(57)【要約】  圧電振動デバイスでは、励振電極が形成された圧電振動板と、前記励振電極を気密封止する上蓋部材および下蓋部材とが設けられ、前記圧電振動板の表裏主面に前記上蓋部材および前記下蓋部材との各接合領域を有し、前記上蓋部材の一主面に前記圧電振動板との接合領域を有し、前記下蓋部材の一主面に前記圧電振動板との接合領域を有する。前記圧電振動板の接合領域と前記上蓋部材の接合領域と前記下蓋部材の接合領域とには、接合材がそれぞれ形成されている。前記圧電振動板の接合領域と前記上蓋部材の接合領域とが前記接合材を介して接合され、前記圧電振動板の接合領域と前記下蓋部材の接合領域とが前記接合材を介して接合されている。また、前記圧電振動板の接合領域の素地と前記上蓋部材の接合領域の素地と前記下蓋部材の接合領域の素地との少なくとも１つが、粗面化されている。
2010074127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動デバイスにおいて、
励振電極が形成された圧電振動板と、前記励振電極を気密封止する上蓋部材および下蓋部材と、が設けられ、
前記圧電振動板の表裏主面に、前記上蓋部材および前記下蓋部材との各接合領域を有し、
前記上蓋部材の一主面に、前記圧電振動板との接合領域を有し、
前記下蓋部材の一主面に、前記圧電振動板との接合領域を有し、前記下蓋部材の他主面に、外部部材との接合領域を有し、
前記圧電振動板の接合領域と、前記上蓋部材の接合領域と、前記下蓋部材の接合領域とには、接合材を構成する接合層がそれぞれ形成され、
前記圧電振動板の接合領域と前記上蓋部材の接合領域とが前記接合材を介して接合され、
前記圧電振動板の接合領域と前記下蓋部材の接合領域とが前記接合材を介して接合され、
前記圧電振動板の接合領域の素地と、前記上蓋部材の接合領域の素地と、前記下蓋部材の接合領域の素地との少なくとも１つが、粗面化されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項２】
圧電振動デバイスにおいて、
励振電極が形成された圧電振動板と、前記励振電極を気密封止する上蓋部材および下蓋部材と、が設けられ、
前記上蓋部材の一主面に、前記下蓋部材との接合領域を有し、
前記下蓋部材の一主面に、前記上蓋部材との接合領域を有し、前記下蓋部材の他主面に、外部部材との接合領域を有し、
前記上蓋部材の接合領域と、前記下蓋部材の接合領域とには、接合材を構成する接合層がそれぞれ形成され、
前記上蓋部材の接合領域と前記下蓋部材の接合領域とが前記接合材を介して接合され、
前記上蓋部材の接合領域の素地と、前記下蓋部材の接合領域の素地との少なくとも１つが、粗面化されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記下蓋部材の一主面に、前記圧電振動板との接合領域を有し、
前記圧電振動板との接合領域の素地が、粗面化されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
粗面化された前記接合領域の素地上に形成された前記接合層の表面が、粗面化されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記圧電振動板の接合領域の素地が、粗面化され、
前記上蓋部材の接合領域の素地と、前記下蓋部材の接合領域の素地との少なくとも１つが、粗面化され、
前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つの前記接合領域の素地の表面が、前記圧電振動板の接合領域の素地の表面よりも、粗く成形されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つの前記接合領域が、粗面化され、
粗面化された前記接合領域は、前記圧電振動板の接合領域よりも平面視で前記一主面の内側方向に広く形成されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項７】
請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つの前記主面全体が、粗面化されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記圧電振動板の接合領域が、粗面化され、
前記上蓋部材と前記下蓋部材の少なくとも１つの前記接合領域の近傍には、前記接合材を面方向が異なる複数の面で接合する複数面接合部が設けられ、
前記複数面接合部の外方に、前記接合材との接合領域を拡大するのを防ぐ拡大防止部が設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項９】
圧電振動デバイスの製造方法において、
励振電極が形成された圧電振動板と、前記励振電極を気密封止する上蓋部材および下蓋部材と、が設けられ、前記圧電振動板の表裏主面に、前記上蓋部材および前記下蓋部材との各接合領域を有し、前記上蓋部材の一主面に、前記圧電振動板との接合領域を有し、前記下蓋部材の一主面に、前記圧電振動板との接合領域を有し、前記圧電振動板の接合領域と前記上蓋部材の接合領域とが接合材を介して接合され、前記圧電振動板の接合領域と前記下蓋部材の接合領域とが接合材を介して接合された前記圧電振動デバイスの製造方法であり、
前記圧電振動板の接合領域の素地と、前記上蓋部材の接合領域の素地と、前記下蓋部材の接合領域の素地との少なくとも１つに、少なくとも２種類の金属からなる金属膜を積層する金属膜形成工程と、
前記金属膜形成工程の後、加熱処理によって前記金属膜の内部の金属拡散を促す拡散工程と、
前記拡散工程後の前記金属膜にエッチング液を浸透させてウエットエッチングを行うことにより、前記素地表面に多数の微小孔を形成して前記素地を粗面化させるエッチング工程とを有することを特徴とする圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧電振動デバイスの製造方法において、
前記上蓋部材と前記下蓋部材とは、水晶またはガラスからなり、
前記圧電振動板は、水晶からなり、
前記金属膜形成工程において、前記上蓋部材と前記下蓋部材と前記圧電振動板との少なくとも１つの前記素地上にＣｒ層を形成し、前記Ｃｒ層上にＡｕ層を積層して前記金属膜を形成して、前記Ｃｒ層と前記Ａｕ層とからなる２層構成を形成し、
前記拡散工程において、前記Ｃｒ層のＣｒを前記Ａｕ層のＡｕへ拡散させ、前記Ｃｒおよび前記水晶に対して腐食性を有するエッチング液を用いてウエットエッチングを行うことにより、前記素地の表面に多数の微小孔を形成して前記素地を粗面化させることを特徴とする圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項１１】
圧電振動デバイスを構成する構成部材のエッチング方法において、
少なくとも１つの主面に外部部材との各接合領域を有した前記構成部材のエッチング方法であり、
前記構成部材の接合領域の素地に、少なくとも２種類の金属からなる金属膜を積層する金属膜形成工程と、
前記金属膜形成工程の後、加熱処理によって前記金属膜の内部の金属拡散を促す拡散工程と、
前記拡散工程後の前記金属膜にエッチング液を浸透させてウエットエッチングを行うことにより、前記素地表面に多数の微小孔を形成して前記素地を粗面化させるエッチング工程と、を有することを特徴とするエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電振動デバイス、圧電振動デバイスの製造方法、および圧電振動デバイスを構成する構成部材のエッチング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表面実装型の水晶振動子において、上部に開口部を有する箱状の容器体の内部に水晶振動片を接合し、その後に前記開口部を蓋体で気密封止した構造のパッケージが用いられている。前記容器体にはセラミックの焼成体が一般的に用いられている。【０００３】
近年、各種電子デバイスの超小型化が進行しているが、超小型の前記セラミックの焼成体では焼成精度に限界がある。前記セラミックの焼成体の超小型化を図った場合、セラミックの焼成ずれが顕在化し、この焼成ずれが前記セラミックの焼成体に気密不良などの影響を及ぼす。そのため、焼成ずれを無視することができない。【０００４】
そこで、現在、前記容器体および前記蓋体が、例えば一対の水晶板で成形され、励振電極が形成された振動部と前記振動部の外周の枠部とが一体形成された水晶振動板が、前記接合材を介して一対の前記水晶板によって挟み込まれた構成の水晶振動子が、特許文献１および特許文献２に開示されている。【０００５】
