(57)【要約】【課題】  生産性を向上させる圧電振動デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】  圧電振動デバイスの製造方法は、圧電振動片を載置するベースを複数有するとともに各ベースの周囲に形成された第１接合膜と該第１接合膜と接する位置に形成された第１窪み部（６６）とを有するベースウエハを用意する工程（Ｓ１２２，１２４）と、圧電振動片を覆うリッドを複数有するとともに各リッドの周囲に形成された第２接合膜と該第２接合膜と接する位置に形成された第２窪み部（６７）とを有するリッドウエハを用意する工程（Ｓ１０２，Ｓ１０４）と、第１窪み部（６６）又は第２窪み部（６７）に接合材（７５）を載置する工程と、接合材を一旦溶融して接合材を第１接合膜及び第２接合膜に沿って流すとともにその後凝固させてベースウエハとリッドウエハとを接合する接合工程（Ｓ１５２）と、を備える。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動デバイスを製造する圧電振動デバイスの製造方法において、
圧電振動片を載置するベースを複数有するとともに各ベースの周囲に形成された第１接合膜と該第１接合膜と接する位置に形成された第１窪み部とを有するベースウエハを用意する工程と、
前記圧電振動片を覆うリッドを複数有するとともに各リッドの周囲に形成された第２接合膜と該第２接合膜と接する位置に形成された第２窪み部とを有するリッドウエハを用意する工程と、
前記第１窪み部又は前記第２窪み部に接合材を載置する工程と、
前記接合材を一旦溶融して、接合材を前記第１接合膜及び前記第２接合膜に沿って流すとともに、その後凝固させて前記ベースウエハと前記リッドウエハとを接合する接合工程と、
を備える圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記第１窪み部及び前記第２窪み部は、半球状の窪み形状である請求項１に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記半球状の窪み形状は、円形の孔が空いたマスクを使ってエッチングにより形成される請求項２に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記接合工程は、真空又は不活性ガス中で行われる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記接合工程後に、前記接合された前記ベースウエハと前記リッドウエハとを前記ベース毎に切断する切断工程を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記第１接合膜又は前記第２接合膜は、前記切断工程で切断される領域を避けて形成される請求項５に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記ベースウエハを用意する工程は、前記圧電振動デバイスの外周の大きさに沿って前記切断工程用の切断溝を有するベースウエハを用意し、
前記リッドウエハを用意する工程は、前記圧電振動デバイスの外周の大きさに沿って前記切断工程用の切断溝を有するリッドウエハを用意する請求項５又は請求項６に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された圧電振動デバイスであって、
前記ベース又は前記リッドの周囲の前記第１接合膜又は前記第２接合膜に第１窪み部又は前記第２窪み部が形成されている圧電振動デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に量産に優れた圧電振動デバイス及び圧電振動デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体通信機器やＯＡ機器等の小型軽量化及び高周波数化に伴って、それらに用いられる圧電振動デバイスも、より一層の小型化及び高周波数化への対応が求められている。また製造コストを下げるために量産性に優れた圧電振動デバイスの製造方法が求められている。
【０００３】
特許文献１の圧電振動デバイスの製造方法によれば、圧電振動片を収納するパッケージを複数有するウエハのガイド部に個々のリッドを載置している。そして、その製造方法はガイド部を介してリッドとパッケージとを嵌合し気密封止した後、パッケージウエハを切断して複数の圧電振動デバイスを形成している。特許文献１の圧電振動デバイスの製造方法は、パッケージケースとリッドとの位置ずれを防ぐことができるため、生産性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８２４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の製造方法は、圧電振動片を収納するパッケージがウエハ単位となっているに過ぎず、リッドは個片の状態になっている。このため、複数のパッケージを形成したウエハに個々にリッドを搭載しなければならない。したがってさらなる生産性の向上が求められている。
