(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動片を有する振動素子と、前記振動素子を厚み方向の両側から挟んで封止するベース部及び蓋部とを備える振動子の製造方法であって、
前記振動片の厚み方向の両側にある第１主面及び第２主面のそれぞれに、励振電極、接続電極及び第１封止層を形成する工程と、
前記ベース部及び前記蓋部のそれぞれの主面に第２封止層を形成する工程と、
前記ベース部の前記第２封止層と前記振動片の前記第２主面の前記第１封止層とを接合し、前記蓋部の前記第２封止層と前記振動片の前記第１主面の前記第１封止層とを接合することによって、前記振動素子を封止する工程と、を含み、
前記第１封止層は、Ｔｉ層又はＣｒ層である第１下地層と、前記第１下地層の上に設けられるＡｕ層である第１表層とを有し、前記第１下地層の厚みが前記第１表層の厚みよりも薄く、
前記第２封止層は、Ｎｉ層である第２下地層と、前記第２下地層の上に設けられるＡｕＳｎ層である第２表層とを有し、前記第２下地層の厚みが前記第２表層の厚みよりも厚く、
前記封止する工程は、前記第１表層と前記第２表層とを合金化することによって、前記ベース部及び前記蓋部を前記振動素子に接合することを含む、
振動子の製造方法。
【請求項２】
前記ベース部及び前記蓋部の少なくとも一方は平板状である、請求項１に記載の振動子の製造方法。
【請求項３】
前記振動片の前記第２主面における前記励振電極と前記ベース部との間隔は、前記ベース部の前記第２封止層の厚みと同じであり、
前記ベース部の前記第２封止層の厚みは、前記振動素子が振動する際に、前記振動素子における前記励振電極が互いに対向して構成された振動部分を前記ベース部と干渉させないような厚みであり、
前記振動片の前記第１主面における前記励振電極と前記蓋部との間隔は、前記蓋部の前記第２封止層の厚みと同じであり、
前記蓋部の前記第２封止層の厚みは、前記振動素子が振動する際に、前記振動素子における前記励振電極が互いに対向して構成された振動部分を前記蓋部と干渉させないような厚みである、請求項１又は２に記載の振動子の製造方法。
【請求項４】
前記第２下地層の厚みは、前記第１表層の厚みよりも厚い、請求項１乃至３の何れかの一項に記載の振動子の製造方法。
【請求項５】
前記第１下地層の厚みは、１ｎｍ〜２０ｎｍであり、
前記第１表層の厚みは、５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、
前記第２下地層の厚みは、５００ｎｍ〜５０００ｎｍである、請求項１乃至４の何れかの一項に記載の振動子の製造方法。
【請求項６】
前記第２下地層の厚みは、前記第１表層の厚みの５倍以上である、請求項５に記載の振動子の製造方法。
【請求項７】
前記振動素子は、平板状であり、
前記振動素子を平面視するときに、前記第１封止層及び前記第２封止層の形状は、互いに対応する枠状である、請求項１乃至６の何れかの一項に記載の振動子の製造方法。
【請求項８】
前記振動素子、前記ベース部及び前記蓋部の材料は、水晶である、請求項１乃至７の何れかの一項に記載の振動子の製造方法。
【請求項９】
振動片と、前記振動片の厚み方向の両側にある第１主面及び第２主面のそれぞれに設けられる励振電極及び接続電極と、を有する振動素子と、
前記振動素子を厚み方向の両側から挟んで封止するベース部及び蓋部と、を備え、
前記ベース部及び前記蓋部のそれぞれと前記振動素子との間に、前記ベース部及び前記蓋部のそれぞれを前記振動素子に接合するための封止層が設けられており、
前記封止層は、前記振動素子から前記ベース部又は前記蓋部に向かって、Ｔｉ層又はＣｒ層である第１下地層と、Ａｕ層である第１表層と、ＡｕＳｎ層である第２表層と、Ｎｉ層である第２下地層と、を有し、
前記第１表層と前記第２表層との間に、前記第１表層の一部が前記第２表層と合金化された合金層を有し、
前記第１下地層の厚みが前記第１表層の厚みよりも薄く、前記第２下地層の厚みが前記第２表層の厚みよりも厚い、
振動子。
【請求項１０】
前記ベース部及び前記蓋部の少なくとも一方は平板状である、請求項９に記載の振動子。
【請求項１１】
前記第１下地層の厚みは、１ｎｍ〜２０ｎｍであり、
前記第１表層の厚みは、５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、
前記第２下地層の厚みは、５００ｎｍ〜５０００ｎｍ、かつ、前記第１表層の厚みの５倍以上である、請求項１０に記載の振動子。
【請求項１２】
前記振動素子は、平板状であり、
前記振動素子、前記ベース部及び前記蓋部の材料は、水晶である、請求項９乃至１１の何れかの一項に記載の振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子及び振動子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、振動子の小型化が進んでいる。一方、振動子の小型化の進行に対して、振動子の封止、すなわち振動素子と収容部との接合が従来に比べて困難になっている。また、振動子の小型化による製造への要求が高まり、振動子の生産性が低下することがある。そのため、このような小型化の振動子に対して、接合の安定性及び生産性の向上が求められている。【０００３】
例えば、特許文献１には、水晶振動板の両主面に物理的気相成長させた振動側第１接合パターンと振動側第２接合パターンとが形成され、第１封止部材に物理的気相成長させた封止側第１接合パターンが形成され、第２封止部材に物理的気相成長させた封止側第２接合パターンが形成され、封止側第１接合パターンのＡｕ層と、振動側第１接合パターンのＡｕ層とが拡散接合され、封止側第２接合パターンのＡｕ層と、振動側第２接合パターンのＡｕ層とが拡散接合され、第２封止部材では、回路基板に直接合する外部電極端子が形成されたファンクション部に拡散接合するための、物理的気相成長させた接続端子が形成された圧電振動デバイスが開示されている。つまり、特許文献１には、サンドイッチ構造である圧電振動デバイスに係るＡｕ層とＡｕ層との拡散接合が開示されている。【０００４】
また、例えば、特許文献２には、圧電振動片を収容するためのパッケージを気密に封止するため封止部に封止用の金属膜を備えるガラスリッドの製造方法であって、一枚の平板なガラス薄板の少なくとも一方の面の全面に封止用の金属膜を成膜する成膜工程と、封止用の金属膜上にマスクを配置してエッチングを施すエッチング工程と、エッチング工程後にガラス薄板を複数枚重合状態で貼り合わせる重合工程と、重合状態でガラス薄板を個片に切断する切断工程とを含んでいることを特徴とするガラスリッドの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１３９０５３号公報
【特許文献２】特開２００６−１５７５０４号公報
