(57)【要約】【課題】振動漏れを有効に防止しつつ、圧電振動片に対するワイヤボンディングの接合強度を向上させ、かつ、優れた振動特性を有する圧電デバイスおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】ワイヤボンディングされた圧電振動片３２と、この圧電振動片３２が接着剤４４を用いて接合された被接合体４５とを備えた圧電デバイスであって、圧電振動片３２の接合面と被接合体４５の接合面との間には、圧電振動片３２のワイヤボンディングされた位置６１ａに対応して、少なくとも接着剤４４よりも硬い硬質部材７０が介在しており、硬質部材７０は、圧電振動片３２または被接合体４５のいずれか一方あるいは双方と接合されていない。【選択図】図２
2008003011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤボンディングされた圧電振動片と、この圧電振動片が接着剤を用いて接合された被接合体とを備えた圧電デバイスであって、
前記圧電振動片の接合面と前記被接合体の接合面との間には、前記圧電振動片のワイヤボンディングされた位置に対応して、少なくとも前記接着剤よりも硬い硬質部材が介在しており、
前記硬質部材は、前記圧電振動片または前記被接合体のいずれか一方あるいは双方と接合されていない
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記硬質部材は、前記圧電振動片あるいは前記被接合体のいずれか一方のみと接合されたバンプであることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記被接合体は、半導体チップであり、
前記圧電振動片は、前記半導体チップの端子が設けられた領域以外の領域に接合されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記被接合体は、半導体チップであり、
前記圧電振動片は、前記半導体チップの端子を有する面に接合されると共に、前記端子と直接ワイヤボンディングされている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記被接合体は、前記圧電振動片がワイヤボンディングで電気的に接続された配線基板であり、
前記配線基板は、前記圧電振動片が接合された面と反対側の面に、半導体チップが電気的機械的に接続されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
圧電振動片を被接合体に接着剤を用いて接合してから、前記圧電振動片をワイヤボンディングする圧電デバイスの製造方法であって、
前記圧電振動片の被接合体に対する接合面に、前記ワイヤボンディングする位置に対応してバンプを形成し、
その後、前記バンプを形成した圧電振動片を、前記接着剤により前記被接合体に接合し、
その後、前記圧電振動片に前記ワイヤボンディングする
ことを特徴とした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、ワイヤボンディングされた圧電振動片を接着剤で被接合体に接合するようにした圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、或いはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、ページングシステム等の移動体通信機器、又は加速度センサや角速度センサ等のセンサにおいて、圧電デバイスが広く使用されている。
図１０は、従来の圧電デバイスの一例であるジャイロ装置１の概略断面図を示している（特許文献１参照）。
【０００３】
図において、ジャイロ装置１は、パッケージ２内に、基板３と半導体チップ４と圧電振動片４とが縦方向に重ねられて配置されている。
すなわち、図示しない配線パターンが形成された基板３の上に、半導体チップ４がフェイスダウン実装され、さらに、この半導体チップ４の上の支持台７に、接着剤６を用いて圧電振動片５が接合されている。
【０００４】
また、圧電振動片５と基板３とは、超音波方式あるいは熱圧着方式でワイヤボンディングを行なって、電気的に接続されている。例えば、圧電振動片５の上面に、キャピラリより導出されたボンディング線８の一端を押し付けて超音波を印加することで、圧電振動片５とボンディング線８とを接続し、また、同様にしてボンディング線８の他端を基板３にも接続するようにしている。
【０００５】