特許文献１および特許文献２における水晶振動子では、上下の前記蓋体（一対の前記水晶板）の表面と前記水晶振動板の表面とが鏡面加工されており、前記蓋体と前記水晶振動板とは直接接合（原子間接合）によって接合されている。ここでいう原子間接合を行うための設備は高価であり、特許文献１および特許文献２における水晶振動子では、製造コストを悪化させる。【０００６】
また、特許文献１および特許文献２における水晶振動子とは異なり、一対の前記水晶板からなる上下の前記蓋体と、前記水晶振動板とを直接接合にて接合した形態の水晶振動子が特許文献３に開示されている。特許文献３における水晶振動子では、上下の前記蓋体（一対の水晶板）の表面と前記水晶振動板の表面とは、特許文献１および特許文献２における水晶振動子と同様に鏡面加工され、上下の前記蓋体の表面と前記水晶振動板の表面との凹凸が極めて小さい平滑面となっている。このような上下の前記蓋体の表面と前記水晶振動板の表面との表面状態によれば、上下の前記蓋体の表面および前記水晶振動板の表面は、前記接合材との接合の際に充分な接合強度を得ることが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３０３０８０号公報
【特許文献２】特開平６−３１０９７１号公報
【特許文献３】特許３３１９２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、接合材と圧電振動デバイスを構成する構成部材との接合強度を向上させ、製造コストを抑えた圧電振動デバイス、圧電振動デバイスの製造方法、および圧電振動デバイスを構成する構成部材のエッチング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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明にかかる圧電振動デバイスは、励振電極が形成された圧電振動板と、前記励振電極を気密封止する上蓋部材および下蓋部材と、が設けられ、前記圧電振動板の表裏主面に、前記上蓋部材および前記下蓋部材との各接合領域を有し、前記上蓋部材の一主面に、前記圧電振動板との接合領域を有し、前記下蓋部材の一主面に、前記圧電振動板との接合領域を有し、前記下蓋部材の他主面に、外部部材との接合領域を有し、前記圧電振動板の接合領域と、前記上蓋部材の接合領域と、前記下蓋部材の接合領域とには、接合材を構成する接合層がそれぞれ形成され、前記圧電振動板の接合領域と前記上蓋部材の接合領域とが前記接合材を介して接合され、前記圧電振動板の接合領域と前記下蓋部材の接合領域とが前記接合材を介して接合され、前記圧電振動板の接合領域の素地と、前記上蓋部材の接合領域の素地と、前記下蓋部材の接合領域の素地との少なくとも１つが、粗面化されていることを特徴とする。【００１０】
このような圧電振動デバイスであれば、当該圧電振動デバイスを構成する構成部材の前記接合領域の素地が粗面化されているので、粗面化によって前記接合領域の素地の表面に形成された微小な凹凸が水平方向の応力に対して「楔」のように機能する。つまり、所謂、アンカー（投錨）効果を有することによって、粗面化された前記接合領域の素地と前記接合材との接合強度を向上させることができる。その結果、本発明にかかる圧電振動デバイスによれば、前記接合材と当該圧電振動デバイスの構成部材との接合強度を向上させて気密性を高くすることができ、また、従来技術のように接合に関して原子間接合を行うことを必須としていないので、圧電振動デバイスの製造コストを抑えることができる。【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明にかかる別の圧電振動デバイスは、励振電極が形成された圧電振動板と、前記励振電極を気密封止する上蓋部材および下蓋部材と、が設けられ、前記上蓋部材の一主面に、前記下蓋部材との接合領域を有し、前記下蓋部材の一主面に、前記上蓋部材との接合領域を有し、前記下蓋部材の他主面に、外部部材との接合領域を有し、前記上蓋部材の接合領域と、前記下蓋部材の接合領域とには、接合材を構成する接合層がそれぞれ形成され、前記上蓋部材の接合領域と前記下蓋部材の接合領域とが前記接合材を介して接合され、前記上蓋部材の接合領域の素地と、前記下蓋部材の接合領域の素地との少なくとも１つが、粗面化されていることを特徴とする。【００１２】
このような圧電振動デバイスであれば、前記上蓋部材の接合領域の素地と、前記下蓋部材の接合領域の素地との少なくとも１つが粗面化されているので、粗面化によって前記接合領域の素地の表面に形成された微小な凹凸が水平方向の応力に対して「楔」のように機能する。つまり、所謂、アンカー（投錨）効果を有することによって、粗面化された前記接合領域の素地と前記接合材との接合強度を向上させることができる。その結果、本発明にかかる圧電振動デバイスによれば、前記接合材と当該圧電振動デバイスの構成部材との接合強度を向上させて気密性を高くすることができ、また、従来技術のように接合に関して原子間接合を行うことを必須としていないので、圧電振動デバイスの製造コストを抑えることができる。【００１３】
また、前記構成において、前記下蓋部材の一主面に、前記圧電振動板との接合領域を有し、前記圧電振動板との接合領域の素地が、粗面化されてもよい。【００１４】
この場合、前記下蓋部材の一主面に前記圧電振動板との接合領域を有し、前記圧電振動板との接合領域の素地が粗面化されるので、粗面化によって前記接合領域の素地の表面に形成された微小な凹凸が水平方向の応力に対して「楔」のように機能する。つまり、所謂、アンカー（投錨）効果を有することによって、粗面化された前記接合領域の素地と前記圧電振動板との接合強度を向上させることができる。【００１５】
また、前記構成において、粗面化された前記接合領域の素地上に形成された前記接合層の表面が、粗面化されてもよい。この場合、粗面となった前記接合領域の素地上の前記接合層も粗面となっているので、例えば前記接合領域の素地上の粗面化された前記接合層のさらに上層に、電解メッキ法によってメッキ層を形成したとき、前記メッキ層と粗面化された前記接合層との間にアンカー効果が働き、前記上蓋部材と前記下蓋部材と前記圧電振動板との超音波を用いた仮止接合時の機械的強度が向上する。【００１６】
また、前記構成において、前記圧電振動板の接合領域の素地が、粗面化され、前記上蓋部材の接合領域の素地と、前記下蓋部材の接合領域の素地との少なくとも１つが、粗面化され、前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つの前記接合領域の素地の表面が、前記圧電振動板の接合領域の素地の表面よりも、粗く成形されてもよい。【００１７】
このような構成によれば、前記励振電極等が形成された前記圧電振動板に対して粗面化処理を行うよりも、前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つに対して粗面化処理を行う方が粗面化処理工程を簡便にすることができる。前記圧電振動板には前記励振電極等の金属膜（電極膜）が形成されており、粗面化処理の際には前記電極膜を保護する必要があり、さらに様々な熱履歴が加わるため、前記電極膜の膜状態に影響が及ぶ可能性がある。これに対して、前記上蓋部材と前記下蓋部材とには前記励振電極は形成されていないので、当該圧電振動デバイスの諸特性への影響を少なくすることができ、前記上蓋部材の接合領域の素地と、前記下蓋部材の接合領域の素地との少なくとも１つを粗く成形することによって、前記接合材に対するアンカー効果と相まって、特性の良好な当該圧電振動デバイスを得ることができる。【００１８】
また、前記構成において、前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つの前記接合領域が、粗面化され、粗面化された前記接合領域は、前記圧電振動板の接合領域よりも平面視で前記一主面の内側方向に広く形成されてもよい。【００１９】
このような構成によれば、例えば前記接合材を構成する前記接合層を加熱溶融させて前記上蓋部材と前記下蓋部材と圧電振動板とを接合するときに、流動化した前記接合材（前記接合層）が当該圧電振動デバイスの内部方向へ移動するのを抑制することができる。具体的には、前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つの内側方向に広く形成されている前記接合領域（粗面領域）に向かって、前記接合材のフィレットが形成されやすくなる。このフィレットによって、前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つと圧電振動板とがより強固に接合されることになる。つまり、前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つの前記粗面領域をコントロールすることで前記接合材のフィレットの形成領域を制御することができる。【００２０】
