(57)【要約】【課題】  封止材のキャビティ内への流入を抑制するとともに、第１板と第２板との接合強度を高める水晶振動子を提供する。【解決手段】  水晶振動子（１００）は、第１面とその第１面の反対側の第２面とを有する第１板（４０）と、第３面とその第３面の反対側の第４面とを有する第２板（１０）と、第１板の第２面と第２板の第３面との間に環状に配置され第１板と第２板とを接合する環状の接合材（ＬＧ）と、第２面又は第３面の少なくとも一方に、接合材の環状に沿って接合材が入り込んだ第１溝部（４０２）と、第２面又は第３面の少なくとも一方に、接合材の環状の内側に第１溝部（４０２）に並んで形成される第２溝部（４０３）と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面とその第１面の反対側の第２面とを有する第１板と、
第３面とその第３面の反対側の第４面とを有する第２板と、
前記第１板の前記第２面と前記第２板の前記第３面との間に環状に配置され、前記第１板と前記第２板とを接合する環状の接合材と、
前記第２面又は前記第３面の少なくとも一方に、前記接合材の環状に沿って前記接合材が入り込んだ第１溝部と、
前記第２面又は前記第３面の少なくとも一方に、前記接合材の環状の内側に前記第１溝部に並んで形成される第２溝部と、
を備える水晶振動子。
【請求項２】
第１面とその第１面の反対側の第２面とを有する第１板と、
第３面とその第３面の反対側の第４面とを有する第２板と、
前記第１板の前記第２面と前記第２板の前記第３面との間に環状に配置され、前記第１板と前記第２板とを接合する環状の接合材と、
前記第２面又は前記第３面の少なくとも一方に、前記接合材の環状に沿って前記接合材が入り込んだ第１溝部と、
前記第１板又は前記第２板の少なくとも一方の角部に少なくとも一対のキャスタレーションが形成され、前記第１溝部から前記キャスタレーションにつながる第３溝部と、
を備える水晶振動子。
【請求項３】
前記第１板は前記第１面に外部電極を有するベース板であり、
前記第２板は励振電極が形成された励振部とこの励振部を取り囲む枠部とを有する圧電振動片であり、
前記ベース板と前記枠部とが前記接合材で接合される請求項１又は請求項２に記載の水晶振動子。
【請求項４】
前記励振部は前記励振電極が形成されたメサ領域と該メサ領域の周辺で前記メサ領域よりも厚さが薄い周辺領域とを有し、
前記第１溝部の深さは前記メサ領域と前記周辺領域との差に等しい請求項３に記載の水晶振動子。
【請求項５】
前記第１板は前記第１面に外部電極を有するベース板であり、
前記第２板は励振電極が形成された励振部を覆うリッド板であり、
前記ベース板と前記リッド板とが前記接合材で接合される請求項１又は請求項２に記載の水晶振動子。
【請求項６】
前記第１面と前記第２面とを結ぶ側面に形成されたキャスタレーションと、
前記キャスタレーションに形成された側面電極と、を備え、
前記外部電極と前記側面電極とが電気的に接続されている請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の水晶振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型の水晶振動子に関する。特に、封止材によって第１板と第２板とを封止する水晶振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装用の水晶振動子は、ガラス又はセラミック等の絶縁性ベース板に水晶振動片が収納される。その絶縁性ベース板は、リッド板で封止される。そのリッド板を封止する製造方法が、いろいろ提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示される水晶振動子の製造方法は、以下の通りである。セラミックパッケージは、金属製のシールリングを有している。そのシールリング上に金属性のリッド板が載置され、リッド板はロウ付けして封止される。シールリングには、十分な量のロウ材を保持して接合強度を高めるため、凹み溝が形成されている。
特許文献２に開示される水晶振動子の製造方法は、以下の通りである。ベース板の接合面に、低融点ガラスである封止材が印刷され、リッド板の接合面にも印刷される。そしてベース板とリッド板とが重ね合わされ、加熱及び押圧することにより、ベース板とリッド板とが低融点ガラスで封止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４８４３６号公報
【特許文献２】特開２００４−２９７３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、水晶振動子の小型化に伴い、ベース板又はリッド板の接合面の幅が狭くなるとともに封止材の幅も狭くなっている。このため、水晶振動子の外側からキャビティ内へ気体又は水蒸気がリークもしくはキャビティ内から水晶振動子の外へ気体がリークしやすくなるとともに、接合強度が弱くなっている。一方、接合強度を増すために、封止材の量を増やしして、ベース板とリッド板とを接合すると、余分な封止材がキャビティ内に流入する問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、封止材のキャビティ内への流入を抑制するとともに、接合強度を高め耐衝撃性を向上させた水晶振動子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の観点の水晶振動子は、第１面とその第１面の反対側の第２面とを有する第１板と、第３面とその第３面の反対側の第４面とを有する第２板と、第１板の第２面と第２板の第３面との間に環状に配置され第１板と第２板とを接合する環状の接合材と、第２面又は第３面の少なくとも一方に、接合材の環状に沿って接合材が入り込んだ第１溝部と、第２面又は第３面の少なくとも一方に、接合材の環状の内側に第１溝部に並んで形成される第２溝部と、を備える。
