JP2015211364A

JP2015211364A - Manufacturing method for quartz device

Info

Publication number: JP2015211364A
Application number: JP2014092340A
Authority: JP
Inventors: 康平笹岡; Kohei Sasaoka; 清一郎浪川; Seiichiro Namikawa
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2034-04-28
Also published as: JP6449557B2

Abstract

【課題】フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により水晶片が形成された水晶ウエハを用いて、水晶片の所定の位置に金属膜を被着させ、励振電極および引出電極を形成することができ、生産性を向上させた水晶デバイス製造方法を提供する。【解決手段】水晶ウエハ１６０の形成工程と、水晶ウエハに水晶片１２１を形成する工程と、水晶ウエハにウエハ貫通穴を形成する工程と、下板１７２と、上板１７４と、一対のマスク１７１と、下板に設けられたガイドピン１７３と、からなる金属膜形成用治具１７０の一対のマスクの間に、ウエハ貫通穴にガイドピンを挿入した状態で水晶ウエハを載置し固定する工程と、金属膜形成用治具に固定された水晶ウエハの水晶片に金属膜を被着させ、励振電極及び引出電極を形成する工程と、水晶片を個片化する工程と、水晶片をパッケージに実装する工程と、パッケージと蓋体とを接合し水晶片を気密封止する工程と、を備えている。【選択図】図６Using a quartz wafer on which a quartz piece is formed by a photolithography technique and an etching technique, a metal film can be deposited at a predetermined position of the quartz piece, and an excitation electrode and an extraction electrode can be formed. Provided is a method for manufacturing a crystal device with improved performance. A step of forming a crystal wafer 160, a step of forming a crystal piece 121 on the crystal wafer, a step of forming a wafer through hole in the crystal wafer, a lower plate 172, an upper plate 174, and a pair of masks 171 And a step of mounting and fixing the quartz wafer between the pair of masks of the metal film forming jig 170 comprising the guide pins 173 provided on the lower plate with the guide pins inserted into the wafer through holes. A step of forming a drive electrode and an extraction electrode by attaching a metal film to a crystal piece of a crystal wafer fixed to a metal film forming jig, a step of separating the crystal piece, and a package of the crystal piece And a step of bonding the package and the lid and hermetically sealing the crystal piece. [Selection] Figure 6

Description

本発明は、移動通信機器等の電子機器で用いられる水晶デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a crystal device used in electronic equipment such as mobile communication equipment.

水晶デバイスは、例えば、パッケージと蓋体とが接合され、パッケージと蓋体とで形成される空間内に、励振電極および引出電極が形成されている水晶片が気密封止された構造となっている。水晶片は、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、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ている水晶ウエハを用いて、水晶ウエハの所定の位置に、主面の所定の一辺側で固定された状態で形成された後、主面の所定の一辺側を折り取り、または、個片化されて形成されている。このような水晶片は、側面に、Ｚ軸と平行となっているｍ面が形成されている（例えば、特許文献１参照）。 The crystal device has a structure in which, for example, a package and a lid are joined, and a crystal piece in which an excitation electrode and an extraction electrode are formed is hermetically sealed in a space formed by the package and the lid. Yes. The crystal piece is placed at a predetermined position of the crystal wafer by using a crystal wafer having crystal axes composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other, for example, by photolithography technology and etching technology. After being formed in a state where it is fixed on a predetermined side of the main surface, the predetermined side of the main surface is folded or separated into individual pieces. In such a crystal piece, an m-plane that is parallel to the Z-axis is formed on the side surface (see, for example, Patent Document 1).

水晶デイバスでは、このような水晶片の所定の位置に金属膜が被着させ、励振電極および引出電極を形成したものが用いられる。所定の位置に金属膜を被着させる方法として、金属膜形成用治具を用いる場合がある。金属膜形成用治具は、下板、上板、一対のマスクおよびスペーサーからなり、下板、一方のマスク、スペーサー、他方のマスク、上板の順で、重ねて載置された状態で使用される。スペーサーには、水晶片の主面とほぼ同形状となっている貫通している収容穴が形成されており、この貫通している収容穴に水晶片が収容される。また、金属膜形成用治具は、下板にガイドピンが設けられており、このガイドピンによって、下板、一対のマスク、スペーサーおよび上板の位置合わせを行うことができる構成となっている（例えば、特許文献２参照）。 A quartz device is used in which a metal film is deposited at a predetermined position of such a quartz piece to form an excitation electrode and an extraction electrode. As a method for depositing a metal film at a predetermined position, a metal film forming jig may be used. The metal film forming jig consists of a lower plate, an upper plate, a pair of masks and a spacer, and is used in the state where the lower plate, one mask, the spacer, the other mask, and the upper plate are stacked in this order. Is done. The spacer is formed with a penetrating accommodation hole having substantially the same shape as the main surface of the crystal piece, and the crystal piece is accommodated in the penetrating accommodation hole. Further, the metal film forming jig has a guide pin provided on the lower plate, and the lower plate, the pair of masks, the spacer, and the upper plate can be aligned by the guide pin. (For example, refer to Patent Document 2).

特開２０１４−１１６４７号公報JP 2014-11647 A 特開平０８−１７６８００号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-176800

従来の水晶デバイスの製造方法では、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、異方性材料である水晶からなる水晶ウエハの所定の位置に水晶片が形成されているので、結晶軸との角度により、水晶片の側面および水晶ウエハの側面に複雑な形状の残渣が形成される。また、従来の水晶デバイスの製造方法では、ガイドピンを利用し、一対のマスクとスペーサーとの位置合わせを行いつつ、スペーサーに形成されている貫通している収容穴に水晶ウエハまたは水晶片を収容させ、金属膜を被着させて、励振電極および引出電極を形成している。従って、従来の水晶デバイスの製造方法では、水晶ウエハの側面および水晶片の側面に複雑な形状の残渣が残っており、スペーサーに形成されている収容穴に収容させても、この収容穴内で移動してしまい、水晶片の所定の位置に金属膜を被着させることが困難なとなる。このため、従来の水晶デバイスの製造方法では、水晶片の所定の位置に励振電極および引出電極を形成することができない虞がある。例えば、励振電極が所定の位置に対してずれた場合、水晶片が振動するときに、振動漏れが大きくなり、水晶デバイスのクリスタルインピーダンスが大きくなる。また、引出電極が所定の位置に対してずれた場合、引出電極が極端に細くなり、水晶デバイスのクリスタルインピーダンスが大きくなる。つまり、金属膜の被着のずれが起こり得る従来の水晶デバイスの製造方法では、水晶片の所定の位置に励振電極および引出電極を形成することができず、水晶デバイスのクリスタルインピーダンス値が大きくなることによる性能ばらつきが発生して生産性が低下する虞がある。 In the conventional crystal device manufacturing method, a crystal piece is formed at a predetermined position of a crystal wafer made of crystal, which is an anisotropic material, by photolithography technology and etching technology. Complex shaped residues are formed on the side of the piece and the side of the quartz wafer. In addition, the conventional quartz device manufacturing method accommodates a quartz wafer or a quartz piece in a penetration hole formed in the spacer while aligning the pair of mask and spacer using guide pins. The excitation electrode and the extraction electrode are formed by depositing a metal film. Therefore, in the conventional method of manufacturing a quartz device, a residue of a complicated shape remains on the side surface of the quartz wafer and the side surface of the quartz piece, and even if the residue is accommodated in the accommodation hole formed in the spacer, it moves within the accommodation hole. Therefore, it becomes difficult to deposit the metal film at a predetermined position of the crystal piece. For this reason, in the conventional quartz device manufacturing method, there is a possibility that the excitation electrode and the extraction electrode cannot be formed at predetermined positions of the quartz piece. For example, when the excitation electrode is displaced with respect to a predetermined position, when the crystal piece vibrates, vibration leakage increases and the crystal impedance of the crystal device increases. Further, when the extraction electrode is displaced with respect to a predetermined position, the extraction electrode becomes extremely thin, and the crystal impedance of the crystal device increases. In other words, in the conventional method for manufacturing a quartz device in which the metal film deposition may be displaced, the excitation electrode and the extraction electrode cannot be formed at a predetermined position of the quartz piece, and the crystal impedance value of the quartz device is increased. There is a risk that the performance will be reduced due to the performance variation.

