(57)【要約】【課題】圧電デバイスを安定して動作させる。【解決手段】圧電デバイス１は、ケイ素を含む例えば水晶からなるベース２と、ベース２を覆う、ケイ素を含む例えば水晶からなるカバー３と、カバー３とベース２との間に設けられた水晶片５とを備える。ベース２及びカバー３の各辺は、同一の曲率半径の曲面状に面取りされている。この圧電デバイス１は、ベース基板と、ベース基板を覆う、カバー基板と、カバー基板とベース基板との間に設けられた水晶片５とを備える圧電デバイス集合体を基板上に形成する工程と、圧電デバイス集合体を、個々の圧電デバイス１Ａに分割する工程と、分割された圧電デバイス１Ａのベベル加工を行う工程とを経て生成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ素を含む材料からなるベースと、
前記ベースを覆う、前記ケイ素を含む材料からなるカバーと、
前記カバーと前記ベースとの間に設けられた発振素子からなる励振部とを備え、
前記ベース及び前記カバーの各辺が同一の曲率半径の曲面状に面取りされている、圧電デバイス。
【請求項２】
前記ケイ素を含む材料がＳｉＯ２を主成分とする水晶である、
請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記ケイ素を含む材料がセラミックに代表されるガラス系材料である、
請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記ケイ素を含む材料が半導体用シリコン系材料である、
請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記ケイ素を含む材料から成る前記カバー及び前記ベースが請求項２から４のいずれかの異なる材料の組合せから成る、
請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
ケイ素を含む材料からなるベース基板と、前記ベース基板を覆う、前記ケイ素を含む材料からなるカバー基板と、前記カバー基板と前記ベース基板との間に設けられた励振部とを備える圧電デバイス集合体を形成する工程と、
前記圧電デバイス集合体を、個々の圧電デバイスに分割する工程と、
分割された前記圧電デバイスのベベル加工を行う工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記ベベル加工を行う前に、分割された前記圧電デバイスの電気的特性を測定する工程と、
前記ベベル加工を行った後に、分割された前記圧電デバイスの電気的特性を測定する工程と、
前記ベベル加工を行う前に測定された前記電気的特性と、前記ベベル加工を行った後に測定された前記電気的特性との特性差に基づいて、前記圧電デバイスの不良品を選別する工程と、
を備える請求項６に記載の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、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に複数の圧電デバイスからなる圧電デバイス集合体を形成し、ダイシングソーやレーザー等によって個々の圧電デバイスに分割することにより、圧電デバイスを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５４１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ダイシングソーやレーザー等によって個々の圧電デバイスに分割すると、個々の圧電デバイスの切断面に、バリが発生する場合がある。また、圧電デバイスの切断面の周囲の各辺は鋭角であるため、他のデバイス等と接触することでチッピングやクラックが発生しやすいという問題がある。特に、クラックが発生した場合には、使用環境によっては当該クラックが成長し、内部空間の気密不良を起こす原因になる。
【０００５】
また、圧電デバイスの製造時に、圧電デバイスのベースやカバー等に歪みが発生し、振動面に残留応力が生じる場合がある。この残留応力が経時的に開放されることにより、圧電デバイスの特性が変化し、所望の特性が得られなくなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、安定して動作可能な圧電デバイスを提供することを目的とする。また、本発明は、当該圧電デバイスを製造可能な圧電デバイス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】
本発明の第１の態様の圧電デバイスは、ケイ素を含む材料、例えば水晶からなるベースと、前記ベースを覆う、前記ケイ素を含む材料、例えば水晶からなるカバーと、前記カバーと前記ベースとの間に設けられた発振素子からなる励振部とを備え、前記ベース及び前記カバーの各辺が同一の曲率半径の曲面状に面取りされている。
【０００８】
