(57)【要約】【課題】  電気配線にショートが発生せず、導電面積が確保できる圧電振動フレーム及び圧電デバイスを提供することを目的とする。【解決手段】  圧電振動フレーム（１０）は、表面（Ｍｅ）に形成された第１励振電極（１０２ａ）と裏面（Ｍｉ）に形成された第２励振電極（１０２ｂ）とを有する圧電振動片（１０１）と、枠体（１０４）と、連結部（１０５ａ、１０５ｂ）と、第１励振電極から枠体に形成された第１引出電極（１０３ａ）と、第２励振電極から枠体に形成された第２引出電極（１０３ｂ）と、を備える。第１引出電極は枠体の裏面の少なくとも１つの第１角部（ＢＧ１）に引き出され、第２引出電極は枠体の表面の少なくとも１つの第２角部（ＢＧ２）に引き出され、第１角部に一番近い枠体の内側面（ＩＳ１）は面取りされており、第２角部に一番近い枠体の内側面（ＩＳ２）は面取りされている。【選択図】  図２Ａ
2012195630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に形成された第１励振電極と前記表面の反対の裏面に形成された第２励振電極とを有する圧電振動片と、
表裏面を有し、前記圧電振動片を囲むように形成される矩形形状の枠体と、
前記圧電振動片と前記枠体とを連結する連結部と、
前記第１励振電極から前記連結部を介して引き出され前記枠体の全周囲の前記表面に形成された第１引出電極と、
前記第２励振電極から前記連結部を介して引き出され前記枠体の全周囲の前記裏面に形成された第２引出電極と、を備え、
前記第１引出電極は前記枠体の前記裏面の少なくとも１つの第１角部に引き出され、前記第２引出電極は前記枠体の前記表面の少なくとも１つの第２角部に引き出され、
前記第１角部に一番近い前記枠体の内側面は面取りされており、前記第２角部に一番近い前記枠体の内側面は面取りされている圧電振動フレーム。
【請求項２】
前記面取りは、Ｒ０．０６ｍｍ〜Ｒ０．１ｍｍのＲ面取りを含む請求項１に記載の圧電振動フレーム。
【請求項３】
前記面取りは、Ｃ０．０６ｍｍ〜Ｃ０．１ｍｍのＣ面取りを含む請求項１に記載の圧電振動フレーム。
【請求項４】
前記第１角部及び前記第２角部には、前記圧電振動フレームの外周から凹んだキャスタレーションが形成され、
前記表面に形成された前記第１引出電極は、前記第１角部に形成された前記キャスタレーションを介して前記裏面まで引き出され、
前記裏面に形成された前記第２引出電極は、前記第２角部に形成された前記キャスタレーションを介して前記表面まで引き出されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動フレーム。
【請求項５】
前記表面に形成された前記第１引出電極は、前記第２角部側で前記第２引出電極と所定距離離れて形成され、
前記裏面に形成された前記第２引出電極は、前記第１角部側で前記第１引出電極と所定距離離れて形成されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧電振動フレーム。
【請求項６】
前記枠体の前記表面に形成された前記第１引出電極に対応するように、外周に第１金属膜が形成された第１接合面を有する第１板と、
前記枠体の前記裏面に形成された前記第２引出電極に対応するように、外周に第２金属膜が形成された第２接合面を有する第２板と、を備え、
前記請求項１から請求項５のいずれか一項の圧電振動フレームの前記第１引出電極と前記第１板の前記第１金属膜とが接合され、前記請求項１から請求項５のいずれか一項の圧電振動フレームの前記第２引出電極と前記第２板の前記第２金属膜とが接合される圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全面に引出電極が形成された枠体を有する圧電振動フレーム及びその圧電振動フレームを備える表面実装型の圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子やＳＡＷフィルタなどの圧電デバイスは、表面実装型（ＳＭＤ：Surface Mounted Device）タイプのパッケージが主に用いられている。