(57)【要約】 【課題】外部電極と導電ボールとの接合を確実にして不良品の発生を抑制し、品質が良くかつ信頼性の高い圧電デバイスを提供する。【解決手段】圧電振動片１１０を収容したパッケージ１２０と、パッケージ１２０の裏面１２１に形成されかつ圧電振動片１１０と電気的に接続された外部電極１２２ａ等と、を有する圧電デバイス１００であって、パッケージ１２０の裏面１２１には、外部電極１２２ａ等と電気的に接続される導電ボール１５０を有し、導電ボール１５０は、コア１５１と、コア１５１を被覆する導電膜１５２とを含み、パッケージ１２０の裏面１２１には、外部電極１２２ａ等の位置に対応した指標マーク１２３ａが形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片を収容したパッケージと、前記パッケージの裏面に形成されかつ前記圧電振動片と電気的に接続された外部電極と、を有する圧電デバイスであって、
前記パッケージの裏面には、前記外部電極と電気的に接続される導電ボールを有し、
前記導電ボールは、コアと、前記コアを被覆する導電膜とを含み、
前記パッケージの裏面には、前記外部電極の位置に対応した指標マークが形成される圧電デバイス。
【請求項２】
前記指標マークは、前記外部電極と同一の材料で形成されるとともに、前記外部電極とは電気的に非接続である請求項１記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記外部電極は、前記パッケージの裏面に対する前記導電ボールの投影領域より小さい領域に形成される請求項１または請求項２記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記指標マークは、前記外部電極を囲んで形成される請求項３記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記外部電極は、複数形成され、
前記指標マークは、前記複数の外部電極のうちの１つまたは２つ以上に形成される請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記パッケージの裏面の一部に、前記圧電振動片及び前記外部電極と電気的に接続される付属デバイスが接合され、
前記導電ボールは、前記パッケージの裏面に対する前記付属デバイスの高さより大きい径を持った前記コアを有する請求項１〜請求項５のいずれか１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、圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスは、携帯電話などの電子機器に備える配線基板に実装されており、代表的なものとして発振器や圧電振動子などがある。発振器は、圧電振動片を有するパッケージにＩＣなどの付属デバイスが搭載されて構成される。近年の小型化かつ低背化の要請から、ベース及びリッドで構成されたパッケージ内に圧電振動片を搭載して密封するとともに、パッケージ裏面に付属デバイスであるＩＣ（回路素子）を接続した構成が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の発振器は、樹脂ボールの表面に導電膜を被覆した導電ボールが配線基板上にパッケージを搭載する際に使用されている。この導電ボールは、パッケージ裏面に形成されたランド状の電極にはんだによって接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１２０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の発振器は、パッケージ裏面の電極が導電ボールの投影領域（導電ボールをパッケージ裏面に投影した際の領域）より大きいため、導電ボールを接合するためのリフロー工程の際に、導電ボールを被覆した導電膜が溶融して電極側に多く流れてしまい、導電ボール先端（基板へ接続する部分）の導電膜を減少させるといった問題がある。また、発振器の小型化によりパッケージ裏面の電極も小さくなるが、電極が導電ボールの投影領域より小さいと、導電ボールを電極に載せた際に電極が隠れてしまうので位置合わせが容易ではなく、導電ボールが電極に対して偏って配置される場合がある。これでは、リフロー工程で電極と導電ボールを接合させても両者間の接合不良等の要因となり、不良品の発生を招くといった問題を有している。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明では、電極に導電ボールを配置する際の位置合わせを容易にすることにより、電極が小さい場合でも導電ボールとの接合を確実にして不良品の発生を抑制し、品質が良くかつ信頼性の高い圧電デバイス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】
【０００６】
本発明では、圧電振動片を収容したパッケージと、パッケージの裏面に形成されかつ圧電振動片と電気的に接続された外部電極と、を有する圧電デバイスであって、パッケージの裏面には、外部電極と電気的に接続される導電ボールを有し、導電ボールは、コアと、コアを被覆する導電膜とを含み、パッケージの裏面には、外部電極の位置に対応した指標マークが形成される。
【０００７】
