(57)【要約】【課題】本発明は、小型で生産性に優れた電子デバイスを提供することにあり、さらには、高い信頼性を有する電子デバイスを提供することにある。また、生産性に優れた小型で信頼性の高い電子デバイスの製造方法を提供することにある。【解決手段】密閉空間の内側に配置される振動片と、密閉空間の外側に配置されるＩＣと、振動片とＩＣとを電気的に接続する貫通電極を備えた電子デバイスにおいて、密閉空間は底部部材と側壁部材とリッドによって囲まれたできた空間であり、その底部部材の一方側に振動片が実装され、他方側にＩＣが形成されている。さらに、底部部材と側壁部材は分割された二つの部材であり、シリコンからなる。リッドは金属材料からなる。【選択図】図１
2008118241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間の内側に配置される振動片と、前記密閉空間の外側に配置されるＩＣと、前記振動片と前記ＩＣとを電気的に接続する電極を備えた電子デバイスにおいて、
前記密閉空間は、底部と側壁とリッドによって囲まれた空間であり、前記底部を構成する底部部材と前記側壁を構成する側壁部材とは、分割された二つの部材であることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記底部部材はシリコンからなることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記側壁部材はシリコンからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記リッドは金属材料からなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記振動片は水晶からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項６】
密閉空間の内側に配置される振動片と、前記密閉空間の外側に配置されるＩＣと、前記振動片と前記ＩＣとを電気的に接続する電極を備えた電子デバイスの製造方法において、
底部基板の一方側に前記ＩＣを形成する工程と、
前記底部基板に孔を形成しその内部に前記電極を形成する工程と、
前記底部基板の他方側に振動片を実装する工程と、
前記底部基板と異なる基板である側壁基板の一方側にリッドを形成する工程と、
前記側壁基板の他方側から開口部を形成する工程と、
前記底部基板の前記一方側の面と、前記側壁基板の前記他方側の面とを接合する工程と、
接合された前記底部基板と前記側壁基板を電子デバイスの大きさに分離する工程を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記底部基板はシリコンからなることを特徴とする請求項６に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記側壁基板はシリコンからなることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記リッドは金属材料からなることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記振動片は水晶からなることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記底部基板にエッチング法によって孔を形成したことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記側壁基板に金属基板を接合した後、この金属基板をエッチング法によって加工してリッドを形成したことを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記側壁基板にメッキ法によってリッドを形成したことを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記側壁基板にエッチング法によって開口部を形成したことを特徴とする請求項６から請求項１３のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記底部基板と前記側壁基板とを表面活性化接合法によって接合したことを特徴とする請求項６から請求項１４のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
カーエレクトロニクス製品や携帯型電子機器などに用いられる小型の電子デバイスとその製造方法に関し、特に生産性に優れ、高い信頼性を有する小型の電子デバイスとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やウェアラブル機器に代表される携帯型電子機器の需要が高まりつつある。こうした携帯型電子機器には水晶発振器に代表される電子デバイスが多く使用されているが、近年特に信頼性が高く生産性に優れた小型の電子デバイスの要求が高まってきている。