パッケージは、エッチングにより形成された水晶などの圧電材料を用いた水晶パッケージまたはガラスを用いたガラスパッケージが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された圧電デバイスでは、圧電振動フレームの枠体における両面の全面に引出電極が形成され、パッケージを形成するリッド部及びベース部の圧電振動フレームと接合される面の全面に接合用金属膜がそれぞれ形成されている。また、金属系ロウ材により引出電極と接合用金属膜とを接合することで圧電デバイスが製造される。
【０００４】
さらに、特許文献１の圧電デバイスはウエハ状態で製造できるように圧電振動フレーム及びベース部の四隅にキャスタレーションが形成され、キャスタレーションに電極としての金属膜が形成されている。これにより、キャスタレーションに形成された金属膜を介してベース部の実装端子と圧電振動フレームの励振電極から引き出された引出電極とが電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００７／０２３６８５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された圧電デバイスでは、エッチング工程により形状が加工される際、水晶のエッチング異方性により正確な外形加工が困難である。したがって、形状加工後の露光工程で光の当たり方に影響を与えるため、電気配線を行うとショートしてしまうことがある。さらに、圧電振動フレームにキャスタレーションが形成されることで、導電面積が確保できず抵抗悪化になることがある。
【０００７】
本発明は、電気配線にショートが発生せず、導電面積が確保できる圧電振動フレーム及び圧電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】
【０００８】
第１観点の圧電振動フレームは、表面に形成された第１励振電極と表面の反対の裏面に形成された第２励振電極とを有する圧電振動片と、表裏面を有し圧電振動片を囲むように形成される矩形形状の枠体と、圧電振動片と枠体とを連結する連結部と、第１励振電極から連結部を介して引き出され枠体の全周囲の表面に形成された第１引出電極と、第２励振電極から連結部を介して引き出され枠体の全周囲の裏面に形成された第２引出電極と、を備える。また圧電振動フレームにおいて、第１引出電極は枠体の裏面の少なくとも１つの第１角部に引き出され、第２引出電極は枠体の表面の少なくとも１つの第２角部に引き出され、第１角部に一番近い枠体の内側面は面取りされており、第２角部に一番近い枠体の内側面は面取りされている。
【０００９】
第２観点の圧電振動フレームにおいて、面取りはＲ０．０６ｍｍ〜Ｒ０．１ｍｍのＲ面取りを含む。
第３観点の圧電振動フレームにおいて、面取りはＣ０．０６ｍｍ〜Ｃ０．１ｍｍのＣ面取りを含む。
【００１０】
第４観点の圧電振動フレームにおいて、第１角部及び第２角部には圧電振動フレームの外周から凹んだキャスタレーションが形成され、表面に形成された第１引出電極は第１角部に形成されたキャスタレーションを介して裏面まで引き出され、裏面に形成された第２引出電極は第２角部に形成されたキャスタレーションを介して表面まで引き出されている。
【００１１】
第５観点の圧電振動フレームにおいて、表面に形成された第１引出電極は第２角部側で第２引出電極と所定距離離れて形成され、裏面に形成された第２引出電極は、第１角部側で第１引出電極と所定距離離れて形成されている。
【００１２】