また、前記構成において、前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つの前記主面全体が、粗面化されてもよい。【００２１】
前記構成であれば、前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つの前記主面全体が粗面化されているため、例えば、外部機器と接続する外部接続端子と電気的に接続される電極パターンを、前記上蓋部材と前記下蓋部材との少なくとも１つの前記主面側に形成する際に、前記主面全体が粗面されていれば、前記電極パターンと前記主面との密着性を向上させることができる。また前記電極パターンの形成されている領域だけを選択的に粗面化処理する場合に比べて粗面化処理工程が簡便となり、生産性が向上する。【００２２】
また、前記構成において、前記圧電振動板の接合領域が、粗面化され、前記上蓋部材と前記下蓋部材の少なくとも１つの前記接合領域の近傍には、前記接合材を面方向が異なる複数の面で接合する複数面接合部が設けられ、前記複数面接合部の外方に、前記接合材との接合領域が拡大するのを防ぐ拡大防止部が設けられてもよい。【００２３】
前記構成によれば、前記圧電振動板の接合領域が粗面化されているため、前記圧電振動板と前記接合材との間にアンカー効果を生じせしめ、前記圧電振動板と前記接合材との接合強度を向上させることができる。さらに、前記上蓋部材と前記下蓋部材の少なくとも１つの前記接合領域の近傍には、前記複数面接合部と前記拡大防止部とが設けられているため、前記複数面接合部と前記拡大防止部とが設けられた前記上蓋部材と前記下蓋部材の少なくとも１つを前記接合材を介して前記圧電振動板に接合する際、前記接合材が、前記複数面接合部と前記拡大防止部とが設けられた前記上蓋部材と前記下蓋部材の少なくとも１つの接合面（前記一主面）上を主面方向（平面方向）に広がるのを抑制することができる。【００２４】
具体的には、前記構成によれば、前記上蓋部材と前記下蓋部材の少なくとも１つには前記複数面接合部が設けられているため、面方向が異なる複数の面で前記接合材を接合することができ、アンカー効果が生じて前記接合材との接合強度を高めることができる。【００２５】
また、前記接合材の加熱溶融接合では、接合部位（前記接合領域）における前記接合材の広がり（濡れ）は当然に起こる現象である。しかしながら、前記構成によれば、前記上蓋部材と前記下蓋部材の少なくとも１つの前記接合領域の近傍に前記複数面接合部が設けられ、前記複数面接合部の外方に前記拡大防止部が設けられているので、前記拡大防止部によって、前記接合材による接合後に前記接合部位において前記接合材が広がった場合であっても、前記接合材が当該圧電振動デバイスの端面まで流れる（濡れる）のを防止することができ、前記接合材が当該圧電振動デバイスの内部空間に侵入するのを防止することができる。【００２６】
また、上記目的を達成するために、本発明にかかる圧電振動デバイスの製造方法は、励振電極が形成された圧電振動板と、前記励振電極を気密封止する上蓋部材および下蓋部材と、が設けられ、前記圧電振動板の表裏主面に、前記上蓋部材および前記下蓋部材との各接合領域を有し、前記上蓋部材の一主面に、前記圧電振動板との接合領域を有し、前記下蓋部材の一主面に、前記圧電振動板との接合領域を有し、前記圧電振動板の接合領域と前記上蓋部材の接合領域とが接合材を介して接合され、前記圧電振動板の接合領域と前記下蓋部材の接合領域とが接合材を介して接合された圧電振動デバイスの製造方法であり、前記圧電振動板の接合領域の素地と、前記上蓋部材の接合領域の素地と、前記下蓋部材の接合領域の素地との少なくとも１つに、少なくとも２種類の金属からなる金属膜を積層する金属膜形成工程と、前記金属膜形成工程の後、加熱処理によって前記金属膜の内部の金属拡散を促す拡散工程と、前記拡散工程後の前記金属膜にエッチング液を浸透させてウエットエッチングを行うことにより、前記素地表面に多数の微小孔を形成して前記素地を粗面化させるエッチング工程と、を有することを特徴とする。【００２７】
前記製造方法によれば、鏡面加工のように表面に凹凸が極めて少ない表面状態の構成部材の一主面に、部分的に粗面を形成することが可能となる。具体的に、粗面化したくない領域にはレジスト等で被覆することによって保護するとともに、粗面化したい領域にはレジスト等の保護膜を形成せず、金属拡散が生じた前記金属膜を介して、エッチング液を前記部材の素地まで浸透させることによって前記素地の表面に多数の前記微小孔を形成する。これにより、選択的な粗面化処理が可能となる。その結果、本発明にかかる圧電振動デバイスの製造方法によれば、前記接合材と当該圧電振動デバイスの構成部材との接合強度を向上させて気密性を高くすることができ、また、従来技術のように接合に関して原子間接合を行うことを必須としていないので、圧電振動デバイスの製造コストを抑えることができる。【００２８】
また、前記構成において金属膜を構成する層厚を可変させてもよい。この場合、加熱処理によって拡散する金属量をコントロールし、前記拡散工程後の前記金属膜へのエッチング液の浸透による前記素地の表面への前記微小孔の穿孔状態を制御することができる。つまり、粗面の表面状態をコントロールすることができる。【００２９】
前記製造方法において、前記上蓋部材と前記下蓋部材とは、水晶またはガラスからなり、前記圧電振動板は、水晶からなり、前記金属膜形成工程において、前記上蓋部材と前記下蓋部材と前記圧電振動板との少なくとも１つの前記素地上にＣｒ層を形成し、前記Ｃｒ層上にＡｕ層を積層して前記金属膜を形成して、前記Ｃｒ層と前記Ａｕ層とからなる２層構成を形成し、前記拡散工程において、前記Ｃｒ層のＣｒを前記Ａｕ層のＡｕへ拡散させ、前記Ｃｒおよび前記水晶に対して腐食性を有するエッチング液を用いてウエットエッチングを行うことにより、前記素地の表面に多数の微小孔を形成して前記素地を粗面化させてもよい。【００３０】
この場合、前記上蓋部材と前記下蓋部材が水晶またはガラスからなり、前記圧電振動板が水晶からなるため、ウエットエッチングによる外形成形を行いやすい。また、前記金属膜の膜構成は前記Ｃｒ層に前記Ａｕ層が積層された２層構成となっている。このような膜構成であれば、例えば前記上蓋部材と前記下蓋部材とに水晶を用いた場合、前記圧電振動板との密着性を良好にすることができる。さらに、エッチング液に対して耐性を有するＡｕを用いるため、内部に前記Ｃｒが拡散した前記金属膜を介してウエットエッチングを行っても、前記金属膜を腐食させることなくエッチング液を前記金属膜を形成した部材の素地にまで浸透させることができる。これにより、金属拡散が生じた前記金属膜下の前記素地の表面に多数の前記微小孔を形成して粗面化させることができる。【００３１】
また、上記目的を達成するために、本発明にかかる圧電振動デバイスを構成する構成部材のエッチング方法は、少なくとも１つの主面に外部部材との各接合領域を有した構成部材のエッチング方法であり、前記構成部材の接合領域の素地に、少なくとも２種類の金属からなる金属膜を積層する金属膜形成工程と、前記金属膜形成工程の後、加熱処理によって前記金属膜の内部の金属拡散を促す拡散工程と、前記拡散工程後の前記金属膜にエッチング液を浸透させてウエットエッチングを行うことにより、前記素地表面に多数の微小孔を形成して前記素地を粗面化させるエッチング工程と、を有することを特徴とする。【００３２】
