JP2009296115A - 音叉型圧電振動片、音叉型圧電振動デバイス、および音叉型圧電振動片の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安定してベース上に音叉型圧電振動片をバンプを介して電気機械的に接合できる音叉型圧電振動片、音叉型圧電振動デバイス、および音叉型圧電振動片の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】音叉型水晶振動片２は、振動部である第１脚部２１および第２脚部２２と、これら第１脚部２１および第２脚部２２を突出して設けた基部２３とから構成されている。基部２３には外部と接合する接合部２７が設けられ、接合部２７には一対のメッキバンプ群３が形成されている。一対のメッキバンプ群３は、それぞれ複数点のメッキバンプ３１が形成されて構成され、メッキバンプ群３一つの総面積は、４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²に設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、音叉型圧電振動片、音叉型圧電振動デバイス、および音叉型圧電振動片の製造方法に関する。

圧電振動デバイスの一つとして、基部とこの基部から突出された２つの脚部を有する振動部とからなる音叉型水晶振動片を用いた音叉型水晶振動子がある（例えば、特許文献１参照。）。

上記したような音叉型水晶振動子では、その本体筐体がベースと蓋とから構成され、本体筐体の内部には、ベース上に導電性バンプ（具体的にスタッドバンプ）により音叉型水晶振動片が電気機械的に接合され、この接合された音叉型水晶振動片が本体筐体の内部に気密封止される。
特開２００８−７９０１４号公報

ところで、上記した特許文献１に記載の音叉型水晶振動子では、ベース上にスタッドバンプを形成し、この形成したスタッドバンプを介して音叉型圧電振動片をベースに接合する。

そのため、ベース上へのスタッドバンプの形成位置は、搭載する音叉型水晶振動片のサイズや引出電極の位置に基づいて設定されるが、音叉型水晶振動子および音叉型水晶振動片の小型化にともなってベースの焼成時の積層ずれ等の影響が顕在化してくる。このため、スタッドバンプへの音叉型水晶振動片の接点（接触位置）は、ずれやすくなる。また、ベースの所望の位置へのスタッドバンプの吐出形成は、音叉型水晶振動片の小型化に比例して難しくなり、現在の技術では、ベースの所望の位置へのスタッドバンプの形成の精度は落ちる傾向にある。

その結果、スタッドバンプが所望の位置からはみ出した状態でベース上へ音叉型水晶振動片が接合されたり、スタッドバンプが所望の位置からはみ出していない状態でベース上へ音叉型水晶振動片が接合されても音叉型水晶振動片の引出電極とスタッドバンプが電気的に接続されてないといった不具合が生じる。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、安定してベース上に音叉型圧電振動片をバンプを介して電気機械的に接合できる音叉型圧電振動片、音叉型圧電振動デバイス、および音叉型圧電振動片の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明にかかる音叉型圧電振動片は、振動部である複数本の脚部と、これら脚部を突出して設けた基部とから構成され、前記基部には外部と接合する接合部が設けられ、前記接合部には、一対のメッキバンプ群が形成され、前記一対のメッキバンプ群は、それぞれ複数点のメッキバンプが形成されて構成され、前記メッキバンプ群一つの総面積は、４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²に設定されたことを特徴とする。

本発明によれば、前記複数本の脚部と前記基部とから構成され、前記基部には前記接合部が設けられ、前記接合部には一対のメッキバンプ群が形成され、前記一対のメッキバンプ群はそれぞれ複数点のメッキバンプが形成されて構成され、前記メッキバンプ群一つの総面積は４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²に設定されるので、安定して外部（ベース）上に当該音叉型圧電振動片を前記一対のメッキバンプ群を介して電気機械的に接合することが可能となる。

具体的に、本発明によれば、当該音叉型圧電振動片の外部（ベース）への搭載位置が所望位置からずれた場合であっても、当該音叉型圧電振動片に前記一対のメッキバンプ群を形成した状態で当該音叉型圧電振動片をベースに接合するので、常に当該音叉型圧電振動片の所望の位置（引出電極）に前記メッキバンプを形成して安定したベースへの当該音叉型圧電振動片の搭載を行うことが可能となる。

また、前記一対のメッキバンプ群それぞれの総面積を４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²としているので、ベースへの前記一対のメッキバンプ群の転写率が良く、ベースへの当該音叉型圧電振動片の接合を安定して行うことが可能である。なお、ここでいう転写率とは、接合された音叉型圧電振動片とベースとを引き剥がした際に、接合前に音叉型圧電振動片に形成されたバンプがベース側に残る（転写する）率のことをいう。具体的に、前記一対のメッキバンプ群は、それぞれ複数点のメッキバンプが形成されて構成され、前記一対のメッキバンプ群それぞれの総面積を４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²としているので、一点一点のメッキバンプのベースへの転写率を高めて、これら一点一点のメッキバンプが複数点からなる前記メッキバンプ群のベースへの転写率を高めることが可能となる。