【０００３】
さらに、自動車分野においては、ＩＴＳ（高度道路交通システム）の進展により、自動車の電子化、ＩＴ（情報通信技術）化の取り組みが活発化している。こうした取り組みの中では、加速度センサーや角速度センサー等の重要性がさらに高まっており、これらに使われる電子デバイス、特に高精度で発振する小型の電子デバイスの要求が高まってきている。
【０００４】
以下に、電子デバイスの中でも最も需要の多い水晶からなる振動片（水晶振動片）を使った水晶発振器について、従来から知られている構成とその製造方法を示す（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
図５は従来の電子デバイスの一例である水晶発振器の断面図である。従来の水晶発振器２０は、シリコン（Ｓｉ）からなるパッケージ７００の下面に集積回路素子（ＩＣ１００）が形成されており、さらにパッケージ７００の上面にキャビティ（深堀部）７２０を形成して、その内部に水晶振動片５００を実装する構成になっていた。また、水晶振動片５００とＩＣ１００はパッケージ７００に設けられた貫通電極６００によって、電気的に接続されていた。
【０００６】
さらに、キャビティ７２０の開口部にはリッド８００が接合され、キャビティ７２０の内部は窒素雰囲気または真空雰囲気の状態で気密封止されていた。
【０００７】
なお、ＩＣ１００は、水晶振動片５００を動作させる帰還増幅回路が備わったものであるが、必要に応じて、周辺温度の変化による周波数変化を低減させるための温度補償回路のパターンを付加してもよい。また、外部からの制御電圧によって出力周波数を変化させるための電圧制御回路のパターンを付加してもよい。
【０００８】
図６は従来の水晶発振器の製造方法の一例を示した図である。上記水晶発振器２０は、従来、以下に示すような製造方法によって製造されていた。まず、シリコン（Ｓｉ）ウェハー７５０の一方の平面上に、一般に使われているＬＳＩ製造技術によって、複数のＩＣ１００を同時に形成する。その後、Ｓｉウェハー７５０のＩＣ１００が形成されていない側の平面に、水晶振動片５００を実装するための複数のキャビティ７２０をウェットエッチング法やドライエッチング法によって形成する。
【０００９】
さらに、圧電振動片５００とＩＣ１００との導通を確保するため、キャビティ７２０の内底面からＩＣ１００にかけて貫通孔を設け、その内側に貫通電極６００を形成する。貫通電極６００はスパッタリング法やメッキ法等により形成することが可能である。
【００１０】
その後、キャビティ７２０の内部に、別の工程で製造された水晶振動片５００を導電性接着剤等によって実装する。
【００１１】
このようにして形成した複数のＩＣ１００と水晶振動片５００とが構成されたＳｉウェハー７５０にリッド８００を装着する。リッド８００は、図６（ａ）に示すように、Ｓｉウェハー７５０に複数形成された各キャビティ７２０に対して一つずつ装着される。この場合、リッド８００にはコバール等の金属材料やガラス材料を用いることができ、キャビティ７２０の開口周縁部の全周に接着剤を塗布し接着することによって、キャビティ７２０内の気密封止を行っていた（図６（ｂ））。
【００１２】
その後、Ｓｉウェハー７５０を所定の大きさのパッケージ７００になるようにダイシング加工法で分離し、水晶発振器２０が完成する（図６（ｃ））。この時ダイシング加工される部材は、Ｓｉウェハー７５０だけであり、リッド８００はダイシング加工されないので、上述のようにリッド８００はいかなる材料であってもかまわない。
【００１３】
図７は従来の水晶発振器の製造方法の別の一例を示した図である。従来の水晶発振器２０の別の製造方法として、以下に示すような方法も提案されている。一枚のＳｉウェハー７５０に複数のＩＣ１００を形成し、貫通電極６００を介して水晶振動片５００と接続させるまでの製造工程は上述の製造方法と同じである。図７に示す製造方法では、図７（ａ）に示すようにＳｉウェハー７５０と同じ大きさのリッド板８２０を用意し、Ｓｉウェハー７５０上に装着する点が図６に示す製造方法とは異なっている。これによりＳｉウェハー７５０のキャビティ７２０が形成されている面側はそのすべてがリッド板８２０で覆われるようにして接合される（図７（ｂ））。
【００１４】
その後、Ｓｉウェハー７５０を所定の大きさのパッケージ７００になるようにダイシング加工法で分離し、リッド８０５で気密封止された水晶発振器２５が完成する（図７（ｃ））。図７に示す製造方法の場合、Ｓｉウェハー７５０と一緒にリッド板８２０もダイシング加工することになるので、リッド板８２０もＳｉやガラスのような脆性材料にする必要がある。
