(57)【要約】      （修正有）【課題】電気的導通経路の部分が水晶振動子の内部側に剥離／脱落することを防ぐ構造を有する水晶振動子及び水晶振動子の製造方法を提供する。【解決手段】平板状のガラス又は水晶のべース基板１とその一方主面接続配線とベース基板の接続配線が形成された同主面周縁部全周にわたる陽極接合用金属膜３と導電性接着剤と接続配線上の水晶振動素子５と、平板状のガラス又は水晶から成り一方主面に開口部を有す凹部が形成され、それに水晶振動子素子を収容しつつ凹部を囲む側壁部開口側端面と陽極接合用金属膜とを陽極接合し凹部を気密封止する蓋体８から成る水晶振動子で、ベース基板が内部を貫通した電気的導通経路を備えそれがベース基板の接続配線側を向く一方の端部側から他方の端部側に向うにつれ直径が大きい略くさび形状とされる。【選択図】図１
2008252805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のガラスまたは水晶からなるべース基板と、
該べース基板の一方の主面に形成された接続配線と、
該ベース基板の該接続配線が形成されている同じ主面の周縁部全周にわたり形成された陽極接合用金属膜と、
該接続配線上に塗布された導電性接着剤と、
該接続配線上に該導電性接着剤を介して搭載された水晶振動素子と、
平板状のガラスまたは水晶から成り、一方の主面に開口部を有する凹部が形成され、該凹部内に該水晶振動子素子を収容しつつ、該凹部を囲む側壁部開口側端面と該陽極接合用金属膜とを陽極接合することで該凹部を気密封止する蓋体とで構成された水晶振動子であって、
該ベース基板が、内部を貫通して設けられる電気的導通経路を備え、該電気的導通経路が該ベース基板の接続配線側を向く一方の端部側から他方の端部側に向うにつれて直径が大きくなる略くさび形状に形成されることを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
水晶振動素子が、平板状のガラスまたは水晶からなる第一のウェハー部材に複数個形成されたべース基板に各々載置され、個々の該水晶振動素子が一括で封止されるように、平板状のガラスまたは水晶からなり、かつ該ベース基板に各々相対する凹部をもつ第二のウェハー部材が、第一のウェハー部材と接合されて気密封止した後に個割りして製造される水晶振動子の製造方法であって、
第一のウェハー部材の一方の主面にサンドブラスト、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれかを用いて該第一のウェハー部材に略くさび形状の貫通孔を穿孔する工程と、
該貫通孔が形成された該第一のウェハー部材のサンドブラストまたはエッチングされた面側から該貫通孔内面に蒸着法で下地蒸着層を形成する工程と、
該下地蒸着層が形成された該第一のウェハー部材を、電解メッキ溶液に浸けて、電解メッキにより該貫通孔をメッキ材で埋め、該電気的導通経路を形成する工程と、
該サンドブラストまたはエッチングされた面と反対面の該ベース基板に形成した該電気的導通経路の直径の小さい側の端部側に、接続配線を形成しつつ陽極接合用金属膜を形成する工程と、
該電気的導通経路が形成された該ベース基板の該接続配線上に該水晶振動素子を搭載する工程と、
該水晶振動素子が一括に気密封止されるように、該第一のウェハー部材と該第二のウェハー部材を陽極接合で接合する工程と、
形成された複数の該水晶振動子を個々に個割りする工程と、からな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、水晶振動子及び水晶振動子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に示されるように、従来の水晶振動子５９は凹形状空間部を有する容器５１の底部に、水晶振動素子５５や集積回路（図示せず）などの電子部品（図示せず）を搭載し、前記容器５１の前記凹形状空間を塞ぐ金属からなる蓋体５８を被せて気密封止して製造されている。水晶振動子５９の内部に搭載された水晶振動素子５５の信号出力は、容器５１の中に形成されたメタライズ層から成る電気的導通経路を通して容器５１外面の外部接続端子から出力される。
【０００３】
この水晶振動子５９は、個々の部品を個別に組み立てて製造する方法から、更に生産効率を向上した水晶振動子の製造方法が必要とされた。この生産効率を向上した圧電振動子の製造方法として接合技術を用い一括に多数の圧電振動子を製造する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、水晶振動子の容器材料に関し、小型表面実装型の水晶振動子容器にはセラミックス、ガラス、金属、樹脂などが用いられ（例えば、特許文献２参照）、前記容器の精度が要求されるものには、耐湿度性、気密性の良好なセラミック、金属、ガラスが使用されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