前記複数点のメッキバンプを音叉型圧電振動片に形成する、すなわち、多点メッキバンプを当該音叉型圧電振動片に形成するので、例えば、１つのメッキバンプが剥がれる等の不具合が生じた場合であっても、他のメッキバンプで安定した接合強度を保持することが可能となる。

前記構成において、前記メッキバンプの形状は、平面視楕円形であってもよい。

この場合、メッキバンプの形状が平面視楕円形であるので、前記メッキバンプは長径を有している。そのため、例えば、当該音叉型圧電振動片をベースに搭載する際にＦＣＢ法（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｂｏｎｄｉｎｇ）を用いた場合、ＦＣＢ法によって当該音叉型圧電振動片をベースに超音波接合する際の振動方向を前記メッキバンプの長径に対応させることで、前記メッキバンプの振動方向に対する接合領域の面積（接地面積）を増大させることが可能となり、より接合性を向上させることが可能となる。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる音叉型圧電振動デバイスは、上記した本発明にかかる音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動片を搭載するベースと、前記ベースに搭載した前記音叉型圧電振動片を気密封止するための蓋と、が設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、上記した本発明にかかる音叉型圧電振動片と前記ベースと前記蓋とが設けられるので、安定して前記ベース上に前記音叉型圧電振動片を前記一対のメッキバンプ群を介して電気機械的に接合することが可能となる。

具体的に、本発明によれば、前記音叉型圧電振動片の前記ベースへの搭載位置が所望位置からずれた場合であっても、前記音叉型圧電振動片に前記メッキバンプを形成した状態で前記音叉型圧電振動片を前記ベースに接合するので、常に前記音叉型圧電振動片の所望の位置（引出電極）に前記一対のメッキバンプ群を形成して安定した前記ベースへの前記音叉型圧電振動片の搭載を行うことが可能となる。

また、前記一対のメッキバンプ群それぞれの総面積を４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²としているので、前記ベースへの前記一対のメッキバンプ群の転写率が良く、前記ベースへの前記音叉型圧電振動片の接合を安定して行うことが可能である。

前記複数点のメッキバンプを前記接合部に形成する、すなわち、多点メッキバンプを前記接合部に形成するので、例えば、１つのメッキバンプが剥がれる等の不具合が生じた場合であっても、他のメッキバンプで安定した接合強度を保持することが可能となる。

前記構成において、前記メッキバンプ群では、前記複数点のメッキバンプの少なくとも２点が結合されてもよい。

この場合、前記複数点のメッキバンプを形成した前記音叉型圧電振動片を前記ベースに接合した際に前記複数点のメッキバンプの少なくとも２点が結合されることで、前記音叉型圧電振動片の前記ベースへの接合強度を高めることができる。

前記構成において、前記ベースに前記音叉型圧電振動片が前記一対のメッキバンプ群を介してＦＣＢ法により超音波接合されてもよい。

この場合、ＦＣＢ法による超音波接合では、前記ベースに前記音叉型圧電振動片を押圧揺動して前記ベースに前記音叉型圧電振動片を熱溶融接合を行うので、前記複数のメッキバンプを結合させるのに好適な接合手法である。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる音叉型圧電振動片の製造方法は、音叉型圧電振動片は、振動部である複数本の脚部と、これら脚部を突出して設けた基部とから構成され、前記基部には外部と接合する接合部が設けられた音叉型圧電振動片であり、前記接合部に、複数点のメッキバンプをそれぞれ形成して構成する一対のメッキバンプ群を形成する工程を有し、前記メッキバンプ群一つの総面積を、それぞれ４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²に設定することを特徴とする。

本発明によれば、前記接合部に、複数点のメッキバンプをそれぞれ形成して構成する一対のメッキバンプ群を形成する工程を有し、前記メッキバンプ群一つの総面積を、それぞれ４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²に設定するので、安定して外部（ベース）上に当該音叉型圧電振動片を前記一対のメッキバンプ群を介して電気機械的に接合することが可能となる。

具体的に、本発明によれば、当該音叉型圧電振動片の外部（ベース）への搭載位置が所望位置からずれた場合であっても、当該音叉型圧電振動片に前記一対のメッキバンプ群を形成した状態で当該音叉型圧電振動片をベースに接合するので、常に当該音叉型圧電振動片の所望の位置（引出電極）に前記メッキバンプを形成して安定したベースへの当該音叉型圧電振動片の搭載を行うことが可能となる。

また、前記一対のメッキバンプ群それぞれの総面積を４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²としているので、ベースへの前記一対のメッキバンプ群の転写率が良く、ベースへの当該音叉型圧電振動片の接合を安定して行うことが可能である。具体的に、前記一対のメッキバンプ群は、それぞれ複数点のメッキバンプが形成されて構成され、前記一対のメッキバンプ群それぞれの総面積を４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²としているので、一点一点のメッキバンプのベースへの転写率を高めて、これら一点一点のメッキバンプが複数点からなる前記メッキバンプ群のベースへの転写率を高めることが可能となる。

