(57)【要約】【課題】水晶素子と導電性接着剤との接合強度を向上させると共に、生産性を向上させることができる水晶デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の水晶デバイスの製造方法は、矩形状の水晶素板１２１と励振用電極１２２と、励振用電極１２２から水晶素板１２１の一辺に向かって引き出された引き出し電極１２３と、を有する水晶素子１２０を準備する水晶素子準備工程と、水晶素板１２１の下面に設けられた引き出し電極１２３にレーザ光を照射し、穴部Ｈを形成する穴部形成工程と、パッケージ１１０の基板１１０ａの上面に設けられた電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を塗布する導電性接着剤塗布工程と、電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を介して水晶素子１２０を実装する水晶素子実装工程と、蓋体１３０とパッケージ１１０とを接合する蓋体接合工程と、を含んでいる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の水晶素板と、前記水晶素板の上面及び下面に設けられた励振用電極と、前記励振用電極から前記水晶素板の一辺に向かって引き出された引き出し電極と、を有する水晶素子を準備する水晶素子準備工程と、
前記水晶素板の下面に設けられた前記引き出し電極にレーザ光を照射し、穴部を形成する穴部形成工程と、
基板と、前記基板の外周縁に沿って設けられた枠体とを有するパッケージの前記基板の上面に設けられた電極パッドに導電性接着剤を塗布する導電性接着剤塗布工程と、
前記電極パッドに前記導電性接着剤を介して前記水晶素子を実装する水晶素子実装工程と、
蓋体と前記パッケージとを接合する蓋体接合工程と、を含むことを特徴とする水晶デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の水晶デバイスの製造方法であって、
前記穴部形成工程で、前記穴部を複数個設けることを特徴とする水晶デバイスの製造方法
【請求項３】
請求項１記載の水晶デバイスの製造方法であって、
前記穴部形成工程で、前記穴部が前記水晶素板の上面に設けられた前記引き出し電極にも設けることを特徴とする水晶デバイスの製造方法
【請求項４】
請求項２記載の水晶デバイスの製造方法であって、
前記水晶素子実装工程で、平面視した際に、複数個の前記凹部の少なくとも一部が前記導電性接着剤と重なるようにして実装することを特徴とする水晶デバイスの製造方法
【請求項５】
請求項３記載の水晶デバイスの製造方法であって、
前記水晶素子実装工程で、前記水晶素板の上面の引き出し電極に設けられた前記穴部に前記導電性接着剤が入り込むようにして実装することを特徴とする水晶デバイスの製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる水晶デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
また、従来の水晶デバイスの製造方法は、導電性接着剤によって、パッケージに水晶素子を実装する水晶素子実装工程と、水晶素子を気密封止するように、蓋体とパッケージとを接合するための蓋体接合工程と、によって含むものが知られている（例えば、参考文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０４２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の水晶デバイスの製造方法では、実装する水晶素子の小型化が進んでおり、小型化された水晶素子では、引き出し電極の面積も小さくなるため、導電性接着剤との接合強度が低下してしまい、水晶素子が導電性接着剤から剥がれてしまう虞がある。また、水晶素子が導電性接着剤から剥がれてしまうことにより、水晶デバイスの生産性が低下してしまう虞がある。
【０００５】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、水晶素子と導電性接着剤との接合強度を向上させると共に、生産性を向上させることができる水晶デバイスの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の水晶デバイスの製造方法は、矩形状の水晶素板と、水晶素板の上面及び下面に設けられた励振用電極と、励振用電極から水晶素板の一辺に向かって引き出された引き出し電極と、を有する水晶素子を準備する水晶素子準備工程と、水晶素板の下面に設けられた引き出し電極にレーザ光を照射し、穴部を形成する穴部形成工程と、基板と、基板の外周縁に沿って設けられた枠体とを有するパッケージの基板の上面に設けられた電極パッドに導電