また、前記ケイ素を含む材料は、ＳｉＯ２を主成分とする水晶であってもよい。また、前記ケイ素を含む材料は、セラミックに代表されるガラス系材料であってもよい。また、前記ケイ素を含む材料は、半導体用シリコン系材料であってもよい。また、前記ケイ素を含む材料から成る前記カバー及び前記ベースは、ＳｉＯ２を主成分とする水晶、セラミックに代表されるガラス系材料及び半導体用シリコン系材料の組み合わせから成るものであってもよい。
【０００９】
本発明の第２の態様の圧電デバイスの製造方法は、ケイ素を含む材料、例えば水晶からなるベース基板と、前記ベース基板を覆う、前記ケイ素を含む材料、例えば水晶からなるカバー基板と、前記カバー基板と前記ベース基板との間に設けられた励振部とを備える圧電デバイス集合体を形成する工程と、前記圧電デバイス集合体を、個々の圧電デバイスに分割する工程と、分割された前記圧電デバイスのベベル加工を行う工程と、を備える。
【００１０】
また、前記圧電デバイスの製造方法は、前記ベベル加工を行う前に、分割された前記圧電デバイスの電気的特性を測定する工程と、前記ベベル加工を行った後に、分割された前記圧電デバイスの電気的特性を測定する工程と、前記ベベル加工を行う前に測定された前記電気的特性と、前記ベベル加工を行った後に測定された前記電気的特性との特性差に基づいて、前記圧電デバイスの不良品を選別する工程と、を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る圧電デバイスによれば、安定して動作することができるという効果を奏する。また、本発明に係る圧電デバイスの製造方法によれば、安定して動作可能な圧電デバイスを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る圧電デバイスの構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る圧電デバイスの他の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る圧電デバイスの製造工程の概要を示す図である。
【図４】本実施形態に係る圧電デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［圧電デバイス１の構成］
図１は、本実施形態の圧電デバイス１の構成例を示す図である。具体的には、図１（ａ）は、圧電デバイス１の平面図であり、図１（ｂ）は、圧電デバイス１の底面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
圧電デバイス１は、ベース２と、カバー３と、発振素子からなる励振部と、電極６とを備える。以下、励振部の一例として水晶片５を用いる場合を例として説明を進める。
【００１５】
ベース２は、矩形状であり、ケイ素を含む材料、例えば、ＳｉＯ２を主成分とする水晶等の材料から構成されている。ベース２の下面の四隅には、それぞれ外部と電気的に接続する電極６が設けられている。これらの電極６は、後述するベベル加工の際に研磨されにくいように、面取りされる位置よりも中心寄りに配置されている。また、ベース２とカバー３の間には水晶片５が接続されている。ここで、水晶片５は、例えば、ＡＴカット水晶片である。ベース２の外部と接する各辺は、ベベル加工によって概略同一の曲率半径の曲面状に面取りされている。
【００１６】
カバー３は、ベース２と同様にケイ素を含む材料、例えば水晶等の材料から構成されている。カバー３は、水晶片５が設けられているベース２の上面を覆った状態で、低融点ガラス等によってベース２と接着されることにより、水晶片５が設けられている内部空間を密封する。カバー３の外部と接する各辺は、ベース２と同様に、ベベル加工によって概略同一の曲率半径の曲面状に面取りされている。
【００１７】
なお、圧電デバイス１の内部空間には、図２に示すように、水晶片５の他に電子部品７が設けられていてもよい。
【００１８】
［圧電デバイス１の製造工程］
続いて、圧電デバイス１の製造工程について説明する。図３は、圧電デバイス１の製造工程の概要を示す図である。図４は、圧電デバイス１の製造工程を示すフローチャートである。
【００１９】
まず、最初の工程として、ケイ素を含む材料からなるベース基板と、当該ベース基板を覆う、ケイ素を含む材料からなるカバー基板と、当該カバー基板と当該ベース基板との間に設けられた水晶とを備える圧電デバイス集合体を形成する。
【００２０】
具体的には、第一のウエハ上にベース２が複数連結した状態のベース基板を形成し、このベース基板に複数の水晶片５を接合させる（Ｓ１）。続いて、第二のウエハ上にカバー３が複数連結した状態のカバー基板を形成し、ベース基板にカバー基板を接合させることにより（Ｓ２）、複数の圧電デバイスからなる圧電デバイス集合体１００を形成する（図３（ａ））。ここで、製造過程における圧電デバイスを圧電デバイス１Ａという。
【００２１】
