(57)【要約】  ベース４のパッケージ内周面１３は、垂直面１４と水平面１５とで構成され、ベース４の垂直面１４に電極パッド７（７１〜７８）が形成されている。電極パッド７１〜７８は、垂直面１４と水平面１５との交わる交線１７上を含むベース４の垂直面１４に形成され、例えば、異電極となる電極パッド７４，７５が隣接して形成されている。ベース４の垂直面１４の交線１７上に沿った隣接する電極パッド７４，７５間の距離は、ベース４の垂直面１４における隣接する電極パッド７４，７５間の最短距離より長い。
2007040051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースとキャップとからパッケージが構成され、前記ベースには、電極端子が形成された圧電振動片を保持して圧電振動片の電極端子を外部電極と導通状態にするための複数の電極パッドが形成された圧電振動デバイスにおいて、
前記ベースの前記パッケージ内周面は、面方向が異なる複数の内面から構成され、
前記複数の内面のうち同一面方向の内面と他の面方向の他の内面との交わる交線上を含む前記同一面方向の内面に異電極となる前記電極パッドが隣接して形成され、この交線上に沿った前記隣接する電極パッド間の距離が、前記同一面方向の内面における前記隣接する電極パッド間の最短距離より長いことを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項２】
ベースとキャップとからパッケージが構成され、前記ベースには、電極端子が形成された圧電振動片および集積回路基板を保持して圧電振動片および集積回路基板の電極端子を外部電極及び内部端子間とを導通状態にするための複数の電極パッドが形成された圧電振動デバイスにおいて、
前記ベースの前記パッケージ内周面は、面方向が異なる複数の内面から構成され、
前記複数の内面のうち同一面方向の内面と他の面方向の他の内面との交わる交線上を含む前記同一面方向の内面に異電極となる前記電極パッドが隣接して形成され、この交線上に沿った前記隣接する電極パッド間の距離が、前記同一面方向の内面における前記隣接する電極パッド間の最短距離より長いことを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項３】
前記複数の内面のうち同一面方向の内面と他の面方向の他の内面との交わる交線上を含む前記同一面方向の内面に異電極となる前記電極パッドが隣接して形成され、この交線上に沿った前記隣接する電極パッド間の距離が、１００μｍ以上に設定され、かつ、前記同一面方向の内面における前記隣接する電極パッド間の最短距離が１００μｍ未満に設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電振動デバイス。
【請求項４】
前記他の面方向の他の内面は複数面から構成され、
前記交線は、前記同一面方向の内面と複数面の前記他の内面との交わる線で構成されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイス。
【請求項５】
前記交線から離れた前記同一面方向の内面上に、浮き状態の電極パッドが形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイス。
【請求項６】
前記浮き状態の電極パッドの数より、前記交線上を含む前記同一面方向の内面に形成された前記電極パッドの数のほうが多いことを特徴とする請求項５に記載の圧電振動デバイス。
【請求項７】
前記ベースは底部上に積層部が成形されてなり、前記底部の前記積層部が成形された位置もしくはその近傍にスルーホールが設けられ、前記スルーホールを介して前記パッケージ内部の前記電極パッドが前記パッケージ外部に導通されることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイス。
【請求項８】
前記スルーホールの内周面に電極が形成され、前記スルーホールの中央部分である中心部に樹脂が充填されたことを特徴とする請求項７に記載の圧電振動デバイス。
【請求項９】
前記電極パッドは複数層からなり、その最上層の厚さは１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイス。
【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。【０００３】
発振器の場合、その筐体であるパッケージがベースとキャップとから構成され、パッケージ内部は気密封止されている。また、この筐体内部では、水晶振動子と発振回路用のＩＣとが、ベース上の底面や積層の中間層に形成された電極パッドにワイヤボンディングや金属バンプなどを介して接合されている。また、パッケージの内部下方にＩＣが配され、その上方に水晶振動子が保持されている（例えば、下記する特許文献１参照）。【０００４】
また、水晶振動子の場合、その筐体であるパッケージがベースとキャップとから構成され、筐体内部は気密封止されている。また、この筐体内部では、水晶振動片が、ベース上の底面や積層の中間層内部等に形成された電極パッドに導電性接合材やワイヤボンディングや金属バンプなどを介して接合されている（例えば、下記する特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１５８５５８号公報
【特許文献２】特開２００４−３５６６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、電子機器の小型化がすすんでおり、この小型化にともない上記したような水晶発振器や水晶振動子も小型化が進められている。そのため、例えば、上記した特許文献１に示すような水晶振動子では、筐体内部において、ベースに水晶振動片を接合するためのベース上の電極パッドの形成位置の間隔を短くする必要がある。【０００６】