前記複数点のメッキバンプを前記接合部に形成する、すなわち、多点メッキバンプを前記接合部に形成するので、例えば、１つのメッキバンプが剥がれる等の不具合が生じた場合であっても、他のメッキバンプで安定した接合強度を保持することが可能となる。

前記方法において、前記複数点のメッキバンプを前記接合部に形成した後に、前記複数点のメッキバンプにアニール処理を施してもよい。

この場合、前記複数点のメッキバンプを前記接合部に形成した後に、前記複数点のメッキバンプにアニール処理を施すので、前記複数点のメッキバンプがなまされて、前記接合部への前記複数点のメッキバンプを形成する際に発生する応力（残留応力）が無くなる。

ところで、従来技術では、スタッドバンプを用いて音叉型圧電振動片をＦＣＢ法によりベースに超音波接合しており、ＦＣＢ法による超音波接合では、ベースへ音叉型圧電振動片を搭載する際に音叉型圧電振動片が所定位置からずれてベースに配される場合がある。この場合、スタッドバンプに対する音叉型圧電振動片の位置ずれが生じるので、ベースへの音叉型圧電振動片の搭載不良が生じたり、ずれた状態でベースに音叉型圧電振動片が接合されるので、安定した接合強度を得ることが難しい。

これに対して、本発明によれば、前記ベースへ前記音叉型圧電振動片を搭載する際に前記音叉型圧電振動片が所定位置からずれて前記ベースに配される場合であっても、前記音叉型圧電振動片に前記一対のメッキバンプ群を形成した状態で前記音叉型圧電振動片を前記ベースに接合するので、常に音叉型圧電振動片の所望の位置（引出電極）にメッキバンプを形成して安定した接合強度により前記ベースに前記音叉型圧電振動片を接合することが可能となる。

また、スタッドバンプを用いた場合、ベースにスタッドバンプを吐出形成する必要があり、スタッドバンプをベースに吐出形成する際に位置ずれが生じる可能性がある。特に、本体筐体の小型化が進むにつれて位置ずれの頻度が大きくなり、ずれ量も多くなる。

これに対して、本発明によれば、前記音叉型圧電振動片に前記一対のメッキバンプ群を形成した状態で音叉型圧電振動片をベースに接合するので、位置ずれが生じることを防止することが可能である。

さらに、スタッドバンプを用いた場合、スタッドバンプを介したベースへの音叉型圧電振動片の接合の際に、スタッドバンプを潰すことになるが、この潰す際のモーメントにより音叉型圧電振動片が撓むことがある。すなわち、音叉型圧電振動片にスタッドバンプを潰す際の応力がかかり、そしてこの応力が残留応力として残り、場合によっては音叉型圧電振動片にクラックを発生させる可能性もある。

これに対して、本発明によれば、前記音叉型圧電振動片に前記一対のメッキバンプ群を形成した状態で前記音叉型圧電振動片を前記ベースに接合するので、前記ベースへの前記音叉型圧電振動片の接合時に前記一対のメッキバンプ群に応力が発生し難い。

また、スタッドバンプを用いた場合、スタッドバンプを介したベースへの音叉型圧電振動片の接合の際に、スタッドバンプを潰すことになり、音叉型圧電振動片へのスタッドバンプの接合領域が広がる。そのため、潰れたスタッドバンプにより一対の励振電極などの電極間ショートが生じる。

これに対して、本発明によれば、前記音叉型圧電振動片へ前記一対のメッキバンプ群を形成するので、スタップバンプのように前記ベースへの前記音叉型圧電振動片の接合の際に前記一対のメッキバンプ群を潰すことはなく、このことが原因となって一対の励振電極などの電極間ショートが生じることはない。

本発明にかかる音叉型圧電振動片、音叉型圧電振動デバイス、及び音叉型圧電振動片の製造方法によれば、安定してベース上に音叉型圧電振動片をバンプを介して電気機械的に接合できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施例では、音叉型圧電振動デバイスとして音叉型水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。しかしながら、これは好適な例であり、本発明は、音叉型水晶振動子に限定されるものではなく、圧電材料を用いた音叉型圧電振動片を搭載した音叉型圧電振動デバイスであればよい。

本実施例にかかる音叉型水晶振動子１（以下、水晶振動子という）では、図１に示すように、フォトリソグラフィ法で成形された音叉型水晶振動片２（本発明でいう圧電振動片であり、以下、水晶振動片という）と、この水晶振動片２を搭載する（保持する）ベース１１と、ベース１１に搭載した（保持した）水晶振動片２を気密封止するための蓋（図示省略）と、が設けられている。

