(57)【要約】【課題】  小型化に適し、金属バンプと圧電振動片の接合強度ばらつきが生じにくい圧電振動デバイスの製造方法及び圧電振動デバイスを提供する。【解決手段】  ベース３と蓋４とが接合されてパッケージが構成され、前記パッケージの内部の前記ベース上に圧電振動片２が保持されるとともに、前記パッケージの内部が気密封止された圧電振動デバイスの製造方法において、圧電振動片の両主面に励振電極と引き出し電極とが形成され、かつ引き出し電極と圧電振動片の両主面を貫通する貫通孔が形成された圧電振動片を用い、ベース上部に形成され、幅広の底部と幅狭の胴部を具備した一体型の金属バンプに対して前記圧電振動片の貫通孔を挿入し、圧電振動片の貫通孔から突出した前記金属バンプの胴部をボンディングツールにより超音波印加しながら電気的機械的に接合する。【選択図】  図１
2008166884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと蓋とが接合されてパッケージが構成され、前記パッケージの内部の前記ベース上に外部接続電極が形成され、当該外部接続電極に圧電振動片が保持されるとともに、前記パッケージの内部が気密封止された圧電振動デバイスの製造方法において、
圧電振動片の両主面それぞれに少なくとも１つの励振電極が形成され、かつ、これらの前記励振電極を前記ベースの外部接続電極と電気機械的に接合させるために前記励振電極からそれぞれ引き出された引き出し電極が形成されており、前記引き出し電極の少なくとも１つには当該引き出し電極と前記圧電振動片の両主面を貫通する貫通孔または切り欠きが形成され、前記引き出し電極の対向面の貫通孔または切り欠きの周囲には引き出し補助電極が形成された圧電振動片を準備する工程と、
下側に幅広の底部と上側に幅狭の胴部を具備した一体型の金属バンプを前記ベースの外部接続電極の上部に形成する工程とを有し、
その後、前記金属バンプの胴部を前記圧電振動片の貫通孔または切り欠きに挿入して位置決めするとともに、圧電振動片の貫通孔または切り欠きから突出した前記金属バンプの胴部をボンディングツールにより超音波印加しながら、前記金属バンプの胴部の一部を押し潰すことで金属バンプの頭部を形成し、
前記金属バンプの底部と金属バンプの頭部により、前記圧電振動片の引き出し電極と引き出し補助電極とが電気的機械的に接合することを特徴とする圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項２】
特許請求項１記載の製造方法により得られる圧電振動デバイスであって、前記金属バンプの頭部は、前記金属バンプの底部と同一の体積、もしくは前記金属バンプの底部より小さい体積で形成されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動デバイスの製造方法、及び圧電振動デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、圧電振動デバイスとして、例えば、水晶発振器や水晶振動子などが挙げられる。この種の圧電振動デバイスでは、その筐体が直方体のパッケージで構成されている。このパッケージはベースと蓋とから構成され、このパッケージ内部には圧電振動片が導電性接着剤によりベースに保持接合されている。そして、ベースと蓋とが接合されることで、パッケージの内部の圧電振動片が気密封止されている（例えば、下記する特許文献１ご参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９１７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した特許文献１では、ベース上に圧電振動片を保持する際、圧電振動片は導電性接着剤によりベースに接合される。また、ベース上には、異極となる電極が配されており、それぞれの電極上に導電性接着剤が塗布される。そのため、上記した特許文献１に開示の圧電振動デバイスの場合、異極となる電極間のショートを避けるために、パッケージ内部のベース上における導電性接着剤の塗布領域（接合領域）を確保し、かつ、この塗布領域に応じて導電性接着剤の塗布量（使用量）を設定する必要があり、この特許文献１に開示の圧電振動デバイスは、小型化に適していない。このような理由から、金等の金属バンプを用いたＦＣＢ工法によりベース上に圧電振動片を接合する構成が注目されている。