また、指標マークは、外部電極と同一の材料で形成されるとともに、外部電極とは電気的に非接続であってもよい。また、外部電極は、パッケージの裏面に対する導電ボールの投影領域より小さい領域に形成されてもよい。また、指標マークは、外部電極を囲んで形成されてもよい。また、外部電極は、複数形成され、指標マークは、複数の外部電極のうちの１つまたは２つ以上に形成されてもよい。また、パッケージの裏面の一部に、圧電振動片及び外部電極と電気的に接続される付属デバイスが接合され、導電ボールは、パッケージの裏面に対する付属デバイスの高さより大きい径を持ったコアを有してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外部電極の位置に対応した指標マークが形成されるので、この指標マークを参照することにより導電ボールと外部電極とを容易に位置合わせを行うことができ、さらに両者の位置関係を容易に確認できる。これにより、導電ボールと外部電極との接合をより確実に行うことができ、電気的な接続不良等による不良品の発生が抑制され、品質が良くかつ信頼性の高い圧電デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の圧電デバイスを示し、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】図１に示す圧電デバイスを示し、（ａ）はリッドを透過させた平面図、（ｂ）ベースの表面を示す平面図である。
【図３】図１の圧電デバイスの要部を拡大した断面図である。
【図４】第１実施形態の圧電デバイスとの比較例の要部を拡大した断面図である。
【図５】図１の圧電デバイスの製造工程を示す図である。
【図６】図１の圧電デバイスの要部を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図７】第２実施形態の圧電デバイスを示し、（ａ）底面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図８】図７に示す圧電デバイスのベースの表面を示す平面図である。
【図９】指標マークの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図面においてハッチングを施した部分は金属膜を表している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、圧電振動片の表面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面において長手方向をＸ方向と表記し、Ｘ方向に直交する方向をＺ方向と表記する。ＸＺ平面に垂直な方向（圧電振動片の厚さ方向）はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る圧電デバイス１００について説明する。圧電デバイス１００は発振器であり、図１（ｂ）に示すように、圧電振動片１１０が内部に収容されたパッケージ１２０を有している。パッケージ１２０は、ベース１３０とリッド１４０とを有しており、それぞれ＋Ｙ側にリッド１４０、−Ｙ側にベース１３０が配置され、かつ両者が接合された状態となっている。また、パッケージ１２０の裏面１２１には、図１（ａ）に示すように、４つの隅部にそれぞれ導電ボール１５０を有し、裏面１２１の中央部に付属デバイス１６０を有している。
【００１２】
ベース１３０は、図１（ａ）に示すように、Ｙ方向から見たときに矩形状に形成されており、表面（＋Ｙ側の面）には、凹部１３１と、凹部１３１を囲む接合面１３２とを有している。ベース１３０は、例えば、安価かつ形成容易なセラミックスが用いられているが、セラミックスに代えて金属、シリコン、ガラス、樹脂等が用いられてもよい。ベース１３０の裏面（−Ｙ側の面）、すなわちパッケージ１２０の裏面１２１には、外部電極１２２ａ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｆが形成され、裏面１２１の４つの隅部にそれぞれ設けられている。
【００１３】
外部電極１２２ａ等の構成について、−Ｘかつ−Ｚ側に設けられた外部電極１２２ａを例にとり説明する。外部電極１２２ａは、図１（ａ）及び図３に示すように、パッケージ１２０の裏面１２１に対する導電ボール１５０の投影領域Ｐよりも小さくかつ円形状の領域Ｗに形成されている。外部電極１２２ａは、導電性の金属膜が用いられる。金属膜としては、例えば、下地層としてクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）や、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金を成膜し、その上に金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）を成膜した積層構造が採用される。外部電極１２２ａは、−Ｙ側において導電ボール１５０と電気的に接続されている。他の３つの外部電極１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｆについても、外部電極１２２ａと同様である。
【００１４】
また、パッケージ１２０の裏面１２１には、図１に示すように、それぞれの外部電極１２２ａ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｆの位置に対応した指標マーク１２３ａ、１２３ｃ、１２３ｄ、１２３ｆが形成されている。指標マーク１２３ａ等は、図１（ａ）に示すように、外縁が矩形状かつ内縁が円形状に形成されており、対応する外部電極１２２ａ等の周囲を囲んで形成されている。この指標マーク１２３ａ等は、それぞれの外部電極１２２ａ等の中心位置（例えば円形の外部電極１２２ａの中心など）におけるＸ方向位置及びＺ方向位置を示す。指標マーク１２３ａ等は、外部電極１２２ａ等と同一の材料で形成されており、導電性の金属膜が用いられている。この金属膜は、パッケージ１２０の裏面１２１に対して、色の相違、または反射率の相違があり、外部から認識可能となっている。
【００１５】
また、指標マーク１２３ａ等は、外部電極１２２ａ等から離間して形成されており、両者間は電気的に非接続である。また、図１（ａ）に示すように、指標マーク１２３ａには、＋Ｘかつ＋Ｚ側の部分に切り欠き部１２４が設けられる。この切り欠き部１２４は、指標マーク１２３ａ〜１２３ｆのうち、指標マーク１２３ａを特定するものとして用いられる。ただし、切り欠き部１２４を設けるか否かは任意である。
【００１６】
