(57)【要約】【課題】実装時、あるいは接合時の歪みを抑制し、周波数安定性に優れ、ＣＳＰ構造とすることのできる圧電デバイスを提供する。【解決手段】上記課題を解決するための圧電デバイス１０は、ベース基板３０に対して片持ち支持で搭載される圧電素子１２を有し、圧電素子１２、２本の振動ビーム１４（１４ａ，１４ｂ）を平行に延出する基部１６と、ベース基板３０と基部１６との間に間隙を設ける段差を形成すると共に前記基部１６より幅を狭くした接合部１８を備え、ベース基板３０と接合部１８とを無機接合層により接合したことを特徴とする。【選択図】図１
2011091685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載面に対して片持ち支持で搭載される音叉型圧電素子を有し、
前記音叉型圧電素子は、２本の振動ビームを平行に延出する基部と、前記搭載面と前記基部との間に間隙を設ける段差を形成すると共に前記基部より幅を狭くした接合部を備え、
前記搭載面と前記接合部とを無機接合層により接合したことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電デバイスであって、
前記基部と前記接合部との間にくびれ部を形成したことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧電デバイスであって、
前記基部から前記搭載面にかけて連続形成された導電膜を有することを特徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
請求項３に記載の圧電デバイスであって、
前記搭載面には配線パターンが形成されており、
前記導電膜により、前記配線パターンと前記音叉型圧電素子における励振電極とを電気的に接続したことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項５】
素子片形成ウェハをエッチングして、一部を連結させた状態の音叉型圧電素子の外形形状を形成する素子片外形エッチング工程と、
音叉型圧電素子の外形形成を行った前記素子片形成ウェハに対して電極形成を行う電極形成工程と、
電極形成した前記素子片形成ウェハをベースウェハに対して接合する接合工程と、
前記ベースウェハに接合された前記素子片形成ウェハにおける連結部をエッチングして音叉型圧電素子を分離する素子分離工程と、
分離された前記音叉型圧電素子に形成された励振電極と前記ベースウェハに形成された配線パターンとを電気的接続する金属膜を形成する成膜工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記成膜工程を経た前記ベースウェハに対して、前記音叉型圧電素子を封止するカバーウェハを接合するウェハ接合工程と、
前記カバーウェハを接合して構成された積層ウェハを前記音叉型圧電素子単位に切断するダイシング工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記ベースウェハまたは前記カバーウェハのいずれか一方には貫通孔が設けられ、前記ウェハ接合工程の後、前記音叉型圧電素子の封止領域を真空引きする真空引き工程と、
前記貫通孔を封止する孔封止工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記素子片形成ウェハと前記ベースウェハとの接合は、
直接接合、陽極接合、シロキサン接合のうちのいずれか１つの接合方法により行うことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記素子片形成ウェハと前記ベースウェハとの接合工程の後、前記素子分離工程の前に、
前記連結部以外をレジスト膜で覆うマスク形成工程を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子部を片持ち構造としたＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）構造の圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
小型化、薄型化を目的としたＣＳＰ構造の圧電デバイスとしては、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているような物を挙げることができる。特許文献１や特許文献２に開示されている圧電デバイス（圧電振動子）は共に、素子部とこの素子部を挟み込む２枚のカバーウェハ（蓋とベース基板）から成る。そして素子部は、逆メサ上に形成した上で薄肉となった部分により振動部を形成し、厚肉となった部分により枠部を形成することで、接合面となる枠部と振動部との間に間隙を持たせる構造としている。
