(57)【要約】【課題】良好な振動特性を維持しながら信頼性が高い接合を可能とし、安価な水晶振動子を提供する。【解決手段】水晶振動子１は、振動腕１２と振動腕１２の平面方向周囲を取り囲む枠部１３とを有し、振動腕１２の表裏両面に形成されるＡｕからなる励振電極１５ａ，１５ｂと、励振電極１５ａ，１５ｂから枠部１３の表裏両面に延在される接合電極１６ａ，１６ｂとが設けられる水晶振動片１１と、接合電極１６ａに対向する面に接合金属膜２５が形成される第１蓋体２１と、接合電極１６ｂに対向する面に接合金属膜３５が形成される第２蓋体３１と、が備えられ、第１蓋体２１と第２蓋体３１それぞれの接合金属膜２５，３５の表面がフッ化処理されており、第１蓋体２１と水晶振動片１１と第２蓋体３１とが固体接合されている。【選択図】図１
2008124605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動腕と該振動腕の平面方向周囲を取り囲む枠部とを有し、前記振動腕の表裏両面に形成されるＡｕからなる励振電極と、前記励振電極から前記枠部の表裏両面に延在される接合電極とが設けられる水晶振動片と、
前記接合電極の表面側に対向する面に接合金属膜を有する第１蓋体と、
前記接合電極の裏面側に対向する面に接合金属膜を有する第２蓋体と、が備えられ、
前記第１蓋体と前記第２蓋体それぞれの接合金属膜の表面がフッ化処理されており、
前記第１蓋体と前記水晶振動片と前記第２蓋体とが接合されていることを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
請求項１に記載の水晶振動子において、
前記接合金属膜が、ＣｕまたはＡｇまたはＡｌで形成されていることを特徴とする水晶振動子。
【請求項３】
請求項２に記載の水晶振動子において、
前記接合金属膜のビッカース硬度が、２０Ｈｖ以上１８０Ｈｖ以下であることを特徴とする水晶振動子。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の水晶振動子において、
前記接合金属膜の酸化度が、ｐＨ５．７以下であることを特徴とする水晶振動子。
【請求項５】
振動腕と該振動腕の平面方向周囲を取り囲む枠部と、前記振動腕と前記枠部の表面及び裏面にＡｕからなる励振電極及び接合電極と、を有する水晶振動片を形成する工程と、
表面側の前記接合電極に対向して形成する接合金属膜の表面にフッ化処理を施し第１蓋体を形成する工程と、
裏面側の前記接合電極に対向して形成する接合金属膜の表面にフッ化処理を施し第２蓋体を形成する工程と、
前記第１蓋体と前記水晶振動片と前記第２蓋体の順に積層して接合する工程と、
を含むことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の水晶振動子の製造方法において、
前記フッ化処理及び前記接合工程とを大気圧環境下において行うことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の水晶振動子の製造方法において、
前記フッ化処理が、反応性フッ化ガスと水蒸気との混合ガス、または放電により発生した活性フッ素ガスを前記接合金属膜の表面に接触させることにより行われることを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子、及びこの水晶振動子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属からなる接合部を有する被接合物どうしを接合する方法として、前記接合部を原子ビーム、イオンビームまたはプラズマであるエネルギー波によって処理した後、被接合物の接合部どうしを衝合させて加圧することにより固層で常温接合する接合方法というものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１１２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような特許文献１では、接合部をＡｕとし、接合部表面を原子ビーム、イオンビームまたはプラズマであるエネルギー波によって活性化処理して被接合物の接合をしているが、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）構造の水晶振動子に適応する場合、励振電極も活性化処理が施されるため振動特性が劣化するという課題がある。