ところで、ベースの電極パッドの表面にダストや溶剤や酸化薄膜などが付着していると、電極パッドへのワイヤボンディングや金属バンプの接合力が低下する。このため、現在、水晶振動片と電極パッドとを接合する前に、電極パッドの表面を洗浄する方法が採用されている。この電極パッドを洗浄する手法として、近年、洗浄後の後工程（アルカリ除去）による二次汚染がないプラズマエッチングなどのドライエッチングによる洗浄方法が一般化されている。ここでいうプラズマエッチングによる手法（プラズマスパッタ法）では、加速されたアルゴンイオン、酸素イオン等を電極パッドの表面に物理的に衝突させて電極パッドの金属表面を削り、ダストや溶剤や酸化薄膜が付着していない電極パッドの金属面を露出させて電極パッドの表面を洗浄する。【０００７】
しかしながら、上記したベース上の電極パッドをプラズマスパッタ法により洗浄する場合、電極屑が飛散し、この飛散した電極屑がベースの壁面など、ベースの底面に対して角度を有した面に再付着（スパッタリング）する。この電極屑の再付着に関して、アルゴンイオン、酸素イオンの照射源に対向した対向面（例えば、ベースの底面）に再付着することはないが、照射源に対向した対向面に対して角度を有した面（例えば、照射源に直交する面ベースの壁面）などでは、照射源から照射したイオンが衝突しない若しくはし難いため、飛散して再付着（スパッタリング）した電極屑が残存する。【０００８】
そのため、水晶振動子の小型化に伴い、水晶振動片を接合するベース上の電極パッドの形成位置の間隔を狭くした場合、ベースの底面に対して角度を有した面に再付着した電極屑により隣接して形勢された異電極となる電極パッドが接続し、隣接する電極パッド間の短絡を招く可能性がある。【０００９】
上記した隣接する電極パッド間の短絡を回避するために、例えば、上記した特許文献１に記載の発明（水晶発振器）では、電極屑が再付着しないように、ベースの再付着する領域を、マスク部材で覆っていたが、水晶発振器の小型化によりベースの再付着する領域が小さくなり、ベースの再付着する領域のみをマスク部材で覆うことは難しい。特に、上記した特許文献１に記載の発明では、パッケージの内部下方にＩＣが配され、このＩＣ近傍の上方に水晶振動子が保持されているので、上記問題の悪影響を受けやすかった。【００１０】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、ベースの底面に隣接して形成された異電極となる電極パッドが、ベースの底面に対して角度を有した内面上で接続するのを回避する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】
【００１１】
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は、ベースとキャップとからパッケージが構成され、前記ベースには、電極端子が形成された圧電振動片を保持して圧電振動片の電極端子を外部電極と導通状態にするための複数の電極パッドが形成された圧電振動デバイスにおいて、前記ベースの前記パッケージ内周面は、面方向が異なる複数の内面から構成され、前記複数の内面のうち同一面方向の内面と他の面方向の他の内面との交わる交線上を含む前記同一面方向の内面に異電極となる前記電極パッドが隣接して形成され、この交線上に沿った前記隣接する電極パッド間の距離が、前記同一面方向の内面における前記隣接する電極パッド間の最短距離より長いことを特徴とする。【００１２】
本発明によれば、前記ベースの前記パッケージ内周面は、面方向が異なる複数の内面から構成され、前記複数の内面のうち同一面方向の内面と他の面方向の他の内面との交わる交線上を含む前記同一面方向の内面に異電極となる前記電極パッドが隣接して形成され、この交線上に沿った前記隣接する電極パッド間の距離が、前記同一面方向の内面における前記隣接する電極パッドの間の最短距離より長いので、同一面方向の前記内面に隣接して形成された異電極となる前記電極パッドが、他の面方向の他の内面上で接続するのを回避することが可能となり、異電極となる前記電極パッドの接続による短絡を防止することが可能となる。特に、本発明は、前記ベース上の前記電極パッドをプラズマスパッタ法により洗浄する場合に好ましい構成である。すなわち、プラズマスパッタ法を用いた場合、電極屑が飛散し、この飛散した電極屑がベースの壁面など、ベースの底面に対して角度を有した面に再付着（スパッタリング）するが、本発明によれば、前記交線上に沿った前記隣接する電極パッド間の距離が、前記同一面方向の内面における前記隣接する電極パッドの間の最短距離より長いので、他の面方向の他の内面上で接続するのを回避することが可能となる。なお、本発明は、上記したプラズマスパッタ法だけでなくドライエッチング法全般における同一の不具合を解消するのに好ましい。また、上記した特許文献１のようにマスク部材を用いて隣接する電極パッド間の短絡を回避していないので、本発明は、小型化された水晶振動デバイスに好適である。【００１３】
また、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は、ベースとキャップとからパッケージが構成され、前記ベースには、電極端子が形成された圧電振動片および集積回路基板を保持して圧電振動片および集積回路基板の電極端子を外部電極及び内部端子間とを導通状態にするための複数の電極パッドが形成された圧電振動デバイスにおいて、前記ベースの前記パッケージ内周面は、面方向が異なる複数の内面から構成され、前記複数の内面のうち同一面方向の内面と他の面方向の他の内面との交わる交線上を含む前記同一面方向の内面に異電極となる前記電極パッドが隣接して形成され、この交線上に沿った前記隣接する電極パッド間の距離が、前記同一面方向の内面における前記隣接する電極パッド間の最短距離より長いことを特徴とする。【００１４】