第６観点の圧電デバイスは、枠体の表面に形成された第１引出電極に対応するように外周に第１金属膜が形成された第１接合面を有する第１板と、枠体の裏面に形成された第２引出電極に対応するように外周に第２金属膜が形成された第２接合面を有する第２板と、を備える。また圧電デバイスにおいて、圧電振動フレームの第１引出電極と第１板の第１金属膜とが接合され、圧電振動フレームの第２引出電極と第２板の第２金属膜とが接合される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、電気配線にショートが発生せず、導電面積が確保できる圧電振動フレーム及び圧電デバイスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】水晶振動子１００の分解斜視図である。
【図２Ａ】（ａ）は、＋Ｙ’軸側から見た水晶フレーム１０の平面図である。  （ｂ）は、−Ｙ’軸側から見た水晶フレーム１０の平面図である。
【図２Ｂ】（ａ）は、＋Ｙ’軸側から見た水晶フレーム１０’の平面図である。  （ｂ）は、−Ｙ’軸側から見た水晶フレーム１０’の平面図である。
【図３】＋Ｙ’軸側から見たベース部１２の平面図である。
【図４】−Ｙ’軸側から見たリッド部１１の平面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図６】水晶振動子１００の製造方法を示したフローチャートである。
【図７】リッドウエハ１１Ｗの平面図である。
【図８】＋Ｙ’軸側から見た水晶ウエハ１０Ｗの平面図である。
【図９】−Ｙ’軸側から見た水晶ウエハ１０Ｗの平面図である。
【図１０】ベースウエハ１２Ｗの平面図である。
【図１１】（ａ）は、図７〜図１０におけるＢ−Ｂ断面図で、共晶金属ＥＣが共晶金属用溝部に載置された状態を示した図である。  （ｂ）は、図７〜図１０におけるＢ−Ｂ断面図で、リッドウエハ１１Ｗと水晶ウエハ１０Ｗとベースウエハ１２Ｗとが共晶金属ＥＣにより接合された状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施形態では、圧電振動フレームとしてＡＴカットの水晶フレームが使われている。つまり、ＡＴカットの水晶フレームは、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分傾斜されている。このため、ＡＴカットの水晶フレームのＸ軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、本実施形態では水晶フレームの長手方向をＸ軸方向、水晶フレームの高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ軸方向及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。
【００１６】
（水晶振動子１００の全体構成）
水晶振動子１００は、表面実装型でありプリント基板等に実装されて使用される。水晶振動子１００の全体構成について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は、水晶振動子１００の分解斜視図である。図２Ａ（ａ）は＋Ｙ’軸側から見た水晶フレーム１０の平面図で、図２Ａ（ｂ）は−Ｙ’軸側から見た水晶フレーム１０の平面図である。図３は＋Ｙ’軸側から見たベース部１２の平面図で、図４は−Ｙ’軸側から見たリッド部１１の平面図で、図５は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
図１に示されたように、水晶振動子１００はリッド凹部１１１を有するリッド部１１と、ベース凹部１２１を有するベース部１２と、リッド部１１及びベース部に挟まれた水晶フレーム１０とを備える。
【００１８】
＜水晶フレーム１０の構成＞
まず、水晶フレーム１０の構成について、図１及び図２Ａを参照しながら説明する。図１に示されたように、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’側の表面Ｍｅと−Ｙ’側の裏面Ｍｉ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を囲む枠体１０４とで構成されている。水晶振動部１０１と枠体１０４との間には、表面Ｍｅから裏面Ｍｉまで貫通する貫通開口部１０８が形成される。貫通開口部１０８が形成されていない部分が水晶振動部１０１と枠体１０４とを連結する連結部１０５ａ、１０５ｂとなっている。ここで、連結部１０５ａ水晶振動部１０１の−Ｚ’軸側に接続され、連結部１０５ｂは水晶振動部１０１の＋Ｚ’軸側に接続されている。
