(57)【要約】【課題】  上側と下側との平板を同一構造にしてコストを低減する圧電振動デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】  圧電振動デバイスの製造方法は圧電振動片と圧電振動片を支持する外枠とを有する圧電フレームを複数含み少なくとも一対の第１貫通孔が形成された圧電ウエハを用意する工程（Ｓ１０１）と、励振電極を形成し引出電極及び第１側面電極を形成する第１電極形成工程（Ｓ１０３）と、第１面と第２面とを有する平板を複数含み少なくとも一対の第２貫通孔が形成された平板ウエハを２枚用意する工程（Ｓ１１１）と、外部電極及び第２側面電極を形成する第２電極形成工程（Ｓ１１３）と、非導電性の封止材を環状に配置する封止材配置工程（Ｓ１２）と、圧電ウエハと２枚の平板ウエハとを封止材で接合する接合工程（Ｓ１３）と、接合工程後に第１面、第１貫通孔及び第２貫通孔に接続電極を形成する第３電極形成工程（Ｓ１４）と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面と他主面とを有する圧電振動片と前記圧電振動片の周囲を囲み且つ前記圧電振動片を支持する外枠とを有する圧電フレームを複数含み、隣り合う前記外枠間に前記一主面から前記他主面まで貫通する少なくとも一対の第１貫通孔が形成された圧電ウエハを用意する工程と、
前記一主面と前記他主面とに一対の励振電極を形成し、前記一対の励振電極から前記一対の第１貫通孔までそれぞれ引き出された一対の引出電極及び前記第１貫通孔に形成され前記引出電極に接続された第１側面電極を形成する第１電極形成工程と、
第１面とその第１面と反対側の第２面とを有する平板を複数含み、隣り合う前記平板間に前記第１面から前記第２面まで貫通する少なくとも一対の第２貫通孔が形成された平板ウエハを２枚用意する工程と、
前記第１面に一対の外部電極を形成し前記第２貫通孔に第２側面電極を形成する第２電極形成工程と、
前記外枠の前記一主面と前記平板ウエハの一方の前記第２面との間に、及び前記外枠の前記他主面と前記平板ウエハの他方の前記第２面との間に、非導電性の封止材を環状に配置する封止材配置工程と、
前記圧電ウエハの前記第１主面と前記第２主面とに２枚の前記平板ウエハをそれぞれ前記封止材で接合する接合工程と、
前記接合工程後に、前記第１側面電極と前記第２側面電極と前記外部電極とを接続するように前記第１面、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔に接続電極を形成する第３電極形成工程と、
を備える圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項２】
一主面及び他主面を有する圧電振動片と前記圧電振動片の周囲を囲み且つ前記圧電振動片を支持する外枠とを有する圧電フレームを複数含み、隣り合う前記外枠間に前記一主面から前記他主面まで貫通する少なくとも一対の第１貫通孔が形成された圧電ウエハを用意する工程と、
前記一主面と前記他主面とに一対の励振電極を形成し、前記一対の励振電極から前記一対の第１貫通孔までそれぞれ引き出された一対の引出電極及び前記第１貫通孔に形成され前記引出電極に接続された第１側面電極を形成する第１電極形成工程と、
第１面とその第１面と反対側の第２面とを有する平板を複数含み、隣り合う前記平板間に前記第１面から前記第２面まで貫通する少なくとも一対の第２貫通孔が形成された平板ウエハを２枚用意する工程と、
前記外枠の前記一主面と前記平板ウエハの一方の前記第２面との間に、及び前記外枠の前記他主面と前記平板ウエハの他方の前記第２面との間に、非導電性の封止材を環状に配置する封止材配置工程と、
前記圧電ウエハの前記第１主面と前記第２主面とに２枚の前記平板ウエハをそれぞれ前記封止材で接合する接合工程と、
前記接合工程後に、前記第１面に一対の外部電極を形成し、前記第２貫通孔に第２側面電極を形成し、前記第１貫通孔に前記第２側面電極同士を接続する接続電極を形成する第４電極形成工程と、
を備える圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記封止材はガラス膜又はポリイミド樹脂の接着剤を含む請求項１又は請求項２に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記一主面から前記他主面への方向から見ると、前記外枠の外周及び前記平板の外周は四角形であり、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔は前記四角形の角部に形成される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記一主面から前記他主面への方向から見ると、前記外枠の外周及び前記平板の外周は四角形であり、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔は前記四角形の辺に形成され請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記圧電ウエハを用意する工程は、前記圧電振動片と前記２枚の平板とが接合された際に前記圧電振動片と前記２枚の平板との間に所定の隙間を形成するため、前記外枠の前記一主面と前記他主面とに突起を形成する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
【請求項７】