【０００８】
第２の観点の水晶振動子は、第１面とその第１面の反対側の第２面とを有する第１板と、第３面とその第３面の反対側の第４面とを有する第２板と、第１板の第２面と第２板の第３面との間に環状に配置され、第１板と第２板とを接合する環状の接合材と、第２面又は第３面の少なくとも一方に、接合材の環状に沿って接合材が入り込んだ第１溝部と、第１板又は第２板の少なくとも一方の角部に少なくとも一対のキャスタレーションが形成され、第１溝部からキャスタレーションにつながる第３溝部と、を備える。
【０００９】
第３の観点の水晶振動子において、第１板は、第１面に外部電極を有するベース板であり、第２板は励振電極が形成された励振部とこの励振部を取り囲む枠部とを有する圧電振動片であり、ベース板と枠部とが接合材で接合される。
第４の観点の水晶振動子において、励振部は、励振電極が形成されたメサ領域と該メサ領域の周辺でメサ領域よりも厚さが薄い周辺領域とを有し、第１溝部の深さはメサ領域と周辺領域との差に等しい。
【００１０】
第５の観点の水晶振動子において、第１板は第１面に外部電極を有するベース板であり、第２板は励振電極が形成された励振部を覆うリッド板であり、ベース板とリッド板とが接合材で接合される。
第６の観点の水晶振動子において、第１面と第２面とを結ぶ側面に形成されたキャスタレーションと、キャスタレーションに形成された側面電極と、を備え、外部電極と側面電極とが電気的に接続されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水晶振動子によれば、封止材のキャビティ内への流入を抑制するとともに、第１板と第２板との接合強度を高める。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は、第１実施形態の第１水晶振動子１００の分解斜視図である。  （ｂ）は、第１水晶振動子１００のＡ−Ａ’断面図である。
【図２】第１実施形態の第１水晶振動子１００の製造を示したフローチャートである。
【図３】第１ウエハ（ベースウエハ）Ｗ４０の平面図である。
【図４】第２ウエハ（リッドウエハ）Ｗ１０の平面図である。
【図５】第１ウエハＷ１０と第２ウエハＷ４０とを接合するステップＳ１０８を示した詳細説明図である。
【図６】（ａ）は、変形例１である第１水晶振動子１００Ａの断面図である。  （ｂ）は、変形例２である第１水晶振動子１００Ｂの断面図である。
【図７】（ａ）は、第２実施形態の第２水晶振動子１１０の分解斜視図である。  （ｂ）は、第２水晶振動子１１０のＢ−Ｂ’断面図である。
【図８】第２実施形態の第２水晶振動子１１０の製造を示したフローチャートである。
【図９】（ａ）は、第３実施形態の第３水晶振動子１２０の分解斜視図である。  （ｂ）は、第３水晶振動子１２０のＣ−Ｃ’断面図である。
【図１０】図９（ｂ）のＥＬ部の拡大図である。
【図１１】（ａ）は、第４実施形態の第４水晶振動子１３０の分解斜視図である。  （ｂ）は、第４水晶振動子１３０のＤ−Ｄ’断面図である。
【図１２】水晶ウエハＷ３２の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
＜第１水晶振動子１００の全体構成＞
第１水晶振動子の全体構成について図１〜図５を使って説明する。
第１水晶振動子１００は、図１に示されたように、リッド板凹部１７を有する第１リッド板１０と、ベース板凹部４７を有する第１ベース板４０と、第１ベース板４０に載置される第１水晶振動片２０とを備える。第１水晶振動子１００は、第１リッド板１０と、第１ベース板４０とは互いに接合されてパッケージ８０（図１（ｂ）参照）が形成される。パッケージ８０内にはキャビティＣＴ（図１（ｂ）参照）が形成され、キャビティＣＴには第１水晶振動片２０が載置される。
【００１４】
第１実施形態では、水晶振動片としてＡＴカットの第１水晶振動片２０が使われている。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分傾斜されている。このため、第１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ｙ’軸及びｚ’軸として用いる。すなわち、第１実施形態において第１水晶振動子１００の長手方向をｘ軸方向、第１水晶振動子１００の高さ方向をｙ’軸方向、ｘ及びｙ’軸方向に垂直な方向をｚ’として説明する。以下、第２実施形態〜第４実施形態において同様である。
【００１５】
第１水晶振動片２０は、ＡＴカットされた水晶片２０１により構成され、一対の励振電極２０２ａ、２０２ｂが、その水晶片２０１の中央付近の両主面に対向して配置される。また、励振電極２０２ａには水晶片２０１の底面（−ｙ’側）の−ｘ側まで伸びた引出電極２０３ａが接続され、励振電極２０２ｂには水晶片２０１の底面（−ｙ’側）の−ｘ側まで伸びた引出電極２０３ｂが接続される。また、励振電極２０２及び引出電極２０３は、例えば下地としてのクロム層が用いられ、クロム層の上面に金層が用いられる。