前記エッチング方法によれば、鏡面加工のように表面に凹凸が極めて少ない表面状態の前記構成部材の少なくとも１つの主面に、部分的に粗面を形成することが可能となる。具体的に、粗面化したくない領域にはレジスト等で被覆することによって保護するとともに、粗面化したい領域にはレジスト等の保護膜を形成せず、金属拡散が生じた前記金属膜を介して、エッチング液を前記構成部材の素地まで浸透させることによって前記素地の表面に多数の前記微小孔を形成する。これにより、選択的な粗面化処理が可能となる。その結果、本発明にかかるエッチング方法によれば、例えば、構成部材に圧電振動板と上蓋部材と下蓋部材とを用いて、圧電振動板を接合材を介して上蓋部材と下蓋部材によって挟持した圧電振動デバイスの場合、前記圧電振動板と前記接合材との接合強度や、前記上蓋部材と前記接合材との接合強度や、前記下蓋部材と前記接合材との接合強度を向上させることができ、また、従来技術のように接合に関して原子間接合を行うことを必須としていないので、圧電振動デバイスの製造コストを抑えることができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本発明にかかる圧電振動デバイス、圧電振動デバイスの製造方法、および圧電振動デバイスを構成する構成部材のエッチング方法によれば、接合材と圧電振動デバイスを構成する構成部材（例えば、前記圧電振動片と前記上蓋部材と前記下蓋部材）との接合強度を向上させ、圧電振動デバイスの製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す水晶振動子の長辺方向に沿った断面模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す水晶振動子の各構成部材を示した概略構成図。
【図３】本発明の第１の実施形態における粗面化処理を示すフロチャート。
【図４】本発明の第１の実施形態における粗面化処理を示す模式図。
【図５】本発明の第１の実施形態における粗面化処理を示す模式図。
【図６】本発明の第１の実施形態における粗面化処理を示す模式図。
【図７】本発明の第１の実施形態における粗面化処理を示す模式図。
【図８】本発明の第１の実施形態における粗面化処理を示す模式図。
【図９】本発明の第１の実施形態における粗面化処理を示す模式図。
【図１０】本発明の第１の実施形態における粗面化処理を示す模式図。
【図１１】本発明の第１の実施形態における粗面化処理を示す模式図。
【図１２】本発明の第１の実施形態の変形例を示す水晶振動子の長辺方向に沿った断面模式図。
【図１３】本発明の第１の実施形態の変形例を示す水晶振動子の各構成部材を示した概略構成図。
【図１４】本発明の第１の実施形態の変形例における粗面化処理を示す模式図。
【図１５】本発明の第１の実施形態の変形例における粗面化処理を示す模式図。
【図１６】本発明の第１の実施形態の変形例における粗面化処理を示す模式図。
【図１７】本発明の第１の実施形態の変形例における粗面化処理を示す模式図。
【図１８】本発明の第２の実施形態を示す水晶振動子の長辺方向に沿った断面模式図。
【図１９】本発明の第３の実施形態を示す水晶振動子の長辺方向に沿った断面模式図。
【図２０】本発明の第３の実施形態の変形例を示す水晶振動子の長辺方向に沿った断面模式図。
【図２１】本発明の第４の実施形態を示す水晶振動子の長辺方向に沿った断面模式図。
【図２２】本発明の第５の実施形態を示す水晶振動子の長辺方向に沿った断面模式図。
【図２３】本発明の各実施形態の変形例を示す水晶振動子の長辺方向に沿った断面模式図。
【図２４】本発明の各実施形態の変形例を示す水晶振動子の下蓋部材の概略平面図。
【符号の説明】
【００３５】
１    水晶振動子
２    水晶振動板
２０    振動部
２３    励振電極
３    下蓋部材
４    上蓋部材
５    接合材
５０    Ａｕメッキ層
５１    第１接合材
５２    第２接合材
５３    第３接合材
５４    第４接合材
６    突部
７    窪み部
８    溝部
【発明を実施するための形態】
【００３６】
−第１の実施形態−
以下、本発明にかかる第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す第１の実施形態では、圧電振動デバイスとして水晶振動子を本発明に適用した場合を示す。図１は第１の実施形態を示す水晶振動板２の長辺方向に沿った水晶振動子１の断面図であり、図２は図１に示す水晶振動子１の各構成部材を示した概略構成図である。
【００３７】
第１の実施形態にかかる水晶振動子１では、図１に示すように、水晶振動板２（本発明でいう圧電振動板）と、この水晶振動板２の一主面２１に形成された励振電極２３を気密封止する下蓋部材３と、この水晶振動板２の他主面２２に形成された励振電極２３を気密封止する上蓋部材４とによって主要構成部材が構成される。
【００３８】
水晶振動子１は、水晶振動板２と下蓋部材３とが接合材５によって接合され、かつ、水晶振動板２と上蓋部材４とが接合材５によって接合されてパッケージ１１が構成されてなる。水晶振動板２を介して下蓋部材３と上蓋部材４とが接合されることで、パッケージ１１の内部空間１２が２箇所形成され、このパッケージ１１の内部空間１２に水晶振動板２の両主面２１，２２に形成された励振電極２３が、それぞれの内部空間１２で気密封止されている。
【００３９】
下蓋部材３と上蓋部材４とは、略同一形状および略同一外形寸法となっている。また、下蓋部材３には、その底面（他主面）３７に外部接続端子３４が形成され、外部接続端子３４と電気的に繋がった導通路（ビア）３５が、その厚さ方向に形成され両主面３１，３７間を貫通している。
【００４０】
以下、まず水晶振動子１の主要構成部材について説明し、その後に水晶振動子１の製造方法について説明する。
【００４１】
図２に示すように、水晶振動板２は、所定の角度で切り出されたＡＴカット水晶板である。水晶振動板２は、励振電極２３が形成された薄肉領域の振動部２０と、その周囲の土手部２６と、枠部２８と薄肉部２７とを備え、これらは一体的に成形されている。ここでいう枠部２８は、振動部２０と土手部２６を環状に包囲し、振動部２０および土手部２６よりも厚肉に形成されている。また、薄肉部２７は、土手部２６と枠部２８との間に形成され、土手部２６よりも薄肉に形成されている。
【００４２】
水晶振動板２（振動部２０、土手部２６、薄肉部２７、枠部２８）は、ウエットエッチングによって成形され、振動部２０の表裏面（一主面２１と他主面２２）に励振電極２３が蒸着法によって対向して形成されている。第１の実施形態では、励振電極２３は、振動部２０の表裏主面（一主面２１と他主面２２）に、下から順に、Ｃｒ，Ａｕの膜構成で成膜されている。なお、励振電極２３の膜構成はこれに限定されるものではなく、その他の膜構成であってもよい。また、励振電極２３から引出電極２４が導出形成されており、他主面２２から引き出された引出電極２４は、振動部２０と土手部２６との境界部分から振動部２０を厚さ方向に他主面２２から一主面２１へ貫いて導出されている。そして、引出電極２４の終端部分には第１接合電極２５が形成されている。第１接合電極２５の上部にはＡｕメッキ層５０が形成されている。
【００４３】
水晶振動板２の両主面２１，２２は、鏡面加工仕上げとなっており、平坦平滑面として成形されている。水晶振動板２では、枠部２８の両主面２０１，２０２が下蓋部材３と上蓋部材４との接合面（接合領域）として構成され、振動部２０が振動領域として構成される。枠部２８の一主面２０１には下蓋部材３と接合するための接合層である第１接合材５１が形成されている。また、枠部２８の他主面２０２には上蓋部材４と接合するための接合層である第２接合材５２が形成されている。第１接合材５１と第２接合材５２の形成幅は略同一となり、第１接合材５１と第２接合材５２とは同一膜構成からなり、これら第１接合材５１および第２接合材５２は、複数の金属膜を枠部２８の両主面２０１，２０２に積層して構成されている。第１の実施形態では、第１接合材５１および第２接合材５２は、最下層側からＣｒ層（図示省略）とＡｕ層（図示省略）とが蒸着法によって形成され、その上にＡｕメッキ層（図示省略）が電解メッキ法によって積層された構成となっている。
【００４４】
図２に示すように、下蓋部材３は平面視矩形状の平板であり、Ｚ板水晶が使用されている。下蓋部材３の外形寸法は、平面視で水晶振動板２の外形寸法と略同一となっている。下蓋部材３は、一主面３１に水晶振動板２との接合領域（具体的には接合面３２）を有している。接合面３２は、下蓋部材３の一主面３１の外周に沿った外周およびその付近の領域となっている。また、下蓋部材３の一主面３１には、第２接合電極３３が形成されている。第２接合電極３３は、水晶振動板２の第１接合電極２５にＡｕメッキ層５０を介して接合される。
【００４５】
