(57)【要約】      （修正有）【課題】ダイシングブレードの先端がダイシングシートを切り込まないで切断する圧電デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】圧電デバイスの製造方法は、圧電デバイス１００の大きさに相当する切断溝４９が形成されたベース４０を複数有するベース基板ＢＷを用意する工程と、圧電材料で形成された圧電振動片３０を複数有する振動片基板ＶＷを用意する工程と、リッドを複数有するリッド基板ＬＷを用意する工程と、振動片基板を中央にしてリッド基板と切断溝を外側にしたベース基板とを接合する接合工程と、接合された基板のベース基板側をダイシングシートにマウントするマウント工程と、接合された基板をダイシングブレードで切断溝まで切断する切断工程と、を備える。【選択図】図２
2011087272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電デバイスの製造方法において、
前記圧電デバイスの大きさに相当する切断溝が一面に形成されたベースを複数有するベース基板を用意する工程と、
圧電材料で形成された圧電振動片を複数有する振動片基板を用意する工程と、
リッドを複数有するリッド基板を用意する工程と、
前記振動片基板を中央にして前記リッド基板と前記切断溝を外側にした前記ベース基板とを接合する接合工程と、
前記接合工程後、前記基板の前記ベース基板の前記切断溝側をダイシングシートにマウントするマウント工程と、
前記接合された基板をダイシングブレードで前記切断溝まで切断する切断工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。
【請求項２】
圧電デバイスの製造方法において、
前記圧電デバイスの大きさに相当する切断溝が一面に形成されたリッドを複数有するリッド基板を用意する工程と、
圧電材料で形成された圧電振動片を複数有する振動片基板を用意する工程と、
ベースを複数有するベース基板を用意する工程と、
前記振動片基板を中央にして前記ベース基板と前記切断溝を外側にした前記リッド基板とを接合する接合工程と、
前記接合工程後、前記リッド基板の前記切断溝側をダイシングシートにマウントするマウント工程と、
前記接合された基板をダイシングブレードで前記切断溝まで切断する切断工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記切断工程は、前記ダイシングブレードの刃先が前記ダイシングシートに接しないように切り込み量を制御する請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記圧電振動片は、音叉型の圧電振動片又はＡＴカットの振動片である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記ベース基板と前記リッド基板とはガラス材料であり、
前記接合工程は、陽極接合である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記ベース基板と前記リッド基板とは圧電材料であり、
前記接合工程は、シロキサン結合である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記切断溝は、エッチングによって形成される請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記ベース基板には複数の貫通孔が形成されており、
前記接合工程後に接合された基板を真空中又は不活性雰囲気中に配置して、共晶金属を溶融することにより、前記貫通孔を封止する封止工程を備える請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記ベース基板の前記切断溝にはテーパ部が形成されており、前記一面から前記テーパ部にかけて、前記圧電デバイスの外部電極用に金属膜を形成する工程と、
前記外部電極用の金属膜にメッキ加工を施すメッキ工程と、
を有する請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記金属膜を形成する前に、前記ベース基板の前記切断溝側を滑らかな面から粗い面に加工する工程を有する請求項９に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記金属膜を形成する工程において、前記ダイシングブレードで切断される領域には前記金属膜が形成されていない請求項９又は請求項１０に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１２】
請求項７又は請求項９の圧電デバイスの製造方法によって製造された圧電デバイスであって、前記リッド基板又は前記ベース基板の一方にエッチングによって形成された切断溝のテーパ部を備える圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のウエハを重ね合わせた圧電デバイスを製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶ウエハの切断には、デュアルダイサを用いて同一方向から２段カットを行うステップカット切断方法や、１段フルカットによる切断方法などがある。水晶は硬度が高いため水晶にチッピングやクラックが発生したり、デュアルダイサのダイシングブレード自体が破損してしまったりする。特許文献１は、１枚の水晶ウエハの切断方法として、デュアルダイサによりステップカットを行う方法を開示する。この方法は、水晶ウエハに対する同一方向へのハーフカット及びフルカットを、同一刃幅を有するダイシングブレードによって同一方向から行っている。同一方向からハーフカット、フルカットを行うため切断抵抗を小さく抑えることができる技術を開示している。
【０００３】
一方、特許文献２は、低コスト化を実現するため、数百から数千個の圧電振動片を形成した圧電ウエハに、リッドウエハとベースウエハとを両側から接合してウエハの状態で複数の圧電振動子を製造する技術を提案している。特許文献２では、ダイシングブレードが圧電ウエハにリッドウエハとベースウエハとを接合した状態の接合ウエハを切断している。なお、特許文献２は、リッドウエハとベースウエハとがどのような材料で構成されているかの記載はない。特許文献２には開示されていないが、一般に、ウエハはダイシングシート（又はダイシングテープとも呼ばれる。）上に粘着剤で固定されてから、ダイシングブレードで切断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１４６８７号公報
【特許文献２】特開２００７−３２５２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ダイシングシートで接着固定されたウエハを切断する際には、ダイシングシートまで切断して、ウエハを個々の圧電振動子に切り取る。しかし、ダイシングシートが切り込まれるためダイシングシートの粘着剤がダイシングブレードに付着することによるパッケージのチッピング及びクラックなどが発生する。
【０００６】
本発明は、ウエハの切断に際して、ダイシングブレードの先端がダイシングシートを切り込まないで切断する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】
【０００７】