【００１５】
【特許文献１】特開２００４−２１４７８７号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図６の製造方法で製造された従来の水晶発振器２０において、小片のリッド８００をＳｉウェハー７５０のキャビティ７２０の上に精度良く配置し、それら一つ一つを個別に接合する必要があった。そのために生産性が非常に悪く、その結果、生産コストの増大につながっていた。
【００１７】
また、小型化が要求され、リッド８００の大きさが小さくなればなるほど、リッド８００とキャビティ７２０の位置合わせ精度も厳しくなる。その結果、接合不良が多発し、信頼性悪化につながる。
【００１８】
また、ウェットエッチング法やドライエッチング法によって加工されてできたキャビティ７２０の底面は面精度が悪く、平坦な面ではないため、水晶振動片５００を実装する時に、水晶振動片５００が傾いて固定されてしまったり、最悪の場合には水晶振動片５００がキャビティ７２０の壁面に接触してしまったりする不良が多々あり、信頼性悪化につながっていた。
【００１９】
図７の製造方法で製造された従来の水晶発振器２５において、リッド板８２０をＳｉウェハー７５０に接合するため、個々のキャビティ７２０との位置合わせは必要なく、生産性は良いが、その後、ダイシング加工によって水晶発振器２５の大きさに分割しなくはならず、リッド板８２０はＳｉやガラスのような脆性材料にする必要がある。なぜなら、リッド板８２０に金属材料を用いると、脆性材料であるＳｉウェハー７５０と加工条件が異なってしまうため、同時に切断することができないからである。また仮に切断できたとしても、加工に最適な加工条件が異なるためリッド板８０２かＳｉウェハー７５０のどちらかに必ず加工歪みが生じ、その結果、リッド板８０２とＳｉウェハー７５０の間で剥離が生じてしまう。また切断面の面精度も非常に悪く、バリや割れが必ず発生してしまう。
【００２０】
そのため、図７に示す従来の水晶発振器２５では、リッド８０５は必ず脆性材料であるＳｉやガラスで作られていた。しかしながら、リッド８０５にＳｉやガラスを用いると、カーエレクトロニクス製品や携帯型電子機器のような振動や外力が加わりやすい製品に組み込んだ後、微小の振動や外力でリッド８０５が容易に割れてしまう不良が多発し、信頼性が非常に悪かった。
【００２１】
本発明の目的は、非常に小型の電子デバイスを提供することにあり、さらには、生産性に優れ、高い信頼性を有する電子デバイスを提供することにある。また、生産性に優れた小型で高い信頼性を有する電子デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の電子デバイスでは、密閉空間の内側に配置される振動片と、密閉空間の外側に配置されるＩＣと、振動片とＩＣとを電気的に接続する電極を備えた電子デバイスにおいて、密閉空間は、底部と側壁とリッドによって囲まれた空間であり、底部を構成する底部部材と側壁を構成する側壁部材とは、分割された二つの部材であることを特徴としている。
【００２３】
さらに、底部部材はシリコンからなるのが望ましい。
【００２４】
さらに、側壁部材はシリコンからなるのが望ましい。
【００２５】
さらに、リッドは金属材料からなるのが望ましい。
【００２６】
さらに、振動片は水晶からなるのが望ましい。
【００２７】
また本発明の電子デバイスの製造方法では、密閉空間の内側に配置される振動片と、密閉空間の外側に配置されるＩＣと、振動片とＩＣとを電気的に接続する電極を備えた電子デバイスの製造方法において、底部基板の一方側にＩＣを形成する工程と、底部基板に孔を形成しその内部に電極を形成する工程と、底部基板の他方側に振動片を実装する工程と、底部基板と異なる基板である側壁基板の一方側にリッドを形成する工程と、側壁基板の他方側から開口部を形成する工程と、底部基板の一方側の面と、側壁基板の他方側の面とを接合する工程と、接合された底部基板と側壁基板を電子デバイスの大きさに分離する工程を有することを特徴としている。
【００２８】
さらに、底部基板はシリコンからなるのが望ましい。
【００２９】
さらに、側壁基板はシリコンからなるのが望ましい。
【００３０】
さらに、リッドは金属材料からなるのが望ましい。
【００３１】
さらには、振動片は水晶からなるのが望ましい。
【００３２】
また、底部基板にエッチング法によって孔を形成するのが望ましい。
【００３３】
さらに、側壁基板に金属基板を接合した後、金属基板をエッチング法によって加工してリッドを形成するのが望ましい。
【００３４】