下蓋部材３の接合面３２には、水晶振動板２と接合するための接合層である第３接合材５３が形成されている。具体的には、第３接合材５３は複数の金属膜が接合面３２に積層形成されてなり、その最下層側からＣｒ層（図示省略）とＡｕ層５３１とが蒸着形成され、その上にＡｕ−Ｓｎ合金層５３２が積層形成され、さらにその上にＡｕフラッシュメッキ層５３３が積層形成されている。もしくは、第３接合材５３は、その下面側からＣｒ層とＡｕ層とが蒸着形成され、その上にＳｎメッキ層とＡｕメッキ層が順に積層して形成されてもよい。なお、第３接合材５３と、上記の第２接合電極３３とは同時に形成され、第２接合電極３３と第３接合材５３とは同一の構成となる。第３接合材５３は、その形成幅が第１接合材５１の形成幅と略同一となるように形成されている。また、下蓋部材３には、図２に示すように、水晶振動板２の励振電極２３を外部と導通させるためのビア３５が形成されている。このビア３５を介して、電極パターン３６が、下蓋部材３の一主面３１の第２接合電極３３から他主面３７の外部接続端子３４にかけてパターン形成されている。
【００４６】
下蓋部材３の一主面３１（素地）のうち、接合領域（具体的には接合面３２）および電極パターン３６が形成される領域が粗面となっている。一主面３１の粗面以外の領域は平坦平滑面（鏡面加工）となっている。この下蓋部材３の一主面３１は、初期状態では全面が平坦平滑面（鏡面加工）となっており、後述する粗面化処理によって接合領域（素地）が粗面となっている。なお、第１の実施形態の説明において、図１，２では、下蓋部材３の一主面３１の粗面状態を明確にするため、粗面領域（接合領域）の凹凸を強調して図示している。
【００４７】
図２に示すように、上蓋部材４は平面視矩形状の平板であり、下蓋部材３と同様にＺ板水晶が使用されている。上蓋部材４の外形寸法は、水晶振動板２の平面視の外形寸法と略同一となっている。上蓋部材４は、一主面４１に水晶振動板２との接合領域（具体的には接合面４２）を有している。接合面４２は、上蓋部材４の一主面４１の外周に沿った外周およびその付近の領域となっている。上蓋部材４では、その一主面４１（素地）のうち接合面４２だけが粗面となっており、一主面４１の粗面以外の領域は平坦平滑面（鏡面加工）となっている。この上蓋部材４の一主面４１は、初期状態では全面が平坦平滑面（鏡面加工）となっている。しかしながら、後述する粗面化処理によって接合領域（素地）が粗面となっている。なお、第１の実施形態の説明において、図１，２では、上蓋部材４の一主面４１の粗面状態を明確にするため、粗面領域（接合領域）の凹凸を強調して図示している。
【００４８】
上蓋部材４の接合面４２には、水晶振動板２と接合するための接合層である第４接合材５４が形成されている。具体的には、第４接合材５４は、複数の金属膜が接合面４２に積層形成されてなり、その最下層側からＣｒ層（図示省略）とＡｕ層５４１とが蒸着形成され、その上にＡｕ−Ｓｎ合金層５４２が積層形成され、その上にＡｕフラッシュメッキ層５４３が積層形成されている。もしくは、第４接合材５４は、その下面側からＣｒ層とＡｕ層とが蒸着形成され、その上にＳｎメッキ層とＡｕメッキ層が順に積層して形成されていてもよい。第４接合材５４は、その形成幅が第２接合材５２の形成幅と略同一となるように形成されている。
【００４９】
上記構成の水晶振動子１では、水晶振動板２の接合面（枠部２８の一主面２０１）における第１接合材５１の接合領域（シールパス）と、下蓋部材３の接合面３２における第３接合材５３の接合領域（シールパス）は同じ幅を有している。また、水晶振動板２の接合面（枠部２８の他主面２０２）における第２接合材５２の接合領域（シールパス）と、上蓋部材３の接合面４２における第４接合材５４の接合領域（シールパス）は同じ幅を有している。
【００５０】
以上が水晶振動子１を構成する主要構成部材の説明である。
【００５１】
次に、上記の下蓋部材３と上蓋部材４との接合領域の粗面化処理について図３乃至１１を参照しながら説明する。図３は、粗面化工程を表したフロチャートである。
【００５２】
はじめに、下蓋部材３と上蓋部材４との、水晶振動板２との接合面側（一主面３１，４１）に、図４に示すように、２種類の金属（Ｃｒ、Ａｕ）からなる金属膜（Ｃｒ層とＡｕ層）を蒸着法によって積層形成する（図３に示す金属膜形成工程）。なお、第１の実施形態では、蒸着法で成膜する金属膜は２種類の金属からなっているが、２種類に限定されるものではなく、２種類以上の金属で構成されていてもよい。
【００５３】
次に、金属膜上にスピンコートにてレジストを塗布し（図３に示すレジスト塗布１工程）、レジストを露光することによって所定の外形レジストパターンを形成する。そして、現像によって金属膜を部分的に露出させる（図３に示す外形露光・現像工程）。露出した金属膜はメタルエッチングによって溶解され、下蓋部材３と上蓋部材４との水晶素地が露出した状態となる（図３に示す外形メタルエッチング工程）。その後、残存したレジストを、剥離液を用いて剥離する（図３に示すレジスト剥離１工程）。
【００５４】
次に、所定のパターンに成形された金属膜（ＣｒおよびＡｕ）に対し、加熱処理を施す。このように加熱処理を行うことによって、金属膜内部の金属拡散を促進させる（図３に示す拡散工程）。ここで、下蓋部材３と上蓋部材４との下地（素地）上のＣｒ層の厚さは、Ａｕ層の厚さに比べて極めて薄く形成されており、加熱温度および加熱時間をコントロールすることによって、Ａｕ層の内部および表面にＣｒを拡散させて拡散層を形成する（図５参照）。なお、発明者は、拡散工程でＡｕ層内にＣｒを拡散させることによって、拡散層の内部ではＣｒ同士が拡散層の厚さ方向に略連続的に繋がった“導路”が複数存在していると仮想している（図６に示す連なったＣｒ参照）。なお、図４に示す２種類の金属（Ｃｒ、Ａｕ）からなる金属膜（Ｃｒ層とＡｕ層）の層厚は、それぞれ図４の厚さに限定されるものではなく、任意の層厚としてもよい。例えば、Ａｕの厚さに対して下地の金属となるＣｒの厚さを増減させることにより、加熱処理によって拡散するＣｒの量をコントロールし、拡散工程後のＣｒ層へのエッチング液の浸透による微小孔の穿孔状態を制御することができる。すなわち、粗面の表面状態をコントロールすることができる。
【００５５】
次に、拡散層に対して、再度レジストを塗布する（図３に示すレジスト塗布２工程）。そして、図７に示すように、粗面化する領域のレジストを露光・現像によって除去する（図３に示す粗面パターン露光・現像工程）。
【００５６】
そして、図８に示すように金属膜（拡散層）上に、レジストが残存している領域と、レジストが除去された領域が混在した状態で、エッチング液（第１の実施形態ではフッ化アンモニウム液）に投入してウエットエッチングを行う（図３に示すエッチング工程）。このとき、レジストで覆われていない領域の金属膜では、エッチング液が浸透していき、金属膜（拡散層）の下の水晶素地にまで到達し、水晶素地の表面を腐食させる。これは、図６で示したように、拡散工程によって金属膜にＣｒの“導路”が複数形成されていることに起因すると考えられ、Ｃｒはエッチング液に対して腐食性を有するが、Ａｕはエッチング液に対して腐食性を有しないため、“導路”を通ってエッチング液が金属膜に浸透し、水晶素地の表面に多数の微小孔（ピンホール）が形成されると考えられる（図９参照）。このようにして、金属膜（拡散層）を介して金属膜下の水晶素地表面を粗面化することができる。一方、レジストで覆われた金属膜下の水晶素地の部分は、レジストにエッチング液に対する耐腐食性が高いものを用いているため、エッチング液に腐食されずに残存する。
【００５７】
上述のように粗面化処理を行った後、図１０に示すように、レジストを、剥離液を用いて剥離する（図３に示すレジスト剥離２工程）。そして、メタルエッチングを行って、水晶素地上に残存している金属膜を除去する（図３に示す全面メタルエッチング工程）。このメタルエッチングによって、粗面領域の水晶素地と、鏡面領域の水晶素地とが露出する（図１１参照）。
【００５８】
以上が下蓋部材３と上蓋部材４と水晶振動板２とにおける接合領域の粗面化処理に関する説明である。次に、以上のように粗面化処理された下蓋部材３と上蓋部材４とを用いた水晶振動子１の製造方法について説明する。
【００５９】
第１の実施形態では、多数個の下蓋部材３が一括形成されたウエハ状態の各下蓋部材３に対して、個片状態の水晶振動板２を配し、水晶振動板２の上に個片状態の上蓋部材４を配して、その後、ウエハをダイシングすることによって多数個の水晶振動子１に個片化する。この水晶振動子１の製造方法について説明する。なお、本発明は、第１の実施形態で説明する各部材の形態に限定されるものではなく、下蓋部材３と水晶振動板２と上蓋部材４とのパッケージ１１の全構成部材がそれぞれ多数個一括形成されたウエハを用いて、下蓋部材３に対して水晶振動板２を配し、水晶振動板２の上に上蓋部材４を配し、その後にダイシングによって水晶振動子１の個片化を行う方法であってもよく、この場合、水晶振動子１の量産に好適である。
【００６０】