本発明によれば、前記ベースの前記パッケージ内周面は、面方向が異なる複数の内面から構成され、前記複数の内面のうち同一面方向の内面と他の面方向の他の内面との交わる交線上を含む前記同一面方向の内面に異電極となる前記電極パッドが隣接して形成され、この交線上に沿った前記隣接する電極パッド間の距離が、前記同一面方向の内面における前記隣接する電極パッドの間の最短距離より長いので、同一面方向の前記内面に隣接して形成された異電極となる前記電極パッドが、他の面方向の他の内面上で接続するのを回避することが可能となり、異電極となる前記電極パッドの接続による短絡を防止することが可能となる。特に、本発明は、前記ベース上の前記電極パッドをプラズマスパッタ法により洗浄する場合に好ましい構成である。すなわち、プラズマスパッタ法を用いた場合、電極屑が飛散し、この飛散した電極屑がベースの壁面など、ベースの底面に対して角度を有した面に再付着（スパッタリング）するが、本発明によれば、前記前記交線上に沿った前記隣接する電極パッド間の距離が、前記同一面方向の内面における前記隣接する電極パッドの間の最短距離より長いので、他の面方向の他の内面上で接続するのを回避することが可能となる。なお、本発明は、上記したプラズマスパッタ法だけでなくドライエッチング法全般における同一の不具合を解消するのに好ましい。また、上記した特許文献１のようにマスク部材を用いて隣接する電極パッド間の短絡を回避していないので、本発明は、小型化された水晶発振器に好適である。【００１５】
前記構成において、前記複数の内面のうち同一面方向の内面と他の面方向の他の内面との交わる交線上を含む前記同一面方向の内面に異電極となる前記電極パッドが隣接して形成され、この交線上に沿った前記隣接する電極パッド間の距離が、１００μｍ以上に設定され、かつ、前記同一面方向の内面における前記隣接する電極パッドの間の最短距離が１００μｍ未満に設定されてもよい。【００１６】
この場合、前記交線上に沿った前記隣接する電極パッド間の距離が、１００μｍ以上に設定され、かつ、前記同一面方向の内面における前記隣接する電極パッドの間の最短距離が１００μｍ未満に設定されるので、前記同一面方向の内面における電極パッドの設計自由度が増す。その結果、当該圧電振動デバイスを搭載する機器の多機能化（機能の追加）によって生じる当該圧電振動デバイスでの電極パッドなどの配線の増加に対応することが可能となる。【００１７】
前記構成において、前記他の面方向の他の内面は複数面から構成され、前記交線は、前記同一面方向の内面と複数面の前記他の内面との交わる線で構成されてもよい。【００１８】
この場合、前記他の面方向の他の内面は複数面から構成され、前記交線は、前記同一面方向の内面と複数面の前記他の内面との交わる線で構成されるので、交線を延ばすことが可能となる。すなわち、前記交線の距離が前記ベースの前記同一面方向の内面上で折曲されているので、その折曲分だけ交線の距離も長くなり、交線を延ばすことが可能となる。そのため、異電極となる前記電極パッドの接続による短絡を防止することができる。また、この構成は、逆に、前記隣接する電極パッド間の距離をより接近させることができるので、前記パッケージが小型化された場合に好ましい。【００１９】
前記構成において、前記交線から離れた前記同一面方向の内面上に、浮き状態の電極パッドが形成されてもよい。【００２０】
この場合、前記交線から離れた前記同一面方向の内面上に、前記浮き状態の電極パッドが形成されるので、この浮き状態の電極パッドと、隣接して形成された異電極となる前記電極パッドとが前記他の面方向の他の内面上で接続するのを実質的に回避することが可能となる。そのため、本構成によれば、電極パッドの数を現状のままにして当該圧電振動デバイスの小型化を図る際に好ましい。【００２１】
前記構成において、前記浮き状態の電極パッドの数より、前記交線上を含む前記同一面方向の内面に形成された前記電極パッドの数のほうが多くことが好ましい。【００２２】
この場合、前記浮き状態の電極パッドの数より、前記交線上を含む前記同一面方向の内面に形成された前記電極パッドの数のほうが多いので、前記浮き状態の電極パッドを用いることで、前記同一面方向の内面に形成する電極パッドの形成位置を任意に設定することが可能となるだけでなく、前記浮き状態の電極パッドの数より、前記交線上を含む前記同一面方向の内面に形成された前記電極パッドの数のほうが多いので、前記電極パッドを前記交線から離れた前記同一面方向の内面に形成することによる前記ベースの強度低下を抑制することが可能となる。【００２３】
前記構成において、前記ベースは底部上に積層部が成形されてなり、前記底部の前記積層部が成形された位置もしくはその近傍にスルーホールが設けられ、前記スルーホールを介して前記パッケージ内部の前記電極パッドが前記パッケージ外部に導通されてもよい。【００２４】
この場合、前記ベースは底部上に積層部が成形されてなり、前記底部の前記積層部が成形された位置もしくはその近傍に前記スルーホールが設けられ、前記スルーホールを介して前記パッケージ内部の前記電極パッドが前記パッケージ外部に導通されるので、前記積層部により前記スルーホールの配設による前記ベースの強度低下を抑制することが可能となる。【００２５】
前記構成において、前記スルーホールの内周面に電極が形成され、前記スルーホールの中央部分である中心部に樹脂が充填されてもよい。【００２６】
この場合、前記スルーホールの内周面に前記電極が形成され、前記スルーホールの中央部分である中心部に樹脂が充填されるので、前記スルーホール内全体に金属である前記電極パッドを形成せずに製造コストを削減するのに好ましい。また、前記スルーホールの内周面に沿って形成された前記電極により前記電極パッドとの断線を防止することが可能となる。また、前記スルーホールへの前記樹脂の充填を容易にすることが可能となる。【００２７】
前記構成において、前記電極パッドは複数層からなり、その最上層の厚さは１．０μｍ以下であってもよい。【００２８】
この場合、前記電極パッドの最上層の厚さが１．０μｍ以下であるので、当該電極パッドを成形する際に飛散する前記電極パッドの電極屑により隣接する前記電極パッド間の短絡を回避することが可能となる。特に、本構成は、前記ベース上の前記電極パッドをプラズマスパッタ法により洗浄する場合に好適であり、更にこのプラズマスパッタ法だけでなくドライエッチング法全般における同一の不具合を解消するのに好ましい。その結果、前記同一面方向の内面における電極パッドの設計自由度が増す。
【発明の効果】
【００２９】