【０００３】
このような構成の圧電デバイスは、各層を構成する複数（３つ）のマザー基板同士を積層接合し、最終的に個片に裁断する。このため、ウェハレベルプロセスにより製造することができ、生産性が高く、小型化への対応にも有効とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２８４４２号公報
【特許文献２】特開２００１−１１９２６４号公報
【特許文献３】特開平７−２２８８４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、このような構造の圧電デバイスでは、枠部により支持された振動部を有する中間層の圧電基板が、カバーウェハと接合されるため、接合領域である枠部に生じた内部応力が枠部と振動部との連結部である支持部を介して、振動部へと伝達され易い。振動部に内部応力が伝達されてしまうと、伝達された内部応力の作用により、振動部の共振周波数が変動してしまうという悪影響が生ずる。
【０００６】
これに対し、枠部からの応力を回避する手段として、特許文献３に開示されているように、振動部から延出された引出し部を直接、ベース基板に接合する構造が知られている。
【０００７】
しかしこの場合、圧電基板をベース基板に直接接合にて実装すると、マウント歪みが圧電基板の振動領域全体に作用するため、やはり振動部の共振周波数が変動してしまうという問題が生ずることとなる。
【０００８】
そこで本発明では、上記問題点を解決し、実装時、あるいは接合時の歪みを抑制し、周波数安定性に優れ、ＣＳＰ構造とすることのできる圧電デバイスを提供することを目的とする。また、本発明の他の目的として、前述のような圧電デバイスの製造方法を提供することも挙げることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］搭載面に対して片持ち支持で搭載される音叉型圧電素子を有し、前記音叉型圧電素子は、２本の振動ビームを平行に延出する基部と、前記搭載面と前記基部との間に間隙を設ける段差を形成すると共に前記基部より幅を狭くした接合部を備え、前記搭載面と前記接合部とを無機接合層により接合したことを特徴とする圧電デバイス。
【００１０】
このような構成とすることにより、実装時、あるいは接合時の歪みを抑制し、周波数安定性に優れた圧電デバイスとすることができる。また、量産性に優れたＣＳＰ構造とすることもできる。
【００１１】
［適用例２］適用例１に記載の圧電デバイスであって、前記基部と前記接合部との間にくびれ部を形成したことを特徴とする圧電デバイス。
このような構成とすることにより、振動部からは振動漏れを防止し、接合部からは応力の伝達を抑制することができる。
【００１２】
［適用例３］適用例１または適用例２に記載の圧電デバイスであって、前記基部から前記搭載面にかけて連続形成された導電膜を有することを特徴とする圧電デバイス。
このような構成とすることにより、引出し電極を搭載面に対して電気的に接続することができる。
【００１３】
［適用例４］適用例３に記載の圧電デバイスであって、前記搭載面には配線パターンが形成されており、前記導電膜により、前記配線パターンと前記音叉型圧電素子における励振電極とを電気的に接続したことを特徴とする圧電デバイス。
【００１４】
このような構成とすることにより、搭載面に形成された配線パターンと圧電素子における励振電極とが電気的に接続され、配線パターンに接続された外部実装端子を介して圧電素子を励振させることが可能となる。
【００１５】
［適用例５］素子片形成ウェハをエッチングして、一部を連結させた状態の音叉型圧電素子の外形形状を形成する素子片外形エッチング工程と、音叉型圧電素子の外形形成を行った前記素子片形成ウェハに対して電極形成を行う電極形成工程と、電極形成した前記素子片形成ウェハをベースウェハに対して接合する接合工程と、前記ベースウェハに接合された前記素子片形成ウェハにおける連結部をエッチングして音叉型圧電素子を分離する素子分離工程と、分離された前記音叉型圧電素子に形成された励振電極と前記ベースウェハに形成された配線パターンとを電気的接続する金属膜を形成する成膜工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
このような方法で圧電デバイスを製造することによれば、量産性に優れたＣＳＰ構造により圧電デバイスを製造することができる。
【００１６】
［適用例６］適用例５に記載の圧電デバイスの製造方法であって、前記成膜工程を経た前記ベースウェハに対して、前記音叉型圧電素子を封止するカバーウェハを接合するウェハ接合工程と、前記カバーウェハを接合して構成された積層ウェハを前記音叉型圧電素子単位に切断するダイシング工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