性接着剤を塗布する導電性接着剤塗布工程と、電極パッドに導電性接着剤を介して水晶素子を実装する水晶素子実装工程と、蓋体とパッケージとを接合する蓋体接合工程と、を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の水晶デバイスの製造方法は、矩形状の水晶素板と、水晶素板の上面及び下面に設けられた励振用電極と、励振用電極から水晶素板の一辺に向かって引き出された引き出し電極と、を有する水晶素子を準備する水晶素子準備工程と、水晶素板の下面に設けられた引き出し電極にレーザ光を照射し、穴部を形成する穴部形成工程と、基板と、基板の外周縁に沿って設けられた枠体とを有するパッケージの基板の上面に設けられた電極パッドに導電性接着剤を塗布する導電性接着剤塗布工程と、電極パッドに導電性接着剤を介して水晶素子を実装する水晶素子実装工程と、蓋体とパッケージとを接合する蓋体接合工程と、を含んでいる。このようにすることで、引き出し電極に穴部を形成することができるため、引き出し電極と導電性接着剤との接合面積を大きくすることができるため、水晶素子が導電性接着剤から剥がれてしまうことを抑えることが可能となる。また、水晶素子が導電性接着剤から剥がれてしまうことを抑えることができるので、水晶デバイスの生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶デバイスの製造方法で製造された水晶デバイスを示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＸ部分拡大図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の穴部形成工程を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の水晶素子実装工程を示す断面図であり、（ｃ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の蓋体接合工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の導電性接着剤塗布工程を示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の水晶素子実装工程を示す平面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスの製造方法で用いられるパッケージの上面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスの製造方法で用いられるパッケージの下面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（水晶デバイス）
本実施形態における水晶デバイスは、図１及び図２に示されているように、パッケージ１１０と、パッケージ１１０の上面に接合された水晶素子１２０と、パッケージ１１０の上面に接合された蓋体１３０とを含んでいる。パッケージ１１０には、基板１１０ａの上面と枠体１１０ｂの内側面によって囲まれた凹部Ｋが形成されている。このような水晶デバイスは、電子機器等で使用する基準信号を出力するのに用いられる。
【００１０】
基板１１０ａは、矩形状であり、上面で実装された水晶素子１２０を実装するための実装部材として機能するものである。基板１１０ａの上面には、水晶素子１２０を接合するための一対の電極パッド１１１が設けられている。基板１１０ａは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板１１０ａは、絶縁層を一層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板１１０ａの表面及び内部には、上面に設けられた電極パッド１１１と、基板１１０ａの下面に設けられた外部端子１１２とを電気的に接続するための配線パターン１１３及びビア導体１１４が設けられている。
【００１１】
枠体１１０ｂは、基板１１０ａの上面に配置され、基板１１０ａの上面に凹部Ｋを形成するためのものである。枠体１１０ｂは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板１１０ａと一体的に形成されている。
【００１２】
ここでパッケージ１１０を平面視したときの一辺の寸法が、１．０〜３．０ｍｍであり、パッケージ１１０の上下方向の寸法が、０．２〜１．５ｍｍである場合を例にして、凹部Ｋの大きさを説明する。凹部Ｋの長辺の長さは、０．７〜２．０．ｍｍであり、短辺の長さは、０．５〜１．５ｍｍとなっている。また、凹部Ｋの上下方向の長さは、０．１〜０．５ｍｍとなっている。
【００１３】