【００１６】
第１ベース板４０は、水晶又はホウ酸塩ガラス等からなる。第１ベース板４０は、＋ｙ’側の面にベース板凹部４７を有し、その周囲に形成された第１接合面Ｍ２を有している。ベース板凹部４７は、底面の−ｘ側に接続電極４０８ａ、４０８ｂを備える。
【００１７】
第１ベース板４０の四隅には、円形貫通孔ＢＨ１（図４を参照）をダイシングした際のキャスタレーション４０６ａ、４０６ｂ，４０６ｃ、４０６ｄが形成されている。側面電極４０７ａ、４０７ｂが、ベース板キャスタレーション４０６ａ、４０６ｃにそれぞれ形成される。また、側面電極４０７ａと電気的に接続された接続電極４０８ａが第１ベース板４０の第１接合面Ｍ２の−ｘ側に形成されている。同様に、側面電極４０７ｂと電気的に接続された接続電極４０８ｂが、第１ベース板４０の第１接合面Ｍ２の−ｘ側に形成されている。
【００１８】
第１ベース板４０の第１接合面Ｍ２には、ベース第１溝部４０２及びベース第２溝部４０３がベース板凹部４７を枠状に囲むように形成されている。ベース第１溝部４０２及びベース第２溝部４０３は並んで形成される。さらに、第１ベース板４０は、実装面Ｍ１に側面電極４０７ａ、４０７ｂにそれぞれ電気的に接続された一対の実装端子４０５ａ、４０５ｂ（図１（ｂ）を参照）を有している。
【００１９】
第１リッド板１０は、水晶又はホウ酸塩ガラス等からなる。第１リッド板１０は、−ｙ’側の面にリッド板凹部１７を有し、その周囲に形成された第２接合面Ｍ３を有している。リッド板凹部１７とベース板凹部４７とは、第１水晶振動片２０を収納するキャビティＣＴを形成する。第１水晶振動片２０は、第１ベース板４０の接続電極４０８ａ、４０８ｂに載置され導電性接着剤６０を介して実装端子４０５ａ、４０５ｂに電気的に接続される。キャビティＣＴは、不活性ガスで満たされたり又は真空状態に密封されたりする。
【００２０】
低融点ガラスの封止材ＬＧが、第１ベース板４０の第１接合面Ｍ２と第１リッド板１０の第２接合面Ｍ３との間に、配置される。この封止材ＬＧは、第１ベース板４０と第１リッド板１０とを接合する。
【００２１】
低融点ガラスの封止材ＬＧは、３５０℃〜４００℃で溶融する鉛フリーのバナジウム系ガラスを含む。バナジウム系ガラスは、非導電性接着剤で、バインダーと溶剤とが加えられペースト状であり、溶融された後固化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水晶材又はガラスなどで形成された第１リッド板１０及び第１ベース板４０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。
【００２２】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。第１リッド板１０の第２接合面Ｍ３と第１ベース板４０の第１接合面Ｍ２とが封止材ＬＧを介して互いに接合されている。また、外側のベース第１溝部４０２に封止材ＬＧが入り込んでいる。ベース第１溝部４０２に封止材ＬＧが入り込むことで、封止面積を増やし、封止材ＬＧによるベース板４０とリッド板１０との接合強度を高めている。キャビティ側（内側）のベース第２溝部４０３にも少量の封止材ＬＧが入り込んでいる。第１リッド板１０と第１ベース板４０とが接合されることによりパッケージ８０が形成される。第１リッド板１０と第１ベース板４０とが接合される前は、封止材ＬＧは幅ｗｄ２であり、封止材ＬＧは、Ｙ’軸方向に、ベース第２溝部４０３と重なり合っていない。
【００２３】
第１水晶振動片２０が、キャビティＣＴには載置されている。第１水晶振動片２０の引出電極２０３ａ，２０３ｂは、導電性接着剤６０を介して接続電極４０８ａ，４０８ｂと電気的に接続されている。また、接続電極４０８ａ，４０８ｂは、第１ベース板４０のベース第１溝部４０２及びベース第２溝部４０３を通り、実装端子４０５ａ、４０５ｂと電気的に接続されている。つまり、第１水晶振動片２０の励振電極２０２ａ，２０２ｂと実装端子４０５ａ、４０５ｂとは、電気的に接続されており、２つの実装端子４０５ａ、４０５ｂの間に電圧が印加されると、第１水晶振動片２０は振動する。
【００２４】
＜第１水晶振動子１００の製造方法＞
図２は、第１水晶振動子１００の製造方法が示されたフローチャートである。
ステップＳ１０１では、水晶ウエハに複数の水晶振動片２０の外形が形成される。
ステップＳ１０２では、水晶ウエハに形成されている各水晶振動片２０に、励振電極２０２、引出電極２０３が形成される。
ステップＳ１０３では、水晶ウエハから個々の水晶振動片２０が切り離される。
【００２５】
ステップＳ１０４では、第１ウエハＷ４０が用意される。第１ウエハＷ４０には、複数の第１ベース板４０が形成されている。第１ウエハＷ４０は、例えば水晶又はガラス等により形成される。図３を参照して第１ウエハＷ４０について説明する。
【００２６】
図３は、第１ウエハＷ４０の平面図である。第１ウエハＷ４０には複数の第１ベース板４０が形成されている。第１ベース板４０の＋ｙ’軸側の面には凹部４７が形成されている。また、凹部４７には接続電極４０８ａ，４０８ｂが形成されている。凹部４７の周りの第２接合面Ｍ２には、凹部４７を囲むようにベース第１溝部４０２及びベース第２溝部４０３が形成されている。また、各第１ベース板４０の四隅には円形貫通孔ＢＨ１が形成されている。
【００２７】