【０００６】
本発明は、生産性を向上させ長期安定性の高い圧電振動デバイスおよ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】
【０００７】
第１観点の圧電振動デバイスの製造方法は、圧電振動片を載置するベースを複数有するとともに各ベースの周囲に形成された第１接合膜と該第１接合膜と接する位置に形成された第１窪み部とを有するベースウエハを用意する工程と、圧電振動片を覆うリッドを複数有するとともに各リッドの周囲に形成された第２接合膜と該第２接合膜と接する位置に形成された第２窪み部とを有するリッドウエハを用意する工程と、第１窪み部又は第２窪み部に接合材を載置する工程と、接合材を一旦溶融して接合材を第１接合膜及び第２接合膜に沿って流すとともにその後凝固させてベースウエハとリッドウエハとを接合する接合工程と、を備える。
この製造方法は長期安定性の高い圧電振動デバイスを量産することができる。
【０００８】
上記製造方法において、第１窪み部及び第２窪み部は、半球状の窪み形状である。
そして半球状の窪み形状は、円形の孔が空いたマスクを使ってエッチングにより形成される。
また、接合工程は真空又は不活性ガス中で行われる。
【０００９】
圧電振動デバイスの製造方法は、接合工程後に、接合されたベースウエハとリッドウエハとをベース毎に切断する切断工程を備える。
第１接合膜又は第２接合膜は、切断工程で切断される領域を避けて形成される。
【００１０】
また、ベースウエハを用意する工程は、圧電振動デバイスの外周の大きさに沿って切断工程用の切断溝を有するベースウエハを用意し、リッドウエハを用意する工程は、圧電振動デバイスの外周の大きさに沿って切断工程用の切断溝を有するリッドウエハを用意する。
【００１１】
第２観点の圧電振動デバイスは、上述の製造方法によって製造された圧電振動デバイスであって、ベース又はリッドの周囲の第１接合膜又は第２接合膜に第１窪み部又は第２窪み部が形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ウエハ単位でパッケージを形成することができるとともに、圧電振動デバイスの安定性及び耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は、音叉型水晶振動片３０を装着した第１圧電振動デバイス１００の内面図である。  （ｂ）は、第１圧電振動デバイス１００をＡ−Ａ断面で切った断面構成図である。
【図２】第１リッド用ウエハ１０Ｗ側から見た第１パッケージウエハ８０Ｗの上面図である。
【図３】（ａ）は、図２に示された第１パッケージウエハ８０ＷをＢ−Ｂ断面線で切った拡大断面図である。ただし、各ウエハが分離された状態を示している。（ｂ）は、（ａ）のＸ部の拡大断面図である。
【図４】窪み部６６，６７を形成する工程のフローチャートである。
【図５】（ａ）は、第２リッド用ウエハ１０ＷＡ側から見た第２パッケージウエハ８０ＷＡの上面図である。  （ｂ）は、第２パッケージウエハ８０ＷＡをＣ−Ｃ断面線で切った拡大断面図である。
【図６】（ａ）は、第３リッド用ウエハ１０ＷＢ側から見た第３パッケージウエハ８０ＷＢの上面図である。（ｂ）は、第３パッケージウエハ８０ＷＢをＤ−Ｄ断面線で切った拡大断面図である。
【図７】（ａ）は、第４リッド用ウエハ１０ＷＣ側から見た第４パッケージウエハ８０ＷＣの上面図である。  （ｂ）は、第４パッケージウエハ８０ＷＣをＥ−Ｅ断面線で切った拡大断面図である。
【図８】第１圧電振動デバイス１００の製造方法を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態；第１圧電振動デバイス１００の構成＞
図１は、音叉型水晶振動片３０を備えた第一圧電振動デバイス１００の概略図を示している。図１（ａ）は、音叉型水晶振動片３０を装着した第１圧電振動デバイス１００の内面図であり、図１（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面で第１圧電振動デバイス１００を示した断面構成図である。
【００１５】
第１圧電振動デバイス１００は、第１リッド１０及び第１ベース４０から構成され、第１リッド１０及び第１ベース４０は例えばガラス材料からなる。図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、第１ベース４０は、ベース側凹部４７を第１リッド１０側の片面に有している。そのベース側凹部４７には同じ材料で台座５２が形成される。その台座５２に音叉型水晶振動片３０が実装される。