また、基板１１０ａの下面の四隅には、外部端子１１２が設けられている。外部端子１１２の内の二つの端子は、基板１１０ａの上面に設けられた電極パッド１１１と電気的に接続されている。また、電極パッド１１１と電気的に接続されている外部端子１１２は、基板１１０ａの下面の対角に位置するように設けられている。
【００１４】
電極パッド１１１は、水晶素子１２０を実装するためのものである。電極パッド１１１は、基板１１０ａの上面に一対で設けられており、基板１１０ａの一辺に沿うように隣接して設けられている。電極パッド１１１は、第一電極パッド１１１ａと第二電極パッド１１１ｂとによって構成されている。電極パッド１１１は、基板１１０ａに設けられた配線パターン１１３及びビア導体１１４を介して、基板１１０ａの下面に設けられた外部端子１１２と電気的に接続されている。
【００１５】
外部端子１１２は、電気機器等の外部の実装基板上の実装パッド（図示せず）と接合するために用いられている。外部端子１１２は、基板１１０ａの下面の四隅に設けられている。外部端子１１２の少なくとも一つは、ビア導体１１４を介して、封止用導体パターン１１７と電気的に接続されている。また、外部端子１１２の少なくとも一つは、電子機器等の実装基板上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドと接続されている。これにより、封止用導体パターン１１７に接合された蓋体１３０がグランド電位となっている第三外部端子１１２ｃに接続される。よって、蓋体１３０による凹部Ｋ内のシールド性が向上する。
【００１６】
配線パターン１１３は、電極パッド１１１と、ビア導体１１４とを電気的に接続するためのものである。配線パターン１１３の一端は、電極パッド１１１と電気的に接続されており、配線パターン１１３の他端は、ビア導体１１４と電気的に接続されている。配線パターン１１３は、第一配線パターン１１３ａ及び第二配線パターン１１３ｂによって構成されている。
【００１７】
また、配線パターン１１３は、平面視して、枠体１１０ｂと重なるようにして設けられている。このようにすることによって、水晶デバイスは、配線パターン１１３と水晶素子１２０との間で浮遊容量が発生することを抑えるので、水晶素子１２０にこの浮遊容量が付与されることがないため、発振周波数が変動してしまうことを抑えることができる。また、水晶デバイスに外力が加わり、枠体１１０ｂの長辺方向に曲げモーメントが発生しても、基板１１０ａに加えて枠体１１０ｂが設けられていることにより、枠体１１０ｂが設けられている箇所は、変形しにくくなる。よって、枠体１１０ｂと平面視して重なる位置に設けられた配線パターン１１３は、断線しにくくなり、発振周波数が出力されなくなることを抑制することができる。
【００１８】
また、第一配線パターン１１３ａは、第一電極パッド１１１ａ及び第一ビア導体１１４ａと電気的に接続されている。第一配線パターン１１３ａは、第一電極パッド１１１ａから近接された枠体１１０ｂの長辺方向に向かって延出されており、第一配線パターン１１３ａの一部が露出されている。第二配線パターン１１３ｂは、第二電極パッド１１１ｂ及び第二ビア導体１１４ｂと電気的に接続されている。第二配線パターン１１３ｂは、第二電極パッド１１１ｂから近接された枠体１１０ｂの長辺方向に向かって延出されており、第二配線パターン１１３ｂの一部が露出されている。
【００１９】
このように、配線パターン１１３の一部が、電極パッド１１１から枠体１１０ｂの長辺方向に向かって延出し、凹部Ｋで露出するようにして設けられていることにより、水晶素子１２０を実装した際に、導電性接着剤１４０が仮に電極パッド１１１上から溢れ出たとしても、導電性接着剤１４０と濡れ性の良い配線パターン１１３上に沿って流れ出てくれるため、パッケージ１１０の中心方向に流れ出ることがなく導電性接着剤１４０が励振用電極１２２に付着してしまうことを抑えることができる。
【００２０】
また、露出された配線パターン１１３の一部が、基板１１０ａの中心点Ｐを通り基板１１０ａの長辺と平行な直線Ｌに対して、線対称となるように設けられている。このように露出された第一配線パターン１１３ａと露出された第二配線パターン１１３ｂとが、基板１１０ａの中心点Ｐを通り基板１１０ａの長辺と平行な直線Ｌに対して、線対称となる位置に設けられていることにより、水晶素子１２０を実装する際に導電性接着剤１４０が仮に電極パッド１１１上から溢れ出たとしても、溢れ出た導電性接着剤１４０の量が均等になり易く、水晶素子１２０が傾いてしまうことを抑えることができる。
【００２１】
ビア導体１１４は、外部端子１１２と、配線パターン１１３又は封止用導体パターン１１７とを電気的に接続するためのものである。また、第三ビア導体１１４ｃの両端は、第三外部端子１１２と、封止用導体パターン１１７と接続されている。このようにすることで、第三外部端子１１２ｃは、第三ビア導体１１４ｃを介して、封止用導体パターン１１７と電気的に接続されている。