指標マーク１２３ａ等は、外部電極１２２ａ等に対応しているため、後述する導電ボール１５０によって外部電極１２２ａ等が隠れた場合でも、導電ボール１５０と外部電極１２２ａ等との位置関係を確認することが可能となる。なお、指標マーク１２３ａ等は、導電ボール１５０を外部電極１２２ａ等に配置する際の位置合わせ用のマークとしても用いられる。
【００１７】
パッケージ１２０の裏面１２１の中央部には、図１（ａ）に示すように、６つの矩形状の接続電極１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｅ、１２５ｆが設けられている。接続電極１２５ａ〜１２５ｆは、後述する付属デバイス１６０の端子にそれぞれ接合される。
【００１８】
ベース１３０の凹部１３１の表面（＋Ｙ側の面）には、図２（ｂ）に示すように、矩形状の接続電極１３３ａ、１３３ｂが形成される。また、凹部１３１の表面の中央部には、６個の矩形状の接続電極１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃ、１３４ｄ、１３４ｅ、１３４ｆが形成される。また、凹部１３１の表面の四隅には、４個の矩形状の接続電極１３５ａ、１３５ｃ、１３５ｄ、１３５ｆが形成される。
【００１９】
接続電極１３３ａと接続電極１３４ｂとは、引回し電極１３６ａを介して電気的に接続されている。接続電極１３３ｂと接続電極１３４ｅとは、引回し電極１３６ｂを介して電気的に接続されている。接続電極１３４ａと接続電極１３５ａとは、引回し電極１３７ａを介して電気的に接続されている。接続電極１３４ｃと接続電極１３５ｃとは、引回し電極１３７ｃを介して電気的に接続されている。接続電極１３４ｄと接続電極１３５ｄとは、引回し電極１３７ｄを介して電気的に接続されている。接続電極１３４ｆと接続電極１３５ｆとは、引回し電極１３７ｆを介して電気的に接続されている。
【００２０】
また、図２（ｂ）に示すように、接続電極１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃ、１３４ｄ、１３４ｅ、１３４ｆのそれぞれに対応して、ベース１３０をＹ方向に貫通する貫通電極１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃ、１３８ｄ、１３８ｅ、１３８ｆが形成される。さらに、接続電極１３５ａ、１３５ｃ、１３５ｄ、１３５ｆのそれぞれに対応して、同じくベース１３０をＹ方向に貫通する貫通電極１３９ａ、１３９ｃ、１３９ｄ、１３９ｆが形成される。これら貫通電極１３８ａ等は円錐台状に形成されている。
【００２１】
貫通電極１３８ａは、接続電極１２５ａと接続電極１３４ａとを電気的に接続する。貫通電極１３８ｂは、接続電極１２５ｂと接続電極１３４ｂとを電気的に接続する。貫通電極１３８ｃは、接続電極１２５ｃと接続電極１３４ｃとを電気的に接続する。貫通電極１３８ｄは、接続電極１２５ｄと接続電極１３４ｄとを電気的に接続する。貫通電極１３８ｅは、接続電極１２５ｅと接続電極１３４ｅとを電気的に接続する。貫通電極１３８ｆは、接続電極１２５ｆと接続電極１３４ｆとを電気的に接続する。
【００２２】
接続電極１２５ａ〜１２５ｆ、１３３ａ、１３３ｂ、１３４ａ〜１３４ｆ、１３５ａ〜１３５ｆは、外部電極１２２ａと同様の導電性の金属膜が用いられる。貫通電極１３８ａ〜１３８ｆ、１３９ａ〜１３９ｆは、例えば銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）などの金属、もしくは、銀と錫（Ａｇ−Ｓｎ）、銀とパラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）、銀と白金（Ａｇ−Ｐｔ）などの合金が貫通孔に充填されて形成される他に、貫通孔の側面に導電性の金属膜が形成されたものでもよい。
【００２３】
リッド１４０は、平面視矩形状の板状の部材から形成されている。リッド１４０は、シーム溶接により銀（Ａｇ）などのろう材を介してベース１３０と接合される。パッケージ１２０の内部に形成されるキャビティー（収容空間）１２６は、真空雰囲気あるいは窒素などの不活性ガス雰囲気となるように封止される。キャビティー１２６には、後述する圧電振動片１１０を収容する。なお、ベース１３０とリッド１４０とは、シーム溶接による接合に代えて、各種接合材が用いられて接合されてもよく、また、接合材を用いずに直接接合されてもよい。
【００２４】
リッド１４０は、例えば鉄、ニッケル、４２アロイ、コバールなどの金属製の板状の部材が用いられる。金属製の部材が採用されることにより、キャビティー１２６に収容される圧電振動片１１０の周波数の安定性が維持されるという利点がある。なお、リッド１４０は、金属製に代えて、例えば、安価かつ形成容易なセラミックスや、シリコン、ガラス、樹脂、セラミックス等のアルミ化合物などが用いられてもよい。また、ベース１３０とリッド１４０とは同一の材質により形成されてもよい。
【００２５】
圧電振動片１１０は、パッケージ１２０の内部、すなわちキャビティー１２６に収納されている。圧電振動片１１０としては、例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットは、水晶振動子が常温付近で使用されるにあたって良好な周波数特性が得られる等の利点があり、人工水晶の３つの結晶軸である電気軸、機械軸及び光学軸のうち、光学軸に対して結晶軸周りに３５°１５′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。
【００２６】
圧電振動片１１０は、図２（ａ）に示すように、Ｙ方向から見たときに矩形状かつ板状の部材であり、表面（＋Ｙ側の面）には、励振電極１１１ａが形成され、の裏面（−Ｙ側の面）には、励振電極１１１ｂが形成されている。また、圧電振動片１１０としては、中央部分が周辺部より厚肉としたメサが形成されたものでもよい。この場合、メサ部分の表面及び裏面に励振電極１１１ａ、１１１ｂが形成される。励振電極１１１ａ、１１１ｂは、矩形状に形成され、所定の電圧が印加されることにより圧電振動片１１０を所定の振動数で振動させる。圧電振動片１１０の表面には、励振電極１１１ａから−Ｘ方向に引き出された引出電極１１２ａが形成される。圧電振動片１１０の裏面には、励振電極１１１ｂから同じく−Ｘ方向に引き出された引出電極１１２ｂが形成される。