【０００５】
しかしながら、このような金属バンプを用いたＦＣＢ工法では、金属バンプの形状ばらつきや金属バンプの配置位置のばらつき、およびボンディングツールで金属バンプを超音波印加する際の圧電振動片とベースの配置平行度のずれ等により超音波印加条件が異なり、接合された複数の金属バンプ間で強度ばらつきが生じることがあった。このように接合強度のばらつきが生じると、金属バンプから圧電振動片に対する応力の状態が異なったり、一部の金属バンプで接合強度不足となったりするので、金属バンプが圧電振動片の電極膜から剥がれるなどの状態を招くことがあった。その結果、圧電振動片の周波数ばらつきやエージング特性の劣化などを生じる原因となっていた。
【０００６】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、小型化に適し、金属バンプと圧電振動片の接合強度ばらつきが生じにくいより信頼の高い圧電振動デバイスの製造方法及び圧電振動デバイス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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動デバイスの製造方法は、ベースと蓋とが接合されてパッケージが構成され、前記パッケージの内部の前記ベース上に外部接続電極が形成され、当該外部接続電極に圧電振動片が保持されるとともに、前記パッケージの内部が気密封止された圧電振動デバイスの製造方法において、
圧電振動片の両主面それぞれに少なくとも１つの励振電極が形成され、かつ、これらの前記励振電極を前記ベースの外部接続電極と電気機械的に接合させるために前記励振電極からそれぞれ引き出された引き出し電極が形成されており、前記引き出し電極の少なくとも１つには当該引き出し電極と前記圧電振動片の両主面を貫通する貫通孔または切り欠きが形成され、前記引き出し電極の対向面の貫通孔または切り欠きの周囲には引き出し補助電極が形成された圧電振動片を準備する工程と、
下側に幅広の底部と上側に幅狭の胴部を具備した一体型の金属バンプを前記ベースの外部接続電極の上部に形成する工程とを有し、
その後、前記金属バンプの胴部を前記圧電振動片の貫通孔または切り欠きに挿入して位置決めするとともに、圧電振動片の貫通孔または切り欠きから突出した前記金属バンプの胴部をボンディングツールにより超音波印加しながら、前記金属バンプの胴部の一部を押し潰すことで金属バンプの頭部を形成し、
前記金属バンプの底部と金属バンプの頭部により、前記圧電振動片の引き出し電極と引き出し補助電極とが電気的機械的に接合することを特徴とする。
【０００８】
本発明の製造法によれば、超音波接合による工法であるＦＣＢ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）工法で金属バンプと圧電振動片とベースとを接合する場合に、前記ベースの外部接続電極上部に設けられた金属バンプの胴部に対して、前記圧電振動片の貫通孔または切り欠きを挿入して位置決めすることで、搭載ずれが一切なくなる。つまり、金属バンプの配置位置のばらつき、およびボンディングツールで金属バンプを超音波印加する際の圧電振動片とベースの配置がずれることを抑制して、超音波印加条件のばらつきをなくし、結果として、接合された複数の金属バンプ間で強度ばらつきをなくすことが可能となる。
【０００９】
また、前記金属バンプの胴部の一部を潰すことで金属バンプの頭部を形成しており、各引き出し電極に対して、複数の金属バンプを積層して用いることなく、１つの一体型の断面略Ｉ字形状の金属バンプのみで、ベースの外部接続電極と圧電振動片の引き出し電極、引き出し補助電極との電気的機械的接合が行える。
【００１０】
つまり、貫通孔または切り欠きを含み引き出し電極と引き出し補助電極との間で電気的機械的な接合領域を拡大させることができるので、ベースと圧電振動片の接合強度が飛躍的に向上し、金属バンプが圧電振動片の電極膜から剥がれることが一切なくなる。そのため、経時的な電気的機械的接続性が極めて安定化するので、圧電振動片の周波数ばらつきやエージング特性の劣化を招くことがなくなる。
【００１１】