本発明では、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により水晶片が形成された水晶ウエハを用いて、水晶片の所定の位置に金属膜をより正確に被着させ、励振電極および引出電極をより正確に形成することで性能ばらつきを抑え生産性を向上させた水晶デバイスの製造方法を提供することを目的とする。 In the present invention, using a quartz wafer on which a quartz piece is formed by photolithography technology and etching technology, a metal film is more accurately deposited at a predetermined position of the quartz piece, and an excitation electrode and an extraction electrode are formed more accurately. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a quartz device that suppresses performance variations and improves productivity.

前述した課題を解決するために、本発明に係る水晶デバイスの製造方法は、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平板状の水晶ウエハを形成する水晶ウエハ形成工程と、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、水晶ウエハの所定の位置に、略矩形形状の平板状に形成しつつ主面の所定の一辺で固定している水晶片となる部分を形成する水晶片形成工程と、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、水晶ウエハの所定の位置に、水晶ウエハの上面から下面にかけて貫通しているウエハ貫通穴を形成するウエハ貫通穴形成工程と、下板と、上板と、下板と上板との間に載置される一対のマスクと、下板に設けられているガイドピンと、からなる金属膜形成用治具の前記一対のマスクの間に水晶ウエハを載置し、水晶ウエハのウエハ貫通穴に前記ガイドピンを挿入することで、水晶ウエハを金属膜形成用治具に固定する水晶ウエハ固定工程と、金属膜形成用治具に固定された水晶ウエハの水晶片となる部分の所定の位置に金属膜を被着させ、励振電極および引出電極を形成する電極形成工程と、水晶ウエハに形成されている水晶片となる部分の主面の所定の一辺側を折り取り、または、切断し、水晶片を個片化する個片化工程と、励振電極および引出電極が形成されている水晶片をパッケージに実装する実装工程と、パッケージと蓋体とを接合し、励振電極および引出電極が形成されている水晶片を気密封止する封止工程と、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a method of manufacturing a quartz crystal device according to the present invention includes a quartz crystal that forms a flat crystal wafer having crystal axes composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other. Using a wafer forming process, a photolithographic technique and an etching technique, a portion to be a crystal piece that is formed at a predetermined position of the crystal wafer in a substantially rectangular flat plate shape and fixed on a predetermined side of the main surface A crystal piece forming step to be formed, and a wafer through hole forming step of forming a wafer through hole penetrating from a top surface to a bottom surface of the crystal wafer at a predetermined position of the crystal wafer by using a photolithography technique and an etching technique; The pair of masks of the metal film forming jig comprising a lower plate, an upper plate, a pair of masks placed between the lower plate and the upper plate, and guide pins provided on the lower plate A quartz wafer is placed between the crystal wafer and a guide pin is inserted into the wafer through-hole of the quartz wafer to fix the quartz wafer to the metal film forming jig. An electrode forming step of forming a driving electrode and an extraction electrode by depositing a metal film at a predetermined position of a crystal piece of a fixed crystal wafer, and a main part of the crystal piece formed on the crystal wafer Folding or cutting a predetermined one side of the surface to separate the crystal piece into pieces, a mounting step for mounting the crystal piece on which the excitation electrode and the extraction electrode are formed in the package, and the package And a lid, and a sealing step of hermetically sealing the crystal piece on which the excitation electrode and the extraction electrode are formed.

本発明に係る水晶デバイスの製造方法では、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、水晶ウエハの所定の位置に、水晶片およびウエハ貫通穴が形成されており、このウエハ貫通穴を金属膜形成用治具の下板に設けられているガイドピンに挿入させた状態で、金属膜形成用治具により水晶片の所定の位置に金属膜を被着させて、励振電極および引出電極を形成している。従って、本発明に係る水晶デバイスの製造方法では、ガイドピンによって、金属膜形成用治具を構成している下板、一対のマスクおよび上板の位置合わせをすると同時に、水晶ウエハの位置合わせを行うことができる。このため、本発明に係る水晶デバイスの製造方法では、水晶ウエハが一対のマスクに対して位置ずれ起こすことによる励振電極および引出電極のずれを低減させることができる。この結果、本発明に係る水晶デバイスの製造方法では、水晶片が形成されている水晶ウエハの状態で、水晶片のより正確に所定の位置に励振電極および引出電極を形成することが可能となり、励振電極の位置ずれにより水晶デバイスのクリスタルインピーダンス値が大きくなることを抑えることができる。この結果、所定の位置からの位置ずれに起因した性能ばらつきを抑え、生産性を向上させることが可能となる。 In the method for manufacturing a crystal device according to the present invention, a crystal piece and a wafer through hole are formed at a predetermined position of a crystal wafer by using a photolithography technique and an etching technique, and the wafer through hole is used for forming a metal film. In a state where it is inserted into a guide pin provided on the lower plate of the jig, a metal film is deposited on a predetermined position of the crystal piece by a metal film forming jig to form an excitation electrode and an extraction electrode. Yes. Therefore, in the method for manufacturing a crystal device according to the present invention, the guide pins align the lower plate, the pair of masks and the upper plate constituting the metal film forming jig, and at the same time, align the crystal wafer. It can be carried out. For this reason, in the manufacturing method of the crystal device according to the present invention, it is possible to reduce the displacement of the excitation electrode and the extraction electrode due to the positional deviation of the crystal wafer with respect to the pair of masks. As a result, in the crystal device manufacturing method according to the present invention, in the state of the crystal wafer on which the crystal piece is formed, it becomes possible to form the excitation electrode and the extraction electrode at a predetermined position more accurately on the crystal piece, An increase in the crystal impedance value of the crystal device due to the displacement of the excitation electrode can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the performance variation due to the positional deviation from the predetermined position and improve the productivity.

本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法で製造される水晶デバイスの斜視図である。It is a perspective view of the crystal device manufactured with the manufacturing method of the crystal device concerning this embodiment. 図１のＡ−Ａ断面における断面図である。It is sectional drawing in the AA cross section of FIG. 本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の水晶ウエハ形成工程後の水晶ウエハの状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state of the crystal wafer after the crystal wafer formation process of the manufacturing method of the crystal device which concerns on this embodiment. （ａ）は、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の水晶片形成工程後の水晶ウエハの状態を示す平面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の水晶片形成工程後の水晶片となる部分の平面図である。(A) is a top view which shows the state of the crystal wafer after the crystal piece formation process of the manufacturing method of the crystal device which concerns on this embodiment, (b) is the crystal of the manufacturing method of the crystal device which concerns on this embodiment It is a top view of the part used as the crystal piece after a piece formation process. 本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法のウエハ貫通穴形成工程後の水晶ウエハの状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state of the crystal wafer after the wafer through-hole formation process of the manufacturing method of the crystal device which concerns on this embodiment. （ａ）は、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の水晶ウエハ固定工程後の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の水晶ウエハ固定工程後のガイドピンおよびガイドピン付近における断面図である。(A) is sectional drawing which shows the state after the crystal wafer fixing process of the manufacturing method of the crystal device which concerns on this embodiment, (b) is the crystal wafer fixing process of the manufacturing method of the crystal device which concerns on this embodiment. It is sectional drawing in the vicinity of a back guide pin and a guide pin. 本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の電極形成工程後の水晶ウエハの状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state of the crystal wafer after the electrode formation process of the manufacturing method of the crystal device which concerns on this embodiment. （ａ）は、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の個片化工程後の水晶片の状態を示す平面図であり、（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ断面における断面図である。(A) is a top view which shows the state of the crystal piece after the individualization process of the manufacturing method of the crystal device which concerns on this embodiment, (b) is a cross section in the BB cross section of Fig.8 (a). FIG. 本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の実装工程後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state after the mounting process of the manufacturing method of the crystal device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法の封止工程後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state after the sealing process of the manufacturing method of the crystal device which concerns on this embodiment. 本実施形態の変形例に係る水晶デバイスの製造方法の貫通穴形成工程後の水晶ウエハの状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state of the crystal wafer after the through-hole formation process of the manufacturing method of the crystal device which concerns on the modification of this embodiment.

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る水晶デバイスは、図１および図２に示されているように、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１と、水晶片１２１が実装されているパッケージ１１０と、パッケージ１１０と接合され水晶片１２１を気密封止している蓋体１４０と、から構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the crystal device manufactured by the method for manufacturing a crystal device according to the embodiment of the present invention includes a crystal piece 121 on which an excitation electrode 122 and an extraction electrode 123 are formed, It is composed of a package 110 on which the crystal piece 121 is mounted, and a lid 140 that is bonded to the package 110 and hermetically seals the crystal piece 121.