【００２７】
励振電極１１１ａ、１１１ｂ及び引出電極１１２ａ、１１２ｂは、導電性の金属膜により形成される。この金属膜としては、水晶材との密着性を高める下地層としてクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）や、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金などが成膜され、この下地層の上に金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）などが成膜された２層構造が採用される。
【００２８】
圧電振動片１１０は、導電性接合材１１３ａ、１１３ｂにより、ベース１３０の表面に片持ち支持された状態でキャビティー１２６に収容される。なお、導電性接合材１１３ａ、１１３ｂとしては、例えば、揮発しにくく作業性に優れ、高温雰囲気下においても性能劣化が生じにくいシリコン系導電性接合材が用いられるが、ポリイミド系導電性接合材が用いられてもよい。導電性接合材１１３ａを介して、引出電極１１２ａと接続電極１３３ａとが電気的に接続され、導電性接合材１１３ｂを介して、引出電極１１２ｂと接続電極１３３ｂとが電気的に接続されている。
【００２９】
導電ボール１５０は、実装される配線基板との接続端子として用いられ、パッケージ１２０の裏面１２１の４つの隅部に配置される。導電ボール１５０は、図３に示すように、コア１５１と、コア１５１を被覆する導電膜１５２とを有している。コア１５１は、直径Ｄの球状に形成されている。コア１５１の直径Ｄは、パッケージ１２０の裏面１２１に対する付属デバイス１６０の高さ（Ｙ方向の長さ）Ｈよりも大きく設定されている。これにより、圧電デバイス１００を実装する際に、圧電デバイス１００を実装基板に押し付けても付属デバイス１６０が実装基板に接触するのを防止でき、付属デバイス１６０の破損等を回避できる。
【００３０】
コア１５１は、例えば、ジビニルベンゼンなどの樹脂や、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）などの金属の他に、セラミックスなどによって形成される。導電膜１５２は、例えば、鉛フリーはんだや、その他導電性を有する樹脂や金属などが用いられる。また、導電ボール１５０の導電性を向上させるために、コア１５１の表面に、例えば銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）などの導電性の金属膜が形成されるなど、導電膜１５２として２層以上の積層構造であってもよい。
【００３１】
導電ボール１５０は、図３に示すように、導電膜１５２が溶融後に固化することで外部電極１２２ａに接合されており、導電膜１５２と外部電極１２２ａとが電気的に接続された状態となっている。また、配線基板に実装される側（−Ｙ側）の導電膜１５２の厚さはＬに形成されている。他の外部電極１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｆの表面と導電膜１５２との接合についても同様である。なお、導電膜１５２が溶融後に固化することに代えて、例えば、導電性接着剤等を用いて導電ボール１５０を外部電極１２２ａに接合させてもよい。
【００３２】
導電ボール１５０の導電膜１５２を溶融させた際、この導電膜１５２の金属は外部電極１２２ａ等上に流出して、外部電極１２２ａ等の表面を覆うような状態となる。従って、例えば、外部電極が領域Ｗよりも広い領域Ｗ１に形成されると、図４に示すように、外部電極の表面への導電膜１５２ａの流出量が多くなるため、導電ボール１５０ａの先端（配線基板に実装される側）の導電膜１５２ａが減少し、その厚さはＬよりも薄いＬ１となる。そのため、コア１５１ａが非導電性を有する場合では、配線基板に対する導電膜１５２ａの量が少なく、電気的な接続不良を生じさせるおそれがある。
【００３３】
本実施形態では、上述したように、外部電極１２２ａ等が導電ボール１５０の投影領域Ｐよりも小さい領域Ｗに形成されているので、導電膜１５２の流出量が少なく、導電ボール１５０の先端の導電膜１５２の厚さがＬとなって厚いままとすることができる。これにより、配線基板への実装の際に生じる電気的な接続不良が防止される。
【００３４】
なお、この効果をより高めるため、外部電極１２２ａ等の領域Ｗは、導電ボール１５０の投影領域Ｐに対して２５％〜９０％に設定される。２５％より小さいと、導電ボール１５０が適切に外部電極１２２ａ等に接合されないおそれがある。また、９０％より大きいと、外部電極１２２ａ等への導電膜１５２の流出量が多くなり、導電ボール１５０の先端の導電膜１５２が薄くなってしまう。さらに、領域Ｗは、投影領域Ｐに対して、５０％〜７０％の範囲内に設定されることにより、外部電極１２２ａ等との電気的な接続を確実にしつつ、導電ボール１５０の先端の導電膜１５２を十分に残すといったバランスを最適化できる。
【００３５】
付属デバイス１６０は、図１に示すように、パッケージ１２０の裏面１２１の中央部に配置される。なお、裏面１２１の中央部に限定されず、周辺部に配置されていてもよい。付属デバイス１６０は、６つの端子を有しており、それぞれの端子は、導電性接合材などで形成されたバンプ１６１を介してパッケージ１２０の裏面１２１の接続電極１２５ａ〜１２５ｆと接合されている。バンプ１６１としては、金バンプや、はんだバンプ、はんだボールなどが用いられる。なお、付属デバイス１６０は、バンプ１６１によってパッケージ１２０に保持されるが、樹脂等の接着剤等が別途用いられてもよい。
【００３６】