ここで、半導体チップ４上の支持台７に圧電振動片５を接合するための接着剤６には、柔軟性のある接着剤、例えばシリコーン系の接着剤がよく用いられている。すなわち、柔軟性のある接着剤６を用いることで、例えば、外部から衝撃を受けて圧電振動片５に余分な振動が生じ、その振動成分がパッケージ２を伝わって外部に漏れようとしても、その振動成分を柔軟性のある接着剤が吸収して振動漏れを防止し、良好な振動モードを得ることができるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８１５５０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、このような構成のジャイロ装置１では、柔軟性のある接着剤６を用いているため、ワイヤボンディングの際、圧電振動片５の上面にボンディング線８を上手く接合できない場合がある。すなわち、上述のように、ワイヤボンディングのために超音波印加や熱圧着をすると、超音波振動や押圧力が柔軟性のある接着剤６に吸収されてしまい、例えば超音波が上手く伝わらずに、接合強度不足という問題が生ずる恐れがある。
また、ワイヤボンディングの際、圧電振動片５を支持台７側に押圧すると、接着剤６が水平方向に拡がってしまい、圧電振動片５に対する接着剤６の付着面積が区々となって、Ｑ値がバラついてしまうという問題もある。
【０００８】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、振動漏れを有効に防止しつつ、圧電振動片に対するワイヤボンディングの接合強度を向上させ、かつ、優れた振動特性を有する圧電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】
【０００９】
上記の目的は、第１の発明にあっては、ワイヤボンディングされた圧電振動片と、この圧電振動片が接着剤を用いて接合された被接合体とを備えた圧電デバイスであって、前記圧電振動片の接合面と前記被接合体の接合面との間には、前記圧電振動片のワイヤボンディングされた位置に対応して、少なくとも前記接着剤よりも硬い硬質部材が介在しており、前記硬質部材は、前記圧電振動片または前記被接合体のいずれか一方あるいは双方と接合されていない圧電デバイスにより達成される。
【００１０】
第１の発明の構成によれば、圧電振動片と被接合体とは接着剤で接合されているため、接着剤の柔軟性によって振動成分を吸収して振動漏れを防止できるが、圧電振動片にワイヤボンディングする際の例えば超音波が接着剤に吸収されてしまう恐れがある。
しかし、本発明の圧電振動片の接合面と被接合体の接合面との間には、圧電振動片のワイヤボンディングされた位置に対応して、少なくとも接着剤よりも硬い硬質部材が介在している。このため、例えば、ワイヤボンディングする際に印加される超音波は、この硬質部材を台にして効率よく伝達される。
また、ワイヤボンディングする際に圧電振動片を被接合体側に加圧しても、硬質部材がこの加圧に耐え、圧電振動片に対する接着剤の付着面積を制御することができる。
そして、このような硬質部材を圧電振動片の接合面と被接合体の接合面との間に介在させたとしても、硬質部材は圧電振動片または被接合体のいずれか一方あるいは双方と接合されていない。このため、柔軟性のある接着剤の振動漏れを防止するという機能を阻害してしまうことを有効に防止できる。
したがって、振動漏れを有効に防止しつつ、圧電振動片に対するワイヤボンディングの接合強度を向上させ、かつ、優れた振動特性を有する圧電デバイスを提供することができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記硬質部材は、前記圧電振動片あるいは前記被接合体のいずれか一方のみと接合されたバンプであることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、硬質部材は、圧電振動片あるいは被接合体のいずれか一方のみと接合されたバンプである。このため、例えば圧電振動片の接合面にバンプを形成して、これを接着剤が塗布された被接合体に載置すれば、容易に、圧電振動片の接合面と被接合体の接合面との間にバンプを介在させつつ、圧電振動片と被接合体とを接着剤で接合できる。
【００１２】
第３の発明は、第１または第２の発明の構成において、前記被接合体は、半導体チップであり、前記圧電振動片は、前記半導体チップの端子が設けられた領域以外の領域に接合されていることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、圧電振動片は、被接合体である半導体チップの端子が設けられた領域以外の領域に接合されている。したがって、例えばワイヤボンディングされる際に、バンプなどの硬質部材が半導体チップ側に押圧されても、硬質部材が半導体チップの端子を傷つけることを防止できる。