本発明にかかる圧電振動デバイスによれば、ベースの同一面方向の内面に隣接して形成された異電極となる電極パッドが、ベースの他の面方向の他の内面上で接続するのを回避することが可能となる。例えば、ベースの底面に隣接して形成された異電極となる電極パッドが、ベースの底面に対して角度を有した内面（側壁）上で接続するのを回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本実施例にかかる水晶発振器の概略分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す本実施例にかかる水晶発振器を製造した状態で図１に示すＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。
【図３】図３は、本実施例にかかる水晶発振器のベースの概略平面図である。
【図４】図４は、図２に示すスルーホールの概略拡大図である。
【図５】図５は、本実施例にかかる水晶発振器の製造工程のうち、洗浄工程を示した概略工程図である。
【図６】図６は、本実施例にかかる水晶発振器の製造工程のうち、集積回路基板の接合工程を示した概略工程図である。
【図７】図７は、本実施例にかかる水晶発振器の製造工程のうち、水晶振動片の接合工程を示した概略工程図である。
【図８】図８は、本実施例にかかる水晶発振器の製造工程のうち、キャップの接合工程を示した概略工程図である。
【図９】図９は、本実施の他の形態にかかる水晶発振器のベースの概略平面図である。
【図１０】図１０は、本実施の他の形態にかかる水晶発振器のベースの概略平面図である。
【図１１】図１１は、本実施例にかかる水晶発振器の製造工程のうち、洗浄工程における洗浄条件の変更による水晶発振器の電極パッドの厚みと抵抗値との関係を示したグラフ図である。
【図１２】図１２は、本実施の形態にかかる水晶発振器において絶縁膜を形成したベースの概略平面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  水晶発振器（圧電振動デバイス）
１１  パッケージ
１４  垂直面（同一面方向の内面）
１５  水平面（他の面方向の他の内面）
１７  交線
１８  スルーホール
１８１  樹脂
１８２  電極
２  水晶振動片（圧電振動片）
３  集積回路基板
４  ベース
４１  底部
４２  積層部
５  キャップ
７（７１〜７９）  電極パッド
７６，７９  浮き状態の電極パッド
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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発振器に本発明を適用した場合を示す。【００３３】
本実施例にかかる水晶発振器１は、図１，２に示すように、下記するＡＴカット水晶振動片２（以下、水晶振動片という）と、発振回路用の集積回路基板３と、これら水晶振動片２および集積回路基板３を保持するベース４と、ベース４に保持した水晶振動片２および集積回路基板３を気密封止するためのキャップ５とからなる。【００３４】
この水晶発振器１では、図１，２に示すように、ベース４とキャップ５とからパッケージ１１が構成され、これらベース４とキャップ５とが接合されることでパッケージ１１内に気密封止された内部空間１２が形成される。この内部空間１２では、内部下方のベース４の底面４３（下記参照）に集積回路基板３が金属バンプ６を介してＦＣＢ法によりベース４に接合され、その上方に水晶振動片２が金属バンプ６を介してＦＣＢ法によりベース４に接合して保持されている。【００３５】
次に、この水晶発振器１の各構成について説明する。【００３６】
ベース４は、図１〜３に示すように、底部４１と、この底部４１の上方に積層した積層部４２（下記する第１，２積層部４２ａ，４２ｂ）とから構成される。また、積層部４２は、図１〜３に示すように、底部４１の外縁上に積層された壁部であり、この積層部４２は、内部空間１２の四隅から延出して形成された段部４４を成形している。そして、底部４１と積層部４２により上方を開口とした箱状体のベース４が成形されている。また、この積層部４２の上面は、キャップ５との接合領域であり、この接合領域には、キャップ５と接合するためのメタライズ層（図示省略）が設けられている。なお、このベース４は、アルミナ等の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、図３に示すように、このベース４は、外形の平面視形状が長手方向の辺と短手方向の辺とから構成される略長方形に成形されている。【００３７】
また、図１〜３に示すように、ベース４の内部空間１２におけるベース４の開口した面、すなわち、ベース４の底面４３および段部４４表面に、下記する電極パッド７（７１〜７８）が形成されている。なお、段部４４表面に形成された電極パッド７１，７２は、水晶振動片２の電極端子（図示省略）と接合する電極パッドであり、これら電極パッド７１，７２は異電極である。また、ベース４の底面４３に形成された電極パッド７３〜７８は、集積回路基板３の電極端子（図示省略）と接合する電気パッドであり、これら電極パッド７３，７５，７７と電極パッド７４，７６，７８とは異電極である。これら電極パッド７は、下記するスルーホール１８の電極１８２（図４参照）を介して、ベース４の裏面に形成される外部端子４５に電気的に接続されている。これら外部端子４５は、外部部品や外部機器と接続され、水晶振動片２と集積回路基板３とから構成される水晶発振器１の出力端子、電源端子、アース端子として用いられる。なお、電極パッド７，スルーホール１８の電極１８２，外部端子４５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４と一体的に焼成して形成される。そして、これら電極パッド７，スルーホール１８の電極１８２，外部端子４５のうち一部のもの（例えば、電極パッド７）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。具体的に、電極パッド７は複数層からなり（本実施例ではメタライズ，ニッケルメッキ，金メッキの３層）、電極パッド７の上部（最上層）に金メッキが形成されている。【００３８】