【０００５】
また、被接合物それぞれの接合部の材質がＡｕであるため高価になるという課題も有している。
【０００６】
本発明の目的は、上述した課題を解決することを要旨とし、良好な振動特性を維持しながら信頼性が高い接合を可能とする低コストの水晶振動子と、この水晶振動子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の水晶振動子は、振動腕と該振動腕の平面方向周囲を取り囲む枠部とを有し、前記振動腕の表裏両面に形成されるＡｕからなる励振電極と、前記励振電極から前記枠部の表裏両面に延在される接合電極とが設けられる水晶振動片と、前記接合電極の表面側に対向する面に接合金属膜を有する第１蓋体と、前記接合電極の裏面側に対向する面に接合金属膜を有する第２蓋体と、が備えられ、前記第１蓋体と前記第２蓋体それぞれの接合金属膜の表面がフッ化処理されており、前記第１蓋体と前記水晶振動片と前記第２蓋体とが接合されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明の水晶振動子は、水晶振動片を第１蓋体と第２蓋体とによって挟持するよう積層してパッケージングしたＣＳＰ（チップサイズパッケージ）構造である。ここで、第１蓋体と第２蓋体それぞれの水晶振動片との対向面（接合面）に形成される接合金属膜表面をフッ化処理し、接合金属膜表面を活性化することにより接合強度を高め、高信頼性を有する接合を実現することができる。
【０００９】
また、フッ化処理は、第１蓋体と第２蓋体のみに施すため、励振電極を含む水晶振動片にはフッ化処理によるＣＩ値の上昇がなく、そのことによる振動特性の劣化がないという効果がある。
【００１０】
また、前記接合金属膜が、ＣｕまたはＡｇまたはＡｌで形成されていることが好ましい。
【００１１】
水晶振動片に形成される接合電極（励振電極に連続している）の材質はＡｕであるが、第１蓋体及び第２蓋体に形成される接合金属膜の材質をＣｕまたはＡｇまたはＡｌから選択して使用することから、前述した特許文献１のように被接合部材の両方にＡｕを用いる場合よりも低コストの水晶振動子を提供できる。
【００１２】
ここで、接合電極がＣｕの場合には安価な材料であること、成膜が容易であること、接合部の剪断強度が高くなるという効果があり、Ａｇの場合には、接合金属膜表面における酸素とフッ素との置換がＣｕよりもされやすい（つまり、接合金属膜表面にフッ素の拡散がしやすい）ことにより接合金属膜表面が活性化され、接合強度をより高めることができる。また、Ａｌの場合には成膜がしやすい安価な材料であるという特長を有している。
【００１３】
また、前記接合金属膜のビッカース硬度が、２０Ｈｖ以上１８０Ｈｖ以下であることが望ましい。
【００１４】
接合電極（Ａｕ）と、接合金属膜表面においてフッ化処理により活性化された層を加圧して接合する際、被接合物の母材どうしが結合するためには、接合金属膜の硬度は高すぎてはならず、接合金属膜の硬度を２０Ｈｖ以上１８０Ｈｖ以下にすることにより、接合電極と接合金属膜との母材どうしの接合強度を高めることができる。
【００１５】
さらに、前記接合金属膜の酸化度が、ｐＨ５．７以下であることがより好ましい。
【００１６】
詳しくは、後述する実施形態で説明するが、接合金属がｐＨ５．８以上になると、フッ化処理をしても接合金属膜表面の活性化が進まないため、十分な接合強度が得られない。また、ｐＨ５．７以下であれば十分な接合強度があるという実験結果が得られた。
【００１７】