また、複数の金属バンプを積層して形成されている場合と比較して、一度だけのＦＣＢのみで、ベースの外部接続電極と圧電振動片の電極との電気的機械的接合が行えるので、ＦＣＢの際に、最適な状態で行うことができ、金属バンプの接合状態が変化せず、結果として接合強度の低下を防止することが可能となる。さらに、金属バンプが外部から受ける機械的歪みや熱歪みが一度だけで済み、結果として、圧電振動片に歪みが何度も加わって圧電振動デバイスの電気的特性が低下（直列共振抵抗値の低下、周波数シフト、周波数温度特性の傾きが生じる等）するのを抑制することが可能となる。
【００１２】
また、前記貫通孔または切り欠きが形成される引き出し電極が上側主面の励振電極と接続される場合、圧電振動片の上側主面の励振電極は、貫通孔または切り欠きに配置された金属バンプの胴部により、圧電振動片の下側のベースの外部接続電極へ確実に引き回すことができる。結果として、圧電振動デバイスの低背化に貢献することができるとともに、引き出し電極を圧電振動片の側端面を介して引き回すことによって生じる圧電振動片の稜部での断線の問題も一切なくなる。
【００１３】
上記製造方法により得られる圧電振動デバイスであって、前記金属バンプの頭部は、前記金属バンプの底部と同一の体積、もしくは前記金属バンプの底部より小さい体積で形成されたことを特徴とする。
【００１４】
この場合、上記製造方法と同様の作用効果が得られるとともに、次のような作用効果も得られる。すなわち、金属バンプによって圧電振動片へ加わる熱的機械的な応力も軽減されるので、圧電振動片の振動を阻害しない保持形態となり、結果として圧電振動デバイスの電気的特性がより安定したものとなる。特に、前記金属バンプの頭部は、前記金属バンプの底部と同一の体積であれば、金属バンプから圧電振動片の上下主面に対する対称性が維持されるので、それぞれに対して加わる応力も均一となり、圧電振動片が金属バンプから受ける機械的歪みや熱歪みも均一なものとなり、エージング特性の非常に優れた圧電振動デバイスが得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、小型化に適し、金属バンプと圧電振動片の接合強度ばらつきが生じにくいより信頼の高い圧電振動デバイスの製造方法及び圧電振動デバイスを提供することができる。結果として圧電振動片の周波数ばらつきやエージング特性の劣化などが抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施例では、圧電振動デバイスとして水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。
【００１７】
本実施例にかかる水晶振動子１では、図１（図１（ａ），図１（ｂ））に示すように、厚みすべり振動系の水晶振動片２（本発明でいう圧電振動片）と、この水晶振動片２を保持するベース３と、ベース３に保持した水晶振動片２を気密封止するための蓋４とが設けられている。
【００１８】
この水晶振動子１では、ベース３と蓋４とからパッケージが構成され、ベース３と蓋４とが接合されてパッケージの内部空間が形成され、このパッケージの内部空間内のベース３上に金属バンプ５を介して水晶振動片２が保持されるとともに、パッケージの内部空間が気密封止される。なお、本実施例の金属バンプ５の接合方法や金属バンプ５の形状作成法などについて後述するが、ベース３と水晶振動片２と金属バンプ５とは、ＦＣＢ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法により超音波接合されるとともに電気機械的に接合されている。また、本実施例で用いる金属バンプ５は、金などの金属材料からなり、最終形態として下側に幅広の底部５１と中央に幅狭の胴部５２上側に幅広の頭部５３を具備した断面形状が略Ｉ字形状の一体型の金属バンプが用いられている。次に、この水晶振動子１の各構成について説明する。
【００１９】