まず、多数個の下蓋部材３が一括形成されたウエハを、下蓋部材３の一主面３１が上向きになるように配置する。そして、ウエハ内における下蓋部材３，３，・・・，３の一主面３１，３１，・・・，３１の上に、画像認識手段によって設定した位置に、個片状態の水晶振動板２，２，・・・，２を、水晶振動板２の一主面２１が下蓋部材３の一主面３１と対向するようにして配する。このとき、下蓋部材３の接合面３２に形成された第３接合材５３と、水晶振動板の枠部２８の一主面２０１に形成された第１接合材５１とを平面視で略一致するように配する。また、下蓋部材３の一主面３１に形成された第２接合電極３３と、水晶振動板２の第１接合電極２５に形成されたＡｕメッキ層５０とを平面視で略平面視で略一致するように配する。
【００６１】
水晶振動板２を下蓋部材３に配した後、水晶振動板２の枠部２８の他主面２０２上に、画像認識手段により設定した位置に、個片状態の上蓋部材４を、上蓋部材の一主面４１が水晶振動板の他主面２２と対向するように配する。このとき、水晶振動板２の枠部２８の他主面２０２に形成された第２接合材５２と、上蓋部材４の接合面４２に形成された第４接合材５４とを平面視で略一致するように配する。
【００６２】
下蓋部材３と水晶振動板２と上蓋部材４とを積層した後に、超音波を用いた接合により、これら下蓋部材３と水晶振動板２と上蓋部材４との仮止接合を行う。下蓋部材３と水晶振動板２と上蓋部材４との仮止接合を行なった後に、他の製造工程（内部空間１２内のガス抜きや発振周波数調整など）を行ない、その後に下記する加熱溶融による下蓋部材３と水晶振動板２と上蓋部材４との本接合を行う。
【００６３】
仮止接合された下蓋部材３と水晶振動板２と上蓋部材４を、所定温度に昇温された環境下に置き、各部材（下蓋部材３，水晶振動板２，上蓋部材４）に形成された各接合材（第１接合材５１、第２接合材５２、第３接合材５３、第４接合材５４）を溶融させることで本接合を行う。具体的には、第１接合材５１と第３接合材５３とを接合することで接合材５を構成し、この接合材５によって水晶振動板２と下蓋部材３とを接合する。この接合材５による水晶振動板２と下蓋部材３との接合によって、図１に示すように、水晶振動板２の一主面２１に形成された励振電極２３を気密封止する。また、第１接合材５１と第３接合材５３との接合と同時に、第２接合材５２と第４接合材５４とを加熱溶融接合することで接合材５を構成し、この接合材５によって水晶振動板２と上蓋部材４とを接合する。この接合材５による水晶振動板２と上蓋部材４との接合によって、図１に示すように、水晶振動板２の他主面２２に形成した励振電極２３を気密封止する。なお、第１の実施形態では真空雰囲気下において下蓋部材３と水晶振動板２と上蓋部材４との仮止接合および本接合を行うが、これに限定されるものではなく、窒素などの不活性ガス雰囲気下で接合を行ってもよい。
【００６４】
第１の実施形態に示す水晶振動子１によれば、水晶振動子１を構成する構成部材（下蓋部材３と上蓋部材４）の接合領域の素地が粗面化されているので、粗面化によって下蓋部材３と上蓋部材４の接合領域の素地の表面に形成された微小な凹凸が水平方向の応力に対して「楔」のように機能する。つまり、所謂、アンカー（投錨）効果を有することによって、粗面化された下蓋部材３と上蓋部材４の接合領域の素地と接合材５との接合強度を向上させることができる。
【００６５】
また、第１の実施形態に示す水晶振動子１を構成する構成部材のエッチング方法は、金属膜形成工程と拡散工程とエッチング工程とを有するので、鏡面加工のように表面に凹凸が極めて少ない表面状態の構成部材の少なくとも１つの主面に、部分的に粗面を形成することができる。具体的に、粗面化したくない領域にはレジスト等で被覆することによって保護するとともに、粗面化したい領域にはレジスト等の保護膜を形成せず、金属拡散が生じた金属膜（拡散層）を介して、エッチング液を構成部材の素地まで浸透させることによって素地の表面に多数の微小孔を形成する。これにより、選択的な粗面化処理ができる。
【００６６】
すなわち、第１の実施形態に示す水晶振動子１の製造方法によれば、金属膜形成工程と拡散工程とエッチング工程とを有するので、鏡面加工のように表面に凹凸が極めて少ない表面状態の下蓋部材３と上蓋部材４との一主面３１，４１に、部分的に粗面を形成することができる。具体的には、粗面化したくない領域にはレジスト等で被覆することによって保護するとともに、粗面化したい領域にはレジスト等の保護膜を形成せず、金属拡散が生じた金属膜（拡散層）を介して、エッチング液を下蓋部材３と上蓋部材４との素地まで浸透させることによって下蓋部材３と上蓋部材４との表面に多数の微小孔を形成する。これにより、選択的な粗面化処理ができる。
【００６７】
また、第１の実施形態によれば、従来技術のように接合に関して原子間接合を行うことを必須としていないので、水晶振動子１の製造コストを抑えることができる。
【００６８】
また、上蓋部材４と下蓋部材３とは、水晶からなり、水晶振動板２は、水晶からなり、金属膜形成工程において、上蓋部材４と下蓋部材３との素地上にＣｒ層を形成し、Ｃｒ層上にＡｕ層を積層して金属膜を形成して、Ｃｒ層とＡｕ層とからなる２層構成を形成し、拡散工程において、Ｃｒ層のＣｒをＡｕ層のＡｕへ拡散させ、Ｃｒおよび水晶に対して腐食性を有するエッチング液を用いてウエットエッチングを行うことにより、上蓋部材４と下蓋部材３との素地の表面に多数の微小孔を形成して上蓋部材４と下蓋部材３との素地を粗面化させるので、ウエットエッチングによる外形成形を行い易い。また、上蓋部材４と蓋部材３とに水晶を用いているので、水晶である水晶振動板２との密着性を良好にすることができる。さらに、エッチング液に対して耐性を有するＡｕを用いるため、内部にＣｒが拡散した金属膜を介してウエットエッチングを行っても、金属膜を腐食させることなくエッチング液を上蓋部材４と蓋部材３との素地にまで浸透させることができる。これにより、金属拡散が生じた金属膜下の上蓋部材４と蓋部材３との素地の表面に多数の微小孔を形成して粗面化させることができる。
【００６９】
第１の実施形態では、振動部２０は、振動部２０の外周に土手部２６が形成された逆メサ形状であり、振動部２０の外側に薄肉部２７が形成された構造となっている。しかしながら、本発明は逆メサ形状の構造に限定されるものではない。例えば、薄肉部を形成せず、枠部の内側を平板とし、部分的に貫通孔を設けた形状であってもよい。
【００７０】
なお、第１の実施形態では、接合材５として、ＣｒとＡｕとＳｎを用いているが、これに限定されるものではなく、接合材５を例えばＣｒとＡｕとＧｅとから構成してもよい。また、水晶振動板１側にＡｕとＳｎなどのメッキ積層膜やＡｕＳｎなどのメッキ合金層を形成し、下蓋部材３や上蓋部材４側にＡｕメッキ層（単一金属元素のメッキ層）を形成してもよい。さらに、第１の実施形態では、２つのパッケージ基材の材料として水晶が使用されているが、水晶以外にガラスやサファイアを使用してもよい。
【００７１】
−第１の実施形態の変形例−
本発明の第１の実施形態の変形例を図１２に示す。図１２に示す変形例では、粗面化処理の対象を下蓋部材３の接合領域や上蓋部材４の接合領域ではなく、水晶振動板２の接合領域とした例となっている。このような構造であっても水晶振動板２と接合材５との接合強度を向上させることができる。なお、本構成において粗面化させる接合領域を枠部２８の両主面２０１、２０２全体に施してもよい。つまり、枠部２８の金属膜（接合材５）が形成される領域だけでなく、その外側の領域も粗面化することにより、加熱溶融によって流動化した金属が振動部２０に向かう方向に流出するのを防止することができる。このように、枠部２８の両主面２０１、２０２全体が粗面化されているので、溶融した金属膜（接合材５）の移動に対して粗面が抵抗となって、振動部２０に対して溶融する金属の流入を防止することができる。
【００７２】
また、第１の実施形態では、下蓋部材３の接合領域と上蓋部材４の接合領域との粗面化を行なっているが、これに限定されるものではなく、図１３に示すように、下蓋部材３と上蓋部材４との粗面化された接合領域の素地上に形成された第３接合材５３の表面と第４接合材５４の表面とが、粗面化されてもよい。この場合、下蓋部材３と上蓋部材４との接合領域と、第３接合材５３の表面と第４接合材５４の表面とが、粗面となっているので、例えば粗面化された下蓋部材３の接合領域と上蓋部材４の接合領域との素地上の第３接合材５３と第４接合材５４とのさらに上層に、電解メッキ法によってメッキ層を形成したとき、メッキ層と粗面化された第３接合材５３と第４接合材５４との間にアンカー効果が働き、上蓋部材４と下蓋部材３と水晶振動板２との超音波を用いた仮止接合時の機械的強度が向上する。
【００７３】