水晶振動子の容器の精度、気密性、耐湿性を満足し、かつ、搭載される水晶振動素子の小型化、更に水晶振動子の低背化を実現する為には、製品の容器及び蓋体の厚みを非常に薄い構造にする必要がある。その為、シリコンなどから成り、電気的導通経路をもつ薄い第一のウェハー状基板と、基板のパターン上に導電性接着剤を介して載置された水晶振動素子と、ガラス蓋体を兼ねて凹部を有する薄い第二のウェハー状基板から成り、水晶振動素子が搭載された第一のウェハー状基板を、凹部を有する第一のウェハー状基板で一括に複数の凹部を塞ぐように陽極接合用の金属膜を介して陽極接合して封止され、その後、個割りされて得られる構造をした水晶振動子及び水晶振動子の製造方法が考えられた。
【０００５】
このような水晶振動子や水晶振動子の製造方法については、以下のような先行技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１２１９８５号公報
【特許文献２】特開２００１−２４４７６７号公報
【特許文献３】特開２００２−２６１５７４号公報
【０００６】
なお、前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の製造方法では、水晶振動子が搭載される第一のウェハー状基板に製造工程中に形成される貫通孔の形状が一方向に対して一様の形状をしておらず、円筒状の形状をしている場合もある為に、前記貫通孔が導体で埋められた電気的導通経路の部分が水晶振動子の内部側に剥離／脱落してしまう場合があるという課題を有していた。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するもので、従ってその目的は、電気的導通経路の部分が水晶振動子の内部側に剥離／脱落することを防ぐ構造を有する水晶振動子及び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】
【０００９】
上記の目的を達成するために本発明は、平板状のガラスまたは水晶からなるべース基板と、該べース基板の一方の主面に形成された接続配線と、該ベース基板の該接続配線が形成されている同じ主面の周縁部全周にわたり形成された陽極接合用金属膜と、該接続配線上に塗布された導電性接着剤と、該接続配線上に該導電性接着剤を介して搭載された水晶振動素子と、平板状のガラスまたは水晶から成り、一方の主面に開口部を有する凹部が形成され、該凹部内に該水晶振動子素子を収容しつつ、該凹部を囲む側壁部開口側端面と該陽極接合用金属膜とを陽極接合することで該凹部を気密封止する蓋体とで構成された水晶振動子であって、該ベース基板が、内部を貫通して設けられる電気的導通経路を備え、該電気的導通経路が該ベース基板の接続配線側を向く一方の端部側から他方の端部側に向うにつれて直径が大きくなる略くさび形状に形成されることを特徴とする。
【００１０】
また、水晶振動素子が、平板状のガラスまたは水晶からなる第一のウェハー部材に複数個形成されたべース基板に各々載置され、個々の該水晶振動素子が一括で封止されるように、平板状のガラスまたは水晶からなり、かつ該ベース基板に各々相対する凹部をもつ第二のウェハー部材が、第一のウェハー部材と接合されて気密封止した後に個割りして製造される水晶振動子の製造方法であって、第一のウェハー部材の一方の主面にサンドブラスト、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれかを用いて該第一のウェハー部材に略くさび形状の貫通孔を穿孔する工程と、該貫通孔が形成された該第一のウェハー部材のサンドブラストまたはエッチングされた面側から該貫通孔内面に蒸着法で下地蒸着層を形成する工程と、該下地蒸着層が形成された該第一のウェハー部材を、電解メッキ溶液に浸けて、電解メッキにより該貫通孔をメッキ材で埋め、該電気的導通経路を形成する工程と、該サンドブラストまたはエッチングされた面面と反対面の該ベース基板に形成した該電気的導通経路の直径の小さい側の端部側に、接続配線を形成しつつ陽極接合用金属膜を形成する工程と、該電気的導通経路が形成された該ベース基板の該接続配線上に該水晶振動素子を搭載する工程と、該水晶振動素子が一括に気密封止されるように、該第一のウェハー部材と該第二のウェハー部材を陽極接合で接合する工程と、形成された複数の該水晶振動子を個々に個割りする工程とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水晶振動子によれば、導体で埋められた電気的導通経路の形状が該ベース基板の接続配線側を向く一方の端部側から他方の端部側に向うにつれて直径が大きくなる略くさび形状である為に、前記電気的導通経路の部分が水晶振動子の内部側への剥離／脱落を防ぐ構造を有する信頼性の高い構造の水晶振動子を得ることが出来る。