また、図３には示されていないが、第１ウエハＷ４０の−ｙ’軸側の面には実装端子４０５が形成されている（図１（ｂ）を参照）。図３では、隣接する第１ベース板４０の境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は、図２のステップ１０９で第１ウエハが切断されるスクライブラインＳＬである。
【００２８】
ステップＳ１０５では、第２ウエハＷ１０が用意される。複数の第１リッド板１０が、第２ウエハＷ１０に形成されている。第２ウエハＷ１０は、例えば水晶又はガラス等により形成される。図４を参照して第２ウエハＷ１０について説明する。
【００２９】
図４は、第２ウエハＷ１０を−ｙ’軸側から＋ｙ’軸方向に見た、平面図である。第２ウエハＷ１０には複数の第１リッド板１０が形成されている。図４では、隣接する第１リッド板１０の境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は、図２のステップ１０９で第２ウエハが切断されるスクライブラインＳＬである。各第１リッド板１０の−ｙ’軸側の面には凹部１７が形成されており、凹部１７の周りには第２接合面Ｍ３が形成されている。
【００３０】
ステップＳ１０６では、封止材ＬＧが、第２接合面Ｍ３に塗布される。しかし、凹部１７を除く第２接合面Ｍ３の全面に封止材ＬＧが塗布されるわけではない。図４に示されるように、ｚ’軸方向には、凹部１７から所定距離離れた位置からスクライブラインＳＬまで、幅ｗｄ１で封止材ＬＧが塗布されている。ｘ軸方向には、凹部１７から所定距離離れた位置からスクライブラインＳＬまで、幅ｗｄ２で封止材ＬＧが塗布されている。これは、第１ウエハＷ４０と第２ウエハＷ１０とを重ね合わせた際に、封止材ＬＧが、ベース第１溝部４０２に重なり、ベース第２溝部４０３に重ならないようにするためである。なお、幅ｗｄ１と幅ｗｄ２とは同じ幅であってもよい。
【００３１】
ステップＳ１０７では、第１水晶振動片２０が第１ウエハＷ４０に載置される。
ステップＳ１０８では、第２ウエハＷ１０と第１ウエハＷ４０とが接合される。ステップＳ１０８の詳細は、図５を参照して後述する。
【００３２】
ステップＳ１０９では、第１ウエハＷ４０及び第２ウエハＷ１０がスクライブラインＳＬに沿って切断される。この切断により、第１水晶振動子１００が個々に分割される。
【００３３】
図５は、図２のステップＳ１０８の第２ウエハＷ１０と第１ウエハＷ４０とが接合される過程を説明するためのフローチャートである。また、図５の各ステップの右横に、各ステップを説明するための図５（ａ）〜図５（ｃ）が示されている。これら図５（ａ）から図５（ｃ）は、図３のＥ−Ｅ断面の概略断面図が示されている。図５（ａ）から図５（ｃ）には、隣り合う第１ベース板４０の境界線が二点鎖線で示されており、この二点鎖線はスクライブラインＳＬを示している。
【００３４】
ステップＳ１８１において、第１ウエハＷ４０に第１水晶振動片２０が載置された第１ウエハ（ステップＳ１０７）が用意される。図５（ａ）に示されるように、第１水晶振動片２０が、第１ウエハＷ４０に形成された第１ベース板４０の凹部４７に、載置される。その際に、第１水晶振動片２０の引出電極２０３が、導電性接着剤６０を介して接続電極４０８に接続される。
【００３５】
ステップＳ１８２では、封止材ＬＧが形成された第２ウエハＷ１０が、第２ウエハＷ１０に位置決めされる。図５（ｂ）には、第２ウエハＷ１０と第１ウエハＷ４０とが接合される前の状態が示されている。第２ウエハＷ１０と第１ウエハＷ４０とは互いのスクライブラインＳＬがｙ’軸方向に重なる。つまり、第１接合面Ｍ２と第２接合面Ｍ３とが重なるように位置決めされる。封止材ＬＧは、第２接合面Ｍ３のｘ軸方向に、幅ｗｄ２で形成されている。
【００３６】
図５（ｂ）に示されるように、第２ウエハＷ１０に形成された封止材ＬＧは、スクライブラインＳＬから幅ｗｄ２である。この幅ｗｄ２は、第１ベース板４０の第１接合面Ｍ２に形成されたベース第１溝部４０２と重なるが、ベース第２溝部４０３とは重なり合わない。つまり、幅ｗｄ２は、一番幅が広くても、スクライブラインＳＬから第１接合面Ｍ２のベース第２溝部４０３の直前までの幅になる。
【００３７】
ステップＳ１８３では、第２ウエハＷ１０と第１ウエハＷ４０とが加熱下で、ｙ’軸方向に押圧される。図５（ｃ）は、第２ウエハＷ１０と第１ウエハＷ４０とが接合した状態を示している。封止材ＬＧは、第２ウエハＷ１０と第１ウエハＷ４０とに挟まれてベース第１溝部４０２に入り込む。そしてさらに封止材ＬＧは、＋ｚ’軸方向及び−ｚ’軸方向に広がる。広がった封止材ＬＧのうち、キャビティＣＴ側に広がった封止材ＬＧは、第２溝部４０３に入る。ベース第１溝部４０２は、封止材ＬＧが第１ベース板４０の第１接合面Ｍ２で接する面積を広げ、第１リッド板１０と第１ベース板４０との接合強度を高める。またベース第１溝部４０２が、封止材ＬＧのキャビティＣＴ内への流入を抑制できる。
【００３８】
図６（ａ）は、第１水晶振動子１００の変形例１である水晶振動子１００Ａの断面図であり、（ｂ）は、第１水晶振動子１００の変形例２である水晶振動子１００Ｂの断面図である。
【００３９】
図６（ａ）に示されるように、水晶振動子１００Ａは、第１リッド板１０（図１を参照）と異なるリッド板１０Ａを有している。リッド板１０Ａは、その第２接合面Ｍ３に枠状のリッド溝部１５を有している。リッド板１０Ａと第１ベース板４０とが接合される前は、リッド板１０Ａの第２接合面Ｍ３に、封止材ＬＧが幅ｗｄ２で印刷されている。リッド溝部１５の位置は、封止材ＬＧの幅ｗｄ２内である。