付属デバイス１６０の６つの端子のうち４つは、接続電極１２５ａ、１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｆに接続される。接続電極１２５ａに接続される端子は、例えば発振回路からの出力用端子である。接続電極１２５ｃに接続される端子は、例えば駆動用電圧用端子である。接続電極１２５ｄに接続される端子は、例えばグラウンド用端子である。接続電極１２５ｆに接続される端子は、例えばスタンバイ機能用端子である。残り２つの端子は、接続電極１２５ｂ、１２５ｅに接続され、圧電振動片１１０の励振電極１１１ａ、１１１ｂにそれぞれ接続される。
【００３７】
なお、接続電極１２５ａ、１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｆは、貫通電極１３９ａ、１３９ｃ、１３９ｄ、１３９ｆを介して外部電極１２２ａ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｆと接続されている。すなわち、パッケージ１２０の裏面１２１に接続用の引回し電極が形成されていない。従って、パッケージ１２０の裏面１２１に形成される電極が少なく、例えば導電性材料が誤って裏面１２１に付着した場合でも電気的な短絡が生じる可能性が低い。
【００３８】
次に圧電デバイス１００の製造方法について概略説明する。
圧電デバイス１００の製造工程を図５に示す。先ず、図５（ａ）に示すように、圧電振動片１１０が収容されたパッケージ１２０が形成される。パッケージ１２０は以下の方法より形成される。
【００３９】
ベース１３０は、ベース基板から個々のベース１３０を取り出す多面取りにより形成される。ベース基板として、例えば、セラミックス製の矩形の板状部材が用いられる。このベース基板の表面の所定個所に、例えば、フォトリソグラフィー法及びエッチングやサンドブラスト等により凹部１３１及び貫通孔が形成される。次に、ベース基板に各電極が形成される。ベース基板の貫通孔には、例えば、銅めっき等により貫通電極１３８ａ等、貫通電極１３９ａ等が形成される。なお、貫通電極は、銅めっきに代えて、導電性金属を含んだ金属ペーストが貫通孔に充填・焼結されることより形成されてもよい。
【００４０】
次に、ベース基板の表面には、貫通電極１３８ａ〜１３８ｆ、１３９ａ〜１３９ｆとそれぞれ接続するように、接続電極１３３ａ、１３３ｂ、１３４ａ〜１３４ｆ、１３５ａ〜１３５ｆが形成される。接続電極１３３ａ等の形成と同時に引回し電極１３６ａ、１３６ｂ、１３７ａ〜１３７ｆが形成される。ベース基板の裏面には、同じく貫通電極１３８ａ〜１３８ｆ、１３９ａ〜１３９ｆとそれぞれ接続するように接続電極１２５ａ〜１２５ｆ、外部電極１２２ａ〜１２２ｆが形成される。接続電極１２５ａ等の形成と同時に、指標マーク１２３ａ〜１２３ｆも形成される。
【００４１】
これら接続電極１３３ａ等、引回し電極１３６ａ等、外部電極１２２ａ等、及び指標マーク１２３ａ等は、例えばメタルマスク等を用いたスパッタリングや真空蒸着により、ニッケルタングステン等の下地層の上に金や銀が成膜されて形成される。また、これら接続電極１３３ａ等の形成としては、フォトリソグラフィー法及びエッチングによる方法や、金属ペーストを用いたスクリーン印刷等の印刷手法が用いられてもよい。
【００４２】
このように、外部電極１２２ａ等と指標マーク１２３ａ等とは、同一の金属材料が用いられており、同一手法かつ同時に形成される。従って、外部電極１２２ａ等の形成と指標マーク１２２ａ等の形成とを別の工程で行う必要がなく製造工程が増えるのを回避でき、指標マーク１２２ａ等の形成による製造コストの増加を抑制することができる。
【００４３】
圧電振動片１１０は、圧電ウェハから個々を切り出す多面取りが行われる。先ず、水晶結晶体からＡＴカットにより切り出された圧電ウェハが用意される。次に、圧電ウェハは、エッチングや切削等により厚さ（Ｙ軸方向の幅）が薄くなるように形成され、所望の周波数特性を備えるように調整される。なお、フォトリソグラフィー法及びエッチング等により、周辺部に対して中央部分を厚肉としたメサが形成されてもよい。次に、圧電ウェハ（圧電振動片１１０）の表面及び裏面に励振電極１１１ａ、１１１ｂが形成される。
【００４４】
励振電極１１１ａ、１１１ｂは、メタルマスクを用いたスパッタリングや真空蒸着等によりニッケルタングステン等の下地層が成膜され、次いで金等が成膜されて形成される。なお、メタルマスク等を用いることに代えて、フォトリソグラフィー法及びエッチング等により励振電極１１１ａ、１１１ｂがパターニングされてもよい。引出電極１１２ａ、１１２ｂは、励振電極１１１ａ、１１１ｂと同時に形成されるが、励振電極１１１ａ、１１１ｂとは別に形成されてもよい。この励振電極１１１ａ、１１１ｂの形成後、圧電ウェハをスクライブラインに沿ってダイシングすることにより、個々の圧電振動片１１０が完成する。
【００４５】
次に、圧電振動片１１０は、導電性接合材１１３ａ、１１３ｂにより、片持ちの状態でベース１３０の表面に保持される。この導電性接合材１１３ａ、１１３ｂを介して、引出電極１１２ａ、１１２ｂとベース１３０の接続電極１３３ａ、１３３ｂとが電気的に接続される。なお、リッド１４０は、リッド基板として、金属製の矩形の板状部材が用意されている。次に、ベース１３０とリッド１４０とは、真空雰囲気下において接合される。ベース１３０とリッド１４０との接合は、銀などのろう材を用いたシーム溶接や、低融点ガラス等の接合材が用いられる他に、接合材を用いずに直接接合されてもよい。以上により、図５（ａ）に示すパッケージ１２０が完成する。
【００４６】
なお、パッケージ１２０は、ベース１３０やリッド１４０をそれぞれの基板から切り出した後に上記方法で形成される場合や、ベース基板及びリッド基板を接合した後にこの接合体をダイシングすることで個々に形成される場合のいずれであってもよい。なお、図５（ｂ）以降の工程においては、個々のパッケージ１２０が用いられる場合と、ベース基板及びリッド基板の接合体が用いられる場合の双方を示している。
【００４７】