ベース３は、図１に示すように、底部３１と、この底部３１から上方に延出した壁部３２とから構成される箱状体に形成されている。このベース３は、セラミック材料からなる平面視矩形状の一枚板上に、セラミック材料の直方体が積層して凹状に一体的に焼成されている。また、壁部３２は、底部３１の表面外周に沿って成形されている。この壁部３２の上面は、蓋４との接合領域であり、この接合領域には、蓋４と接合するための接合層３３（例えば、タングステンメタライズ層上にニッケル，金の順でメッキした構成、または錫と金、錫と銀とからなる構成、またはガラス層）が設けられている。このベース３には、水晶振動片２の励振電極２３１，２３２それぞれと電気機械的に接合する複数の外部接続電極３３，３４が形成されている。これら外部接続電極３３，３４は、ベース３の外周裏面に形成される端子電極（図示省略）にそれぞれ電気機械的に接合されている。これら端子電極から外部部品や外部機器と接続される。なお、これらの端子電極および外部接続電極３３，３４は、タングステン、モリブデン等のメタライズ材料を印刷した後にベース３と一体的に焼成して形成される。そして、これらの端子電極および外部接続電極のうち一部のものについては、メタライズ上部にニッケルメッキが形成され、その上部に金メッキが形成されて構成される。
【００２０】
蓋４は、金属材料やセラミック材料等からなり、図１（ｂ）に示すように、平面視矩形状の一枚板に成形されている。この蓋４は、下面に封止用接合材（図示省略）が形成されており、シーム溶接やビーム溶接、ろう材やガラス等を雰囲気加熱する手法によりベース３に接合されて、蓋４とベース３とによる水晶振動子１のパッケージ６が構成される。なお、本実施例では、平面視矩形上の一枚板の直方体に成形された蓋４と、凹状に成形されたベース３とを用いているが、これに限定されるものではない。ベース３と蓋４とにより水晶振動片２を気密封止できれば、ベースと蓋の形状は任意に設定してもよい。
【００２１】
水晶振動片２は、図１，２に示すように、ＡＴカット水晶片の基板２１からなり、平面視矩形状の一枚板の直方体に成形されている。すなわち、基板２１の外周形は、直方体形状からなる。この基板２１の両主面２２１，２２２（２２１を底面側、２２２を上面側とする）には、水晶振動片２の高周波化に対応するため凹部２０１が形成され（逆メサ形状）、これら凹部２０１内部にはそれぞれ励振電極２３１，２３２が形成され、これらの励振電極２３１，２３２を外部電極（本実施例では、ベース３の外部接続電極パッド３３，３４）と電気機械的に接合するために励振電極２３１，２３２から引き出された引き出し電極２４１，２４２が形成されている。また、水晶振動片２は、その基板２１の一領域２６においてベース３の外部接続電極パッド３３，３４と金属バンプ５により接合されている。なお、本実施例でいう基板２１の一領域２６は、基板２１の一側部２７近傍である。
【００２２】
具体的に、図１，２に示すように、これらの引き出し電極２４１，２４２の引き出し先端部２５１，２５２が各主面２２１，２２２の一側部２７近傍に引き出され、当該引き出し先端部２５１，２５２には引き出し電極２４１，２４２と水晶振動片としての基板２１の両主面を貫通する貫通孔２６１，２６２が形成されている。上記引き出し電極の先端部２５１，２５２の対向面で上記貫通孔２６１，２６２の周囲には、引き出し補助電極２７１，２７２が形成されている。なお、これらの励振電極２３１，２３２、引き出し電極２４１，２４２、及び引き出し補助電極２７１，２７２は、フォトリソグラフィ法により形成され、例えば、基板２１側からクロム、金（Ｃｒ−Ａｕ）の順に、あるいはニッケル、金（Ｎｉ−Ａｕ）の順に積層して形成されている。
【００２３】
そして、これらの各電極と貫通孔、および最終形態として下側に幅広の底部５１と中央に幅狭の胴部５２上側に幅広の頭部５３を具備した断面形状が略Ｉ字形状の一体型の金属バンプ５の接合状態は次の通りとなる。上記金属バンプ５，５の底部５１，５１が上記ベースの外部接続電極３３，３４と水晶振動片の引き出し電極２４１（引き出し先端部２５１）、引き出し補助電極２７２との電気的機械的接合を行い、上記金属バンプ５，５の胴部５２，５２が上記水晶振動片の貫通孔２６１，２６２に挿入され、当該胴部の一部が貫通孔内部に形成された引き出し電極と電気的機械的接合しており、上記金属バンプ５，５の頭部５３，５３が上記水晶振動片の引き出し電極２４２（引き出し先端部２５２）、引き出し補助電極２７１との電気的機械的接合を行っている。
【００２４】
次に、上記圧電振動デバイスの製造方法について図３とともに説明する。
【００２５】
第１工程
上述のような基板２１の両主面に励振電極２３１，２３２と、引き出し電極２４１，２４２と、当該引き出し電極の引き出し先端部２５１，２５２に貫通孔２６１，２６２が形成され、当該貫通孔の周囲には、引き出し補助電極２７１，２７２が形成された水晶振動片２を準備する。