カバーウェハも一体とした上でダイシングされるため、量産性の高いＣＳＰ構造とすることができる。
【００１７】
［適用例７］適用例６に記載の圧電デバイスの製造方法であって、前記ベースウェハまたは前記カバーウェハのいずれか一方には貫通孔が設けられ、前記ウェハ接合工程の後、前記音叉型圧電素子の封止領域を真空引きする真空引き工程と、前記貫通孔を封止する孔封止工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
このような特徴を有することにより、音叉型圧電素子を封止するキャビティ内を真空とすることができる。
【００１８】
［適用例８］適用例５乃至適用例６のいずれか１項に記載の圧電デバイスの製造方法であって、前記素子片形成ウェハと前記ベースウェハとの接合は、直接接合、陽極接合、シロキサン接合のうちのいずれか１つの接合方法により行うことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
このような製造方法によれば、接合面には無機接合層が介在されることとなる。よって、リフロー等の熱処理時に、接合層からガスが生ずるといった事が無い。
【００１９】
［適用例９］適用例５乃至適用例８のいずれか１項に記載の圧電デバイスの製造方法であって、前記素子片形成ウェハと前記ベースウェハとの接合工程の後、前記素子分離工程の前に、前記連結部以外をレジスト膜で覆うマスク形成工程を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【００２０】
このような工程を経ることにより、素子片形成ウェハに形成した励振電極や引出し電極、ベースウェハに形成した配線パターンや外部実装電極を保護することができる。このため、素子片形成ウェハをベースウェハに接合した後に、素子片形成ウェハの一部をエッチングすることが可能となり、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る圧電デバイスの構成を示す図である。
【図２】発明に係る圧電デバイスの製造方法に係る第１の実施形態を説明するための図のうち、カバーウェハを接合する前までを示す図である。
【図３】発明に係る圧電デバイスの製造方法に係る第１の実施形態を説明するための図のうち、カバーウェハを接合した後から個片化までを示す図である。
【図４】圧電素子の外形エッチングを行った後の素子片形成ウェハの状態を示す平面図である。
【図５】陽極接合を行う場合の圧電素子の構成を示す図である。
【図６】圧電デバイスの製造方法に係る第２の実施形態を説明するための図である。
【図７】圧電デバイスの製造方法に係る第１、第２の実施形態の変形例を説明するための図である。
【図８】圧電デバイスの製造方法に係る第３の実施形態を説明するための図である。
【図９】蓋体に形成する凹部を浅くする場合の製造方法について説明するための図である。
【図１０】第２の実施形態に係る圧電デバイスにおける圧電素子の構成を示す図である。
【図１１】圧電素子における振動ビームの断面形状の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の圧電デバイス、および圧電デバイスの製造方法に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本発明の圧電デバイスに係る第１の実施形態について説明する。なお、図１において、図１（Ａ）は蓋体を透過させた平面図であり、図１（Ｂ）は同図（Ａ）の部分断面正面図であり、図１（Ｃ）は同図（Ａ）における右方向透過側面図である。
【００２３】
本実施形態に係る圧電デバイス１０は、圧電素子１２と、ベース基板３０、および蓋体５０を基本として構成される。圧電素子１２は、水晶（ＳｉＯ２）等の圧電部材、特にＸカットと呼ばれるカット角で切り出された素板を基に形成される屈曲振動を奏するものである。圧電素子１２は、２本の振動ビーム１４（１４ａ，１４ｂ）から成る振動部と接合部１８、および振動部と接合部１８との間に位置する基部１６とを有する。２本の振動ビーム１４は角柱状を成し、平行に延設される。基部１６は、２本の振動ビーム１４を、その一端部で連結する部位であり、２本の振動ビーム１４によって生じた振動の漏れを抑制する役割を担う。接合部１８は振動部や基部１６よりも狭い幅に形成されており、基部１６の一方の主面に対して凸となる厚肉部を有することで、圧電素子１２を搭載する搭載面（ベース基板３０）と振動部との間に段差を形成する構成とされている。このように、接合部１８の幅を基部１６の幅よりも狭くすることにより、圧電素子１２を搭載面に接合した際の面積が小さくなり、マウント歪みを抑制することができる。