次に、図５（ｂ）に示すように、パッケージ１２０の上下を逆にして裏面１２１を上向きとした状態とし、上向きとなった１２０の裏面１２１に、バンプ１６１を介して付属デバイス１６０が接合される。このバンプ１６１は、パッケージ１２０の裏面１２１の接続電極１２５ａ等と接続する。なお、付属デバイス１６０は、例えばチップマウンタ等により接続電極１２５ａ等に対して位置合わせを行いつつ裏面１２１に搭載される。なお、裏面１２１と付属デバイス１６０との隙間は、樹脂等で充填されてもよい。
【００４８】
次に、図５（ｃ）、に示すように、裏面１２１のそれぞれの外部電極１２２ａ等上に導電ボール１５０が載置される。なお、導電ボール１５０の導電膜１５２が鉛フリーはんだ等の場合は、導電ボール１５０の載置に先だって、外部電極１２２ａ等上にはフラックスが塗布される。導電ボール１５０の載置は、ボールマウンタが用いられる。このボールマウンタは、例えば、予め設定された間隔で４つの導電ボール１５０を吸引等により保持するボール保持部を持ち、パッケージ１２０上まで導電ボール１５０を搬送した後に、各導電ボール１５０をほぼ同時に外部電極１２２ａ上に載置する。なお、ボール保持部の間隔は、外部電極１２２ａ等の間隔に対応して設定されている。図６（ａ）及び（ｂ）は、外部電極１２２ａ上に導電ボール１５０が載置された状態を示している。
【００４９】
外部電極１２２等とボール保持部との位置合わせは、指標マーク１２３ａ等により容易かつ確実に行うことができる。指標マーク１２３ａ等のＸ方向の縁部、Ｚ方向の縁部が画像認識等によって光学的に取得されることにより、外部電極１２２ａ等のＸ方向及びＺ方向の位置（例えば中心の座標位置）が容易に認識される。なお、複数の指標マーク１２３ａ等のうち、切り欠き部１２４を持つものが指標マーク１２３ａ（図１（ａ）や図６（ｂ）参照）であることが認識されるため、この指標マーク１２３ａにボール保持部を位置合わせすることにより、他の３つが併せて位置合わせされる。なお、導電ボール１５０は、フラックスが塗布された上に載置され、その位置が保持される。
【００５０】
導電ボール１５０の載置後に、例えば、適切に載置されたか否かが画像等により検査される。この画像はＹ方向から取得されるが、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、外部電極１２２等は、導電ボール１５０の投影領域Ｐよりも小さな領域Ｗに形成されているため、導電ボール１５０の影に隠れて画像では認識できない。この場合においても指標マーク１２３ａ等をそれぞれ確認することにより、外部電極１２２ａ等と導電ボール１５０との位置関係を確認でき、導電ボール１５０が適切に外部電極１２２ａ等に載置されたことを検査することができる。また、指標マーク１２３ａ等は、外部電極１２２ａ等を囲んで形成されているので、外部電極１２２ａ等と導電ボール１５０とのずれを容易に認識することができる。
【００５１】
続いて、図５（ｄ）に示すように、導電ボール１５０の導電膜１５２が溶融することにより、外部電極１２２ａ等と導電ボール１５０とが電気的に接続される。導電膜１５２の溶融には、例えば、リフロー炉等の加熱炉が用いられる。導電膜１５２が加熱されることにより、導電膜１５２の金属は流動して、濡れ性のよい外部電極１２２ａ等の表面に広がって広がる。このとき、外部電極１２２ａ等は、投影領域Ｐよりも小さな領域Ｗに形成されているため、導電膜１５２の金属は狭い範囲で留められる。従って、導電膜１５２の金属が広がって他の電極と接触することにより短絡が生じるのを防止できる。なお、導電膜１５２の金属が外部電極１２２等を超えて広がった場合でも、外部電極１２２ａ等を囲んだ指標マーク１２３ａ等が存在するので、導電膜１５２の金属がさらに広がることを抑制している。その後、冷却されることにより、圧電デバイス１００が完成する。
【００５２】
なお、上記の製造方法では、図５（ｂ）の付属デバイス１６０の接合と、図５（ｄ）の導電ボール１５０の接合とを別に行っているが、例えば、付属デバイス１６０の接合に加熱を要する場合、付属デバイス１６０の接合と導電ボール１５０の接合とを、リフロー炉等により同時に加熱して接合させてもよい。また、上記の製造方法では、パッケージ１２０の完成後に付属デバイス１６０や導電ボール１５０の接合を行っているが、先ずベース１３０の裏面に付属デバイス１６０及び導電ボール１５０の一方または双方を接合させた後に、圧電振動片１１０を搭載してリッド１４０を接合させてもよい。
【００５３】
以上のように、第１実施形態によれば、指標マーク１２３ａ等によって外部電極１２２ａ等と導電ボール１５０との位置関係を容易に確認でき、導電ボール１５０の接合位置のずれを回避することにより、信頼性の高い圧電デバイス１００を提供できる。また、製造時においては、指標マーク１２３ａ等によって外部電極１２２ａ等と導電ボール１５０との位置合わせを容易かつ確実に行うことができ、電気的な接続不良等を防止して不良品の発生を抑制することができる。なお、指標マーク１２３ａ等は外部電極１２２ａ等と同時に形成することが可能であり、これにより、指標マーク１２３ａ等の形成によって製造コストが増加するのを抑制できる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。
圧電デバイス２００は、圧電デバイス１００と同様に発振器である。この圧電デバイス２００は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、圧電振動片１１０をキャビティー２２６に収容したパッケージ２２０を有している。
【００５５】
パッケージ２２０は、ベース２３０とリッド１４０とを有しており、それぞれ＋Ｙ側にリッド１４０、−Ｙ側にベース２３０が配置され、かつ両者が接合された状態となっている。また、パッケージ２２０の裏面２２１には、４か所の隅部にそれぞれ導電ボール１５０を有し、中央部に付属デバイス１６０を有している。なお、図７（ａ）では、導電ボール１５０を省略して表している。
【００５６】