【００１６】
第１ベース４０は、その最外周より内側の接合面に第１接合膜４５を形成している。第１接合膜４５は、四辺からなる矩形の枠形状である。さらに、矩形の枠形状の四隅から外側で且つ矩形の枠形状のおよそ対角線方向に第１接合膜４５が形成されている。図１（ｂ）に示される第１リッド１０は、第１ベース４０と同様に、その最外周より内側の接合面に第２接合膜１５が形成されている。第１接合膜４５及び第２接合膜１５は、４００Å〜２０００Åの金（Ａｕ）層が形成された構成である。
【００１７】
また、第１ベース４０は、表面から裏面へと貫通する第１スルーホール４１と第２スルーホール４３とを有している。第１ベース４０は、エッチング等によりベース側凹部４７を設ける際、同時に台座５２と枠部４９と第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が形成される。第１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５５及び第２外部電極５６が形成される。第１スルーホール４１及び第２スルーホール４３には、金属膜を形成する。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を用いて封止される。
【００１８】
第１リッド１０は、リッド側凹部１７を第１ベース４０側の片面に有している。上述したように第１リッド１０は、第１ベース４０側の最外周の内側に第２接合膜１５が形成されている。
【００１９】
リッド側凹部１７とベース側凹部４７とによりキャビティ―２２が形成される。第１圧電振動デバイス１００は導電性接着剤７１を介してキャビティ―２２内に音叉型水晶振動片３０を実装する。
【００２０】
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。基部２３には第１基部電極３１及び第２基部電極３２が形成される。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。
【００２１】
第１基部電極３１、第２基部電極３２及び第１励振電極３３、第２励振電極３４は、ともに、１５０Å〜７００Åのクロム（Ｃｒ）層の上に４００Å〜２０００Å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。
【００２２】
第１基部電極３１及び第２基部電極３２は、導電性接着剤７１を介して第１接続電極４２及び第２接続電極４４に接続する。第１接続電極４２は、スルーホール４１を通じて第１ベース４０の底面に設けた第１外部電極５５に接続する。第２接続電極４４は、スルーホール４３を通じて第１ベース４０の底面に設けた第２外部電極５６に接続する。つまり、第１基部電極３１は第１外部電極５５と電気的に接続し、第２基部電極３２は第２外部電極５６と電気的に接続している。
【００２３】
図１では１つの第１圧電振動デバイス１００について説明した。しかし実際の製造においては、量産性が高くなるようにウエハ単位で製造される。すなわち、複数の第１ベース４０が形成された第１ベース用ウエハ４０Ｗ（図２、図３を参照）が用意され、その第１ベース用ウエハ４０Ｗに複数の音叉型水晶振動片３０が配置される。そして複数の第１リッド１０が形成された第１リッド用ウエハ１０Ｗ（図２、図３を参照）が、第１ベース用ウエハ４０Ｗに接合され、第１パッケージウエハ８０Ｗ（図２、図３を参照）が形成される。そして、第１パッケージウエハ８０Ｗが個々の第１圧電振動デバイス１００にダイシングされる。
【００２４】
図２は、第１リッド用ウエハ１０Ｗ側から見た第１パッケージウエハ８０Ｗの上面図である。説明の都合上、図２は第１リッド用ウエハ１０Ｗが透明の状態で、第１ベース４０に載置された音叉型水晶振動片３０が理解できるように描かれている。また、第１パッケージウエハ８０Ｗは、１つの第１圧電振動デバイス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。また、理解を容易にするため、キャビティ―２２が網目で示されている。
【００２５】
図２に示されるように、第１リッド用ウエハ１０Ｗには切断溝６０が形成されている。第１ベース用ウエハ４０Ｗ（図３（ａ）を参照）の底面側にも、第１リッド用ウエハ１０Ｗの切断溝６０と同じ位置（ＸＹ平面）に同様な切断溝６０が形成される。第１パッケージウエハ８０Ｗは不図示のダイシングフィルムに固定されて、ダイシングブレードで切断される。第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗの切断溝６０は、ダイシングブレードで切断される際に、第１圧電振動デバイス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、第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗの切断溝６０はそれらウエハの周縁部にまで伸びている。切断溝６０の深さは、２０μｍから７０μｍである。切断溝６０は、第１リッド用ウエハ１０Ｗと第１ベース用ウエハ４０Ｗとの両面にあれば、切断負荷が軽減され作業効率が高くなる。また第１パッケージウエハ８０Ｗは、ダイシングによるチッピング及びクラックなどの発生が解消される。