【００１９】
また、水晶フレーム１０の四隅の角部には、貫通孔ＣＨ（図８及び図９を参照）を形成した際のキャスタレーション１０６ａ、１０６ｂがそれぞれ形成されている。具体的には、図２Ａに示されたように水晶フレーム１０の＋Ｘ軸側の第１角部ＢＧ１に一対のキャスタレーション１０６ａが形成され、水晶フレーム１０の−Ｘ軸側の第２角部ＢＧ２に一対のキャスタレーション１０６ｂが形成されている。
【００２０】
図２Ａ（ａ）に示されたように、水晶フレーム１０は水晶振動部１０１の表面Ｍｅに第１励振電極１０２ａが形成されている。また、水晶フレーム１０の表面Ｍｅには第１励振電極１０２ａから引き出された第１引出電極１０３ａが形成されている。なお、第１引出電極１０３ａは水晶振動部１０１の−Ｚ’軸側から連結部１０５ａを介して枠体１０４の全面に形成されている。さらに、水晶フレーム１０の表面Ｍｅに形成された第１引出電極１０３ａは第１角部ＢＧ１に形成されたキャスタレーション１０６ａを介して水晶フレーム１０の裏面Ｍｉまで引き出される（図２Ａ（ｂ）を参照）。
【００２１】
図２Ａ（ｂ）に示されたように、水晶フレーム１０は水晶振動部１０１の裏面Ｍｉに第２励振電極１０２ｂが形成されている。また、水晶フレーム１０の裏面Ｍｉには第２励振電極１０２ｂから引き出された第２引出電極１０３ｂが形成されている。なお、第２引出電極１０３ｂは水晶振動部１０１の＋Ｚ’軸側から連結部１０５ｂを介して枠体１０４の全面に形成されている。さらに、水晶フレーム１０の裏面Ｍｉに形成された第２引出電極１０３ｂは第２角部ＢＧ２に形成されたキャスタレーション１０６ｂを介して水晶フレーム１０の表面Ｍｅまで引き出される（図２Ａ（ａ）を参照）。
【００２２】
ここで、第１励振電極１０２ａ、第２励振電極１０２ｂ、第１引出電極１０３ａ及び第２引出電極１０３ｂは例えば下地としてのクロム（Ｃｒ）層が用いられ、クロム層の上面に金（Ａｕ）層が用いられる。なお、クロム層の厚さは例えば０．０５μｍ〜０．１μｍで、金層の厚さは例えば０．２μｍ〜２μｍである。
【００２３】
また図２Ａに示されたように、表面Ｍｅ及び裏面Ｍｉにおいて、第１引出電極１０３ａと第２引出電極１０３ｂとは幅Ｗ１の隙間ＳＰを離れて形成されている。これにより、第１引出電極１０３ａと第２引出電極１０３ｂとがショートしないように確保することができる。
【００２４】
さらに、水晶フレーム１０の貫通開口部１０８は、第１角部ＢＧ１に近い内側面ＩＳ１及び第２角部ＢＧ２に近い内側面ＩＳ２がＲ面取りされている。ここで、Ｒ面取りはＲ０．０６ｍｍ〜Ｒ０．１ｍｍであればよい。例えば、水晶振動子１００が１２１０型（長さ１．２ｍｍ、幅１．０ｍｍ）である場合にはＲ０．０６ｍｍとし、水晶振動子１００が１６１２型（長さ１．６ｍｍ、幅１．２ｍｍ）である場合にはＲ０．０８ｍｍとし、水晶振動子１００が２０１６型（長さ２．０ｍｍ、幅１．６ｍｍ）である場合にはＲ０．１ｍｍとすることが好ましい。一方、本実施形態ではＲ面取りについて説明したが、Ｃ０．０６ｍｍ〜Ｃ０．１ｍｍのＣ面取りでもよい。
【００２５】
内側面ＩＳ１及びＩＳ２が面取りされることにより、隙間ＳＰの幅Ｗ１をより広くすることができ、第１引出電極１０３ａ及び第２引出電極１０３ｂの幅を広くすることができる。特に、隙間ＳＰ側の第１引出電極１０３ａ及び第２引出電極１０３ｂの幅Ｗ２がより大きくなり、導電面積が確保され抵抗悪化を防止することができる。
【００２６】
また、内側面が面取りされていないと、後述する水晶フレームの製造工程における各電極を形成する際の露光工程（図６のステップＳ１２２）で、光の当たり方が悪くなり内側面のレジストの残渣が残って表面Ｍｅ及び裏面Ｍｉに形成された引出電極同士がショートしてしまうことがある。なお、内側面ＩＳ１及びＩＳ２を面取りすることで、第１引出電極１０３ａ及び第２引出電極１０３ｂと内側面ＩＳ１及びＩＳ２の縁部との間に余裕の空間１０７が形成される。これにより、内側面にレジストの残渣が残って表面Ｍｅ及び裏面Ｍｉに形成された第１引出電極１０３ａと第２引出電極１０３ｂとがショートすることを防止することができる。