【００１２】
また、本発明の水晶振動子の製造方法によれば、ベース基板に形成される貫通孔を、サンドブラスト、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれかを用いて該ベース基板の接続配線側を向く一方の端部側から他方の端部側に向うにつれて直径が大きくなる略くさび形状に形成することが出来るので、電気的導通経路の部分が水晶振動子の内部側への剥離／脱落を防ぐ構造を有する信頼性の高い構造の水晶振動子を製造することが出来る。
【００１３】
また、複数の水晶振動子を一括して製造するために、個々の容器にわかれて生産される水晶振動子の製造工程で多数使用される搬送器を使用せずに生産効率良く、かつ生産コストを抑えて水晶振動子を製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。また、それぞれの図は、本発明を理解し易くするためにデフォルメして図示されている。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係る水晶振動子９を示す断面図である。また、図２は本発明の実施形態に係る水晶振動子９を示す底面図である。図３は本発明の実施形態に係る水晶振動子９を示す斜視図である。水晶振動子９は、ベース基板１と接続配線２と陽極接合用金属膜３と水晶振動素子５と蓋体８とから主に構成されている。ベース基板１の水晶振動素子搭載面１１の上に接続配線２と陽極接合用金属膜３が形成されており、接続配線２上には、水晶振動素子５が導電性接着剤４を用いて搭載される。ベース基板１のメッキ材１０で埋設された部分は、水晶振動素子５の信号出力を、水晶振動子９の外部に導く電気的導通経路である。
【００１６】
図１に示されるように、ベース基板１のメッキ材１０で埋設された電気的導通経路の部分の形状は、ベース基板１の水晶振動素子搭載面１１側が狭く、水晶振動素子搭載面１１の反対面側が広い略くさび形状である。メッキ材１０で埋設された部分は、ベース基板１のメッキ材１０で埋設された部分の形状が略くさび形状である為に、メッキ材１０で埋設された部分の水晶振動子９の外部側の表面に、製造工程中の振動や、水晶振動子９を実装基板に搭載する際に機械的押圧などの圧力が加えられた場合でも、水晶振動子９の内部側に剥離／脱落することが無い。なお、水晶振動子９の外部側に露出するメッキ材１０で埋設された部分の表面はそのまま水晶振動子９の外部接続端子となる。
【００１７】
図２に示されるように本発明の水晶振動子９は、ベース基板１のメッキ材１０露出面がそのまま水晶振動子９の外部接続端子になる。貫通孔１４の形状は、例えば、水晶振動子９の外部側直径が大よそ１４０μｍ程度、水晶振動子９の内部側直径が大よそ６０μｍ程度である。また、メッキ材１０が露出する水晶振動子９の外部側の表面形状は、図２に示されるようにベース基板１のサンドブラストまたはエッチングされた面１５側からみて略円形状である。
【００１８】
図４は本発明の実施形態になる水晶振動子９の製造方法を示す工程図である。以下に本発明の水晶振動子９の製造工程を、工程を追って詳細に説明する。
【００１９】
まず、第一のウェハー状部材１２に、その一方面側だけからサンドブラスト、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれかを用いて貫通孔１４を穿孔する（Ｓ１０１）。この時、穿孔する部分を除いてサンドブラストまたはエッチングをかけない部分にはレジスト膜を塗布してサンドブラストまたはエッチングされないように覆っておく。第一のウェハー状部材１２の一方面側だけからサンドブラスト、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれかを用いて第一のウェハー状部材１２に貫通孔１４を穿孔するために、あけられた貫通孔１４の形状は全てベース基板１の水晶振動素子搭載面１１側が狭く、水晶振動素子搭載面１１の反対面側が広い略くさび形状となる。
【００２０】
次いで、貫通孔１４が形成された第一のウェハー状部材１２のサンドブラストまたはエッチングされた面１５側から貫通孔内面１６に蒸着法で下地蒸着層１７を形成する（Ｓ１０２）。
【００２１】
続いて、下地蒸着層１７が形成された第一のウェハー状部材１２を、電解メッキ溶液に浸けて貫通孔１４をメッキ材１０で埋める（Ｓ１０３）。貫通孔１４の孔径は大きい方で直径が約１４０μｍ程度、孔の深さにあたる第一のウェハー状部材１２の厚みは約１７５μｍ程度である。従って、電解メッキによるメッキ材の下地蒸着層１７上でのメッキ形成により微少な貫通孔１４が埋められる。電解メッキ溶液への浸潤で、メッキ材１０が、はじめは下地蒸着層１７上につけられ、順次電解メッキ厚が増して最終的には貫通孔１４内部はメッキ材１０で埋設される。
【００２２】
