の幅をｗとする。このとき、図１３の接合材１５０の斜線の領域を最初領域１６０とすると、最初領域１６０の面積はｗ×ｔｍ／２である。また、最初領域１６０の接合材１５０は、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０との接合後に延伸領域１６１に移る。延伸領域１６１の幅をａとすると、その面積はａ×ｈとなる。最初領域１６０と延伸領域１６１との面積は等しいため、以下の数式（１）が成り立つ。
ａ×ｈ＝ｗ×ｔｍ／２・・・（１）
【００６６】
ここで比較のために、第２ウエハＷ１２０に枠状溝１２６が形成されていない場合を考える。
図１３（ｂ）は、枠状溝１２６が形成されていない第２ウエハＷ１２０’の拡大概略断面図である。図１３（ｂ）は、図１１（ｂ）の点線１７０で囲まれた部分と同じ領域が示されている。接合材１５０は、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０’との接合後にキャビティ１４１に入らないことが望まれるため、第２接合領域１２２’の幅をｂ’とすると、以下の数式（２）が成り立つことが望まれる。
ｂ’＞２×ａ＋ｗ・・・（２）
また、数式（１）と数式（２）とを組み合わせると以下の数式（３）になる。
ｂ’＞ｗ＋ｗ×ｔｍ／ｈ＝ｗ（１＋ｔｍ／ｈ）・・・（３）
【００６７】
数式（３）では、例えば接合材１５０の幅ｗが１００μｍ、高さｔｍ＋ｈが５０μｍになるように形成され、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０’との接合により接合材１５０の高さｈが２０μｍになるとする。このとき、第２接合領域１２２’の幅ｂ’は２５０μｍより大きくなることが望まれる。
【００６８】
図１３（ａ）に戻って、枠状溝１２６が形成された場合を考える。枠状溝１２６の深さをｄ、幅をｓ、スクライブライン１１５と接合材１５０との距離をａ’とする。枠状溝１２６が形成された場合は、接合材１５０は枠状溝１２６の中に流れ込んで形成される（図１１（ｄ）を参照）。図１３（ａ）の接合材１５０の網掛線の領域を最初領域１６０’とすると、最初領域１６０’の接合材１５０は第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０との接合後に枠状溝１２６を含んだ網掛線の領域である延伸領域１６１’に移る。最初領域１６０’の接合材１５０が延伸領域１６１’にちょうど入るとすると、以下の数式（４）が成り立つ。
ａ’×ｈ＋ｄ×ｓ＝ｗ×ｔｍ／２・・・（４）
【００６９】
また第２接合領域１２２の幅をｂとすると、以下の数式（５）が成り立つことが望まれる。
ｂ＞ｗ＋ａ＋ａ’・・・（５）
【００７０】
数式（１）及び数式（４）より、数式（５）は、以下の数式（６）に変形できる。
ｂ＞ｗ×（１＋ｔｍ／ｈ）―ｓ×ｄ／ｈ・・・（６）
【００７１】
数式（６）では、例えば接合材１５０の幅ｗが１００μｍ、高さｔｍ＋ｈが５０μｍになるように形成され、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ１２０との接合により接合材１５０の高さｈが２０μｍになるとする。また、ｓを２０μｍ、ｄを５０μｍとすると、ｂは２００μｍより大きくなることが望まれる。
【００７２】
上記の例では枠状溝１２６を形成することにより、第２ウエハＷ１２０に形成される各第２板１２０の第２接合領域１２２の幅を５０μｍ狭く形成することができ、各第２板１２０のＺ’軸方向の幅を１００μｍ狭く形成できることが示されている。このことにより、１枚のウエハに形成することができる。圧電デバイス１００の数量を増加させ、製造コストを下げることができる。
【００７３】
（第４実施形態）
第４実施形態として、複数の枠状溝が形成されている圧電デバイス２００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。
【００７４】
＜圧電デバイス２００の構成＞