パッケージ１１０は、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１を実装するためのものである。パッケージ１１０は、例えば、平板部１１０ａと、この平板部１１０ａの上面の縁部に沿って設けられている枠部１１０ｂと、から構成されており、パッケージ１１０の上面に凹部１１１が形成されている。この凹部１１１の底面には、一対の搭載パッド１１２が設けられており、パッケージ１１０の下面には複数の外部端子１１３が設けられている。また、パッケージ１１０には、搭載パッド１１２と外部端子１１３と電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。 The package 110 is for mounting the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed. The package 110 includes, for example, a flat plate portion 110a and a frame portion 110b provided along an edge portion of the upper surface of the flat plate portion 110a. A recess 111 is formed on the upper surface of the package 110. . A pair of mounting pads 112 are provided on the bottom surface of the recess 111, and a plurality of external terminals 113 are provided on the lower surface of the package 110. The package 110 is provided with a wiring pattern (not shown) for electrically connecting the mounting pad 112 and the external terminal 113.

ここで、図面に合わせて、凹部１１１が形成されているパッケージ１１０の面をパッケージ１１０の上面とし、外部端子１１３が設けられているパッケージ１１０の面をパッケージ１１０の下面とする。また、枠部１１０ｂが設けられている平板部１１０ａの面を平板部１１０ａの上面とし、この平板部１１０ａの上面と反対側を向く平板部１１０ａの面を平板部１１０ａの下面とする。 Here, according to the drawing, the surface of the package 110 in which the recess 111 is formed is defined as the upper surface of the package 110, and the surface of the package 110 in which the external terminal 113 is provided is defined as the lower surface of the package 110. Further, the surface of the flat plate portion 110a on which the frame portion 110b is provided is defined as the upper surface of the flat plate portion 110a, and the surface of the flat plate portion 110a facing away from the upper surface of the flat plate portion 110a is defined as the lower surface of the flat plate portion 110a.

平板部１１０ａは、例えば、矩形形状の平板状となっており、平板部１１０ａの上面には、縁部に沿って枠部１１０ｂが設けられている。また、平板部１１０ａは、上面に一対の搭載パッド１１２が設けられており、下面に複数の外部端子１１３が設けられている。また、平板部１１０ａには、一対の搭載パッド１１２と所定の二つの外部端子１１３とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。この配線パターンは、平板部１１０ａの内部に設けられていてもよいし、平板部１１０ａの表面に設けられていてもよい。平板部１１０ａは、例えば、アルミナセラミクッス、または、ガラスーセラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなっている。平板部１１０ａは、絶縁層を一層で用いたものであっても、絶縁層を複数積層させたものであってもよい。 The flat plate portion 110a is, for example, a rectangular flat plate shape, and a frame portion 110b is provided on the upper surface of the flat plate portion 110a along the edge. The flat plate portion 110a is provided with a pair of mounting pads 112 on the upper surface and a plurality of external terminals 113 on the lower surface. The flat plate portion 110a is provided with a wiring pattern (not shown) for electrically connecting the pair of mounting pads 112 and the two predetermined external terminals 113. This wiring pattern may be provided inside the flat plate portion 110a or may be provided on the surface of the flat plate portion 110a. The flat plate portion 110a is made of an insulating layer made of a ceramic material such as alumina ceramics or glass-ceramics. The flat plate portion 110a may be one in which an insulating layer is used, or a plurality of insulating layers may be stacked.

枠部１１０ｂは、平板部１１０ａの上面の縁部に沿って設けられており、凹部１１１を形成するためのものである。また、枠部１１０ｂの上面には、縁部に沿って封止用導体パターン１１４が設けられている。また、枠部１１０ｂには、封止用導体パターン１１４と所定の他の外部端子１１３とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。また、枠部１１０ｂは、平板部１１０ａと一体となっており、例えば、アルミナセラミックス、または、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っている。枠部１１０ｂは、絶縁層を一層で設けたものであっても、絶縁層を複数積層させたものであってもよい。 The frame part 110b is provided along the edge part of the upper surface of the flat plate part 110a, and is for forming the recessed part 111. FIG. Further, a sealing conductor pattern 114 is provided along the edge on the upper surface of the frame 110b. The frame portion 110b is provided with a wiring pattern (not shown) for electrically connecting the sealing conductor pattern 114 and a predetermined other external terminal 113. The frame portion 110b is integrated with the flat plate portion 110a and is made of an insulating layer made of a ceramic material such as alumina ceramics or glass-ceramics. The frame portion 110b may be provided with a single insulating layer or may be a laminate of a plurality of insulating layers.

凹部１１１は、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１を収容するための空間である。凹部１１１は、その底面の大きさが水晶片１２１の主面の大きさより大きくなっている。また、凹部１１１の底面、つまり、枠部１１０ｂ内であって平板部１１０ａの上面には、一対の搭載パッド１１２が設けられている。 The recess 111 is a space for accommodating the crystal piece 121 in which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed. The size of the bottom surface of the recess 111 is larger than the size of the main surface of the crystal piece 121. In addition, a pair of mounting pads 112 are provided on the bottom surface of the recess 111, that is, on the top surface of the flat plate portion 110a in the frame portion 110b.

ここで、パッケージ１１０は、パッケージ１１０の上面を平面視したとき、長辺の寸法が１．０〜５．０ｍｍであり、短辺の寸法が０．６〜３．２ｍｍとなっている。また、凹部１１１の大きさは、長辺の寸法が０．８〜４．６ｍｍとなっており、短辺の寸法が０．４〜２．８ｍｍとなっており、上下方向の深さの寸法が０．２〜０．５ｍｍとなっている。 Here, the package 110 has a long side dimension of 1.0 to 5.0 mm and a short side dimension of 0.6 to 3.2 mm when the upper surface of the package 110 is viewed in plan. Further, the size of the recess 111 is such that the long side dimension is 0.8 to 4.6 mm, the short side dimension is 0.4 to 2.8 mm, and the depth dimension in the vertical direction. Is 0.2 to 0.5 mm.

搭載パッド１１２は、水晶片１２１に形成されている引出電極１２３と電気的に接着されるものである。搭載パッド１１２は、平板部１１０ａの上面であって枠部１１０ｂ内に設けられている。また、搭載パッド１１２は、一対となっており、例えば、パッケージ１１０の上面を平面視して、枠部１１０ｂの内周側の短辺に沿って二つ並んで設けられている。 The mounting pad 112 is electrically bonded to the extraction electrode 123 formed on the crystal piece 121. The mounting pad 112 is provided on the upper surface of the flat plate portion 110a and in the frame portion 110b. In addition, the mounting pads 112 are paired, and for example, two mounting pads 112 are provided along the short side on the inner peripheral side of the frame portion 110b when the upper surface of the package 110 is viewed in plan.

外部端子１１３は、電子機器等のマザーボードに実装するためのものであり、電子機器等のマザーボードに実装する際、マザーボード上にある所定の実装パッド（図示せず）に接続固着される。外部端子１１３は、例えば、四つ設けられており、パッケージ１１０の下面の四隅に一つずつ設けられている。外部端子１１３のうち所定の二つは、一対の搭載パッド１１２と電気的に接続されており、所定の他の外部端子１１３は、配線パターン、封止用導体パターン１１４および接合部材１５０を介して、蓋体１４０と電気的に接続されている。従って、マザーボードに実装する際、蓋体１４０と電気的に接続される外部端子１１３を基準電位であるグランド電位と接続された実装パッドと接続固着させることで、蓋体１４０をグランド電位と同電位とすることが可能となる。 The external terminal 113 is for mounting on a mother board such as an electronic device. When the external terminal 113 is mounted on a mother board such as an electronic device, the external terminal 113 is connected and fixed to a predetermined mounting pad (not shown) on the mother board. For example, four external terminals 113 are provided, one at each of the four corners of the lower surface of the package 110. Two predetermined external terminals 113 are electrically connected to the pair of mounting pads 112, and the other predetermined external terminals 113 are connected via a wiring pattern, a sealing conductor pattern 114, and a bonding member 150. The lid 140 is electrically connected. Therefore, when mounting on the motherboard, the external terminal 113 electrically connected to the lid 140 is fixedly connected to the mounting pad connected to the ground potential which is the reference potential, so that the lid 140 has the same potential as the ground potential. It becomes possible.