【００２４】
振動部を構成する２本の振動ビーム１４にはそれぞれ、励振電極２０（２０ａ，２０ｂ）が形成されている。励振電極２０は、各振動ビーム１４の主面（表裏面）と側面に形成されている。各励振電極２０は、基部１６に配された引出し電極２２（２２ａ，２２ｂ）に接続されている。引出し電極２２は、主面と側面に形成された励振電極２０に対して印加される電圧、および隣り合う振動ビーム１４の主面に配された励振電極２０に対して印加される電圧が、逆極性の電位となるように引き回される。基部１６に形成された引出し電極２２は、幅狭に形成された接合部１８にまで延設されている。このように形成される励振電極２０、および引出し電極２２は、一般的な圧電振動子の励振電極と同じ材質で良く、例えば、クロム（Ｃｒ）膜をベースとした金（Ａｕ）膜などであれば良い。なお、２本の振動ビーム１４のそれぞれには先端に、周波数調整を行うための錘としての金属膜２４が形成されている。
【００２５】
ベース基板３０は、水晶やガラス、シリコン、セラミックスなどであれば良く、好適には、圧電素子１２を構成する圧電部材と熱膨張率が近似する部材とすると良く、本実施形態ではガラス（ソーダガラス）を例に挙げて説明する。ベース基板３０は搭載面と外部実装面とを有し、搭載面には配線パターン３２，３８が配され、外部実装面には外部実装端子３６，４２が形成されている。外部実装端子３６，４２は、外部実装面に対して一対、ベース基板３０の長手方向両端部付近に、それぞれ幅方向に沿って設けられる。配線パターン３２，３８は、接合部１８が接合される圧電素子搭載位置を挟み込むように設けられている。それぞれの配線パターン３２，３８は、スルーホール３４，４０を介して外部実装端子３６，４２と接続されるため、２つのスルーホール３４，４０へとそれぞれ延設されている。なお配線パターン３２，３８の構成も、上述した圧電素子１２における励振電極２０等と同様に、クロム膜をベースとした金膜などであれば良い。
【００２６】
上記のような構成の圧電素子１２とベース基板３０との接合は、直接接合により行う。ここで直接接合は、圧電素子１２の接合部１８における接合面と、ベース基板３０における圧電素子搭載位置とを鏡面化し、接合面に水酸基を付ける。水酸基を付着させた接合面は、水分子を介した水素結合で弱く結合する。この状態で熱処理を施すことにより接合界面の水分が飛び、強固な接合を得ることができる。このため、接合物同士の界面をあえて接合層と呼んだ場合には、無機接合層を構成するということができる。
【００２７】
ベース基板３０に接合された圧電素子１２には、スパッタにより形成された導電膜４４，４６が施され、引出し電極２２ａ，２２ｂと配線パターン３２，３８とが電気的に接続されている。導電膜４４，４６は、圧電素子１２の基部１６から接合部１８にかけての幅が狭くなっている部分（切欠き部）を覆うように設けられる。スパッタによって形成される導電膜４４，４６は、圧電素子１２における基部１６や接合部１８の側面や裏面傾斜面にまで回り込むため、電極膜４４，４６は圧電素子１２の基部１６および接合部１８からベース基板３０の搭載面にかけて連続形成されることとなる。このような構成とすることにより、圧電素子１２とベース基板３０との接合に導電性接着剤を用いる必要が無くなる。このため、搭載時の角度ズレや、導電不良の発生を抑制することができる。また、接合部分からの溶剤の飛散等が無いため、圧電素子１２を封止した後のキャビティ内の真空度を高く保つことができる。
【００２８】
蓋体５０は、箱型を成し、接合面側に形成された凹部５８により、圧電素子１２を収容するためのキャビティを構成する。蓋体５０の構成材料は、上述したベース基板３０と同様に、水晶やガラス、シリコン、セラミックスなどであれば良く、好適には、圧電素子１２を構成する圧電部材と熱膨張率が近似する部材とすると良い。よって本実施形態ではベース基板３０と同じガラスとする事が望ましい。
【００２９】
このような構成の蓋体５０は、封止孔５２を有し、ベース基板３０に接合された後、封止孔５２を介して真空引きし、孔封止が行われることで、圧電素子１２を気密に封止することとなる。なお孔封止は、ハンダボール等のロウ材５６により封止孔５２を埋める事により行う。このため封止孔５２の内壁には、ロウ材５６の濡れ性を向上させるための金属膜５４が成膜されている。
【００３０】
このような構成の圧電デバイス１０によれば、小型化、薄型化に適し、かつ量産性に優れたＣＳＰ構造とすることができる。また、ベース基板３０と圧電素子１２とを接合する接合部１８の幅を狭めたことにより接合面の面積が小さくなり、実装に起因した外部応力の影響（マウント歪み）を抑制することができる。これにより、振動部１４における周波数の乱れが無くなり、信頼性の高い圧電デバイス１０とすることができる。