【００２６】
第２工程
次に、図３（a）に示すように、ベース３の外部接続電極３３，３４の上部に対して、金などからなる金属バンプであり、かつ下側に幅広の底部５１，５１と上側に幅狭の胴部５２，５２を具備した一体型の金属バンプ５，５が、熱圧着等のワイヤボンディング技術を用いたバンプボンダによりボンディングツールＴ１（キャピラリ等）から連続して形成される。上記胴部５２の形成は、金属バンプを上記外部接続電極３３，３４に形成した後、少なくとも水晶振動片の厚み寸法以上のワイヤを引き出した後溶断することにより形成されている。なお、上記第１工程と第２工程は順番が入れ替わってもよい。
【００２７】
第３工程
次に、図３（b）、図３（c）に示すように、上記第１工程で準備した水晶振動片２を吸着ノズル付のボンディングツールＴ２（超音波ウェルダ等）で移動させ、上記第２工程で形成されたベースの外部接続電極上の金属バンプ５，５に搭載した後、水晶振動片２を金属バンプ５，５上に押しつけ、静圧力を印加する。そして、ボンディングツールＴ２を所定の周波数で振動させることにより、ベース３と水晶振動片２と金属バンプ５，５とがＦＣＢ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法により上記ボンディングツールＴ２により超音波接合され、お互いに電気機械的に接合する。
【００２８】
より具体的には、図３（b）に示すように、上記各金属バンプの胴部５２，５２に対して、上記水晶振動片の貫通孔２６１，２６２を挿入して位置決めするとともに、図３（c）に示すように、水晶振動片の貫通孔２６１，２６２から突出した上記金属バンプの胴部５２，５２をボンディングツールＴ２により超音波印加しながら、上記金属バンプの胴部の一部を潰すことで金属バンプの頭部５３，５３を形成し、最終形態として下側に幅広の底部５１と中央に幅狭の胴部５２上側に幅広の頭部５３を具備した断面形状が略Ｉ字形状の一体型の金属バンプ５が得られる。このとき、上記貫通孔２６１，２６２の直径に対して上記金属バンプの胴部の幅寸法は上記超音波印加による振動を妨げないようするとともに、挿入性を妨げないように小さく形成することが好ましい。例えば、本形態のように相似形状の貫通孔に限らず、超音波印加方向に細長く形成された長円形状や長方形状に形成してもよく、貫通孔に限らず切り欠き形状としてもよい。なお、上記ボンディングツールＴ２では水晶振動片２の金属バンプ５への移送と接合を一度に行うツールとして形成しているが、移送と接合を別々のツールを用いて行ってもよい。また、本形態のボンディングツールＴ２では、金属バンプの頭部を形成するための凹部Ｔ２１，Ｔ２２を具備しており、最終的に形成される金属バンプの頭部形状と体積等はこの凹部Ｔ２１，Ｔ２２の形状に依存させて容易に形成することができる。
【００２９】
そして、引き続いてボンディングツールＴ２により超音波印加することで、上記金属バンプ５，５、上記水晶振動片の引き出し電極、および引き出し補助電極が電気的機械的に接合している。つまり、上記金属バンプ５により最終的な接合状態は次の通りとなる。上記金属バンプ５，５の底部５１，５１が上記ベースの外部接続電極３３，３４と水晶振動片の引き出し電極２４１（引き出し先端部２５１）、引き出し補助電極２７２との電気的機械的接合を行い、上記金属バンプ５，５の胴部５２，５２が上記水晶振動片の貫通孔２６１，２６２に挿入され、当該胴部の一部が貫通孔内部に形成された引き出し電極と電気的機械的接合しており、上記金属バンプ５，５の頭部５３，５３が上記水晶振動片の引き出し電極２４２（引き出し先端部２５２）、引き出し補助電極２７１との電気的機械的接合を行っている。
【００３０】
第４工程
その後、周波数調整工程やアニーリング工程などの必要な処理を行い、図３（d）に示すように、ベース３の外部接続電極３３，３４上に超音波接合された水晶振動片２は、蓋４により気密封止される。蓋４の下面には封止用接合材（図示省略）が形成されており、シーム溶接やビーム溶接、ろう材やガラス等を雰囲気加熱する手法によりベース３に接合されて、蓋４とベース３とによる水晶振動子１のパッケージ６が構成される。以上により本発明にかかる圧電振動デバイスが得られる。
【００３１】