【００２２】
ここでパッケージ１１０を平面視したときの一辺の寸法が、１．０〜３．０ｍｍであり、パッケージ１１０の上下方向の寸法が、０．７〜１．５ｍｍである場合を例にして、電極パッド１１１の大きさを説明する。電極パッド１１１の辺の長さは、２５０〜４００μｍとなる。電極パッド１１１の上下方向の厚みの長さは、１０〜５０μｍとなる。
【００２３】
また、電極パッド１１１の算術平均表面粗さは、０．０２〜０．１０μｍであり、基板１１０ａ表面の算術平均表面粗さは、０．５〜１．５μｍである。よって、導電性接着剤１４０は、電極パッド１１１から基板１１０ａ上に向かって広がりにくくなる。
【００２４】
封止用導体パターン１１７は、蓋体１３０と接合部材１３１を介して接合する際に、接合部材１３１の濡れ性をよくする役割を果たしている。封止用導体パターン１１７は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体パターンの表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次、枠体１１０ｂの上面を環状に囲む形態で施すことによって、例えば１０〜２５μｍの厚みに形成されている。
【００２５】
導電性接着剤１４０が、水晶素子１２０の引き出し電極１２３に設けた穴部Ｈ内に入り込むようにして、引き出し電極１２３と電極パッド１１１とを電気的・機械的に接続されている。導電性接着剤１４０は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又はニッケル鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。
【００２６】
導電性接着剤１４０は、水晶素子１２０の励振用電極１２２と間をあけて配置されている。水晶デバイスは、導電性接着剤１４０と励振用電極１２２とが間を空けて配置されていることにより、導電性接着剤１４０が励振用電極１２２に付着することで生じる短絡を低減することができる。
【００２７】
また、導電性接着剤１４０の粘度が、３５〜４５Ｐａ・ｓのものを使用することによって、塗布した際に、導電性接着剤１４０は、電極パッド１１１上から基板１１０ａ上面に流れ出ることなく、電極パッド１１１上に留まるので、導電性接着剤１４０の上下方向の厚みも確保することができる。導電性接着剤１４０の上下方向の厚みの長さは、１０〜２５μｍである。このように導電性接着剤１４０の厚みを確保できることによって、水晶素子１２０の基板１１０ａへの接触を抑制し、落下等により加わった衝撃が水晶素子１２０に対して導電性接着剤１４０を中心にして上下方向へ加わったとしても、その衝撃を導電性接着剤１４０で十分に吸収緩和することができる。
【００２８】
ここで、パッケージ１１０の作製方法について説明する。基板１１０ａ及び枠体１１０ｂがアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面或いはセラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、一対の電極パッド１１１又は外部端子１１２となる部位にニッケルメッキ又は金メッキ等を施すことにより作製される。また、導体ペーストは、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。
【００２９】
水晶素子１２０は、図２及び図３（ａ）に示されているように、導電性接着剤１４０を介して電極パッド１１１上に接合されている。水晶素子１２０は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。
【００３０】
水晶素子１２０は、図２に示されているように、図１及び図２に示されているように、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を被着させた構造を有している。励振用電極１２２は、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。励振用電極１２２は、上面に第一励振用電極１２２ａと、下面に第二励振用電極１２２ｂを備えている。引き出し電極１２３は、励振用電極１２２から水晶素板１２１の一辺に向かってそれぞれ延出されている。引き出し電極１２３は、上面に第一引き出し電極１２３ａと、下面に第二引き出し電極１２３ｂとを備えている。第一引き出し電極１２３ａは、第一励振用電極１２２ａから引き出されており、水晶素板１２１の一辺に向かって延出するように設けられている。第二引き出し電極１２３ｂは、第二励振用電極１２２ｂから引き出されており、水晶素板１２１の一辺に向かって延出するように設けられている。つまり、引き出し電極１２３は、水晶素板１２１の長辺または短辺に沿った形状で設けられている。また、本実施形態においては、第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂと接続されている水晶素子１２０の一端を基板１１０ａの上面と接続した固定端とし、他端を基板１１０ａの上面と間を空けた自由端とした片持ち支持構造にて水晶素子１２０が基板１１０ａ上に固定されている。