【００３１】
次に、上記のような構成の圧電デバイス１０の製造方法に係る第１の実施形態について、図２から図４を参照して説明する。
まず、素子片形成ウェハ１１２を準備する（図２（Ａ）参照）。準備した素子片形成ウェハ１１２の接合面側主面を凹状にエッチングする凹状エッチング部形成工程を行う（凹状エッチング部１１３の形成：図２（Ｂ）参照）。エッチングは、エッチング部以外をレジスト膜により覆い、形成したレジスト膜をマスクとしてウエットエッチングを行えば良い。凹状エッチング部１１３は平面視を矩形状としていれば良く、ウェハの列単位に凹部を形成しても良い。凹状エッチング部１１３の形成を終了した素子片形成ウェハ１１２に対して、圧電素子１２の外形エッチングを行う。素子片外形エッチング工程は、素子片形成ウェハ１１２を枠部として一部を連結させた状態で、圧電素子１２の外形エッチングを行うことにより成される。エッチングは、凹状エッチング部１１３の形成と同様に、レジスト膜の形成と、形成したレジスト膜をマスクとしたエッチングといった工程で行えば良い。素子片外形エッチング工程を終えた素子片形成ウェハ１１２の形態を図４に示す。外形形状をエッチングされた素子片は、連結部１１６と枠部１１７を介して一体形成されることとなる（図２（Ｃ）参照）。なお、外形形状のエッチングに関しては、ウエットエッチングに限らず、ドライエッチングによる加工も可能である。
【００３２】
素子片外形エッチング工程を終えた素子片形成ウェハ１１２に対し、励振電極２０および引出し電極２２の形成を行う。励振電極２０および引出し電極２２の形成はまず、スパッタや蒸着等により素子片形成ウェハ１１２の全周面に金属膜を形成する電極形成工程を行う。なお金属膜の形成は、まずＣｒ膜の形成を行い、次いでＡｕ膜の形成といった順に重ねて形成するようにすれば良い（図２（Ｄ）参照）。
【００３３】
次に、励振電極２０と引出し電極２２とを形成した素子片形成ウェハをベースウェハ１３０に接合する。接合工程は、凹状エッチング部１１３を形成した主面側をベースウェハ１３０に対向させた状態で行い、接合手段としては直接接合によれば良い。なお、接合対象とするベースウェハ１３０は、搭載面側に配線パターン３２，３８、外部実装面側に外部実装端子３６，４２をそれぞれ形成し、外部実装端子３６，４２と配線パターン３２，３８とをスルーホール３４，４０（図１参照）により電気的に接続した物であれば良い（図２（Ｅ）参照）。
【００３４】
ベースウェハ１３０に対して素子片形成ウェハ１１２を接合した後、素子片形成ウェハ１１２における枠部１１７および連結部１１６以外の部位、すなわち圧電素子形成部、およびベースウェハ１３０をレジスト膜１１８で覆う（図２（Ｆ）参照）。その後、レジスト膜１１８をマスクとしてエッチングを行い、連結部１１６および枠部１１７を削除することにより、圧電素子１２を単離させる素子分離工程を行う（図２（Ｇ）参照）。
【００３５】
素子分離工程を経た後、圧電素子１２における引出し電極２２ａ，２２ｂと、ベースウェハ１３０（ベース基板３０）における配線パターン３２，３８（図１参照）を電気的に接続する導電膜４４，４６（図２においては不図示）を形成する成膜工程を行う。導電膜４４，４６の形成は、ガラスマスクや金属マスクを用いたスパッタであれば良い。このような手法により導電膜４４，４６を形成することによれば、水晶における結晶方位の異方性によって形成される傾斜面や裏面側にも、その形状に沿って導電膜４４，４６を形成することができる。
【００３６】
次に、カバーウェハ１５０をベースウェハ１３０に接合するウェハ接合工程を行う。カバーウェハ１５０はエッチング等の形状形成手段により形成した凹部５８と、カバーウェハ１５０により形成されるキャビティを真空引きするための封止孔５２を有し、凹部５８に圧電素子１２を収容するように、凹部形成面側をベースウェハ１３０に対向させた状態で接合される（図３（Ａ）参照）。なおベースウェハ１３０に対するカバーウェハ１５０の接合は、直接接合で良い。また、封止孔５２の内壁面には、金属膜５４を形成しておく。
【００３７】
次に、カバーウェハ１５０を接合したベースウェハ１３０を真空チャンバ内に配置し、カバーウェハ１５０により形成されたキャビティを真空引きする真空引き工程を行う。キャビティを真空引きした状態で封止孔５２にハンダボール５６ａを配置する。封止孔に配置されたハンダボール５６ａに対してスポットレーザ１００を照射することでハンダボール５６ａを溶融させ、ロウ材５６により封止孔５２を封止する孔封止工程を行う（図３（Ｂ）参照）。
【００３８】
最後に、ベースウェハ１３０に接合したカバーウェハ１５０ごと、積層ウェハとして圧電素子１２単位（圧電素子１２を収容した凹部５８単位）の裁断（ダイシング工程）を行うことで、ＣＳＰ構造の圧電デバイス１０が完成する（図３（Ｃ）参照）。