【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に開示の圧電振動デバイスに係るＡｕ層とＡｕ層との拡散接合では、対向する接合面及びそれらの面に設けられる接合パターンの表面の平面度への要求が高い。水晶振動板のうねりやたわみ、又は各接合パターンを構成する金属層の厚みのばらつきなどによる接合パターンのＡｕ層の表面の平面度が低下した場合に、Ａｕ層とＡｕ層とは、密着することができず、安定な接合を得ることができない場合がある。また、特許文献２に開示のガラスリッドの製造方法では、ろう材が形成される基板の側壁の上面の面積は小さい。このため、このような上面にろう材を形成する形成工程が複雑になり、生産性が低下することがある。【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みて発明されたものであり、本発明の目的は、生産性の向上の実現とともに、安定な接合による良好な封止性を得ることができる振動子及び振動子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る振動子の製造方法は、動片を有する振動素子と、振動素子を厚み方向の両側から挟んで封止するベース部及び蓋部とを備える振動子の製造方法であって、振動片の厚み方向の両側にある第１主面及び第２主面のそれぞれに、励振電極、接続電極及び第１封止層を形成する工程と、ベース部及び蓋部のそれぞれの主面に第２封止層を形成する工程と、ベース部の第２封止層と振動素子の第１主面の第１封止層とを接合し、蓋部の第２封止層と振動素子の第２主面の第１封止層とを接合することによって、振動素子を封止する工程と、を含み、第１封止層は、Ｔｉ層又はＣｒ層である第１下地層と、第１下地層の上に設けられるＡｕ層である第１表層とを有し、第１下地層の厚みが第１表層の厚みよりも薄く、第２封止層は、Ｎｉ層である第２下地層と、第２下地層の上に設けられるＡｕＳｎ層である第２表層とを有し、第２下地層の厚みが第２表層の厚みよりも厚く、封止する工程は、第１表層と第２表層とを合金化することによって、ベース部及び蓋部を振動素子に接合することを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、生産性の向上の実現とともに、安定な接合による良好な封止性を得ることができる振動子及び振動子の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る水晶振動子の分解斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３Ａ】本実施形態に係る水晶振動素子の表面側の構成を説明するための図である。
【図３Ｂ】本実施形態に係る水晶振動素子の裏面側の構成を説明するための図である。
【図４Ａ】本実施形態に係るベース部の表面側の構成を説明するための図である。
【図４Ｂ】本実施形態に係るベース部の裏面側の構成を説明するための図である。
【図５】本実施形態に係る水晶振動子の製造方法を説明するためのフローチャート図である。
【図６Ａ】図５のステップＳ１０に係る水晶振動素子の製造方法を詳細に説明するための図である。
【図６Ｂ】図５のステップＳ１１に係る水晶振動素子の製造方法を詳細に説明するための図である。
【図６Ｃ】図５のステップＳ１２に係る水晶振動素子の製造方法を詳細に説明するための図である。
【図６Ｄ】図５のステップＳ１３に係る水晶振動素子の製造方法を詳細に説明するための図である。
【図７Ａ】図５のステップＳ２０及びＳ３０に係る蓋部及びベース部の製造方法を詳細に説明するための図である。
【図７Ｂ】図５のステップＳ２１及びＳ３１に係る蓋部及びベース部の製造方法を詳細に説明するための図である。
【図７Ｃ】図５のステップＳ２２及びＳ３２に係る蓋部及びベース部の製造方法を詳細に説明するための図である。
【図８Ａ】図５のステップＳ４０に係る水晶振動子の製造方法を詳細に説明するための図である。
【図８Ｂ】図５のステップＳ４０に係る水晶振動子の製造方法を詳細に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施形態に限定して解するべきではない。
【００１２】
［実施形態］
＜水晶振動子１＞
まず、図１乃至図４Ｂを参照しつつ、本実施形態に係る水晶振動子（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｕｎｉｔ）１を説明する。ここで、図１は、水晶振動子１の分解斜視図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。また、図３Ａ及び図３Ｂは、水晶振動素子１０を説明するための図であり、図３Ａは、水晶振動素子１０の表面側の構成を説明するための図であり、図３Ｂは水晶振動素子１０の裏面側の構成を説明するための図である。図４Ａ及び図４Ｂは、本実施形態に係るベース部３０を説明するための図であり、図４Ａは、ベース部３０の表面側の構成を説明するための図であり、図４Ｂは、ベース部３０の裏面側の構成を説明するための図である。なお、図２において、一部の電極の図示は省略されている。
【００１３】
本実施形態に係る水晶振動子１は、水晶振動素子（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）１０と、蓋部２０と、ベース部３０とを備える。また、水晶振動子１は、接合材とする封止層４０を備える。ここで、水晶振動子１は、振動子の一例であり、水晶振動素子１０は、振動素子の一例である。
【００１４】
この水晶振動子１は、水晶振動子１の厚み方向にて、水晶振動素子１０及び蓋部２０が封止層４０によって接合され、水晶振動素子１０及びベース部３０が封止層４０によって接合されることで構成されるサンドイッチ構造、すなわちＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐａｃｋａｇｅ）封止構造を有する振動子である。言い換えれば、水晶振動素子１０は、この水晶振動素子１０の厚み方向の両側にある主面のそれぞれに接合されている蓋部２０及びベース部３０によって挟まれて封止されている。また、本実施形態では、水晶振動素子１０、蓋部２０及びベース部３０は、水晶振動子１をこの水晶振動子１の厚み方向に沿って平面視したときにおいて、同じ寸法を有する矩形状をなしており、互いに長辺及び短辺の向きが一致している。
【００１５】
＜水晶振動素子１０＞
水晶振動素子１０は、平板状をなしている。また、水晶振動素子１０は、水晶片１１と、この水晶片１１の厚み方向の両側にある主面のそれぞれに設けられている金属層１００ａ及び金属層１００ｂとを有する。
【００１６】
ここで、本実施形態に係る水晶片１１は、ＡＴカットの水晶片であり、水晶の結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうち、Ｙ軸及びＺ軸をＸ軸の周りにＹ軸からＺ軸の方向に１０６度１５分±１分３０秒回転させた軸をそれぞれＹ´軸及びＺ´軸とした場合、Ｘ軸及びＺ´軸によって特定される面と平行な面（以下、「ＸＺ´面」とする。他の軸によって特定される面についても同様である。）を主面として人工水晶（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ）から切り出されたものである。ＡＴカットの水晶片１１を採用する水晶振動素子１０は、厚みすべり振動モードを主要振動とする。また、本実施形態に係る水晶片１１では、厚み方向がＹ´軸方向と平行する。このＹ´軸方向に沿って水晶片１１を平面視すると、水晶片１１のＸＺ´面の形状は矩形状をなしており、長辺がＸ軸方向と平行し、短辺がＺ´軸方向に平行する。