【００１３】
第４の発明は、第１ないし第３の発明のいずれかの構成において、前記被接合体は、半導体チップであり、前記圧電振動片は、前記半導体チップの端子を有する面に接合されると共に、前記端子と直接ワイヤボンディングされていることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、圧電振動片は、被接合体である半導体チップの端子を有する面に接合されると共に、端子と直接ワイヤボンディングされている。したがって、圧電振動片と半導体チップとの電気的な接続は、パッケージを引き回すような導電部を設けなくてもよく、また、一本のボンディング線も短くて済むようになるため、電気信号の低ノイズ化が可能となる。
【００１４】
第５の発明は、第１または第２の発明の構成において、前記被接合体は、前記圧電振動片がワイヤボンディングで電気的に接続された配線基板であり、前記配線基板は、前記圧電振動片が接合された面と反対側の面に、半導体チップが電気的機械的に接続されていることを特徴とする。
第５の発明の構成によれば、被接合体は圧電振動片がワイヤボンディングで電気的に接続された配線基板であるが、被接合体は圧電振動片が接合されているので、配線基板と圧電振動片とは電気的機械的に接続される。そして、配線基板は、圧電振動片が接合された面と反対側の面に、半導体チップが電気的機械的に接続されている。したがって、配線基板を間に挟んで圧電振動片と半導体チップとを電気的機械的に接続してモジュール化し、その後、このモジュール化したものをパッケージに接続すれば、製造が容易となる。特に、配線基板を複数の圧電振動片および複数の半導体チップを接続できる寸法にすれば、配線基板に複数の圧電振動片および複数の半導体チップを接続してから個片化して、複数のモジュール化されたものを一度に生産でき、大量生産が容易となる。
また、圧電振動片と半導体チップとの間には配線基板が介在するため、硬質部材が半導体チップの端子を傷つけることもない。また、ワイヤボンディングは圧電振動片と基板との間で行なわれるため、圧電振動片と接続されたボンディング線の一端をパッケージに接続する必要がなくなり、その分、パッケージの小型化を図れる。
【００１５】
また、上記目的は、第６の発明によれば、圧電振動片を被接合体に接着剤を用いて接合してから、前記圧電振動片をワイヤボンディングする圧電デバイスの製造方法であって、前記圧電振動片の被接合体に対する接合面に、前記ワイヤボンディングする位置に対応してバンプを形成し、その後、前記バンプを形成した圧電振動片を、前記接着剤により前記被接合体に接合し、その後、前記圧電振動片に前記ワイヤボンディングする圧電デバイスの製造方法により達成される。
【００１６】
第６の発明の構成によれば、圧電振動片を被接合体に接合する前に、圧電振動片の接合面に、ワイヤボンディングする位置に対応してバンプを形成する。したがって、第１の発明と同様に、ワイヤボンディングする際の例えば超音波はバンプを台にして効率よく伝達され、また、圧電振動片に対する接着剤の付着面積も制御できる。そして、バンプは、圧電振動片の接合面に形成するものであって、被接合体の接合面には接合していない。このため、第１の発明と同様に、接着剤の振動漏れ防止機能を阻害することを有効に防止できる。また、バンプは被接合体ではなく圧電振動片の方に形成しているので、ワイヤボンディングする位置に合わせ易い。
かくして、振動漏れを有効に防止しつつ、圧電振動片に対するワイヤボンディングの接合強度を向上させ、かつ、優れた振動特性を有する圧電デバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１ないし図３は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスであって、図１はその概略斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線概略切断断面図、図３は図１の圧電デバイスの部品である圧電振動片の基部の付近を拡大した概略平面図である。なお、図２及び図３の平行斜線で示す部分は理解のために示したものであり、断面を表すものではない。
図１において、圧電デバイス１０はジャイロ装置を例示しており、Ｘ方向は水晶の電気軸、Ｙ方向は水晶の機械軸、Ｚ方向は水晶の光軸（成長軸）を示しており、ジャイロ装置に角速度ωが作用する様子を示している。
【００１８】