第１の観点の圧電デバイスの製造方法は、圧電デバイスの大きさに相当する切断溝が一面に形成されたベースを複数有するベース基板を用意する工程と、圧電材料で形成された圧電振動片を複数有する振動片基板を用意する工程と、リッドを複数有するリッド基板を用意する工程と、振動片基板を中央にしてリッド基板と切断溝を外側にしたベース基板とを接合する接合工程と、接合工程後、基板のベース基板の切断溝側をダイシングシートにマウントするマウント工程と、接合された基板をダイシングブレードで切断溝まで切断する切断工程と、を備える。
切断溝が形成されたベース基板側をダイシングシートにマウントして、ダイシングブレードで切断溝まで切断することで、バリ、チッピング又はクラックが圧電デバイスに発生しない。
【０００８】
第２の観点の圧電デバイスの製造方法は、圧電デバイスの製造方法において、圧電デバイスの大きさに相当する切断溝が一面に形成されたリッドを複数有するリッド基板を用意する工程と、圧電材料で形成された圧電振動片を複数有する振動片基板を用意する工程と、ベースを複数有するベース基板を用意する工程と、振動片基板を中央にしてベース基板と切断溝を外側にしたリッド基板とを接合する接合工程と、接合工程後、リッド基板の切断溝側をダイシングシートにマウントするマウント工程と、接合された基板をダイシングブレードで切断溝まで切断する切断工程と、を備える。
【０００９】
第３の観点の圧電デバイスの製造方法において、切断工程はダイシングブレードの刃先がダイシングシートに接しないように切り込み量を制御する。
第４の観点の圧電デバイスの製造方法において、圧電振動片は、音叉型の圧電振動片又はＡＴカットの振動片である。
第５の観点の圧電デバイスの製造方法において、ベース基板とリッド基板とはガラス材料であり、接合工程は陽極接合である。
第６の観点の圧電デバイスの製造方法において、ベース基板とリッド基板とは圧電材料であり、接合工程はシロキサン結合である。
【００１０】
第７の観点の圧電デバイスの製造方法において、切断溝は、エッチングによって形成される。
第８の観点の圧電デバイスの製造方法において、ベース基板には複数の貫通孔が形成されており、接合工程後に接合された基板を真空中又は不活性雰囲気中に配置して、共晶金属を溶融することにより、貫通孔を封止する封止工程を備える。
第９の観点の圧電デバイスの製造方法において、ベース基板の切断溝にはテーパ部が形成されており、一面からテーパ部にかけて圧電デバイスの外部電極用に金属膜を形成する工程と、外部電極用の金属膜にメッキ加工を施すメッキ工程と、を有する。
【００１１】
第１０の観点の圧電デバイスの製造方法において、金属膜を形成する前にベース基板の切断溝側を滑らかな面から粗い面に加工する工程を有する。
第１１の観点の圧電デバイスの製造方法において、金属膜を形成する工程においてダイシングブレードで切断される領域には金属膜が形成されていない。
【００１２】
第１２の観点の圧電デバイスは、上記製造方法によって製造された圧電デバイスであって、リッド基板又はベース基板の一方にエッチングによって形成された切断溝のテーパ部を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧電デバイスの製造方法を用いることで、パッケージの切断面に存在するチッピング、クラック、バリを解消し、圧電デバイスの安定性及び耐久性を向上させた製品を提供でき、歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、音叉型水晶振動片３０を備えた第１実施例の第１水晶デバイス１００の斜視図である。  （ｂ）は、リッド１０の内面図である。  （ｃ）は、音叉型水晶振動片３０を有する水晶フレーム２０の上面図である。  （ｄ）は、ベース４０の上面図である。
【図２】（ａ）は、リッド用水晶ウエハＬＷから見たパッケージウエハ８０Ｗの上面図である。  （ｂ）は、第１水晶デバイス１００を有するパッケージウエハ８０ＷのＡ−Ａ断面図である。
【図３】リッド用水晶ウエハＬＷと、振動片用の水晶ウエハＶＷと、ベース用水晶ウエハＢＷとを重ね合わせる前の斜視図である。
【図４】（ａ）は、ダイシングシート５０にマウントされているウエハ８０Ｗの上面図である。  （ｂ）は、ウエハ８０Ｗをダイシングシートにマウントした概念図である。  （ｃ）は、切断溝４９を備えたウエハ８０Ｗの切断の様子を示す概念図である。
【図５】（ａ）は、ダイシングブレード５１でダイシングシート５０の中まで切り込んでウエハ８０Ｗを切断する図である。  （ｂ）は（ａ）に示された方法で切断されたベース用水晶ウエハＢＷ側の平面図である。
【図６】（ａ）は、ダイシングブレード５１がダイシングシート５０の粘着剤５０ａに接しない程度まで切り込んでウエハ８０Ｗを切断する図である。  （ｂ）は（ａ）で切断された第１水晶デバイス１００を示した図である。  （ｃ）は、図４（ｃ）に示された方法で切断された第１水晶デバイス１００を示した図である。
【図７】ＡＴ型水晶振動片６５を備えた第２水晶デバイス１２０の概略図である。
【図８】リッド用ガラスウエハＧＬＷと、水晶ウエハＶＷと、ベース用ガラスウエハＧＢＷとを重ね合わせる斜視図である。
【図９】（ａ）は、音叉型水晶振動片３０を備えた第３水晶デバイス１５０の斜視図である。  （ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面で第３水晶デバイス１５０の断面構成図である。
【図１０】（ａ）は、リッド用水晶ウエハＬＷ２の上面図である。  （ｂ）は、リッド用水晶ウエハＬＷ２の内面図である。  （ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面でリッド用水晶ウエハＬＷ２の断面図である。
【図１１】（ａ）は、振動片用の水晶ウエハＶＷ２の上面図である。  （ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ断面で振動片用の水晶ウエハＶＷ２の断面図である。
【図１２】（ａ）は、ベース用水晶ウエハＢＷ２の上面図である。  （ｂ）は、ベース用水晶ウエハＢＷ２の裏面図である。  （ｃ）は、（ａ）のＥ−Ｅ断面でベース用水晶ウエハＢＷ２の断面図である。
【図１３】リッド用水晶ウエハＬＷ２側から見たパッケージウエハ８０ＷＡの上面図である。
【図１４】図１３で示されたパッケージウエハ８０ＷＡのＦ−Ｆ断面線で切った断面図である。
【図１５】図１４のＸ部の拡大断面図である。
【図１６】第３水晶デバイス１５０の外部電極を形成する工程の第１製造方法のフローチャートである。
【図１７】第３水晶デバイス１５０の外部電極を形成する工程の第２製造方法のフローチャートである
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態；第１水晶デバイス１００の構成＞
図１（ａ）は、音叉型水晶振動片３０を備えた本実施例の第１水晶デバイス１００の概略図を示している。音叉型水晶振動片３０は、基部２３及び振動腕２１を囲む外枠部２９を備え、一対の支持腕２２から延びる接続部２６により外枠部２９と接続し、水晶フレーム２０を形成している。図１（ａ）は、分割した状態の第１水晶デバイス１００を、リッド１０のリッド部側からみた斜視図である。図１（ｂ）は、第１水晶デバイス１００を構成するリッド１０の上面図であり、（ｃ）は音叉型水晶振動片３０を有する水晶フレーム２０の上面図であり、（ｄ）はベース４０の上面図である。
【００１６】
図１（ａ）に示されるように、第１水晶デバイス１００は、最上部のリッド１０、水晶フレーム２０及びベース４０から構成される。リッド１０及びベース４０は水晶材料から形成される。水晶フレーム２０は、エッチングにより形成された音叉型水晶振動片３０を有している。
【００１７】