また、本発明の水晶振動子の製造方法は、振動腕と該振動腕の平面方向周囲を取り囲む枠部と、前記振動腕と前記枠部の表面及び裏面にＡｕからなる励振電極及び接合電極と、を有する水晶振動片を形成する工程と、表面側の前記接合電極に対向して形成する接合金属膜の表面にフッ化処理を施し第１蓋体を形成する工程と、裏面側の前記接合電極に対向して形成する接合金属膜の表面にフッ化処理を施し第２蓋体を形成する工程と、前記第１蓋体と前記水晶振動片と前記第２蓋体の順に積層して接合する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
この製造方法によれば、第１蓋体と第２蓋体それぞれの水晶振動片との対向面（接合面）に形成される接合金属膜表面をフッ化処理し、接合金属膜表面を活性化することにより接合強度を高め、高信頼性を有する水晶振動子を実現する。
【００１９】
また、フッ化処理は、第１蓋体と第２蓋体のみに施すため、励振電極を含む水晶振動片にはフッ化処理によるＣＩ値の上昇がなく、そのことによる振動特性の劣化がないという効果がある。
【００２０】
また、前記フッ化処理及び前記固体接合工程とを大気圧環境下において行うことが好ましい。
【００２１】
フッ化処理工程を大気圧環境で行うため、真空または高圧環境にするためのチャンバー等の製造設備が不要で、安価な設備でフッ化処理を行うことができる。
また、接合工程も大気圧環境で行うため、接合のために高価な設備、装置を必要としない。
【００２２】
また、前記フッ化処理が、反応性フッ化ガスと水蒸気との混合ガス、または放電により発生した活性フッ素ガスを前記接合金属膜の表面に接触させることにより行われることが好ましい。
【００２３】
前述したように、接合金属膜の材質はＣｕ，Ａｇ，Ａｌから選択されるが、これらの接合金属膜の表面は酸化されている。この金属膜の表面に、反応性フッ化ガスと水蒸気との混合ガス、または放電により発生した活性フッ素ガスを吹きかけることで、フッ素が接合金属膜中に取り込まれ、表面を活性化させる。取り込まれるフッ素の量や深さはフッ化処理の条件によるが、反応性フッ化ガスと水蒸気との混合ガス、または放電により発生した活性フッ素ガスを用いれば、条件設定がしやすいという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る水晶振動子を示し、図２〜図５は水晶振動子の製造方法、図６は接合部の剪断強度と接合金属膜の酸化度（ｐＨ値）との関係を示している。
なお、以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（実施形態）
【００２５】
図１は、本発明の実施形態にかかる水晶振動子の概略構造を示す断面図である。図１において、水晶振動子１は、水晶振動片１１の表面（図中、上方の面）に第１蓋体２１、裏面（図中、下方の面）に第２蓋体３１が積層され、それぞれを固体接合したＣＳＰ構造を有して構成されている。
【００２６】
水晶振動片１１は、平面中央部に振動腕１２、振動腕１２を取り囲む枠部１３とを有している。そして、振動腕１２の表裏両面にはそれぞれ電気的に独立した励振電極１５ａ，１５ｂが形成され、励振電極１５ａは枠部１３の表面に延在されて接合電極１６ａと連続する。また、励振電極１５ｂは枠部１３の裏面に延在されて接合電極１６ｂに連続している。なお、図示は省略しているが、励振電極１５ａ，１５ｂと接合電極１６ａ，１６ｂと水晶振動片１１（つまり、水晶基板）との間にＣｒまたはＡｕからなる下地膜が形成されている。
【００２７】
第１蓋体２１は、ガラスまたは水晶基板からなり、略中央部に振動腕１２に接触しない範囲のキャビティ２２が穿設されている。キャビティ２２の外周縁面にはＴｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，ＮｉＣｒ等から選択される下地膜２４、下地膜２４の表面には接合金属膜２５が形成されている。接合金属膜２５は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌから選択される。本実施形態では、Ｃｕを用いた場合を例示して説明する。接合金属膜２５の表面はフッ化処理が施され、活性化された界面が構成される。
【００２８】