また、ベース４のパッケージ内周面１３は、面方向が異なる複数の内面から構成されている。具体的に、図２，３に示すように、ベース４のパッケージ内周面１３が、ベース４の底面４３と段部４４表面とが同一方向に面した面（以下、この面を水平面１４とする）と、この垂直面に対して垂直方向に向いた面（以下、この面を垂直面１５とする）とで構成されている。さらに、垂直面１５は、図２，３に示すように、長手方向垂直面１５１と短手方向垂直面１５２とから構成されている。すなわち、本実施例では、ベース４のパッケージ内周面１３は三方向に向いた内面で構成されている。なお、ここでいう水平面１４もしくは垂直面１５は、それぞれの面が垂直方向もしくは水平方向に略向いた面であり、厳密に垂直方向もしくは水平方向に向いた面ということではない。【００３９】
キャップ５は、コバール等の金属材料からなり、図１，２に示すように、平面視矩形状の一枚板に成形されている。このキャップ５は、下面にろう材１６が形成されており、シーム溶接によりベース４に接合されて、キャップ５とベース４とによる水晶発振器１のパッケージ１１が構成される。なお、本実施例でいう内部空間１２とは、キャップ５とベース４により気密封止された領域のことをいう。また、キャップ５をセラミック材料とし、ガラス材料を介して気密封止してもよい。【００４０】
内部空間１２に配された集積回路基板３には、その底面に複数の電極端子（図示省略）が形成されている。そして、ベース４の底面４３の電極パッド７３〜７８に対して、金からなる金属バンプ６を介してＦＣＢ法により電気的に接続され、ベース４の底面４３に保持される。【００４１】
また、内部空間１２に配された水晶振動片２は、矩形状のＡＴカット水晶板からなり、平面視矩形状の一枚板の直方体に成形されている。この水晶振動片２の両主面２１，２２には、一対の励振電極（図示省略）と、これらの励振電極を外部電極（本実施例では、下記するベース４の電極パッド７１，７２）と電気的に接続するために励振電極から引き出された引出電極（図示省略）とからなる電極端子（図示省略）が形成されている。この水晶振動片２の電極端子は、スパッタリング法等の薄膜形成手段にて形成され、例えば、水晶振動板側からクロム、金の順に、あるいはクロム、金、クロムの順に、あるいはクロム、銀、クロムの順に積層して形成されている。そして、ベース４の段部４４表面の電極パッド７１，７２に対して、金からなる金属バンプ６を介してＦＣＢ法により電気的に接続され、ベース４の段部４４表面に保持される。【００４２】
また、電極パッド７１〜７８は、図２，３に示すように、水平面１４と垂直面１５との交わる交線１７上を含むベース４の水平面１４に形成されている。また、異電極となる電極パッド（ここでは符号７４，７５の電極パッドを例にする、以下同様）が隣接して形成されている。なお、ベース４の水平面１４の交線１７上に沿った隣接する電極パッド７４，７５間の距離は、ベース４の水平面１４（底面４３および段部４４表面）における隣接する電極パッド７４，７５間の最短距離より長い。具体的に、ベース４の水平面１４の交線１７上に沿った隣接する電極パッド７４，７５間の距離が、１００μｍ以上に設定され、ベース４の水平面１４（底面４３および段部４４表面）における隣接する電極パッド７４，７５間の最短距離が１００μｍ未満に設定されている。なお、本実施例では、電極パッド７４，７５を例にして、ベースの水平面１４の交線１７上に沿った電極パッド７４，７５間の距離が、１２０μｍに設定され、ベース４の水平面１４における電極パッド７４，７５間の最短距離が３０μｍに設定されている。また、異電極となる電極パッド７（例として電極パッド７４，７５）間の距離はこれに限定されるものではない。そのため、例えば、ベースの水平面１４の交線１７上に沿った電極パッド７４，７５間の距離が、１００μｍに設定され、ベース４の水平面１４における電極パッド７４，７５間の最短距離が４５μｍに設定されてもよい。【００４３】
また、交線１７は、図２，３に示すように、水平面１４と垂直面１５との交わる線である。そのため、本実施にかかる交線１７は、段部４４が成形されているために段部４４の形状に沿った線になり、図２，３に示すように、例えば、電極パッド７４，７５間における交線１７は、おおよそ二面方向の長手方向垂直面１５１及び短手方向垂直面１５２（実質三面）と底面４３との交わる線となる。【００４４】
また、図２，３に示すように、底部４１の上方に積層部４２が成形された位置もしくはその近傍にスルーホール１８が設けられている。これらスルーホール１８は、それぞれ電極パッド７１〜７８に対応したものであり、これらスルーホール１８を介してパッケージ１１内部の電極パッド７１〜７８がパッケージ１１外部の外部端子４５に導通されている。また、スルーホール１８には、樹脂１８１が充填されている。具体的に、図４に示すように、スルーホール１８の内周面に電極１８２が形成され、スルーホール１８の中央部分である中心部に樹脂１８１が充填されている。【００４５】
次に、上記した水晶発振器１の製造工程について、図面を用いて説明する。【００４６】
ベース４を構成する底部４１上に、段部４４を成形するための第１積層部４２ａを積層し、さらに、第１積層部４２ａの上にキャップ５との接合領域を含む第２積層部４２ｂを積層し、これら底部４１，第１，２積層部４２ａ，４２ｂを凹状に一体的に焼成して、図１〜３に示す上方を開口とした箱状体のベース４を成形する。【００４７】
上記したように箱状体に成形されたベース４を、プラズマスパッタ法によりプラズマエッチングして電極パッド７に付着したダストや溶剤や酸化薄膜等を除去洗浄する（洗浄工程）。具体的に、この洗浄工程では、加速されたアルゴンイオンを、図５に示すように、ベース４の開口から電極パッド７の表面に対して物理的に衝突させて電極パッド７の表面を削り、汚染されていない電極パッド７の金属面を露出させて電極パッド７を洗浄する。この洗浄により、金属である電極パッド７の表面が削られて電極パッド７の表面は活性化され、これに対してアルゴンイオンより分子量の大きいセラミックからなるベース４自体は、ほとんど削られない。なお、本実施例のように、プラズマエッチングなどのドライエッチングを行なうことは、ベース４の電極パッド７と水晶振動片２や集積回路基板３の電極端子との接合強度を高めるのに好ましい。なお、この洗浄工程において電極パッド７の最上層に形成されている金メッキの厚さは１．０μｍ以下に設定され、本実施例では、０．８μｍとされる。また、ここでの電極パッド７の金メッキの厚さが１．０μｍ以下に設定されることについては以下に詳説する（図１１参照）。【００４８】