さらに、側壁基板にメッキ法によってリッドを形成するのが望ましい。
【００３５】
さらに、側壁基板にエッチング法によって開口部を形成するのが望ましい。
【００３６】
さらには、底部基板と側壁基板とを表面活性化接合法によって接合するのが望ましい。
【００３７】
（作用）
本発明の電子デバイスでは、底部と側壁とリッドによって囲まれた密閉空間の内側に振動片を配置し、密閉空間の外側にＩＣを配置し、且つ振動片とＩＣとを電極によって電気的に接続している。さらに本発明では密閉空間の底部は底部部材によって形成され、側壁は側壁部材によって形成されている。
【００３８】
従来の電子デバイスは、密閉空間の底部と側壁が、キャビティを備えたパッケージという一つの部材によって形成されていたのに対して、底部部材と側壁部材の２つの部材に分割して形成されているところが、本発明の電子デバイスにおける構造上の最も特徴的な点である。
【００３９】
従来のエッチング法で加工されてできたキャビティで底部と側壁を構成する場合、底部の面精度は悪いが、本発明のように底部と側壁を分割した構造にすると、底部はポリッシング加工等によって得られた底部部材の平面を利用することになるため、面精度は非常によい。そのため、振動片を精度良く固定することが可能になる。結果、電子デバイスの信頼性向上につながる。
【００４０】
なお、底部部材を構成する材料としては、シリコン（Ｓｉ）を用いるのが望ましい。なぜなら一般に行われている工程で底部部材の平面上に直接ＩＣを作り込むことができるからである。
【００４１】
さらに、側壁部材を構成する材料としても、同様にＳｉを用いるのが望ましい。側壁部材を底部部材と同種の材料にすれば親和性があるので接合が容易であり、接合強度も増すからである。
【００４２】
また、リッドを構成する材料としては、金属材料を用いるのが望ましい。電子デバイスはカーエレクトロニクス製品や携帯型電子機器に多く組み込まれるが、これら製品は小型化や高密度化の要求が強く、そのために電子デバイスが非常に狭い空間に組み込まれるような設計になることが多い。そうすると、電子デバイスを組み込む時に他の部品と接触することも多々あり、薄板状のリッドがセラミック材料だと接触時の応力や衝撃で割れてしまう危険性があるからである。
【００４３】
なお、このように底部部材、側壁部材及びリッドによって密閉空間を形成することによって、振動片を真空もしくは低気圧環境下に置くことも可能である。例えば、振動片として水晶振動片を用いれば、振動特性が安定した水晶発振器として利用可能である。
【００４４】
このような、３つの部材（底部部材、側壁部材、リッド）で密閉空間を作った本発明の
電子デバイスは、その製造過程において、以下に示すような利点をもたらす。
【００４５】
底部部材、側壁部材、リッドを有する本発明の電子デバイスは、製造過程においては、底部基板、側壁基板、金属基板という平板を加工、接合していくことによって製造されていく。底部基板、側壁基板、金属基板はいずれも、最終的に完成する電子デバイスの複数個分の大きさを有しており、これら基板一枚あたりから複数個の電子デバイスを得られるようになっている。
【００４６】
各製造工程では、底部基板、側壁基板、金属基板という基板状態で処理するが、このように基板状態で処理することによって、一回の工程で同時に電子デバイス複数個分を処理できるので、生産性が非常に良好である。
【００４７】
また、底部基板にＳｉウェハーを用いることで、通常のＩＣ製造工程にそのまま流すことができ、底部基板上にＩＣを容易に形成することができる。このように従来用いられているＩＣ製造工程を利用することできるので、装置を新規に立ち上げる必要性もなく、製造の信頼性も確保することができる。
【００４８】
また、本発明の電子デバイスの製造方法では、金属基板と側壁基板を接合してから、金属基板をエッチング法によってリッドに、側壁基板をエッチングによって側壁部材に加工している。なお、側壁基板は金属基板と異なる材料、望ましくはＳｉウェハーを用いることで、金属基板からリッドを形成する時には側壁基板はエッチングされず、側壁基板から側壁部材を形成する時には金属基板はエッチングされないというように、分けて加工することが可能となる。
【００４９】
これにより、リッドを単体で接合する必要が無く生産性が良好であるという利点に加え、エッチング法によってリッドを非常に小さな形状に形成することができるので、小型化にも適している。
【００５０】
また、本発明の電子デバイスの製造方法では、側壁基板上にリッドをメッキ法で形成しても良い。メッキ法でリッドを形成する場合においても、フォトリソグラフィー法と組み合わせることで非常に小さなリッドを形成することができ、小型化が可能となる。
【００５１】