【００４０】
リッド溝部１５及びベース第１溝部４０２は、封止材ＬＧによるベース板４０とリッド板１０Ａとの接合強度を高めている。そして、ベース板４０とリッド板１０Ａとの接合の際に、押圧されて封止材ＬＧが薄くなり且つ広がると、広がった封止材ＬＧの一部がベース第２溝部４０３に入り込む。このため、ベース第２溝部４０３は、広がった封止材がキャビティＣＴ内への流入することを抑制する。
【００４１】
図６（ｂ）に示されるように、水晶振動子１００Ｂは、第１リッド板１０（図１を参照）と異なるリッド板１０Ｂを有している。リッド板１０Ｂは、その第２接合面Ｍ３にリッド凸枠部１６を有している。リッド板１０Ｂと第１ベース板４０とが接合される前は、リッド板１０Ｂの第２接合面Ｍ３に、封止材ＬＧが幅ｗｄ２で印刷されている。リッド凸枠部１６の位置は、封止材ＬＧの幅ｗｄ２内である。つまり、封止材ＬＧは、リッド凸枠部１６に食い込むように印刷される。
【００４２】
リッド凸枠部１６及びベース第１溝部４０２は、封止面積を増やすことで、封止材ＬＧによるリッド板１０Ｂとベース板４０との接合強度を高めている。そして、ベース板４０とリッド板１０Ｂとの接合の際に、押圧されて封止材ＬＧが薄くなり広がると、広がった封止材ＬＧの一部がベース第２溝部４０３に入り込む。このため、ベース第２溝部４０３は、広がった封止材がキャビティＣＴ内への流入することを抑制する。
【００４３】
（第２実施形態）
＜第２水晶振動子１１０の全体構成＞
第２実施形態の第２水晶振動子１１０は、図７に示されたように、第１水晶フレーム３０と、第２ベース板４１と第２リッド板１１とを有する。図７（ａ）は、第２水晶振動子１１０の分解斜視図であり、（ｂ）は、第２水晶振動子１１０のＢ−Ｂ’断面図である。
【００４４】
第２水晶振動子１１０と第１水晶振動子１００とは、第１水晶振動子１００の第１水晶振動片２０に代わり第１水晶フレーム３０が搭載されている点で異なっている。また、第２ベース板４１に枠状凸部４１２及び溝部４１３が形成され、第２リッド板１１に第１、第２溝部が形成されている点で異なっている。第２実施形態では、第１水晶振動子１００と同じ構成部分は第１水晶振動子１００と同じ番号を付している。同じ構成についてはその説明を割愛する。
【００４５】
第２ベース板４１と第２リッド板１１とは、水晶材料又はガラスからなる。また第１水晶フレーム３０と第２ベース板４１とは封止材ＬＧで接合され、第１水晶フレーム３０と第２リッド板１１とは封止材ＬＧで接合される。
【００４６】
第１水晶フレーム３０は、水晶接合面Ｍ４と水晶接合面Ｍ５とを有している。第１水晶フレーム３０は、水晶片３０１を囲む外枠３００を有している。水晶片３０１と外枠３００との間には、上下を貫通するＬ字型の間隙部３０８ａと間隙部３０８ｂとが形成される。間隙部３０８ａと間隙部３０８ｂとが形成されていない部分は、水晶片３０１と外枠３００との連結部３０９となる。
【００４７】
第１水晶フレーム３０は、ＡＴカットの水晶片３０１により構成され、その水晶片３０１の中央付近の両主面に、一対の励振電極３０４a,３０４ｂが対向して配置されている。また、励振電極３０４ａにはＡＴカットの水晶片３０１底面（−ｙ’）の−ｘ端側まで伸びた引出電極３０３ａ及び接続電極パッド３０５ａが接続される。また励振電極３０４ｂには、ＡＴカットの水晶片３０１底面（−ｙ’）の＋ｘ端側にまで伸びた引出電極３０３ｂ及び接続電極パッド３０５ｂが接続されている。第１水晶フレーム３０の接続電極パッド３０５ａ、３０５ｂは、第２ベース板４１の接続電極４０８ａ、４０８ｂに接合される。
【００４８】
また、励振電極３０４ａ、３０４ｂと導電された引出電極３０５ａ、３０５ｂが、外枠３００の両面にそれぞれ形成されている。さらに、水晶キャスタレーション３０６ａ、３０６ｂが、第１水晶フレーム３０の四隅に形成されている。また、引出電極３０５ａ、３０５ｂにそれぞれ接続された水晶側面電極３０７ａ、３０７ｂが、一対の水晶キャスタレーション３０６ａ、３０６ｂに形成されている。水晶キャスタレーション３０６ａ、３０６ｂは、円形貫通孔をダイシングされた際に形成される。
【００４９】
第２リッド板１１は、−ｙ’側の面にリッド板凹部１７を有し、その周囲に形成された第２接合面Ｍ３を有している。第２接合面Ｍ３には、リッド凹部１７に沿って枠状のリッド第２溝部１１３が形成され、その外側にリッド第１溝部１１２が形成される。第２リッド板１１の四隅には、キャスタレーション１１６ａ、１１６ｂが形成されている。
【００５０】
第２ベース板４１は、＋ｙ’側の面にベース凹部４７を有し、その周囲に形成された接合面Ｍ２を有している。ベース凹部４７は、接合面Ｍ２の＋ｙ’側に接続電極４１８ａ、４１８ｂを備える。
【００５１】
第２ベース板４１の四隅には、円形貫通孔ＢＨ１をダイシングした際のキャスタレーション４１６ａ、４１６ｂが形成されている。側面電極４１７ａ、４１７ｂが、キャスタレーション４１６ａ、４１６ｂにそれぞれ形成される。また、側面電極４１７ａと電気的に接続された接続電極４１８ａが第２ベース板４１の接合面Ｍ２の−ｘ側に形成されている。同様に、側面電極４１７ｂと電気的に接続された接続電極４１８ｂが、第２ベース板４１の接合面Ｍ２の＋ｘ側に形成されている。
【００５２】
第２ベース板４１の接合面Ｍ２には、ベース凹部４７を枠状に囲むようにベース第２溝部４１３及びその外側のベース凸枠部４１２が形成されている。さらに、第２ベース板４１は、実装面Ｍ１に側面電極４１７ａ、４１７ｂにそれぞれ電気的に接続された一対の実装端子４１５ａ、４１５ｂを有している。