この圧電デバイス１０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２と、この圧電振動片３２が接合される被接合体の例として半導体チップ４５とが収容されている。なお、パッケージ３６は、内部の圧電振動片３２を示すため、図１では蓋体が省略されている。
パッケージ３６は、図２に示すように、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。複数の各基板は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間Ｓを形成するようにされている。この内部空間Ｓが圧電振動片３２等を収容するための収容空間である。
すなわち、この実施形態では、パッケージ３６は、例えば、下から第１の基板６１、第２の基板６２、第３の基板６３、およびシームリング６４を重ねて形成されている。シームリング６４は例えば、金属製の蓋体３３を接合するためのコバールリングなどであり、シーム溶接などにより蓋体３３をパッケージ３６に対して接合するものである。
【００１９】
第２の基板６２、第３の基板６３は、それぞれ内側の材料を除去して枠状にしたものを順次重ねたものであり、下の基板よりも上の基板の方が内側の材料の除去量を増やすことにより、対応する内部空間が大きくなるようにしている。これにより、第２の基板６２の内側の空間Ｓ１よりも第３の基板６３の内側の空間Ｓ２の方が幅が大きく、これにともない、第２の基板６２の上端には上向き段部２２が形成されている。
【００２０】
この上向き段部２２には、図３に示すように、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極パッド４１，４２が設けられている。
電極パッド４２は、後述するボンディング線６１を通じて圧電振動片３２に駆動電圧を供給し、また、電極パッド４１は、後述するボンディング線６１を通じて送られてきた回転角速度に対応した信号を送出するようになっている。
【００２１】
具体的には、電極パッド４１，４２は、パッケージ３６内を引き回されて、図２に示すように、パッケージ３６の内側底部２３に形成された電極パッド（図示せず）と導通している。そして、この内側底部２３の電極パッドには、少なくとも圧電振動片３２を発振する回路を有する半導体チップ４５がフリップチップ接続されている。また、半導体チップ４５は、パッケージ３６内を通る図示しない導電スルーホールなどにより底部の実装端子２５と電気的に接続されている。
【００２２】
なお、半導体チップ４５は、図４に示すように、端子を有する面４５ａが上面（パッケージ開口部側）を向くようにパッケージ内側底部２３にダイボンディングされ、図２に示すパッケージよりも基板の積層数を増やして第２の上向きの段部２７を形成し、この第２の上向きの段部２７に設けられた図示しない電極パッドと半導体チップ４５とをワイヤボンディングで電気的に接続するようにしてもよい。
本実施形態の半導体チップ４５は、図２に示すように、端子を有する面４５ａが、圧電振動片３２側と反対側である内側底部２３にフェイスダウン実装され、これにより、圧電振動片３２は、半導体チップ４５の端子（図示せず）が設けられた領域以外の領域に容易に接合されることになり、後述する硬質部材７０が半導体チップ４５の端子（図示せず）に接触して、端子が傷つくことを防止している。
【００２３】
圧電振動片３２は、本実施形態の場合、ジャイロ装置のセンサ本体であり、例えば、圧電振動片を複数もしくは多数分離することができる大きさの水晶ウエハを、フッ酸溶液をエッチング液として使用してウエットエッチングにより外形エッチングすることで、多数個の図１に示される形状の圧電振動片となるように形成されている。
【００２４】
すなわち、圧電振動片３２のほぼ正方形の基部５１が、被接合体である半導体チップ４５に対して支持されており、基部５１からは、図３に示すように、それぞれ左右の方向に基部５１と一体に形成された棒状もしくは軸状の支持部５２，５２が延びている。さらに、図１に示すように、各支持部５２，５２の端部には、各支持部５２，５２の延びる方向と交差する方向に、各支持部５２，５２の端部を起点として、両方向に延出された励振用振動腕５４，５４が設けられている。つまり、基部５１から各支持部５２，５２を介して、励振用振動腕５４，５４が互いに平行に延びており、各励振用振動腕５４，５４には励振用の電極（図示せず）が形成されている。
【００２５】
また、図３において基部５１の上下の辺のほぼ中央部には、上記各支持部５２，５２の延びる方向と交差する方向に、２つの検出用振動腕５５，５５が形成されている。そして、図１に示すように、検出用振動腕５５，５５と、各支持部５２，５２の端部に設けられた各励振用振動腕５４，５４とは、互いに平行とされている。