上記したように洗浄工程において電極パッド７の表面を洗浄した後に、ベース４に集積回路基板３を接合する（集積回路基板３の接合工程）。この集積回路基板３の接合工程の前に、集積回路基板３の裏面側の電極端子に金属バンプ６を接合する。そして、集積回路基板３に接合した金属バンプ６を、ベース４の底面４３に形成した電極パッ７３〜７８に対応させて配し、図６に示すように、金属バンプ６をＦＣＢ法により電極パッド７３〜７８に接合して、集積回路基板３をベース４に接合する。なお、ここでいうＦＣＢ法等では、ボンディングツール８１により集積回路基板３をベース４側に荷重しながら、ベース４の電極パッド７３〜７８と金属バンプ６の表面とを超音波印加させて、ベース４に集積回路基板３を接合する。また、ベース４自体は幾分加熱されている場合もある。【００４９】
そして、集積回路基板３の接合工程の後に水晶振動片２をベース４の段部４４表面に接合する（水晶振動片２の接合工程）。この水晶振動片２の接合工程は、上記した集積回路基板３の接合工程と略同一である。すなわち、この水晶振動片２の接合工程の前に、水晶振動片２の裏面側の電極端子に金属バンプ６を接合する。そして、水晶振動片２に接合した金属バンプ６を、ベース４の段部４４表面に形成した電極パッド７１，７２に対応させて配し、図７に示すように、金属バンプ６をＦＣＢ法等により電極パッド７１，７２に接合して、水晶振動片２をベース４に接合する。あるいはベース４の段部４４表面に金属バンプ６を接合し、水晶振動片２をＦＣＢ法等により接合する。【００５０】
上記したように、集積回路基板３および水晶振動片２をベース４上に接合した後に、ベース４の開口を塞ぐように、ベース４の第２積層部４２ｂ上にキャップ５を配する。そして、図８に示すように、金属ローラ８２に電流を印加させてキャップ５の各辺をシーム封止し、パッケージ１１の内部空間１２を気密封止して（キャップ５の接合工程）、水晶発振器１を製造する。【００５１】
上記したように、本実施例にかかる水晶発振器１によれば、ベース４のパッケージ内周面１３は、面方向が異なる水平面１４と垂直面１５から構成され、水平面１４と垂直面１５との交わる交線１７上を含む水平面１４に異電極となる、例えば電極パッド７４，７５が隣接して形成され、交線１７上に沿った電極パッド７４，７５間の距離が、水平面１４における電極パッド７４，７５の間の最短距離より長いので、水平面１４に隣接して形成された異電極となる電極パッド７４，７５が、垂直面１５上で接続するのを回避することができ、これら異電極となる電極パッド７４，７５の接続による短絡を防止することができる。特に、本実施例にかかる水晶発振器１は、ベース４上の電極パッド７をプラズマスパッタ法により洗浄する場合に好ましい構成である。すなわち、プラズマスパッタ法を用いた場合、電極屑が飛散し、この飛散した電極屑がベース４の垂直面１５（１５１，１５２）に再付着（スパッタリング）するが、本実施例にかかる水晶発振器１では、交線１７上に沿った電極パッド７４，７５間の距離が、水平面１４における電極パッド７４，７５の間の最短距離より長い（具体的に、交線１７上に沿った隣接する電極パッド７４，７５間の距離が、１００μｍ以上に設定され、かつ、水平面１４における隣接する電極パッド７４，７５の間の最短距離が１００μｍ未満に設定される）ので、ベース４の水平面１４に形成された電極パッド７が垂直面１５（１５１，１５２）上で接続するのを回避することができる。なお、本実施例にかかる水晶発振器１は、上記したプラズマスパッタ法だけでなくドライエッチング法全般における同一の不具合を解消するのに好ましい。また、上記した特許文献１のようにマスク部材を用いて隣接する電極パッド間の短絡を回避していないので、本実施例にかかる水晶発振器１は、パッケージ１１の小型化に好適である。【００５２】
また、交線１７上に沿った隣接する電極パッド７（例えば、電極パッド７４，７５）間の距離が、１００μｍ以上に設定され、かつ、水平面１４における隣接する電極パッド７（例えば、電極パッド７４，７５）の間の最短距離が１００μｍ未満に設定されるので、水平面１４における電極パッド７の設計自由度が増す。その結果、当該水晶発振器１を搭載する機器の多機能化（機能の追加）によって生じる当該水晶発振器１での電極パッド７などの配線の増加に対応することができる。【００５３】
また、ベース４のパッケージ内周面１３は水平面１４と複数の垂直面１５から構成され、交線１７は、ベース４の水平面１４と垂直面１５との交わる線で構成されているので、交線１７を延ばすことができる。すなわち、交線１７の距離が図１〜３に示すようにベース４の水平面１４（底面４３）上で折曲されているので、その折曲分だけ交線１７の距離も長くなり、交線１７を延ばすことができる。そのため、異電極となる例えば電極パッド７４，７５の接続による短絡を防止することができる。また、この構成は、電極パッド７４，７５などの電極パッド７間の距離をより接近させることができるので、パッケージ１１が小型化された場合に好ましい。特に、交線１７を折曲させることで発生する折曲点（変曲点）を電極パッド７（例えば、電極パッド７４，７５や電極パッド７５，７６等）間に介在させることで、電極パッド７間に凸状あるいは凹状の水平面１５が介在させる構成となるので、電極パッド７間の交線１７上に沿った距離を長くすることができる。その結果、垂直面１５での短絡を防止しながら、水平面１４上における電極パッド７間の距離をより接近させることができ、パッケージ１１の小型化により好ましい形態となる。【００５４】
また、ベース４は底部４１上に積層部４２が成形されてなり、図３に示すように底部４１の積層部４２が成形された位置もしくはその近傍にスルーホール１８が設けられ、スルーホール１８を介してパッケージ１１内部の電極パッド７１〜７８がパッケージ１１外部の外部端子４５に導通されるので、積層部４２によりスルーホール１８の配設によるベース４の強度低下を抑制することができる。【００５５】