【００５３】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。第２リッド板１１の第２接合面Ｍ３と第１水晶フレーム３０の接合面Ｍ５とが封止材ＬＧを介して互いに接合され、第１水晶フレーム３０の接合面Ｍ４と第２ベース板４１の接合面Ｍ２とが封止材ＬＧを介して互いに接合される。第２リッド板１１、第１水晶フレーム３０及び第２ベース板４１が接合される前は、封止材ＬＧが幅ｗｄ２で印刷されている。すなわち、封止材ＬＧは、リッド第２溝部１１３及びベース第２溝部４１３に印刷されていない。第２リッド板１１、第１水晶フレーム３０及び第２ベース板４１が接合される際に、押圧されて封止材ＬＧが薄くなり且つ広がると、広がった封止材ＬＧの一部がリッド第２溝部１１３又はベース第２溝部４１３に入り込む。
【００５４】
＜第２水晶振動子１１０の製造方法＞
図８は、第２水晶振動子１１０の製造方法を示したフローチャートである。
【００５５】
ステップＳ１５１及びＳ１５２は、図２のステップＳ１０１及びＳ１０２と実質的に同じである。第２水晶振動子１１０では、水晶ウエハから個々の水晶振動片を切り取らないため、図２のステップＳ１０３に相当するステップはない。その代わりに、ステップＳ１５１で形成される第１水晶フレーム３０は、水晶接合面Ｍ４と水晶接合面Ｍ５とを有している。また第１水晶フレーム３０の四隅に水晶ウエハ３０Ｗを貫通するように円形貫通孔ＢＨ１が形成される。ここで、円形貫通孔ＢＨ１の４分の１がキャスタレーション３０６ａ又は３０６ｂ（図７（ａ）を参照）になる。
【００５６】
ステップＳ１５３及びＳ１５５は、図２のステップＳ１０４及びＳ１０５と実質的に同じである。但し、図７で示されたように、ステップＳ１５５で形成される第２リッド板１１は、リッド第１溝部１１２及びリッド第２溝部１１３を有している。
【００５７】
ステップＳ１５４では、封止材ＬＧが、第１接合面Ｍ２に環状に塗布される。封止材ＬＧは、スクライブラインＳＬからベース第２溝部４１３の手前までの幅で塗布される。
ステップＳ１５６では、封止材ＬＧが、第２接合面Ｍ３に枠状に塗布される。封止材ＬＧは、スクライブラインＳＬからリッド第２溝部１１３の手前までの幅で塗布される。
【００５８】
ステップＳ１５７では、水晶ウエハの水晶接合面Ｍ４と第１ウエハの第１接合面Ｍ２とが接合される。
ステップＳ１５８では、水晶ウエハの水晶接合面Ｍ５と第２ウエハの第２接合面Ｍ３とが接合される。ステップＳ１５７及びステップＳ１５８において、封止材ＬＧが押圧されて、薄く広がる現象は、図５で示されたフローチャートと同じである。
【００５９】
（第３実施形態）
＜第３水晶振動子１２０の全体構成＞
第３水晶振動子１２０の全体構成について、図９、図１０を参照しながら説明する。
図９（ａ）は、第３水晶振動子１２０の第３リッド１２側から見た分割した状態の斜視図であり、図９（ｂ）は、第３水晶振動子１２０のＣ−Ｃ’断面図である。図１０は、図９（ｂ）の丸で囲ったＥＬ部の拡大図である。
【００６０】
第３水晶振動子１２０と第２水晶振動子１１０との違いは、第２水晶振動子１１０の第１水晶フレーム３０に代えて、第３水晶振動子１２０は第２水晶フレーム３１を装着している点である。また違いは、第３リッド１２がリッド第１溝部及びリッド第２溝部がない代わりに、第２水晶フレーム３１が、第１溝部及び第２溝部を有している点である。更に、違いは、第３ベース４２にベース第３溝部を有している点である。第２実施形態と同じ構成要件には同じ符号を付し説明を省略し相違点について説明する。
【００６１】
図９（ａ）に示されたように、第３水晶振動子１２０は、リッド凹部１７を有する第３リッド板１２と、ベース凹部４７を有する第３ベース板４２と、第３ベース板４２に載置されるＡＴカットの第２水晶フレーム３１とを備える。第３ベース板４２と第３リッド板１２とは、水晶材料又はガラスからなる。
【００６２】
第２水晶フレーム３１は、ＡＴカットされた矩形の水晶片３１１により構成され、その水晶片３１１と水晶片３１１を囲む外枠３１０とで構成されている。また、水晶片３１１と外枠３１０との間には、上下を貫通する間隙部３１８ａと間隙部３１８ｂと連結部３１９とが形成される。
【００６３】
第２水晶フレーム３１は、水晶片３１１の周辺部よりもｙ’軸方向に厚い振動部（メサ領域）３５０と、振動部３５０の両主面に配置された矩形の一対の励振電極３１４ａ、３１４ｂとを備えたメサ型の水晶振動片である。また、励振電極３１４ａには引出電極３１５ａが接続され、励振電極３１４ｂには引出電極３１５ｂが接続されている。
【００６４】
第２水晶フレーム３１は、外枠３１０の接合面Ｍ５に外枠形状に沿ってフレーム第２溝部３１３を有し、フレーム第２溝部３１３の外側にフレーム第１溝部３１２を有している。第２水晶フレーム３１の四隅には、円形貫通孔をダイシングした際のキャスタレーション３１６ａ、３１６ｂが形成されている。側面電極３１７ａ、３１７ｂが、キャスタレーション３１６ａ、３１６ｂにそれぞれ形成される。
【００６５】
第３リッド板１２は、−ｙ’側の第２接合面Ｍ３にリッド凹部１７を有し、第３リッド板１２の四隅には、キャスタレーション１２６ａ、１２６ｂが形成されている。キャスタレーション１２６ａ、１２６ｂは円形貫通孔をダイシングされた際に形成される。
【００６６】