この状態で圧電振動片１０に所定の回転角速度などの物理量が作用した場合、励振用振動腕５４，５４は、それ自体の振動の方向と、回転角速度とのベクトル積の方向に働くコリオリの力を受けて、所定の振動が励起される。この振動は支持部５２，５２および基部５１を介して検出用振動腕５５，５５の振動に基づく電荷を信号として取り出すことにより、回転角速度の検出を行うことができる。
【００２６】
また、図３に示すように、ほぼ正方形の基部５１には、それぞれ各検出用振動腕５５，５５の基端部に、検出用電極の電極パッド５６，５７，５６，５７が形成され、各支持部５２，５２の基端部に、励振用電極の電極パッド５８，５９，５８，５９が形成されている。
そして、基部５１の電極パッド５６，５７，５６，５７には、ボンディング線６１の一端６１ａが接合され、該ボンディング線６１の他端６１ｂが、図２で説明したパッケージ３６の上向き段部２２，２２に形成された図３に示す各電極パッド４１，４１，４１，４１に接合されることで、ワイヤボンディングされている。
また、基部５１の電極パッド５８，５９，５８，５９にはボンディング線６１の一端６１ａが接合され、パッケージ３６の上向き段部２２，２２の各電極パッド４２，４２，４２，４２には、該ボンディング線６１の他端６１ｂが接合されることによりワイヤボンディングされて、電気的接続がなされている。図２に示すように、このボンディング線６１，６１はパッケージ３６の第３の基板６３及びシームリング６４の内側の空間Ｓ２内で延びている。
【００２７】
なお、ボンディング線６１としては、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）など、もしくはこれらを主成分とする線材が好適に利用でき、例えば、基部５１の上面に、キャピラリより導出されたボンディング線６１の一端６１ａを押し付けて超音波を印加することで、圧電振動片３２とボンディング線６１とを接続し、また、同様にしてボンディング線６１の他端６１ｂをパッケージ３６側に接続するようにしている。
【００２８】
そして、このような圧電振動片３２は、図２に示すように、接着剤４４を用いて被接合体である半導体チップ４５に接合されている。すなわち、圧電振動片３２の基部５１の図３に示す電極パッド５６，５７，５８，５９が設けられた上面と反対側の面に接着剤４４が付着して、圧電振動片３２は支持されている。
本実施形態の接着剤４４は、エポキシ系等と比べて柔軟性のあるシリコーン系等の接着剤が用いられている。すなわち、比較的柔軟性のある接着剤は、圧電振動片３２と半導体チップ４５との間で伝達しようとする振動成分を吸収することができるため、所謂振動漏れを防止し、良好な振動モードを得ることができる。
【００２９】
ここで、圧電振動片３２の接合面と被接合体である半導体チップ４５の接合面との間には、圧電振動片３２のワイヤボンディングされた位置に対応して、少なくとも接着剤４４よりも硬い硬質部材７０が介在している。
この硬質部材７０は、本実施形態の場合、Ａｕ（金）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）等からなる金属バンプにより形成されており、圧電振動片３２の基部５１に接合されるボンディング線６１の一端６１ａの直下に配置され、これにより、ワイヤボンディングする際の超音波振動や押圧力に対抗できるようになっている。
【００３０】
そして、硬質部材７０は、圧電振動片３２または半導体チップ４５のいずれか一方あるいは双方と接合されないようになっている。すなわち、硬質部材７０が圧電振動片３２と半導体チップ４５の双方に接合されると、この硬質部材７０を介して、振動漏れが生じてしまう。このため、圧電振動片３２と半導体チップ４５とを接合するのは、あくまでも接着剤４４であって、硬質部材７０は、少なくとも、圧電振動片３２または半導体チップ４５のいずれか一方と接合されないようになっている。
【００３１】
なお、本実施形態の場合、硬質部材７０は、後述する製造方法で説明するように、ボンディング線６１の一端６１ａの直下に正確に配置できるように、圧電振動片３２側にのみ接合されており、硬質部材７０であるバンプを圧電振動片３２に接合するために、圧電振動片３２の基部５１の接合面には、例えば、タングステンメタライズを下地にするＡｕやＣｒからなる金属パターン（図示せず）が形成されている。
また、硬質部材７０は、複数のボンディング線６１の一端６１ａに対応して複数設けられており、図２に示すように、各硬質部材７０の高さ寸法Ｈ１のバラツキを低減するように、レベリングされている。