封止用導体パターン１１４は、蓋体１４０を接合部材１５０によって接合する際に、接合部材１５０に濡れ性をよくするためのものである。封止用導体パターン１１４は、枠部１１０ｂの上面の縁部に沿って設けられている。また、封止用導体パターン１１４は、例えば、タングステンまたはモリブデン等からなる導体パターンの表面にニッケルメッキおよび金メッキを順次、枠部１１０ｂの上面に環状で囲む形態で施し、形成している。 The sealing conductor pattern 114 is for improving the wettability of the bonding member 150 when the lid 140 is bonded by the bonding member 150. The sealing conductor pattern 114 is provided along the edge of the upper surface of the frame 110b. In addition, the sealing conductor pattern 114 is formed by sequentially applying nickel plating and gold plating on the surface of a conductor pattern made of tungsten, molybdenum, or the like, and surrounding the upper surface of the frame portion 110b in an annular shape.

ここで、パッケージ１１０の作製方法について、説明する。パッケージ１１０を構成する平板部１１０ａおよび枠部１１０ｂがアルミナセラミックスからなる場合、まず、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤を添加し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、または、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施し予め設けておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等を用いて導体パターンとなる位置に所定の導電ペーストを塗布する。次に、平板部１１０ａとなるセラミックグリーンシートの上面に枠部１１０ｂとなるセラミックグリーンシートを積層し、プレス加工した後、高温で焼成する。焼成後、導体パターンの所定の部位、具体的には、搭載パッド１１２、外部端子１１３、封止用導体パターン１１４および配線パターンとなる部分に、ニッケルメッキ、または、金メッキ等を施すことにより、パッケージ１１０が作製される。また、導電性ペーストは、例えば、タングステン、モリブデン、銅、銀またはパラジウム等の金属粉末の焼結体から構成されている。 Here, a method for manufacturing the package 110 will be described. When the flat plate portion 110a and the frame portion 110b constituting the package 110 are made of alumina ceramic, first, a plurality of ceramic green sheets obtained by adding an appropriate organic solvent to a predetermined ceramic material powder and mixing them are prepared. In addition, a predetermined conductive paste is applied to a position where a conductor pattern is to be formed by using conventionally known screen printing or the like on the surface of the ceramic green sheet or in a through-hole previously provided by punching the ceramic green sheet. . Next, the ceramic green sheet to be the frame portion 110b is laminated on the upper surface of the ceramic green sheet to be the flat plate portion 110a, press-worked, and then fired at a high temperature. After firing, a predetermined portion of the conductor pattern, specifically, the mounting pad 112, the external terminal 113, the sealing conductor pattern 114, and the wiring pattern is subjected to nickel plating, gold plating, or the like, thereby providing a package. 110 is produced. The conductive paste is made of a sintered body of metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver, or palladium.

ここで、励振電極１２２が形成されている水晶片１２１の面を水晶片１２１の主面とし、図面に合わせて、水晶片１２１の主面のうちパッケージ１１０側を向く水晶片１２１の主面を水晶片１２１の下面とし、水晶片１２１の下面と反対側を向く水晶片１２１の主面を水晶片１２１の上面とする。 Here, the surface of the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 is formed is the main surface of the crystal piece 121, and the main surface of the crystal piece 121 facing the package 110 side of the main surface of the crystal piece 121 is aligned with the drawing. The lower surface of the crystal piece 121 is the lower surface of the crystal piece 121, and the main surface of the crystal piece 121 facing the opposite side of the lower surface of the crystal piece 121 is the upper surface of the crystal piece 121.

振動素子１２０は、安定した機械振動を得ることができ、電子機器等の基準信号を発信するためのものである。振動素子１２０は、水晶片１２１と、水晶片１２１の両主面に互いに対向するように形成された一対の励振電極１２２と、一端が励振電極１２２に接続され他端が水晶片１２１の端部に位置するように形成されている一対の引出電極１２３と、から構成されている。振動素子１２０は、導電性接着剤１３０によってパッケージ１１０の搭載パッド１１２と振動素子１２０の引出電極１２３とが接続、固着され、パッケージ１１０に実装される。 The vibration element 120 can obtain a stable mechanical vibration and transmits a reference signal for an electronic device or the like. The vibration element 120 includes a crystal piece 121, a pair of excitation electrodes 122 formed on both main surfaces of the crystal piece 121 so as to face each other, one end connected to the excitation electrode 122, and the other end of the crystal piece 121. And a pair of extraction electrodes 123 formed so as to be positioned at each other. The vibration element 120 is mounted on the package 110 by connecting and fixing the mounting pad 112 of the package 110 and the extraction electrode 123 of the vibration element 120 with the conductive adhesive 130.

水晶片１２１には、安定した機械振動をする圧電材料が用いられ、例えば、水晶が用いられる。水晶片１２１は、図４（ｂ）に示すように、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ており、例えば、矩形形状の平板状となっている。水晶片１２１の主面は、Ｘ軸およびＺ軸と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と平行となっており、例えば、約３７°回転させた面と平行となっている。水晶片１２１の側面の一部には、Ｚ軸に平行なｍ面１２１aが形成されている。ｍ面１２１ａは、水晶片１２１の主面となす角度が９０°と回転角度とを合わせた角度をなしており、例えば、約１２３°となっている。このため、水晶片１２１は、水晶片１２１の両主面に電圧を印加し厚みすべり振動により振動させたとき、ｍ面１２１ａが形成されている水晶片１２１の端部で厚みすべり振動を生じさせにくくさせることができ、水晶片１２１の端部で振動変位の減衰量を大きくすることが可能となっている。 For the crystal piece 121, a piezoelectric material that performs stable mechanical vibration is used, for example, crystal. As shown in FIG. 4B, the crystal piece 121 has a crystal axis composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other, and has, for example, a rectangular flat plate shape. . The main surface of the crystal piece 121 is parallel to a surface obtained by rotating a surface parallel to the X axis and the Z axis counterclockwise around the X axis as viewed in the negative direction of the X axis. For example, it is parallel to the surface rotated about 37 °. An m-plane 121 a parallel to the Z-axis is formed on a part of the side surface of the crystal piece 121. The m surface 121a forms an angle obtained by combining the rotation angle with the angle formed by the main surface of the crystal piece 121, for example, approximately 123 °. For this reason, when the crystal piece 121 is vibrated by thickness shear vibration by applying a voltage to both main surfaces of the crystal piece 121, the thickness of the crystal piece 121 is generated at the end of the crystal piece 121 where the m-plane 121a is formed. The attenuation amount of the vibration displacement can be increased at the end of the crystal piece 121.

励振電極１２２は、水晶片１２１に電圧を印加するためのものである。励振電極１２２は、一対となっており、水晶片１２１の両主面に互いが対向するように設けられている。また、励振電極１２２は、上下方向の厚みが外縁側に向かうにつれて薄くなっている。励振電極１２２に電圧が印加されると、励振電極１２２には、電荷が蓄えらえる。このとき、電荷は、励振電極１２２の中央付近で最も密な状態となり、励振電極１２２の縁部に向かうにつれて減少し、励振電極１２２の縁部で最も疎の状態となっている。励振電極１２２の上下方向の厚みを、外縁側に向かうにつれて薄くすることにより、電圧が印加され励振電極１２２に電荷が蓄積されるとき、励振電極１２２の縁部での電荷をより疎の状態にすることができる。このため、励振電極１２２の縁部において水晶片１２１の振動変位の減衰量を大きくすることが可能となる。結果、励振電極１２２に電圧を印加させ水晶片１２１の一部を振動させたときに、振動エネルギーの閉じ込め効果を高めることができる。 The excitation electrode 122 is for applying a voltage to the crystal piece 121. The excitation electrodes 122 are paired and are provided on both main surfaces of the crystal piece 121 so as to face each other. In addition, the excitation electrode 122 becomes thinner as the thickness in the vertical direction goes to the outer edge side. When a voltage is applied to the excitation electrode 122, charges are stored in the excitation electrode 122. At this time, the electric charge becomes the most dense state near the center of the excitation electrode 122, decreases toward the edge of the excitation electrode 122, and becomes the least sparse at the edge of the excitation electrode 122. By reducing the vertical thickness of the excitation electrode 122 toward the outer edge side, when a voltage is applied and charges are accumulated in the excitation electrode 122, the charges at the edge of the excitation electrode 122 are made more sparse. can do. For this reason, it is possible to increase the attenuation of the vibration displacement of the crystal piece 121 at the edge of the excitation electrode 122. As a result, when a voltage is applied to the excitation electrode 122 and a part of the crystal piece 121 is vibrated, the confinement effect of vibration energy can be enhanced.