なお、上記のように底部基板にも側壁基板にもＳｉウェハーを用いることで、お互いに親和性があるので接合が容易であるという利点もある。さらに、Ｓｉ同士の接合に適した表面活性化接合法を用いることで、非常に強度の高い接合が可能となる。その結果、電子デバイスの信頼性向上につながる。
【００５２】
さらに、表面活性化接合法は室温状態で接合することのできる数少ない接合方法であり、底部基板に形成されているＩＣに熱的なダメージを与える影響がない。その結果、ＩＣの信頼性を保つことができる。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、非常に小型の電子デバイスを提供することができ、さらには高い信頼性を有する電子デバイスを提供することができる。また、生産性に優れた小型の電子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】
【００５４】
（第１の実施形態）
図１は本発明の電子デバイスの一例である水晶発振器の断面図である。本発明の電子デバイスの一例として示した水晶発振器１０は、シリコン（Ｓｉ）からなる底部部材２００
の一方側である下面に集積回路素子（ＩＣ１００）が形成されており、さらに底部部材２００の他方側である上面には水晶振動片５００が実装されている。
【００５５】
この水晶振動片５００はＳｉからなる底部部材２００、底部部材２００と同種材料のＳｉからなり底部部材２００とは分割された別部材である側壁部材３００、及び金属材料であるコバールからなるリッド４００で囲まれた密閉空間内に配置されており、その密閉空間は窒素雰囲気または真空雰囲気の状態で気密封止されている。なお、密閉空間内の水晶振動片５００と密閉空間外のＩＣ１００は底部部材２００に設けられた貫通電極６００によって、電気的に接続されている。
【００５６】
本発明の水晶発振器１０ではリッド４００は金属材料（コバール）で構成されている。そのために破損の危険性が少なく信頼性が高い。なぜなら電子デバイスは小型化や高密度化の要求が高いカーエレクトロニクス製品や携帯型電子機器に使われることが多く、そのために非常に狭い空間に電子デバイスが組み込まれる設計になることが多い。そうすると、電子デバイスを組み込む時に他の部品と接触することも多々あり、リッド４００がセラミック材料だと接触時の応力や衝撃で割れてしまう危険性があるが、金属材料であればその危険性を回避できるからである。
【００５７】
なお、ＩＣ１００は、水晶振動片５００を動作させる帰還増幅回路が備わったものであるが、必要に応じて、周辺温度の変化による周波数変化を低減させるための温度補償回路のパターンを付加してもよい。また、外部からの制御電圧によって出力周波数を変化させるための電圧制御回路のパターンを付加してもよい。
【００５８】
また、ＩＣ１００は、水晶発振器１０がカーエレクトロニクス製品や携帯型電子機器に組み込まれる時には他の電子回路と接続されるので、他の電子回路と接続しやすいように構成されるのが望ましい。よって、他の電子回路と接続しやすければ、ＩＣ１００は必ずしも平面上に形成される必要はなく、曲面や段差を有する底部部材２００上に形成されていてもかまわない。
【００５９】
図２は本発明の電子デバイスの製造方法を示した図である。まず始めに、図２（ａ）に示すように、Ｓｉウェハーからなる側壁基板３５０とコバール板からなる金属基板４５０を接合する。本実施形態では、側壁基板３５０として厚さ３００μｍのＳｉウェハーを用い、金属基板４５０として厚さ１００μｍのコバール板を用い、それらの間に金・スズ合金（ＡｕＳｎ合金）からなる接合剤を配して、接合させた（図２においてＡｕＳｎ合金の接合部分は非常に薄いので示されていない。）。
【００６０】
本実施形態では、金属基板４５０として、コバール板を用いたが、この材料に限定されるものではない。ステンレス板やニッケル（Ｎｉ）板等のいかなる金属材料を用いても本発明の効果を妨げるものではない。
【００６１】
また、本実施形態では、接合にＡｕＳｕ合金を用いた接合方法を使用したが、その他の接合方法を用いてもかまわない。例えば、表面活性化接合法や陽極接合法などを用いても特に問題になることはない。
【００６２】
次に、図２（ｂ）に示すようにコバール板から金属基板４５０をウェットエッチング法によって加工し、側壁基板３５０の一平面上に所定の大きさのリッド４００を形成する。なお、この時点で複数個のリッド４００が同時に形成され、その各々は分割されてパターン化されている。但し、すでに側壁基板３５０とは接合されているために、剥がれ落ちることはない。
【００６３】