【００２７】
さらに、図２Ｂに示されたように、水晶フレーム１０’の内側面ＩＳ１及びＩＳ２が面取りされているので、表面Ｍｅに形成された第１引出電極１０３ａ’及び裏面Ｍｉに形成された第２引出電極１０３ｂ’がより広い幅で形成することができる。つまり、図２Ｂに示されたように、第１引出電極１０３ａ’及び第２引出電極１０３ｂ’は空間１０７’を保ちながら内側面ＩＳ１及びＩＳ２側にさらに近づいて形成することができる。これにより、第１引出電極１０３ａ’及び第２引出電極１０３ｂ’の幅Ｗ２がより大きくなり、導電面積が確保され抵抗悪化を防止することができる。
【００２８】
＜ベース部１２の構成＞
次に、ベース部１２の構成について、図１及び図３を参照しながら説明する。図１に示されたように、ベース部１２はガラス又は水晶材料で形成され、その＋Ｙ’側の面にベース凹部１２１の周囲に形成された第２接合面Ｍ２を有している。ベース部１２の四隅には、貫通孔ＢＨ（図１０を参照）を形成した際のキャスタレーション１２６ａ、１２６ｂが形成されている。具体的には、ベース部１２の＋Ｘ軸側に一対のキャスタレーション１２６ａが形成され、ベース部１２の−Ｘ軸側に一対のキャスタレーション１２６ｂが形成されている。
【００２９】
ベース部１２において、実装面Ｍ３の＋Ｘ軸側には実装端子１２５ａが形成され、実装面Ｍ３の−Ｘ軸側には実装端子１２５ｂが形成されている。図３に示されたように、実装端子１２５ａは一対のキャスタレーション１２６ａを介して第２端面Ｍ２まで伸びで形成され、実装端子１２５ｂは一対のキャスタレーション１２６ｂを介して第２端面Ｍ２まで伸びで形成されている。
【００３０】
また、水晶フレーム１０の枠体１０４の裏面Ｍｉ（図２Ａ（ｂ）を参照）に形成された第２引出電極１０３ｂ（図２Ａ（ｂ）を参照）に対応するように、ベース部１２の第２端面Ｍ２には第２金属膜１２２が形成されている。つまり、ベース部１２の第２端面Ｍ２において、第２金属膜１２２は実装端子１２５ｂとは一体となっているが、実装端子１２５ａとは幅Ｗ１の隙間ＳＰを形成するように離れて形成されている。
【００３１】
＜リッド部１１の構成＞
次に、リッド部１１の構成について、図４を参照しながら説明する。図４に示されたように、リッド部１１はガラス又は水晶材料で形成され、その−Ｙ’側の面にリッド凹部１１１の周囲に形成された第１接合面Ｍ１を有している。
【００３２】
また、水晶フレーム１０の枠体１０４の表面Ｍｅ（図２Ａ（ａ）を参照）に形成された第１引出電極１０３ａ（図２Ａ（ａ）を参照）に対応するように、リッド部１１の第１端面Ｍ１には第１金属膜１１２が形成されている。
【００３３】
＜水晶振動子１００の組み立て＞
最後に、水晶振動子１００の組み立てについて、図１及び図５を参照しながら説明する。図１及び図５に示されたように、リッド部１１が水晶フレーム１０の＋Ｙ’軸側に接合され、ベース部１２が水晶フレーム１０の−Ｙ’軸側に接合される。すなわち、リッド部１１の第１接合面Ｍ１に形成された第１金属膜１１２と水晶フレーム１０の枠体１０４の表面Ｍｅに形成された第１引出電極１０３ａとが接合される。同様に、ベース部１２の第２接合面Ｍ２に形成された第２金属膜１２２と水晶フレーム１０の枠体１０４の裏面Ｍｉに形成された第２引出電極１０３ｂとが接合される。なお、第１金属膜１１２と第１引出電極１０３ａと、及び第２金属膜１２２と第２引出電極１０３ｂとは共晶金属により接合される。共晶金属としては、金シリコン（Ａｕ３．１５Ｓｉ）合金、金ゲルマニューム（Ａｕ１２Ｇｅ）合金又は金スズ（Ａｕ２０Ｓｎ）合金が使用される。共晶金属による接合については、図１１で詳しく説明する。これにより、水晶フレーム１０の水晶振動部１０１を密封したキャビティＣＴが形成される。キャビティＣＴは、窒素ガスで満たされたり又は真空状態にされたりする。