この水晶振動子１では、ベース１１と蓋とが接合されて本体筐体１２が構成されている。これらベース１１と蓋とが接合材（図示省略）を介して接合され、この接合により本体筐体１２の内部空間１３が形成されている。そして、この本体筐体１２の内部空間１３内のベース１１上に、金からなる一対のメッキバンプ群３（下記参照）を介して水晶振動片２が保持接合されているとともに、本体筐体１２の内部空間１３が気密封止されている。この際、ベース１１に水晶振動片２が一対のメッキバンプ群３を用いてＦＣＢ法により超音波接合されるとともに電気機械的に接合されている。

次に、この水晶振動子１の各構成について説明する。

ベース１１は、図１に示すように、底部１４と、この底部１４から上方に延出した堤部１５とから構成される箱状体に形成されている。このベース１１は、セラミック材料からなる平面視矩形状の一枚板上に、セラミック材料の直方体が積層して凹状に一体的に焼成されている。また、堤部１５は、図１に示す底部１４の平面視外周に沿って成形されている。この堤部１５の上面には、蓋と接合するためのメタライズ層１８が設けられている。なお、メタライズ層１８は、例えば、タングステン層、あるいはモリブデン層上にニッケル，金の順でメッキした構成からなる。また、セラミック材料が積層して凹状に一体的に焼成されたベース１１の内部空間１３における側壁には、図１に示すように、段部１６が形成され、この段部１６上に一対の電極パッド１７が形成され、これら電極パッド１７上に水晶振動片２が片保持して設けられる。これら電極パッド１７は、それぞれに対応した引回電極（図示省略）を介して、ベース１１の裏面に形成される端子電極（図示省略）に電気的に接続され、これら端子電極が外部部品や外部機器の外部電極に接続される。なお、これら電極パッド１７、引回電極、端子電極は、タングステン、モリブデン等のメタライズ材料を印刷した後にベース１１と一体的に焼成して形成される。そして、これら電極パッド１７、引回電極、端子電極のうち一部のものについては、メタライズ上部にニッケルメッキが形成され、その上部に金メッキが形成されて構成される。

蓋は、金属材料からなり、平面視矩形状の一枚板に成形されている。この蓋の下面には、接合材の一部が形成されている。この蓋は、シーム溶接やビーム溶接、加熱溶融接合等の手法により接合材を介してベース１１に接合されて、蓋とベース１１とによる水晶振動子１の本体筐体１２が構成される。

次に、内部空間１３に配された水晶振動片２の各構成について説明する。

水晶振動片２は、異方性材料の水晶片である水晶素板（図示省略）から、ウエットエッチング形成された水晶Ｚ板である。そのため、この水晶振動片２は量産に好適である。

この水晶振動片２は、振動部である２本の第１脚部２１および第２脚部２２と、基部２３とから構成された外形からなり、２本の第１脚部２１および第２脚部２２が基部２３の一端面２８から突出して設けられている。

これら第１脚部２１および第２脚部２２の先端部２１１，２２１は、第１脚部２１および第２脚部２２の他の部位と比べて突出方向に対して直交する方向に幅広に成形されている。このように先端部２１１，２２１を幅広に成形することで、先端部２１１，２２１（先端領域）を有効に利用することができ、水晶振動片２の小型化に有用であり、低周波化にも有用である。

また、２つの第１脚部２１および第２脚部２２の両主面２４（表側主面，裏側主面）には、水晶振動片２の小型化により劣化する直列共振抵抗値（本実施例ではＣＩ値、以下同様）を改善させるために、溝部２５がそれぞれ形成されている。また、水晶振動片２の外形のうち側面２６は両主面２４に対して傾斜して成形されている。これは、水晶振動片２を湿式でエッチング成形する際に基板材料の結晶方向（Ｘ，Ｙ方向）へのエッチングスピードが異なることに起因している。

この水晶振動片２には、異電位で構成された２つの第１励振電極４１および第２励振電極４２と、これら第１励振電極４１および第２励振電極４２を電極パッド１７に電気的に接続させるためにこれら第１励振電極４１および第２励振電極４２から引き出された引出電極４３とが設けられている。なお、本実施例でいう引出電極４３は、２つのこれら第１励振電極４１および第２励振電極４２から引き出された電極パターンのことをいう。

また、２つの第１励振電極４１および第２励振電極４２の一部は、溝部２５の内部に形成されている。このため、水晶振動片２を小型化しても第１脚部２１および第２脚部２２の振動損失が抑制され、ＣＩ値を低く抑えることができる。

第１励振電極４１は、第１脚部２１の両主面２４（表側主面，裏側主面）と第２脚部２２の両側面２６に形成されている。同様に、第２励振電極４２は、第２脚部２２の両主面２４（表側主面，裏側主面）と第１脚部２１の両側面２６に形成されている。