図１４（ａ）は、圧電デバイス２００の断面図である。圧電デバイス２００は、第１板１１０と、第２板２２０と、圧電振動片１３０と、接合材１５０とにより構成されている。第２板２２０の第２接合領域２２２には、複数の枠状溝２２６と第２接合面２２３とが形成されている。圧電デバイス２００では、複数の枠状溝２２６の少なくとも一部には接合材１５０が入り込んでいる。そのため、第２接合領域２２２と接合材１５０との接触領域が広がり、第２板２２０と接合材１５０との接合が強くなっている。
【００７５】
圧電デバイス２００の製造方法は、圧電デバイス１００の製造方法と同じである。
図１４（ｂ）は、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ２２０とが接合される前の概略断面図である。また図１４（ｂ）は、図１１のステップＳ１４３を示した図である。図１４（ｂ）では、接合材１５０が第２接合領域２２２に形成されている状態が示されている。枠状溝２２６の幅は、接合材１５０が図１４（ｂ）のときに枠状溝２２６内に入り込まない幅に形成される。
【００７６】
図１４（ｃ）は、第１ウエハＷ１１０と複数の第２板２２０が形成されている第２ウエハＷ２２０とを接合した後の概略断面図である。また図１４（ｃ）は、図１１のステップＳ１４４を示した図である。接合材１５０は第２接合領域２２２上に広がり、また枠状溝２２６の中に入る。この枠状溝２２６に接合材１５０が入ることにより、第１ウエハＷ１１０と第２ウエハＷ２２０との接合後に接合材１５０がキャビティ１４１内に入り込まないようすることができる。
【００７７】
（第５実施形態）
第５実施形態として、圧電振動片の周りを囲むように枠体が形成されている圧電デバイス３００について説明する。以下の説明において、圧電発振器１００及び圧電発振器２００とその構成が同じ部分は圧電発振器１００及び圧電発振器２００と同じ番号を付してその説明を省略する。
【００７８】
＜圧電デバイス３００の構成＞
図１５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、第１板３１０と、第２板３２０と、第３板３３０と、接合材１５０（図１６参照）とにより構成されている。第３板３３０は、圧電振動片３３３と枠体３３４とにより構成されている。第１板３１０と第２板３２０と第３板３３０の枠体３３４とはパッケージ３４０（図１６参照）を形成し、パッケージ３４０内に形成されるキャビティ３４１（図１６参照）には圧電振動片３３３が配置される。
【００７９】
第１板３１０は、−Ｙ’軸側の面にキャビティ３４１（図１６参照）の一部を構成する凹部３１１が形成されている。また、凹部３１１を枠状に囲むように第１接合領域３１２が形成されている。第１接合領域３１２には、第２板３２０の第２接合面３２３と接合される面である第１接合面３１３と枠状溝３１４（図２１参照）の一部である段差部３１４ａとが形成されている。第１接合面３１３は凹部３１１を枠状に囲むように形成され、段差部３１４ａは第１接合面３１３を枠状に囲むように形成されている。
【００８０】
第２板３２０は、＋Ｙ’軸側の面にキャビティ３４１（図１６参照）の一部を構成する凹部３２１が形成されており、凹部３２１を枠状に囲むように第２接合面３２３が形成されている。また、第２接合面３２３の外側には段差部３２７ａが形成されている。なお、段差部３２７ａは枠状溝３２７（図２１を参照）の一部である。また、−Ｙ’軸側の面には２つの実装端子３２４が形成されており、第２板３２０の４つの側面の角にはそれぞれキャスタレーション３２６が形成されている。−Ｚ’軸側の−Ｘ軸側と＋Ｚ’軸側の＋Ｘ軸側との２つの角には実装端子３２４からキャスタレーション３２６を通り＋Ｙ’軸側の面にまで接続電極３２５が形成されている。
【００８１】