引出電極１２３は、一端が励振電極１２２に接続され、他端が水晶片１２１の主面の端部に位置するように、設けられており、振動素子１２０の外部から励振電極１２２に電圧を印加するためのものである。引出電極１２３は、上下方向の厚みが引出電極１２３の縁部において引出電極１２３の外縁側に向かうにつれて薄くなっている。このため、電圧が印加されるときに、引出電極１２３が原因で生じるスプリアス振動を抑制させることが可能となる。引出電極１２３に電圧が印加されると、電荷の分布は、励振電極１２２に電圧を印加した場合と同様に、引出電極１２３の中央部で最も密な状態となり、引出電極１２３の縁部で最も疎な状態となる。引出電極１２３の上下方向の厚みが引出電極１２３の縁部において引出電極１２３の外縁側に向かうにつれて薄くすることで、従来の引出電極１２３の上下方向の厚みが一定の場合と比較して引出電極１２３の縁部での電荷密度を疎の状態にすることができる。このため、それぞれの引出電極１２３において水晶片１２１の中心側に位置する引出電極１２３の縁部に蓄えられる電荷により、一対の引出電極１２３間で生じる電界強度を小さくすることが可能となる。この結果、一対の引出電極１２３間で生じる電界強度を小さくすることができるので、引出電極１２３の縁部に蓄積されている電荷により生じるスプリアス振動を低減させることが可能となる。従って、引出電極１２３の上下方向の厚みは、引出電極１２３の縁部において引出電極１２３の外縁側に向かうにつれて薄くなっていることが望ましい。 The extraction electrode 123 is provided so that one end is connected to the excitation electrode 122 and the other end is located at the end of the main surface of the crystal piece 121, and a voltage is applied to the excitation electrode 122 from the outside of the vibration element 120. Is to do. The extraction electrode 123 has a thickness in the vertical direction that becomes thinner at the edge of the extraction electrode 123 toward the outer edge of the extraction electrode 123. For this reason, it is possible to suppress spurious vibrations caused by the extraction electrode 123 when a voltage is applied. When a voltage is applied to the extraction electrode 123, the charge distribution becomes the most dense state at the center of the extraction electrode 123 and the most at the edge of the extraction electrode 123, as in the case of applying a voltage to the excitation electrode 122. It becomes a sparse state. By making the vertical thickness of the extraction electrode 123 thinner toward the outer edge side of the extraction electrode 123 at the edge of the extraction electrode 123, the extraction electrode 123 has a constant vertical thickness compared to the conventional case. The charge density at the edge of 123 can be made sparse. For this reason, the electric field strength generated between the pair of extraction electrodes 123 can be reduced by the electric charge stored in the edge portion of the extraction electrode 123 located on the center side of the crystal piece 121 in each extraction electrode 123. As a result, since the electric field strength generated between the pair of extraction electrodes 123 can be reduced, it is possible to reduce spurious vibrations caused by charges accumulated on the edge of the extraction electrode 123. Therefore, the thickness of the extraction electrode 123 in the vertical direction is desirably thinner at the edge of the extraction electrode 123 toward the outer edge of the extraction electrode 123.

また、ここで、振動素子１２０の動作について説明する。振動素子１２０は、外部から引出電極１２３に電圧が印加されると、引出電極１２３に接続されている励振電極１２２に電圧が印加される。これにより、励振電極１２２には、異なる電荷が蓄積されることとなり、逆圧電効果によって励振電極１２２に挟まれている水晶片１２１の一部に歪みが生じ、変形する。その結果、水晶片１２１は、変形前の姿に戻ろうとするため、圧電効果により励振電極１２２に最初に蓄積された電荷と反対の電荷が蓄積される。つまり、励振電極１２２に電圧が印加されると、振動素子１２０は、圧電効果および逆圧電効果により励振電極１２２に挟まれた水晶片１２１の一部が振動する。従って、振動素子１２０に交流電圧を印加すると、励振電極１２２に異なる電荷が交互に蓄積され変形することとなり、励振電極１２２に挟まれている水晶片１２１の一部を振動させることができる。 Here, the operation of the vibration element 120 will be described. When a voltage is applied to the extraction electrode 123 from the outside, the vibration element 120 applies a voltage to the excitation electrode 122 connected to the extraction electrode 123. As a result, different charges are accumulated in the excitation electrode 122, and a part of the crystal piece 121 sandwiched between the excitation electrodes 122 is distorted and deformed due to the inverse piezoelectric effect. As a result, the crystal piece 121 tries to return to the shape before deformation, and therefore, a charge opposite to the charge initially accumulated in the excitation electrode 122 is accumulated by the piezoelectric effect. That is, when a voltage is applied to the excitation electrode 122, the vibration element 120 vibrates a part of the crystal piece 121 sandwiched between the excitation electrodes 122 due to the piezoelectric effect and the inverse piezoelectric effect. Therefore, when an AC voltage is applied to the vibration element 120, different charges are alternately accumulated and deformed in the excitation electrode 122, and a part of the crystal piece 121 sandwiched between the excitation electrodes 122 can be vibrated.

導電性接着剤１３０は、振動素子１２０の引出電極１２３とパッケージ１１０の搭載パッド１１２とを電気的に接着、保持し、振動素子１２０をパッケージ１１０に実装するためのものである。導電性接着剤１３０は、引出電極１２３と搭載パッド１１２との間に設けられている。導電性接着剤１３０は、シリコーン系の樹脂バインダーの中に導電フィラーとしての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、ニッケルまたはニッケル鉄のいずれか、或いはこれら組み合わせたものを含むものが用いられる。また、バインダーとしては、例えば、シリコーン系の樹脂、エポキシ系の樹脂、ポリイミド系の樹脂、または、ビスマレイミドの樹脂が用いられる。 The conductive adhesive 130 is for electrically bonding and holding the extraction electrode 123 of the vibration element 120 and the mounting pad 112 of the package 110 and mounting the vibration element 120 on the package 110. The conductive adhesive 130 is provided between the extraction electrode 123 and the mounting pad 112. The conductive adhesive 130 contains conductive powder as a conductive filler in a silicone-based resin binder. Examples of the conductive powder include aluminum, molybdenum, tungsten, platinum, palladium, silver, and titanium. , Nickel, nickel iron, or a combination thereof may be used. As the binder, for example, a silicone-based resin, an epoxy-based resin, a polyimide-based resin, or a bismaleimide resin is used.

導電性接着剤１３０を用いて、引出電極１２３と搭載パッド１１２とを電気的に接着する方法について説明する。まず、導電性接着剤１３０が、例えば、ディスペンサによって、搭載パッド１１２上に塗布される。その後、振動素子１２０が導電性接着剤１３０上に搬送され、引出電極１２３と搭載パッド１１１とで導電性接着剤１３０を挟むように振動素子１２０が載置され、その状態で加熱硬化される。これにより、引出電極１２３と搭載パッド１１２とが電気的に接着される。 A method for electrically bonding the extraction electrode 123 and the mounting pad 112 using the conductive adhesive 130 will be described. First, the conductive adhesive 130 is applied onto the mounting pad 112 by, for example, a dispenser. Thereafter, the vibration element 120 is conveyed onto the conductive adhesive 130, the vibration element 120 is placed so that the conductive adhesive 130 is sandwiched between the extraction electrode 123 and the mounting pad 111, and is heated and cured in that state. Thereby, the extraction electrode 123 and the mounting pad 112 are electrically bonded.

蓋体１４０は、パッケージ１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１４と接合部材１５０により、パッケージ１１０の上面と接合されて、真空状態または窒素ガスが充填された凹部１１１内に、実装されている振動素子１２０を気密封止するためのものである。具体的には、蓋体１４０は、所定の雰囲気中で蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられている封止用導体パターン１１４の上面との間に接合部材１５０を設けて、熱を加え接合部材１５０を溶融させた後、固化させることで、蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１４とが溶融接合される。 The lid 140 is bonded to the upper surface of the package 110 by a sealing conductor pattern 114 and a bonding member 150 provided on the upper surface of the package 110, and is mounted in a recess 111 filled with a vacuum state or nitrogen gas. This is for hermetically sealing the vibrating element 120. Specifically, the lid 140 is provided with a bonding member 150 between the lower surface of the lid 140 and the upper surface of the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110 in a predetermined atmosphere. Then, the bonding member 150 is melted and then solidified, so that the lower surface of the lid 140 and the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110 are melt bonded.

接合部材１５０は、蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１４とを接合するためのものである。また、接合部材１５０は、蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１４の上面との間であって、封止用導体パターン１１４に相対する蓋体１４０の場所に設けられている。また、接合部材１５０は、例えば、銀ロウまたは金錫からなる。 The bonding member 150 is for bonding the lower surface of the lid 140 and the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110. Further, the bonding member 150 is located between the lower surface of the lid 140 and the upper surface of the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110, and the location of the lid 140 facing the sealing conductor pattern 114. Is provided. The joining member 150 is made of, for example, silver solder or gold tin.

