(57)【要約】      （修正有）【課題】製品に合わせて外部端子に設けられたバンプの形状及び大きさを変更でき、生産性を向上させることができる圧電デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】矩形状の基板１１０の上面に設けられた電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を介して水晶素子１２０を実装する圧電素子実装工程と、水晶素子１２０を気密封止するように、封止蓋体１３０と基板１１０とを接合部材１５０を介して接合する蓋体接合工程と、基板１１０の下面に設けられた外部端子１１２に金属接着剤を塗布し、硬化させることでバンプ１６０を形成するバンプ形成工程と、を含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の基板の上面に設けられた電極パッドに導電性接着剤を介して圧電素子を実装する圧電素子実装工程と、
封止蓋体と前記基板とを接合部材を介して接合する蓋体接合工程と、
前記封止基板の下面に設けられた外部端子に金属接着剤を塗布し、硬化させることでバンプを形成するバンプ形成工程と、を含むことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１又は請求項２記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記電極パッドに金属接着剤を塗布し、硬化させることで突起部を形成する突起部形成工程と、を含むことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項１乃至請求項３記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記電極パッドと前記外部端子とを電気的に接続するために、前記基板に設けられた配線パターン上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、を含む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、例えば電子機器等に用いられる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】
圧電デバイスは、水晶素子の圧電効果を利用して、特定の周波数を発生させるものである。例えば、矩形状の基板の上面の一辺に沿って設けられた一対の電極パッドに導電性接着剤を介して実装された水晶素子と、基板の上面に接合部材を介して接合され、水晶素子を気密封止するための金属製の封止蓋体と、を備え、基板の下面に設けられた外部端子にバンプを有した構造が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。このような圧電デバイスの製造方法において、バンプは、基板に外部端子を形成する際に、外部端子上にタングステンメタライズを積層して焼成することで形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２９７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した圧電デバイスの製造方法は、基板の外部端子にバンプを形成する際には、外部端子上にメタライズを積層し焼成することでバンプを形成しているが、基板の焼成と同時にバンプを形成するため、バンプの形状や大きさを変更することが困難であった。よって、同じサイズの製品であっても、バンプの形状が異なる場合には、それぞれの製品の条件に合った基板を準備する必要があるため、生産性を低下させてしまう虞があった。
【０００５】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、製品の条件に合わせて外部端子に設けられたバンプの形状及び大きさを変更でき、生産性を向上させることができる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】
【０００６】