続いて、連結した状態の複数の圧電デバイス１Ａを含む圧電デバイス集合体１００を、個々の圧電デバイス１Ａに分割する（図３（ｂ）、Ｓ３）。
続いて、測定装置により、分割された個々の圧電デバイス１Ａの電気的特性を測定する（Ｓ４）。ここでは、測定装置は、圧電デバイス１Ａの電気的特性として、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）や、発振周波数を測定する。このとき、例えばクリスタルインピーダンスが５０Ω以下のものを良品として選別する。
【００２２】
続いて、良品として選別された複数の圧電デバイス１Ａを、研磨剤８とともにベベル加工機１０に投入し、ベベル加工を行う（図３（ｃ）、Ｓ５）。ここで、研磨剤８は、例えば、酸化セリウム等により構成される。また、ベベル加工機１０は、円筒体と、当該円筒体の中心軸線を回転軸として回転させる制御装置とから構成される。ベベル加工機１０は、円筒体を回転させることにより、円筒体の内部に投入された圧電デバイス１Ａと、研磨剤８とを衝突させ、圧電デバイス１Ａのベース２及びカバー３の各辺の面取り加工を行う。これにより、ベース２及びカバー３の各辺が概略同一の曲率半径の曲面状に面取りされた圧電デバイス１が生成される（図３（ｄ））。
【００２３】
続いて、測定装置により、生成された個々の圧電デバイス１の電気的特性を測定する（Ｓ６）。ここでは、Ｓ４における電気的特性の測定と同様の測定が行われる。
【００２４】
続いて、個々の圧電デバイス１について、ベベル加工を行う前に測定された圧電デバイス１Ａの電気的特性と、ベベル加工を行った後に測定された圧電デバイス１の電気的特性との特性差に基づいて、圧電デバイス１から不良品を選別し、当該不良品を除去する（Ｓ７）。具体的には、特性差が所定量よりも大きい場合に、不良品であると判定して除去する。先の例では、クリスタルインピーダンスが５０Ω以上のものが除去されることとなる。なお、上記の実施例では、クリスタルインピーダンスの絶対値の判定に基づいて不良品を判定することについて述べたが、これに限らない。例えば、圧電デバイス１Ａと圧電デバイス１との周波数のズレ量を用いてもよいし、統計学を用いて母集団からの異常値判定を行ってもよい。
【００２５】
［本実施形態の効果］
以上、本実施形態によれば、圧電デバイス１は、ケイ素を含む材料、例えば水晶からなるベース２と、ベース２を覆う、ケイ素を含む材料、例えば水晶からなるカバー３と、カバー３とベース２との間に設けられる水晶片５とを備え、ベース２及びカバー３の各辺が概略同一の曲率半径の曲面状に面取りされている。これにより、圧電デバイス１は、他のデバイス等との接触によるチッピングやクラックの発生が抑制され、安定して動作することができる。
【００２６】
また、ベベル加工を行うことにより、圧電デバイス１Ａの切断面に発生したバリを除去するとともに、切断面の周辺の鋭角な部位を除去することができる。また、ベベル加工を行って機械的な振動及び衝撃を与えることにより、圧電デバイス集合体１００を個々の圧電デバイス１Ａに分割した際に発生したチッピングやクラック等を成長させて、内部空間の気密不良を発生させることができる。これにより、潜在的に不良品となり得る圧電デバイス１Ａは、ベベル加工後の電気的特性が劣化するので、ベベル加工前後の電気的特性を比較することにより不良品として検出することができる。
【００２７】
また、圧電デバイス１Ａに対してベベル加工によって振動や衝撃をランダムに加えることにより、圧電デバイス１の作成時に生じる歪みや残留応力を開放したり、水晶片５に付着した異物を除去したりすることができる。
【００２８】
以上、本発明を実施の形態はケイ素を含む材料として水晶として説明したが、上記実施形態に記載の範囲に限定されるものではない。例えば、ケイ素を含む材料として、セラミックに代表されるガラス系材料や、純度の高い半導体用シリコン系材料を用いてもよい。また、ケイ素を含む材料から成るベース２及びカバー３は、ＳｉＯ２を主成分とする水晶、セラミックに代表されるガラス系材料及び半導体用シリコン系材料の少なくとも２つの組み合わせから成るものであってもよい。さらに、本実施形態ではベースと水晶とカバーの積層形として記したが、予め個片とした水晶片をベースに導電性接着剤等を用いて個々に搭載した後、カバーウエハとベースウエハを接合し、分割して圧電素子としてもよい。
【００２９】
本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３０】
１・・・圧電デバイス、
２・・・ベース、
３・・・カバー、
５・・・水晶片、
６・・・電極、
７・・・電子部品
１００・・・圧電デバイス集合体
【図１】
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【図２】
2015186105.tif 000004
【図３】
2015186105.tif 000005
【図４】
2015186105.tif 000006