【００３１】
穴部Ｈは、水晶素板１２１の下面に設けられた引き出し電極１２３に設けられている。穴部Ｈは、直方体状、円錐台状又は半球状であり、導電性接着剤１４０が穴部Ｈ内を満たすようにして設けられている。このようにすることで、引き出し電極１２３と導電性接着剤１４０との接合面積を大きくすることができるため、水晶素子１２０が導電性接着剤１４０から剥がれてしまうことを抑えることが可能となる。また、穴部Ｈが、半球状であることにより、穴部Ｈ内に設けられた導電性接着剤１４０が収縮される際に発生する力が均等に穴部Ｈに伝わるため、水晶素子１２０に伝わる応力を軽減することができる。
【００３２】
また、水晶デバイスは、水晶素子１２０の励振用電極１２２の表面を例えばイオンガンにより削ることにより、水晶素子１２０の発振周波数の調整を行っている。また、従来の水晶デバイスでは、基板の上面に設けられた配線パターンが水晶素子の励振用電極の近傍でも露出しているため、イオンガンにより励振用電極を削る際に、配線パターンを削ってしまうことがある。また、従来の水晶デバイスは、この配線パターンの削り屑が、水晶素子の励振用電極に付着し、発振周波数が変動してしまうこと虞がある。しかし、本実施形態の水晶デバイスでは、図４に示すように、配線パターン１１３が水晶素子１２０の励振用電極１２２の近傍では凹部Ｋに露出しておらず、平面視して、枠体１１０ｂと重なる位置に設けられているため、イオンガンにより励振用電極１２２を削る際に、配線パターン１１３を削ってしまうことを防ぐことができる。また、このような水晶デバイスは、配線パターン１１３の削り屑が発生しないため、水晶素子１２０の励振用電極１２２に削り屑が付着することがなく、安定して発振周波数を出力することが可能となる。
【００３３】
ここで、水晶素子１２０の動作について説明する。水晶素子１２０は、外部からの交番電圧が引き出し電極１２３から励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、水晶素板１２１が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
【００３４】
水晶素子１２０の基板１１０ａへの接合方法について説明する。まず、導電性接着剤１４０は、例えばディスペンサによって、電極パッド１１１上に拡がるようにして塗布される。水晶素子１２０は、導電性接着剤１４０上に搬送される。さらに、水晶素子１２０は、水晶素子１２０の固定端側の外周縁にある引き出し電極１２３が、平面視して、導電性接着剤１４０の中心付近と重なるようにして導電性接着剤１４０上に載置される。そして導電性接着剤１４０は、加熱硬化させることによって、硬化収縮される。
【００３５】
蓋体１３０は、矩形状であり、真空状態にある凹部Ｋ、あるいは窒素ガスなどが充填された凹部Ｋを気密封止するためのものである。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、枠体１１０ｂ上に設けられた接合部材１３１の上面に載置される。枠体１１０ｂの上面に設けられた接合部材１３１に熱が印加されることで、溶融接合される。また、蓋体１３０は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。
【００３６】
接合部材１３１は、パッケージ１１０の枠体１１０ｂ上面に設けられた封止用導体パターン１１７に相対する蓋体１３０の箇所に設けられている。接合部材１３１は、例えば、銀ロウ又は金錫によって設けられている。銀ロウの場合は、その厚みは、１０〜２０μｍである。例えば、成分比率は、銀が７２〜８５％、銅が１５〜２８％のものが使用されている。金錫の場合は、その厚みは、１０〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が７８〜８２％、錫が１８〜２２％のものが使用されている。
【００３７】
接合部材１３１は、例えば、金錫の場合には、接合部材１３１の層の厚みは、１０〜４０μｍであり、例えば、成分比率が、金が７０〜８０％、錫が２０〜３０％のものを使用しても良い。また、接合部材１３１は、例えば、銀ロウの場合には、接合部材１３１の層の厚みは、１０〜４０μｍであり、例えば、成分比率が、銀が７０〜８０％、銅が２０〜３０％のものを使用しても良い。
【００３８】
（水晶デバイスの製造方法）