【００１７】
なお、以下の説明では、ＡＴカットのＸＹ´Ｚ´軸方向を基準として水晶振動子１の各構成を説明する。また、特別な説明がない場合において、「平面視する」は、水晶振動子１の各構成の厚み方向（Ｙ´軸方向）に沿ってこれらの構成を平面視することを意味する。二つ以上の軸方向に沿ってこれらの構成を平面視する場合は、方向を区別するために、「ＸＺ´面において」、「ＸＹ´面において」、「Ｙ´Ｚ´面において」と記載する。また、「ＸＹ´面」は厚み方向の断面を意味する。また、水晶振動素子１０、蓋部２０及びベース部３０と、これらの各構成とを平面視する場合に目視できた形状を、水晶振動素子１０、蓋部２０及びベース部３０と、これらの各構成との「平面視形状」とする。さらに、水晶振動素子１０、蓋部２０及びベース部３０が組み立てられて水晶振動子１を構成いた状態を「組立状態」とすることがある。
【００１８】
水晶振動素子１０の説明に戻る。水晶片１１は、振動片の一例であり、厚みが均一の平板状構造をなしている。また、水晶片１１は、中央部１１ａと、この中央部１１ａの周囲にて中央部１１ａを囲むように設けられている周辺部１１ｂと、中央部１１ａ及び周辺部１１ｂを連結する連結部１１ｃとを有する。平面視する場合において、中央部１１ａ、周辺部１１ｂ及び連結部１１ｃの外縁とも矩形状をなしている。また、中央部１１ａは、この中央部１１ａの周囲にある凹字状の切り欠きによって、枠状である周辺部１１ｂと離間されている。
【００１９】
また、水晶片１１は、厚み方向の両側に、すなわち互いに対向するＸＺ´面である、第１主面１２ａと、第２主面１２ｂとを有する。第１主面１２ａは、水晶片１１の表面であり、Ｙ´軸正方向側にある中央部１１ａの中央部主面１１１ａ、周辺部１１ｂの周辺部主面１１２ａ及び連結部１１ｃの連結部主面１１３ａによって構成されている。第２主面１２ｂは、水晶片１１の裏面であり、Ｙ´軸負方向側にある中央部１１ａの中央部主面１１１ｂ、周辺部１１ｂの周辺部主面１１２ｂ及び連結部１１ｃの連結部主面１１３ｂによって構成されている。なお、以下では、第１主面１２ａ，第２主面１２ｂを区別しない場合に、「主面１２」とする。また、その他の中央部主面１１１ａ，１１１ｂ等も同様に、区別をしない場合に、「中央部主面１１１」、「周辺部主面１１２」及び「連結部主面１１３」とする。
【００２０】
金属層１００ａは、合金層であり、水晶片１１の第１主面１２ａに設けられている。この金属層１００ａは、励振電極１０１ａ、第１封止枠１０２ａ、引出電極１０３ａ及び接続電極１０４ａを有する。これらの励振電極１０１ａ、第１封止枠１０２ａ、引出電極１０３ａ及び接続電極１０４ａが一体に形成されている。具体的には、励振電極１０１ａは、中央部主面１１１ａに設けられ、第１封止枠１０２ａは、周辺部主面１１２ａに設けられ、引出電極１０３ａは、連結部主面１１３ａに設けられている。また、接続電極１０４ａは、周辺部主面１１２ａに、第１封止枠１０２ａよりも周辺部主面１１２ａの外縁側の角部に設けられている。
【００２１】
金属層１００ｂは、金属層１００ａと同様な材質を有する合金層であり、水晶片１１の第２主面１２ｂに設けられている。この金属層１００ｂは、励振電極１０１ｂ、第１封止枠１０２ｂ、引出電極１０３ｂ及び接続電極１０４ｂを有する。一方、金属層１００ａと異なり、金属層１００ｂでは、励振電極１０１ｂ、第１封止枠１０２ｂ及び引出電極１０３ｂが一体に形成されているが、接続電極１０４ｂが励振電極１０１ｂ、第１封止枠１０２ｂ及び引出電極１０３ｂと分離されている。具体的には、励振電極１０１ｂは、中央部主面１１１ｂに設けられ、第１封止枠１０２ｂは、周辺部主面１１２ｂに設けられ、引出電極１０３ｂは、連結部主面１１３ｂに設けられている。また、接続電極１０４ｂは、周辺部主面１１２ｂに、第１封止枠１０２ｂよりも周辺部主面１１２ｂの外縁側の角部に設けられている。
【００２２】
励振電極１０１ａ及び励振電極１０１ｂは、同じ構成を有し、平面視形状とも矩形状である。また、励振電極１０１ａ及び励振電極１０１ｂは、中央部１１ａを挟んで互いに対向するように中央部主面１１１ａ及び中央部主面１１１ｂに設けられており、平面視する場合において、両者が重なり合うように配置されている。こうして、励振電極１０１ａ及び励振電極１０１ｂは、中央部１１ａに電圧が印加されることでこの中央部１１ａを厚みすべり振動を主振動モードとする振動部分を得るための一対の励振電極を構成する。
【００２３】
第１封止枠１０２ａ及び第１封止枠１０２ｂは、封止層４０を構成する第１封止層の一例であり、同じ構成を有し、平面視形状とも枠状である。なお、この枠状の内周面及び外周面の平面視形状とも矩形状である。また、第１封止枠１０２ａ及び第１封止枠１０２ｂは、周辺部１１ｂを挟んで互いに対向するように周辺部主面１１２ａ及び周辺部主面１１２ｂに設けられており、平面視する場合において、両者が重なり合うように配置されている。こうして、第１封止枠１０２ａ及び第１封止枠１０２ｂは、水晶振動素子１０が封止されるときに、接合材として使用される封止層４０の一部を構成する。また、これとともに、第１封止枠１０２ｂは、後述するベース部３０の第２封止枠２０２ａと電気的に接続する接続電極とする機能を発揮する。
【００２４】
引出電極１０３ａ及び引出電極１０３ｂは、接続電極の一例であり、同じ構成を有する。また、引出電極１０３ａ及び引出電極１０３ｂは、中央部１１ａを挟んで互いに対向するように連結部主面１１３ａ及び連結部主面１１３ｂに設けられているが、平面視する場合において、引出電極１０３ａ及び引出電極１０３ｂは、重なり合わないように配置されている。これよれば、連結部１１ｃが引出電極１０３ａ及び引出電極１０３ｂによる振動、すなわち引出電極１０３ａ及び引出電極１０３ｂが重なり合うように配置する場合に発生する振動を軽減することができる。
【００２５】
接続電極１０４ａ及び接続電極１０４ｂは、接続電極の一例であり、異なる形状を有する。また、接続電極１０４ａ及び接続電極１０４ｂは、水晶片１１の厚み方向にて、接続電極１０４ａ、水晶片１１及び接続電極１０４ｂを貫通するように設けられている接続孔１０５によって連結されている。この接続孔１０５は、例えば内壁がメタライズされることで、接続電極１０４ａ及び接続電極１０４ｂの導通を図っている。
【００２６】
このように、本実施形態では、金属層１００ａと金属層１００ｂとは、接続電極１０４ａ及び接続電極１０４ｂを除き、同じ構成を有する。このため、以下の説明では、接続電極１０４ａが除かれた金属層１００ａと、接続電極１０４ｂが除かれた金属層１００ｂとを区別しない場合に、「第１金属層１００」とする。また、同様に、励振電極１０１ａ及び励振電極１０１ｂ等を区別しない場合に、「励振電極１０１」、「第１封止枠１０２」、「引出電極１０３」及び「接続電極１０４」と総称する。さらに、この第１金属層１００の材質について、後に詳細に説明する。
【００２７】
＜蓋部２０＞