【００２６】
また、第１リッド用ウエハ１０Ｗに形成された第２接合膜１５及び第１ベース用ウエハ４０Ｗに形成された第１接合膜４５は、ＸＹ平面において重なり合うように形成されている。また、第１接合膜４５及び第２接合膜１５は、矩形の枠の四隅から切断溝６０へ矩形の枠形状のおよそ対角線方向に伸びている。すなわち、矩形の枠の四隅からＸ軸に対してプラスマイナス４５度方向に伸びている。このため、図２では、隣り合う第１ベース４０から伸びる第１接合膜４５が互いに切断溝６０と同じ位置（ＸＹ面）で交差しているように見える。矩形の枠の四隅から伸びた第１接合膜４５及び第２接合膜１５が互いに交差する点には、第１窪み部６６及び第２窪み部６７が形成されている。
【００２７】
図３（ａ）は、図２に示された第１パッケージウエハ８０ＷをＢ−Ｂ断面線で切った拡大断面図である。ただし、第１リッド用ウエハ１０Ｗと第１ベース用ウエハ４０Ｗとを重ね合わせた状態を示している。（ｂ）は、（ａ）のＸ部の拡大断面図である。
【００２８】
図３（ａ）に示されるように、第１ベース４０には、切断溝６０の反対面に第１窪み部６６が形成され、第１リッド１０には切断溝６０の反対面に第２窪み部６７が形成されている。
【００２９】
図３（ｂ）に示されるように、第１窪み部６６及び第２窪み部６７は、半球状の凹状に形成されている。第１窪み部６６には第１接合膜４５が形成されており、第２窪み部６７には第２接合膜１５が形成されている。１つの第１窪み部６６には１つの接合材ボール７５が載置される。第１ベース用ウエハ４０Ｗに形成された第１窪み部６６に載置された接合材ボール７５は、第１リッド用ウエハ１０Ｗに形成された第２窪み部６７に挟み込まれる。そのため、接合材ボール７５が第１リッド用ウエハ１０Ｗと第１ベース用ウエハ４０Ｗとの位置決めのガイドの役目を有し、第１ベース用ウエハ４０Ｗと第１リッド用ウエハ１０Ｗとの位置ずれを防ぐことができる。なお、接合材ボール７５は共晶金属ボールであり、たとえば金シリコン（Ａｕ３．１５Ｓｉ）合金又は金ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金が使用される。
【００３０】
第１ベース用ウエハ４０Ｗと第１リッド用ウエハ１０Ｗとは、接合材ボール７５を介して固定されるため、接合材ボール７５が溶ける前は、第１接合膜４５と第２接合膜１５との間に隙間がある。このため、真空リフロー炉内などで第１パッケージウエハ８０Ｗが保持・加熱される際、第１パッケージウエハ８０Ｗから空気が排気される。不活性ガスで満たされたリフロー炉内などで第１パッケージウエハ８０Ｗが保持・加熱される際には、第１パッケージウエハ８０Ｗ内は不活性ガスで満たされる。
【００３１】
接合材ボール７５が溶けると、毛細管現象により第１接合膜４５及び第２接合膜１５に沿って流れて、それらの接合膜の表面を濡らすことができる。そして重ね合わされた第１パッケージウエハ８０Ｗの第１接合膜４５と第２接合膜１５とは、キャビティ―２２を真空又は不活性雰囲気にした状態で接合される。
【００３２】
再び図２に戻り、第１窪み部６６は第１圧電振動デバイス１００の外形に相当する領域（二点鎖線）より外側に形成されている。このため、第１圧電振動デバイス１００の外形に相当する領域（二点鎖線）内の第１接合膜４５及び第２接合膜１５はすべて平面であり凹部がない。接合材ボール７５は、溶けて毛細管現象により平面の第１接合膜４５及び第２接合膜１５に沿って流れる。そのため、第１リッド用ウエハ１０Ｗと第１ベースウエハ４０Ｗとの接合をより確実に行うことができる。
【００３３】
第１窪み部６６及び第２窪み部６７は切断溝６０とＺ方向に重なっているため、ダイシングブレードで切断する際にブレードに金属が詰まるおそれがある。そのため、第１窪み部６６及び第２窪み部６７付近の第１接合膜４５又は第２接合膜１５はできるだけ細く且つ薄い膜であることが好ましい。
【００３４】
＜＜第１窪み部６６及び第２窪み部６７の形成工程＞＞
図４は、第１窪み部６６及び第２窪み部６７を形成する工程のフローチャートである。各図フローチャートの右側に、ガラスウエハの断面図を示す。窪み部の形成は、第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗにリッド側凹部１７及びベース側凹部４７を形成する工程で同時に行われるが、第１窪み部６６及び第２窪み部６７の形成に絞って説明する。