一主面と他主面とにそれぞれ形成された一対の励振電極を有する圧電振動片と、前記圧電振動片の周囲を囲む外枠と、前記一対の励振電極から引き出され前記外枠の側面まで伸びる一対の引出電極と、前記一主面と前記他主面と結ぶ第１側面に形成された第１側面電極とを有する圧電フレームと、
第１面とその第１面と反対側の第２面とを有し、前記第１面に形成された外部電極及び前記第１面と第２面とを結ぶ第２側面に形成された第２側面電極を有する同一構造の２枚の平板と、
前記外枠の前記一主面及び前記他主面を周回するように環状に配置される非導電性の封止材と、を備え、
前記封止材によって前記平板の一方の前記第２面は前記枠体の前記一主面に接合し、前記平板の他方の前記第２面は前記枠体の前記他主面に接合し、
前記２枚の平板における前記第１面には一対の外部電極が形成され、
前記一対の励振電極はそれぞれ前記第１側面電極、前記第２側面電極及び前記外部電極と電気的に接続した圧電振動デバイス。
【請求項８】
前記封止材はガラス膜又はポリイミド樹脂の接着剤を含む請求項７に記載の圧電振動デバイス。
【請求項９】
前記一主面から前記他主面への方向から見ると、前記外枠の外周及び前記平板の外周は四角形でありこの四角形の角部に窪んだキャスタレーションが形成され、
前記第１及び第２側面電極は前記キャスタレーションに形成される請求項７又は請求項８に記載の圧電振動デバイス。
【請求項１０】
前記一主面から前記他主面への方向から見ると、前記外枠の外周及び前記平板の外周は四角形でありこの四角形の辺に窪んだキャスタレーションが形成され、
前記第１及び第２側面電極は前記キャスタレーションに形成される請求項７又は請求項８に記載の圧電振動デバイス。
【請求項１１】
前記圧電振動片と前記２枚の平板とが接合された際に前記圧電振動片と前記２枚の平板との間に所定の隙間を形成するため、前記外枠の前記一主面と前記他主面とに突起が形成される請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の圧電振動デバイス。
【請求項１２】
前記封止材の厚さは励振電極又は引出電極の厚さより厚い請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の圧電振動デバイス。
【請求項１３】
前記突起の高さは励振電極又は引出電極の厚さより厚い請求項１１に記載の圧電振動デバイス。
【請求項１４】
前記引出電極は、前記圧電振動片から互いに異なる方向から引き出される請求項７から請求項１３のいずれか一項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、一対の振動腕を有する音叉型圧電振動片又はＡＴ振動片などを有する圧電振動デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、１つの凹部と１つの貫通孔を有する板状の平板が、振動板の両主面に原子間結合で接合された圧電振動デバイスを開示する。振動板は、一方の端部で保持された舌片状の振動部とその周囲を囲む外枠とを有する。２枚の平板にはそれぞれ一対の外部電極が形成され、貫通孔は一対の外部電極に接続されている。この一対の外部電極は上側の平板にも下側の平板にも形成され、上下どちらでも実装が可能になっている。
【０００３】
舌片状の振動部に形成された励振電極からは引出電極が形成され、その引出電極は貫通孔を経由して一対の外部電極と接続している。また、２枚の平板のうちの一方の平板には、一対の外部電極間が短絡しないようにガラス層で覆われた電極パターンが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１０６９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の圧電振動デバイスは、上下どちらでも実装が可能であるにもかかわらず、２枚の平板は同一構造ではない。このためそれぞれの平板を用意しなければならず製造コストが高く付いてしまう。また、一方の平板には絶縁層であるガラス層で覆われた電極パターンを形成しなければならないため、製造コストが高く付いてしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、上側と下側との平板を同一構造にしてコストを低減するとともに、ウエハ単位で量産できる圧電振動デバイスの製造方法を提供する。また同一構造の２枚の平板を有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】
【０００７】
第１観点の圧電振動デバイスの製造方法は、一主面と他主面とを有する圧電振動片と圧電振動片の周囲を囲み且つ圧電振動片を支持する外枠とを有する圧電フレームを複数含み、隣り合う外枠間に一主面から他主面まで貫通する少なくとも一対の第１貫通孔が形成された圧電ウエハを用意する工程と、一主面と他主面とに一対の励振電極を形成し、一対の励振電極から一対の第１貫通孔までそれぞれ引き出された一対の引出電極及び第１貫通孔に形成され引出電極に接続された第１側面電極を形成する第１電極形成工程と、第１面とその第１面と反対側の第２面とを有する平板を複数含み、隣り合う平板間に第１面から第２面まで貫通する少なくとも一対の第２貫通孔が形成された平板ウエハを２枚用意する工程と、第１面に一対の外部電極を形成し第２貫通孔に第２側面電極を形成する第２電極形成工程と、外枠の一主面と平板ウエハの一方の第２面との間に、及び外枠の他主面と平板ウエハの他方の第２面との間に、非導電性の封止材を環状に配置する封止材配置工程と、圧電ウエハの第１主面と第２主面とに２枚の平板ウエハをそれぞれ封止材で接合する接合工程と、接合工程後に第１側面電極と第２側面電極と外部電極とを接続するように第１面、第１貫通孔及び第２貫通孔に接続電極を形成する第３電極形成工程と、を備える。