蓋部２０は、平板状をなしている。また、蓋部２０は、蓋部水晶片２１と、この蓋部水晶片２１に設けられている第２封止枠２０２ｂとを有する。
【００２８】
蓋部水晶片２１は、ＡＴカットの水晶片であり、厚みが均一の平板状構造をなしている。また、蓋部水晶片２１は、厚み方向の両側に、すなわち互いに対向するＸＺ´面である、主面２２ａと、主面２２ｂとを有する。組立状態において、蓋部水晶片２１の外周面のＸＺ´面の平面視形状は、水晶振動素子１０の水晶片１１と同じである。すなわち、ＸＺ´面において、蓋部水晶片２１と水晶片１１とは重なり合うように形成されている。
【００２９】
第２封止枠２０２ｂは、第２封止層の一例であり、主面２２ｂに設けられている。この第２封止枠２０２ｂは、組立状態に水晶振動素子１０の第１封止枠１０２ａと接合し、この第１封止枠１０２ａとともに、蓋部２０及び水晶振動素子１０の間にある封止層４０を構成する。また、組立状態において、第２封止枠２０２ｂの平面視形状は、水晶振動素子１０の第１封止枠１０２と同じである。すなわち、ＸＺ´面において、第２封止枠２０２ｂと水晶振動素子１０の第１封止枠１０２とは重なり合うように形成されている。一方、ＸＹ´面において、第２封止枠２０２ｂの厚みは、第１封止枠１０２との厚みとは異なってもよい。この相違点について、後のこの第２封止枠２０２ｂの詳細な説明にて、詳しく説明する。
【００３０】
＜ベース部３０＞
ベース部３０は、平板状をなしている。また、ベース部３０は、ベース部水晶片３１と、このベース部水晶片３１の厚み方向の両側にある主面に設けられている金属層２００ａと、金属層２００ｂとを有する。
【００３１】
ベース部水晶片３１は、ＡＴカットの水晶片であり、厚みが均一の平板状構造をなしている。また、ベース部水晶片３１は、厚み方向の両側に、すなわち互いに対向するＸＺ´面である、主面３２ａと、主面３２ｂとを有する。組立状態において、ベース部水晶片３１の外周面のＸＺ´面の平面視形状は、水晶振動素子１０の水晶片１１と同じである。すなわち、ＸＺ´面において、ベース部水晶片３１と水晶片１１とは重なり合うように形成されている。
【００３２】
金属層２００ａは、合金層であり、主面３２ａに設けられている。この金属層２００ａは、第２封止枠２０２ａと、接続電極２０４とを有する。また、第２封止枠２０２ａ及び接続電極２０４は、互いに分離するように設けられている。第２封止枠２０２ａは、ベース部３０の主面３２ａに周辺に位置し、接続電極２０４は、第２封止枠２０２ａよりも主面３２ａの外縁側の角部に設けられている。
【００３３】
第２封止枠２０２ａは、第２封止層の一例であり、組立状態に水晶振動素子１０の第１封止枠１０２ｂと接合し、この第１封止枠１０２ｂとともに封止層４０を構成する。また、第２封止枠２０２ａのＸ軸負方向かつＺ´軸負方向の角部には、ベース部水晶片３１の厚み方向にて、この第２封止枠２０２ａ及びベース部水晶片３１を貫通する接続孔２０７が形成している。ここで、接続孔２０７を除き、第２封止枠２０２ａと蓋部２０の第２封止枠２０２ｂとは、全く同じ構成を有するため、第２封止枠２０２ａの配置位置等の説明を省略する。また、接続孔２０７は、例えば内壁がメタライズされることによって、第２封止枠２０２ａと、後述する主面３２ｂに設けられている外部電極１０６ｂとを連結し、両者の導通を図っている。こうして、第２封止枠２０２ａは、外部電極１０６ｂと接続する接続電極とする機能を発揮する。
【００３４】
以下の説明では、ベース部３０の第２封止枠２０２ａ及び蓋部２０の第２封止枠２０２ｂを区別いない場合に、「第２封止枠２０２」とする。この第２封止枠２０２の材質について、第１封止枠１０２の材質の説明に合わせて、後に詳細に説明する。
【００３５】
接続電極２０４は、組立状態において、水晶振動素子１０の接続電極１０４ｂと接続できるようにこの接続電極１０４ｂと対向する位置に設けられている。また、接続電極２０４には、ベース部水晶片３１の厚み方向にて、この接続電極２０４、ベース部水晶片３１を貫通する接続孔２０５が形成している。この接続孔２０５は、例えば内壁がメタライズされることによって、接続電極２０４と後述する外部電極１０６ａとを連結し、両者の導通を図っている。また、本実施形態では、接続孔２０５と、水晶振動素子１０の接続孔１０５とは、ＸＺ´面において、重なり合うように形成されている。
【００３６】
金属層２００ｂは、例えば、Ｎｉ層及びＡｕ層が積層されることによって構成された合金層である。この金属層２００ｂは、主面３２ｂに設けられており、図示しない実装基板と電気的に接続するための端子である外部電極１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄを有する。これらの外部電極１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄは、主面３２ｂの四つの角部に設けられている。また、外部電極１０６ａ，１０６ｂは、水晶振動素子１０の入出力信号が供給される入出力電極であり、外部電極１０６ｃ，１０６ｄは、水晶振動素子１０及び示しない実装基板上の他の電子素子に入出力信号が供給されない電極である。
【００３７】
外部電極１０６ａは、接続孔２０５、接続電極２０４、接続電極１０４ｂ及び接続孔１０５を介して、接続電極１０４ａと電気的に接続されている。また、励振電極１０１ａは、引出電極１０３ａ及び第１封止枠１０２ａを介して接続電極１０４ａと一体に形成されて電気的に接続されている。このため、外部電極１０６ａは、励振電極１０１ａと電気的に接続され、励振電極１０１ａに入出力信号を供給する。
【００３８】
外部電極１０６ｂは、接続孔２０７及び第２封止枠２０２ａを介して、第１封止枠１０２ｂと電気的に接続されている。また、励振電極１０１ｂは、引出電極１０３ｂを介して第１封止枠１０２ｂと一体に形成されて電気的に接続されている。このため、外部電極１０６ｂは、励振電極１０１ｂと電気的に接続され、励振電極１０１ｂに入出力信号を供給する。
【００３９】
本実施形態では、蓋部２０の第２封止枠２０２ｂと水晶振動素子１０の第１封止枠１０２ａとが加熱で接合されることによって、蓋部２０が水晶振動素子１０と接合される。また、ベース部３０の第２封止枠２０２ａと水晶振動素子１０の第１封止枠１０２ｂとが加熱で接合されることによって、ベース部３０が水晶振動素子１０と接合される。こうして、水晶振動素子１０が蓋部２０及びベース部３０に封止されることによって、水晶振動子１が構成される。
また、水晶振動子１では、ベース部３０の外部電極１０６ａ，１０６ｂを介して、水晶振動素子１０の一対の励振電極１０１ａ，１０１ｂの間に交番電界を印加することにより、厚みすべり振動モードなどの所定の振動モードによって水晶片１１の中央部１１ａが振動し、該振動に伴う共振特性が得られる。
【００４０】
＜第１金属層１００、第２封止枠２０２及び封止層４０の詳細＞
次に、図１及び図２を参照しつつ、本実施形態に係る第１金属層１００、第２封止枠２０２及び封止層４０の詳細について説明する。以下では、接合により合金化される前の第１金属層１００及び第２封止枠２０２のそれぞれの材質等を説明した上で、接合により合金化される後の封止層４０について説明する。