次に、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法について説明する。本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法は、図３〜図１１に示したように、水晶ウエハ形成工程、水晶片形成工程、ウエハ貫通穴形成工程、水晶ウエハ固定工程、電極形成工程、実装工程、封止工程、から構成されている。 Next, a method for manufacturing a crystal device according to this embodiment will be described. As shown in FIGS. 3 to 11, the method for manufacturing a crystal device according to this embodiment includes a crystal wafer forming process, a crystal piece forming process, a wafer through-hole forming process, a crystal wafer fixing process, an electrode forming process, and a mounting process. And a sealing step.

水晶ウエハ形成工程は、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平板状の水晶ウエハを形成する工程である。水晶ウエハ形成工程では、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人工水晶体が用いられる。水晶ウエハ形成工程で形成される水晶ウエハ１６０の主面は、例えば、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所定の角度、例えば、約３７°回転させた面と平行となっている。また、水晶ウエハ形成工程で形成される水晶ウエハ１６０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断された後、両主面が研磨されて、その上下方向の厚みが所定の厚みとなっている。 The crystal wafer forming step is a step of forming a flat plate crystal wafer having crystal axes composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other. In the quartz wafer forming process, an artificial crystalline lens having crystal axes composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other is used. The main surface of the crystal wafer 160 formed in the crystal wafer forming process is, for example, a surface parallel to the X axis and the Z axis, and counterclockwise around the X axis as viewed in the negative direction of the X axis. Is parallel to a plane rotated by a predetermined angle, for example, about 37 °. Further, the quartz wafer 160 formed in the quartz wafer forming step is cut from the artificial crystalline lens at a predetermined cut angle, and then both main surfaces are polished so that the thickness in the vertical direction is a predetermined thickness.

ここで、水晶ウエハ１６０は、例えば、略矩形形状の平板状となっており、平面視したときの寸法が、所定の一辺の寸法が、１０．０〜１０１．６ｍｍであり、所定の一辺に接続している一辺の寸法が、１０．０〜１０１．６ｍｍとなっている。このとき、水晶ウエハ１６０の上下方向の厚みは、０．０２０〜０．０７０ｍｍとなっている。なお、水晶ウエハ１６０が略矩形形状の平板状となっている場合について説明しているが、円形形状または楕円形状の平板状となっていてもよく、平面視したときの大きさは、直径が１０．０〜１０１．６ｍｍとなっている。 Here, the crystal wafer 160 has, for example, a substantially rectangular flat plate shape. When viewed in plan, the dimension of a predetermined side is 10.0 to 101.6 mm. The dimension of the connected one side is 10.0 to 101.6 mm. At this time, the thickness of the quartz wafer 160 in the vertical direction is 0.020 to 0.070 mm. In addition, although the case where the quartz wafer 160 has a substantially rectangular flat plate shape has been described, the crystal wafer 160 may be a circular plate shape or an elliptical flat plate shape. It is 10.0 to 101.6 mm.

水晶片形成工程は、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、水晶ウエハの所定の位置に、矩形形状の平板に形成されつつ主面の所定の一辺側で固定されている水晶片となる部分を形成する工程である。水晶片形成工程では、まず、従来周知のフォトリソグラフィー技術を用いて、水晶ウエハ１６０の両主面の全面に金属膜を被着させ、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、現像する。その後、従来周知のエッチング技術を用いて、水晶ウエハ１６０を所定のエッチング溶液に浸漬させて、水晶片形成用貫通穴１６１を形成している。これにより、水晶ウエハ１６０には、複数の水晶片１２１となる部分が形成される。また、結晶軸の軸方向によってエッチングのされ方が異なることを利用することで、水晶片１２１となる部分の側面の一部にＺ軸と平行なｍ面１２１ａを容易に形成することができる。 The crystal piece forming step uses a photolithography technique and an etching technique to form a crystal piece that is formed on a rectangular flat plate at a predetermined position on a crystal wafer and fixed on a predetermined side of the main surface. It is a process of forming. In the crystal piece forming step, first, a metal film is deposited on the entire surfaces of both main surfaces of the crystal wafer 160 using a conventionally known photolithography technique, a photosensitive resist is applied on the metal film, and a predetermined pattern is formed. To expose and develop. Thereafter, the crystal wafer 160 is immersed in a predetermined etching solution using a conventionally known etching technique to form the crystal piece forming through-hole 161. As a result, a portion to be a plurality of crystal pieces 121 is formed on the crystal wafer 160. Further, by utilizing the fact that the etching method differs depending on the axial direction of the crystal axis, the m-plane 121a parallel to the Z-axis can be easily formed on a part of the side surface of the portion that becomes the crystal piece 121.

ウエハ貫通穴形成工程は、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、水晶ウエハ１６０の所定の位置に、水晶ウエハ１６０の上面から下面にかけて貫通しているウエハ貫通穴１６２を形成する工程である。なお、ここでは、ウエハ貫通穴形成工程を水晶片形成工程と別々に行っている場合について説明しているが、ウエハ貫通穴形成工程を水晶片形成工程と同時に行っても構わない。 The wafer through hole forming step is a step of forming a wafer through hole 162 penetrating from the upper surface to the lower surface of the crystal wafer 160 at a predetermined position of the crystal wafer 160 by using a photolithography technique and an etching technique. Although the case where the wafer through hole forming step is performed separately from the crystal piece forming step is described here, the wafer through hole forming step may be performed simultaneously with the crystal piece forming step.

ウエハ貫通穴１６２は、後述する電極形成工程において、金属膜形成用治具１７０のガイドピン１７３を挿入するためのものである。また、ウエハ貫通穴１６２は、例えば、二つ形成されており、水晶ウエハ１６０を平面視すると、水晶ウエハ１６０の外周が、二つのウエハ貫通穴１６２を結ぶ仮想線Ｌ１に対して線対称となっている。なお、ここで、仮想線Ｌ１は、ウエハ貫通穴１６２の開口部の中心、または、中心付近を通過している。 The wafer through-hole 162 is for inserting the guide pin 173 of the metal film forming jig 170 in the electrode forming process described later. In addition, for example, two wafer through holes 162 are formed, and when the crystal wafer 160 is viewed in plan, the outer periphery of the crystal wafer 160 is axisymmetric with respect to an imaginary line L1 connecting the two wafer through holes 162. ing. Here, the imaginary line L1 passes through the center of the opening of the wafer through hole 162 or near the center.

ウエハ貫通穴１６２は、水晶ウエハ１６０の主面を平面視して、その開口部が略矩形形状となっている。水晶ウエハ１６０は、結晶軸の軸方向によってエッチンのされ方が異なるため、その開口部を矩形形状とすることで、その開口部が円形形状の場合と比較して、エッチングの残渣を予想しやすく、ウエハ貫通穴１６２の内周面のエッチング後の形状を管理することが可能となる。また、水晶片形成工程と同時にウエハ貫通穴形成工程を行う場合、ウエハ貫通穴１６２に開口部が略矩形形状となっていると、水晶片１２１の主面が略矩形形状の平板状となっているので、水晶片１２１の側面の一部に形成されるｍ面１２１ａを確認することで、ウエハ貫通穴１６２の内周面に形成されるＺ軸と平行な面を確認することができる。そのため、ウエハ貫通穴１６２の開口部の形状が円形形状や三角形の場合と比較して、ウエハ貫通穴１６２の内周面に形成されるＺ軸と平行な面の管理が容易となる。 The wafer through-hole 162 has a substantially rectangular opening when the main surface of the crystal wafer 160 is viewed in plan. Since the crystal wafer 160 is etched differently depending on the axial direction of the crystal axis, by making the opening portion a rectangular shape, it is easier to predict the etching residue compared to the case where the opening portion is a circular shape. It becomes possible to manage the shape of the inner peripheral surface of the wafer through-hole 162 after etching. Further, when the wafer through-hole forming step is performed simultaneously with the crystal piece forming step, if the opening of the wafer through-hole 162 has a substantially rectangular shape, the main surface of the crystal piece 121 becomes a substantially rectangular flat plate shape. Therefore, by confirming the m-plane 121a formed on a part of the side surface of the crystal piece 121, a plane parallel to the Z-axis formed on the inner peripheral surface of the wafer through hole 162 can be confirmed. Therefore, compared to the case where the shape of the opening of the wafer through hole 162 is a circular shape or a triangle, the management of the surface parallel to the Z axis formed on the inner peripheral surface of the wafer through hole 162 is facilitated.