ここで、リッド１０及びベース４０を水晶材料から形成する理由は以下のとおりである。工業材料の硬さを表わす指標の一つにヌープ硬度がある。ヌープ硬度は数値が高ければ硬く、低ければ柔らかい。リッド及びベースに使用される代表的なガラスであるホウケイ酸ガラスは、ヌープ硬度が５９０ｋｇ／ｍｍ２である。また、水晶のヌープ硬度は７１０〜７９０ｋｇ／ｍｍ２である。そのため第１水晶デバイス１００では、リッド１０及びベース４０にガラスの代わりに水晶を使用する方が水晶デバイスの硬度を高くすることができる。また、水晶デバイスを所定の硬度にする場合には、リッド及びベースに使われるガラスの厚みを厚くする必要があるが、水晶であれば厚みが薄くてもよい。つまり、同じ硬度の水晶デバイスであればリッド及びベースに水晶を使用すると、小型化・低背化が可能となる。
【００１８】
また、水晶デバイスの作製時、または水晶デバイスのプリント基板への取り付け時には水晶デバイスに熱が加えられる。その時に、リッド１０及びベース４０に水晶材料とは異なる種類の材料を使用する場合、水晶デバイス内には熱膨張係数の差による応力が加わる。熱膨張係数の差が大きいと、この応力も大きくなり、特に外枠部２９を備える水晶フレーム２０では強度の弱い外枠部２９の角等が破損することがある。そのため、リッド１０及びベース４０と水晶フレーム２０との熱膨張係数の差を小さくすることが望まれる。リッド１０及びベース４０に水晶を使用することは、ガラスを使用した場合に比べて水晶フレーム２０との熱膨張係数の差を小さくし、第１水晶デバイス１００内の応力を小さくすることができるため好ましい。さらに、上記の通り、ガラスを使用した場合に比べて水晶デバイスの小型化・低背化が可能となるため好ましい。
【００１９】
第１水晶デバイス１００は、いわゆる音叉型水晶振動片３０を備えた水晶フレーム２０を中心に、その水晶フレーム２０の上にリッド１０が接合され、水晶フレーム２０の下にベース４０が接合されてパッケージ８０が形成されている。つまり、リッド１０は水晶フレーム２０に、ベース４０は水晶フレーム２０にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）する構成になっている。
【００２０】
図１（ｂ）に示されるようにリッド１０は、リッド側凹部１７を水晶フレーム２０側の片面に有している。リッド側凹部１７はウェットエッチングにより形成される。
【００２１】
図１（ｃ）に示される水晶フレーム２０は、その中央部に音叉型水晶振動片３０とその外側に外枠部２９とを有しており、音叉型水晶振動片３０と外枠部２９との間には空間部２４が形成されている。音叉型水晶振動片３０の外形を規定する空間部２４はウェットエッチングにより形成されている。水晶フレーム２０は、音叉型水晶振動片３０と、外枠部２９と、支持腕２２と、接続部２６とから構成され、同じ厚さの水晶ウエハに一体に形成されている。音叉型水晶振動片３０は一対の振動腕２１と基部２３とからなる。
【００２２】
水晶フレーム２０は、外枠部２９から基部２３にかけて第１基部電極３１及び第２基部電極３２を備える。一対の振動腕２１は、表面、裏面及び側面に第１励振電極３３及び第２励振電極３４が形成されており、第１励振電極３３は第１基部電極３１につながっており、第２励振電極３４は第２基部電極３２につながっている。音叉型水晶振動片３０は、たとえば３２．７６８ｋＨｚで発振する振動片で、極めて小型の振動片となっている。
【００２３】
基部２３と一対の振動腕２１とで成す振動根元部及び基部２３と振動腕２１と支持腕２２とで成す２箇所の支持根元部の形状は、滑らかなＵ字形状をしている。音叉型水晶振動片３０は、振動腕２１及び支持腕２２の各幅並びに間隙を揃え、各根元部の形状を揃え、さらに各基部の長さを揃えることで、エッチングを行っても左右対称に形成することができ、左右でバランスがとれた構造となる。
【００２４】
振動腕２１の先端付近は一定幅で幅広となりハンマー型の形状となっている。ハンマー型の形状部分は金属膜を備えた錘部を形成している。第１基部電極３１及び第２基部電極３２並びに第１励振電極３３及び第２励振電極３４は、ともに、１５０オングストローム〜７００オングストロームのクロム（Ｃｒ）層の上に４００オングストローム〜２０００オングストロームの金（Ａｕ）層が形成された構成である。クロム（Ｃｒ）層の代わりにチタン（Ｔｉ）層を使用してもよく、また金（Ａｕ）層の代わりに銀（Ａｇ）層を使用してもよい。
【００２５】
一対の支持腕２２は、基部２３の一端から振動腕２１が伸びる方向（Ｙ方向）に伸びて接続部２６と外枠部２９とに接続している。一対の支持腕２２は、振動腕２１の振動を第１水晶デバイス１００の外部へ振動漏れとして伝えづらくさせ、またパッケージ外部の温度変化、または衝撃の影響を受けづらくさせる効果を持つ。
【００２６】
図１（ｄ）に示されるように、ベース４０は、ベース側凹部４７を水晶フレーム２０側の片面に有している。ベース４０は、エッチングによりベース側凹部４７を設ける際、同時に第１スルーホール４１と第２スルーホール４３とを形成する。ベース４０の表面には、第１接続電極４２及び第２接続電極４４を形成する。図１（ａ）に示されるようにベース４０の底部には、メタライジングされた第１外部電極４５及び第２外部電極４６が形成されている。
【００２７】
第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３は、その内面に金属膜が形成され、その内面の金属膜は、第１接続電極４２及び第２接続電極４４と同時にフォトリソグラフィー工程で作成されている。第１接続電極４２は、第１スルーホール４１の金属膜を通じてベース４０の底面に設けた第１外部電極４５に接続する。第２接続電極４４は、第２スルーホール４３の金属膜を通じてベース４０の底面に設けた第２外部電極４６に接続する。
【００２８】
外枠部２９の裏面に形成された第１基部電極３１と第２基部電極３２とは、それぞれベース４０の表面の第１接続電極４２及び第２接続電極４４に接続する。つまり、第１基部電極３１は第１外部電極４５と電気的に接続し、第２基部電極３２は第２外部電極４６と電気的に接続している。
【００２９】
図１において、１つの第１水晶デバイス１００で構成を説明した。しかし、１枚の水晶ウエハに数百から数千個の水晶フレーム２０が形成されている。この水晶ウエハに数百から数千個のリッドが形成されたリッド用水晶ウエハと、数百から数千個のベースが形成されたベース用水晶ウエハとがシロキサン結合される。そのシロキサン結合されたウエハがダイシングブレードで個々の第１水晶デバイス１００に切断される。
【００３０】
図２（ａ）は、リッド用水晶ウエハＬＷ側から見たパッケージウエハ８０Ｗの上面図であり、（ｂ）は、第１水晶デバイス１００を有するパッケージウエハ８０Ｗの断面図である。また、図２（ａ）は特にリッド用水晶ウエハＬＷが透明の状態で、振動片用の水晶ウエハＶＷの音叉型水晶振動片３０を主体に描かれている。パッケージウエハ８０Ｗは、説明の都合上、１つの第１水晶デバイス１００の外形（ＸＹ平面の大きさ）に相当する領域を仮想線（二点鎖線）で表示している。なお、理解を容易にするため、第１水晶フレーム２０の音叉型水晶振動片３０を点線で示し、空間部２４を網目で示している。
【００３１】
図２（ａ）に示されるように、リッド用水晶ウエハＬＷは、第１水晶デバイス１００の大きさに相当する領域に切断溝１５が格子状に形成されている。リッド用水晶ウエハＬＷの切断溝１５は、ダイシングブレードで切断される際に、第１水晶デバイス１００に割れなどが生じないように設けられている。ダイシングブレードは直線状に移動するため、リッド用水晶ウエハＬＷの切断溝１５はリッド用水晶ウエハＬＷの周縁部にまで伸びている。
【００３２】