【００４１】
第１金属層１００は、例えば、二種類の金属層が積層されることによって構成された合金層である。この合金層及びこの合金層を構成する各金属層の厚みは均一である。本実施形態に係る第１金属層１００は、水晶片１１の各主面１２から離れる方向にて、水晶片１１の各主面１２の上に設けられている第１下地層１１０と、各第１下地層１１０の上に設けられている第１表層１２０とを有する。
【００４２】
第１下地層１１０は、水晶片１１の各主面１２の上に、スパッタ工法によって物理的気相成長させて形成されたＰＶＤ膜である。また、本実施形態では、第１下地層１１０は、例えばＴｉ層又はＣｒ層である。この第１下地層１１０の厚みは、１ｎｍ〜２０ｎｍである。また、第１下地層１１０の厚みは、１ｎｍ〜１０ｎｍであることが好ましい。
【００４３】
第１表層１２０は、水晶片１１の各主面１２に形成された各第１下地層１１０の上に、スパッタ工法によって物理的気相成長させて積層されたＰＶＤ膜である。また、本実施形態では、第１表層１２０は、例えばＡｕ層であるである。こ第１表層１２０の厚みは、第１下地層１１０よりも厚く形成されており、５０ｎｍ〜５００ｎｍである。また、第１表層１２０の厚みは、１００ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましい。
【００４４】
また、上述したように、第１金属層１００は、励振電極１０１、第１封止枠１０２及び引出電極１０３を有する。このため、上述した第１金属層１００の材質構成と同様に、励振電極１０１、第１封止枠１０２及び引出電極１０３は、励振電極１０１、第１封止枠１０２及び引出電極１０３のそれぞれに係る第１下地層１１０の部分及び第１表層１２０の部分によって構成されている。また、接続電極１０４ａ及び接続電極１０４ｂも、第１金属層１００と同様な材質を有し、また、各材質の厚みも第１金属層１００と同様である。なお、以下の説明では、第１封止枠１０２に係るに係る第１下地層１１０の部分及び第１表層１２０の部分を単に「第１封止枠１０２の第１下地層１１０」及び「第１封止枠１０２の第１表層１２０」とする。
【００４５】
第２封止枠２０２は、例えば、二種類の金属層が積層されることによって構成された合金層であり、第１金属層１００と異なる材質を有する。この第２封止枠２０２合金層及びこの合金層を構成する各金属層の厚みは均一である。本実施形態では、第２封止枠２０２は、蓋部２０の主面２２ｂ及びベース部３０の主面３２ａのそれぞれから離れる方向にて、蓋部２０の主面２２ｂ及びベース部３０の主面３２ａのそれぞれの上に設けられている第２下地層２１０と、各第２下地層２１０の上に設けられている第２表層２２０とを有する。
【００４６】
第２下地層２１０は、蓋部２０の主面２２ｂ及びベース部３０の主面３２ａのそれぞれの上に、無電解または電解めっき工法により形成された金属膜である。本実施形態では、第２下地層２１０は、例えばＮｉ層である。また、第２下地層２１０は、厚み方向にて、蓋部２０及び水晶振動素子１０の間隔と、ベース部３０及び水晶振動素子１０の間隔を調整する機能を有する。言い換えれば、第２下地層２１０は、組立状態において、水晶振動素子１０が振動する際に、水晶振動素子１０の中央部１１ａをベース部３０及び蓋部２０と干渉させないような厚みを有する。
【００４７】
本実施形態では、第２下地層２１０の厚みは、第１表層１２０よりも厚く形成されており、５００ｎｍ〜５０００ｎｍである。また、第２下地層２１０の厚みは、１０００ｎｍ〜３０００ｎｍであることが好ましい。さらに、第１表層１２０の厚みとの関係から捉えると、第２下地層２１０の厚みは、第１表層１２０の約５倍以上である。また、この第２下地層２１０の厚みは、第１表層１２０の約１０倍以上であることが好ましい。つまり、第２下地層２１０の厚みは、５００ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲内、かつ、第１表層１２０の約５倍以上であることが好ましい。また、第２下地層２１０の厚みは、１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内、かつ、第１表層１２０の約１０倍以上であることがより好ましい。
【００４８】
第２表層２２０は、蓋部２０の主面２２ｂ及びベース部３０の主面３２ａのそれぞれに形成された第２下地層２１０の上に、金属ペースを加熱または蒸着することにより金属膜である。本実施形態では、第２表層２２０は、例えばＡｕＳｎ層であるである。この第２下地層２１０は、第１表層１２０と接合するためのろう材の一例である。また、この第２表層２２０の厚みは、第２下地層２１０よりも薄い。
【００４９】
封止層４０は、組立状態において、蓋部２０及びベース部３０のそれぞれと水晶振動素子１０との間に設けられ、蓋部２０及びベース部３０のそれぞれを水晶振動素子１０に接合するための封止層の一例である。本実施形態では、封止層４０は、第１封止枠１０２と第２封止枠２０２とが接合されることによって構成されている。より詳しく説明すると、封止層４０は、組立するときに、第２封止枠２０２のＡｕＳｎ層である第２表層２２０の一部が、加熱されることによって溶融されて、第１封止枠１０２のＡｕ層である第１表層１２０と合金化されることで構成されている。すなわち、封止層４０は、水晶振動素子１０の各主面１２から蓋部２０又はベース部３０に向けって、第１下地層１１０と、第１表層１２０と、第１表層１２０及び第２表層２２０の一部によって構成された合金層１５０と、第２表層２２０と、第２下地層２１０とを有する。また、合金層１５０は、Ａｕ＋ＡｕＳｎの材質である。
【００５０】
＜水晶振動子１の製造方法＞
続いて、図１、図５乃至図８Ｂを参照しつつ、本実施形態に係る水晶振動子１の製造方法の一例について詳細に説明する。ここで、図５は、本実施形態に係る水晶振動子１の製造方法を説明するためのフローチャート図である。図６Ａ乃至図６Ｄは、水晶振動素子１０の製造方法を詳細に説明するための図であり、図６Ａは、図５のステップＳ１０の詳細を説明する図であり、図６Ｂは、図５のステップＳ１１の詳細を説明する図であり、図６Ｃは、図５のステップＳ１２の詳細を説明する図であり、図６Ｄは、図５のステップＳ１３の詳細を説明する図である。また、図７Ａ乃至図７Ｃは、蓋部２０及びベース部３０の製造方法を詳細に説明するための図であり、図７Ａは、図５のステップＳ２０及びＳ３０の詳細を説明する図であり、図７Ｂは、図５のステップＳ２１及びＳ３１の詳細を説明する図であり、図７Ｃは、図５のステップＳ２２及びＳ３２の詳細を説明する図である。また、図８Ａ及び図８Ｂは、図５のステップＳ４０に係る水晶振動子１の製造方法を詳細に説明するための図である。
【００５１】
なお、以下では、説明の便宜のために、水晶振動素子１０、蓋部２０及びベース部３０の順で、水晶振動素子１０、蓋部２０及びベース部３０の製造工程を説明した上で、水晶振動子１の製造工程を説明する。しかしながら、これは、水晶振動素子１０、蓋部２０、ベース部３０及び水晶振動子１の製造工程の前後を限定するものではなく、上記工程の順番と異なる順番であってもよい。
【００５２】
（水晶振動素子１０の製造）