ステップＳ２０２では、第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗの全面に、金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）等の耐蝕膜２０をスパッタリングもしくは蒸着などの手法により形成する。第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗは、ガラス材料より成るため金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）等を直接成膜することができる。図４（ａ）は、この状態の第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗを示した断面図である。
【００３５】
ステップＳ２０４では、耐蝕膜２０が形成された第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗに、フォトレジスト膜３６を全面にスピンコートなどの手法で均一に塗布する。フォトレジスト膜３６としては、たとえば、ノボラック樹脂によるポジフォトレジストを使用できる。図４（ｂ）は、この状態の第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗを示した断面図である。
【００３６】
次に、ステップＳ２０６では、不図示の露光装置を用いて、窪み部用のパターンをフォトレジスト膜３６が塗布された第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗに露光する。第１窪み部６６及び第２窪み部６７の大きさは、直径１５０μｍから２００μｍの半球状であるのに対し、窪み部用のパターンの孔径は、直径５０μｍである。図４（ｃ）は、感光したフォトレジスト膜３８を有する第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗを示した断面図である。
【００３７】
ステップＳ２０８では、第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗのフォトレジスト膜３６を現像して、感光したフォトレジスト膜３８を除去する。さらに、フォトレジスト膜３６から露出した金層をたとえば、ヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液を用いて、金層をエッチングする。水溶液の濃度、温度および水溶液に浸している時間を調整して余分な箇所が侵食されないようにする。これで耐蝕膜２０を除去することができる。図４（ｄ）に示すように、窪み部用孔形が形成された第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗが現れる。
【００３８】
ステップＳ２１０では、フッ酸溶液をエッチング液として、フォトレジスト膜３６および耐蝕膜２０から露出した第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗに、第１窪み部６６及び第２窪み部６７を形成するようにウェットエッチングを行う。このウェットエッチングは、フッ酸溶液の濃度や種類、温度等により時間が変化する。ガラスウエハは、小さな孔から放射状にエッチングされるため、半球状の窪み部が形成される。図４（ｅ）は、エッチングされた第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗで、耐蝕膜２０及びフォトレジスト膜３６に覆われた半球状の第１窪み部６６及び第２窪み部６７の断面図を示す。図４（ｅ）に示されるように半球状の第１窪み部６６及び第２窪み部６７は、窪み部用のパターンの孔形より大きく形成された状態である。
【００３９】
ステップＳ２１２では、不要となったフォトレジスト膜３６と耐蝕膜２０を除去することによりに、半球状の第１窪み部６６及び第２窪み部６７が形成される。ただし、理解を容易にするため、第１窪み部６６及び第２窪み部６７は、第１リッド用ウエハ１０Ｗ及び第１ベース用ウエハ４０Ｗに拡張して描かれている。第１窪み部６６及び第２窪み部６７は、第１接合膜４５又は第２接合膜１５の成膜工程で同時に接合膜が形成される。図４（ｆ）に、形成された第１窪み部６６及び第２窪み部６７の断面図を示す。
【００４０】
＜第２実施形態；第２圧電振動デバイス１１０の構成＞