なお、ウェットエッチング法は微細で精度の高い加工が可能であることが一般的に知られており、リッド４００の形成にウェットエッチング法を用いることで、非常に微小なリッド４００であっても容易に形成することができる。その結果、電子デバイスの小型化にも適している。
【００６４】
さらに、本実施形態では、側壁基板３５０にＳｉウェハーを用いており、コバール板からなる金属基板４５０とは異種材料である。そのため、金属基板４５０のウェットエッチング時にＳｉウェハーからなる側壁基板３５０がエッチングされてしまうことはなかった。側壁基板３５０に用いられる材料は、本発明において限定されるものではないが、このような理由から金属基板４５０とは異なった材料を選択するのが望ましい。
【００６５】
次に、図２（ｃ）に示すように、側壁基板３５０のリッド４００が形成されていない逆側の平面の、リッド４００に対応する位置に、水晶振動片５００が入る程度の大きさで複数の開口部３２０を形成する。開口部３２０の形成は、ドライエッチング法を用いて行い、厚みが３００μｍある側壁基板３５０が貫通するまで行う。
【００６６】
なお、本工程のドライエッチング法はＳｉからなる側壁基板３５０を加工するための条件で行うため、コバールからなるリッド４００が加工表面に現れた時点で加工は止まり、それ以上の加工は行われない。その結果、図２（ｃ）に示すような、一方の面にリッド４００が形成された開口部３２０を有する側壁基板３１０が完成することとなる。
【００６７】
なお、側壁基板３５０に開口部３２０を形成する方法としてウェットエッチング法を用いてもかまわない。Ｓｉのウェットエッチング法の場合、結晶面に沿って加工がなされるため、開口部の形状に自由度は少ないが、水晶振動片５００を配置させるには、十分な大きさと精度で加工することが可能である。なお開口部３２０の形成にウェットエッチング法を使用した場合においても、異種材料であるリッド４００はエッチングされないので、リッド４００が加工表面に現れた時点で開口部３２０の加工は自動的に停止する。
【００６８】
次に、底部基板２１０の製造方法について説明する。図３は本発明の電子デバイスの製造方法における底部基板周辺部の形成工程を示した図である。
【００６９】
まず、図３（ａ）に示すように、底部基板２５０の平面上に集積回路素子（ＩＣ１００）を形成する。底部基板２５０には、一般的にＩＣ製造工程で利用されているＳｉウェハーを用いており、その表面はポリッシング加工により、非常に平面度の優れた状態で仕上げられている。このＳｉウェハーを用いることで通常のＩＣ製造工程をそのまま利用することができ、底部基板２５０上に複数のＩＣ１００を同時に、且つ容易に形成することができる。
【００７０】
このように従来用いられているＩＣ製造工程を利用することできるので、装置を新規に立ち上げる必要性もなく、製造の信頼性も確保することができる。なお本実施形態では、小型化、特に薄型化のために、底部基板２５０に１００μｍ厚のＳｉウェハーを用いた。
【００７１】
次に、図３（ｂ）に示すように、底部基板２５０のＩＣ１００が形成されていない逆側の面からドライエッチング法によってスルーホール２２０を開口させる。スルーホール２２０の加工はＩＣ１００に到達するまで行い、ＩＣ１００が表面に現れた時点で加工を止める。その結果、図３（ｂ）に示すような、一方の面にＩＣ１００が形成され、他方の面側からスルーホール２２０があけられた底部基板２１０が完成することとなる。
【００７２】
次に、図３（ｃ）に示すように、底部基板２１０にあけられたスルーホール２２０内に貫通電極６００を形成する。本実施形態では、メッキ法によって、スルーホール２２０内
に金（Ａｕ）からなる貫通電極６００を形成した。なお、この時点でＩＣ１００と貫通電極６００は電気的に導通される。
【００７３】
さらに、図３（ｄ）に示すように、貫通電極６００と電気的に導通するようにして水晶振動片５００を実装する。その結果、ＩＣ１００と水晶振動片５００は貫通電極６００を介して、電気的に導通することとなる。なお、上記でも述べたように、Ｓｉウェハーからなる底部基板２１０の表面は、ポリッシング加工によって仕上げられており、その平面度は非常に良好である。そのため水晶振動子５００が傾いて固定され、底部基板２１０と接触してしまうような不良はほとんど発生しない。また、側壁がない状態で水晶振動片５００を実装できるため、非常に作業性が良好である。
【００７４】
その後、図２（ｄ）に示すように、図２（ｃ）の状態の側壁基板３１０と図３（ｄ）の状態の底部基板２１０を接合して、水晶振動片５００の周囲に密閉空間を形成する。
【００７５】
なお、側壁基板３１０と底部基板２１０の接合には表面活性化接合法を用いるのが望ましい。表面活性化接合法は室温状態で接合可能な数少ない接合方法である。そのため、底部基板２１０に形成されているＩＣ１００に熱的なダメージを与える影響が無く、ＩＣ１００の信頼性を損なう心配が無い。