まず、水晶片１１を準備する（Ｓ１０）。
具体的には、水晶ウエハをウェットエッチング又はドライエッチングして、図６Ａに示すような平板状の水晶片１１を形成する。
【００５３】
次に、水晶片１１に対してエッチング処理を実施する（Ｓ１１）。
具体的には、図６Ｂに示すように、ステップＳ１０において準備された平板状の水晶片１１に対して、ウェットエッチング又はドライエッチング処理を介して、水晶片１１に、この水晶片１１を貫通する凹字状の切り欠き（図１参照）を形成する。この凹字状の切り欠きによって、水晶片１１は、中央部１１ａと、この中央部１１ａの周囲にて中央部１１ａを囲むように設けられている周辺部１１ｂと、中央部１１ａ及び周辺部１１ｂを連結する連結部１１ｃとを有するように形成する。
【００５４】
続いて、水晶片１１の各主面１２に、第１下地層１１０を形成する（Ｓ１２）。
本実施形態では、第１下地層１１０は、励振電極１０１、第１封止枠１０２、引出電極１０３及び接続電極１０４（図１参照）を構成する合金層の下地層である。具体的には、図６Ｃに示すように、ステップＳ１１において形成された水晶片１１の中央部１１ａの各中央部主面１１１、周辺部１１ｂの各周辺部主面１１２、及び連結部１１ｃの連結部主面１１３に、スパッタ工法によって、Ｔｉ層又はＣｒ層である第１下地層１１０を形成する。
【００５５】
また、この第１下地層１１０の厚みは、１ｎｍ〜２０ｎｍになるように形成される。さらに、第１下地層１１０の厚みは、１ｎｍ〜１０ｎｍになるように形成されることが好ましい。
【００５６】
その後、水晶片１１の各主面１２に形成された各第１下地層１１０の上に、第１表層１２０を形成する（Ｓ１３）。
本実施形態では、第１表層１２０は、励振電極１０１、第１封止枠１０２、引出電極１０３及び接続電極１０４を構成する合金層の表層である。具体的には、図６Ｄに示すように、ステップＳ１２において形成された水晶片１１の中央部１１ａの各中央部主面１１１、周辺部１１ｂの各周辺部主面１１２、及び連結部１１ｃの連結部主面１１３に形成された各第１下地層１１０の上に、スパッタ工法によって、Ａｕ層である第１表層１２０を形成する。
【００５７】
また、この第１表層１２０の厚みは、５０ｎｍ〜５００ｎｍになるように形成さる。さらに、第１表層１２０の厚みは、１００ｎｍ〜２００ｎｍになるように形成されることが好ましい。
【００５８】
こうして、第１下地層１１０及び第１表層１２０の形成により、水晶片１１の上に励振電極１０１、第１封止枠１０２、引出電極１０３及び接続電極１０４の形成が完了し、水晶振動素子１０の製造が完成する。
【００５９】
（蓋部２０の製造）
まず、蓋部水晶片２１を準備する（Ｓ２０）。
具体的には、水晶ウエハをウェットエッチング又はドライエッチングして、図７Ａに示すような平板状の蓋部水晶片２１を形成する。
【００６０】
続いて、蓋部水晶片２１の主面２２ｂに、第２下地層２１０を形成する（Ｓ２１）。
本実施形態では、第２下地層２１０は、第２封止枠２０２を構成する合金層の下地層である。具体的には、図７Ｂに示すように、ステップＳ２０において準備された蓋部水晶片２１の主面２２ｂに、無電解または電解めっき工法によって、Ｎｉ層である第２下地層２１０を形成する。
【００６１】
この第２下地層２１０の厚みは、５００ｎｍ〜５０００ｎｍになるように形成される。また、第２下地層２１０の厚みは、１０００ｎｍ〜３０００ｎｍになるように形成されることが好ましい。第１表層１２０の厚みとの関係から捉えると、第２下地層２１０の厚みは、第１表層１２０の約５倍以上になるように形成される。また、この第２下地層２１０の厚みは、第１表層１２０の約１０倍以上になるように形成されることが好ましい。つまり、第２下地層２１０の厚みは、５００ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲内、かつ、第１表層１２０の約５倍以上になるように形成されることが好ましい。また、第２下地層２１０の厚みは、１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内、かつ、第１表層１２０の約１０倍以上になるように形成されることがより好ましい。
【００６２】
その後、蓋部水晶片２１の主面２２ｂに形成された第２下地層２１０の上に、第２表層２２０を形成する（Ｓ２２）。
本実施形態では、第２表層２２０は、第２封止枠２０２を構成する合金層の表層である。具体的には、図７Ｃに示すように、ステップＳ２１において形成された蓋部水晶片２１の主面２２ｂに形成された第２下地層２１０の上に、金属ペースを加熱または蒸着することによって、ＡｕＳｎ層である第２表層２２０を形成する。また、この第２表層２２０の厚みは、第２下地層２１０よりも薄くなるように形成される。
【００６３】
こうして、第２下地層２１０及び第２表層２２０の形成により、蓋部水晶片２１の上に第２封止枠２０２の形成が完了し、蓋部２０の製造が完成する。
【００６４】
（ベース部３０の製造）
まず、ベース部水晶片３１を準備する（Ｓ３０）。
具体的には、水晶ウエハをウェットエッチング又はドライエッチングして、図７Ａに示すような平板状のベース部水晶片３１を形成する。
【００６５】
続いて、ベース部水晶片３１の主面３２ａに、第２下地層２１０を形成する（Ｓ３１）。
本実施形態では、第２下地層２１０は、第２封止枠２０２及び接続電極２０４を構成する合金層の下地層である。また、このベース部３０の第２下地層２１０の形成方法、材質及び材質の厚みは、上述蓋部２０の第２下地層２１０と同様であるため、ここで詳細の説明を省略する。
【００６６】
その後、ベース部水晶片３１の主面３２ａに形成された第２下地層２１０の上に、第２表層２２０を形成する（Ｓ３２）。
本実施形態では、第２表層２２０は、第２封止枠２０２及び接続電極２０４を構成する合金層の表層である。また、このベース部３０の第２表層２２０の形成方法、材質及び材質の厚みは、上述蓋部２０の第２表層２２０と同様であるため、ここで詳細の説明を省略する。
【００６７】
こうして、第２下地層２１０及び第２表層２２０の形成により、ベース部水晶片３１の上に第２封止枠２０２及び接続電極２０４の形成が完了し、ベース部３０の製造が完成する。
【００６８】
（水晶振動子１の製造）
その後、蓋部２０及びベース部３０を水晶振動素子１０に接合することで、水晶振動素子１０を封止する（Ｓ４０）。
具体的には、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、蓋部２０及びベース部３０のそれぞれの第２封止枠２０２の第２表層２２０が加熱溶融されることで、水晶振動素子１０の各主面１２の第１封止枠１０２の第１表層１２０の上に濡れ広がる。これによって、蓋部２０の第２封止枠２０２の第２表層２２０と、水晶振動素子１０の第１主面１２ａの第１封止枠１０２の第１表層１２０とが接合され、ベース部３０の第２封止枠２０２の第２表層２２０と、水晶振動素子１０の第２主面１２ｂの第１封止枠１０２の第１表層１２０とが接合されることによって、水晶振動素子１０が封止される。すなわち、蓋部２０及び水晶振動素子１０と、ベース部３０及び水晶振動素子１０とのそれぞれが、第２封止枠２０２及び第１封止枠１０２が合金化されることで形成された封止層４０によって接合されている。