上記した水晶振動片２の第１励振電極４１および第２励振電極４２や引出電極４３は、金属蒸着によって各第１脚部２１および第２脚部２２上にクロム層が形成され、このクロム層上に金属が形成されて構成される薄膜である。この薄膜は、真空蒸着法等の手法により基板全面に形成された後、フォトリソグラフィ法によりメタルエッチングして所望の形状に形成される。なお、第１励振電極４１，第２励振電極４２，および引出電極４３は、クロム，金の順に形成されているが、例えば、クロム，銀の順や，クロム，金，クロムの順や，クロム，銀，クロムの順等であってもよい。

また、各第１脚部２１および第２脚部２２の先端には、周波数調整用錘としての金属膜４４がそれぞれ形成されている。具体的に、金属膜４４と第１励振電極４１と引出電極４３とが一体形成され、金属膜４４と第２励振電極４２と引出電極４３とが一体形成されている。

この水晶振動片２の基部２３は、図１に示すように、振動部（第１脚部２１，第２脚部２２）より幅広に形成されている。

そして、基部２３には、引出電極４３を外部電極（本発明でいう外部であり、本実施例ではベース１１の電極パッド１７）と電気機械的に接合するための接合部２７が設けられている。具体的に、接合部２７は、２本の第１脚部２１および第２脚部２２が突出した基部２３の一端面２８と対向する他端面２９から突出形成されている。

この接合部２７は、基部２３の他端面２９から突出して、基部２３の他端面２９から両側面２６に沿ってＴ字状に２股に分かれて延出して成形され、２つの先端部２７１，２７２が基部２３の一端面２８から突出形成された２本の第１脚部２１および第２脚部２２と同一方向に向いている。すなわち、接合部２７の２つの先端部２７１，２７２は、図１に示すように、基部２３の幅方向の両側面２６に間隙を有して隣接して成形されている。そして、第１脚部２１と第２脚部２２に形成された第１励振電極４１と第２励振電極４２から引き出された引出電極４３は、接合部２７の２つの先端部２７１，２７２まで形成されている。

また、この接合部２７の２つの先端部２７１，２７２の片主面２４（図１では裏側主面）には、それぞれ一対のメッキバンプ群３が形成されている。一対のメッキバンプ群３は、それぞれ複数点（本実施例では９点）の平面視円形のメッキバンプ３１が３行３列のマトリックス状に等間隔に形成されて構成される。これら一対のメッキバンプ群３一つの総面積は、それぞれ４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²の範囲内で設定され、本実施例では、４．７８×１０^-3ｍｍ²になっている。なお、本実施例で用いる一対のメッキバンプ群３は、金からなり、水晶振動片２の接合部２７の２つの先端部２７１，２７２に一対のメッキバンプ群３を電解メッキ法等の手法によりメッキ形成し、メッキ形成した一対のメッキバンプ群３をフォトリソグラフィ法によりメタルエッチングして所望の形状（本実施例では平面視円形）に形成してアニール処理を施す。具体的に、一対のメッキバンプ群３について、それぞれ９点のメッキバンプ３１を接合部２７の先端部２７１，２７２に形成して（一対のメッキバンプ群３を形成する工程）、その後９点のメッキバンプ３１にアニール処理を施す。

上記した構成からなる水晶振動片２の引出電極４３と、ベース１１の電極パッド１７とが、一対のメッキバンプ群３を介してＦＣＢ法により超音波接合されて、これら引出電極４３と電極パッド１７とが電気機械的に接合され、この接合により水晶振動片２がベース１１に搭載される。この際、一対のメッキバンプ群３では、それぞれ９点のメッキバンプ３１の少なくとも２点が結合されていることが好適である（図示省略）。そして、水晶振動片２が搭載されたベース１１に、蓋が接合材を介して接合されて水晶振動片２が内部空間１３に気密封止される。

なお、水晶振動片２の引出電極４３と、ベース１１の電極パッド１７とを、一対のメッキバンプ群３を介してＦＣＢ法により超音波接合しているが、超音波接合の際の振動させる方向に、水晶振動片２に形成された一対のメッキバンプ群３（具体的に本実施例では９点のメッキバンプ３１）の面積が広がる。すなわち、一対のメッキバンプ群３一つの総面積が、水晶振動片２に形成した際の４．７８×１０^-3ｍｍ²から大きくなる（本実施例では約１０％総面積が拡大する。）。

ところで、本実施例にかかる一対のメッキバンプ群３では、図１に示すように、接合部２７の先端部２７１，２７２それぞれの片主面２４一面に９点の平面視円形のメッキバンプ３１が３行３列のマトリックス状に等間隔に形成されているが、これに限定されるものではなく、１つのメッキバンプ群として、複数のメッキバンプが形成され、その総面積が４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²の範囲内とされたものであればよい。具体的に、本実施例の他の例として、図２〜６に示す一対のメッキバンプ群３であってもよい。