図２（ｂ）は、第１水晶デバイス１００を有するパッケージウエハ８０Ｗの断面図である。図２（ｂ）に示されるように、パッケージウエハ８０Ｗは、リッド用水晶ウエハＬＷと振動片用の水晶ウエハＶＷとベース用水晶ウエハＢＷとから構成されている。リッド用水晶ウエハＬＷ及びベース用水晶ウエハＢＷは、それぞれ厚さが１００μｍから１５０μｍであり圧電デバイスの大きさに相当する切断溝１５及び切断溝４９が形成されている。図２（ａ）において第１水晶デバイス１００が形成されたウエハ８０Ｗは、説明の都合上第１水晶デバイス１００の大きさに相当する部分を仮想線（二点鎖線）で表示している。
【００３３】
リッド用水晶ウエハＬＷは、ウェットエッチングによりリッド側凹部１７を形成する工程において、リッド側凹部１７の反対面に圧電デバイスの大きさに相当する切断溝１５が格子状に形成される。ベース用水晶ウエハＢＷは、ウェットエッチングによりベース側凹部４７を形成する工程に於いて、ベース側凹部４７の反対面に圧電デバイスの大きさに相当する切断溝４９が格子状に形成される。切断溝１５及び切断溝４９の深さＤＤは、２０μｍから１００μｍである。また、切断溝１５及び切断溝４９の幅ＷＷは、後述するダイシングブレードの先端（刃先）とほぼ同等の幅又は幅より若干広い幅に形成されている。
切断溝１５及び切断溝４９はウェットエッチングにより形成されるため、中央から外側に行くほど幅広い溝が形成される。このため切断溝１５及び切断溝４９には斜め状のテーパ面が形成される。
【００３４】
リッド用水晶ウエハＬＷとベース用水晶ウエハＢＷとの両面に切断溝１５及び切断溝４９がそれぞれ形成されれば、ダイシングブレードの切断負荷が軽減され作業効率が高くなる。ダイシングシートの粘着剤がダイシングブレードに付着することによるパッケージのチッピング及びクラックなどの発生を解消するためには、ダイシングシート側だけに形成されていれば良い。すなわち、リッド用水晶ウエハＬＷ側がダイシングシートの粘着剤で固定されるのであれば切断溝１５が形成されればよい。ベース用水晶ウエハＢＷ側がダイシングシートの粘着剤で固定されるのであれば切断溝４９が形成されればよい。
【００３５】
＜第１水晶デバイス１００の製造工程＞
図３は、リッド１０が形成されたリッド用水晶ウエハＬＷと、音叉型水晶振動片３０及び水晶フレーム２０が形成された振動片用の水晶ウエハＶＷと、ベース４０が形成されたベース用水晶ウエハＢＷとを重ね合わせる前の斜視図である。説明の都合上仮想線（一点鎖線）で、リッド用水晶ウエハＬＷにリッド１０が示され、振動片用の水晶ウエハＶＷに水晶フレーム２０が示され、ベース用水晶ウエハＢＷにベース４０が示されている。なお、振動片用の水晶ウエハＶＷに対しては、水晶フレーム２０と音叉型水晶振動片３０とが区別し易いように空間部２４が斜線で示されている。
【００３６】
上記３枚の水晶ウエハが重ね合わされる際には、すでにリッド１０のリッド側凹部１７及び切断溝１５はフッ酸を用いたウェットエッチングで形成されている。また、ベース４０のベース側凹部４７及び切断溝４９がフッ酸を用いたウェットエッチングで形成されており、さらに第１接続電極４２及び第２接続電極４４も形成されている。音叉型水晶振動片３０には第１基部電極３１及び第２基部電極３２並びに第１励振電極３３及び第２励振電極３４が形成されている。リッド用水晶ウエハＬＷ、振動片用の水晶ウエハＶＷ及びベース用水晶ウエハＢＷは、接合面を鏡面状態にしてプラズマ処理又はイオンビームを照射される。そしてリッド用水晶ウエハＬＷ、振動片用の水晶ウエハＶＷ及びベース用水晶ウエハＢＷの接合面が活性化される。
【００３７】
接合面が活性化されたそれぞれの水晶ウエハの大きさは例えば４インチ角である。また夫々の水晶ウエハにはオリエンテーションフラット１０ｃが形成されているため、３枚の水晶ウエハを正確に位置合わせして重ね合わせる。リッド用水晶ウエハＬＷ、振動片用の水晶ウエハＶＷ及びベース用水晶ウエハＢＷの接合面は、位置合わせして重ね合わされた後、大気中で１００°Ｃから２００°Ｃ程度に加熱した状態で加圧する。これによりシロキサン結合で強固に接合し、第１水晶デバイス１００が複数形成されたウエハ８０Ｗを形成する。水晶ウエハ同士のシロキサン結合の際に、第１基部電極３１及び第２基部電極３２と第１接続電極４２及び第２接続電極４４ともしっかりと接合する。
【００３８】
第１水晶デバイス１００が形成されたウエハ８０Ｗを形成後、真空中又は不活性雰囲気中で第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３（図１又は図２を参照）の封止を行う。第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３の封止されたウエハは、ダイシングブレードで切断して第１水晶デバイス１００が完成する。第１水晶デバイス１００が形成されたウエハ８０Ｗの切断方法は、図４ないし図５を用いて説明する。
【００３９】
図４（ａ）は、ダイシングシート５０にマウントされている第１水晶デバイス１００が形成されたウエハ８０Ｗの上面図であり、図４（ｂ）は、切断溝１５が形成され第１水晶デバイス１００が形成されたウエハ８０Ｗをダイシングシートにマウントした概念図であり、図４（ｃ）は、切断溝１５を備えたウエハ８０Ｗの切断の様子を示す概念図である。
【００４０】
図４（ａ）に示されるように、第１水晶デバイス１００が形成されたウエハ８０Ｗは、ダイシングシート５０にマウントされ粘着剤５０ａで固着される。ウエハ８０Ｗは、ベース用水晶ウエハＢＷが粘着剤５０ａに固着されている。リッド用水晶ウエハＬＷには、圧電デバイスの大きさに相当する切断溝１５が格子状に形成されている。
【００４１】
図４（ｂ）に示されるように、ベース用水晶ウエハＢＷの切断溝４９は、粘着剤５０ａと接しておらず、切断溝４９の底面と粘着剤５０ａとの間には２０μｍから１００μｍの空間が形成される。
【００４２】
図４（ｃ）は、切断溝４９を備えたウエハ８０Ｗの切断の様子を示す概念図である。第１水晶デバイス１００が形成されたウエハ８０Ｗは、ダイシングブレード５１によって切断され複数の第１水晶デバイス１００に分離される。このとき、ダイシングブレード５１の先端はダイシングシート５０に接しない程度に切り込まれるよう制御される。ダイシングシート５０側のウエハ８０Ｗ、すなわちベース用水晶ウエハＢＷに切断溝４９が設けられているため、ダイシングブレード５１の先端がダイシングブレード５１まで接しなくても切断できる。
【００４３】
＜第１水晶デバイス１００の切断＞
次にダイシングブレード５１でウエハ８０Ｗの切り込み深さを調整して実験した結果を図５及び図６を使って説明する。
図５（ａ）は、ダイシングブレード５１でダイシングシート５０の中まで切り込んでウエハ８０Ｗを切断する図である。（ｂ）は（ａ）に示された方法で切断された第１水晶デバイス１００のベース用水晶ウエハＢＷ側の平面図である。
【００４４】
まず、図５（ａ）に示されるように、ダイシングブレード５１の先端が粘着剤５０ａ及びダイシングシート５０にまで切り込むと、ウエハ８０Ｗの切りくずが粘着剤５０ａに粘着される。またダイシングブレード５１の先端にも粘着剤５０ａが付着する。このため大きさの異なる水晶の切りくずが粘着剤５０ａに粘着したまま、ダイシングブレード５１とともに回転する。すると、大きさの異なる水晶の切りくずがブレードのような役目をして、ベース用水晶ウエハＢＷを切断する現象が発生する。
【００４５】
このため、図５（ｂ）に示されるように、第１水晶デバイス１００のベース４０側（又はベース用水晶ウエハＢＷ側）は、チッピング及びクラックなどが発生する。このようなチッピング及びクラックがある第１水晶デバイス１００は不良が発生し易い。このため、ウエハ８０Ｗの切りくずが出ないように、ダイシングブレード５１の先端が粘着剤５０ａに接しない程度まで切り込むことが考えられる。