【００３９】
上記のように製造される圧電デバイス１０によれば、枠型の振動片を採用し、３枚のウェハを積層接合する場合よりも接合時の応力に基づく不良発生のリスクを低減することができる。圧電素子１２をベース基板３０（ベースウェハ１３０）に対して無機接合によりマウントしているため、導電性ペースト等の有機接合層を介してマウントした場合に比べ、パッケージ内部の汚染を抑制することができる。また、樹脂部からのガスの発生が無いため、パッケージ封止時の気密性を高めることもできる。
【００４０】
また、上記実施形態では、圧電素子１２（素子形成ウェハ１１２）とベース基板３０（ベースウェハ１３０）との接合は、直接接合により行う旨記載した。しかしながら本発明に係る製造方法では、圧電素子１２とベース基板３０との接合を陽極接合やプラズマ活性化などによるシロキサン接合等の手段により実施しても良い。このような接合手段を用いた場合であっても、圧電素子１２とベース基板３０との接合面に無機接合層を介在させることができるからである。
【００４１】
ここで、陽極接合とは、接合面に金属膜を形成し、接合部材同士を密着させた状態で加圧加熱し、金属膜に所定の電圧を印加することにより行えば良い。例えば陽極接合を行う場合、圧電素子１２における接合部１８の接合面に対して、図５に示すような金属膜２６（２６ａ，２６ｂ）を形成しておけば良い。なお、図５において、図５（Ａ）は、ベース基板に対して圧電素子を搭載した状態を示す平面図であり、図５（Ｂ）は同図（Ａ）における正面図であり、図５（Ｃ）は同図（Ａ）における右側面図である。
【００４２】
金属膜２６は、ベース基板３０の構成部材であるガラスに拡散する、アルミニウム（Ａｌ）などの金属により構成すると良い。金属膜２６は、素子片形成ウェハ１１２に対して、励振電極２０や引出し電極２２を形成する際の工程で、形成すれば良い。金属膜２６を成膜する際、金属膜２６ａと金属膜２６ｂの間にスリットを入れるようにする。このような構成とすることで、ベース基板３０に接合した後に成膜される導電膜４４，４６と金属膜２６ａ，２６ｂが接触した場合であっても、電圧印加時に短絡を生じさせることが無いからである。なお金属膜２６ａは、引出し電極２２ａ、および励振電極２０ａと接続して形成することにより接合時の電圧印加を可能とすれば良い。また、金属膜２６ｂは、引出し電極２２ｂ、および励振電極２０ｂと接続して形成することにより接合時の電圧印加を可能とすれば良い。
【００４３】
また、シロキサン接合とは、接合部材同士を薄膜化されたガラス質物質を介して接合する技術である。具体的には、接合部材の双方に、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含むランダムな原子構造を有するＳｉ骨格と、このＳｉ骨格に結合する脱離基とを有する接合膜を形成し、この接合膜を介して結合部材同士の接合を行うというものである。接合膜に熱や圧縮といったエネルギーを付与することにより、Ｓｉ骨格に結合された脱離基が脱離し、Ｓｉ骨格に活性手が生ずる。接合膜に生じた活性手同士の結合により、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合が成され、接合部材に形成した２つの接合膜は一体化され、強固な接合層となる。
【００４４】
なおプラズマ活性化とは、接合部材の接合面をプラズマを用いて表面処理した後に接合部材を貼り合わせて接合するというものである。このような接合技術によれば、直接接合に比べて熱処理温度を低くした場合であっても高い接合強度を得ることができる。
【００４５】
次に、本発明に係る圧電デバイスの製造方法に係る第２の実施形態について、図６を参照して説明する。なお、本実施形態に係る製造方法における殆どの工程は、上述した第１の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法と同様である。よって、その工程を同様とする部分に関しては、その詳細を省略することとする。なお、本実施形態に係る製造方法では、ベースウェハ１３０とカバーウェハ１５０との接合にロウ材１３３を用いる点を特徴とする。
【００４６】
本実施形態に係る製造方法ではまず、ベースウェハ１３０に対して素子片形成ウェハ１１２を接合する工程の前工程として、ベースウェハ１３０に、接合用のメタライズ１３１を形成する。メタライズ１３１を形成したベースウェハ１３０に対して、素子片形成ウェハ１１２を接合する（図６（Ａ）参照）。
【００４７】
次に、ベースウェハ１３０と、ベースウェハ１３０に接合された素子片形成ウェハ１１２の枠部１１７および連結部１１６以外の部分を覆うレジスト膜１１８を形成する（図６（Ｂ）参照）。形成されたレジスト膜１１８をマスクとして素子片形成ウェハ１１２をエッチングし、圧電素子１２を個片化した後にレジスト膜１１８を剥離する（図６（Ｃ）参照）。