また、硬質部材７０は、接合面の少なくとも３点に設けられることが好ましく、これにより、硬質部材７０が支点となって圧電振動片３２の水平度が阻害されるようなことを防止している。本実施形態の硬質部材７０は、さらに、ほぼ正方形の基部５１の周縁領域であって、一辺毎に設けられている。
【００３２】
次に、本発明の実施形態に係る圧電デバイス１０の製造方法について簡単に説明する。
図５ないし図７は、圧電デバイス１０の製造方法を説明するための図であり、図５は圧電デバイス１０の工程図、図６および図７は図５の工程に対応した製造過程の概念図である。
圧電デバイス１０は、図５に示すように、上述したパッケージと半導体チップと圧電振動片とを、別々に用意して下準備をしておき（図５のＳＴ０：下準備工程）、これらを後で接続する本工程を行なう（図５のＳＴ１〜６）。
【００３３】
ここで、下準備工程（図５のＳＴ０）の際、半導体チップについては、上述のようにフリップチップ接続を行なうため、図２に示すＡｕバンプ等のバンプ６６を、ボンダーなどで半導体チップの端子（図示せず）上に形成し（図５のＳＴ０−１）、その後、バンプレベリングを行なう（図５のＳＴ０−２）。すなわち、バンプの高さはある程度のばらつきを有するため、所定の荷重でバンプを平面に押し付けてバンプの高さ寸法を制御する。
また、下準備工程（図５のＳＴ０）の際、圧電振動片についても、図２および図３で説明した基部５１の接合面にＡｕバンプ等のバンプ７０を形成する（図５のＳＴ０−１０）。このバンプ７０が硬質部材である。すなわち、バンプ７０を圧電振動片３２の接合面（基部５１の裏面）に、ワイヤボンディングする位置（符号６１ａの位置）に対応して形成する。
【００３４】
なお、図２に示すバンプ７０は、半導体チップ４５にバンプ６６を形成するためのボンダーを用いて形成するようにしてもよい。
本実施形態の場合は、複数のワイヤボンディングの位置に正確に対応し、小型のバンプが形成できるように、図６（ａ）に示すように、メッキバンプ方式を採用している。すなわち、図６（ａ）の左図は基部５１の部分拡大図、図６（ａ）の右図は左図のＢ−Ｂ線切断端面であり、図６（ａ）の右図に示すように、基部５１の接合面に金属パターン６８を形成した上に、レジスト６７でマスクをし、バンプを形成しようとする位置に対応して形成した貫通孔６７ａ内に電気はんだメッキをし、ついでレジスト６７を除く。
その後、完成したバンプの高さはばらつきを有するため、所定の荷重でバンプを平面に押し付けて、バンプ７０の高さ寸法Ｈ１（図２参照）を制御する（図５のＳＴ０−２０
：バンプレベリング）。
【００３５】
次いで、本工程に入り、図６（ｂ）に示すように、半導体チップ４５の端子を有する面４５ａに形成したバンプ６６が、パッケージ３６の内側底部２３に予め形成された電極パッド（図示せず）に接続するようにして、半導体チップ４５をフェイスダウン実装する（図５のＳＴ１）。
【００３６】
次いで、図７（ｃ）に示すように、フェイスダウン実装した半導体チップ４５の実装面と反対側の面４５ｂであって、圧電振動片の基部に対応する領域に、シリコーン系等の柔軟性を有する接着剤４４を塗布する。
次いで、図７（ｄ）に示すように、下準備工程（ＳＴ０−１０）で既にバンプ７０を形成した圧電振動片３２を、接着剤４４を塗布した半導体チップ４５の接合面４５ｂに載置し（図５のＳＴ３）、その後、接着剤４４を乾燥させて、この接着剤４４で圧電振動片３２と半導体チップ４５とを接合する（図５のＳＴ４）。
【００３７】
次いで、図７（ｅ）に示すように、圧電振動片３２にワイヤボンディングする（図５のＳＴ５）。すなわち、キャピラリより導出されたボンディング線６１の一端６１ａを圧電振動片３２に押し付けて超音波を印加して、圧電振動片３２とボンディング線６１とを接続し、また、同様にしてボンディング線６１の他端６１ｂをパッケージ３６の上向きの段部２２にも接続する。そうすると、ボンディング線６１の先端６１ａの直下には、少なくとも接着剤４４よりも硬い硬質部材としてバンプ７０が配置されているので、このバンプ７０が支持台になって、ワイヤボンディングの際の超音波や押圧力を受けることとなる。
【００３８】
次いで、半導体チップの調整用または検査用端子（図示せず）と導通した実装端子（図示せず）に、プローブピンを当接させて検査し、また、その検査結果に基づいて調整をし（図５のＳＴ６）、圧電デバイスを完成させる。
【００３９】