第３ベース板４２は、＋ｙ’側の面にベース凹部４７を有し、その周囲に形成された接合面Ｍ２を有している。第３ベース板４２の四隅には、キャスタレーション４２６ａ、４２６ｂが形成されている。側面電極４２７ａ、４２７ｂが、キャスタレーション４２６ａ、４２６ｂにそれぞれ形成される。
【００６７】
第３ベース板４２の接合面Ｍ２には、ベース凹部４７を枠状に囲むようにベース第２溝部４２３及びベース第１溝部４２２が形成されている。さらに、第３溝部４２４が、ベース第２溝部４２３からキャスタレーション４２６ａ、４２６ｂに、ベース第１溝部４２２を介して繋がっている。また、第３ベース板４２は、実装面Ｍ１に側面電極４１７ａ、４１７ｂにそれぞれ電気的に接続された一対の実装端子４１５ａ、４１５ｂを有している。
【００６８】
第３水晶振動子１２０は、図８で示された第２水晶振動子１１０の製造方法と同様に３枚のウエハを重ねあわせて製造される。図８のステップＳ１５７において、第１ウエハと水晶ウエハが加熱下で、ｙ’軸方向に押圧される。封止材ＬＧは、第１ウエハと水晶ウエハとに挟まれてベース第１溝部４２２に入り込み、接合面Ｍ２に広がる。広がった封止材ＬＧのうち、キャビティＣＴ側に広がった封止材ＬＧは、第２溝部４２３に入る。第１溝部４２２及び第２溝部４２３に、第３溝部４２４がつながっている。そのため余分な封止材ＬＧが印刷されていたとしても、余分な封止材ＬＧは、第３溝部４２４を介してキャスタレーション４２６に流れ出る。第３溝部４２４は、余分な封止材ＬＧのキャビティＣＴ内への流入を抑制できる。
【００６９】
また第３実施形態では、ウエハ間の導通を確実にするために、図８のステップＳ１５８とステップＳ１５９との間に、以下の工程が加えられる。
【００７０】
図９（ｂ）に示されたように、第３リッド板１２と第２水晶フレーム３１と第３ベース板４２とは、封止材ＬＧで接合される。その後、実装端子４２５を除いた実装面Ｍ１及びリッドの天井面をマスクして、ウエハに対してスッパタリング又は真空蒸着する。すると、円形貫通孔ＢＨ１にスパッタによる側面接続電極４２１が形成され、ベース側面電極４２７と第２水晶フレーム３１の側面電極３１７とが導通し、引出電極３１５と実装端子４２５とが電気的に接合される。
【００７１】
＜フレーム第１溝部及び第２溝部の製造＞
図１０は、図９（ｂ）の丸で囲ったＥＬ部、つまり第２水晶フレーム３１の一部の拡大図である。水晶片３１１はメサ型であるため、上面（＋ｙ’側）の、水晶片３１１の周辺部と振動部３５０とは、厚さｈ２の段差がある。厚さｈ２の段差は、ウェットエッチングによって形成される。外枠３１０にはフレーム第１溝部３１２とフレーム第２溝部３１３とがウェットエッチングによって形成される。フレーム第１溝部３１２とフレーム第２溝部３１３の深さｈ１が、厚さｈ２と同じであると、振動部３５０より低い水晶片３１１の周辺部を形成する際に、フレーム第１溝部３１２とフレーム第２溝部３１３とを形成することができる。
【００７２】
（第４実施形態）
＜第４水晶振動子１３０の全体構成＞
第４水晶振動子１３０の全体構成について、図１１及び図１２を参照しながら説明する。
図１１（ａ）は、第４水晶振動子１３０の分解斜視図である。図１１（ｂ）は、第４水晶振動子１３０のＤ−Ｄ’断面図である。図１２は、第４水晶振動子１３０の水晶ウエハＷ３２の平面図である。
【００７３】
第４水晶振動子１３０と第３水晶振動子１２０との違いは、第２水晶フレーム３１に代えて、第４水晶振動子１３０は第３水晶フレーム３２を第４ベース板４３に搭載している点である。また、キャスタレーションの位置及び形状が異なる。第３実施形態と同じ構成要件には同じ符号を付し説明を省略し相違点について説明する。
【００７４】
図１１に示されたように、第４水晶振動子１３０はリッド凹部１７を有する第４リッド板１３と、ベース凹部４７を有する第４ベース板４３と、第４ベース板４３に載置される第３水晶フレーム３２とを備える。
【００７５】
第３水晶フレーム３２は、水晶接合面Ｍ４と水晶接合面Ｍ５とを有している。第３水晶フレーム３２は水晶振動部３２１を囲む外枠３２０を有している。水晶振動部３２１と外枠３２０との間には、上下を貫通するＬ字型の間隙部３２８が形成され、間隙部３０８が形成されていない部分が水晶振動部３２１と外枠３２０との連結部３２４となっている。
【００７６】
励振電極３２２ａ、３２２ｂは、水晶振動部３２１の中央付近の両主面に対向して配置されている。励振電極３２２ａは水晶振動部３２１の表面（＋ｙ’側）の−ｘ側まで伸びた引出電極３２３ａが接続され、励振電極３２２ｂは水晶振動部３２１の底面（−ｙ’側）の＋ｘ側まで伸びた引出電極３２３ｂが接続されている。
【００７７】
第３水晶フレーム３２の外枠３２０は、水晶接合面Ｍ５に間隙部３０８に沿ってフレーム第２溝部３３３が形成され、フレーム第２溝部３３３の外側にフレーム第１溝部３３２が形成されている。第３水晶フレーム３２は、ｘ軸方向の両側にｚ’軸方向に伸びたキャスタレーション３２６ａ、３２６ｂが形成されている。キャスタレーション３２６ａ、３２６ｂは、角丸長方形の貫通孔ＢＨ２(図１２を参照)をダイシングした際に形成されている。側面電極３２７ａ、３２７ｂが、キャスタレーション３２６ａ、３２６ｂにそれぞれ形成される。
【００７８】