また、第１の実施形態では、図３〜１１に示す製造工程により下蓋部材３と上蓋部材４との接合領域の粗面化を行なっているが、これに限定されるものではなく、図１４〜１７に示す製造方法によっても下蓋部材３と上蓋部材４との接合領域の粗面化を行うことができる。
【００７４】
また、下蓋部材３と上蓋部材４と水晶振動板２とに対して粗面化を行う他の方法についいて以下に説明する。
【００７５】
図１４〜１６に示す製造工程では、下蓋部材３と上蓋部材４の水晶素板の一主面３１，４１にＣｒ層を蒸着法によって形成し、エッチング液（フッ化アンモニウム液）に投入してウエットエッチングを行う（図１４参照）。このとき、エッチングによるＣｒ層の面荒れが生じ、ウェットエッチングを行う時間に比例して面荒れの度合いが大きくなる（図１５参照）。そして、ウェットエッチングを続けて行うことで、図１６に示すように、下蓋部材３と上蓋部材４の水晶素板の一主面３１，４１に凹凸が成形され、下蓋部材３と上蓋部材４の水晶素板の一主面３１，４１が粗面化される。
【００７６】
また、図１７に示す製造方法では、下蓋部材３と上蓋部材４の水晶素板の一主面３１，４１にＣｒ層を蒸着法によって点在する状態で形成する。この図１７に示す下蓋部材３と上蓋部材４に対して、エッチング液（フッ化アンモニウム液）に投入してウエットエッチングを行う。そして、ウェットエッチングを続けて行うことで、図１６に示すような下蓋部材３と上蓋部材４の水晶素板の一主面３１，４１に凹凸が成形され、下蓋部材３と上蓋部材４の水晶素板の一主面３１，４１が粗面化される。
【００７７】
また、上記の下蓋部材３と上蓋部材４と水晶振動板２との製造に、蒸着法とフォトリソグラフィー法を用いて、さらにＣｒ層に対して小孔を多数ランダムに形成する工程を追加してもよい。この場合、小孔を多数ランダムに形成したＣｒ層をマスクとしてエッチングを行うことにより、下蓋部材３と上蓋部材４と水晶振動板２とに多数の小孔を形成することができる。
【００７８】
−第２の実施形態−
本発明にかかる第２の実施形態を、上記の第１の実施形態と同様に圧電振動板として水晶振動板を用いた水晶振動子を例に挙げて図１８を用いて説明する。図１８は、第２の実施形態を示す水晶振動板２の長辺方向に沿った水晶振動子１の断面図である。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の構成部材については同番号を付して説明の一部を割愛する。また、第２の実施形態の構成のうち、第１の実施形態と同様の構成については同様の効果を有する。そのため、以下、第１の実施形態との相違点を中心に、第２の実施形態を説明する。
【００７９】
図１８に示すように、第２の実施形態では、上蓋部材４および下蓋部材３の両方の接合領域が粗面化されている。そして、上蓋部材４および下蓋部材３の両方の接合領域は、水晶振動板２の接合領域よりも、平面視でそれぞれの一主面３１，４１の面方向の内方（内側方向）に広く形成されている。
【００８０】
このような構成によれば、例えば接合材５を構成する金属膜（第１接合材５１、第２接合材５２、第３接合材５３、第４接合材５４）を加熱溶融させて下蓋部材３と上蓋部材４と水晶振動板５とを接合するときに、流動化した接合材５が水晶振動子１の内部方向への移動を抑制することができる。具体的に、下蓋部材３と上蓋部材４との内側方向に広く形成されている接合領域（粗面領域）に向かって、接合材５のフィレットが形成されやすくなる。このフィレットによって、下蓋部材３と上蓋部材４と水晶振動板２とがより強固に接合されることになる。つまり、下蓋部材３と上蓋部材４との粗面領域をコントロールすることで接合材５のフィレットの形成領域を制御することができる。
【００８１】
−第３の実施形態−
本発明にかかる第３の実施形態を、上記の第１の実施形態と同様に圧電振動板として水晶振動板を用いた水晶振動子を例に挙げて図１９を用いて説明する。図１９は、第３の実施形態を示す水晶振動板２の長辺方向に沿った水晶振動子１の断面図である。なお、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様の構成部材については同番号を付して説明の一部を割愛する。また、第３の実施形態の構成のうち、第１の実施形態と同様の構成については同様の効果を有する。そのため、以下、第１の実施形態との相違点を中心に、第３の実施形態を説明する。
【００８２】
第３の実施形態にかかる水晶振動子１では、図１９に示すように、下蓋部材３と上蓋部材４との、水晶振動板２と接合される側の一主面３１，４１全体が粗面化されている。
【００８３】
このような構成であれば、下蓋部材３の一主面３１全体が粗面化されているため、例えば、外部機器と接続する外部接続端子と電気的に接続される電極パターンを下蓋部材３の一主面３１に形成する際に、一主面３１全体が粗面化されていれば、電極パターンと一主面３１との密着性を向上させることができる。また電極パターンの形成されている領域だけを選択的に粗面化処理する場合に比べて粗面化処理工程が簡便となり、生産性が向上する。
【００８４】
なお、第３の実施形態においては、下蓋部材３と上蓋部材４との一主面３１，４１全体の素地が粗面加工されているが、これに限定されるものではなく、下蓋部材３の他主面３７全体が粗面加工されてもよく、また、図２０に示すように、外部接続端子や電極パターンが形成された領域の素地が粗面化されてもよい。すなわち、少なくとも外部接続端子などの端子や電極パターンが形成されている主面の領域の素地が粗面化されていれば、上記効果を有する。この下蓋部材３の外部接続端子を形成した接合領域の素地の粗面化は、上記の第１の実施形態や第２の実施形態、下記の第４の実施形態や第５の実施形態でも適用可能である。
【００８５】
−第４の実施形態−
本発明にかかる第４の実施形態を、上記の第１の実施形態と同様に圧電振動板として水晶振動板を用いた水晶振動子を例に挙げて図２１を用いて説明する。図２１は、第４の実施形態を示す水晶振動板２の長辺方向に沿った水晶振動子１の断面図である。なお、第４の実施形態では、第１の実施形態と同様の構成部材については同番号を付して説明の一部を割愛する。また、第４の実施形態の構成のうち、第１の実施形態と同様の構成については同様の効果を有する。そのため、以下、第１の実施形態との相違点を中心に、第４の実施形態を説明する。
【００８６】
図２１に示す水晶振動子１では、水晶振動板２の枠部２８の両主面２０１、２０２の接合領域が粗面化されている。この水晶振動板２の接合領域の粗面は、上記の第１の実施形態で述べた粗面化処理工程によって形成されており、粗面化処理によって接合材５と枠部２８との間にアンカー効果を生じせしめ、水晶振動板２と下蓋部材３および上蓋部材４との接合強度を向上させることができる。
【００８７】
また、下蓋部材３と水晶振動板２との接合部位１３における下蓋部材３の接合領域およびその近傍には、接合材５を面方向が異なる複数の面で接合する複数面接合部が設けられている。また、複数面接合部の外方に、接合材５との接合領域が拡大するのを防ぐ拡大防止部が設けられている。
【００８８】
また、上蓋部材４と水晶振動板２との接合部位１４における上蓋部材４の接合領域およびその近傍には、接合材５を面方向が異なる複数の面で接合する複数面接合部が設けられている。また、複数面接合部の外方に、接合材５との接合領域が拡大するのを防ぐ拡大防止部が設けられている。
【００８９】
複数面接合部と拡大防止部は、下蓋部材３と上蓋部材４との一主面３１，４１の外周に沿って２つの溝部８が並んで形成されてなる。具体的には、２つの溝部８が形成されることによって２つの溝の間に成形される突部６が複数面接合部として設けられ、この突部６の外方に突部６に連続して成形される窪み部７が拡大防止部として設けられている。突部６は、端面６１と側面６２を有し、突部６に接合材５が接合される。また、窪み部７は、平面視で一主面３１，４１の面方向であって、突部６の外方に形成される。
【００９０】
上記したように、第４の実施形態にかかる水晶振動子１によれば、下蓋部材３と上蓋部材４とに複数面接合部と拡大防止部が設けられているため、下蓋部材３と上蓋部材４とを水晶振動板２を介して接合材５によって接合する際、接合材５が下蓋部材３と上蓋部材４との接合面（一主面３１，４１）上を主面方向（平面方向）に広がるのを抑制することができる。
【００９１】
具体的に、第４の実施形態にかかる水晶振動子１によれば、下蓋部材３と上蓋部材４とには複数面接合部が設けられているため、面方向が異なる複数の面（具体的には突部６の端面６１と両側面６２）で接合材５を接合することができ、アンカー効果が生じて接合材５との接合強度を高めることができる。また、複数面接合部は複数面を有する突部６であり、突部６の端面６１を含む複数の面に接合材５が接合されるので、連続した面方向の異なる複数面において接合材５を接合することができ、アンカー効果が生じ易い。