図５（ａ）は、第２リッドウエハ１０ＷＡ側から見た第２パッケージウエハ８０ＷＡの上面図である。説明の都合上、図５は第２リッド用ウエハ１０ＷＡが透明の状態で、第２ベース用ウエハ４０Ａに載置された音叉型水晶振動片３０が理解できるように描かれている。また、第２パッケージウエハ８０ＷＡは、１つの第２圧電振動デバイス１１０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。また、理解を容易にするため、キャビティ―２２が網目で示されている。図５（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面で第２パッケージウエハ８０ＷＡの拡大断面図である。図５（ｂ）は、理解を容易にするため、各ウエハが分離された状態を示している。
【００４１】
第２圧電振動デバイス１１０は、第１接合膜４５の形状及び第２接合膜１５の形状が第１圧電振動デバイス１００のそれらの形状と異なっている。そして、第２圧電振動デバイス１１０は、第１窪み部６６Ａの位置及び第２窪み部６７Ａの位置が第１圧電振動デバイス１００の第１窪み部６６の位置及び第２窪み部６７の位置と異なっている。以下、第１圧電振動デバイス１００と異なる部分について説明する。
【００４２】
第２パッケージウエハ８０ＷＡは、第２リッド１０Ａを備えた第２リッド用ウエハ１０ＷＡと第２ベース４０Ａを備えた第２ベースウエハ４０ＷＡとから構成されている。第２ベース４０Ａは、台座５２に音叉型水晶振動片３０が装着されている。
【００４３】
図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、第２リッド用ウエハ１０ＷＡは、第２ベースウエハ４０ＷＡ側に第２接合膜１５を備えている。第２ベースウエハ４０ＷＡは、第１接合膜４５を備える。第１接合膜４５及び第２接合膜１５は、矩形の枠の各辺のほぼ中央から切断溝６０方向へ伸びている。このため、隣り合う第２ベース４０Ａから伸びる第１接合膜４５が互いに切断溝６０で交差し、同様に隣り合う第２ベース４０Ａから伸びる第１接合膜４５が互いに切断溝６０で交差するように見える。
【００４４】
図５（ｂ）に示されるように、第２ベースウエハ４０ＷＡは、切断溝６０の反対面に第１窪み部６６Ａが形成され、第２リッド１０Ａには切断溝６０の反対面に第２窪み部６７Ａが形成されている。Ｘ軸方向に伸びる切断溝６０とＹ軸の方向に伸びる切断溝６０との交差点には第１窪み部６６Ａ及び第２窪み部６７Ａは形成されていない。第１窪み部６６Ａ及び第２窪み部６７Ａは半球状に形成されている。１つの第１窪み部６６Ａには１つの接合材ボール７５が載置される。図５（ａ）に示されるように、第１窪み部６６Ａは第２圧電振動デバイス１１０の外形に相当する領域（二点鎖線）より外側に形成されている。このため、第２圧電振動デバイス１１０の外形に相当する領域（二点鎖線）内の第１接合膜４５及び第２接合膜１５はすべて平面であり凹部がない。
【００４５】
＜第３実施形態；第３圧電振動デバイス１２０の構成＞  
図６（ａ）は、第３リッド用ウエハ１０ＷＢ側から見た第３パッケージウエハ８０ＷＢの上面図であり、（ｂ）は、第３パッケージウエハ８０ＷＢをＤ−Ｄ断面線で切った拡大断面図である。また、説明の都合上、図６は第３リッド用ウエハ１０ＷＢが透明の状態で、第３ベース用ウエハ４０Ｂに載置された音叉型水晶振動片３０が理解できるように描かれている。また、第３パッケージウエハ８０ＷＢは、１つの第３圧電振動デバイス１２０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。また、理解を容易にするため、キャビティ―２２が網目で示されている。
【００４６】
第３圧電振動デバイス１２０と第１圧電振動デバイス１００との違いは、第１接合膜４５の四辺のほぼ中央に第１窪み部６６Ｂが形成され、第２接合膜１５の四辺のほぼ中央に第２窪み部６７Ｂが形成されている点である。以下、第１圧電振動デバイス１００と異なる部分について説明し、同一符号の説明は省略する。
【００４７】
また、図６（ａ）に示されるように、第３リッド用ウエハ１０ＷＢに形成された第２接合膜１５及び第３ベース用ウエハ４０ＷＢに形成された第１接合膜４５は、ＸＹ平面において重なり合うように形成されている。また、第２接合膜１５及び第１接合膜４５は、切断溝６０に接することがないように、第３水晶振動デバイス１２０の外形の内側に形成されている。
【００４８】
第１接合膜４５に形成された第１窪み部６６Ｂは、矩形枠の第１接合膜４５の各四辺の中央にそれぞれ設けられている。第２接合膜１５に形成された第２窪み部６７Ｂは、矩形枠の第２接合膜１５の各四辺の中央にそれぞれ設けられている。第１窪み部６６Ｂ及び第２窪み部６７Ｂは半球状に形成されており、すなわち、隣り合う第１窪み部６６Ｂ及び第２窪み部６７Ｂまでの距離はほぼ均等である。このため、接合材ボール７５が溶けると、溶けた接合材ボール７５は毛細管現象により第１接合膜４５及び第２接合膜１５の接触面に沿って流れて、第１接合膜４５及び第２接合膜１５の表面を濡らす。
【００４９】