【００３４】
ここで、キャスタレーション１２６ａを介してベース部１２の第２端面Ｍ２まで形成された実装端子１２５ａと水晶フレーム１０の枠体１０４の裏面Ｍｉに形成された第１引出電極１０３ａとが導電される。同様に、キャスタレーション１２６ｂを介してベース部１２の第２端面Ｍ２まで形成された実装端子１２５ｂと水晶フレーム１０の枠体１０４の裏面Ｍｉに形成された第２引出電極１０３ｂとが導電される。つまり、ベース部１２に形成された実装端子１２５ａと水晶フレーム１０の第１励振電極１０２ａとが導電され、ベース部１２に形成された実装端子１２５ｂと水晶フレーム１０の第２励振電極１０２ｂとが導電される。これにより、実装端子１２５ａ、１２５ｂに交番電圧（正負を交番する電位）が印加されると、水晶振動部１０１が厚みすべり振動することができる。
【００３５】
水晶フレーム１０の表面Ｍｅにおいて、接合されている第１金属膜１１２及び第１引出電極１０３ａは第２引出電極１０３ｂと幅Ｗ１の隙間ＳＰを形成するように離れて形成されるので、第１引出電極１０３ａと第２引出電極１０３ｂとは絶縁されている。同様に、水晶フレーム１０の裏面Ｍｉにおいて、接合されている第２金属膜１２２及び第２引出電極１０３ｂは第１引出電極１０３ａと幅Ｗ１の隙間ＳＰを形成するように離れて形成されるので、第１引出電極１０３ａと第２引出電極１０３ｂとは絶縁されている。
【００３６】
（水晶振動子１００の製造方法）
図６は、水晶振動子１００の製造方法を示したフローチャートである。図６において、リッド部１１の製造ステップＳ１１と、水晶フレーム１０の製造ステップＳ１２と、ベース部１２の製造ステップＳ１３とは別々に並行して行うことができる。図７は、リッドウエハ１１Ｗの平面図である。図８は、＋Ｙ’軸側から見た水晶ウエハ１０Ｗの平面図である。図９は、−Ｙ’軸側から見た水晶ウエハ１０Ｗの平面図である。図１０は、ベースウエハ１２Ｗの平面図である。
【００３７】
ステップＳ１１では、リッド部１１が製造される。ステップＳ１１はステップＳ１１１及びＳ１１２を含んでいる。
ステップＳ１１１において、図７に示されたように、均一厚さの水晶平板のリッドウエハ１１Ｗにリッド凹部１１１が数百から数千個形成される。リッドウエハ１１Ｗには、エッチング又は機械加工によりリッド凹部１１１が形成され、リッド凹部１１１の周囲には第１接合面Ｍ１が形成される。同時に、リッド部１１の四辺のほぼ中央部には後述するステップＳ１４で球形の共晶金属ＥＣの位置決めをする共晶金属用溝部１１３がそれぞれ形成される。すなわち、Ｘ軸及びＺ’軸方向に隣り合ったリッド部１１の間に共晶金属用溝部１１３が形成される。
【００３８】
ステップＳ１１２において、図７に示されたように、スパッタリングまたは真空蒸着によりリッドウエハ１１Ｗの第１接合面Ｍ１に第１金属膜１１２が形成される。ここで、第１金属膜１１２は後述するステップＳ１２２で形成される第１引出電極１０３ａの形状に対応するように、リッド部１１の四隅の箇所１１４に形成されていない。
【００３９】
ステップＳ１２では、水晶フレーム１０が製造される。ステップＳ１２はステップＳ１２２及びＳ１２２を含んでいる。
ステップＳ１２１において、図８及び図９に示されたように、均一の水晶ウエハ１０Ｗ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、枠体１０４と、貫通開口部１０８とが形成される。同時に、各水晶フレーム１０の四隅には水晶ウエハ１０Ｗを貫通するように円形の貫通孔ＣＨが形成される。貫通孔ＣＨが４分割されると１つのキャスタレーション１０６ａ、１０６ｂ（図２Ａを参照）になる。同時に、水晶フレーム１０の四辺のほぼ中央部には後述するステップＳ１４で球形の共晶金属ＥＣの位置決めをする共晶金属用溝部１０９がそれぞれ形成される。すなわち、Ｘ軸及びＺ’軸方向に隣り合った水晶フレーム１０の間に共晶金属用溝部１０９が形成される。また、ステップＳ１２１では貫通開口部１０８における貫通孔ＣＨと一番近い内側面ＩＳがＲ面取りされるように、水晶ウエハ１０Ｗがエッチングされる。