次に本発明の実施形態に係る水晶デバイスの製造方法について、図３を用いて説明する。水晶デバイスの製造方法は、矩形状の水晶素板１２１と励振用電極１２２と、励振用電極１２２から水晶素板１２１の一辺に向かって引き出された引き出し電極１２３と、を有する水晶素子１２０を準備する水晶素子準備工程と、水晶素板１２１の下面に設けられた引き出し電極１２３にレーザ光を照射し、穴部Ｈを形成する穴部形成工程と、パッケージ１１０の基板１１０ａの上面に設けられた電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を塗布する導電性接着剤塗布工程と、電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を介して水晶素子１２０を実装する水晶素子実装工程と、蓋体１３０とパッケージ１１０とを接合する蓋体接合工程と、を含んでいる。
【００３９】
（水晶素子準備工程）
水晶素子準備工程は、矩形状の水晶素板１２１と、励振用電極１２２と、励振用電極１２２から水晶素板１２１の一辺に向かって引き出された引き出し電極１２３と、を有する水晶素子１２０を準備する工程である。水晶素子１２０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１２１の外周部と比べて水晶素板１２１の中央部が厚くなるように設けるベベル加工を行う。そして、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の両主面にフォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を形成することにより製造される。
【００４０】
また、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、このような水晶素子１２０を形成する製造方法について説明する。まず、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した水晶ウエハを用意する。このとき、水晶ウエハの主面が、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心に、Ｘ軸の負の方向を見て反時計回りに回転させた面、例えば、約３７°回転させた面と平行となっている。次に、水晶ウエハの両主面に金属膜をスパッタリング技術または蒸着技術を用いて形成し、この金属膜上に感光性レジストを塗布し、所定のパターンに露光、現像し、所定の部分のみ水晶ウエハが露出するようにする。このように所定の部分のみ露出している水晶ウエハを所定のエッチング溶液に浸漬させ、水晶ウエハをエッチングする。これにより、複数の水晶素子１２０がその一部が接続された状態で水晶ウエハ内に形成される。
【００４１】
（穴部形成工程）
穴部形成工程は、図３（ａ）に示すように、水晶素板１２１の下面に設けられた引き出し電極１２３にレーザ光を照射し、穴部Ｈを形成する工程である。水晶素板１２１の下面に設けられた引き出し電極１２３にレーザ光を照射すると、レーザ光が照射された箇所の引き出し電極の一部が直方体状、円錐台状又は半球状に除去され、直方体状、円錐台状又は半球状の穴部Ｈが形成される。
【００４２】
レーザ光は、レーザ発振装置（図示せず）より発振される。レーザ発振装置は、ステージに固定されるパッケージに対し、レーザ発振部で発振されて光路で伝送されて集光光学系で集光されたレーザ光をパッケージの平面の法線方向より照射する。
【００４３】
レーザ発振部としては、例えば炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、半導体レーザ、エキシマレーザ等を用いる。例えばＹＶＯ４レーザの場合には、そのレーザの３倍波で、波長が例えば３００〜４００ｎｍのものを用いる。
【００４４】
穴部形成工程で、直方体状、円錐台状又は半球状の穴部Ｈを引き出し電極１２３に設けるようにする。このようにすることによって、導電性接着剤１４０と引き出し電極１２３との接触面積をさらに大きくすることができるので、水晶素子１２０が導電性接着剤１４０から剥がれてしまうことを抑えることができる。また、穴部形成工程で、穴部Ｈを引き出し電極１２３に複数個設けるようにしても構わない。このようにすることで、導電性接着剤１４０と引き出し電極１２３との接触面積をさらに大きくすることができるので、水晶素子１２０が導電性接着剤１４０から剥がれてしまうことをさらに抑えることができる。
【００４５】
また、穴部形成工程で、穴部Ｈが水晶素板１２１の上面に設けられた引き出し電極１２３にも設けるようにする。このようにすることによって、引き出し電極１２３の上面及び下面の面積を等しくすることで、水晶素子１２０のレーザ光の照射によって穴部Ｈを形成する際に生じる熱応力による反りを低減し、水晶素子の励振電極１２２にかかる応力を抑えるため、水晶素子１２０の厚みすべり振動を妨げることを低減することが可能となる。