本発明の一つの態様による圧電デバイスの製造方法は、矩形状の基板の上面に設けられた電極パッドに導電性接着剤を介して圧電素子を実装する圧電素子実装工程と、圧電素子を気密封止するように、蓋体と基板とを接合部材を介して接合する蓋体接合工程と、基板の下面に設けられた外部端子に金属接着剤を塗布し、硬化させることでバンプを形成するバンプ形成工程と、を含むものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一つの態様による圧電デバイスの製造方法は、矩形状の基板の上面に設けられた電極パッドに導電性接着剤を介して圧電素子を実装する圧電素子実装工程と、圧電素子を気密封止するように、蓋体と基板とを接合部材を介して接合する蓋体接合工程と、基板の下面に設けられた外部端子に金属接着剤を塗布し、硬化させることでバンプを形成するバンプ形成工程と、を含むことにより、それぞれの製品の条件に合わせて外部端子に設けられたバンプの形状及び大きさを変更することができるため、それぞれ異なるバンプを有する基板の在庫をかかえる必要がなく、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態における圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）図１に示された圧電デバイスのＡ−Ａにおける断面図であり、（ｂ）図１に示された圧電デバイスのＢ−Ｂにおける断面図である。
【図３】本実施形態における圧電デバイスの水晶素子を実装した状態を示す平面図である。
【図４】（ａ）本実施形態における圧電デバイスを構成する基板を上面から見た平面図であり、（ｂ）本実施形態における圧電デバイスを構成する基板を下面から見た平面図である。
【図５】（ａ）本実施形態における圧電デバイスの製造方法における圧電素子実装工程の圧電素子の搭載を示す断面図であり、（ｂ）本実施形態における圧電デバイスの製造方法における圧電素子実装工程の圧電素子の固着を示す断面図であり、（ｃ）本実施形態における圧電デバイスの製造方法における蓋体接合工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）本実施形態における圧電デバイスの製造方法におけるバンプ形成工程の金属接着剤の塗布を示す断面図であり、（ｂ）本実施形態における圧電デバイスの製造方法におけるバンプ形成工程の金属接着剤の固着を示す断面図である。
【図７】本実施形態における圧電デバイスの製造方法であるバンプ形成工程において金属接着剤の印刷を示す断面図である。
【図８】本実施形態における圧電デバイスの製造方法である突起部形成工程において、基板の状態を上面から見た平面図であり、（ｂ）本実施形態における圧電デバイスの製造方法である突起部形成工程において、基板の状態を下面から見た平面図である。
【図９】本実施形態の第一変形例における圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図１０】図８に示された圧電デバイスのＣ−Ｃにおける断面図である。
【図１１】本実施形態の第一変形例における圧電デバイスの水晶素子を実装した状態を示す平面図である。
【図１２】（ａ）本実施形態の第一変形例における圧電デバイスを構成する基板を上面から見た平面図であり、（ｂ）本実施形態の第一変形例における圧電デバイスを構成する基板を下面から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態における圧電デバイスは、図１及び図２に示されているように、基板１１０と、基板１１０の上面に接合された水晶素子１２０と、水晶素子１２０を気密封止するための封止蓋体１３０と、を含んでいる。このような圧電デバイスは、電子機器等で使用する基準信号を出力するのに用いられる。
【００１０】
基板１１０は、矩形状であり、上面で実装された水晶素子１２０を実装するための実装部材として機能するものである。基板１１０に対して対角に位置するように、水晶素子１２０を接合するための第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂが設けられている。第一電極パッド１１１及び第二電極パッド１１１ｂが設けられている対角とは異なる対角の位置に、第三電極パッド１１１ｃが設けられている。基板１１０の下面には、外部端子１１２が設けられている。また、外部端子１１２が、水晶素子１２０と電気的に接続されて、水晶素子１２０の入出力端子として用いられている。
【００１１】
基板１１０は、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板１１０は、絶縁層を一層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板１１０の上面及び下面には、上面に設けられた電極パッド１１１と下面の外部端子１１２とを電気的に接続するための配線パターン１１３がそれぞれ設けられている。また、基板１１０の上面の外周縁に沿って、配線パターン１１３と電気的に接続されている導体部１１４が設けられている。
【００１２】