【００４０】
ステップＳ１２２において、まずスパッタリングまたは真空蒸着によって水晶ウエハ１０Ｗの両面及び貫通孔ＣＨに金属層が形成される。そして、金属層の全面にレジストが均一に塗布される。その後、露光装置（不図示）を用いて、フォトマスクに描かれた第１励振電極１０２ａ、第２励振電極１０２ｂ、第１引出電極１０３ａ及び第２引出電極１０３ｂのパターンが水晶ウエハ１０Ｗに露光される。次に、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８及び図９に示されたように水晶ウエハ１０Ｗ両面には第１励振電極１０２ａ、第２励振電極１０２ｂ、第１引出電極１０３ａ及び第２引出電極１０３ｂが形成され、貫通孔ＣＨには第１引出電極１０３ａ及び第２引出電極１０３ｂが形成される。
【００４１】
ここで、図８に示されたように、各水晶フレーム１０は表面Ｍｅにおいて−Ｘ軸側で第１引出電極１０３ａと第２引出電極１０３ｂとが幅Ｗ１（図２Ａ（ａ）を参照）の隙間ＳＰにより絶縁される。一方、図９に示されたように、各水晶フレーム１０は裏面Ｍｉにおいて＋Ｘ軸側で第１引出電極１０３ａと第２引出電極１０３ｂとが幅Ｗ１（図２Ａ（ｂ）を参照）の隙間ＳＰにより絶縁される。これにより、第１引出電極１０３ａと第２引出電極１０３ｂとがショートしないように確保することができる。
【００４２】
また、内側面ＩＳがステップＳ１２１で面取りされることにより、隙間ＳＰの幅Ｗ１をより広くすることができ、第１引出電極１０３ａ及び第２引出電極１０３ｂの幅を広くすることができる。特に、隙間ＳＰ側の第１引出電極１０３ａ及び第２引出電極１０３ｂの幅Ｗ２（図２Ａを参照）がより大きくなり、導電面積が確保され抵抗悪化を防止することができる。
【００４３】
さらに、内側面ＩＳ１及びＩＳ２を面取りすることで、第１引出電極１０３ａ及び第２引出電極１０３ｂと内側面ＩＳ１及びＩＳ２の縁部との間に余裕の空間１０７が形成される。これにより、内側面にレジストの残渣が残って表面Ｍｅ及び裏面Ｍｉに形成された第１引出電極１０３ａと第２引出電極１０３ｂとがショートすることを防止することができる。図２Ａを参照する。
【００４４】
ステップＳ１３では、ベース部１２が製造される。ステップＳ１３はステップＳ１３１及びＳ１３２を含んでいる。
ステップＳ１３１において、図１０に示されたように、均一厚さの水晶平板のベースウエハ１２Ｗにベース凹部１２１が数百から数千個形成される。ベースウエハ１２Ｗには、エッチング又は機械加工によりベース凹部１２１が形成され、ベース凹部１２１の周囲には第２接合面Ｍ２が形成される。同時に、各ベース部１２の四隅にはベースウエハ１２Ｗを貫通するように円形の貫通孔ＢＨが形成される。貫通孔ＢＨが４分割されると１つのキャスタレーション１２６ａ、１２６ｂ（図１を参照）になる。同時に、ベース部１２の四辺のほぼ中央部には後述するステップＳ１４で球形の共晶金属ＥＣの位置決めをする共晶金属用溝部１２８がそれぞれ形成される。すなわち、Ｘ軸及びＺ’軸方向に隣り合ったベース部１２の間に共晶金属用溝部１２８が形成される。
【００４５】
ステップＳ１３２において、スパッタ及びエッチング方法によってベース部１２の実装面Ｍ３に一対の実装端子１２５ａ、１２５ｂが形成される（図１を参照）。同時に、図１０に示されたように、スパッタリングまたは真空蒸着によりベースウエハ１２Ｗの第２接合面Ｍ２に第２金属膜１２２が形成される。ここで、第２金属膜１２２はステップＳ１２２で形成された水晶ウエハ１０Ｗの裏面Ｍｉの第２引出電極１０３ｂと同じ形状に形成される。つまり、第２金属膜１２２は実装端子１２５ｂと一体となり、実装端子１２５ａとは幅Ｗ１（図３を参照）の隙間ＳＰにより絶縁される。
【００４６】