【００７６】
さらに、本実施形態では底部基板２１０も側壁基板３１０もＳｉからなり、お互いに親和性があるので接合が容易であるという利点もある。さらに、表面活性化接合法はＳｉ同士の接合に適した接合法であるので、非常に高い強度での接合が可能である。以上の理由から、表面活性化接合法を用いることで電子デバイスの信頼性を向上させることができる。
【００７７】
なお、側壁基板３１０の接合される面と底部基板２１０の接合される面の平面度は良好な方が望ましい。なぜなら表面活性化接合法では接合面の平面度が良好であればあるほど接合強度が増し、接合の信頼性を向上させることができるからである。
【００７８】
なお、窒素雰囲気中または真空雰囲気中で接合を行うことによって、底部基板２１０、側壁基板３１０、リッド４００によって囲まれた密閉空間内を、窒素雰囲気または真空雰囲気の状態で気密封止させることが可能である。通常、水晶発振器１０では水晶振動片５００をこのような窒素雰囲気または真空雰囲気に配置して振動させることで、安定した振動を行えるようになる。
【００７９】
最後に、接合された底部基板２１０と側壁基板３１０をダイシング法、レーザー加工法等によって分割し、底部部材２００、側壁部材３００、リッド４００によって外形が構成される水晶発振器１０を大量生産することができる（図２（ｅ））。
【００８０】
なお、本実施形態では、底部基板２１０も側壁基板３１０もＳｉからなっており、同種の材料であるのでダイシング加工を行ったとしても、同じ条件で同じように加工することができる。そのため、加工時に余計な加工歪みを生じさせることはなく、底部基板２１０側壁基板３１０の間で剥離が生じてしまうこともなかった。またその加工面も平面度に優れたきれいな表面に仕上げることができた。
【００８１】
上記のように本発明の電子デバイスの製造方法では、複数個分の電子デバイス部品が配列した基板状態（底部基板および側壁基板の状態）で製造を進め、最後に個々の電子デバイスに分割して完成に至る。そのため電子デバイスを構成する部品を小片で一つ一つ扱うことが無く、非常に生産性が良好である。
【００８２】
また、電子デバイスが小型化されたとしても取り扱うサイズは変わらず、従来通りの基板の大きさで扱うことができるので、小型化の影響による生産性の悪化はほとんど無い。逆に、電子デバイスが小型化されることによって、基板１枚あたりの取り個数が増加するので、生産性向上に繋がる。このように、本発明の電子デバイスの製造方法は、電子デバイスの小型化に対しても、生産性向上に対しても有効である。
【００８３】
なお、本実施形態では電子デバイスの一例として、水晶振動片を用いた水晶発振器１０を例に挙げて説明したが、本発明は水晶発振器１０に限られるものではない。例えば水晶以外の圧電材料を利用した圧電振動片を使った電子デバイスであっても本発明の効果は十分に得られる。また用途としても、発振器に限られるわけではなく、例えば加速度センサーやジャイロスコープ等のセンサーにも利用可能である。
【００８４】
（第２の実施形態）
以下に本発明の電子デバイスの一例である水晶発振器の別の実施形態を示す。本実施形態でも基本的な構造は図１に示す前述の実施形態とほぼ同じである。本実施形態においても水晶発振器１０は、シリコン（Ｓｉ）からなる底部部材２００の下面にＩＣ１００が形成されており、底部部材２００の上面に水晶振動片５００が実装される。
【００８５】
水晶振動片５００はＳｉからなる底部部材２００、同じくＳｉからなる側壁部材３００、及び金属材料からなるリッド４００で囲まれた密閉空間内に配置され、その密閉空間は窒素雰囲気または真空雰囲気の状態で気密封止される。また、密閉空間内の水晶振動片５００と密閉空間外のＩＣ１００は底部部材２００に設けられた貫通電極６００によって、電気的に接続される。
【００８６】
図４は本発明の別の電子デバイスの製造方法における側壁基板周辺部の形成工程を示した図である。本実施形態は、リッド４００の形成工程が、前述の実施形態とは異なっている。本実施形態では、リッド４００と側壁基板３１０の形成にあたり、以下のような工程を行っている。
【００８７】
まず、図４（ａ）に示すように、Ｓｉウェハーからなる側壁基板３５０の一平面に金属膜４７５を成膜する。本実施形態では、側壁基板３５０として厚さ３００μｍのＳｉウェハーを用い、その側壁基板３５０上に金属膜４７５として上層が厚さ０．２μｍの金（Ａｕ）膜、下層が厚さ０．０５μｍのクロム（Ｃｒ）膜からなる積層膜をスパッタリング法で成膜した（図４においてＡｕ膜とＣｒ膜の境界は本発明と直接関係しないので描いていない。）。
【００８８】
なお、金属膜４７５は、導電性を有していれば特に問題なく、ＡｕやＣｒに限定されるものではない。