【００４６】
（導電性接着剤塗布工程）
導電性接着剤塗布工程は、図４（ａ）に示すように、基板１１０ａと、基板１１０ａの外周縁に沿って設けられた枠体１１０ｂとを有するパッケージ１１０の基板１１０ａの上面に設けられた電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を塗布する工程である。パッケージ１１０の凹部Ｋ内の電極パッド１１１の位置を後述する認識手段のカメラ部により撮影し、画像データを記憶部に記憶する。電極パッド１１１は、塗布装置の認識手段によって撮影すると、パッケージ１１０と電極パッド１１１とは、同一の素材により設けられていないため、電極パッド１１１の位置を判別することができる。この電極パッド１１１の位置に合わせて塗布手段のノズルを移動させ、導電性接着剤１４０を塗布する。また、ノズルは、圧力をかけることによって導電性接着剤１４０を噴出させ、導電性接着剤１４０を塗布することができる。
【００４７】
（水晶素子実装工程）
水晶素子実装工程は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を介して水晶素子１２０を実装する工程である。導電性接着剤１４０の位置に合わせて、水晶素子１２０を吸着したノズル（図示せず）を移動させ、電極パッド１１１に塗布された導電性接着剤１４０の外周縁が、水晶素子１２０の引き出し電極１２３に位置するようにして、導電性接着剤１４０上に水晶素子１２０を載置する。水晶素子１２０の引き出し電極１２３とパッケージ１１０の電極パッド１１１上に塗布された導電性接着剤１４０とを相対するようにして、水晶素子１２０を導電性接着剤１４０上に載置する。次に、大気雰囲気中または窒素雰囲気中の硬化アニール炉の内部空間にパッケージ１１０を収容した状態で、導電性接着剤１４０を加熱硬化させ、電極パッド１１１と水晶素子１２０とを導通固着することで、水晶素子１２０を実装する。
【００４８】
硬化アニール炉（図示せず）は、炉本体と、加熱部と、供給部、制御部によって構成されている。炉本体は、内部空間を有し、パッケージ１１０を格納する役割を果たしている。また、加熱部は、内部空間を所定の温度に加熱する役割を果たしている。加熱部は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が用いられている。供給部は、内部空間にガスを供給する役割を果たしている。ガスは、例えば窒素等が用いられている。制御部は、炉本体の内部空間の温度や酸素濃度、加熱部の昇温速度、供給部のガスの供給量の制御を行うものである。
【００４９】
また、水晶素子実装工程で、平面視した際に、複数個の穴部Ｈが導電性接着剤１４０と重なるようにして実装する。このようにすることで、導電性接着剤１４０と引き出し電極１２３との接触面積をさらに大きくすることができるので、水晶素子１２０が導電性接着剤１４０から剥がれてしまうことをさらに抑えることができる。
【００５０】
また、水晶素子実装工程で、水晶素板１２１の上面の引き出し電極１２３に設けられた穴部Ｈに導電性接着剤１４０が入り込むようにして実装する。このようにすることでも、導電性接着剤１４０と引き出し電極１２３との接触面積をさらに大きくすることができるので、水晶素子１２０が導電性接着剤１４０から剥がれてしまうことをさらに抑えることができる。
【００５１】
（蓋体接合工程）
蓋体接合工程は、図３（ｃ）に示すように、圧電素子１２０を気密封止するように基板１１０ａに蓋体１３０を接合する工程である。蓋体１３０は、窒素ガス雰囲気中や真空ｋ雰囲気中で、パッケージ１１０の枠体１１０ｂの封止用導体パターン１１７上に載置される。封止用導体パターン１１７と蓋体１３０とを接合部材１３１を介して接合されるように、シーム溶接機（図示せず）のローラ電極を蓋体１３０に接触させ、ローラ電極に電源を供給しながら、蓋体１３０の外側縁部に沿って動かすことで、枠体１１０ｂの封止用導体パターン１１７上に接合される。
【００５２】
また、蓋体接合工程では、蓋体１３０をパッケージの凹部Ｋを覆う形態で搭載し、封止部材を加熱溶融することにより、蓋体１３０とパッケージ１１０とを接合するようにしても構わない。その際に、加熱手段としては、キセノンランプやハロゲンランプ等が用いられる。
【００５３】