本発明によれば、超音波接合による工法であるＦＣＢ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）工法で金属バンプ５と水晶振動片２とベース３とを接合する場合に、上記ベースの外部接続電極３３，３４上部に設けられた金属バンプ５，５の胴部５２，５２に対して、上記水晶振動片の貫通孔２６１，２６２を挿入して位置決めすることで、搭載ずれが一切なくなる。つまり、金属バンプ５，５の配置位置のばらつき、およびボンディングツールＴ２で金属バンプ５，５を超音波印加する際の水晶振動片２とベース３の配置がずれることを抑制して、超音波印加条件のばらつきをなくし、結果として、接合された金属バンプ５，５の間で強度ばらつきをなくすことが可能となる。
【００３２】
また、上記金属バンプの胴部５２，５２の一部を潰すことで金属バンプの頭部５３，５３を形成しており、各引き出し電極２４１，２４２に対して、複数の金属バンプを積層して用いることなく、１つの一体型の断面略Ｉ字形状の金属バンプ５，５のみで、ベース３の外部接続電極３３，３４と水晶振動片の引き出し電極２４１，２４２、引き出し補助電極２７１，２７２との電気的機械的接合が行える。
【００３３】
つまり、貫通孔２６１，２６２を含み引き出し電極２４１，２４２と引き出し補助電極２７１，２７２との間で電気的機械的な接合領域を拡大させることができるので、ベース３と水晶振動片２の接合強度が飛躍的に向上し、金属バンプ５，５が水晶振動片２の電極膜から剥がれることが一切なくなる。そのため、経時的な電気的機械的接続性が極めて安定化するので、水晶振動片２の周波数ばらつきやエージング特性の劣化を招くことがなくなる。
【００３４】
また、複数の金属バンプを積層して形成されている場合と比較して、一度だけのＦＣＢのみで、ベースの外部接続電極３３，３４と水晶振動片２の引き出し電極２４１，２４２、引き出し補助電極２７１，２７２との電気的機械的接合が行えるので、ＦＣＢの際に、最適な状態で行うことができ、金属バンプ５，５の接合状態が変化せず、結果として接合強度の低下を防止することが可能となる。さらに、金属バンプ５，５が外部から受ける機械的歪みや熱歪みが一度だけで済み、結果として、水晶振動片に歪みが何度も加わって水晶振動子（圧電振動デバイス）の電気的特性が低下（直列共振抵抗値の低下、周波数シフト、周波数温度特性の傾きが生じる等）するのを抑制することが可能となる。
【００３５】
また、水晶振動片の上側主面の励振電極２３２は、貫通孔２６２に配置された金属バンプの胴部５２により、水晶振動片の下側のベースの外部接続電極３４へ確実に引き回すことができる。結果として、水晶振動子（圧電振動デバイス）の低背化に貢献することができるとともに、引き出し電極を水晶振動片の側端面を介して引き回すことによって生じる水晶振動片の稜部での断線の問題も一切なくなる。
【００３６】
本実施例では、上記金属バンプ５の最終形態をとして、頭部５３は底部５１より小さい体積で形成しているので、金属バンプ５によって水晶振動片２へ加わる熱的機械的な応力も軽減されるので、水晶振動片２の振動を阻害しない保持形態となる。このような最終形態に限らず、図４（上記実施形態と同様の部分については同番号付し説明の一部を割愛する）に示すように、上記金属バンプ５の頭部５３は底部５１とほぼ同一の体積してもよい。このように構成することで、金属バンプ５から水晶振動片２の両主面２２１，２２２に対する対称性が維持されるので、それぞれに対して加わる応力も均一となり、水晶振動片２が金属バンプ５から受ける機械的歪みや熱歪みも均一なものとなり、エージング特性の非常に優れた圧電振動デバイスが得られる。
【００３７】
また、本実施例にかかる水晶振動片２では、図１，２に示すように、引き出し電極２４１，２４２の引き出し先端部２５１，２５２に1つの貫通孔を形成し、この各貫通孔に挿入される１つの一体型の断面略Ｉ字形状の金属バンプ５，５を用いてベース３の外部接続電極パッド３３，３４との電気的機械的に接合しているが、これに限定されるものではない。例えば、上側主面の励振電極２３２に接続される引き出し電極２４２に対してのみ貫通孔を形成して一体型の断面略Ｉ字形状の金属バンプにより電気的機械的に接合する一方で、下側主面の励振電極２３１に接続される引き出し電極２４１に対しては貫通孔を形成せずに通常の金属バンプを用いて水晶振動片とベースの外部接続電極の間に介在させて電気的機械的に接合してもよい。