【００４８】
次に、引出し電極２２ａ，２２ｂと配線パターン３２，３８（図１参照）を電気的に接続する導電膜４４，４６を形成する。導電膜４４，４６を形成した後、ベースウェハ１３０に対してカバーウェハ１５０を接合する。カバーウェハ１５０の接合は、ベースウェハ１３０に施したメタライズ１３１の上面にロウ材１３３を施し、これを溶融させることにより行えば良い（図６（Ｄ）参照）。
【００４９】
ベースウェハ１３０に対してカバーウェハ１５０を接合した後、カバーウェハ１５０によって形成されたキャビティ内を真空引きする。キャビティを真空引きした状態で、カバーウェハ１５０に形成された封止孔５２にハンダボール５６ａを配置し、ロウ材５６により孔封止を行う（図６（Ｅ）参照）。孔封止を終了した後、圧電素子１２を収容する凹部５８毎にカバーウェハ１５０およびベースウェハ１３０を裁断する（図６（Ｆ）参照）。
【００５０】
ここで、上記第１、第２の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法ではいずれも、素子片形成ウェハ１１２からの圧電素子１２の個片化には、レジスト膜１１８を用いたエッチング（ウエットエッチングまたはドライエッチング）を採用している。しかしながら、上記実施形態に係る圧電デバイスの製造方法では、圧電素子１２の個片化に際してレジスト膜１１８を用い無い方法を採っても良い。
【００５１】
具体的には、図７に示すように、素子片形成ウェハ１１２をベースウェハ１３０に接合した後（図７（Ａ）参照）、連結部１１６にて枠部１１７から圧電素子１２を一括折り取りするという方法である（図７（Ｂ）参照）。このような方法を採用することにより、マスクとなるレジスト膜の形成工程を無くす事ができ、生産性を向上させることができる。
【００５２】
図７に示す例は、第２の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法をベースとしているため、後の工程については上述した第２の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法と同様である。すなわち、引出し電極２２ａ，２２ｂと配線パターン３２，３８（図１参照）を電気的に接続する導電膜４４，４６を形成し、ベースウェハ１３０に対してカバーウェハ１５０を接合する。カバーウェハ１５０の接合は、ベースウェハ１３０に施したメタライズ１３１の上面にロウ材１３３を施し、これを溶融させることにより行えば良い（図７（Ｃ）参照）。
【００５３】
ベースウェハ１３０に対してカバーウェハ１５０を接合した後、カバーウェハ１５０によって形成されたキャビティ内を真空引きし、ロウ材５６により孔封止を行う（図７（Ｄ）参照）。孔封止を終了した後、圧電素子１２を収容する凹部５８毎にカバーウェハ１５０およびベースウェハ１３０を裁断する（図７（Ｅ）参照）というものである。
【００５４】
上記第１の実施形態に係る圧電デバイス１０は、蓋体５０としてキャップ型のものを例に挙げて説明し、製造方法における第１の実施形態、第２の実施形態でもこれを基本として説明した。しかしながら本実施形態に係る圧電デバイス１０の蓋体５０としては、平板状のいわゆるリッド型のものとしても良い。このように、蓋体５０を平板状とする圧電デバイスの製造方法について、圧電デバイスの製造方法に係る第３の実施形態として、図８を参照して以下に説明する。なお、本実施形態に係る製造方法における殆どの工程は、上述した第１の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法と同様である。よって、その工程を同様とする部分に関しては、その詳細を省略し、本実施形態に係る特徴的な工程についての説明に重点をおくこととする。なお、本実施形態に係る製造方法では、素子片形成ウェハ１１２により、パッケージの壁面（枠部）も形成する点を特徴とする。
【００５５】
本実施形態に係る圧電デバイスの製造方法は、素子片形成ウェハ１１２（図８（Ａ）参照）に対して凹状エッチング部１１３を形成する際、凹状エッチング部１１３を形成した同一面に第２の凹状エッチング部１２１と、凹状エッチング部１１３を形成した面の裏面側に第３の凹状エッチング部１２３を形成する。第２の凹状エッチング部１２１は、連結部１１６を形成する部分に形成する。また、第３の凹状エッチング部１２３は、隣り合う壁面形成部１２７間に設けられる。第２の凹状エッチング部１２１を形成することにより、壁面形成時のエッチング時間を短縮することが可能となる（図８（Ｂ）参照）。このように、素子片形成ウェハ１１２に対して凹状エッチング部（第１の凹状エッチング部）１１３、第２の凹状エッチング部１２１、および第３の凹状エッチング部１２３を形成した後、素子片形成ウェハ１１２に対して、圧電素子１２の外形を形成するためのエッチングを行う。ここで素子片形成ウェハ１１２を平面視した場合には、壁面形成部１２７が枠状に残り、外形形成された圧電素子の一部が枠状を成した壁面形成部１２７に、連結部１１６を介して接続された状態となる（図８（Ｃ）参照）。