また、図４に示すように、スルーホール１８の内周面に電極１８２が形成され、スルーホール１８の中央部分である中心部に樹脂１８１が充填されるので、スルーホール１８内全体に金属である電極パッドを形成せずに製造コストを削減するのに好ましい。また、スルーホール１８の内周面に沿って形成された電極１８２により電極パッド７１〜７８との断線を防止することができる。また、スルーホール１８への樹脂１８１の充填を容易にすることができる。【００５６】
なお、上記した本実施例では、圧電振動片としてＡＴカット水晶振動片を用いているが、これに限定されるものでなく、音叉型水晶振動片であってもよい。また、圧電振動片として水晶を材料としているが、これに限定されるものではなく、圧電セラミックスやＬｉＮｂＯ3等の圧電単結晶材料を用いてもよい。すなわち、任意の圧電振動片が適用可能である。【００５７】
また、本実施例では、水晶振動片２と集積回路基板３とを用いているが、これに限定されるものではなく、水晶振動片２の個数は任意に設定可能であり、さらに集積回路基板３の有無も任意に設定可能である。すなわち、用途にあわせてベースに搭載する部材を設定変更することができ、水晶振動片２だけであってもよい。【００５８】
また、本実施例では、上記したシーム封止を用いた封止工程によるが、これに限定されることではなく、コバールリングを介してシーム封止したものでもよく、さらに、シーム封止に限らず、ビーム封止（例えば、レーザビーム、電子ビーム）やガラス封止等であってもよい。【００５９】
また、本実施例では、洗浄工程においてアルゴンイオンを用いたプラズマエッチングを行なっているが、これは好適な例であり、これに限定されるものではなく、酸素イオンを用いたプラズマエッチングであってもよい。また、本実施例では、洗浄工程においてプラズマエッチングを用いているが、これは好適な例であり、他のドライエッチング工程を用いてよい。すなわち、イオンミーリング法や、反応性ガスイオンを用いたドライエッチング等であってもよい。【００６０】
また、積層部４２の形状は図１〜３に示す形状に限定されるものではなく、パッケージ１１の内部空間１２を気密封止できれば任意の形状でよい。【００６１】
また、本実施例では、水晶振動片２及び集積回路基板３が金属バンプ６を介してベース４に接合されているが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、金属バンプに限定されずに導電性接合材やワイヤボンディングを介してベース４に水晶振動片２や集積回路基板３が接合されてもよい。なお、例えば、集積回路基板３とベース４との接合にワイヤボンディングを採用した場合、集積回路基板３をベース４の底面４３にダイボンディングした後、集積回路基板３の表面の電極端子とベース４の電極パッド７３〜７８を金等の金属ワイヤをボンディングして電気的に接続する。また、水晶振動片２とベース４との接合に導電性接合材を採用した場合、導電性接合材を熱硬化させることで、水晶振動片２の電極端子をベース４の段部４４表面の電極パッド７１，７２に接合させて、水晶振動片２をベース４の段部４４表面に保持する。ここでいう導電性接合材として、例えば、複数の銀フィラを含有したシリコンなどが挙げられる。【００６２】
また、本実施例では、ベース４のパッケージ内周面１３は三方向に向いた内面で構成されているが、これに限定されるものではなく、他の複数方向に向いた内周面であってもよく、特に四方向以上の内周面で構成されることが、交線１７の距離を長くするのに好ましい。また、水平面１４および垂直面１５に対して角度をもった傾斜面が形成されてもよい。【００６３】
また、本実施例では、ベース４の底面４３上の交線１７上に沿った隣接する電極パッド７４，７５間の距離が、電極パッド７４，７５の間の最短距離より長くなるように設定されているが、この電極パッド７間の定義は電極パッド７４，７５に限定されるものでない。すなわち、隣接する２つの電極パッド７が、例えば、ベース４の底面４３上の電極パッド７７，７８であってもよく、ベース４の段部４４表面上の電極パッド７１，７２であってもよい。さらに、ベース４の底面４３上の電極パッド７５と、ベース４の段部４４表面上の電極パッド７２とであってもよい。すなわち、電極パッド７の隣接する方向は限定されない。具体的に、本実施例では、電極７４，７５を例にして本発明を説明しているが、これに限定されずに、例えば、本発明でいう隣接する電極パッドの対象を電極７１，７２とした場合、交線１７上に沿った電極パッド７１，７２間の距離が、電極パッド７１，７２の間の最短距離より長くなるように電極パッド７１，７２のパッケージ内周面１３における配置を設計変更することで、電極パッド７１，７２は、本発明でいう隣接する電極パッドに該当する。【００６４】
また、上記した電極パッド７は、すべてベース４の交線１７上を含む水平面１４に形成されているが、電極パッド７の形成位置は、これに限定されるものではなく、例えば、図９に示すベース４の位置に電極パッド７が形成されてもよい。この図９に示す電極パッド７は、ベース４の交線１７上を含む水平面１４に形成された電極パッド７３〜７８と、交線１７から離れたベース４の底面４３上に、浮き状態の電極パッド７９が形成されている。具体的に、浮き状態の電極パッド７９は、それぞれベース４の交線１７上を含む底面４３に隣接して形成された異電極となる電極パッド（７３，７８），（７３，７４），（７５，７６），（７６，７７）間に形成されている。なお、本実施例では、この浮き状態の電極パッド７９の数（４つ）より、ベース４の交線１７上を含む底面４３に形成された電極パッド７３〜７８の数（６つ）のほうが多くなるように設定されている。なお、この例では、電極パッド７３と浮き状態の電極パッド７９とを例にして、ベース４の水平面１４における電極パッド７３と浮き状態の電極パッド７９との間の最短距離が５５μｍに設定されている。【００６５】