水晶ウエハ固定工程は、下板１７２と、上板１７４と、下板１７２と上板１７４との間に載置される一対のマスク１７１と、下板１７２に設けられているガイドピン１７３と、からなる金属膜形成用治具１７０の一対のマスク１７１の間に水晶ウエハ１６０を載置し、水晶ウエハ１６０のウエハ貫通穴１６２にガイドピン１７３を挿入することで、水晶ウエハ１６０を金属膜形成用治具１７０に固定する工程である。 The crystal wafer fixing step includes a lower plate 172, an upper plate 174, a pair of masks 171 placed between the lower plate 172 and the upper plate 174, guide pins 173 provided on the lower plate 172, The crystal wafer 160 is placed between a pair of masks 171 of a metal film forming jig 170 made of the above, and guide pins 173 are inserted into the wafer through holes 162 of the crystal wafer 160, whereby the crystal wafer 160 is formed into a metal film. This is a process of fixing to the jig 170.

金属膜形成用治具１７０は、一対のマスク１７１と、下板１７２と、ガイドピン１７３と、上板１７４とから構成されおり、下板１７２、一対のマスク１７１、上板１７４の順に重なる構成となっている。金属膜形成用治具１７０を金属膜形成用治具１７０に水晶ウエハ１６０を固定するとき、水晶ウエハ１６０は、一対のマスク１７１の間に載置される。 The metal film forming jig 170 includes a pair of masks 171, a lower plate 172, a guide pin 173, and an upper plate 174, and is configured such that the lower plate 172, the pair of masks 171, and the upper plate 174 overlap in this order. It has become. When the crystal wafer 160 is fixed to the metal film forming jig 170, the crystal wafer 160 is placed between the pair of masks 171.

金属膜形成用治具１７０は、図６（ｂ）に示すように、ガイドピン１７３によって、一対のマスク１７１と下板１７２と上板１７４とを重ねたときの位置合わせをすることができる構造となっている。具体的には、下板１７２に形成された下板貫通穴、一対のマスク１７１に形成されたマスク貫通穴、上板１７４に形成された上板貫通穴が、金属膜形成用治具１７０を平面視して、重なる位置に形成されており、これらの貫通穴にガイドピン１７３を挿入することで、位置合わせをすることができる構造となっている。金属形成用治具１７０をより詳細に説明すると、下記に示したような構成となっている。金属膜形成用治具１７０の下板１７２とガイドピン１７３は、下板１７０に形成されている下板貫通穴にガイドピン１７３が挿入され、下板１７２の上面側にガイドピン１７３が凸となった状態で、下板１７２とガイドピン１７３とが溶接等により接合された状態となっている。一対のマスク１７１にはガイドピン１７３と対応する位置にマスク貫通穴が形成されており、このマスク貫通穴を下板１７２に接合され設けられているガイドピン１７３に、挿入することで、下板１７２とマスク１７１との位置合わせを行っている。また、上板１７４にはガイドピン１７３と対応する位置に上板貫通穴が形成されており、この上板貫通穴を下板１７２に接合され設けられているガイドピン１７３に、挿入することで、下板１７２とマスク１７１との位置合わせを行っている。 As shown in FIG. 6B, the metal film forming jig 170 has a structure capable of aligning when the pair of masks 171, the lower plate 172, and the upper plate 174 are overlapped by the guide pins 173. It has become. Specifically, the lower plate through hole formed in the lower plate 172, the mask through hole formed in the pair of masks 171, and the upper plate through hole formed in the upper plate 174 serve as the metal film forming jig 170. They are formed at overlapping positions in plan view, and have a structure that allows alignment by inserting guide pins 173 into these through holes. The metal forming jig 170 will be described in more detail as follows. In the lower plate 172 and the guide pin 173 of the metal film forming jig 170, the guide pin 173 is inserted into the lower plate through hole formed in the lower plate 170, and the guide pin 173 is convex on the upper surface side of the lower plate 172. In this state, the lower plate 172 and the guide pin 173 are joined by welding or the like. A mask through-hole is formed in the pair of masks 171 at a position corresponding to the guide pin 173. By inserting the mask through-hole into a guide pin 173 that is joined to the lower plate 172, the lower plate 172 and the mask 171 are aligned. Further, the upper plate 174 has an upper plate through hole formed at a position corresponding to the guide pin 173. By inserting the upper plate through hole into the guide pin 173 that is joined to the lower plate 172, the upper plate through hole is inserted. The lower plate 172 and the mask 171 are aligned.

また、金属膜形成用治具１７０は、水晶ウエハ１６０を載置した状態で、具体的には、下板１７２、一方のマスク１７１、水晶ウエハ１６０、他方のマスク１７１、上板１７４の順で重ねた状態で保持することができる構成となっている。例えば、上板１７４と下板１７２にはねじ切りがされているネジ用の穴が設けられており、ネジにより下板１７２と上板１７４とが固定され、水晶ウエハ１６０を載置した状態で保持することができる構成となっている。なお、ここで、ネジを用いて保持している場合について説明しているが、下板１７２に磁石を設け、磁石を用いて上板１７４と下板１７２とを固定し水晶ウエハ１６０を載置した状態で保持してもよい。 Further, the metal film forming jig 170 is in a state where the crystal wafer 160 is placed, specifically, in the order of the lower plate 172, one mask 171, the crystal wafer 160, the other mask 171, and the upper plate 174. It has a configuration that can be held in a stacked state. For example, the upper plate 174 and the lower plate 172 are provided with screw holes that are threaded, and the lower plate 172 and the upper plate 174 are fixed by screws, and the crystal wafer 160 is held in a mounted state. It is the structure which can do. Here, the case of holding using screws is described. However, a magnet is provided on the lower plate 172, the upper plate 174 and the lower plate 172 are fixed using the magnet, and the crystal wafer 160 is mounted. You may hold in the state.

マスク１７１には、励振電極１２２および引出電極１２３と同じ形状となっているマスク被着用貫通部１７１ａが形成されている。マスク１７１は、例えば、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、主面がＸ軸およびＹ軸と平行となっている水晶板から構成されている。このため、マスク１７１と水晶ウエハ１６０との熱膨張率を、マスク１７１が金属からなる場合と比較して、近づけることができるため、後述する電極形成工程において蒸着またはスパッタを行い金属膜を被着させるときに、熱膨張率の違いによりマスク１７１と水晶ウエハ１６０との間に隙間が生じる量を低減させることが可能となる。このようなマスク１７１は、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって形成されており、主面をＸ軸およびＹ軸と平行となるようにすることで、マスク被着用貫通部１７１ａの内周面とマスク１７１の主面との角度をほぼ直角とするように形成することが可能となる。 In the mask 171, a mask wearing through portion 171 a having the same shape as the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 is formed. The mask 171 includes, for example, a crystal plate having crystal axes composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other, and a main surface being parallel to the X axis and the Y axis. For this reason, since the thermal expansion coefficient between the mask 171 and the quartz wafer 160 can be made closer as compared with the case where the mask 171 is made of metal, the metal film is deposited by vapor deposition or sputtering in the electrode forming process described later. In this case, it is possible to reduce the amount of gaps between the mask 171 and the quartz wafer 160 due to the difference in thermal expansion coefficient. Such a mask 171 is formed by a photolithography technique and an etching technique, and by making the main surface parallel to the X axis and the Y axis, the inner peripheral surface of the mask wearing through-hole 171a and the mask 171 are formed. It is possible to form such that the angle with the main surface of the is substantially a right angle.

下板１７２および上板１７４は、一対のマスク１７１が後述する電極形成工程において蒸着またはスパッタを行い、金属膜を被着させるときに生じる熱の影響により歪みが生じマスク１７１と水晶ウエハ１６０との間に隙間が生じるのを防ぐためのものであり、一対のマスク１７１を挟むように載置される。また、下板１７２および上板１７４は、上下方向の厚みがマスク１７１の上下方向の厚みと比較して厚くし変形しにくくなっている。このため、マスク１７１に熱による歪みが生じても下板１７２および上板１７４により抑えることができ、マスク１７１と水晶ウエハ１６０との間に隙間が生じる量を低減させることが可能となる。 The lower plate 172 and the upper plate 174 are distorted by the influence of heat generated when the pair of masks 171 are vapor-deposited or sputtered in an electrode forming process to be described later, and a metal film is deposited. This is to prevent a gap from being generated, and is placed so as to sandwich a pair of masks 171. Further, the lower plate 172 and the upper plate 174 have a thickness in the vertical direction that is thicker than the thickness in the vertical direction of the mask 171 and is difficult to deform. For this reason, even if distortion due to heat occurs in the mask 171, it can be suppressed by the lower plate 172 and the upper plate 174, and the amount of gap generated between the mask 171 and the crystal wafer 160 can be reduced.