【００５６】
圧電素子の外形を形成した素子片形成ウェハに対して励振電極２０および引出し電極２２を形成し（図８（Ｄ）参照）、素子片形成ウェハ１１２をベースウェハ１３０へ接合する（図８（Ｅ）参照）。
【００５７】
ベースウェハ１３０に対して素子片形成ウェハ１１２を接合した後、素子片形成ウェハ１１２における連結部１１６を除く部分と、ベースウェハ１３０とをレジスト膜で覆い、連結部１１６をエッチングして圧電素子１２を個片化すると共に壁面形成部１２７の分離を行う（図８（Ｆ）参照）。エッチング終了後、レジスト膜を剥離し、壁面形成部１２７の上面にカバーウェハ１５０ａ（裁断後は蓋体５０ａ）を接合する。カバーウェハ１５０ａは、封止孔５２を形成した平板状のガラスなどであれば良く、接合には上述した直接接合、陽極接合、ＧＬ接合、およびプラズマ接合等の技術を用いれば良い（図８（Ｇ）参照）。
【００５８】
カバーウェハ１５０ａを接合した後、キャビティを真空引きして封止孔５２をロウ材５６により封止し、圧電デバイス１０として裁断する（図８（Ｈ）参照）。
このような方法で製造した圧電デバイス１０であっても、上述した第１の実施形態や第２の実施形態に係る製造方法により製造された圧電デバイス１０と同様な効果を得ることができる。
【００５９】
また、蓋体として凹部５８の浅いものを採用する場合には図９（Ａ）に示すように、素子片形成ウェハ１１２に対して、第３の凹状エッチング部１２３を形成しないようにすれば良い。このように形成した素子片形成ウェハ１１２を用いて圧電素子１２の形成と壁面形成部１２７の分離を行うようにすることで、壁面形成部１２７の上面と圧電素子１２の高さが等しくなる。このため図９（Ｂ）に示すように、蓋体５０ｂ（裁断前はカバーウェハ１５０ｂ）における凹部５８は、圧電素子１２と蓋体５０ｂとの間隙を担う深さがあれば足りることとなり、その深さを浅くすることができる。このような製造方法で圧電デバイス１０を製造した場合であっても、上記実施形態に係る製造方法により製造された圧電デバイス１０と同様な効果を得ることができる。
【００６０】
次に、本発明の圧電デバイスに係る第２の実施形態について図１０を参照して説明する。なお、本実施形態に係る圧電デバイスの殆どの構成は、上述した第１の実施形態に係る圧電デバイスと同じである。よってその構成を同一とする箇所については、図面に同一符号を付して詳細な説明は省略することとする。また、本実施形態に係る圧電デバイスの特徴的な構成は圧電素子の形態にある。よって図１０には圧電素子の構成を載せ、圧電デバイス全体の構成としては図１を援用することとする。
【００６１】
本実施形態に係る圧電デバイスにおける圧電素子１２ｂは、基部１６と接合部１８との間に括れ部２１を形成している。このような構成とすることにより、振動ビーム１４により構成される振動部からの振動漏れを抑制することができると共に、ベース基板３０に接合された接合部１８からの振動部への応力の伝達を抑制することができる。
【００６２】
また、上記実施形態ではいずれも、振動部を構成する振動ビーム１４の断面形状は矩形であるように示している。しかしながら振動ビームの断面形状は、励振電極形成部分においては図１１に示すようにＨ型としても良い。励振電極形成部分における振動ビーム１４の断面形状をこのような形状とすることによれば、曲げ方向に対する断面２次モーメントを低減することができる。このため、高いＱ値と高い振動安定性を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００６３】
１０………圧電デバイス、１２………圧電素子、１４（１４ａ，１４ｂ）………振動ビーム、１６………基部、１８………接合部、２０（２０ａ，２０ｂ）………励振電極、２２（２２ａ，２２ｂ）………引出し電極、２４………金属膜、３０………ベース基板、３２………配線パターン、３４………スルーホール、３６………外部実装端子、３８………配線パターン、４０………スルーホール、４２………外部実装端子、４４………導電膜、４６………導電膜、５０………蓋体、５２………封止孔、５４………金属膜、５６………ロウ材、５６ａ………ハンダボール、５８………凹部。
【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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