図６（ｂ）に示されるように、第３パッケージウエハ８０ＷＢの第１窪み部６６Ｂ及び第２窪み部６７Ｂは切断溝６０とＺ方向に重なっていない。このため、ダイシングブレードで切断する際にブレードに金属が詰まるおそれがない。
【００５０】
＜第４実施形態；第４圧電振動デバイス１３０の構成＞
図７（ａ）は、第４リッドウエハ１０ＷＣ側から見た第４パッケージウエハ８０ＷＣの上面図である。図７（ｂ）は、第４リッド用ウエハ１０ＷＣをＥ−Ｅ断面線で切った拡大断面図である。また、説明の都合上、図７は第４リッド用ウエハ１０ＷＣが透明の状態で、第４ベース用ウエハ４０Ｃに載置された音叉型水晶振動片３０が理解できるように描かれている。また、第４パッケージウエハ８０ＷＣは、１つの第４圧電振動デバイス１３０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。また、理解を容易にするため、キャビティ―２２が網目で示されている。
【００５１】
第４圧電振動デバイス１３０は、第１接合膜４５の四隅に第１窪み部６６Ｃが形成され、第２接合膜１５の四隅に第２窪み部６７Ｃが形成されている点で第３圧電振動デバイス１２０と異なっている。以下、第３圧電振動デバイス１２０と異なる部分について説明し、同一符号の説明は省略する。
【００５２】
図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、第４リッド用ウエハ１０ＷＣは、第４ベース用ウエハ４０ＷＣ側に第２接合膜１５を備え、接合膜の四隅に第２窪み部６７Ｃを有している。第４ベース用ウエハ４０ＷＣは、第１接合膜４５を備え、接合膜の四隅に第１窪み部６６Ｃを有している。第１窪み部６６Ｃ及び第２窪み部６７Ｃは、第４リッド用ウエハ１０ＷＣと第４ベース用ウエハ４０ＷＣとの接合面に設けられる。第１窪み部６６Ｃ及び第２窪み部６７Ｃは半球状に形成されており、そこに１つの接合材ボール７５が載置される。
【００５３】
＜第１圧電振動デバイス１００の製造方法＞
次に第１圧電振動デバイス１００の製造方法について説明する。図８は、第１圧電振動デバイス１００の製造方法のフローチャートである。
ステップＳ１０２及びステップＳ１０４は、第１リッド用ウエハ１０Ｗ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の工程であり、ステップＳ１２２、及びステップＳ１２４は、第１ベース用ウエハ４０Ｗの工程である。ステップＳ１５２以降は２枚のウエハを重ね合わせた工程である。
【００５４】
ステップＳ１０２において、ガラスより成る第１リッド用ウエハ１０Ｗにリッド側凹部１７、切断溝６０及び第２窪み部６７を有する第１リッド１０を形成する。第１リッド用ウエハ１０Ｗには、リッド側凹部１７、切断溝６０及び第２窪み部６７を有する第１リッド１０が数百から数千個形成される。
【００５５】
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に音叉型振動片３０が形成される。音叉型振動片３０は１枚の振動片用の水晶ウエハ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の音叉型振動片３０に励振電極３３，３４及び基部電極３１，３２が形成される。音叉型振動片３０は振動片用の水晶ウエハから個々に切り離される。
【００５６】
ステップＳ１２２において、ガラスより成る第１ベース用ウエハ４０Ｗにベース側凹部４７、切断溝６０、第１窪み部６６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１ベース４０を形成する。１枚の第１ベース用ウエハ４０Ｗに第１ベース４０は数百から数千個形成される。
ステップＳ１２４において、第１ベース用ウエハ４０Ｗに、第１接続電極４２、第２接続電極４４及び第１外部電極５５、第２外部電極５６を形成する。
第１ベース用ウエハ４０Ｗの第１スルーホール４１，第２スルーホール４３は、封止材７０を溶かして封止する。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。
【００５７】
ステップＳ１２６において、音叉型水晶振動片３０は、第１ベース用ウエハ４０Ｗのキャビティ―２２の台座５２に導電性接着剤７１で接着される。まず、第１ベース用ウエハ４０Ｗの台座５２にディスペンサーなどによって導電性接着剤７１を適量塗布した後、不図示の音叉型水晶振動片の保持装置が音叉型水晶振動片３０を保持し、第１ベース用ウエハ４０Ｗのキャビティ―２２の台座５２に１つ１つ載置していく。第１ベース用ウエハ４０Ｗの台座５２の全てに音叉型水晶振動片３０が載置された後、導電性接着剤７１を硬化させる。そして音叉型水晶振動片３０は、第１ベース用ウエハ４０Ｗの第１接続電極４２及び第２接続電極４４に機械的電気的に接続される。導電性接着剤７１は、例えばペースト状のシリコン系導電性接着剤又はエポキシ系導電性接着剤が使用される。