ステップＳ１４では、複数の球形の共晶金属ＥＣが図１１（ａ）に示されたように共晶金属用溝部に載置される。図１１（ａ）は、図７〜図１０におけるＢ−Ｂ断面図で、共晶金属ＥＣが共晶金属用溝部に載置された状態を示した図である。図１１（ａ）に示されたように、ベースウエハ１２Ｗをテーブル（図示しない）に置き、ベースウエハ１２Ｗの共晶金属用溝部１２８及び水晶ウエハ１０Ｗの表面Ｍｅにおける共晶金属用溝部１０９に球形の共晶金属ＥＣが載置される。
【００４７】
ステップＳ１５では、リッドウエハ１１Ｗと水晶ウエハ１０Ｗとベースウエハ１２Ｗとが図１１（ｂ）に示されたように共晶金属ＥＣにより接合される。図１１（ｂ）は、図７〜図１０におけるＢ−Ｂ断面図で、リッドウエハ１１Ｗと水晶ウエハ１０Ｗとベースウエハ１２Ｗとが共晶金属ＥＣにより接合された状態を示した図である。ここで、真空中又は不活性雰囲気中で共晶金属ＥＣが溶かされる。溶けられた共晶金属ＥＣは毛細管現象によりリッドウエハ１１Ｗの第１金属膜１１２と水晶ウエハ１０Ｗの表面Ｍｅの第１引出電極１０３ａとの間、及び水晶ウエハ１０Ｗの裏面Ｍｉの第２引出電極１０３ｂとベースウエハ１２Ｗの第２金属膜１２２との間を流れる。これにより、第１金属膜１１２、第１引出電極１０３ａ、第２引出電極１０３ｂ及び第２金属膜１２２の表面が濡らされる。また、隣り合う共晶金属用溝部までの距離はほぼ均等であるため、第１金属膜１１２、第１引出電極１０３ａ、第２引出電極１０３ｂ及び第２金属膜１２２の表面を十分に濡らすことができる。
【００４８】
ステップＳ１６では、接合されたリッドウエハ１１Ｗと、水晶ウエハ１０Ｗと、ベースウエハ１２Ｗとが個々に切断される。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７〜図１０に示された一点鎖線のスクライブラインＳＬに沿って水晶振動子１００を単位として個片化する。これにより、数百から数千の水晶振動子１００が製造される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上、本明細書では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。
【００５０】
例えば、本明細書ではＡＴカットされた水晶フレームを一例として説明したが、一対の振動腕を有する音叉型水晶フレームにも適用される。
また、本明細書ではリッド部、水晶フレーム及びベース部が共晶金属により接合されるが、陽極接合などにより直接に接合されてもよい。
さらに、本発明は水晶振動子以外にも、発振回路を組み込んだＩＣなどをキャビティ内に収容した圧電発振器にも適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  …  水晶フレーム、  １０Ｗ  …  水晶ウエハ
１１  …  リッド部、  １１Ｗ  …  リッドウエハ
１２  …  ベース部、  １２Ｗ  …  ベースウエハ
１００  …  水晶振動子
１０１  …  水晶振動部
１０２ａ  …  第１励振電極、  １０２ｂ  …  第２励振電極
１０３ａ  …  第１引出電極、  １０３ｂ  …  第２引出電極
１０４  …  枠体
１０５ａ、１０５ｂ  …  連結部
１０６ａ、１０６ｂ、１２６ａ、１２６ｂ  …  キャスタレーション
１０８  …  貫通開口部
１０９、１１３、１２８  …  共晶金属用溝部
１１１  …  リッド凹部、  １２１  …  ベース凹部
１１２  …  第１金属膜、  １２２  …  第２金属膜
１２５ａ、１２５ｂ  …  実装端子
ＢＧ１  …  第１角部、  ＢＧ２  …  第２角部
ＣＴ  …  キャビティ
ＥＣ  …  共晶金属
ＩＳ、ＩＳ１、ＩＳ２  …  内側面
Ｍ１  …  第１端面、  Ｍ２  …  第２端面
Ｍｅ  …  表面、  Ｍｉ  …  裏面
ＳＬ  …  スクライブライン
ＳＰ  …  隙間
Ｗ１  …  隙間の幅
Ｗ２  …  隙間側の第１引出電極又は第２引出電極の幅
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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