第２蓋体３１は、ガラスまたは水晶基板からなり、略中央部に振動腕１２に接触しない範囲のキャビティ３２が穿設されている。キャビティ３２の外周縁面にはＴｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，ＮｉＣｒ等から選択される下地膜３４、下地膜３４の表面には接合金属膜３５が形成されている。接合金属膜３５は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌから選択される。以降、本実施形態では、Ｃｕを用いた場合を例示して説明する。接合金属膜２５の表面はフッ化処理が施され、活性化された界面が構成される。
【００２９】
第２蓋体３１のキャビティ３２には内外を連通するスルーホール３８が開設されており、水晶振動片１１と第１蓋体２１と第２蓋体３１とを接合したのち、キャビティ２２，３２内の空気を引き真空にした後、封止材５０によって気密封止される。
【００３０】
また、第２蓋体３１の外周隅部にはサイドスルーホール３７が穿設され、接合金属膜３５と下地膜３４を介在して接続する接続電極４０が形成されている。第２蓋体３１の裏面には、接続電極４０と接続する外部接続端子４１が形成される。
【００３１】
上述したように構成された各要素は、下方から第２蓋体３１、水晶振動片１１、第１蓋体２１の順に積層され、水晶振動片１１の枠部１３と第２蓋体３１のキャビティ外周縁部部及び第１蓋体２１のキャビティ外周縁部とを正確に位置決めして、加熱圧接することで一体に接合して水晶振動子１が構成される。
【００３２】
このような水晶振動子１は、振動腕１２がキャビティ２２，３２内で自在に振動可能であり、キャビティ２２，３２内は真空である。そして、励振電極１５ａ，１５ｂは、接合電極１６ａ，１６ｂ、接続電極４０を介して外部接続端子４１に接続される。なお、励振電極１５ａ，１５ｂの構成及び、どの外部接続端子４１に接続するかは、図示は省略しているが、設計上において任意に選択すればよい。
（水晶振動子の製造方法）
【００３３】
続いて、上述した実施形態に係る水晶振動子の製造方法について図面を参照して説明する。まず第１蓋体２１の製造方法について説明する。
図２は、第１蓋体の製造方法を示す部分断面図である。図２において、第１蓋体２１は、大判のガラス基板２０（水晶基板でもよい、ウエハと呼称することがある）に複数個同時に形成し、後述する切断工程にて個片化される。
【００３４】
まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基板２０の裏面（図では下面）にキャビティ２２を穿設する。キャビティ２２は、ウエットエッチングまたはドライエッチングを用いて形成する。
【００３５】
次に、図２（ｂ）に示すように、キャビティ２２の外周縁部２３にＣｒからなる下地膜２４を形成し、下地膜２４の表面にＣｕからなる接合金属膜２５を形成する。接合金属膜２５の材質としては、Ｃｕ以外にＡｇまたはＡｌを採用できる。下地膜２４は、ガラス基板２０と接合金属膜２５との密着性を高めるために形成される。また、接合金属膜２５の硬度は、ビッカース硬度で２０Ｈｖ以上１８０Ｈｖ以下にする。
【００３６】
なお、下地膜２４と接合金属膜２５とを、キャビティ２２を含むガラス基板２０の裏面全体に形成した後、フォトリソグラフィプロセスを用いて所定のパターンに形成する方法を採用することができる。
【００３７】
続いて、接合金属膜２５の表面に、反応性フッ化ガスと水蒸気との混合ガス、または放電により発生した活性フッ素ガスを吹きかけ、フッ化処理を行いフッ化処理層２６を形成する（図２（ｃ）、参照）。フッ化処理工程は、具体的には、Ｆ2，ＦＨ，ＣＯＦ2，ＣＦ4などのフッ素ガスと水蒸気との混合ガスを被接合部、つまり接合金属膜２５に接触させて行う。
【００３８】