【００６９】
こうして、水晶振動素子１０、蓋部２０及びベース部３０の三者が接合されるとともに、水晶振動素子１０が蓋部２０及びベース部３０によって挟まれて封止され、水晶振動子１の製造が完成する。
【００７０】
このように、本実施形態では、上述した厚みの特徴を有する第１封止枠１０２及び第２封止枠２０２を採用することで、蓋部２０及びベース部３０のそれぞれが、水晶振動素子１０との接合の安定性の向上を実現し、良好な封止性を有する水晶振動子１を得ることが可能となる。具体的には、蓋部２０及びベース部３０のそれぞれが水晶振動素子１０との接合は、蓋部２０及びベース部３０のそれぞれの第２封止枠２０２のＡｕＳｎ層と、水晶振動素子１０の各主面１２にある第１封止枠１０２のＡｕ層とが加熱されることによる溶融接合、すなわち、ＡｕＳn層とＡｕ層との合金接合である。このようなＡｕＳn層とＡｕ層との合金接合は、従来のＡｕ層とＡｕ層との拡散接合に比べて、蓋部及びベース部のそれぞれの主面又は封止枠の平面度の不良による拡散接合の不安定の問題を解消することができ、より安定な接合を得ることが可能となる。また、これとともに、蓋部及びベース部の主面平面度の精度要求が緩和され、加工が簡易に行われることができる。よって、製造コストの軽減による生産性の向上を実現することができる。
また、本実施形態では、第２封止枠２０２のＮｉ層である第２下地層２１０は、第１封止枠１０２のＡｕ層である第１表層１２０よりも厚く形成されることにより、蓋部２０及び水晶振動素子１０の間隔と、ベース部３０及び水晶振動素子１０の間隔とが、Ｎｉ層である第２下地層２１０によって調整することできる。これによって、水晶振動素子１０の中央部１１ａが振動する際に、この中央部１１ａが蓋部２０及びベース部３０との干渉による振動特性への影響を抑制することができる。また、貴金属であるＡｕの使用量を低減することができる。これによって、水晶振動子１の振動特性の向上を実現するとともに、材料原価の低減による生産性の向上及び貴金属であるＡｕの製造における環境負荷の低減を実現することができる。
また、本実施形態では、第１封止枠１０２のＡｕ層を第１封止枠１０２のＴｉ層又はＣｒ層よりも厚く形成することによって、ＡｕＳｎ層と接合するための必要となるＡｕ層の厚さを確保することができ、接合の強度や接合の信頼性を向上することができる。よって、ＡｕＳn層とＡｕ層との合金接合が確実かつ安定に行われることができ、良好な封止性を得ることが可能となる。
さらに、本実施形態では、蓋部２０及びベース部３０とも平板状であるため、箱状の蓋部やベース部に比べて、壁部分の上面のような細い部分に第２封止枠２０２を形成する必要がなくなり、第２封止枠２０２の形成工程が簡略にすることができる。これによって、生産性の向上を実現することができる。
【００７１】
以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。
本発明の一実施形態に係る水晶振動子１の製造方法では、水晶片１１を有する水晶振動素子１０と、水晶振動素子１０を厚み方向の両側から挟んで封止するベース部３０及び蓋部２０とを備える水晶振動子１の製造方法であって、水晶片１１の厚み方向の両側にある各主面１２に、励振電極１０１、引出電極１０３、接続電極１０４及び第１封止枠１０２を形成する工程と、ベース部３０の主面３２ａ及び蓋部２０の主面２２ｂのそれぞれに第２封止枠２０２を形成する工程と、ベース部３０の第２封止枠２０２と水晶振動素子１０の第１主面１２ａの第１封止枠１０２とを接合し、蓋部２０の第２封止枠２０２と水晶振動素子１０の第２主面１２ｂの第１封止枠１０２とを接合することによって、水晶振動素子１０を封止する工程と、を含み、第１封止枠１０２は、Ｔｉ層又はＣｒ層である第１下地層１１０と、第１下地層１１０の上に設けられるＡｕ層である第１表層１２０とを有し、第１下地層１１０の厚みが第１表層１２０の厚みよりも薄く、第２封止枠２０２は、Ｎｉ層である第２下地層２１０と、第２下地層２１０の上に設けられるＡｕＳｎ層である第２表層２２０とを有し、第２下地層２１０の厚みが第２表層２２０の厚みよりも厚く、封止する工程は、第１表層１２０と第２表層２２０とを合金化することによって、ベース部３０及び蓋部２０を水晶振動素子１０に接合することを含む。
上記方法によれば、生産性の向上の実現とともに、安定なの接合による良好な封止性を得ることができる。
【００７２】
また、上記方法において、ベース部３０及び蓋部２０の少なくとも一方は平板状である。
上記方法によれば、箱状のベース部及び蓋部に比べて、封止層の形成が簡易になり、振動子の生産性の向上を実現することができる。
【００７３】
また、上記方法において、第２下地層２１０は、水晶振動素子１０が振動する際に、水晶振動素子１０の中央部１１ａをベース部３０及び蓋部２０と干渉させないような厚みを有する。
上記方法によれば、良好な振動特性を得ることができる。
【００７４】
また、上記方法において、第２下地層２１０の厚みは、第１表層１２０の厚みよりも厚い。
上記方法によれば、良好な振動特性を実現することとともに、材料原価の低減による生産性の向上を実現することができる。
ができる。
【００７５】
また、上記方法において、第１下地層１１０の厚みは、１ｎｍ〜２０ｎｍであり、第１表層１２０の厚みは、５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、第２下地層２１０の厚みは、５００ｎｍ〜５０００ｎｍである。
上記方法によれば、安定なの接合による良好な封止性を得ることができる。
【００７６】
また、上記方法において、第２下地層２１０の厚みは、第１表層１２０の厚みの５倍以上である。
上記方法によれば、安定なの接合による良好な封止性を得ることができるとともに、材料原価の低減による生産性の向上を実現することができる。
【００７７】
また、上記方法において、水晶振動素子１０は、平板状であり、水晶振動素子１０を平面視するときに、第１封止枠１０２及び第２封止枠２０２の形状は、互いに対応する枠状である。
上記方法によれば、安定なの接合による良好な封止性を得ることができる。
【００７８】
また、上記方法において、水晶振動素子１０、ベース部３０及び蓋部２０の材料は、水晶である。
上記方法によれば、水晶振動子の生産性の向上の実現とともに、安定なの接合による良好な封止性を得ることができる。
【００７９】
本発明の一実施形態に係る水晶振動子１では、水晶片１１と、水晶片１１の厚み方向の両側にある各主面１２に設けられる励振電極１０１、引出電極１０３及び接続電極１０４と、を有する水晶振動素子１０と、水晶振動素子１０を厚み方向の両側から挟んで封止するベース部３０及び蓋部２０と、を備え、ベース部３０及び蓋部２０のそれぞれと水晶振動素子１０との間に、ベース部３０及び蓋部２０のそれぞれを水晶振動素子１０に接合するための封止層４０が設けられており、封止層４０は、水晶振動素子１０からベース部３０又は蓋部２０に向かって、Ｔｉ層又はＣｒ層である第１下地層１１０と、Ａｕ層である第１表層１２０と、ＡｕＳｎ層である第２表層２２０と、Ｎｉ層である第２下地層２１０と、を有し、第１表層１２０と第２表層２２０との間に、第１表層１２０の一部が第２表層２２０と合金化された合金層１５０を有し、第１下地層１１０の厚みが第１表層１２０の厚みよりも薄く、第２下地層２１０の厚みが第２表層２２０の厚みよりも厚い。