本発明の実施形態は以上のように構成されており、圧電振動片３２の接合面と半導体チップ４５の接合面との間には、圧電振動片３２のワイヤボンディングされた位置に対応して、硬質部材７０が介在しているため、ワイヤボンディングする際の例えば超音波は、この硬質部材７０を台にして効率よく伝達される。また、ワイヤボンディングする際、圧電振動片３２を半導体チップ４５に加圧しても、硬質部材７０がこの加圧に耐え、圧電振動片３２に対して接着剤４４が付着する面積を制御することができる。また、この硬質部材７０は圧電振動片３２の水平度を向上させることもできる（特に、ジャイロ装置の場合、圧電振動片３２の水平度のブレは大きな検出結果の違いをもたらすため、この効果は大きい）。そして、このような硬質部材７０を設けたとしても、硬質部材７０は圧電振動片３２または半導体チップ４５のいずれか一方あるいは双方と接合されていないため、柔軟性のある接着剤４４の振動漏れを防止するという機能を阻害することを有効に防止できる。
【００４０】
また、本実施形態の製造方法では、圧電振動片３２に硬質部材７０であるバンプを形成し、その後、この圧電振動片３２を接着剤４４の上に載置している。このため、圧電振動片３２を載置する際の位置精度を気にすることなく、ワイヤボンディングする位置と硬質部材７０の位置とを合わせることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、圧電デバイス１０にはジャイロ装置を例示したが、本発明はこれに限られるものではなく、加速度センサあるいは圧電振動子やＳＡＷフィルター等であっても勿論よい。また、圧電振動片３２が接合される被接合体は半導体チップ４５を例示したが、被接合体はパッケージ３６、或いは他の電子部品等であっても勿論よい。
【００４２】
図８は、本発明の上述した実施形態の第１の変形例に係る圧電デバイス１２の概略断面図であり、図２の概略断面図に対応した図である。
図８において、図１ないし図７で使用した符合と同一の符合を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、相違点を中心に説明する。
図８の圧電デバイス１２が図１ないし図７の圧電デバイス１０と主に相違するのは、半導体チップ４５と圧電振動片３２との接続構造についてである。
【００４３】
すなわち、本第１の変形例では、圧電振動片３２は、半導体チップ４５の端子を有する面４５ａに接合されると共に、端子（図示せず）と直接ワイヤボンディングされている。
具体的には、半導体チップ４５は、パッケージ３６とフリップチップ接続されず、内側底部２３にダイボンディングされ、端子を有する面４５ａが圧電振動片３２の接合面と対向するようになっている。
また、パッケージ３６について、第２の基板６２の高さ寸法を小さくすることで、上向きの段部２２を、半導体チップ４５の端子を有する面４５ａと略同一面となるように形成し、半導体チップ４５と上向きの段部２２に形成された電極パターン（図示せず）をボンディング線６９でワイヤボンディングしている。
そして、圧電振動片３２は、半導体チップ４５の端子（図示せず）が設けられている領域以外の領域（図８の場合、中央領域）に接合され、そして、半導体チップ４５の端子（図示せず）とボンディング線６１で直接ワイヤボンディングされている。
【００４４】
本発明の実施形態の第１の変形例は以上のように構成されており、圧電振動片３２は半導体チップ４５の端子を有する面４５ａに接合されると共に、その端子と直接ワイヤボンディングされている。したがって、圧電振動片３２と半導体チップ４５との電気的な接続は、パッケージ３６を引き回すような導電部を設けなくてもよく、また、一本のボンディング線も短くて済むようになるため、電気信号の低ノイズ化が可能となる。
【００４５】
図９は、本発明の上述した実施形態の第２の変形例に係る圧電デバイス１４の概略断面図であり、図２の概略断面図に対応した図である。
図９において、図１ないし図８で使用した符合と同一の符合を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、相違点を中心に説明する。
図９の圧電デバイス１４が、図１ないし図８の圧電デバイス１０，１２と主に相違するのは、半導体チップ４５と圧電振動片３２との接続構造についてである。
【００４６】
すなわち、本変形例の被接合体は、半導体チップ４５ではなく、配線基板８０となっている。そして、配線基板８０は、圧電振動片３２がワイヤボンディングで電気的に接続されたパッド（図示せず）を有している。
一方、半導体チップ４５は、この配線基板８０の圧電振動片３２が接合された面と反対側の面８０ａに電気的機械的に接続されている。具体的には、配線基板８０のボンディング線６１が接続されたパッド（図示せず）は、スルーホールや配線パターンなどで、圧電振動片３２が接合された面と反対側の面８０ａに設けられたパッド（図示せず）と導通されている。そして、配線基板８０の反対側の面８０ａに設けられたパッドと半導体チップ４５の端子とを、バンプ６６を介して接続して、半導体チップ４５を配線基板８０にフリップチップ接続するようにしている。