反応性フッ素ガスは、水蒸気（水）と反応してフッ素イオン、フッ素ラジカル、フッ素原子などの活性なフッ素を生じる。フッ素は電気陰性度が最大であることから反応しやすく、接合金属膜２５（材質Ｃｕ）と直接反応してフッ化物を形成する。空気にさらされたＣｕは、極薄い酸化膜に覆われているが、活性化されたフッ素が接触すると、Ｃｕ表面にとりこまれ、あるいは、酸素とフッ素とが置換されて接合母体としての接合金属膜２５自身の表面が活性化されたフッ化処理層２６が形成される。
【００３９】
また、フッ化処理は、フッ素ガス（Ｆ2，ＦＨ，ＣＯＦ2，ＣＦ4等）を含むガスを介した放電により活性なフッ素を生成し、この活性なフッ素ガスを接合金属膜２５に接触させて行うことができる。
【００４０】
また、フッ素ガスに紫外線を照射して活性なフッ素を生成し、この活性なフッ素ガスを接合金属膜２５に接触させて行うことができる。
なお、フッ化処理は、キャビティ２２内の表面にわたって行われてもよい。
【００４１】
続いて、第２蓋体３１の製造方法について図面を参照して説明する。
図３は、第２蓋体の製造方法を示す部分断面図である。図３において、第２蓋体３１は、大判のガラス基板３０（水晶基板でもよい、ウエハと呼称することがある）に複数個同時に形成し、後述する切断工程にて個片化される。
【００４２】
まず、図３（ａ）に示すように、ガラス基板３０の表面（図では上面）にキャビティ３２を穿設する。キャビティ３２は、ウエットエッチングまたはドライエッチングを用いて形成する。
【００４３】
次に、図３（ｂ）に示すように、スルーホール３８及びサイドスルーホール３７を形成する。スルーホール３８及びサイドスルーホール３７の形成方法としては、ウエットエッチング、ドライエッチング、サンドブラスト等の形成手段を用いることができる。
【００４４】
スルーホール３８は、キャビティ３２の内外を連通して、接合後にキャビティ内を真空状態にした後封止するための孔であり、同一キャビティ内に複数個形成してもよい。また、サイドスルーホール３７は、外部接続端子４１との接続電極を形成するための孔であり、ガラス基板３０を貫通している。
【００４５】
次に、図３（ｃ）に示すように、キャビティ３２の外周縁部３３にＴｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，ＮｉＣｒ等からなる下地膜３４を形成し、下地膜３４の表面にＣｕからなる接合金属膜３５を形成する。接合金属膜３５の材質としては、Ｃｕ以外にＡｇまたはＡｌを採用できる。接合金属膜３５の硬度はビッカース硬度で２０Ｈｖ以上１８０Ｈｖ以下とする。
【００４６】
なお、下地膜３４と接合金属膜３５とを、キャビティ３２を含むガラス基板３０の表面全体に形成した後、フォトリソグラフィプロセスを用いて所定のパターンに形成する方法を採用することができる。
【００４７】
続いて、接合金属膜３５の表面に、反応性フッ化ガスと水蒸気との混合ガス、または放電により発生した活性フッ素ガスを吹きかけフッ化処理を行いフッ化処理層３６を形成する（図３（ｄ）、参照）。フッ化処理工程は、前述したガラス基板２０（つまり、第１蓋体２１）と同じ方法で行われる。
なお、フッ化処理は、キャビティ３２内、スルーホール３８内及びサイドスルーホール３７内の表面にわたって行われてもよい。
【００４８】
次に、水晶振動片の製造方法について図面を参照して説明する。
図４は、水晶振動片の製造方法を示し、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ切断面を示す部分断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、大判の水晶基板１０（水晶ウエハと呼称することがある）に水晶振動片１１を複数個同時に形成し、後述する切断工程にて個片化される。
【００４９】
水晶振動片１１は、ウエットエッチングまたはドライエッチングを用いて振動腕１２の外形が形成される。なお、図４（ａ）では、振動腕１２は音叉型を表しているが、振動腕の形状は音叉型に限らない。そして、振動腕１２を取り囲むハッチングで示す領域が枠部１３である。
【００５０】
続いて、図４（ｂ）に示すように、水晶基板１０の表裏両面に、ＣｒまたはＡｕの下地膜１４と、下地膜１４の表面にＡｕからなる励振電極１５ａ，１５ｂ、接合電極１６ａ，１６ｂを形成する。接合電極１６ａ，１６ｂの領域は、柔らかいほど接合しやすいが、ビッカース硬度６０Ｈｖ程度とすることがより好ましい。