【００４６】
図６（ａ）は、ダイシングブレード５１でダイシングシート５０の粘着剤５０ａに接しない程度まで切り込んでウエハ８０Ｗを切断する図である。（ｂ）は（ａ）で切断された第１水晶デバイス１００を示した図である。図６（ｃ）は、図４（ｃ）に示された方法で切断された第１水晶デバイス１００を示した図である。
【００４７】
まず、図６（ａ）に示されるように、ダイシングブレード５１の先端が粘着剤５０ａに接しない程度に切り込む。一般にダイシングブレード５１の先端は、切断の繰り返しにより丸みを帯びている。特に硬度が高い水晶ウエハの切断ではダイシングブレードの先端が丸くなる。このため、第１水晶デバイス１００が形成されたベース４０側（又はベース用水晶ウエハＢＷ側）の裏面ギリギリの深さで切断した場合は、切断されなかった部分がバリ５２となる。
【００４８】
図６（ａ）に示されたように切断した場合は、（ｂ）に示されるように、切断された第１水晶デバイス１００のベース４０側（又はベース用水晶ウエハＢＷ側）に、バリ５２が形成されている。これらのバリ５２は割れ５３を引き起こし、これがパッケージ８０のリークやパッケージ内雰囲気の安定性を欠き、第１水晶デバイス１００の耐久性の低下の原因となっている。
【００４９】
図６（ｃ）において、切断溝４９が仮想的に点線で示されている。このとき、ダイシングブレード５１の先端はダイシングシート５０に接しない程度に切り込まれる。ベース用水晶ウエハＢＷに切断溝４９が設けられているため、ダイシングブレード５１の先端がダイシングシート５０まで接しなくても、図６（ｂ）に示されたバリ５２が形成されていない。ダイシングブレード５１が粘着剤５０ａに接しない状態でも切断できるので、第１水晶デバイス１００が形成されたウエハ８０Ｗにチッピングが発生せず、またバリ５２が形成されない。また、バリ５２のように水晶が突き出るのではなく、バリ５２代わりに切断溝４９のテーパ面が形成されている。
【００５０】
＜第２実施形態；第２水晶デバイス１２０の構成＞
図７は、ＡＴ型水晶振動片６５を備えた第２水晶デバイス１２０の概略図を示している。一般的に、高周波数に対応した圧電振動デバイスとして、ＡＴ型水晶振動片６５が利用されている。このＡＴ型水晶振動片６５は、水晶振動片の厚み方向の上下表面が、それぞれ対向方向にすべるような振動により高い振動を発生させる。ＡＴ型水晶振動片６５の周波数は水晶振動片の厚さによって決まり、厚さと反比例の関係にある。
【００５１】
図７（ａ）は、第２水晶デバイス１２０の陽極接合を行う概略断面図であり、（ｂ）は、第２リッド１０Ａの正面図であり、（ｃ）は、第２水晶フレーム６０の正面図であり、（ｄ）は、第２ベース４０Ａの正面図である。
【００５２】
図７（ａ）は、第２水晶デバイス１２０のパッケージ接合に陽極接合を行う第２リッド１０Ａおよび第２ベース４０Ａ並びに第２水晶フレーム６０のＢ−Ｂ概略断面図である。第２水晶デバイス１２０は、第２水晶フレーム６０を中心として、第２水晶フレーム６０の下に第２ベース４０Ａが接合され、第２水晶フレーム６０の上にリッド側凹部１７Ａを備えた第２リッド１０Ａが接合されている。
図７（ｂ）及び（ｄ）に示される第２リッド１０Ａおよび第２ベース４０Ａは、パイレックス（登録商標）ガラス及びホウ珪酸ガラスなどからなり、ナトリウムイオンなどの金属イオンを含有している。第２リッド１０Ａは、リッド側凹部１７Ａを第２水晶フレーム６０側の片面に有している。第２ベース４０Ａは、ベース側凹部４７Ａを第２水晶フレーム６０側の片面に有している。第２水晶フレーム６０は、水晶エッチングにより形成されたＡＴ型水晶振動片６５を有している。
【００５３】
図７（ｃ）に示される第２水晶フレーム６０は、ＡＴ型水晶振動片６５と外側に外枠部６１とを有しており、ＡＴ型水晶振動片６５と外枠部６１との間には空間部６２が形成されている。ＡＴ型水晶振動片６５は、接続電極６６，６７及び励振電極６８を備える。接続電極６６，６７及び励振電極６８は、１５０オングストローム〜７００オングストロームのクロム（Ｃｒ）層の上に４００オングストローム〜２０００オングストロームの金（Ａｕ）層が形成された構成である。第２水晶フレーム６０の外枠部６１は、表面及び裏面に金属膜６３を備える。金属膜６３は、スパッタリングもしくは真空蒸着などの手法により形成する。金属膜６３は、アルミニュウム（Ａｌ）層より成り、アルミニュウム層の厚みは１０００Å〜１５００Å程度とする。
【００５４】
図７(ｄ)に示されるように、第２ベース４０Ａは、ベース側凹部４７Ａを第２水晶フレーム６０側の片面に有している。第２ベース４０Ａは、エッチングによりベース側凹部４７を設ける際、同時に第１スルーホール４１Ａと第２スルーホール４３Ａとを形成する。第２ベース４０Ａの表面には、第１接続電極４２及び第２接続電極４４を形成する。ベース４０の裏面には、第１外部電極４５及び第２外部電極４６を形成されている。
【００５５】
第２水晶デバイス１２０は、ＡＴ型水晶振動片６５を備えた第２水晶フレーム６０を中心として、リッド側凹部１７Ａを備えた第２リッド１０Ａ及びベース側凹部４７Ａを備えた第２ベース４０Ａを重ねる。そして、大気中で２００°Ｃから４００°Ｃに加熱しながら加圧し、第２リッド１０Ａの上面をマイナス電位に、外枠部６１の表面及び裏面の金属膜６３をプラス電位にして、直流電源９０を用いて４００Ｖの直流電圧を１０分間印加して陽極接合技術により接合しパッケージ８０Ａが形成される。
【００５６】
パッケージ８０Ａは、スルーホールの体積より多少体積の小さい共晶金属ボールによって、真空中又は不活性雰囲気中で第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３が封止される。第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３の封止されたパッケージ８０Ａは、ダイシングブレード又はレーザソーで切断して第２水晶デバイス１２０が完成する。
【００５７】
なお、図７で説明された第２水晶デバイス１２０は、第２リッド１０Ａ、第２ベース４０Ａ及びＡＴ型水晶振動片６５を備えた第２水晶フレーム６０が単体で描かれているが、実際には図８に描かれているようにウエハ単位で製造が行われる。
また、第２リッド１０Ａ及び第２ベース４０Ａがガラスではなく水晶材料を使用する場合には、ＡＴカットのリッド及びベースを用意し、それらを第２水晶フレーム６０とシロキサン結合を行うことができる。
【００５８】
＜第２水晶デバイス１２０の製造工程＞
図８は、リッド側凹部１７Ａが形成されたリッド用ガラスウエハＧＬＷと、ＡＴ型水晶振動片６５及び金属膜６３が形成された振動片用の水晶ウエハＶＷと、ベース側凹部４７Ａが形成されたベース用ガラスウエハＧＢＷとを重ね合わせる前の図である。
【００５９】
リッド用ガラスウエハＧＬＷには切断溝１５、リッド側凹部１７Ａ及び第２リッド１０Ａが形成され、リッド側凹部１７Ａが点線で示されている。重ね合わせる際には、すでに第２リッド１０Ａのリッド側凹部１７Ａ及び切断溝１５はエッチングで形成されている。ベース用ガラスウエハＧＢＷには、切断溝４９、ベース側凹部４７Ａ及び第２ベース４０Ａが形成され、切断溝４９が点線で示されている。重ね合わせる際には、すでに第２ベース４０Ａのベース側凹部４７Ａ及び切断溝４９はエッチングで形成されている。説明の都合上仮想線で、振動片用の水晶ウエハＶＷに水晶フレーム６０を示し、ＡＴ型水晶振動片６５と水晶フレーム６０とが区別しやすいように空間部６２が斜線で示されている。また、パッケージ接合に陽極接合を行う説明用配線図が示されている。
【００６０】
振動片用水晶ウエハＶＷは、ＡＴ型水晶振動片６５及び金属膜６３を備えている。また、図７で説明したように、ＡＴ型水晶振動片６５には励振電極６８及び接続電極６６、６７が形成されている。