また、１つの引き出し電極につき複数の貫通孔を形成し、これら各貫通孔に挿入される複数の一体型の断面略Ｉ字形状の金属バンプが用いられてもよい。具体的に、図５（上記実施形態と同様の部分については同番号付し説明の一部を割愛する）に示すように、引き出し先端部それぞれにつき２つの貫通孔を形成するとともに、２つの金属バンプ５が各貫通孔に挿入された状態で水晶振動片２の短手方向に沿って引き出し先端部（引き出し補助電極）で接合されてもよい。この場合、１つの引き出し電極２４１（２４２）につき複数の金属バンプ５が用いられているので、水晶振動片２の基板２１上における外部接続電極との接続位置をその一主面２２１の一側部２７近傍、すなわち一領域２６にまとめることができ水晶振動片２の小型化を図るのに好適であり、水晶振動片２と外部接続電極との接合強度を高めることができる。この効果は、特に水晶振動片２が小型化するにつれて顕著になる。
【００３８】
また、上記した本実施例では、水晶振動片２の両主面２２１，２２２それぞれに凹部２０１が形成され、高周波化に対応したものを例にしているが、これに限定されるものではなく、単なる板状の水晶振動片であってもよい。さらに、上記した本実施例では、水晶振動片２の両主面２２１，２２２それぞれに１つの励振電極２３１，２３２を形成しているが、これに限定されるものではなく、使用用途に合わせて両主面２２１，２２２それぞれに形成される励振電極の数を任意に設定してもよい。例えば、両主面それぞれに２つの励振電極が形成されてもよく、または、一主面に１つの励振電極が形成されるとともに他主面に２つの励振電極が形成されたフィルタ素子構成としてもよい。
【００３９】
さらに、図２に示すようにＡＴカット水晶片からなる水晶振動片２を用いているが、これに限定されるものではなく、他の圧電振動片であってもよい。具体的に、図６（上記実施形態と同様の部分については同番号付し説明の一部を割愛する）に示すような音叉型水晶振動片（以下、水晶振動片８とする）であってもよい。この図６に示す水晶振動片８は、異方性材料の水晶片からエッチング形成される。水晶振動片８の基板８１は、２本の脚部８２１，８２２と基部８３とから構成されてその外周形が略直方体形状からなり、２本の脚部８２１，８２２が基部８３から突出して形成されている。また、２本の脚部８２１，８２２の両主面８４１，８４２（８４１については図示せず）には、水晶振動片８の小型化により劣化する直列共振抵抗値を改善させるために、凹部８５が形成されている。この水晶振動片８の両主面８４１，８４２には、異電位で構成された２つの励振電極８６１，８６２と、これらの励振電極８６１，８６２をベース３の電極パッド（図示省略）に電気機械的に接合させるための引き出し電極８７１，８７２が形成され、引き出し電極８７１，８７２は励振電極８６１，８６２から基部８３に引き出されている。そして、基部８３に形成された引き出し電極８７１，８７２の引き出し先端部８８１，８８２には切り欠き８９１，８９２が設けられており、金属バンプ５が各きり欠きに挿入された状態での引き出し先端部８８１，８８２とベース３の外部接続電極とが電気機械的に接合される。
【００４０】
また、上記した本実施例では、水晶振動片の引き出し電極とベースの外部接続電極とが金属バンプ５により直接的に電気機械的に接合されているが、これに限定されるものではなく、図７（上記実施形態と同様の部分については同番号付し説明の一部を割愛する）に示すように、サポート７を介して接合してもよい。具体的に、サポート材７は、例えばＺ板水晶片やＡＴカット水晶片、ガラスなどの脆性材からなり、外形は水晶振動片２の保持領域と略同等に設定され（水晶振動片全体と略同一でもよい）、平面視矩形状の一枚板の直方体に成形されている。また、このサポート材７は、上下各主面にベースの外部接続電極と電気的機械的に接合されるベース接続電極７１，７２と、上記水晶振動片の引き出し電極２５１および引き出し電極補助電極２７２と電気的機械的に接合される水晶振動片接続電極７３，７４と、当該各接続電極を含めたサポート材の両主面を貫通する貫通孔７５，７６が形成されている。
【００４１】