図２，３に示す一対のメッキバンプ群３の形態（第２例および第３例）では、３点のメッキバンプ３１が接合部２７の先端部２７１，２７２それぞれの片主面２４一面に斜め方向に並べて配されている。なお、図２，３に示す一対のメッキバンプ群３の総面積は、それぞれ４．５６μｍ²となっている。

図４に示す一対のメッキバンプ群３の形態（第４例）では、５点のメッキバンプ３１が接合部２７の先端部２７１，２７２それぞれの片主面２４一面に配されている。なお、図４に示す一対のメッキバンプ群３の総面積は、それぞれ５．０９μｍ²となっている。

図５に示す形態（第５例）では、２点のメッキバンプ３１が接合部２７の先端部２７１，２７２それぞれの片主面２４一面に斜め方向に並べて配されている。なお、図５に示す一対のメッキバンプ群３の総面積は、それぞれ４．５８μｍ²となっている。

図６に示す一対のメッキバンプ群３の形態（第６例）では、４つのメッキバンプ３１からなり、２点のメッキバンプ３１を対として接合部２７の先端部２７１，２７２それぞれの片主面２４一面に斜め方向に交差するように並べて配されている。なお、図６に示す一対のメッキバンプ群３の総面積は、それぞれ５．２１μｍ²となっている。

上記した図１に示す本実施例と、図２〜６に示す第２〜６例について、ＣＩ値とＤＬＤ特性と強度を測定し、その結果を図７〜９に示す。なお、図７〜９に示すデータは、それぞれの特性に対して５回の測定を行ったデータである。また、比較例として、接合部２７の先端部２７１，２７２の片主面２４一面に、１つの平面視円形のメッキバンプ（面積が４．５４μｍ²）を配した形態（比較例）を挙げる。

まず、本実施例と第２〜６例と比較例とのＣＩ値に関して、図７に示すように、比較例に対して本実施例と第２〜６例のＣＩ値は減少していることがわかる。

次に、本実施例と第２〜６例と比較例とのＤＬＤ特性に関して、図８に示すように、本実施例と第２〜６例と比較例とは概ね周波数変動量は同量であることがわかる。

次に、本実施例と第２〜６例と比較例との強度に関して、図９に示すように、本実施例と第２〜５例と比較例とは概ね強度は同じであることがわかる。

本実施例にかかる水晶振動片２およびこの水晶振動片２を搭載した水晶振動子１によれば、安定してベース１１上に水晶振動片２を一対のメッキバンプ群３を介して電気機械的に接合することができる。

具体的に、本実施例によれば、水晶振動片２の外部（ベース１１）への搭載位置が所望位置からずれた場合であっても、水晶振動片２に一対のメッキバンプ群３を形成した状態で、水晶振動片２をベース１１に接合するので、常に水晶振動片２の所望の位置（引出電極４３）に一対のメッキバンプ群３を形成して安定したベース１１への水晶振動片２の搭載を行うことができる。

また、一対のメッキバンプ群３それぞれの総面積を４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²としているので、ベース１１への一対のメッキバンプ群３の転写率が良く、ベース１１への水晶振動片２の接合を安定して行うことができる。

なお、ここでいう転写率とは、ベース１１に接合された水晶振動片２をベース１１から引き剥がした際に、接合前に水晶振動片２に形成したメッキバンプ３１がベース１１側に残る（転写する）率のことをいう。

具体的に、一対のメッキバンプ群３は、それぞれ９点のメッキバンプ３１が形成されて構成され、一対のメッキバンプ群３それぞれの総面積を４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²（本実施例では４．７８×１０^-3ｍｍ²）としているので、例えば図１０に示すように、一点一点のメッキバンプ３１のベース１１への転写率を高めて、これら一点一点のメッキバンプ３１が９点からなるメッキバンプ群３のベース１１への転写率を高めることができる。なお、図１０では上記した第４例の水晶振動片２に関して、ベース１１へのメッキバンプ３１の転写率を示す。また、参考として、上記した比較例におけるベース１１へのメッキバンプ３１の転写率を図１１に示す。なお、図１０，１１は、図１に示す丸で囲った部分に対応させた部分の拡大模式図であり、メッキバンプ３１の転写率を示した水晶振動片２とベース１１との概略模式図である。これら図１０，１１に示す黒塗りの部分が、ベース１１から水晶振動片２を剥がした際にメッキバンプ１１が付着している部分である。これら図１０，１１に示すように、比較例と比べて第４例のほうが、メッキバンプ群３（メッキバンプ３１）のベース１１への転写率が高いことが分かる。

また、９点のメッキバンプ３１を接合部２７それぞれに形成する、すなわち、多点メッキバンプを接合部２７に形成するので、例えば、１つのメッキバンプ３１が剥がれる等の不具合が生じた場合であっても、他のメッキバンプ３１で安定した接合強度を保持することができる。