【００６１】
リッド用ガラスウエハＧＬＷ及びベース用ガラスウエハＧＢＷ並びに振動片用の水晶ウエハＶＷの大きさは、例えば直径４インチでありオリエンテーションフラット１０ｃが形成されているため、３枚のウエハを正確に位置合わせして重ね合わせる。重ね合わされた３枚のウエハは陽極接合技術により接合される。具体的には３枚のウエハは、真空中あるいは不活性ガス中で２００℃から４００℃に加熱しながら加圧され、さらに、リッド１０Ａの上面及びベース４０Ａの下面をマイナス電位に、外枠部６１の表面及び裏面の金属膜６３をプラス電位にして、直流電源９０を用いて４００Ｖの直流電圧が１０分間印加される。その結果、パッケージ８０Ａを形成される。パッケージ８０Ａは、真空中又は不活性雰囲気中で第１スルーホール４１Ａ及び第２スルーホール４３Ａの封止が行われる。パッケージ８０Ａ内が真空になった又は不活性ガスで満たされた第２水晶デバイス１２０が形成される。
【００６２】
リッド用ガラスウエハＧＬＷ及びベース用ガラスウエハＧＢＷ並びに振動片用の水晶ウエハＶＷの３枚が接合された状態で、ダイシングブレード５１で切断して第２水晶デバイス１２０が完成する。リッド用ガラスウエハＧＬＷ及びベース用ガラスウエハＧＢＷは、圧電デバイスの大きさに相当する切断溝１５及び切断溝４９がそれぞれ形成されている。ウエハの切断方法は、図４を用いて説明した方法と同様に、ダイシングブレード５１によって切断され複数の第２水晶デバイス１２０に分離される。このとき、切断溝４９がダイシングシート側のウエハに設けられているため、ダイシングブレード５１がダイシングシート５０まで切り込まなくても切断できる。このためベース用ガラスウエハＧＢＷにチッピング及びクラックなどの発生要因となるガラス又は水晶の切りくずを発生させることなく、所定の圧電デバイスの大きさに高精度で切断することが可能となる。
【００６３】
＜第３水晶デバイス１５０の構成＞
図９（ａ）は、音叉型水晶振動片３０を備えた本実施例の第３水晶デバイス１５０の概略図を示している。音叉型水晶振動片３０は、基部２３及び振動腕２１を囲む外枠部２９を備え、一対の支持腕２２から延びる接続部２６により外枠部２９と接続し、第３水晶フレーム２０Ｂを形成している。図９（ａ）は、分割した状態の第３水晶デバイス１５０を、第３リッド１０Ｂのリッド部側からみた斜視図である。図９（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面で第３水晶デバイス１５０の断面構成図である。
【００６４】
図９（ａ）に示されるように、第３水晶デバイス１５０は、最上部の第３リッド１０Ｂ、第３水晶フレーム２０Ｂ及び第３ベース４０Ｂから構成される。第３リッド１０Ｂ及び第３ベース４０Ｂは水晶材料から形成される。第３水晶フレーム２０Ｂは、エッチングにより形成された音叉型水晶振動片３０を有している。第３水晶デバイス１５０と第１水晶デバイス１００と異なる点は、第３水晶デバイス１５０の第３ベース４０Ｂのダイシングラインに斜面を有する切断溝を形成している点である。また、第３ベース４０Ｂのベース底面をサンドブラスト後に、ベース底面の切断溝斜面と底面とに外部電極部を成膜し、外部電極部をメッキしている点である。
【００６５】
図９（ａ）、（ｂ）に示されるように、パッケージ８０Ｂのスルーホール４１，４３は、封止材７０で封止される。第３ベース４０Ｂは、底面にサンドブラストで粗い面５５が形成され、第１外部電極４５Ａ（４５ａ，４５ｂ）及び第２外部電極４６Ａ（４６ａ，４６ｂ）が形成される。第１外部電極４５Ａ及び第２外部電極４６Ａは二層から成り、サンドブラストで形成された粗い面５５の全面に金属膜をスパッタリングした後、フォトリソグラフィー技術により第１外部電極下地膜４５ａ及び第２外部電極下地膜４６ａが形成される。第１外部電極下地膜４５ａ及び第２外部電極下地膜４６ａは、湿式金属メッキにより第１外部電極メッキ膜４５ｂ及び第２外部電極メッキ膜４６ｂが形成される。外部電極の製造方法は、図１４ないし図１７を用いて後述する。
【００６６】
図１０（ａ）はリッド用水晶ウエハＬＷ２の上面図であり、（ｂ）はリッド用水晶ウエハＬＷ２の内面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面でリッド用水晶ウエハＬＷ２の断面図である。説明の都合上、１つの第３リッド１０Ｂの外形（ＸＹ平面の大きさ）に相当する領域を仮想線（二点鎖線）で表示している。
【００６７】
図１０（ａ）示されるように、リッド用水晶ウエハＬＷ２には切断溝１５が形成されている。リッド用水晶ウエハＬＷ２の切断溝１５は、ダイシングブレードで切断される際に、第３水晶デバイス１５０に割れなどが生じないように設けられている。ダイシングブレードは直線状に移動するため、リッド用水晶ウエハＬＷの切断溝１５はリッド用水晶ウエハＬＷ２の周縁部にまで伸びている。
【００６８】
図１０（ｂ）は、リッド用水晶ウエハＬＷ２の内面図である。リッド用水晶ウエハＬＷ２は、リッド側凹部１７と段差部１８を有している。リッド側凹部１７と段差部１８は、ウェットエッチングにより形成される。図１０（ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面でリッド用水晶ウエハＬＷ２の断面図である。リッド用水晶ウエハＬＷ２のリッド側凹部１７及び切断溝１５は、ウェットエッチングにより同時に形成される。
【００６９】
図１１（ａ）は振動片用の水晶ウエハＶＷ２の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面で振動片用の水晶ウエハＶＷ２の断面図である。説明の都合上、１つの第３水晶フレーム２０Ｂの外形（ＸＹ平面の大きさ）に相当する領域を仮想線（二点鎖線）で表示している。
【００７０】
図１１（ａ）に示されるように、第３水晶フレーム２０Ｂは、その中央部にいわゆる音叉型水晶振動片３０と外側に外枠部２９とを有しており、音叉型水晶振動片３０と外枠部２９との間には空間部２４が形成されている。音叉型水晶振動片３０の外形を規定する空間部２４はウェットエッチングにより形成されている。音叉型水晶振動片３０は、外枠部２９と同じ厚さである。図１１（ａ）および（ｂ）に示されるように表面、裏面に基部電極及び励振電極が形成されている。第３水晶フレーム２０Ｂは、振動腕２１の先端付近は一定幅でストレートである。その形状以外は、第１水晶デバイス１００の水晶フレーム２０と同じ構成で同一符号のため説明を省略する。
【００７１】
図１２（ａ）はベース用水晶ウエハＢＷ２の上面図であり、（ｂ）はベース用水晶ウエハＢＷ２の裏面図であり、（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面でベース用水晶ウエハＢＷ２の断面図である。図１２（ａ）は、理解を容易にするために、１つの第３ベース４０Ｂの外形（ＸＹ平面の大きさ）に相当する領域を仮想線（二点鎖線）で表示している。
【００７２】
図１２（ａ）に示されるように、ベース用水晶ウエハＢＷ２の第３ベース４０Ｂは、表面にベース側凹部４７、接続電極用段差４８を有している。ベース４０は、ウェットエッチングによりベース側凹部４７及び接続電極用段差４８を設ける際、同時に第１スルーホール４１と第２スルーホール４３とを形成する。第３ベース４０Ｂの表面には、接続電極用段差４８が形成され、接続電極用段差４８に第１接続電極４２及び第２接続電極４４を形成する。
【００７３】