上記したように、交線１７から離れた底面４３上に、浮き状態の電極パッド７９が形成されることで、これら浮き状態の電極パッド７９と、隣接して形成された異電極となる電極パッド７３〜７８とが垂直面１５上で接続するのを実質的に回避することができる。そのため、本構成によれば、電極パッドの数を現状のままにして当該水晶発振器１の小型化を図る際に好ましい。【００６６】
また、浮き状態の電極パッド７９を用いることで、ベース４の水平面１４（底面４３）に形成する電極パッド７３〜７８の形成位置を任意に設定することができるだけでなく、浮き状態の電極パッド７９の数より、ベース４の交線１７上を含む水平面１４（底面４３）に形成された電極パッド７３〜７８の数のほうが多いので、浮き状態の電極パッド７９をベース４の水平面１４（底面４３）に形成することによるベース４の強度低下を抑制することができる。【００６７】
また、電極パッド７の形成位置は、図９に示す形成位置に限定されるものではなく、ベース４に配置する水晶振動片２と集積回路基板３との配置や向きなどによっても可変することができる。具体的に、図１０に示す電極パッド７の形成位置であってもよい。【００６８】
図１０では、水晶振動片２の長手方向と集積回路基板３の長手方向とが直交するように、各電極パッド７（７１〜７６）が形成されている。具体的に、電極パッド７１，７２は水晶振動片２用の電極パッドであり、電極パッド７３〜７６は集積回路基板３用の電極パッドであり、それぞれ隣接する電極パッド７は異電極となる。また、電極パッド７３〜７６に電気的に接続して保持される集積回路基板３では、ベース３のセンタ位置から外れた位置に当該集積回路基板３のセンタが位置付けられる。そのため、図１０に示すように、ベース３における水晶振動片２と集積回路基板３とはそれぞれ重心がずれて保持されることになる。なお、図１０では、電極パッド７１，７２の一部に切り欠き部７１ａ，７２ａが設けられている。これは、電極パッド７１，７２に水晶振動片２を接合した際に、ベース４の素板にも水晶振動片２が、例えばシリコーン等からなる導電性樹脂接着剤（導電性接合材）を介して接合させて、その接合強度を高めることができる。さらに、電極パッド７１，７２の一部に切り欠き部７１ａ，７２ａを設けることで、その近傍の電極パッド７（例えば、電極パッド７５）との短絡も防ぐことができる。【００６９】
また、上記した水晶発振器１の製造工程に示すように、洗浄工程において図９，１０に示す電極パッド７の最上層に形成されている金メッキの厚さは、それぞれ１．０μｍ以下の厚みに設定され、具体的に、０．８μｍとされる。また、ここでの電極パッド７の金メッキの厚さが１．０μｍ以下に設定されることについて、以下に図１１を用いて詳説する。なお、この洗浄工程は、上記したように、箱状体に成形されたベース４を、プラズマスパッタ法によりプラズマエッチングして電極パッド７に付着したダストや溶剤や酸化薄膜等を除去洗浄する工程である。また、図１１は、電極パッド７の厚みと抵抗値との関係を示した図面であり、２つの条件で予め設定した電極パッド７の厚みに対する抵抗値を測定したグラフ図である。ここでいう電極パッド７の厚みと抵抗値との関係は、具体的に予め設定した２つの電極パッド７（具体的に、図９の場合電極パッド７６，７７であり、図１０の場合電極パッド７１，７４）間の抵抗値とこれら電極パッド７の厚みとの関係である。また、２つの条件のうち１つ目の条件（第１条件）は、プラズマスパッタ法による洗浄工程の洗浄回数を３回とし、各洗浄工程においてプラズマを４００Ｗ１２０秒間かけて洗浄を行う条件である。そして２つ目の条件（第２条件）は、プラズマスパッタ法による洗浄工程の洗浄回数を５回とし、各洗浄工程においてプラズマを６００Ｗ１８０秒間かけて洗浄を行う条件であり、第１条件とは洗浄力と洗浄時間と洗浄回数を区別している。図１１に示すように、電極パッド７の金メッキの厚さが約１．０μｍを超えると抵抗値が極端に低くなることがわかる。これは、２つの条件とも電極パッド７の金メッキに付着したダストや溶剤や酸化薄膜を除去洗浄しただけでなく、必要以上に電極パッド７の金メッキの表面を削って除去していることに関係している。そのため、必要以上に除去された電極パッド７の電極屑により、異電極となる電極パッド７間の接続による短絡を起こす可能性がある。【００７０】
上記したように、本実施例およびその変形例によれば、電極パッド７の金メッキの厚さが１．０μｍ以下であるので、電極パッド７を成形する際に飛散する電極パッド７の電極屑により隣接する電極パッド７間の短絡を回避することができる。特に、本構成は、ベース４上の電極パッド７をプラズマスパッタ法により洗浄する場合に好適であり、更にこのプラズマスパッタ法だけでなくドライエッチング法全般における同一の不具合を解消するのに好ましい。その結果、同一面方向の内面（水平面１４）における電極パッド７の設計自由度が増す。【００７１】
なお、上記した実施例およびその変形例では、洗浄工程で洗浄される対象として電極パッド７の金メッキを挙げているが、これに限定されるものではなく、電極パッド７の上部（最上層）に形成された材料が洗浄工程で洗浄される対象となり他の材料であってもよい。また、この電極パッド７の最上層に形成される材料は、ベース４に搭載する電子部品（水晶振動片２や集積回路基板３）との接合部分の材料でもある。【００７２】
また、本実施例は上記した構成に限定されるものではなく、上記した図３に示す構成に加え、図１２に示すように、上記した電極パッド７の交線１７から水平面１４の一部にかけて、アルミナ等の絶縁膜Ｈを形成することで、水平面１４での短絡防止効果が高まる。【００７３】
なお、本発明は、その思想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。【００７４】
また、この出願は、２００５年９月３０日に日本で出願された特願２００５−２８６５６３号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、圧電振動発振器や、圧電振動子などの圧電振動デバイスに適用できる。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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