【０００８】
第２観点の圧電振動デバイスの製造方法は、一主面と他主面とを有する圧電振動片と圧電振動片の周囲を囲み且つ圧電振動片を支持する外枠とを有する圧電フレームを複数含み、隣り合う外枠間に一主面から他主面まで貫通する少なくとも一対の第１貫通孔が形成された圧電ウエハを用意する工程と、一主面と他主面とに一対の励振電極を形成し、一対の励振電極から一対の第１貫通孔までそれぞれ引き出された一対の引出電極及び第１貫通孔に形成され引出電極に接続された第１側面電極を形成する第１電極形成工程と、第１面とその第１面と反対側の第２面とを有する平板を複数含み、隣り合う平板間に第１面から第２面まで貫通する少なくとも一対の第２貫通孔が形成された平板ウエハを２枚用意する工程と、外枠の一主面と平板ウエハの一方の第２面との間に、及び外枠の他主面と平板ウエハの他方の第２面との間に、非導電性の封止材を環状に配置する封止材配置工程と、圧電ウエハの第１主面と第２主面とに２枚の平板ウエハをそれぞれ封止材で接合する接合工程と、接合工程後に、第１面に外部電極を形成し、第２貫通孔に第２側面電極を形成し、第１貫通孔に第２側面電極同士を接続する接続電極を形成する第５電極形成工程と、を備える。
【０００９】
第３観点の圧電振動デバイスの製造方法において、封止材はガラス膜又はポリイミド樹脂の接着剤を含む。
【００１０】
第４観点の圧電振動デバイスの製造方法は、一主面から他主面への方向から見ると、外枠の外周及び平板の外周は四角形であり、第１貫通孔及び第２貫通孔は四角形の角部に形成される。
【００１１】
第５観点の圧電振動デバイスの製造方法は、一主面から他主面への方向から見ると、外枠の外周及び平板の外周は四角形であり、第１貫通孔及び第２貫通孔は四角形の辺に形成され請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
【００１２】
第６観点の圧電振動デバイスの製造方法において、圧電ウエハを用意する工程は、圧電振動片と２枚の平板とが接合された際に圧電振動片と２枚の平板との間に所定の隙間を形成するため、外枠の一主面と他主面とに突起を形成する。
【００１３】
第７観点の圧電振動デバイスは、一主面と他主面とにそれぞれ形成された一対の励振電極を有する圧電振動片と、圧電振動片の周囲を囲む外枠と、一対の励振電極から引き出され外枠の側面まで伸びる一対の引出電極と、一主面と他主面と結ぶ第１側面に形成された第１側面電極とを有する圧電フレームと、第１面とその第１面と反対側の第２面とを有し、第１面に形成された外部電極及び第１面と第２面とを結ぶ第２側面に形成された第２側面電極を有する同一構造の２枚の平板と、外枠の一主面及び他主面を周回するように環状に配置される非導電性の封止材と、を備える。また、封止材によって平板の一方の第２面は枠体の一主面に接合し、平板の他方の第２面は枠体の他主面に接合し、２枚の平板における第１面には一対の外部電極が形成され、一対の励振電極はそれぞれ第１側面電極、第２側面電極及び外部電極と電気的に接続する。
【００１４】
第８観点の圧電振動デバイスにおいて、封止材はガラス膜又はポリイミド樹脂の接着剤を含む。
第９観点の圧電振動デバイスは、一主面から他主面への方向から見ると、外枠の外周及び平板の外周は四角形でありこの四角形の角部に窪んだキャスタレーションが形成され、側面電極はキャスタレーションに形成される。
【００１５】
第１０観点の圧電振動デバイスは、一主面から他主面への方向から見ると、外枠の外周及び平板の外周は四角形でありこの四角形の辺に窪んだキャスタレーションが形成され、側面電極はキャスタレーションに形成される。
【００１６】
第１１観点の圧電振動デバイスは、圧電振動片と２枚の平板とが接合された際に圧電振動片と２枚の平板との間に所定の隙間を形成するため、外枠の一主面と他主面とに突起が形成される。
【００１７】
第１２観点の圧電振動デバイスにおいて、封止材の厚さは励振電極又は引出電極の厚さより厚い。
第１３観点の圧電振動デバイスにおいて、突起の高さは励振電極又は引出電極の厚さより厚い。
【００１８】
第１４観点の圧電振動デバイスにおいて、引出電極は、圧電振動片から互いに異なる方向から引き出される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上側と下側との平板を同一構造にしてコストを低減するとともに、ウエハ単位で量産できる圧電振動デバイスの製造方法が得られる。また同一構造の２枚の平板を有する圧電振動デバイスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１水晶振動子１００Ａの分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図で、水晶フレーム１０と一対の水晶平板１１とが接合された後の状態である。
【図３】第１水晶振動子１００Ａの製造を示したフローチャートである。
【図４】水晶ウエハ１０Ｗの平面図である。
【図５】平板ウエハ１１Ｗの平面図である。
【図６】第２水晶振動子１００Ｂの分解斜視図である。
【図７】第３水晶振動子１００Ｃの分解斜視図である。
【図８】水晶ウエハ３０Ｗの平面図である。
【図９】平板ウエハ３１Ｗの平面図である。
【図１０】第４水晶振動子１００Ｄの分解斜視図である。
【図１１】第４水晶振動子１００Ｄの側面図である。
【図１２】第５水晶振動子１００Ｅにおける図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。