基板１１０の第一電極パッド１１１ａ、第二電極パッド１１１ｂ及び二つの第三電極パッド１１１ｃは、図１及び図２に示すように、水晶素子１２０を実装するために用いられている。また、二つの第三電極パッド１１１ｃは、水晶素子１２０が第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂ上に実装されている場合には、水晶素子１２０の外周縁を固定し、水晶素子１２０の外周縁が基板１１０に接触することを抑制するために用いられている。第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂは、図４（ａ）に示すように、基板１１０の対角に位置するように設けられており、第三電極パッド１１１ｃは、第一電極パッド１１１及び第二電極パッド１１１ｂが設けられている対角とは異なる対角の位置に設けられている。また、第一電極パッド１１１ａと第二電極パッド１１１ｂとは、図３に示すように、基板１１０の上面の対角の位置に設けられている。また、電極パッド１１１は、基板１１０の上面及び下面に設けられた配線パターン１１３及び基板１１０の外周縁に設けられた導体部１１４を介して、電極パッド１１１と平面視して重なる位置に設けられた外部端子１１２と電気的に接続されている。外部端子１１２は、基板１１０の下面の四隅に、基板１１０の外周縁に沿って設けられている。
【００１３】
電極パッド１１１は、図４（ａ）に示すように、第一電極パッド１１１ａ、第二電極パッド１１１ｂ及び二つの第三電極パッド１１１ｃによって構成されている。また、外部端子１１２は、図４（ｂ）に示すように第一外部端子１１２ａ及び第二外部端子１１２ｂによって構成されている。配線パターン１１３は、図４に示すように、第一配線パターン１１３ａ及び第二配線パターン１１３ｂによって構成され、導体部１１４は、第一導体部１１４ａ及び第二導体部１１４ｂによって構成されている。第一電極パッド１１１ａと第一外部端子１１２ａとは、基板１１０の上面及び下面に設けられた第一配線パターン１１３ａと、基板１１０の外周縁に設けられた第一導体部１１４ａにより接続されている。第二電極パッド１１１ｂと第二外部端子１１２ｂとは、基板１１０の上面及び下面に設けられた第二配線パターン１１３ｂと、基板１１０の外周縁に設けられた第二導体部１１４ｂにより接続されている。
【００１４】
外部端子１１２は、外部の電子機器等を構成する実装基板上に実装するために用いられている。外部端子１１２は、基板１１０の下面の四隅に設けられている。外部端子１１２の内の二つの端子は、基板１１０の上面に設けられた一対の電極パッド１１１とそれぞれ電気的に接続されている。
【００１５】
また、電極パッド１１１及び外部端子１１２は、基板１１０に沿って設けられた形状となっている。ここで基板１１０を平面視したときの長辺の寸法が、１．２〜８．０ｍｍであり、短辺の寸法が、１．０〜４．５ｍｍである場合を例にして、電極パッド１１１及び外部端子１１２の大きさを説明する。第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂの長辺の長さは、０．２０〜１．５ｍｍであり、短辺の長さは、０．１０〜１．０ｍｍとなっている。二つの第三電極パッド１１１ｃは、長辺の長さが、０．２０〜１．５ｍｍであり、短辺の長さは、０．１０〜１．０ｍｍとなっている。外部端子１１２の長辺の長さは、０．９〜４．４ｍｍであり、短辺の長さは、０．４０〜３．０ｍｍとなっている。
【００１６】
配線パターン１１３は、基板１１０の上面及び下面に設けられ、電極パッド１１１及び外部端子１１２から近傍の基板１１０の外周縁に向けて引き出されている。第一配線パターン１１３ａの長さと第二配線パターン１１３ｂの長さは、略等しい長さとなる。ここで、略等しい長さとは、基板１１０の上面及び下面に設けられた第一配線パターン１１３ａの長さと基板１１０の上面及び下面に設けられた第二配線パターン１１３ｂの長さとの差が０〜２００μｍ異なるものを含むものとする。配線パターン１１３の長さは、各配線パターン１１３の中心を通る直線の長さを測定したものとする。
【００１７】
導体部１１４は、基板１１０の外周縁に設けられた切れ込みの内部に設けられている。導体部１１４の両端は、配線パターン１１３と接続されている。このようにすることで、電極パッド１１１は、配線パターン１１３及び導体部１１４を介して外部端子１１２と電気的に接続されている。導体部１１４は、切り込み内に導体ペーストを印刷するようにして設けられているため、基板１１０の上面の外周縁と導体部１１４との境界線箇所の導体部１１４の厚みが薄くなっている。よって、接合部材１５０が導体部１１４の上端にかかるように設けられていることで、境界線箇所の導体部１１４が半田と接触しないことで、導体部１１４の材質が半田内に拡散することで生じる半田食われを低減することができる。従って、半田食われによりに生じる電極パッド１１１と外部端子１１２との導通不良も低減することができる。また、半田食われとは、配線パターン１１３又は導体部１１４の材質が半田内に拡散し、配線パターン１１３又は導体部１１４がなくなってしまうことをいう。