第３板３３０は、圧電振動片３３３と圧電振動片３３３を取り囲むように形成されている枠体３３４とにより構成されている。圧電振動片３３３と枠体３３４とは第３板３３０を貫通するように一対の「Ｌ」字型の貫通部３３７が形成されており、貫通部３３７が形成されていない部分には圧電振動片３３３と枠体３３４とを連結する連結部３３６が形成されている。圧電振動片３３３には＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とに励振電極３３１が形成されている。＋Ｙ’軸側の励振電極３３１から引き出された引出電極３３２は貫通部３３７を経由して枠体３３４の−Ｙ’軸側に伸び、枠体３３４の−Ｚ’軸側の−Ｘ軸側の角にまで形成される。−Ｙ’軸側の励振電極３３１から引き出された引出電極３３２は枠体３３４の−Ｙ’軸側に形成され、連結部３３６を経由して枠体３３４の＋Ｚ’軸側の＋Ｘ軸側の角にまで形成される。また、枠体３３４の＋Ｙ’軸側の面には第１板３１０の第１接合面３１３と接合される第３接合面３３８が形成されており、枠体３３４の−Ｙ’軸側の面には第２板３２０の第２接合面３２２と接合される第４接合面３３９が形成されている。
【００８２】
図１６は、図１５のＦ−Ｆ断面図である。第１板３１０の第１接合面３１３と第３板３３０の第３接合面３３８とが接合材１５０を介して接合され、第２板３２０の第２接合面３２３と第３板３３０の第４接合面３３９とが接合材１５０を介して接合されている。また、第３板３３０の枠体３３４に形成されている引出電極３３２と、第２板３２０の実装端子３２４とは接続電極３２５を通して電気的に接続されている。
【００８３】
＜圧電デバイス３００の製造方法＞
図１７は、圧電デバイス３００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Ｗ３１０が用意される。第１ウエハＷ３１０には、複数の第１板３１０が形成されている。第１ウエハＷ３１０は、例えば水晶又はガラス等により形成される。図１８を参照して第１ウエハＷ３１０について説明する。
【００８４】
図１８は、第１ウエハＷ３１０の平面図である。第１ウエハＷ３１０には複数の第１板３１０が形成されている。第１ウエハＷ３１０の＋Ｙ’軸側の面は平面状に形成されている。また、各第１板３１０の−Ｙ’軸側の面には凹部３１１が形成されており、凹部３１１の周りを囲むように第１接合面３１３が形成され、第１接合面３１３の周りを囲むように枠状溝３１４が形成されている。さらに第１接合面３１３と枠状溝３１４とを合わせて第１接合領域３１２が形成されている。
【００８５】
ステップＳ２０２では、第２ウエハＷ３２０が用意される。第２ウエハＷ３２０には、複数の第２板３２０が形成されている。第２ウエハＷ３２０は、例えば水晶又はガラス等により形成される。図１９を参照して第２ウエハＷ３２０について説明する。
【００８６】
図１９は、第２ウエハＷ３２０の平面図である。第２ウエハＷ３２０には複数の第２板３２０が形成されている。各第２板３２０の＋Ｙ’軸側の面には凹部３２１が形成されている。また、凹部３２１の周りには第１接合面３２３が形成されており、第１接合面３２３の周りには枠状溝３２７が形成されている。枠状溝３２７は第１接合面３２３から凹んで形成されている。さらに第２接合面３２３と枠状溝３２７とを合わせて第２接合領域３２２が形成されている。また図１９には示されていないが、第２ウエハＷ３２０の−Ｙ’軸側の面には実装端子３２４が形成されている（図１５参照）。図１９では、隣接する第２板３２０の境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は、後述される図１７のステップ２０５でウエハが切断される線であるスクライブライン１１５である。また、Ｚ’軸方向とＸ軸方向とに伸びるスクライブライン１１５の交点には第２ウエハＷ３２０を貫通する貫通孔３２６ａが形成されている。貫通孔３２６ａは、ウエハが切断された後にキャスタレーション３２６（図１５参照）となる。貫通孔３２６ａには接続電極３２５が形成される。
【００８７】
ステップＳ２０３では、第３ウエハＷ３３０が用意される。第３ウエハＷ３３０には、複数の第３板３３０が形成されている。以下、図２０を参照して第３ウエハＷ３３０について説明する。
【００８８】
図２０は、第３ウエハＷ３３０の平面図である。第３ウエハＷ３３０には、複数の第３板３３０が形成されている。各第３板３３０は圧電振動片３３３と圧電振動片３３３の周りに形成される枠体３３４とにより構成されている。圧電振動片３３３と枠体３３４とは「Ｌ」字型の貫通部３３７によって分けられており、貫通部３３７が形成されていない部分には圧電振動片３３３と枠体３３４とを連結する連結部３３６が形成されている。圧電振動片３３３には励振電極３３１が形成されている。また、励振電極３３１から連結部３３６を通り枠体３３４の角にまで引出電極３３２が形成されている。