ベース２３０は、図７（ａ）に示すように、Ｙ方向から見たときに矩形状に形成されており、表面（＋Ｙ側の面）には、凹部２３１と、凹部２３１を囲む接合面２３２とを有している。ベース２３０は、図１に示すベース１３０と同様に、例えば、安価かつ形成容易なセラミックスが用いられている。ベース２３０の裏面、すなわちパッケージ２２０の裏面２２１には、外部電極２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｄ、２２２ｆが、裏面２２１の４つの隅部にそれぞれ設けられている。外部電極２２２ａ等が形成される領域は、図１に示す外部電極１２２ａ等と同様であり、導電ボール１５０の投影領域Ｐよりも小さくなっている。
【００５７】
また、パッケージ２２０の裏面２２１には、外部電極２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｄ、２２２ｆから、裏面２２１の中央部の接続電極１２５ａ、１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｆまでそれぞれ形成された引回し電極２２５ａ、２２５ｃ、２２５ｄ、２２５ｆが設けられている。外部電極２２２ａ等、引回し電極２２５ａ等、及び接続電極１２５ａ等は、それぞれ一体に形成され、電気的に接続されている。これら外部電極２２２ａ及び引回し電極２２５ａ等は、導電性の金属膜が用いられる。金属膜としては、図１に示す外部電極１２２ａ等と同様である。外部電極２２２ａ等は、−Ｙ側においてそれぞれ導電ボール１５０と電気的に接合されている。
【００５８】
パッケージ２２０の裏面２２１には、図７に示すように、それぞれの外部電極２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｄ、２２２ｆの位置に対応した指標マーク２２３ａ、２２３ｃ、２２３ｄ、２２３ｆが形成されている。指標マーク２２３ａ等は、図７（ａ）に示すように、外縁が矩形状かつ内縁が円形状に形成され、引回し電極２２５ａ等を除いて、外部電極１２２ａ等を囲むように形成されている。この指標マーク２２３ａ等は、それぞれの外部電極２２２ａ等の中心位置（例えば円形の外部電極２２２ａの中心など）におけるＸ方向位置及びＺ方向位置を示す。指標マーク２２３ａ等は、外部電極２２２ａ等と同一の材料で形成されており、導電性の金属膜が用いられている。この金属膜は、パッケージ２２０の裏面２２１に対して、色の相違、または反射率の相違があり、外部から認識可能となっている。
【００５９】
また、指標マーク２２３ａ等は、外部電極２２２ａ等から離間して形成されており、両者間は電気的に非接続である。また、図７（ａ）に示すように、指標マーク２２３ａには、一部を突出させた突出部２２４が設けられる。この突出部２２４は、図１に示す切り欠き部１２４と同様に、指標マーク２２３ａを特定するものとして用いられる。ただし、突出部２２４を設けるか否かは任意である。
【００６０】
指標マーク２２３ａ等は、外部電極２２２ａ等に対応しているため、導電ボール１５０によって外部電極２２２ａ等が隠れた場合でも、導電ボール１５０と外部電極２２２ａ等との位置関係を確認することが可能となる。なお、指標マーク２２３ａ等は、導電ボール１５０を外部電極２２２ａ等に配置する際の位置合わせ用のマークとしても用いられる。
【００６１】
パッケージ２２０の裏面２２１の接続電極１２５ａ等に付属デバイス１６０の端子が接合される点や、図８に示すように、ベース２３０の表面に、接続電極１３３ａ、１３３ｂ、１３４ｂ、１３４ｅ、引回し電極１３６ａ、１３６ｂ、及び貫通電極１３８ｂ、１３８ｅが形成される点は、図１に示すベース１３０と同様である。ただし、ベース２３０は、図１に示すベース１３０と比較して、凹部２３１に形成される引回し電極の数や、貫通電極の数が少なくなっている。
【００６２】
外部電極２２２ａ等は、導電ボール１５０の導電膜１５２が溶融後に固化することにより、導電膜１５２と電気的に接続される。また、外部電極２２２ａ等が導電ボール１５０の投影領域Ｐよりも小さい領域Ｗに形成されているので、導電ボール１５０の先端において導電膜１５２の厚さＬを確保する点（図３参照）は、図１に示す外部電極１２２ａ等と同様である。なお、外部電極２２２ａ等は引回し電極２３５ａ等と接続しているので、溶融した導電膜１５２の一部は、引回し電極２３５ａ等を伝って多少広がるが、その範囲は小さい。
【００６３】
また、付属デバイス１６０の端子が接合される接続電極１２５ａ、１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｆは、それぞれ引回し電極２２５ａ、２２５ｃ、２２５ｄ、２２５ｆを介して外部電極２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｄ、２２２ｆの導電ボール１５０に電気的に接続されている。
【００６４】
圧電デバイス２００の製造方法は、パッケージ２２０のベース２３０の製造を除いて、圧電デバイス１００の製造方法と同一である。ベース２３０は、図１に示すベース１３０と同様に、例えば、セラミックス製のベース基板から個々のベース２３０を取り出す多面取りにより形成される。このベース基板に、例えば、フォトリソグラフィー法及びエッチングやサンドブラスト等により凹部２３１及び貫通孔が形成される。
【００６５】
ベース基板の貫通孔に貫通電極１３８ｂ、１３８ｅが形成された後、ベース基板の表面に接続電極１３３ａ、１３３ｂ、１３４ｂ、１３４ｅ、引回し電極１３６ａ、１３６ｂが形成され、ベース基板の裏面に接続電極１２５ａ等、外部電極２２２ａ等、引回し電極２２５ａ等が形成される。外部電極２２２ａ等の形成と同時に、指標マーク２２３ａ等も形成される。なお、外部電極２２２ａ等、指標マーク２２３ａ等、引回し電極２２５ａ等は、例えばメタルマスク等を用いたスパッタリングや真空蒸着により、ニッケルタングステン等の下地層の上に金や銀が成膜されて形成される。また、外部電極２２２ａ等の形成としては、フォトリソグラフィー法及びエッチングによる方法や、金属ペーストを用いたスクリーン印刷等の印刷手法が用いられてもよい。
【００６６】