第４ベース板４３は、表面（＋ｙ’側の面）にベース凹部４７の周囲に形成された接合面Ｍ２を有している。第４ベース板４３は、ｘ軸方向の両側にｚ’軸方向に伸びたキャスタレーション４３６ａ、４３６ｂが形成されている。側面電極４３７ａ、４３７ｂがキャスタレーション４３６ａ、４３６ｂにそれぞれ形成されている。第４ベース板４３は、実装面Ｍ１に側面電極４３７ａ、４３７ｂとそれぞれ電気的に接続された一対の実装端子４３５、４３５ａ、４３５ｂを有している。
【００７９】
第４リッド板１３は、−ｙ’側の第２接合面Ｍ３にリッド凹部１７を有し、第４リッド板１３には、ｘ軸方向の両側にｚ’軸方向に伸びたキャスタレーション１３６ａ、１３６ｂが形成されている。キャスタレーション１３６ａ、１３６ｂは角丸長方形の貫通孔を２分の１にダイシングされた際に形成される。
【００８０】
第４リッド板１３と第３水晶フレーム３２と第４ベース板４３とは、封止材ＬＧで接合したあとに、実装端子４３５を除いたベース側及びリッド側をマスクしてスッパタする。すると、角丸長方形の貫通孔ＢＨ２にスパッタによる側面接続電極４３１が形成され、ベース側面電極４３７と第３水晶フレーム３２の側面電極３２７とが導通し、引出電極３２３と実装端子４３５とが電気的に接合される。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
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。
【００８２】
第１実施形態から第４実施形態において、リッド板部と水晶フレームとベース板部とは非導電性接着剤である低融点ガラスＬＧにより接合されているが、低融点ガラスの代わりにポリイミド樹脂を用いられてもよい。また、第１実施形態から第４実施形態においてさらに水晶振動片は水晶材料のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材料に基本的に適用できる。また圧電振動片を発振させるＩＣ等の発振回路を有する圧電発振器であってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０（１０Ａ，１０Ｂ），１１，１２，１３  …  リッド
１５  …  リッド溝部、  １６  …  リッド凸枠部
１７，４７  …  凹部
２０，３０２  …  水晶振動片
３０，３１，３２  …  水晶フレーム
４０，４１，４２，４３  …  ベース板
６０  …  導電性接着剤
１００、１１０、１２０，１３０  …  水晶振動子
１００Ａ，１００Ｂ  …  変形例
１１２  …  リッド第１溝部、１１３  …  リッド第２溝部
１１６ａ，１１６ｂ、１２６ａ，１２６ｂ  …  キャスタレーション
１３６ａ，１３６ｂ，３０６ａ，３０６ｂ  …  キャスタレーション
３１６ａ，３１６ｂ，３２６ａ，３２６ｂ  …  キャスタレーション
４０６ａ，４０６ｂ，４１６ａ，４１６ｂ  …  キャスタレーション
４２６ａ，４２６ｂ、４３６ａ，４３６ｂ  …  キャスタレーション
２０１，３０１，３１１  …  水晶片
２０２ａ、２０２ｂ，３０４ａ，３０４ｂ  …  励振電極
２０３ａ、２０３ｂ，３０３ａ，３０３ｂ  …  引出電極
３００，３１０，３２０  …  枠部
３０５ａ，３０５ｂ，３２５ａ，３２５ｂ  …  接続電極パッド
３０７ａ，３０７ｂ，３１７ａ，３１７ｂ  …  側面電極
３２７ａ，３２７ｂ，４０７ａ，４０７ｂ  …  側面電極
４１７ａ，４１７ｂ，４２７ａ，４２７ｂ  …  側面電極
３０８ａ，３０８ｂ，３１８ａ，３１８ｂ、３２８  …  間隙部
３０９，３１９，３２４  …  連結部
３１２、３３２  …  フレーム第１溝部
３１３、３３３  …  フレーム第２溝部
３１４ａ，３１４ｂ，３２２ａ，３２２ｂ  …  励振電極
３１５ａ，３１５ｂ，３２３ａ，３２３ｂ  …  引出電極
３２１、３５０  …  水晶振動部
４０２、４２２，４３２  …  ベース第１溝部
４０３、４１３，４２３，４３３  …  ベース第２溝部
４０５，４０５ａ，４０５ｂ，４１５，４１５ａ，４１５ｂ  …  実装端子
４２５、４２５ａ、４２５ｂ，４３５，４３５ａ，４３５ｂ  …  実装端子
４０８ａ，４０８ｂ  …  接続電極、  ４１２  …  枠状凸部
４１８ａ，４１８ｂ，４３８ａ，４３８ｂ  …  接続電極
４２１，４３１  …  側面接続電極
４２４  …  ベース第３溝部
ＢＨ１  …  円形貫通孔，ＢＨ２  …  角丸長方形の貫通孔
ＣＴ  …  キャビティ
ＬＧ  …  封止材
ＳＬ  …  スクライブライン
Ｍ１  …  実装面、  Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５  …  接合面
Ｗ１０  …  第１ウエハ、  Ｗ４０  …  第２ウエハ、
Ｗ３２  …  水晶フレームウエハ
【図１】
2013051512.tif 000003
【図２】
2013051512.tif 000004
【図３】
2013051512.tif 000005
【図４】
2013051512.tif 000006
【図５】
2013051512.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013051512.tif 000009
【図８】
2013051512.tif 000010
【図９】
2013051512.tif 000011
【図１０】
2013051512.tif 000012
【図１１】
2013051512.tif 000013
【図１２】
2013051512.tif 000014