【図１３】第５水晶振動子１００Ｅの製造を示したフローチャートである。
【図１４】第６水晶振動子１００Ｆにおける図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
以下の各実施形態において、圧電振動片としてＡＴカットの水晶振動片が使われている。ここで、ＡＴカットの水晶振動片は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜している。このため、以降の各実施形態ではＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＸ’軸、Ｙ’軸及びＺ’軸として用いる。また本明細書の説明としてＹ’軸方向の高低を、＋方向を高く−方向を低いと表現する。
【００２２】
（第１実施形態）
＜第１水晶振動子１００Ａの全体構成＞
第１水晶振動子１００Ａの全体構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。
図１は、第１水晶振動子１００Ａの分解斜視図で、接続電極１１８ａ、１１８ｂ（図２を参照）が省略されている。図２は、図１のＡ−Ａ断面図で、水晶フレーム１０と一対の水晶平板１１とが接合された後の状態である。
【００２３】
図１及び図２に示されたように、第１水晶振動子１００Ａは同じ形状である一対の水晶平板１１と、一対の水晶平板１１に挟まれた水晶フレーム１０とを備える。また、窒素ガス中又は真空中で一対の水晶平板１１が水晶フレーム１０の両面に接合されると、一対の水晶平板１１及び水晶フレーム１０により窒素ガス又は真空で封止されたキャビティＣＴ（図２を参照）が形成される。
【００２４】
一対の水晶平板１１は、実装面Ｍ１及び平板接合面Ｍ２を有している。また、水晶平板１１の実装面Ｍ１には一対の外部電極１１５ａ、１１５ｂがそれぞれ形成され、水晶平板１１の角部には円形貫通孔ＢＨ１（図５を参照）を形成した際の二対の平板キャスタレーション１１６ａ、１１６ｂが形成されている。また、一対の平板キャスタレーション１１６ａには外部電極１１５ａと接続された平板側面電極１１７ａがそれぞれ形成され、一対の平板キャスタレーション１１６ｂには外部電極１１５ｂと接続された平板側面電極１１７ｂがそれぞれ形成されている。
【００２５】
水晶フレーム１０はＡＴカットされた水晶材料で形成され、＋Ｙ’側の水晶接合面Ｍ３と−Ｙ’側の水晶接合面Ｍ４とを有している。水晶フレーム１０は水晶振動部１０１と水晶振動部１０１を囲む外枠１０２とで構成されている。また、水晶振動部１０１と外枠１０２との間には、上下を貫通するＵ字型の間隙部１０３が形成され、間隙部１０３が形成されていない部分が水晶振動部１０１と外枠１０２との連結部１０９となっている。水晶振動部１０１の水晶接合面Ｍ３と水晶接合面Ｍ４とには励振電極１０４ａ、１０４ｂがそれぞれ形成され、外枠１０２の両面には励振電極１０４ａ、１０４ｂと導電された引出電極１０５ａ、１０５ｂがそれぞれ形成されている。さらに、水晶フレーム１０の角部には、円形貫通孔ＣＨ１（図４を参照）を形成した際の水晶キャスタレーション１０６ａ、１０６ｂが形成されている。また、一対の水晶キャスタレーション１０６ａには水晶側面電極１０７ａがそれぞれ形成され、水晶側面電極１０７ａは引出電極１０５ａと平板側面電極１１７ａとに接続される。同様に、一対の水晶キャスタレーション１０６ｂには水晶側面電極１０７ｂがそれぞれ形成され、水晶側面電極１０７ｂは引出電極１０５ｂ及び平板側面電極１１７ｂにそれぞれ接続されている。
【００２６】
また、図２に示されたように水晶フレーム１０の外枠１０２における水晶接合面Ｍ３及びＭ４と一対の水晶平板１１の平板接合面Ｍ２とを非導電性の封止材ＳＬにより接合することで、水晶フレーム１０と一対の水晶平板１１とが接合される。ここで、封止材ＳＬとして低融点ガラス又はポリイミド樹脂が用いられる。なお、封止材ＳＬとなる低融点ガラス又はポリイミド樹脂は、耐水性・耐湿性に優れるので、空気中の水分がキャビティ内に進入したりキャビティ内の真空度を悪化させたりすることが防止できる。また、低融点ガラスは３５０℃〜４００℃で溶融する鉛フリーのバナジウム系ガラスである。バナジウム系ガラスはバインダーと溶剤とが加えられペースト状であり、焼成されることで他の部材と接着する。バナジウム系ガラスの融点は圧電体又はガラスなどで形成された水晶平板１１の融点より低く、また、このバナジウム系ガラスは接着時の気密性と耐水性・耐湿性などの信頼性が高い。さらに、バナジウム系ガラスはガラス構造を制御することにより熱膨張係数も柔軟に制御できるので、セラミックス、ガラス、半導体、金属などの熱膨張係数が異なる様々な材料と接着しやすい。
【００２７】
なお、水晶振動部１０１の振動に影響を与えないように封止材ＳＬの厚さＷを各電極（例えば励振電極）の厚さＤより大きくすることが望ましい。
【００２８】
さらに、第１水晶振動子１００Ａは、最も外側に接続電極１１８ａおよび接続電極１１８ｂを有する。接続電極１１８ａは外部電極１１５ａの全部又は一部、平板側面電極１１７ａ及び水晶側面電極１０７ａを覆う。また接続電極１１８ｂは外部電極１１５ｂの全部又は一部、平板側面電極１１７ｂ及び水晶側面電極１０７ｂを覆う。これにより、外部電極１１５ａ、１１５ｂ、平板側面電極１１７ａ、１１７ｂ及び水晶側面電極１０７ａ、１０７ｂが確実に電気的に接続される。
【００２９】