続いて、第一のウェハー状部材１２のサンドブラストまたはエッチングされた面１５の反対面のベース基板１上に、接続配線２と陽極接合用金属膜３を形成する（Ｓ１０４）。陽極接合用金属膜３の材料にはアルミニウム（Ａｌ）が用いられる。接続配線２は貫通孔１４内部がメッキ材１０で埋設されて形成される電気的導通経路の部分を含みサンドブラストまたはエッチングされた面１５の反対面のベース基板１上に形成される。
【００２３】
続いて、ベース基板１の接続配線２上に水晶振動素子５を搭載する（Ｓ１０５）。ベース基板１上の接続配線２と水晶振動素子５との電気的な接続には、導電性接着剤４が水晶振動素子５下面と接続配線２の間に塗布され、接続配線２と水晶振動素子５の電気的接続が成される。
【００２４】
続いて、水晶振動素子５が一括的に気密封止されるように、第二のウェハー状部材１３の凹部６を囲む側壁部開口側端面７と第一のウェハー状部材１２に形成された陽極接合用金属膜３とを陽極接合する（Ｓ１０６）。第二のウェハー状部材１３は平板状のガラスまたは水晶から成り、その一方の主面に開口部を有する凹部６が形成されていて、凹部６には水晶振動子素子５が収容されている。
【００２５】
最後にウェハー状に形成された複数の水晶振動子９が連なるウェハー状の平板を個々にスクライバーを用いて個割りして水晶振動子９を得る（Ｓ１０７）。この様に水晶振動子９の製造方法を構成したので、ベース基板に形成される貫通孔を、サンドブラスト、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれかを用いて該ベース基板の接続配線側を向く一方の端部側から他方の端部側に向うにつれて直径が大きくなる略くさび形状に形成することが出来、電気的導通経路の部分が水晶振動子の内部側への剥離／脱落を防ぐ構造を有する信頼性の高い構造の水晶振動子を製造することが出来る。
【００２６】
次に、図５は本発明の水晶振動子の製造方法を、工程を追って示した図であり、エッチングに代えてサンドブラストを用いた場合について示す。図５（a）は第一のウェハー状部材１２の一方面からサンドブラストを用いて第一のウェハー状部材１２に貫通孔１４が穿孔される様子を示す。図５(ｂ）は貫通孔１４が形成された第一のウェハー状部材１２のサンドブラストされた面１５側から貫通孔内面１６に蒸着法で下地蒸着層１７が形成された様子を示し、図５（ｃ）は下地蒸着層１７が形成された第一のウェハー状部材１２が、電解メッキ溶液に浸けられ貫通孔１４がメッキ材１０で埋められた様子を示す。図５（ｄ）は第一のウェハー状部材１２のサンドブラストされた面１５の反対面のベース基板１上に、接続配線２と陽極接合用金属膜３が形成される様子を示し、図５（e）はベース基板１の接続配線２上に水晶振動素子５が搭載された様子を示す。図５（ｆ）は水晶振動素子５が一括的に気密封止されるように、第二のウェハー状部材１３の凹部６を囲む側壁部開口側端面７と第一のウェハー状部材１２に形成された陽極接合用金属膜３とを陽極接合する様子を示す。図５（ｇ）はウェハー状に形成された複数の水晶振動子９が連なるウェハー状の平板を個々に個割りして水晶振動子９が得られる様子を示す。この様に、エッチングに代えてサンドブラストを用いた水晶振動子９の製造方法でも電気的導通経路の部分が水晶振動子の内部側への剥離／脱落を防ぐ構造を有する信頼性の高い構造の水晶振動子を製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の水晶振動子を示す断面図である。
【図２】本発明の水晶振動子の底面図である。
【図３】本発明の水晶振動子を示す斜視図である。
【図４】本発明の水晶振動子の製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の水晶振動子の製造方法を、工程を追って示した図である。
【図６】従来からの開口部を有し底の有る空間を形成した個々の容器内の底部側の絶縁された基板上に水晶素板を搭載し、その容器開口部に金属から成るリッドを被せて気密封止された水晶振動子を側面方向からみた概略の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ベース基板
２  接続配線
３  陽極接合用金属膜
４  導電性接着剤
５  水晶振動素子
６  凹部
７  側壁部開口側端面
８  蓋体
９  水晶振動子
１０  メッキ材
１１  水晶振動素子搭載面
１２  第一のウェハー状部材
１３  第二のウェハー部材
１４  貫通孔
１５  サンドブラストまたはエッチングされた面
１６  貫通孔内面
１７  下地蒸着層
【図１】
2008252805.tif 000003
【図２】
2008252805.tif 000004
【図３】
2008252805.tif 000005
【図４】
2008252805.tif 000006
【図５】
2008252805.tif 000007
【図６】
2008252805.tif 000008