また、本実施例にかかる水晶振動子１によれば、一対のメッキバンプ群３に関して９点のメッキバンプ３１を水晶振動片２に形成し、水晶振動片２をベース１１に接合した際に９点のメッキバンプ３１の少なくとも２点が結合することで、水晶振動片２のベース１１への接合強度を高めることができる。

また、本実施例にかかる水晶振動子１によれば、ＦＣＢ法による超音波接合では、ベース１１に水晶振動片２を押圧揺動してベース１１に水晶振動片２を熱溶融接合するので、複数のメッキバンプ３１を結合させるのに好適な接合手法である。

また、本実施例にかかる水晶振動片２の製造方法によれば、９点のメッキバンプ３１を接合部２７の先端部２７１，２７２それぞれに形成した後に、９点のメッキバンプ３１にアニール処理を施すので、９点のメッキバンプがなまされて、接合部２７（先端部２７１，２７２）への９点のメッキバンプを形成する際に発生する応力（残留応力）が無くなる。

また、上記した本実施例にかかる一対のメッキバンプ群３は、フォトリソグラフィ法により形成するので、一対のメッキバンプ群３それぞれにおいてメッキバンプ３１の大きさや形状や数量を任意に設定することができる。

ところで、従来技術では、スタッドバンプを用いて水晶振動片２をＦＣＢ法によりベースに超音波接合しており、ＦＣＢ法による超音波接合では、ベースへ水晶振動片２を搭載する際に水晶振動片２が所定位置からずれてベースに配される場合がある。この場合、スタッドバンプに対する水晶振動片２の位置ずれが生じるので、ベースへの水晶振動片２の搭載不良が生じたり、ずれた状態でベースに水晶振動片２が接合されるので、安定した接合強度を得ることが難しい。

これに対して、本実施例によれば、ベース１１へ水晶振動片２を搭載する際に水晶振動片２が所定位置からずれてベース１１に配される場合であっても、水晶振動片２に一対のメッキバンプ群３を形成した状態で、水晶振動片２をベース１１に接合するので、常に水晶振動片２の所望の位置（引出電極４３）に一対のメッキバンプ群３を形成して安定した接合強度によりベース１１に水晶振動片２を接合することができる。

また、スタッドバンプを用いた場合、ベースにスタッドバンプを吐出形成する必要があり、スタッドバンプをベースに吐出形成する際に位置ずれが生じる可能性がある。特に、本体筐体の小型化が進むにつれて位置ずれの頻度が大きくなり、ずれ量も多くなる。

これに対して、本実施例によれば、水晶振動片２に一対のメッキバンプ群３を形成した状態で、水晶振動片２をベース１１に接合するので、位置ずれが生じることを防止することができる。

さらに、スタッドバンプを用いた場合、スタッドバンプを介したベースへの音叉型水晶振動片の接合の際に、スタッドバンプを潰すことになるが、この潰す際のモーメントにより音叉型水晶振動片が撓むことがある。すなわち、音叉型水晶振動片にスタッドバンプを潰す際の応力がかかり、そしてこの応力が残留応力として残り、場合によっては音叉型水晶振動片にクラックを発生させる可能性もある。

これに対して、本実施例によれば、水晶振動片２に一対のメッキバンプ群３を形成した状態で、水晶振動片２をベース１１に接合するので、ベース１１への水晶振動片２の接合時に一対のメッキバンプ群３に応力が発生し難い。

また、スタッドバンプを用いた場合、スタッドバンプを介したベースへの音叉型水晶振動片の接合の際に、スタッドバンプを潰すことになり、音叉型水晶振動片へのスタッドバンプの接合領域が広がる。そのため、潰れたスタッドバンプにより一対の励振電極などの電極間ショートが生じる。

これに対して、本実施例によれば、水晶振動片２へ一対のメッキバンプ群３を形成するので、スタップバンプのようにベース１１への水晶振動片２の接合の際に一対のメッキバンプ群３を潰すことはなく、このことが原因となって一対の第１励振電極４１および第２励振電極４２などの電極間ショートが生じることはない。

なお、本実施例ではメッキバンプ３１の形状は平面視円形となっているが、これは好適な例であり、これに限定されるものではなく、平面視長方形や平面視正方形や他の多角形であってもよい。

また、本実施例では、メッキバンプ３１として金を用いているが、これに限定されるものではなく、他の種類の金属であってもよい。

また、本実施例では、メッキバンプ３１の形状は平面視円形となっているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１２に示すように、ＦＣＢ法よって超音波接合する際の振動方向に長径を有する平面視楕円形であることが更に好適である。
この図１２に示す例では、メッキバンプ３１は長径を有している。そのため、例えば、水晶振動片１をベース１１に搭載する際にＦＣＢ法を用いた場合、ＦＣＢ法よって水晶振動片１をベース１１に超音波接合する際の振動方向をメッキバンプ３１の長径に対応させることで、メッキバンプ３１の振動方向に対する接合領域の面積（接地面積）を増大させることができ、より接合性を向上させることができる。