【００５１】
続いて、水晶振動子の接合工程及び以降の製造方法について図面を参照して説明する。
図５は、本実施形態に係る水晶振動子の製造方法を示す部分断面図である。
まず、接合工程について説明する。図５（ａ）に示すように、接合面がフッ化処理された第１蓋体を形成するガラス基板２０と第２蓋体を形成するガラス基板３０とを、水晶振動片を形成する水晶基板１０の表裏両面に衝合する。そして、大気中において、加熱及び加圧し接合して積層体６０を形成する。接合条件は、温度２００℃〜３００℃、加圧力１〜５Ｋｇｆ／ｍｍ2で加圧時間を１分〜５分とする。
【００５２】
加熱及び加圧することで、フッ化処理されたＣｕ表面のフッ素が水晶基板１０の接合電極１６ａ，１６ｂのＡｕ層、ガラス基板２０及びガラス基板３０の接合金属膜２５，３５（Ｃｕ層）に拡散し、Ａｕ層とＣｕ層が共に活性化され、Ａｕ及びＣｕの母材どうしが結合し、良好な接合強度が得られる。
【００５３】
なお、接合工程において、接合面に紫外線を照射してフッ化処理層２６，３６（図２，３、参照）の活性化を促進させることができる。
【００５４】
また、接合工程において、超音波加圧をすることで小さい加圧力で効率的な接合を促進させることができる。
【００５５】
この際、接合前のフッ化処理層２６，３６の酸性度はｐＨ値で５．７以下とする。酸性度と接合強度との関係は図６を参照して後述する。
【００５６】
次に、図５（ｂ）に示すように、サイドスルーホール３７に接続電極４０を形成する。この際、スルーホール３８の内表面にも孔封止用の電極（図示は省略）を形成する。接続電極４０及び孔封止用の電極は、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ａｌ等を採用する。そして、外部接続端子４１を形成する。外部接続端子４１は、接続電極４０と同工程で形成してもよい。
【００５７】
続いて、図５（ｃ）に示すように、スルーホール３８を封止する。スルーホール封止は、真空環境下において、封止材５０としてＡｕＧｅボールまたはＡｕＳｎボールのような低融点の金属材料をスルーホール３８内に挿入した後、レーザーで溶融して行う。
【００５８】
続いて、断面形状が図５（ｄ）、平面形状が図５（ｅ）に示されるように、積層体６０をダイシング等の切断手段で切断し個片化して水晶振動子１を形成する。切断は、図２、図３、図４にて二点差線で表す切断線に沿って行う。
【００５９】
個片化された水晶振動子１は、図５（ｅ）に示すように、平面が四角形のＣＳＰ構造を有する（図５（ｅ）は、第２蓋体３１側から視認した平面図）。そして、水晶振動子１は、内部に振動腕１２を備え、第１蓋体２１と第２蓋体３１とでパッケージされている。励振電極１５ａ，１５ｂは、接合電極１６ａ，１６ｂ、接続電極４０を介して外部接続端子４１に接続される（図１も参照する）。
【００６０】
なお、個片化された水晶振動子１の全表面（外部接続端子４１の範囲を除く）に、フッ素樹脂等でコーティングしてもよい。このようにすれば、パッケージの強度アップ、キャビティ内の防湿効果を高めることができる。
【００６１】
次に、接合金属膜の酸化度と接合強度の関係について図面を参照して説明する。
図６は、接合金属膜の酸化度と接合強度の関係を示すグラフである。図６では、横軸に酸化度（ｐＨ），縦軸に接合強度（接合部の剪断強度）を表している。なお、グラフにプロットされた剪断強度は、複数の試料を測定したときの平均値を表している。
【００６２】
図６に示すように、接合金属層２５，３５の酸化度がｐＨ５．８以上では、剪断強度が０．５ｋｇｆ／ｍｍ2となり、ｐＨ６．０のときには剪断強度が０に近く、接合されないものが存在することを示している。また、酸化度がｐＨ５．６より低くなるに従い剪断強度が高くなる。
【００６３】