【００１８】
また、バンプ１６０は、外部端子１１２の接合強度を向上させるためのものである。バンプ１６０は、外部端子１１２に下方向に凸になるように設けられている。ここで基板１１０を平面視したときの長辺の寸法が、１．２〜８．０ｍｍであり、短辺の寸法が、１．０〜４．５ｍｍである場合を例にして、バンプ１６０の大きさを説明する。バンプ１６０は、基板１１０を平面視したときの長辺の寸法が、０．８〜４．０ｍｍであり、短辺の寸法が、０．５〜１．５ｍｍである。また、バンプ１６０は、平面視して、円形状でも構わない。
【００１９】
ここで、基板１１０の作製方法について説明する。基板１１０がアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面或いはセラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、電極パッド１１１、外部端子１１２、配線パターン１１３及び導体部１１４となる部位にニッケルメッキ又は金メッキ、銀パラジウム等を施すことにより作製される。また、導体ペーストは、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。
【００２０】
水晶素子１２０は、図２に示されているように、導電性接着剤１４０を介して電極パッド１１１上に接合されている。水晶素子１２０は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。
【００２１】
水晶素子１２０は、図１及び図２に示されているように、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を被着させた構造を有している。励振用電極１２２は、水晶素板１２１の上下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。励振用電極１２２は、上面に第一励振用電極１２２ａと、下面に第二励振用電極１２２ａを備えている。引き出し電極１２３は、励振用電極１２２から水晶素板１２１の向かい合う辺に向かってそれぞれ延出されている。引き出し電極１２３は、上面に第一引き出し電極１２３ａと、下面に第二引き出し電極１２３ｂとを備えている。第一引き出し電極１２３ａは、第一励振用電極１２２ａから引き出されており、水晶素板１２１の一方の辺に向かって延出するように設けられている。第二引き出し電極１２３ｂは、第二励振用電極１２１ｂから引き出されており、水晶素板１２１の他方の辺に向かって延出するように設けられている。また、このような水晶素子１２０は、水晶素板１２１の対角に位置する箇所で支持する両持ち支持構造にて基板１１０上に固定されている。
【００２２】
ここで、水晶素子１２０の動作について説明する。水晶素子１２０は、外部からの交番電圧が引き出し電極１２３から励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、水晶素板１２１が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
【００２３】
ここで、水晶素子１２０の作製方法について説明する。まず、水晶素子１２０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１２１の外周部と比べて水晶素板１２１の中央部が厚くなるように設けるベベル加工を行う。そして、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の両主面にフォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極１２２、引き出し電極１２３を形成することにより作製される。
【００２４】
水晶素子１２０の基板１１０への接合方法について説明する。まず、導電性接着剤１４０は、例えばディスペンサによって第一電極パッド１１１ａ、第二電極パッド１１１ｂ及び二つの第三電極パッド１１１ｃ上に塗布される。水晶素子１２０は、導電性接着剤１４０上に搬送され、導電性接着剤１４０上に載置される。そして導電性接着剤１４０は、加熱硬化させることによって、硬化収縮される。水晶素子１２０は、電極パッド１１１に接合される。つまり、水晶素子１２０の第一引き出し電極１２３ａは、第一電極パッド１１１ａと接合され、第二引き出し電極１２３ｂは、第二電極パッド１１１ｂと接合される。これによって、第一外部端子１１２ａと第二外部端子１１２ｂが水晶素子１２０と電気的に接続されることになる。
【００２５】