【００５８】
ステップＳ１５２において、接合材ボール７５が、第１ベース用ウエハ４０Ｗの第１接合膜４５に接する第１窪み部６６に載置される。第１窪み部６６は半円球であり、接合材ボール７５の一部が第１ベース用ウエハ４０Ｗの表面より上に出る。このため、接合材ボール７５を位置決め部材として、第１リッド用ウエハ１０Ｗの第２窪み部６７が重ね合わされる。第２窪み部６７も半円球であるため、接合材ボール７５が第２窪み部６７に入り込み、第１リッド用ウエハ１０Ｗが第１ベース用ウエハ４０Ｗに対して移動したりしない。第１ベース用ウエハ４０Ｗを不図示のリフロー炉に移動させる際に第１リッド用ウエハ１０Ｗが動いてしまうことがない。
【００５９】
ステップＳ１５４において、接合材ボール７５は、真空中又は不活性雰囲気中のリフロー炉で溶かされる。その際にキャビティ２２内の空気が真空になったり不活性ガスで満たされたりする。接合材ボール７５が溶けると第１接合膜４５及び第２接合膜１５に広がっていく。そしてリフロー炉が所定の温度以下になると、第１接合膜４５と第２接合膜１５とが接合し第１パッケージウエハ８０Ｗが完成する。
【００６０】
ステップＳ１５６において、パッケージウエハ８０Ｗは、不図示のダイシングシートの粘着剤に接着され、切断溝６０に沿ってダイシングブレードで切断される。ダイシングシートと切断溝６０との空間が形成されるため、ダイシングブレードの先端はダイシングシート及び粘着剤に接しない状態でも切断できる。このため、第１圧電振動デバイス１００にチッピングやバリが発生しない。
以上により第１圧電振動デバイス１００が完成する。第１圧電振動デバイス１００のパッケージ内部は真空中又は不活性ガスで満たされており、第１圧電振動デバイス１００は安定した振動が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上、本発明の好適実施形態である複数の種類の圧電振動デバイスについて説明したが、リッド及びベースに形成された接合膜と窪み部と接合材とでパッケージを形成することにより、圧電振動デバイスの気密性を向上することができる。
【００６２】
また、以上の説明ではリッド及びベースがガラス材料であるとしたが、以下の理由により水晶材を用いた方が好ましい場合がある。
【００６３】
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。そのため圧電振動デバイスでは、リッド及びベースにガラスの代わりに水晶を使用する方が圧電振動デバイスの硬度を高くすることができる。また、圧電振動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、同じ硬度の圧電振動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。
【００６４】
また以上の説明では、音叉型水晶振動子を用いて実施例を述べたが、厚み滑り振動を用いたＡＴカット水晶板を用いた水晶振動子でも同様の効果が得られる。また、接合面及び接合材の形状などの組合せを変えることが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０、１０Ａ〜１０Ｃ  …  第１〜第４リッド
１０Ｗ、１０ＷＡ〜１０ＷＣ  …  第１〜第４リッド用ウエハ
１５  …  第２接合膜、４５  …  第１接合膜
１７  …  リッド側凹部
２０  …  耐蝕膜
２１  …  振動腕、  ２２  …キャビティ―、  ２３  …  基部
３０  …  音叉型水晶振動片
３１、３２  …  基部電極、  ３３、３４  …  励振電極  
３６  …  フォトレジスト膜、  ３８  …  感光したフォトレジスト膜
４０、４０Ａ〜４０Ｃ  …  第１〜第４ベース、
４０Ｗ、４０ＷＡ〜４０ＷＣ  …  第１〜第４ベース用ウエハ
４１  …  第１スルーホール、４３  …  第２スルーホール
４２  …  第１接続電極、  ４４  …  第２接続電極
４７  …  ベース側凹部
４９  …  枠部
５５  …  第１外部電極、  ５６  …  第２外部電極
６０  …  切断溝
６６，６６Ａ〜６６Ｃ  …  第１窪み部
６７，６７Ａ〜６７Ｃ  …  第２窪み部
７０  …  封止材、７１  …  導電性接着剤、７５  …  接合材ボール
８０Ｗ，８０ＷＡ〜８０ＷＣ  …  第１〜第４パッケージウエハ
１００  …  第１圧電振動デバイス、１１０  …  第２圧電振動デバイス
１２０  …  第３圧電振動デバイス、１３０  …  第４圧電振動デバイス
【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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