図１２（ｂ）に示されるように、ベース用水晶ウエハＢＷ２の底部には、切断溝５９が形成されている。切断溝５９は、ウェットエッチングによりベース側凹部４７を形成する工程に於いて、ベース側凹部４７の反対面に第３ベース４０Ｂの大きさに相当する領域に格子状に且つベース用水晶ウエハＢＷ２の周縁部にまで形成される。図１２（ｃ）に示されるように、切断溝５９は大きなテーパ部５８を有している。第３ベース４０Ｂの底面および大きなテーパ部５８にも第１外部電極４５Ａ及び第２外部電極４６Ａが形成されている。切断溝５９のテーパ部５８に形成された第１外部電極４５Ａ及び第２外部電極４６Ａは、第３水晶デバイス１５０をプリント基板（不図示）に表面実装した際にハンダ（不図示）が上方向（Ｚ軸方向）にまで盛り上がり固着強度を増す役目を有する。
【００７４】
図１３は、リッド用水晶ウエハＬＷ２側から見たパッケージウエハ８０ＷＡの上面図である。また、図１３は特にリッド用水晶ウエハＬＷ２が透明の状態で、振動片用の水晶ウエハＶＷ２の音叉型水晶振動片３０を主体に描かれている。パッケージウエハ８０ＷＡは、説明の都合上、１つの第３水晶デバイス１５０の外形（ＸＹ平面の大きさ）に相当する領域を仮想線（二点鎖線）で表示している。なお、理解を容易にするため、第３水晶フレーム２０Ｂの音叉型水晶振動片３０を点線で示し、空間部２４を網目で示している。
【００７５】
図１３に示されるように、リッド用水晶ウエハＬＷ２には切断溝１５が形成されている。ベース用水晶ウエハＢＷ２（図１４を参照）にも、リッド用水晶ウエハＬＷ２の切断溝１５と同じ位置（ＸＹ平面）で、切断溝１５より大きめの切断溝５９が形成される。
【００７６】
図１４は、図１３で示したパッケージウエハ８０ＷＡのＦ−Ｆ断面線で切った拡大断面図である。
図１４に示されるように、第３水晶デバイス１５０が形成されたパッケージウエハ８０ＷＡは、リッド用水晶ウエハＬＷ２と振動片用の水晶ウエハＶＷ２とベース用水晶ウエハＢＷ２とから構成されている。リッド用水晶ウエハＬＷ２及びベース用水晶ウエハＢＷ２は、それぞれ厚さが１００μｍから１５０μｍであり、第３水晶デバイス１５０の大きさに相当する切断溝１５及び切断溝５９が形成されている。パッケージウエハ８０ＷＡは、理解を容易にするため、第３水晶デバイス１５０の大きさに相当する部分を仮想線（二点鎖線）で表示している。
【００７７】
切断溝１５の深さＤＤ１は２０μｍから７０μｍである。また、切断溝１５の幅ＷＷ１は、後述するダイシングブレードの先端（刃先）とほぼ同等の幅又は幅より若干広い幅に形成されている。切断溝５９の深さＤＤ２及び幅ＷＷ２は、切断溝１５より深く、広く形成される。切断溝５９の深さＤＤ２は、３０μｍから１００μｍである。また、切断溝５９の両側には断面が斜め状のテーパ部５８が形成されている。このテーパ部５８に外部電極用の金属膜が成膜される。切断溝５９の幅ＷＷ２は切断溝１５の幅ＷＷ１の１．２〜１．５倍の広さとなる。切断溝１５及び切断溝５９はウェットエッチングにより形成されるため、中央から外側に行くほど幅広い溝が形成される。
【００７８】
ベース用水晶ウエハＢＷ２の第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３は封止材７０で封止される。第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３を封止されたベース用水晶ウエハＢＷ２の底面は、サンドブラストで粗い面５５に形成される。粗い面５５はその全面に金属膜がスパッタリングで形成された後、フォトリソグラフィー技術により第１外部電極下地膜４５ａ及び第２外部電極下地膜４６ａの形状に形成される第１外部電極下地膜４５ａ及び第２外部電極下地膜４６ａは、切断溝５９のテーパ部５８にまで成膜される。しかし、ダイシングブレード５１で切断される箇所には、第１外部電極下地膜４５ａ及び第２外部電極下地膜４６ａが形成されていない。
【００７９】
第１外部電極下地膜４５ａ及び第２外部電極下地膜４６ａには、湿式金属メッキにより第１外部電極メッキ膜４５ｂ及び２外部電極メッキ膜４６ｂが成膜される。これによりテーパ部１９を有する二層からなる第１外部電極４５Ａ及び第２外部電極４６Ａが完成する。第３水晶デバイス１５０がプリント基板又はフレキシブル基板（不図示）などにハンダで表面実装した際にハンダがテーパの斜面にも盛り上がるため接着強度が向上する。
【００８０】
図１５は、図１４のＸ部の拡大断面図である。パッケージウエハ８０ＷＡはダイシングシート５０に固定されて、ダイシングブレード５１で切断される。ダイシングシート５０の粘着剤５０ａと切断溝５９とには空間が形成される。図１５に示されるように、ダイシングブレード５１はダイシングシート５０の粘着剤５０ａに接しない程度まで切り込む。そのためダイシングブレード５１の先端はダイシングシート５０及び粘着剤５０ａに接しない状態でパッケージウエハ８０ＷＡを切断でき、水晶の切りくずがパッケージウエハ８０ＷＡに悪影響を与えない。第３水晶デバイス１５０が形成されたパッケージウエハ８０ＷＡにチッピングやバリが発生しない。
【００８１】
＜第３水晶デバイス１５０の製造方法＞
次に第３水晶デバイス１５０の製造方法について説明する。図１６は第３水晶デバイス１５０の第１製造方法のフローチャートであり、図１７は第３水晶デバイス１５０の第２製造方法のフローチャートである。
ステップＳ１０２はリッド用水晶ウエハＬＷ２の工程であり、ステップＳ１１２及びステップＳ１１４は振動片用の水晶ウエハＶＷ２の工程であり、ステップＳ１２２及びステップＳ１２４はベース用水晶ウエハＢＷ２の工程である。ステップＳ１５２以降は３枚のウエハを重ね合わせた工程である。
【００８２】
ステップＳ１０２において、リッド用水晶ウエハＬＷ２にリッド側凹部１７及び切断溝１５を有する第３リッド１０Ｂが形成される。リッド用水晶ウエハＬＷ２は、リッド側凹部１７及び切断溝１５を有する第３リッド１０Ｂが数百から数千個形成される。
【００８３】
ステップＳ１１２において、ウェットエッチングにより振動片用の水晶ウエハＶＷ２に水晶振動片３０を有する第３水晶フレーム２０Ｂが形成される。第３水晶フレーム２０Ｂは１枚の振動片用の水晶ウエハＶＷに数百から数千個形成される。
ステップＳ１１４において、振動片用の水晶ウエハＶＷ２の各水晶振動片３０に励振電極３３，３４及び基部電極３１，３２が形成される。
【００８４】
ステップＳ１２２において、ベース用水晶ウエハＢＷ２にベース側凹部４７、切断溝５９及び第１スルーホール４１，第２スルーホール４３を有する第３ベース４０Ｂを形成する。１枚のベース用水晶ウエハＢＷ２に第３ベース４０Ｂは数百から数千個形成される。
ステップＳ１２４において、ベース用ウエハＢＷ２に、第１接続電極４２及び第２接続電極４４を形成する。
【００８５】
ステップＳ１５２において、リッド用水晶ウエハＬＷ２、振動片用の水晶ウエハＶＷ２及びベース用水晶ウエハＢＷ２をシロキサン結合するため接合面を鏡面状態にして清浄な状態にする。ＳＷＰ(Surface Wave Plasma)型ＲＩＥ方式のプラズマ処理装置を用いて接合面を活性化させることができる。第３リッド１０Ｂ、第３水晶フレーム２０Ｂ及び第３ベース４０Ｂの接合面が活性化されたウエハが位置合わせして重ね合わせられ、常温から１００°Ｃ程度の比較的低温に加熱した状態で加圧される。これにより、シロキサン結合で強固に接合したパッケージウエハ８０ＷＡが形成される。
【００８６】
ステップＳ１５４において、パッケージウエハ８０ＷＡは、真空中又は不活性雰囲気中で封止材７０を溶かして第１スルーホール４１，第２スルーホール４３を封止する。封止材７０は共晶金属ボールであり、金シリコン（Ａｕ３．１５Ｓｉ）合金又は金ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金が使用される。
【００８７】