導電性接着剤１４０は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又はニッケル鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。
【００２６】
封止蓋体１３０は、矩形状の封止基部１３０ａと、封止基部１３０ａの下面の外周縁に沿って設けられている封止枠部１３０ｂとで構成されており、封止基部１３０ａの下面と封止枠部１３０ｂの内側側面とで収容空間Ｋが形成されている。封止枠部１３０ｂは、封止基部１３０ａの下面に収容空間Ｋを形成するためのものである。封止枠部１３０ｂは、封止基部１３０ａの下面の外縁に沿って設けられている。
【００２７】
封止基部１３０ａ及び封止枠部１３０ｂは、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなり、一体的に形成されている。このような封止蓋体１３０は、真空状態にある収容空間Ｋ又は窒素ガスなどが充填された収容空間Ｋを気密的に封止するためのものである。具体的には、封止蓋体１３０は、所定雰囲気で、基板１１０の上面に載置され、基板１１０の上面と封止枠部１３０ｂの下面との間に設けられた接合部材１５０とが熱が印加されることで、溶融接合される。
【００２８】
接合部材１５０は、封止蓋体１３０の下面と基板１１０の上面の外周縁とを接合するために用いられている。接合部材１５０は、３００℃〜４００℃で溶融するガラスであり、例えばバナジウムを含有した低融点ガラス又は酸化鉛系ガラスから構成されている。ガラスは、バインダーと溶剤とが加えられペースト状であり、溶融された後固化されることで他の部材と接着する。接合部材１５０は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で封止枠部１３０ｂの下面に沿って環状に塗布され乾燥することで設けられる。また、この酸化鉛系ガラスの組成は、酸化鉛、フッ化鉛、二酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ビスマス、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化第二鉄、酸化銅及び酸化カルシウムとから構成されている。
【００２９】
保護部材１７０は、配線パターン１１３が金属製の封止蓋体１３０と接触して短絡することを低減するために用いられている。また、保護部材１７０は、図４に示すように、基板１１０の上面に設けられた配線パターン１１３を被覆するようにして設けられている。保護部材１７０は、接合部材１５０よりも融点が高い５００〜８００℃のものを用いている。これにより、接合部材１５０で接合する際には、保護部材１７０は溶融せずに、形成時の形状を保つことができる。よって、金属製の封止蓋体１３０又は基板１１０に圧力がかかり押し付けられても、金属製の封止蓋体１３０と基板１１０の配線パターン１１３とが接触することによる短絡を低減することができる。また、保護部材１７０は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で基板１１０に設けられた配線パターン１１３の上面に塗布され乾燥することで設けられる。また、保護部材１７０の上下方向の厚みは、０．０１〜０．０３ｍｍとなっている。
【００３０】
また、保護部材１７０は、基板１１０の外周縁に位置する配線パターン１１３上に設けられている。このようにすることによって、例えば、金属製の封止蓋体１３０を用いた場合に金属製の封止蓋体１３０が配線パターン１１３に接触することを抑えることが可能となる。また、保護部材１７０が、基板１１０の角に、平面視して円弧状になるように設けられており、導体部１１４が設けられている切欠き内には、保護部材１７０が設けられていない。このようにすることにより、基板１１０が電子機器等を構成する実装基板上に実装される際に、外部端子１１２に付着した半田が、導体部１１４に這い上がるようにして形成されるため、半田フィレットが形成される。また、半田が、保護部材１７０で覆われている基板１１０の配線パターン１１３上には、這い上がらないため、半田と金属製の封止蓋体１３０との短絡を低減することができる。
【００３１】
次に本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法について説明する。圧電デバイスの製造方法は、圧電素子実装工程と、蓋体接合工程と、バンプ形成工程とを含むものである。
【００３２】
（圧電素子実装工程）