例えば点線Ｂに示されたように、製造不良によって外部電極１１５ｂと平板側面電極１１７ｂとが接続されていない状況が発生しても、それらの外側に接続電極１１８ｂを形成させることで外部電極１１５ｂと平板側面電極１１７ｂとを確実に接続することができる。また、例えば点線Ｃに示されたように、水晶フレーム１０と−Ｙ’側の水晶平板１１とを接合する際に封止材ＳＬが外側に漏れて水晶側面電極１０７ｂの一部を覆ってしまった場合においても、それらの外側に接続電極１１８ｂを形成させることで平板側面電極１１７ｂと水晶側面電極１０７ｂとを確実に接続することができる。
【００３０】
また、第１水晶振動子１００Ａの水晶平板１１の実装面Ｍ１に形成された一対の外部電極１１５ａ、１１５ｂ及び接続電極１１８ａ、１１８ｂに交番電圧（正負を交番する電位）が印加される。外部電極１１５ａ、平板側面電極１１７ａ、接続電極１１８ａ、水晶側面電極１０７ａ、引出電極１０５ａ及び励振電極１０４ａが同じ極性となり、外部電極１１５ｂ、平板側面電極１１７ｂ、接続電極１１８ｂ、水晶側面電極１０７ｂ、引出電極１０５ｂ及び励振電極１０４ｂが同じ極性となる。
【００３１】
＜第１水晶振動子１００Ａの製造方法＞
図３は、第１水晶振動子１００Ａの製造を示したフローチャートである。図３において、水晶フレーム１０の製造ステップＳ１０と、一対の水晶平板１１の製造ステップＳ１１とは別々に並行して行うことができる。また、図４は水晶ウエハ１０Ｗの平面図で、図５は平板ウエハ１１Ｗの平面図である。
【００３２】
ステップＳ１０では、水晶フレーム１０が製造される。ステップＳ１０はステップＳ１０１〜Ｓ１０３を含んでいる。
ステップＳ１０１において、均一の水晶ウエハ１０Ｗ（図４を参照）に、エッチングにより複数の水晶フレーム１０の外形が形成される。すなわち、水晶振動部１０１と、外枠１０２と、間隙部１０３とが形成され、各水晶フレーム１０の四隅に図４に示されたように水晶ウエハ１０Ｗを貫通するように円形貫通孔ＣＨ１が形成される。円形貫通孔ＣＨ１が４分割されると１つのキャスタレーション１０６ａ又は１０６ｂ（図１を参照）になる。
【００３３】
ステップＳ１０２において、スパッタリングまたは真空蒸着によって水晶ウエハ１０Ｗの両面及び円形貫通孔ＣＨ１にクロム層及び金層が順に形成される。ここで、下地としてのクロム層の厚さは例えば０．０５μｍ〜０．１μｍであり、金層の厚さは例えば０．２μｍ〜２μｍである。
【００３４】
ステップＳ１０３において、金属層の全面にフォトレジストが均一に塗布される。そして露光装置（図示しない）を用いて、フォトマスクに描かれた励振電極１０４ａ、１０４ｂ、引出電極１０５ａ、１０５ｂ及び水晶側面電極１０７ａ、１０７ｂのパターンが水晶ウエハ１０Ｗに露光される。次に、フォトレジストから露出した金属層がエッチングされる。これにより、図１及び図２に示されたように水晶ウエハ１０Ｗ両面に励振電極１０４ａ、１０４ｂ及び引出出極１０５ａ、１０５ｂが形成され、円形貫通孔ＣＨ１に水晶側面電極１０７ａ、１０７ｂが形成される。
【００３５】
ステップＳ１１では、水晶平板１１が製造される。ステップＳ１１はステップＳ１１１〜Ｓ１１３を含んでいる。
ステップＳ１１１において、まず水晶からなる２枚の同じ形状である平板ウエハ１１Ｗを用意する。そして、エッチングにより各平板ウエハ１１Ｗの水晶平板１１の四隅に対応する箇所に平板ウエハ１１Ｗを貫通するように円形貫通孔ＢＨ１（図５を参照）が形成される。円形貫通孔ＢＨ１が４分割されると１つのキャスタレーション１１６ａ又は１１６ｂ（図１を参照）になる。
【００３６】
ステップＳ１１２において、スパッタリングまたは真空蒸着によって平板ウエハ１１Ｗの実装面Ｍ１及び円形貫通孔ＢＨ１にクロム層及び金層が順に形成される。ここで、下地としてのクロム層の厚さは例えば０．０５μｍ〜０．１μｍであり、金層の厚さは例えば０．２μｍ〜２μｍである。
【００３７】
ステップＳ１１３において、金属層にフォトレジストが均一に塗布される。そして露光装置（図示しない）を用いて、フォトマスクに描かれた外部電極１１５ａ、１１５ｂ及び平板側面電極１１７ａ、１１７ｂのパターンが平板ウエハ１１Ｗに露光される。次に、フォトレジストから露出した金属層がエッチングされる。これにより、図１及び図２に示されたように平板ウエハ１１Ｗの実装面Ｍ１に外部電極１１５ａ、１１５ｂが形成され、円形貫通孔ＢＨ１に平板側面電極１１７ａ、１１７ｂが形成される。
【００３８】
ステップＳ１２では、水晶ウエハ１０Ｗにおける外枠１０２の両面に低融点ガラス又はポリイミド樹脂からなる封止材ＳＬが均一に形成される。例えば封止材ＳＬが低融点ガラスである場合、スクリーン印刷で水晶ウエハ１０Ｗの外枠１０２両面に低融点ガラスが形成される。ここで、スクリーンとしてナイロン、テトロン、ステンレスなどの織物が使用される。また、封止材ＳＬがポリイミド樹脂である場合、ポリイミド樹脂を外枠１０２の両面に塗布した後、仮焼成することでポリイミド樹脂が外枠１０２の両面に形成される。このとき、仮焼成温度は２５０℃（完全焼成温度の約７５％）程度であればよい。
【００３９】
ステップＳ１３では、水晶ウエハ１０Ｗと、２枚の平板ウエハ１１Ｗとが重ね合わせされる。図４に示されたように水晶ウエハ１０Ｗの周縁部の一部にはオリエンテーションフラットＯＦが形成され、図５に示されたように２枚の平板ウエハ１１Ｗの周縁部の一部にはオリエンテーションフラットＯＦが形成されている。したがって、オリエンテーションフラットＯＦを基準として、水晶ウエハ１０Ｗと、２枚の平板ウエハ１１Ｗとが精密な重ね合わせされる。そして封止材ＳＬが３５０℃〜４００℃程度に加熱され水晶ウエハ１０Ｗと２枚の平板ウエハ１１Ｗとが押圧される。この工程により、水晶ウエハ１０Ｗと、２枚の平板ウエハ１１Ｗとが接合される。
【００４０】
ステップＳ１４では、最も外側に接続電極１１８ａおよび接続電極１１８ｂが形成される。
【００４１】