このように、圧電振動片３２と半導体チップ４５とは、配線基板８０を間に挟んで、電気的機械的に接続されている。
【００４７】
また、本実施形態の圧電振動片３２、半導体チップ４５、配線基板８０は、パッケージ３６に順次実装されるようなものではなく、パッケージ３６に実装する前に、各部品３２，４５，８０間を電気的機械的に接続してモジュール化している。すなわち、パッケージ３６に実装する前に、配線基板８０の一方の面に、半導体チップ４５をフリップチップ接続し、その後、配線基板８０の他方の面に接着剤４４を塗布し、その上からバンプ７０が形成された圧電振動片３２を載置して固定させてから、ワイヤボンディングして、モジュール化する。
なお、複数の圧電振動片３２および半導体チップ４５に対応した大きさを有する配線基板を用意し、この大きな配線基板に、上述と同様の方法にて、複数の圧電振動片３２および半導体チップ４５を所定の位置に電気的機械的に接続し、その後、配線基板を一つの圧電デバイス１４に対応した大きさに切断、個片化してモジュール化することで、大量生産することができる。
【００４８】
そして、このようにモジュール化された圧電振動片３２、半導体チップ４５、及び配線基板８０の集合体を、パッケージ３６側に接続するようにしている。すなわち、水平方向について、半導体チップ４５よりも大きな面積を有する配線基板８０の周縁部８０ｂを、パッケージ３６の上向きの段部２２に対して、電気的機械的に接続するようにしている。
具体的には、半導体チップ４５とバンプ６６を介して接続された配線基板８０の面８０ａに設けられたパッド（図示せず）は、配線基板８０の同じ面８０ａであって周縁部８０ｂに設けられたパッド（図示せず）と電気的に接続されている。そして、この周縁部８０ｂのパッド（図示せず）は、上向きの段部２２に形成された電極パターン（図示せず）と、半田や導電性接着剤８２等で接合されている。
【００４９】
本発明の実施形態の第２の変形例は以上のように構成されており、配線基板８０を間に挟んで圧電振動片３２と半導体チップ４５とを電気的機械的に接続してモジュール化し、その後、この配線基板８０をパッケージ３６の上向きの段部２２に接続するようにしているので、製造が容易である。また、このようなモジュール化が可能な構造を採用すれば、製造方法において、大きな寸法を有する配線基板に複数の圧電振動片３２および複数の半導体チップ４５を接続した後に個片化して、複数のモジュール化されたものを一度に生産することができる。したがって、大量生産が容易ともなる。
しかも、圧電振動片３２と半導体チップ４５との間には配線基板８０が介在するため、バンプ等の硬質部材７０が、半導体チップ４５の端子を傷つけることもない。
【００５０】
本発明は上述の実施形態および変形例に限定されない。各実施形態および変形例の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電デバイスの概略斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線概略切断断面図。
【図３】図１の圧電デバイスの部品である圧電振動片の基部を拡大した概略平面図。
【図４】本発明の圧電デバイスの他の実施例であり、図２に対応した概略断面図。
【図５】本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法を説明するための工程図。
【図６】図５の工程に対応した製造過程の概念図。
【図７】図５の工程に対応した製造過程の概念図。
【図８】本発明の実施形態の第１の変形例に係る圧電デバイスの概略断面図であり、図２の概略断面図に対応した図。
【図９】本発明の実施形態の第２の変形例に係る圧電デバイスの概略断面図であり、図２の概略断面図に対応した図。
【図１０】従来の圧電デバイスの一例であるジャイロ装置の概略断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１０，１２，１４・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動片、３６・・・パッケージ、４４・・・接着剤、４５・・・被接合体（半導体チップ）、６１・・・ボンディング線、７０・・・硬質部材（バンプ）
【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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