ここで、ｐＨ５．６とｐＨ５．８の間には剪断強度が著しく変化する閾値があるものと判断でき、剪断強度が少なくとも０．５ｋｇｆ／ｍｍ2以上確保できる酸化度はｐＨ５．７以下であると予測できる。また、ｐＨ４．５以下については、図６のプロットした点を結んでみると、剪断強度が２．５ｋｇｆ／ｍｍ2以上が確保できることが予測できる。従って、接合金属層２５，３５の酸化度をｐＨ５．７以下にすれば、十分な接合強度を得ることができる。
【００６４】
従って、前述した実施形態による水晶振動子１及びこの水晶振動子の製造方法によれば、水晶振動子１は、水晶振動片１１を第１蓋体２１と第２蓋体３１とによって積層し接合してパッケージングしたＣＳＰ構造であり、第１蓋体２１と第２蓋体３１それぞれの接合金属膜２５，３５の表面をフッ化処理し、表面を活性化することにより接合強度を高め、高信頼性を有する接合を実現する。
【００６５】
また、フッ化処理は、第１蓋体２１と第２蓋体３１のみに施すため、励振電極１５ａ，１５ｂを含む水晶振動片１１表面にはフッ化処理が施されないので、フッ化処理によるＣＩ値の上昇がなく、そのことによる振動特性の劣化がないという効果がある。
【００６６】
水晶振動片１１に形成される接合電極１６ａ，１６ｂの材質はＡｕであるが、第１蓋体２１及び第２蓋体３１に形成される接合金属膜２５，３５の材質をＣｕまたはＡｇまたはＡｌから選択することから、前述した特許文献１のように被接合部材両方の材質にＡｕを用いる場合よりも低コストの水晶振動子を提供できる。
【００６７】
接合電極がＣｕの場合には安価な材料であること、接合金属膜２５，３５の形成が容易であること、接合部の剪断強度が高くなるという効果があり、Ａｇの場合には、接合金属膜表面における酸素とフッ素との置換（フッ素の拡散）がされやすいことにより接合強度をより高めることができる。また、Ａｌの場合には成膜がしやすく安価な材料である。
【００６８】
また、接合金属膜２５，３５のビッカース硬度を２０Ｈｖ以上１８０Ｈｖ以下にしている。接合金属膜２５，３５を柔らかくすることで、接合電極１６ａ，１６ｂ（材質Ａｕ：硬度６０ＨＶ）と、接合金属膜２５，３５（材質Ｃｕ）とを固体接合する場合には、接合界面の小さな凹凸面を押しつぶしやすくなるので接合界面が広がり、接合界面に新生面が現れ、接合電極１６ａ，１６ｂと接合金属膜２５，３５との接合を容易に行うことができる。
【００６９】
さらに、接合金属膜２５，３５の酸化度をｐＨ５．７以下にすることにより、剪断強度を少なくとも０．５ｋｇｆ／ｍｍ2以上の十分な接合強度が得られる。
【００７０】
また、フッ化処理工程を大気圧環境で行うため、真空または高圧環境にするためのチャンバー等の製造設備が不要となり、安価な設備でフッ化処理を行うことができる。
【００７１】
さらに、接合工程も大気圧環境で行うため、接合のために真空装置等の高価な製造設備、装置を必要としない。
【００７２】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶振動子の概略構造を示す断面図。
【図２】本発明の実施形態に係る第１蓋体の製造方法を示す部分断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る第２蓋体の製造方法を示す部分断面図。
【図４】本発明の実施形態に係る水晶振動片の製造方法を示し、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ切断面を示す部分断面図。
【図５】本発明の実施形態に係る水晶振動子の製造方法を示す部分断面図。
【図６】本発明の実施形態に係る接合金属膜の酸化度と接合強度の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００７４】
１…水晶振動子、１１…水晶振動片、１２…振動腕、１３…枠部、１５ａ，１５ｂ…励振電極、１６ａ，１６ｂ…接合電極、２１…第１蓋体、３１…第２蓋体、２５，３５…接合金属膜。
【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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