圧電素子実装工程は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、矩形状の基板１１０の上面に設けられた電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を介して圧電素子１２０を実装する工程である。まず、導電性接着剤１４０は、塗布ノズルで基板１１０の上面に設けられた電極パッド１１１の主面に塗布される。塗布ノズルは、圧力をかけることによって導電性接着剤１４０を噴出させ、導電性接着剤１４０を塗布することができる。導電性接着剤１４０の塗布径は、例えば、１５０〜５５０μｍとなっている。
【００３３】
電極パッド１１１に塗布された導電性接着剤１４０に圧電振動素子１２０の表面に形成した励振用電極１２２から延出した引き出し電極１２３を付着させる形態で圧電素子１２０を配置し、導電性接着剤１４０を加熱硬化させ、電極パッド１１１と圧電素子１２０とを導通固着させる。導電性接着剤１４０を加熱硬化させる際には、硬化炉が用いられている。
【００３４】
硬化炉（図示せず）は、炉本体と、加熱部と、供給部、制御部によって構成されている。炉本体は、内部空間を有し、基板１１０を格納する役割を果たす。加熱部は、前記内部空間を所定の温度に加熱する役割を果たす。加熱部は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が用いられている。供給部は、内部空間にガスを供給する役割を果たす。ガスは、例えば窒素等が用いられている。制御部は、炉本体の内部空間の温度や酸素濃度、加熱部の昇温速度、供給部のガスの供給量の制御を行うものである。
【００３５】
（蓋体接合工程）
蓋体接合工程は、図５（ｃ）に示されているように、封止蓋体１３０と基板１１０とを接合部材１５０を介して接合する工程である。封止蓋体１３０の封止枠部１３０ｂの下面が、基板１１０の外周縁に設けられた接合部材１５０と対向するように配置され、熱を印加することで接合部材１５０が溶融し、封止蓋体１３０の下面と基板１１０の外周縁の上面が接合される。
【００３６】
接合部材１５０は、３００℃〜４００℃で溶融するガラスであり、例えばバナジウムを含有した低融点ガラス又は酸化鉛系ガラスから構成されている。ガラスは、バインダーと溶剤とが加えられペースト状であり、溶融された後固化されることで他の部材と接着する。接合部材１５０は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で封止枠部１３０ｂの下面又は基板上面の外周縁に沿って環状に塗布され乾燥することで設けられる。
【００３７】
（バンプ形成工程）
バンプ形成工程は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、基板１１０の下面に設けられた外部端子１１２に金属接着剤を塗布し、硬化させることでバンプ１６０を形成する工程である。まず、基板１１０の下面の四隅にある外部端子１１２に塗布ノズル１０を用いて金属接着剤を塗布する。次に、金属接着剤に熱を印加させることで溶剤等を揮発させ、金属接着剤を外部端子１１２上に固着させることで、バンプ１６０を形成する。
【００３８】
金属接着剤は、銀、銀パラジウム、銅、ニッケル、スズ又はアルミニウム等の粒子状の導電性フィラーと、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂とを有機溶剤に配合してなるものである。この金属接着剤に、１５０〜２００℃の熱を印加することで、バンプ１６０が形成される。銀等の導電性フィラーの粒径は、１０〜４０μｍとなっている。
【００３９】
また、バンプ１６０を形成する他の方法としては、図７に示すように、貫通孔を有するマスク治具２０を基板１１０の外部端子１１２と対向する位置に配置し、印刷により形成する方法が挙げられる。まず、基板１１０を反転させ、基板１１０に設けられた外部端子１１２と対向する位置に貫通孔がくるようにマスク治具２０を配置する。次に、金属接着剤をマスク治具２０上に塗布し、スキージ等で、貫通孔に金属接着剤を充填する。最後に、マスク治具２０を取り外し、金属接着剤に熱を印加させることで溶剤等を揮発させ、金属接着剤を外部端子１１２上に固着させるようにしてバンプ１６０を形成する。
【００４０】
また、図８に示すように、電極パッド１１１上に金属接着剤を塗布し、熱を印加させることで溶剤等を揮発させ、電極パッド１１１上に突起部１８０を形成する突起部形成工程を含むようにしても構わない。このようにすることによって、水晶素子１２０の角部が突起部１８０に接触することで、水晶素子１２０の角部が、突起部１８０の上下方向の厚みよりも下方向の位置にくることを抑えるので、水晶素子１２０が傾くことを低減することができる。
【００４１】