このようなサポート材７と上記金属バンプ５Ａ，５Ｂを用いた水晶振動片２とベースの外部接続電極３３，３４との具体的な接合状態は次の通りとなる。下側に配置された金属バンプ５Ａ，５Ａの底部５１Ａ，５１Ａが上記ベースの外部接続電極３３，３４とサポート材７のベース接続電極７１，７２との電気的機械的接合を行い、下側に配置された金属バンプ５Ａ，５Ａの胴部５２Ａ，５２Ａが上記サポート材の貫通孔７５，７６に挿入され、当該胴部の一部が貫通孔内部に形成された引き出し電極と電気的機械的接合しており、下側に配置された金属バンプ５Ａ，５Ａの頭部５３Ａ，５３Ａが上記サポート材の水晶振動片接続電極７３，７４との電気的機械的接合を行っている。本形態ではこのように取り付けられたサポート材７の上部に水晶振動片２が配置されている。また、上側に配置された金属バンプ５Ｂ，５Ｂの底部５１Ｂ，５１Ｂが前記下側の金属バンプの頭部上部に配置されるとともに上記水晶振動片の引き出し電極２４１の引き出し先端部２５１、引き出し補助電極２７２との電気的機械的接合を行い、上側に配置された金属バンプ５Ｂ，５Ｂの胴部５２Ｂ，５２Ｂが上記水晶振動片の貫通孔２６１，２６２に挿入され、当該胴部の一部が貫通孔内部に形成された引き出し電極と電気的機械的接合しており、上側に配置された金属バンプ５Ｂ，５Ｂの頭部５３Ｂ，５３Ｂが上記水晶振動片の引き出し電極２４２の引き出し先端部２５２、引き出し補助電極２７１との電気的機械的接合を行っている。
【００４２】
このような接合は、ベース３の外部接続電極３３，３４の上部に対して、金などからなる上記下側の金属バンプ５Ａ，５Ａをバンプボンダすることで取り付けた後、サポート材７を搭載位置決めし、ＦＣＢ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法により上記ボンディングツールにより超音波接合してお互いに電気的機械的に接合する。サポート材７の下側の金属バンプの頭部５３Ａ，５３Ａの上部に対して、金などからなる上記上側の金属バンプ５Ｂ，５Ｂをバンプボンダすることで取り付けた後、水晶振動片２を搭載位置決めし、ＦＣＢ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法により上記ボンディングツールにより超音波接合してお互いに電気的機械的に接合する。その結果、最終形態として下側に幅広の底部５１（５１Ａ、５１Ｂ）と中央に幅狭の胴部５２（５２Ａ，５２Ｂ）上側に幅広の頭部５３（５３Ａ，５３Ｂ）を具備した断面形状が略Ｉ字形状の一体型の金属バンプ５（５Ａ，５Ｂ）が、サポート材７とベース３の間（下側の金属バンプ）と、サポート材７と水晶振動片２の間（上側の金属バンプ）にそれぞれ形成される。
【００４３】
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、水晶振動子などの圧電振動子に適用できる
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本実施例にかかる水晶振動子の概略構成図である。図１（ａ）は、その水晶振動子の内部を公開した概略平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】図２は、本実施例にかかる水晶振動片の概略構成図である。図２（ａ）は、その水晶振動片の概略平面図である。図２（ｂ）は、その水晶振動片の概略裏面図である。
【図３】図３は、本実施例にかかる水晶振動子の製造工程を模式的に示した図である。
【図４】図４は、本実施の他の例にかかる水晶振動子の内部を公開した概略断面図である。
【図５】図５は、本実施の他の例にかかる水晶振動子の内部を公開した概略平面図である。
【図６】図６は、本実施の他の例にかかる水晶振動子の内部を公開した概略平面図である。
【図７】図７は、本実施の他の例にかかる水晶振動子の内部を公開した概略断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  水晶振動子（圧電振動デバイス）
２  水晶振動片（圧電振動片）
３  ベース
４  蓋
５  金属バンプ
６  パッケージ
７  サポート部材
８  音叉型水晶振動片（圧電振動片）
【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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