本発明の水晶デバイスの製造方法によれば、矩形状の水晶素板１２１と、水晶素板１２１の上面及び下面に設けられた励振用電極１２２と、励振用電極１２２から水晶素板１２１の一辺に向かって引き出された引き出し電極１２３と、を有する水晶素子１２０を準備する水晶素子準備工程と、水晶素板１２１の下面に設けられた引き出し電極１２３にレーザ光を照射し、穴部Ｈを形成する穴部形成工程と、基板１１０ａと、基板１１０ａの外周縁に沿って設けられた枠体１１０ｂと、を有するパッケージ１１０の基板１１０ａの上面に設けられた電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を塗布する導電性接着剤塗布工程と、電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を介して水晶素子１２０を実装する水晶素子実装工程と、蓋体１３０とパッケージ１１０とを接合する蓋体接合工程と、を含んでいる。このようにすることで、引き出し電極１２３に穴部Ｈを形成することができるため、引き出し電極１２３と導電性接着剤１４０との接合面積を大きくすることができるため、水晶素子１２０が導電性接着剤１４０から剥がれてしまうことを抑えることが可能となる。また、水晶素子１２０が導電性接着剤１４０から剥がれてしまうことを抑えることができるので、水晶デバイスの生産性を向上させることが可能となる。
【００５４】
また、本発明の水晶デバイスの製造方法によれば、穴部形成工程で、穴部Ｈを引き出し電極１２３に複数個設けるようにする。このようにすることによって、導電性接着剤１４０と引き出し電極１２３との接触面積をさらに大きくすることができるので、水晶素子１２０が導電性接着剤１４０から剥がれてしまうことをさらに抑えることができる。
【００５５】
また、本発明の水晶デバイスの製造方法によれば、穴部形成工程で、穴部Ｈが水晶素板１２１の上面に設けられた引き出し電極１２３にも設けるようにする。このようにすることによって、引き出し電極１２３の上面及び下面の面積を等しくすることで、仮に水晶素子１２０にレーザ光の照射によって穴部Ｈを形成する際に生じる熱が印加されたとしても、水晶素子１２０のレーザ光の照射によって穴部Ｈを形成する際に生じる熱応力による反りを抑え、水晶素子１２０の励振電極１２２にかかる応力を抑えるため、水晶素子１２０の厚みすべり振動を妨げることを低減することが可能となる。
【００５６】
また、本発明の水晶デバイスの製造方法によれば、水晶素子実装工程で、平面視した際に、複数個の穴部Ｈが導電性接着剤１４０と重なるようにして実装する。このようにすることで、複数個の穴部Ｈ内に導電性接着剤１４０が入り込むようにして接着されるため、導電性接着剤１４０と引き出し電極１２３との接触面積をさらに大きくすることができるので、水晶素子１２０が導電性接着剤１４０から剥がれてしまうことをさらに抑えることができる。
【００５７】
また、本発明の水晶デバイスの製造方法によれば、水晶素子実装工程で、水晶素板１２１の上面の引き出し電極１２３に設けられた穴部Ｈに導電性接着剤１４０が入り込むようにして実装する。このようにすることでも、導電性接着剤１４０と引き出し電極１２３との接触面積をさらに大きくすることができるので、水晶素子１２０が導電性接着剤１４０から剥がれてしまうことをさらに抑えることができる。
【００５８】
尚、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。水晶素子１２０は、ＡＴ用水晶素子を用いた場合を説明したが、基部と、基部の側面より同一の方向に延びる二本の平板形状の振動腕部とを有する音叉型屈曲水晶素子を用いても構わない。すいしょう素子は、水晶片と、その水晶片の表面に設けられた励振電極と、引き出し用電極と、周波数調整用金属膜とにより構成されている。水晶片は、水晶基部と水晶振動部とからなり、水晶振動部が第一水晶振動部及び第二水晶振動部とから成る。水晶基部は、結晶の軸方向として電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸となる直交座標系としたとき、Ｘ軸回りに−５°〜＋５°の範囲内で回転させたＺ′軸の方向が厚み方向となる平面視略四角形の平板である。第一水晶振動部及び第二水晶振動部は、水晶基部の一辺からＹ′軸の方向に平行に延設されている。このような水晶片は、水晶基部と各水晶振動部とが一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィー技術と化学エッチング技術により製造される。
【符号の説明】
【００５９】
１１０・・・パッケージ
１１０ａ・・・基板
１１０ｂ・・・枠体
１１１・・・電極パッド
１１２・・・外部端子
１１３・・・配線パターン
１１４・・・ビア導体
１２０・・・水晶素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・引き出し電極
１３０・・・蓋体
Ｋ・・・凹部
【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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