上記構成によれば、生産性の向上の実現とともに、安定なの接合による良好な封止性を得ることができる
【００８０】
また、上記構成において、ベース部３０及び蓋部２０の少なくとも一方は平板状である。
上記構成によれば、箱状のベース部及び蓋部に比べて、封止層の形成が簡易になり、振動子の生産性の向上を実現することができる。
【００８１】
また、上記構成において、第１下地層１１０の厚みは、１ｎｍ〜２０ｎｍであり、第１表層１２０の厚みは、５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、第２下地層２１０の厚みは、５００ｎｍ〜５０００ｎｍ、かつ、第１表層１２０の厚みの５倍以上である。
上記構成によれば、安定なの接合による良好な封止性を得ることができるとともに、材料原価の低減による生産性の向上を実現することができる。
【００８２】
また、上記構成において、水晶振動素子１０は、平板状であり、水晶振動素子１０、ベース部３０及び蓋部２０の材料は、水晶である。
上記構成によれば、水晶振動子の生産性の向上の実現とともに、安定なの接合による良好な封止性を得ることができる。
【００８３】
［変形例］
本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。以下では、本発明に係る変形例について説明する。
【００８４】
上記実施形態では、水晶振動子１の製造方法は、水晶振動素子１０、蓋部２０及びベース部３０を接合することによって、水晶振動子１ごとを製造する製造方法として説明したが、上記製造方法に限定されるものではない。例えば、複数の水晶振動素子１０、蓋部２０及びベース部３０を構成できる水晶振動素子１０´、蓋部２０´及びベース部３０´を接合し、ウエハを構成した上で、このウエハを切り分けることによって複数の水晶振動子１を形成する製造方法であってもよい。
【００８５】
上記実施形態では、蓋部２０に設けられた第２封止枠２０２ｂと、ベース部３０に設けられた第２封止枠２０２ａとは同じ構成を有するものとして説明したが、上記構成に限定されるものではなく、第２封止枠２０２ｂと第２封止枠２０２ａとは異なる構成を有してもよい。例えば、第２封止枠２０２ｂと第２封止枠２０２ａとは同じ材質、すなわち、Ｎｉ層である第２下地層２１０と、ＡｕＳｎ層である第２表層２２０とを有するが、第２封止枠２０２ｂに係る第２下地層２１０の厚み及び第２表層２２０の厚みは、第２封止枠２０２ａに係る第２下地層２１０の厚み及び第２表層２２０の厚みとが異なってもよい。また、第２封止枠２０２ｂと第２封止枠２０２ａとは異なる材質を有してもよい。また、第２封止枠２０２ｂと第２封止枠２０２ａとは、三種類以上の金属層によって構成されてもよい。ただし、良好な接合性を得るために、第２封止枠２０２ａ及び第２封止枠２０２ｂのそれぞれの第２表層２２０はＡｕＳｎ層であることが好ましい。
【００８６】
上記実施形態では、第１封止枠１０２及び第２封止枠２０２の平面視形状は、内周面及び外周面とも矩形状である枠として説明したが、上記構成に限定されるものではない。第１封止枠１０２及び第２封止枠２０２は、周辺部１１ｂに配置できる任意な形状、例えば、平面視形状は楕円形等であってもよい。また、第１封止枠１０２及び第２封止枠２０２は、平面視形状が同じであるものとして説明したが、両者の平面視形状が異なってもよい。ただし、良好な接合性を得るために、蓋部２０に設けられた第２封止枠２０２ｂ及び水晶振動素子１０の第１封止枠１０２ａが同じ平面視形状を有することと、ベース部３０に設けられた第２封止枠２０２ａ及び水晶振動素子１０の第１封止枠１０２ｂが同じ平面視形状を有することとが好ましい。
【００８７】
上記実施形態では、振動片の一例である水晶片１１を、長辺がＸ軸と平行し、短辺がＺ´軸と平行するＡＴカット水晶片として説明したが、上記構成に限定されるものではなく、例えば、長辺がＺ´軸と平行し、短辺がＸ軸と平行するＡＴカット水晶片を適用してもよい。あるいは、主要振動が厚みすべり振動モードであれば、例えばＢＴカットなどのＡＴカット以外の異なるカットの水晶片であってもよい。ただし、広い温度範囲で極めて高い周波数安定性が得られるＡＴカット水晶片が最も好ましい。また、振動片は、水晶片１１を採用せず、その他の厚み滑り振動を主振動とする材料を採用してもよい。
【００８８】
上記実施形態では、蓋部２０及びベース部３０の材質は水晶として説明したが、上記材質に限定されるものではなく、例えば、セラミック等の様々な単層構成の材料であってもよい。また、蓋部２０及びベース部３０は、絶縁材料又は導電材料・絶縁材料によって構成された複数層構造の材料であってもよい。
【００８９】
上記実施形態では、蓋部２０及びベース部３０は、平板状であるものとして説明したが、平板状以外の形状であってもよい。ただし、第２封止枠２０２の形成工程を簡易にするために、蓋部２０及びベース部３０のそれぞれの第２封止枠２０２が設けられる主面を平面にすることや、蓋部２０及びベース部３０のそれぞれの第２封止枠２０２が設けられる部分の面積を十分に広く形成することが好ましい。
【００９０】
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００９１】
１…水晶振動子、１０…水晶振動素子、１１…水晶片、１１ａ…中央部、１１ｂ…周辺部、１１ｃ…連結部、１２…主面、１２ａ…第１主面、１２ｂ…第２主面、２０…蓋部、２１…蓋部水晶片、３０…ベース部、３１…ベース部水晶片、４０…封止層、１００…第１金属層、１０１，１０１ａ，１０１ｂ…励振電極、１０２，１０２ａ，１０２ｂ…第１封止枠、１０３，１０３ａ，１０３ｂ…引出電極、１０４，１０４ａ，１０４ｂ…接続電極、１１０…第１下地層、１２０…第１表層、１５０…合金層、２０２，２０２ａ、２０２ｂ…第２封止枠、２１０…第２下地層、２２０…第２表層
【図１】
0006944665.tif 000002
【図２】
0006944665.tif 000003
【図３Ａ】
0006944665.tif 000004
【図３Ｂ】
0006944665.tif 000005
【図４Ａ】
0006944665.tif 000006
【図４Ｂ】
0006944665.tif 000007
【図５】
0006944665.tif 000008
【図６Ａ】
0006944665.tif 000009
【図６Ｂ】
0006944665.tif 000010
【図６Ｃ】
0006944665.tif 000011
【図６Ｄ】
0006944665.tif 000012
【図７Ａ】
0006944665.tif 000013
【図７Ｂ】
0006944665.tif 000014
【図７Ｃ】
0006944665.tif 000015
【図８Ａ】
0006944665.tif 000016
【図８Ｂ】
0006944665.tif 000017