【００８９】
図１７のフローチャートでは、ステップＳ２０１からステップＳ２０３の順番は任意で行われてもよいし、同時に行われてもよい。
ステップＳ２０４では、第３板ウエハＷ３３０と第２ウエハＷ３２０とが接合され、第１ウエハＷ３１０と第２ウエハＷ３２０とが接合される。ステップＳ２０４については、図２１を参照して詳細に説明する。
【００９０】
図２１は、図１７のステップＳ２０４の第１ウエハＷ３１０、第２ウエハＷ３２０及び第３ウエハＷ３３０が接合される過程を説明するためのフローチャートである。また、図２１の各ステップの右横に、各ステップを説明するための図２１（ａ）〜図２１（ｄ）が示されている。
【００９１】
図２１では、まずステップＳ２４１で、第２ウエハＷ３２０と第３ウエハ３３０とが位置決めされる。図２１（ａ）を参照してステップＳ２４１について説明する。図２１（ａ）は、第２ウエハＷ３２０に第３ウエハＷ３３０が接合される前の図が示されている。図２１（ａ）から図２１（ｄ）には、図１８から図２０のＧ−Ｇ断面の概略断面図が示されている。また、図２１（ａ）から図２１（ｄ）には、隣り合う第２板３２０の境界線が二点鎖線で示されており、この二点鎖線はスクライブライン１１５を示している。図２１（ａ）では、第２接続領域３２２に形成された第２接続面３２３と第２接続面３２３から凹んで形成されている枠状溝３２７とが示されている。また、第３ウエハＷ３３０の枠部３３４の−Ｙ’軸側の面である第４接続領域３３９ａが示されている。第４接続領域３３９ａは第２ウエハＷ３２０の第２接続面３２３と接続される第４接続面３３９を含んでいる。第２ウエハＷ３２０と第３ウエハＷ３３０とは互いのスクライブライン１１５が重なるように、さらに第２接続面３２３と第４接続領域３３９ａに形成されている第４接続面３３９とが重なるように位置決めされる。
【００９２】
ステップＳ２４２では、第３ウエハＷ３３０が押圧されながら第２ウエハＷ３２０に接合される。図２１（ｂ）には、第２ウエハＷ３２０に第３ウエハＷ３３０が接合された状態が示されている。第３ウエハＷ３３０が第２ウエハＷ３２０に押圧されて接合されることにより接合材１５０が＋Ｚ’軸方向及び−Ｚ’軸方向に広がる。そして、第２板３２０の外周方向に広がった接合材１５０が枠状溝３２７の中に入っている。
【００９３】
ステップＳ２４３では、第３ウエハＷ３３０と第１ウエハＷ３１０とが位置決めされる。位置決めは、第１ウエハＷ３１０の第１接合面３２３に接合材１５０が形成された後に行われる。図２１（ｃ）には、第１ウエハＷ３１０と第３ウエハＷ３３０とが接合される前の状態が示されている。図２１（ａ）では、第１接続領域３１２に形成された第１接続面３１３と第１接続面３１３から凹んで形成されている枠状溝３１４とが示されている。また、第３ウエハＷ３３０の枠部３３４の＋Ｙ’軸側の面である第４接続領域３３８ａが示されている。第４接続領域３３８ａは第１ウエハＷ３１０の第１接続面３１３と接続される第３接続面３３８を含んでいる。第１ウエハＷ３１０と第３ウエハＷ３３０とは互いのスクライブライン１１５が重なるように、さらに第１ウエハＷ３１０の第１接合面３１３と第３ウエハＷ３３０の第３接合面３３８とが重なるように位置決めされている。
【００９４】
ステップＳ２４４では、第１ウエハＷ３１０が押圧されながら第３ウエハＷ３３０に接合される。図２１（ｄ）では、第１ウエハＷ３１０と第３ウエハＷ３３０とが接合された後の状態が示されている。第１ウエハＷ３１０と第３ウエハＷ３３０とが接合されることにより密封されたキャビティ３４１が形成される。第３ウエハＷ３３０が第１ウエハＷ３１０に押圧されて接合されることにより接合材１５０が＋Ｚ’軸方向及び−Ｚ’軸方向に広がる。そして、第１板３１０の外周方向に広がった接合材１５０が枠状溝３１４の中に入っている。
【００９５】
図１７に戻って、ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で互いに接合された第１ウエハＷ３１０、第２ウエハＷ３２０及び第３ウエハＷ３３０が切断される。切断は、図１８から図２０に二点鎖線で示されたスクライブライン１１５に沿って行われる。