また、本実施例に示す接合部２７の先端部２７１，２７２は、基部２３の一端面２８近傍まで突出形成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１３に示すように、第１脚部２１および第２脚部２２の先端部２１１，２２１近傍まで突出形成してもよい。

また、本実施例でいう溝部２５は、図１に示すような断面凹形状としているが、これに限定されるものではなく、貫通孔であってもよく、窪み部であってもよい。

また、本実施例では、第１脚部２１および第２脚部２２に溝部２５を形成しているが、これは好適な例でありこれに限定されるものではなく、例えば、第１脚部２１および第２脚部２２に溝部が形成されていない水晶振動片１にも本発明を適用することができる。

なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、音叉型圧電振動片、音叉型圧電振動デバイス、および音叉型圧電振動片の製造方法に適用でき、特に音叉型水晶振動片及び音叉型水晶振動子に好適である。

図１は、本実施例にかかる水晶振動子の内部を公開した概略平面図である。 図２は、本実施例の他の例（第２例）にかかる一対のメッキバンプ群を形成した接合部の概略平面図である。 図３は、本実施例の他の例（第３例）にかかる一対のメッキバンプ群を形成した接合部の概略平面図である。 図４は、本実施例の他の例（第４例）にかかる一対のメッキバンプ群を形成した接合部の概略平面図である。 図５は、本実施例の他の例（第５例）にかかる一対のメッキバンプ群を形成した接合部の概略平面図である。 図６は、本実施例の他の例（第６例）にかかる一対のメッキバンプ群を形成した接合部の概略平面図である。 図７は、本実施例と第２〜６例と比較例のＣＩ値に関する測定データである。 図８は、本実施例と第２〜６例と比較例のＤＬＤ特性に関する測定データである。 図９は、本実施例と第２〜６例と比較例の強度に関する測定データである。 図１０は、第４例におけるメッキバンプの転写率を示した水晶振動片とベースとの概略模式図である。 図１１は、比較例におけるメッキバンプの転写率を示した水晶振動片とベースとの概略模式図である。 図１２は、本実施例の他の例にかかる一対のメッキバンプ群を形成した接合部の概略平面図である。 図１３は、本実施例の他の例にかかる水晶振動片の概略平面図である。

符号の説明

１ 音叉型水晶振動子
１１ ベース
２ 音叉型水晶振動片
２１ 第１脚部
２２ 第２脚部
２３ 基部
２４ 主面
２５ 溝部
２７ 接合部
２７１，２７２ 接合部の先端部
３ メッキバンプ群
３１ メッキバンプ

Claims (7)

1. 音叉型圧電振動片において、
   振動部である複数本の脚部と、これら脚部を突出して設けた基部とから構成され、
   前記基部には外部と接合する接合部が設けられ、
   前記接合部には、一対のメッキバンプ群が形成され、
   前記一対のメッキバンプ群は、それぞれ複数点のメッキバンプが形成されて構成され、
   前記メッキバンプ群一つの総面積は、４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²に設定されたことを特徴とする音叉型圧電振動片。
2. 請求項１に記載の音叉型圧電振動片において、
   前記メッキバンプの形状は、平面視楕円形であることを特徴とする音叉型圧電振動片。
3. 音叉型圧電振動デバイスにおいて、
   請求項１または２に記載の音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動片を搭載するベースと、前記ベースに搭載した前記音叉型圧電振動片を気密封止するための蓋と、が設けられたことを特徴とする音叉型圧電振動デバイス。
4. 請求項３に記載の音叉型圧電振動デバイスにおいて、
   前記メッキバンプ群では、前記複数点のメッキバンプの少なくとも２点が結合されたことを特徴とする音叉型圧電振動デバイス。
5. 請求項３または４に記載の音叉型圧電振動デバイスにおいて、
   前記ベースに前記音叉型圧電振動片が前記一対のメッキバンプ群を介してＦＣＢ法により超音波接合されたことを特徴とする音叉型圧電振動デバイス。
6. 音叉型圧電振動片の製造方法において、
   音叉型圧電振動片は、振動部である複数本の脚部と、これら脚部を突出して設けた基部とから構成され、前記基部には外部と接合する接合部が設けられた音叉型圧電振動片であり、
   前記接合部に、複数点のメッキバンプをそれぞれ形成して構成する一対のメッキバンプ群を形成する工程を有し、
   前記メッキバンプ群一つの総面積を、それぞれ４×１０^-3〜６×１０^-3ｍｍ²に設定することを特徴とする音叉型圧電振動片の製造方法。
7. 請求項６に記載の音叉型圧電振動片の製造方法において、
   前記複数点のメッキバンプを前記接合部に形成した後に、前記複数点のメッキバンプにアニール処理を施すことを特徴とする音叉型圧電振動片の製造方法。

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