ステップＳ１５において、接合された水晶ウエハ１０Ｗと２枚の平板ウエハ１１Ｗとを第１水晶振動子１００Ａを単位として切断する工程が行われる。切断工程では、レーザーを用いたダイシング装置、または切断用ブレードを用いたダイシング装置などを用いて図４及び図５に示された一点鎖線のカットラインＣＬに沿って第１水晶振動子１００Ａを単位として個片化する。これにより、数百から数千の正確な周波数に調整された第１水晶振動子１００Ａが製造される。
【００４２】
（第２実施形態）
＜第２水晶振動子１００Ｂ＞
第２水晶振動子１００Ｂについて、図６を参照しながら説明する。図６は、第２水晶振動子１００Ｂの分解斜視図である。なお、図６においては接続電極（図２を参照）が省略されている。
第２水晶振動子１００Ｂと第１水晶振動子１００Ａとは連結部の形状が異なっている。第１実施形態と同じ構成要件には同じ符号を付して説明する。
【００４３】
図６に示されたように、第２水晶振動子１００Ｂは同じ形状である一対の水晶平板１１と、一対の水晶平板１１に挟まれた水晶フレーム２０とを備える。
【００４４】
水晶フレーム２０はＡＴカットされた水晶材料で形成され、＋Ｙ’側の水晶接合面Ｍ３と−Ｙ’側の水晶接合面Ｍ４とを有している。水晶フレーム２０は水晶振動部１０１と、水晶振動部１０１を囲む外枠２０２とで構成されている。また、水晶振動部１０１と外枠２０２との間には、水晶振動部１０１からＺ’軸方向の両側に沿ってそれぞれ伸びるように外枠２０２と連結した一対の連結部２０９ａ、２０９ｂを有している。このため、水晶振動部１０１と外枠２０２との間に２つの「Ｌ」字型の間隙部２０３が形成される。また、連結部２０９ａの水晶接合面Ｍ３には励振電極１０４ａから引き出し水晶キャスタレーション１０６ａの水晶側面電極１０７ａと接続された引出電極２０５ａが形成され、連結部２０９ｂの水晶接合面Ｍ４には励振電極１０４ｂから引き出し水晶キャスタレーション１０６ｂの水晶側面電極１０７ｂと接続された引出電極２０５ｂが形成されている。
【００４５】
また、第２水晶振動子１００Ｂにおいて励振電極１０４ａに接続された引出電極２０５ａ及び励振電極１０４ｂに接続された引出電極２０５ｂが水晶振動部１０１からＺ’軸方向の両側に沿ってそれぞれ伸びて別々にその近傍の水晶側面電極１０７ａ及び１０７ｂに接続されている。このため、引出電極２０５ａ、２０５ｂがより短く形成され、より確実に励振電極と水晶側面電極、平板側面電極とを接続することができる。
【００４６】
＜第２水晶振動子１００Ｂの製造方法＞
図６に示された第２水晶振動子１００Ｂの製造方法は、第１実施形態で説明された図３のフローチャートと同じである。但し、エッチングにより水晶フレーム２０の外形を形成するステップＳ１０１では各水晶フレーム２０に２つの「Ｌ」字型の間隙部２０３が形成され、フォトリソグラフィ及びエッチングにより引出電極２０５ａ、２０５ｂを形成するステップＳ１０３では図６に示された形状の引出電極２０５ａ、２０５ｂが形成される。
【００４７】
（第３実施形態）
＜第３水晶振動子１００Ｃの全体構成＞
第３水晶振動子１００Ｃの全体構成について、図７を参照しながら説明する。
図７は、第３水晶振動子１００Ｃの分解斜視図である。なお、図７においては接続電極（図２を参照）が省略されている。
第３水晶振動子１００Ｃと第２水晶振動子１００Ｂとはキャスタレーションの形状が異なっている。また、第２実施形態と同じ構成要件には同じ符号を付して説明する。
【００４８】
図７に示されたように、第３水晶振動子１００Ｃは同じ形状である一対の水晶平板３１と、一対の水晶平板３１に挟まれた水晶フレーム３０とを備える。また、窒素ガス中又は真空中で一対の水晶平板３１を水晶フレーム３０の両面に接合することで、一対の水晶平板３１及び水晶フレーム３０により窒素ガス又は真空で封止されたキャビティＣＴ（図２を参照）が形成される。
【００４９】
一対の水晶平板３１において、水晶平板３１の実装面Ｍ１には一対の外部電極３１５ａ、３１５ｂがそれぞれ形成され、水晶平板３１のＺ’軸方向の両辺には角丸長方形貫通孔ＢＨ２（図９を参照）を形成した際の一対の平板キャスタレーション３１６ａ、３１６ｂが形成されている。また、平板キャスタレーション３１６ａには外部電極３１５ａに接続された平板側面電極３１７ａが形成され、平板キャスタレーション３１６ｂには外部電極３１５ｂと接続された平板側面電極３１７ｂが形成されている。
【００５０】
水晶フレーム３０は水晶振動部１０１を囲む外枠３０２を含んでいる。また、外枠３０２の両面には励振電極１０４ａ、１０４ｂと導電された引出電極３０５ａ、３０５ｂがそれぞれ形成されている。さらに、水晶フレーム３０のＺ’軸方向の両辺には、角丸長方形貫通孔ＣＨ２（図８を参照）を形成した際の水晶キャスタレーション３０６ａ、３０６ｂが形成されている。また、一対の水晶キャスタレーション３０６ａ、３０６ｂには、引出電極３０５ａ、３０５ｂにそれぞれ接続されている同時に、上下の水晶平板１１に形成された平板側面電極３１７ａ、３１７ｂとそれぞれ接続された水晶側面電極３０７ａ、３０７ｂが形成されている。
【００５１】
＜第３水晶振動子１００Ｃの製造方法＞
図７に示された第３水晶振動子１００Ｃの製造方法は第１実施形態で説明された図３のフローチャートと同じである。但し、水晶フレーム３０の製造ステップＳ１０及び水晶平板３１の製造ステップＳ１１に係る角丸長方形貫通孔ＣＨ２及び角丸長方形貫通孔ＢＨ２の形状のみが異なっている。また、図８は水晶ウエハ３０Ｗの平面図で、図９は平板ウエハ３１Ｗの平面図である。
【００５２】