【００９６】
圧電デバイス３００では、上に示されたように第１ウエハＷ３１０及び第２ウエハＷ３２０に枠状溝３１４及び枠状溝３２７が形成されることにより接合材１５０がキャビティ３４１に入らない。さらに図１３（ａ）に示されるように、圧電デバイス３００は第１ウエハＷ３１０の第１接合領域３１２及び第２ウエハＷ３２０の第２接合領域３２２の幅を狭く形成する事ができ、それによりウエハ上に形成される圧電デバイス３００の数量を増やすことができる。また、圧電デバイス３００では第１ウエハＷ３１０及び第２ウエハＷ３２０に枠状溝が形成されたが、第３ウエハＷ３３０の枠体３３４に枠状溝が形成されていてもよい。さらに、枠状溝は図１４に示されるように、１つの圧電デバイス３００に複数の枠状溝が形成されていてもよい。複数の枠状溝は第１接合面から第４接合面の少なくとも１面に形成することができる。また圧電デバイス１００と同様に、枠状溝の幅全体がスクライブライン１１５の中に含まれるように形成された場合は、枠状溝が個々の圧電デバイス３００に形成されないようにして圧電デバイス３００の外形を整えることができる（図１２を参照）。また、スクライブラインの幅全体が枠状溝の中に含まれる場合は、ウエハの厚さが薄くなっている枠状溝のみを切断することになるため、切断が容易になる。
【００９７】
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。
【００９８】
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料のみならず、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料に基本的に適用できる。
【符号の説明】
【００９９】
１  …  ベース基板
１Ａ  …  ベース基板ウエハ
２  …  凹状カバー
２Ａ  …  凹状カバーウエハ
３  …  パッケージ
４  …  水晶振動片
５、１２５、３２５  …  接続電極
６  …  枠状金属膜
７、１２４、３２４  …  実装端子
８、１２５ａ  …  貫通電極
９、１５１  …  導電性接着剤
１０  …  共晶合金
１１、１２６、２２６、３１４、３２７  …  枠状溝
１２  …  突堤
１００、２００、３００  …  圧電デバイス
１１０、３１０  …  第１板
１１１、１２１、３１１、３２１  …  凹部
１１２、３１２  …  第１接合領域
１１３、３１３  …  第１接合面
１１５  …  スクライブライン
１２０、２２０、３２０  …  第２板
１２２、３２２  …  第２接合領域
１２３、３２３  …  第２接合面
１２６ａ  …  段差部
１３０、３３３  …  圧電振動片
１３１  …  励振電極
１３２  …  引出電極
１４０、３４０  …  パッケージ
１４１、３４１  …  キャビティ
１５０  …  接合材
３２３  …  第３接合面
３２６  …  キャスタレーション
３２６ａ  …  貫通孔
３３０  …  第３板
３３４  …  枠体
３３６  …  連結部
３３７  …  貫通部
３３８  …  第３接合面
３３８ａ  …  第３接合領域
３３９  …  第４接合面
３３９ａ  …  第４接合領域
Ｗ１１０、Ｗ３１０  …  第１ウエハ
Ｗ１２０、Ｗ２２０、Ｗ３２０  …  第２ウエハ
Ｗ３３０  …  第３ウエハ
【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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【図６】
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【図７】
0005398689.tif 000008
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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