【００８９】
次に、図４（ｂ）に示すように、金属膜４７５上にフォトリソグラフィー法によってレジストパターン９００を形成する。フォトリソグラフィー法とはＬＳＩ分野で広く用いられているパターニング方法の一つで、感光性材料からなるレジストを露光し現像して、レジストパターン９００を形成する方法である。この方法を用いれば、ミクロンレベルでの微細なレジストパターン９００を形成することができるため小型化に適している。
【００９０】
次に、図４（ｃ）に示すように、Ａｕ膜とＣｒ膜の積層構造からなる金属膜４７５に電流を流し、金属膜４７５上に電気メッキ法によりリッド４００を形成する。なお、電気メッキ法は電流が流れる部分にしかメッキ成長しないので、絶縁性材料であるレジストパターン９００上にはリッド４００は形成されない。よって、リッド４００はレジストパターン９００の反転形状で形成されることとなる。なお本実施形態では、リッド４００をＮｉ
メッキ法によって形成し、Ｎｉからなるリッド４００を８０μｍの厚さで形成した。
【００９１】
本実施形態では、リッド４００をＮｉメッキ法で形成したが、Ｎｉに限られるわけではない。メッキ法が可能な材料であれば、いかなる材料を使用してもかまわない。
【００９２】
さらに、図４（ｄ）に示すように、レジストパターン９００を剥離液や有機溶剤で除去し、さらに、レジストパターン９００の下の金属膜４７５をエッチング法やイオンミリング法等によって除去し、側壁基板３５０上にパターン化された複数のリッド４００と金属膜４７０を形成する。
【００９３】
その後、図４（ｅ）に示すように、側壁基板３５０のリッド４００、金属膜４７０が形成されていない逆側の平面の、リッド４００に対応する位置に、水晶振動片５００が入る程度の大きさで複数の開口部３２０を形成する。開口部３２０の形成は、ドライエッチング法を用いて行い、厚みが３００μｍある側壁基板３５０が貫通するまで行う。なお、本工程のドライエッチング法はＳｉからなる側壁基板３５０を加工するための条件で行うため、Ａｕ、Ｃｒからなる金属膜４７０が加工表面に現れた時点でそれ以上の加工は行われない。その結果、図４（ｃ）に示すような、一方の面にリッド４００、金属膜４７０が形成された開口部３２０を有する側壁基板３１０が完成することとなる。
【００９４】
その後は、図３に示す方法で、ＩＣ１００と水晶振動片５００と貫通電極６００を有する底部基板２１０を形成し、その底部基板２１０と図４（ｅ）に示す側壁基板３１０を接合させる。なお本実施形態においても、接合には表面活性化接合法を用いた。
【００９５】
最後に、接合された底部基板２１０と側壁基板３１０をダイシング法、レーザー加工法等によって分割し、底部部材２００、側壁部材３００、リッド４００によって外形が構成される水晶発振器１０の完成に至る。
【００９６】
リッド４００をメッキ法で形成する本実施形態においても、製造過程に電子デバイスを構成する部品を小片で一つ一つ扱うことが無く、基板状態で製造が行われるため、非常に生産性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の電子デバイスの一例である水晶発振器の断面図である。
【図２】本発明の電子デバイスの製造方法を示した図である。
【図３】本発明の電子デバイスの製造方法における底部基板周辺部の形成工程を示した図である。
【図４】本発明の別の電子デバイスの製造方法における側壁基板周辺部の形成工程を示した図である。
【図５】従来の電子デバイスの一例である水晶発振器の断面図である。
【図６】従来の水晶発振器の製造方法の一例を示した図である。
【図７】従来の水晶発振器の製造方法の別の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０、２０、２５  水晶発振器
１００  ＩＣ
２００  底部部材
２１０、２５０  底部基板
２２０  スルーホール
３００  側壁部材
３１０、３５０  側壁基板
３２０  開口部
４００  リッド
４５０  金属基板
４７０、４７５  金属膜  
５００  水晶振動片
６００  貫通電極
７００  パッケージ
７２０  キャビティ
７５０  Ｓｉウェハー
８００、８０５  リッド
８２０  リッド板
９００  レジストパターン
【図１】
2008118241.tif 000003
【図２】
2008118241.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008118241.tif 000006
【図５】
2008118241.tif 000007
【図６】
2008118241.tif 000008
【図７】
2008118241.tif 000009