以上のように、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、指標マーク２２３ａ等によって外部電極２２２ａ等と導電ボール１５０との位置関係を容易に確認できる。また、製造時においては、指標マーク２２３ａ等によって外部電極２２２ａ等と導電ボール１５０との位置合わせを容易かつ確実に行うことができる。さらに、指標マーク２２３ａ等は外部電極２２２ａ等と同時に形成することが可能であり、これにより、指標マーク２２３ａ等の形成によって製造コストが増加するのを抑制できる。また、圧電デバイス２００は、圧電デバイス１００と比較して貫通電極を介した電極間の接合箇所が少ないため、接合不良等の生じる箇所を少なくできる。
【００６７】
＜指標マークの変形例＞
指標マークとしては、上記した圧電デバイス１００の指標マーク１２３ａや、圧電デバイス２００の指標マーク２２３ａに限定されない。図９は、指標マークの変形例を示している。図９（ａ）に示す指標マーク３２３は、外部電極３２２に対応して形成されている。この指標マーク３２３は、Ｘ方向に沿って延びる帯状のマーク３２３ａと、Ｚ方向に沿って延びる帯状のマーク３２３ｂとが、ほぼ直角で結合されたＬ字状の構成を有している。
【００６８】
指標マーク３２３は、マーク３２３ａが外部電極３２２のＺ方向の位置と対応し、マーク３２３ｂが外部電極３２２のＸ方向の位置と対応して形成されている。従って、マーク３２３ａの位置が取得されることにより、外部電極３２２のＺ方向の位置が認識され、マーク３２３ｂの位置が取得されることにより、外部電極３２２のＸ方向の位置が認識される。これにより、外部電極３２２に対する導電ボール１５０の位置合わせは、指標マーク３２３を用いることにより行うことができる。
【００６９】
図９（ｂ）に示す指標マーク４２３は、外部電極４２２に対応して形成されている。この指標マーク４２３は、Ｘ方向に沿って延びる帯状のマーク４２３ａと、Ｚ方向に沿って延びる帯状のマーク４２３ｂとが、互いに離間した状態で構成されている。指標マーク４２２は、マーク４２３ａが外部電極４２２のＺ方向の位置と対応し、マーク４２３ｂが外部電極４２２のＸ方向の位置と対応して形成されている。従って、マーク４２３ａの位置が取得されることにより、外部電極４２２のＺ方向の位置が認識され、マーク４２３ｂの位置が取得されることにより、外部電極４２２のＸ方向の位置が認識される。これにより、外部電極４２２に対する導電ボール１５０の位置合わせは、指標マーク４２３を用いることにより行うことができる。
【００７０】
また、指標マークの形状は、上記した形状に限定されず、Ｘ方向やＺ方向の位置を示す形状であればよい。また、指標マークは、外部電極１２２ａ等を囲むことに限定されない。また、指標マークが複数形成される場合は、同一形状であることに限定されず、一部又は全てが異なる形状であってもよい。また、指標マークは、外部電極１２２ａ等と同一の材料で形成されることに限定されず、着色された樹脂やインク等が用いられてもよい。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、指標マーク１２３ａ等は、全ての外部電極１２２ａ等に対応して設けられることに限定されず、少なくても１つの外部電極に対応して設けられるものでもよい。
【００７２】
また、外部電極１２２ａ等の形状は、円形状に限定されず、長円形状、楕円形状または多角形状であってもよい。また、外部電極１２２ａ等の位置は、パッケージ１２０の裏面１２１の隅部の４か所に限定されず、中央部に形成されてもよくその数も任意である。また、外部電極１２２ａ等は、上記のように導電ボール１５０の投影領域Ｐよりも小さい領域Ｗに形成されることに代えて、投影領域Ｐと同等あるいは投影領域Ｐよりも大きい領域に形成されてもよい。また、外部電極１２２ａ等の大きさは同一であることに限定されず、異なる大きさであってもよい。
【００７３】
また、圧電振動片１１０としては、ＡＴカットの水晶振動片に限定されず、ＢＴカットやＧＴカットや、ＸＴカットなどの水晶片が用いられてもよく、音叉型の水晶振動片であってもよい。また、水晶振動片に限定されず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどが用いられてもよい。また、付属デバイス１６０としては、ＩＣに限定されず、例えば温度センサとしてのサーミスタなど、各種デバイスが用いられてもよい。また、圧電デバイスとしては、発振器に限定されず、圧電振動子（水晶振動子）であってもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、圧電振動片１００として矩形状のものが用いられるが、これに代えて、枠部を持った圧電振動片が用いられてもよい。この圧電振動片は、所定の振動数で振動する振動部と、振動部を囲んだ枠部と、振動部と枠部を連結するアンカー部とにより構成されている。また、枠部を持つ圧電振動片が用いられたパッケージは、枠部の表面にリッドが接合され、枠部の裏面にベースが接合されて構成される。このパッケージにおいても、裏面に付属デバイス１６０が接合されるとともに、ベース裏面の外部電極に導電ボール１５０が配置される。
【符号の説明】
【００７５】
Ｐ…投影領域
１００、２００…圧電デバイス
１１０…圧電振動片
１２０、２２０…パッケージ
１２１、２２１…裏面
１２２ａ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｆ、２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｄ、２２２ｆ、３２２、４２２…外部電極
１２３ａ、１２３ｃ、１２３ｄ、１２３ｆ、２２３ａ、２２３ｃ、２２３ｄ、２２３ｆ、３２３、４２３…指標マーク
１３０…ベース
１４０…リッド
１５０…導電ボール
１５１…コア
１５２…導電膜
１６０…付属デバイス
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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