ステップＳ１５６において、スルーホールが封止されたパッケージウエハ８０ＷＡは、ベース基板底面全面をサンドブラストによって粗い面５５に形成される。粗い面５５は、スパッタリングにより金属膜が形成される。次にフォトリソグラフィー技術を用い第１外部電極下地膜４５ａ及び第２外部電極下地膜４６ａが形成される。第１外部電極下地膜４５ａ及び第２外部電極下地膜４６ａは、切断溝５９のテーパ部５８にも形成される。
【００８８】
ステップＳ１５８において、第１外部電極下地膜４５ａ及び第２外部電極下地膜４６ａが形成されたパッケージウエハ８０ＷＡは、湿式電気メッキでメッキ膜が成膜され、第１外部電極メッキ膜４５ｂ及び第２外部電極メッキ膜４６ｂを有する第１外部電極４５Ａ及び第２外部電極４６Ａが形成される。
【００８９】
ステップＳ１６０において、外部電極が形成されたパッケージウエハ８０ＷＡは、切断溝１５に沿ってダイシングブレード５１で切断する。ダイシングブレード５１の先端はダイシングシート５０及び粘着剤５０ａに接しない状態で切断できるので、第３水晶デバイス１５０が形成されたパッケージウエハ８０ＷＡにチッピングやバリが発生しない。また、パッケージウエハ８０ＷＡの底面のテーパ部５８にも第１外部電極４５Ａ及び第２外部電極４６Ａが形成されている。
【００９０】
図１７は、第３水晶デバイス１５０の第２製造方法のフローチャートである。
ステップＳ２０２はリッド用水晶ウエハＬＷ２の工程であり、ステップＳ２１２及びステップＳ２１４は振動片用の水晶ウエハＶＷ２の工程であり、ステップＳ２２２からステップＳＳ２２６はベース用水晶ウエハＢＷ２の工程である。ステップＳ２５２以降は３枚のウエハを重ね合わせた工程である。
【００９１】
ステップＳ２０２において、リッド用水晶ウエハＬＷ２にリッド側凹部１７及び切断溝１５を有する第３リッド１０Ｂが形成される。
【００９２】
ステップＳ２１２において、ウェットエッチングにより振動片用の水晶ウエハＶＷ２に水晶振動片３０を有する第３水晶フレーム２０Ｂが形成される。
ステップＳ２１４において、水晶ウエハＶＷ２の各水晶振動片３０に基部電極３１，３２及び励振電極３３，３４などが形成される。
【００９３】
ステップＳ２２２において、ベース用水晶ウエハＢＷ２にベース側凹部４７、切断溝５９及び第１スルーホール４１，第２スルーホール４３を形成する。
ステップＳ２２４において、ベース用水晶ウエハＢＷ２に、第１接続電極４２及び第２接続電極４４が形成される。
【００９４】
ステップＳ２２６において、封止材７０を溶かして第１スルーホール４１，第２スルーホール４３を封止する。封止材７０は共晶金属ボールであり、金シリコン（Ａｕ３．１５Ｓｉ）合金又は金ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金が使用される。
【００９５】
ステップＳ２５２において、リッド用水晶ウエハＬＷ２、振動片用の水晶ウエハＶＷ２及びベース用水晶ウエハＢＷ２をシロキサン結合するため接合面を鏡面状態にしてプラズマ処理などによって表面活性化する。表面活性化されたリッド用水晶ウエハＬＷ２、振動片用の水晶ウエハＶＷ２及びベース用水晶ウエハＢＷ２は、不図示のオリエンテーションフラットで位置決めされ重ね合わされる。
【００９６】
ステップＳ２５４において、重ね合わされた３枚のウエハは、真空中又は不活性雰囲気中で１００°Ｃから２００°Ｃ程度以下の比較的低温に加熱した状態で加圧することによりシロキサン結合で強固に接合してパッケージウエハ８０ＷＡを形成する。
【００９７】
ステップＳ２５６において、気密封止されたパッケージウエハ８０ＷＡは、ベース基板底面全面をサンドブラストによって粗い面５５が形成される。
ステップＳ２５８において、パッケージウエハ８０ＷＡの粗い面５５に、外部電極のパターンを備えたメタルマスクを配置し金属膜をスパッタリングにより形成する。メタルマスクを取り除くと、パッケージウエハ８０ＷＡの底面およびテーパ部５８に第１外部電極下地膜４５ａ及び第２外部電極下地膜４６ａが形成されている。
【００９８】
ステップＳ２６０において、第１外部電極下地膜４５ａ及び第２外部電極下地膜４６ａが形成されたパッケージウエハ８０ＷＡは、湿式電気メッキで第１外部電極メッキ膜４５ｂ及び第２外部電極メッキ膜４６ｂが成膜され、第１外部電極４５Ａ及び第２外部電極４６Ａが形成される。
ステップＳ２６２において、外部電極が形成されたパッケージウエハ８０ＷＡは、切断溝１５に沿ってダイシングブレードで切断される。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上、本発明の好適実施例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上記各実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。たとえば、本実施形態では切断溝１５、切断溝４９及び切断溝５９はウェットエッチングにより形成される例を説明した。しかし、切断溝１５、切断溝４９及び切断溝５９は、細かな砂を飛ばして水晶を加工するブラスト加工などで形成してもよい。また、本発明の音叉型圧電振動片３０及びＡＴ振動片６５を有する水晶フレームは、水晶以外にニオブ酸リチウム等の様々な圧電単結晶材料を用いることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１０  …  リッド、１０Ａ …  第２リッド、１０Ｂ …  第３リッド
１５，４９，５９  …  切断溝
１７，１７Ａ  …  リッド側凹部
１８ …  段差
２０  …  水晶フレーム、６０  …  第２水晶フレーム、２０Ｂ  …  第３水晶フレーム
２１  …  振動腕、２２  …  支持腕、２３  …  基部
２４，６２  …  空間部
２６  …  接続部
２９，６１  …  外枠部
３０  …  音叉型水晶振動片
３１、３２  …  基部電極
３３、３４、６８  …  励振電極
４０  …  ベース、  ４０Ａ  …  第２ベース、  ４０Ｂ  …  第３ベース
４１、４１Ａ  …  第１スルーホール、４３，４３Ａ  …  第２スルーホール
４２  …  第１接続電極、  ４４  …  第２接続電極
４５，４５Ａ  …  第１外部電極、  ４６，４６Ａ  …  第２外部電極
４７，４７Ａ  …  ベース側凹部
４８  …  接続電極用段差  
５０  …  ダイシングシート、５０ａ  …  粘着剤
５２  …  バリ、５３  …  割れ
５５  …  粗い面
５８  …  テーパ面
６３  …  金属膜
６５  …  ＡＴ型水晶振動片
６６，６７  …  接続電極
７０  …  封止材
８０，８０Ａ、８０Ｂ  …  パッケージ、
８０Ｗ、８０ＷＡ  …  パッケージウエハ
９０  …  直流電源
１００  …  第１水晶デバイス
１２０  …  第２水晶デバイス
１５０  …  第３水晶デバイス
ＢＷ、ＢＷ２  …  ベース用水晶ウエハ 、ＧＢＷ  …  ベース用ガラスウエハ
ＬＷ、ＬＷ２  …  リッド用水晶ウエハ、ＧＬＷ  …  リッド用ガラスウエハ
ＶＷ、ＶＷ２  …  振動片用の水晶ウエハ
ＤＤ  …  切断溝の深さ
ＷＷ  …  切断溝の幅
【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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【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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