【００９２】
また、接合材５の加熱溶融接合では、接合部位１３，１４（接合領域）における接合材５の広がり（濡れ）は当然に起こる現象である。しかしながら、第４の実施形態にかかる水晶振動子１によれば、下蓋部材３と上蓋部材４との接合領域およびその近傍に複数面接合部が設けられ、複数面接合部の外方に拡大防止部が設けられているので、拡大防止部によって、接合材５による接合後に接合部位１３，１４において接合材５が広がった場合であっても、接合材５が水晶振動子１の端面まで流れる（濡れる）のを防止することができ、接合材５が水晶振動子１の内部空間１２に侵入するのを防止することができる。
【００９３】
また、上記した第４の実施形態では、水晶振動板２と上蓋部材３と下蓋部材４とを接合することで、図２１に示すように接合材５が加熱溶融されて突部６のみに接合されるが、接合材５の量を変えて第４の実施形態で用いた量よりも多くした場合、窪み部７の容量を埋めることとなる。この場合、窪み部７においてもアンカー効果が生じるため、より接合強度を高めることが可能となる。なお、第４の実施形態では、水晶振動板２と下蓋部材３との接合部位１３と、水晶振動板２と上蓋部材４との接合部位１４との両方に、複数面接合部と拡大防止部とが設けられているが、これは好適な例であり、これに限定されるものではなく、水晶振動板２と下蓋部材３との接合部位１３と、水晶振動板２と上蓋部材４との接合部位１４との少なくとも１つの接合部位に、複数面接合部と拡大防止部とが設けられていれば上記効果は生じる。
【００９４】
また、第４の実施形態では、複数面接合部である突部６の外方に突部６に連続して成形される窪み部６１が拡大防止部として設けられているが、これは一実施形態であって、これに限定されるものではなく、複数面接合部の外方に拡大防止部が設けられていれば上記効果は生じる。
【００９５】
また、第４の実施形態では、下蓋部材３と上蓋部材４に１つの複数面接合部と２つの拡大防止部とを設けているが、複数面接合部と拡大防止部の数はこれに限定されるものではなく、任意の個数の複数面接合部と拡大防止部を設けてもよい。また、第４の実施形態では、拡大防止部に窪み部７を用いているが、これに限定されるものではなく、接合材５が下蓋部材３の一主面３１や上蓋部材４の一主面４１や水晶振動板２の両主面２１，２２上を主面方向（平面方向）に広がるのを抑制することができるものであれば、複数面接合部の外方に形成された突起壁部であってもよい。すなわち、上記した窪み部７や突起壁部を拡大防止部の具体的な形態としていることから分かるように、拡大防止部は、主面方向に対して直角方向（もしくは直下方向に近い方向）に凹凸形成したものであることが好適である。
【００９６】
このように、水晶振動板２の下蓋部材３および上蓋部材４との接合領域の粗面化と、下蓋部材３および上蓋部材４に設けた複数面接合部と拡大防止部との相乗効果によって、水晶振動板２と下蓋部材３および上蓋部材４との接合材５を介した接合強度を向上させることができる。
【００９７】
−第５の実施形態−
本発明にかかる第５の実施形態を、上記の第１の実施形態と同様に圧電振動板として水晶振動板を用いた水晶振動子を例に挙げて図２２を用いて説明する。図２２は、第５の実施形態を示す水晶振動板２の長辺方向に沿った水晶振動子１の断面図である。なお、第５の実施形態では、第１の実施形態と同様の構成部材については同番号を付して説明の一部を割愛する。また、第５の実施形態の構成のうち、第１の実施形態と同様の構成については同様の効果を有する。そのため、以下、第１の実施形態との相違点を中心に、第５の実施形態を説明する。
【００９８】
図２２に示すように、第５の実施形態では、水晶振動板２の接合領域である枠部２８の両主面２０１、２０２の素地が、粗面化されている。また、上蓋部材４の接合領域（一主面４１）の素地と、下蓋部材３の接合領域（一主面３１）の素地とが、粗面化されている。粗面化された上蓋部材４の接合領域の素地と、下蓋部材３の接合領域の素地とは、水晶振動板２の接合領域の素地の表面よりも粗く成形されている。
【００９９】
このような構成によれば、励振電極２３や引出電極２４等が形成された水晶振動板２に対して粗面化処理を行うよりも、上蓋部材４と下蓋部材３とに対して粗面化処理を行う方が粗面化処理工程を簡便にすることができる。水晶振動板２には励振電極２３や引出電極２４等の金属膜（電極膜）が形成されており、粗面化処理の際には励振電極２３や引出電極２４等を保護する必要があり、さらに様々な熱履歴が加わるため、励振電極２３や引出電極２４等の膜状態に影響が及ぶ可能性がある。これに対して、上蓋部材４と下蓋部材３とには励振電極２３や引出電極２４等の電極膜が形成されておらず、水晶振動子１の諸特性への影響を少なくすることができ、上蓋部材４の接合領域の素地と、下蓋部材３の接合領域の素地とを粗く成形することによって、接合材５に対するアンカー効果と相まって、特性の良好な水晶振動子１を得ることができる。
【０１００】
上述した各実施形態においては、平面視矩形状で平板状の２つの蓋部材が用いられているが、これに限定されるものではなく、２つの蓋部材によって水晶振動板に形成された励振電極を気密封止できれば、蓋部材の形状は任意に設定してもよい。例えば、凹状に形成された２つの蓋部材の凹部分が、水晶振動板に対向するようにして気密接合された形態であってもよい。また、図２３，２４に示すように、一枚板の上蓋部材４と、箱状体の下蓋部材３とからパッケージ１１が構成され、パッケージ１１内の下蓋部材３上に水晶振動板２が気密封止された状態で配されてもよい。図２４は、下蓋部材３の概略平面図であり、図２４に示すＡ−Ａ線断面の下蓋部材３を図２３に示す。この図２３，２４に示す実施形態では、上蓋部材４の下蓋部材３と接合する接合領域と、下蓋部材３の上蓋部材４と接合する接合領域と、下蓋部材３の水晶振動板２と電気機械的に接合する接合領域と、下蓋部材３の外部部材と電気的に接続する外部接続端子を形成した接合領域とが、粗面化されている。
【０１０１】
本発明の実施形態では表面実装型水晶振動子を例にしているが、水晶フィルタ、集積回路等の電子部品に水晶振動子を組み込んだ水晶発振器など、電子機器等に用いられる他の表面実装型の圧電振動デバイスの製造方法にも適用可能である。
【０１０２】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【０１０３】
また、この出願は、２００８年１２月２４日に日本で出願された特願２００８−３２６８５１号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
圧電振動デバイスの量産に好適である。
【図１】
2010074127.tif 000003
【図２】
2010074127.tif 000004
【図３】
2010074127.tif 000005
【図４】
2010074127.tif 000006
【図５】
2010074127.tif 000007
【図６】
2010074127.tif 000008
【図７】
2010074127.tif 000009
【図８】
2010074127.tif 000010
【図９】
2010074127.tif 000011
【図１０】
2010074127.tif 000012
【図１１】
2010074127.tif 000013
【図１２】
2010074127.tif 000014
【図１３】
2010074127.tif 000015
【図１４】
2010074127.tif 000016
【図１５】
2010074127.tif 000017
【図１６】
2010074127.tif 000018
【図１７】
2010074127.tif 000019
【図１８】
2010074127.tif 000020
【図１９】
2010074127.tif 000021
【図２０】
2010074127.tif 000022
【図２１】
2010074127.tif 000023
【図２２】
2010074127.tif 000024
【図２３】
2010074127.tif 000025
【図２４】
2010074127.tif 000026
【国際調査報告】
2010074127.tif 000027
2010074127.tif 000028
2010074127.tif 000029
2010074127.tif 000030