ステップＳ１０では、水晶フレーム３０が製造される。なお、エッチングにより複数の水晶フレーム３０の外形が形成される際に、各水晶フレーム３０のＺ’軸方向の両辺に図８に示されたように水晶ウエハ３０Ｗを貫通するように角丸長方形又は楕円形の角丸長方形貫通孔ＣＨ２が形成される。ここで、角丸長方形貫通孔ＣＨ２の半分が１つのキャスタレーション３０６ａ又は３０６ｂ（図７を参照）になる。
【００５３】
ステップＳ１１では、水晶平板３１が製造される。なお、各水晶平板３１のＺ’軸方向の両辺に図９に示されたように平板ウエハ３１Ｗを貫通するように角丸長方形又は楕円形の角丸長方形貫通孔ＢＨ２が形成される。ここで、角丸長方形貫通孔ＢＨ２の半分がそれぞれのキャスタレーション３１６ａ又は３１６ｂ（図７を参照）になる。
【００５４】
（第４実施形態）
＜第４水晶振動子１００Ｄの全体構成＞
第４水晶振動子１００Ｄの全体構成について、図１０を参照しながら説明する。
図１０は、第４水晶振動子１００Ｄの分解斜視図で、接続電極１１８ａ、１１８ｂ（図１１を参照）が省略されている。図１１は、第４水晶振動子１００Ｄの側面図である。また、第２実施形態と同じ構成要件には同じ符号を付して説明する。
【００５５】
図１０に示されたように、第４水晶振動子１００Ｄは第２実施形態で説明された第２圧電振動子１００Ｂと比べれば、水晶フレーム４０両面の例えば四隅の近傍に８つの突起１０８が形成されている。第１実施形態から第３実施形態では水晶振動部１０１の振動に影響を与えないように封止材ＳＬの厚さＷを励振電極の厚さＤより大きくしていた。しかし確実に封止材ＳＬの厚さＷを励振電極の厚さＤより厚くするために８つの突起１０８が形成されている。なお、第４実施形態では円錐台形状の突起１０８が用いられているが、円筒、多面柱又は角錐台の形状となってもよい。
【００５６】
水晶フレーム４０と２枚の水晶平板１１とを接合する際に、水晶平板１１が水晶フレーム４０に形成された突起１０８に当たって封止材ＳＬによる接合が十分にできるように、封止材ＳＬの使用量をより多めにすることが好ましい。例えば、接合前の封止材ＳＬの厚さを突起１０８の高さＨより大きくする。このとき、封止材ＳＬが水晶キャスタレーション１０６ａ、１０６ｂに形成された水晶側面電極１０７ａ、１０７ｂの一部を被覆しても、水晶側面電極１０７ａ、１０７ｂの外側に接続電極１１８ａ、１１８ｂが形成されているので、水晶側面電極１０７ａ、１０７ｂが平板側面電極１１７ａ、１１７ｂに確実に接続することができる（図２の点線Ｃの部分を参照）。
【００５７】
第４実施形態では、水晶フレーム４０の水晶接合面Ｍ３及びＭ４に突起１０８が４つずつ形成されているが、水晶接合面Ｍ３及びＭ４に３つずつ形成されてもよいし、５つ以上ずつ形成されてもよい。水晶接合面Ｍ３に形成された突起１０８に対応して水晶接合面Ｍ４の同じ位置にも突起１０８が形成されているが、水晶接合面Ｍ３と水晶接合面Ｍ４とに形成された突起がその数量又は位置が対応しなくてもよい。例えば、水晶接合面Ｍ３に３つの突起が形成され、水晶接合面Ｍ４には水晶接合面Ｍ３の突起と異なる位置に５つの突起が形成されてもよい。
【００５８】
＜第４水晶振動子１００Ｄの製造方法＞
図１０及び図１１に示された第４水晶振動子１００Ｄの製造方法は、第２実施形態で説明された第２水晶振動子１００Ｂの製造方法とほぼ同じである。但し、水晶フレーム４０の外形を形成する図３のフローチャートのステップＳ１０１において、エッチングにより水晶振動部１０１、接続部２０９ａ、２０９ｂ及び四隅の水晶キャスタレーション１０６ａ、１０６ｂを形成する同時に、８つの突起１０８を有する外枠４０２が形成される。
【００５９】
（第５実施形態）
＜第５水晶振動子１００Ｅの全体構成＞
第５水晶振動子１００Ｅの全体構成について、図１２を参照しながら説明する。
図１２は、第５水晶振動子１００Ｅにおける断面図である。
【００６０】
図１２に示されたように、第５水晶振動子１００Ｅは同じ形状である一対の水晶平板５１と、一対の水晶平板５１に挟まれた水晶フレーム１０とを備える。第５水晶振動子１００Ｅには第１実施形態で説明された第１水晶振動子１００Ａと比べれば、接続電極１１８ａ、１１８ｂ（図２を参照）が設けられていない。
【００６１】
また第５実施形態においては、外部電極５１５ａ、５１５ｂが＋Ｙ’側の水晶平板５１の実装面Ｍ１からその水晶平板５１の平板キャスタレーション１１６ａ、１１６ｂ、水晶フレーム１０の水晶キャスタレーション１０６ａ、１０６ｂ及び−Ｙ’側の水晶平板５１の平板キャスタレーション１１６ａ、１１６ｂを渡ってその水晶平板５１の実装面Ｍ１まで一体に形成されている。
【００６２】
このような構成によれば、例えば点線Ｃに示されたように水晶フレーム１０と−Ｙ’側の水晶平板５１とを接合する際に封止材ＳＬが外側に漏れて水晶側面電極１０７ｂの一部を覆った場合においても、それらの外側に外部電極５１５ｂを形成させることで外部電極５１５ｂと水晶側面電極１０７ｂとを確実に接続することができる。つまり、外部電極５１５ａ、５１５ｂが水晶側面電極１０７ａ、１０７ｂに接続された励振電極１０４ａ、１０４ｂに確実に接続することができる。
【００６３】
＜第５水晶振動子１００Ｅの製造方法＞
図１３は、第５水晶振動子１００Ｅの製造を示したフローチャートである。図１３において、第１実施形態の図３で説明された第１水晶振動子１００Ａの製造方法と同じステップは同じ符号を付して説明する。また、図１３のフローチャートでは水晶フレーム１０の製造ステップＳ１０と、一対の水晶平板５１の製造ステップＴ１１とが別々に並行して行うことができる。
【００６４】
第１実施形態と同様に、ステップＳ１０では水晶フレーム１０が製造され、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３を含んでいる。