本発明の圧電デバイスの製造方法は、矩形状の基板１１０の上面に設けられた電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を介して圧電素子１２０を実装する圧電素子実装工程と、圧電素子１２０を気密封止するように、蓋体１３０と基板１１０とを接合部材１５０を介して接合する蓋体接合工程と、基板１１０の下面に設けられた外部端子１１２に金属接着剤を塗布し、硬化させることでバンプ１６０を形成するバンプ形成工程と、を含むことにより、それぞれの製品の条件に合わせて外部端子１１２に設けられたバンプ１６０の形状及び大きさを変更することができるため、それぞれのバンプ形状を有する基板の在庫をかかえる必要がなく、生産性を向上させることができる。
【００４２】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、電極パッド１１１に金属接着剤を塗布し、硬化させることで突起部１８０を形成する突起部形成工程と、を含む。このような工程を備えることによって、水晶素子１２０の角部が突起部１８０に接触することで、水晶素子１２０の角部が、突起部１８０の上下方向の厚みよりも下方向の位置にくることを抑えるので、水晶素子１２０が傾くことを低減することができる。
【００４３】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、電極パッド１１１と外部端子１１２とを電気的に接続するために、基板１１０に設けられた配線パターン１１３上に保護膜１７０を形成する保護膜形成工程と、含む。このような工程を備えることにより、金属製の封止蓋体１３０又は基板１１０に圧力がかかり封止蓋体１３０が保護膜１７０上に押し付けられても、金属製の封止蓋体１３０と基板１１０の配線パターン１１３とが接触することによる短絡を低減することができる。
【００４４】
（第一変形例）
以下、本実施形態の第一変形例における圧電デバイスについて説明する。なお、本実施形態の第一変形例における圧電デバイスのうち、上述した圧電デバイスと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第一変形例における圧電デバイスは、図９〜図１２に示されているように、四つの外部端子２１２が設けられた基板２１０が用いられ、水晶素子２２０が片持ち支持構造である点において本実施形態と異なる。
【００４５】
電極パッド２１１は、図１２（ａ）に示すように、第一電極パッド２１１ａ、第二電極パッド２１１ｂ、第三電極パッド２１１ｃ及び第四電極パッド２１１ｄによって構成されている。また、外部端子２１２は、図１２に示すように第一外部端子２１２ａ、第二外部端子２１２ｂ、第三外部端子２１２ｃ及び第四外部端子２１２ｄによって構成されている。配線パターン２１３は、図１１に示すように、第一配線パターン２１３ａ及び第二配線パターン２１３ｂによって構成され、導体部２１４は、第一導体部２１４ａ、第二導体部２１４ｂによって構成されている。第一電極パッド２１１ａと第一外部端子２１２ａとは、基板１１０の上面及び下面に設けられた第一配線パターン２１３ａと、基板２１０の外周縁に設けられた第一導体部２１４ａにより接続されており、第二電極パッド２１１ｂと第二外部端子２１２ｂとは、基板２１０の上面及び下面に設けられた第二配線パターン２１３ｂと、基板２１０の外周縁に設けられた第二導体部２１４ｂにより接続されている。また、第二電極パッド２１１ｂと第三電極パッド２１１ｃとは、基板２１０の上面に設けられている電極パターン２１５により電気的に接続されている。よって、第三電極パッド２１１ｃは、第二電極パッド２１１ｂを介して第二外部端子２１２ｂと電気的に接続されることになる。
【００４６】
外部端子２１２は、基板２１０の下面の四隅に設けられている。外部端子２１２の内の二つの端子は、基板２１０の上面に設けられた一対の電極パッド２１１とそれぞれ電気的に接続されている。また、電極パッド２１１と電気的に接続されている外部端子２１２は、基板２１０の下面の対角に位置するように設けられている。
【００４７】
電極パターン２１５は、基板２１０の上面に設けられており、その一端で第二電極パッド２１１ｂと接続されており、他端で第三電極パッド２１１ｃと電気的に接続されている。このようにすることで、第三電極パッド２１１ｃは、第二電極パッド２１１ｂを介して第二外部端子２１２ｂと電気的に接続されることになる。
【００４８】