【００６５】
ステップＴ１１では、水晶平板５１が製造される。ステップＴ１１は第１実施形態と同じステップＳ１１１及びＳ１１２を含んでいる。
【００６６】
ステップＳ１２では、水晶ウエハ１０Ｗ（図４を参照）における外枠１０２の両面に低融点ガラス又はポリイミド樹脂からなる封止材ＳＬが均一に形成される。
ステップＳ１３では、封止材ＳＬにより水晶ウエハ１０Ｗと、２枚の平板ウエハ１１Ｗとが接合される。
【００６７】
ステップＴ１４では、フォトレジストを使ってエッチングすることで、水晶平板５１の実装面Ｍ１（図１２を参照）の一部及び平板ウエハ１１Ｗの円形貫通孔ＢＨ１（図５を参照）と、水晶ウエハ１０Ｗの円形貫通孔ＣＨ１（図４を参照）に形成された水晶側面電極１０７ａ、１０７ｂを覆うように外部電極５１５ａ、５１５ｂが形成される。
【００６８】
ステップＳ１５において、第５水晶振動子１００Ｅを単位として切断する工程が行われる。これにより、数百から数千の正確な周波数に調整された第５水晶振動子１００Ｅが製造される。
【００６９】
（第６実施形態）
＜第６水晶振動子１００Ｆの全体構成＞
第６水晶振動子１００Ｆの全体構成について、図１４を参照しながら説明する。
図１４は、第６水晶振動子１００Ｆにおける図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。
【００７０】
図１４に示されたように、第６水晶振動子１００Ｆは同じ形状である一対の水晶平板１１と、一対の水晶平板１１に挟まれた水晶フレーム６０とを備える。ここで、第６水晶振動子１００Ｆにおいて第１実施形態と同じ構成要件には同じ符号を付して説明する。
【００７１】
第１〜第５実施形態で説明された水晶振動子において、一対の水晶平板と水晶フレームとが平板状となっているので、水晶振動部１０１の振動に影響を与えないように封止材ＳＬ又は突起１０８は一定の厚さ又は高さが必要となる。これに対応して、第６実施形態の第６水晶振動子１００Ｆの水晶フレーム６０は水晶振動部６０１が外枠１０２より薄く構成された逆メサ型となっている。
【００７２】
一対の水晶平板１１と水晶フレーム６０の外枠１０２とが密着されても水晶フレーム６０が逆メサ型となっているので、封止材ＳＬの厚さを励振電極の厚さより厚くするする必要がない。封止材ＳＬの厚さが薄くても、平板接合面Ｍ２が水晶振動部１０１に接触しないため、第６水晶振動子１００Ｆは正確な周波数で振動する。
【００７３】
＜第６水晶振動子１００Ｆの製造方法＞
図１４に示された第６水晶振動子１００Ｆの製造方法は、第１実施形態で説明された図３のフローチャートと同じである。但し、図３のフローチャートで説明された水晶フレームの外形を形成するステップＳ１０１において、第１実施形態より水晶振動部６０１をより多めにエッチングして、逆メサ型の水晶フレーム６０が形成される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、本発明は、圧電振動子以外にも、発振回路を組み込んだＩＣなどをベース部上に配置させた圧電発振器にも適用できる。また、本明細書ではＡＴカット型の圧電振動片を一例として説明したが、一対の振動腕を有する音叉型の圧電振動片にも適用できる。また一対の水晶平板１１は、水晶以外の圧電体又はガラスなどで形成されてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１０〜４０、６０  …  水晶フレーム
１０Ｗ、３０Ｗ  …  水晶ウエハ
１１、３１、５１  …  水晶平板
１１Ｗ、３１Ｗ  …  平板ウエハ、
１００Ａ〜１００Ｆ  …  水晶振動子
１０１、６０１  …  水晶振動部
１０２、２０２、３０２、４０２  …  外枠
１０３、２０３  …  間隙部
１０４ａ、１０４ｂ  …  励振電極
１０５ａ、１０５ｂ、２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｂ、６０５ａ、６０５ｂ  …  引出電極
１０６ａ、１０６ｂ、３０６ａ、３０６ｂ、１１６ａ、１１６ｂ、３１６ａ、３１６ｂ  …  キャスタレーション
１０７ａ、１０７ｂ、３０７ａ、３０７ｂ、１１７ａ、１１７ｂ、３１７ａ、３１７ｂ  …  側面電極
１０８  …  突起
１１８ａ、１１８ｂ  …  接続電極
ＢＨ、ＣＨ  …  貫通孔
ＣＬ  …  カットライン
ＣＴ  …  キャビティ
Ｄ  …  電極の厚さ
Ｈ  …  突起の高さ
Ｍ１  …  実装面、  Ｍ２  …  平板接合面、  Ｍ３、Ｍ４  …  水晶接合面
ＳＬ  …  封止材
Ｗ  …  封止材の厚さ
【図１】
2012015824.tif 000003
【図２】
2012015824.tif 000004
【図３】
2012015824.tif 000005
【図４】
2012015824.tif 000006
【図５】
2012015824.tif 000007
【図６】
2012015824.tif 000008
【図７】
2012015824.tif 000009
【図８】
2012015824.tif 000010
【図９】
2012015824.tif 000011
【図１０】
2012015824.tif 000012
【図１１】
2012015824.tif 000013
【図１２】
2012015824.tif 000014
【図１３】
2012015824.tif 000015
【図１４】
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