また、水晶素子２２０は、図１０及び図１１に示されているように、水晶素板２２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極２２２及び引き出し電極２２３を被着させた構造を有している。励振用電極２２２は、水晶素板２２１の上面及び下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。励振用電極２２２は、上面に第一励振用電極２２２ａと、下面に第二励振用電極２２２ｂを備えている。引き出し電極２２３は、励振用電極２２２から水晶素板２２１の一辺に向かってそれぞれ延出されている。引き出し電極２２３は、上面に第一引き出し電極２２３ａと、下面に第二引き出し電極２２３ｂとを備えている。第一引き出し電極２２３ａは、第一励振用電極２２２ａから引き出されており、水晶素板２２１の一辺に向かって延出するように設けられている。第二引き出し電極２２３ｂは、第二励振用電極２２２ｂから引き出されており、水晶素板２２１の一辺に向かって延出するように設けられている。つまり、引き出し電極２２３は、水晶素板２２１の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。また、本実施形態においては、第一電極パッド２１１ａ及び第三電極パッド２１１ｃと接続されている水晶素子２２０の一端を基板２１０の上面と接続した固定端とし、他端を基板２１０の上面と間を空けた自由端とした片持ち支持構造にて水晶素子２２０が基板２１０上に固定されている。
【００４９】
また、水晶素子２２０は、水晶素子２２０の自由端と対向する位置に第二電極パッド２１１ｂ及び第四電極パッド２１１ｄが配置されているように実装されている。このようにすることによって、水晶素子２２０の引き出し電極２２３と、電極パッド２１１とが接合している箇所を軸として傾いても、水晶素子２２０の自由端が第二電極パッド２１１ｂ及び第四電極パッド２１１ｄに接触するので、基板２１０の上面に水晶素子２２０の自由端が接触することを抑制することできる。仮に、水晶素子２２０の自由端が基板２１０に接触した状態で、落下試験等を行うと、水晶素子２２０の自由端が欠けてしまう虞がある。このようにすることで、水晶素子２２０の自由端側が欠けてしまうことを抑えつつ、水晶素子２２０の発振周波数が変動することを低減することができる。
【００５０】
尚、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。また、水晶素子１２０のベベル加工方法について説明する。所定の粒度のメディアと砥粒とを備えた研磨材と、所定の大きさに形成された水晶素板１２１とを用意する。円筒体に用意した研磨材と水晶素板１２１とを入れ、円筒体の開口した端部をカバーで塞ぐ。研磨材と水晶素板１２１とを入れた円筒体を、円筒体の中心軸線を回転軸として回転させる水晶素板１２１が研磨材で研磨されてベベル加工が行われる。
【００５１】
上記の実施形態では、接合部材１５０が封止蓋体１３０の封止枠部１３０ｂの下面に設けられた場合を説明したが、接合部材１５０が基板１１０上面の外周縁に環状に設けられるようにしても構わない。このような接合部材１５０は、例えば、ガラスフリットペーストがスクリーン印刷法で基板１１０の外周縁に沿って塗布され乾燥することで設けられる。
【００５２】
上記の実施形態では、水晶素子は、ＡＴ用水晶素子を用いた場合を説明したが、基部と、基部の側面より同一の方向に延びる二本の平板形状の振動腕部とを有する音叉型屈曲水晶素子を用いても構わない。このような音叉型屈曲水晶素子は、水晶片と、その水晶片の表面に設けられた励振電極と、引き出し用電極と、周波数調整用金属膜とにより構成されている。水晶片は、水晶基部と水晶振動部とからなり、水晶振動部が第一水晶振動部及び第二水晶振動部とから成る。水晶基部は、結晶の軸方向として電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸となる直交座標系としたとき、Ｘ軸回りに−５°〜＋５°の範囲内で回転させたＺ′軸の方向が厚み方向となる平面視略四角形の平板である。第一水晶振動部及び第二水晶振動部は、水晶基部の一辺からＹ′軸の方向に平行に延設されている。このような水晶片は、水晶基部と各水晶振動部とが一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィー技術と化学エッチング技術により製造される。
【符号の説明】
【００５３】
１１０、２１０・・・基板
１１１、２１１・・・電極パッド
１１２、２１２・・・外部端子
１１３、２１３・・・配線パターン
１１４、２１４・・・導体部
２１５・・・電極パターン
１２０、２２０・・・水晶素子
１２１、２２１・・・水晶素板
１２２、２２２・・・励振用電極
１２３、２２３・・・引き出し電極
１３０・・・封止蓋体
１３１・・・封止基部
１３２・・・封止枠部
１４０・・・導電性接着剤
１５０・・・接合部材
１６０・・・バンプ
１７０・・・保護部材
１８０・・・突起部
Ｋ・・・収容空間
【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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