ここで、例えば、マスク１７０の上下方向の厚みが０．１〜０．８ｍｍとなっており、下板１７２および上板１７４の上下方向の厚みが０．８〜２．０ｍｍとなっている。 Here, for example, the vertical thickness of the mask 170 is 0.1 to 0.8 mm, and the vertical thickness of the lower plate 172 and the upper plate 174 is 0.8 to 2.0 mm.

電極形成工程は、金属膜形成用治具１７０に固定された水晶ウエ１６０の水晶片１２１となる部分の所定の位置に金属膜を被着させ、励振電極１２２および引出電極１２３を形成する工程である。金属膜形成工程では、蒸着技術またはスパッタリング技術によって、水晶ウエハ１６０の水晶片１２１となる部分の所定の位置に金属膜が被着される。 The electrode forming step is a step of forming the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 by depositing a metal film on a predetermined position of a portion of the crystal wafer 160 fixed to the metal film forming jig 170 to be the crystal piece 121. is there. In the metal film forming step, the metal film is deposited at a predetermined position of the portion that becomes the crystal piece 121 of the crystal wafer 160 by vapor deposition technique or sputtering technique.

電極形成工程では、水晶ウエハ固定工程において、平面視して、下板１７２の下板貫通穴、一対のマスク１７１のマスク貫通穴、上板１７４の上板貫通穴、およびウエハ貫通穴１６２が、重なる位置に載置され、これらの貫通穴にガイドピン１７３が挿入された状態で、金属膜形成用治具１７０に固定された水晶ウエハ１６０に金属膜が被着される。従って、電極形成工程では、ガイドピン１７３により、金属膜形成用治具１７０と水晶ウエハ１６０を位置合わせした状態で、水晶ウエハ１６０の水晶片１２１となる部分に金属膜を被着させ励振電極１２２および引出電極１２３を形成することとなり、水晶ウエハ１６０と一対のマスク１７１との位置ずれに起因する励振電極１２２および引出電極１２３の位置ずれを低減させることができる。つまり、水晶片１２１となる部分が形成されている水晶ウエハ１６０の状態で、水晶片１２１の所定の位置に励振電極１２２および引出電極１２３をより正確に形成することが可能となり、励振電極１２３の位置ずれによる振動の漏れを低減させて、水晶デバイスのクリスタルインピーダンス値が大きくなることを抑えることが可能となる。 In the electrode forming step, in the crystal wafer fixing step, in plan view, the lower plate through hole of the lower plate 172, the mask through hole of the pair of masks 171, the upper plate through hole of the upper plate 174, and the wafer through hole 162 are The metal film is attached to the crystal wafer 160 fixed to the metal film forming jig 170 with the guide pins 173 inserted in these through holes. Therefore, in the electrode forming process, the metal film is deposited on the portion of the crystal wafer 160 that becomes the crystal piece 121 in a state where the metal film forming jig 170 and the crystal wafer 160 are aligned by the guide pins 173, and the excitation electrode 122. As a result, the displacement of the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 due to the displacement between the quartz wafer 160 and the pair of masks 171 can be reduced. In other words, the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 can be more accurately formed at predetermined positions of the crystal piece 121 in the state of the crystal wafer 160 on which the portion to be the crystal piece 121 is formed. It is possible to reduce the leakage of vibration due to the position shift and suppress the increase of the crystal impedance value of the crystal device.

また、電極形成工程では、水晶ウエハ固定工程において、水晶ウエハ１６０に二つ設けられているウエハ貫通穴１６２により、水晶ウエハ１６０と一対のマスク１７１との位置合わせされた水晶ウエハ１６０に金属膜を被着させている。水晶ウエハ１６０に設けられているウエハ貫通穴１６２を結ぶ仮想線Ｌ１に対して水晶ウエハ１６０の外周が線対称となっているので、電極形成工程において、金属膜を被着させ励振電極１２２および引出電極１２３を形成したときの水晶ウエハ１６０と一対のマスク１７１と位置ずれが、仮想線Ｌ１を基準にずれることとなる。従って、基準から水晶ウエハ１６０の外周までの距離を短くすることができるため、仮に一対のマスク１７１と水晶ウエハ１６０とで位置ずれが発生したとしても、電極形成工程後の水晶ウエハ１６０の面内での位置ずれの量をさらに低減させることが可能となる。 In the electrode forming process, in the crystal wafer fixing process, a metal film is formed on the crystal wafer 160 in which the crystal wafer 160 and the pair of masks 171 are aligned by the two wafer through holes 162 provided in the crystal wafer 160. It is attached. Since the outer periphery of the crystal wafer 160 is axisymmetric with respect to a virtual line L1 connecting the wafer through-holes 162 provided in the crystal wafer 160, the excitation electrode 122 and the extraction electrode 122 are formed by depositing a metal film in the electrode forming process. The positional deviation between the crystal wafer 160 and the pair of masks 171 when the electrode 123 is formed is shifted with respect to the virtual line L1. Accordingly, since the distance from the reference to the outer periphery of the crystal wafer 160 can be shortened, even if a positional deviation occurs between the pair of masks 171 and the crystal wafer 160, the in-plane of the crystal wafer 160 after the electrode formation process is performed. It is possible to further reduce the amount of misalignment.

個片化工程は、水晶ウエハ１６０に形成された水晶片１２１の主面の所定の一辺側を折り取り、または、切断し、水晶片１２１を個片化する工程である。個片化工程前の水晶ウエハ１６０は、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１となる部分が、水晶片１２１となる部分の所定の一辺側で固定されている。個片化工程では、水晶片１２１となる部分ごとに個片化され、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１が形成される。 The singulation process is a process in which a predetermined one side of the main surface of the crystal piece 121 formed on the crystal wafer 160 is folded or cut to separate the crystal piece 121 into pieces. In the crystal wafer 160 before the singulation process, a portion that becomes the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed is fixed on a predetermined one side of the portion that becomes the crystal piece 121. In the singulation step, the crystal piece 121 is formed for each portion to be the crystal piece 121, and the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed.

実装工程は、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１をパッケージ１１０に実装する工程である。実装工程では、まず、導電性接着剤１３０が、例えば、ディスペンサ等によって、搭載パッド１１２上に塗布される。その後、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１が導電性接着剤１３０上に搬送され、引出電極１２３と搭載パッド１１２とで導電性接着剤１３０を挟むように載置され、その状態で加熱硬化される。これにより、引出電極１２３と搭載パッド１１２とが電気的に接着され、励振電極１２２および引出電極１２３が形成されている水晶片１２１がパッケージ１１０に実装される。 The mounting process is a process of mounting the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed on the package 110. In the mounting process, first, the conductive adhesive 130 is applied onto the mounting pad 112 by, for example, a dispenser. Thereafter, the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed is conveyed onto the conductive adhesive 130 and placed so that the conductive adhesive 130 is sandwiched between the extraction electrode 123 and the mounting pad 112. It is heat-cured in that state. Thereby, the extraction electrode 123 and the mounting pad 112 are electrically bonded, and the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed is mounted on the package 110.

封止工程は、パッケージ１１０と蓋体１４０とを接合し、励振電極１２２および引出電極１２３が形成された水晶片１２１を気密封止する工程である。封止工程では、例えば、真空雰囲気または窒素雰囲気中で、蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられている封止用導体パターン１１４の上面との間に接合部材１５０を設けて、熱を加え接合部材１５０を溶融させた後、固化させる。従って、封止工程では、蓋体１４０の下面とパッケージ１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１４とが接合部材１５０により、溶融接合されている。 The sealing step is a step of hermetically sealing the crystal piece 121 on which the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed by bonding the package 110 and the lid 140. In the sealing step, for example, a bonding member 150 is provided between the lower surface of the lid 140 and the upper surface of the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110 in a vacuum atmosphere or a nitrogen atmosphere, And the joining member 150 is melted and then solidified. Therefore, in the sealing step, the lower surface of the lid 140 and the sealing conductor pattern 114 provided on the upper surface of the package 110 are melt-bonded by the bonding member 150.

本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法は、平面視して、下板１７２の下板貫通穴、一対のマスク１７１のマスク貫通穴、上板１７４の上板貫通穴、およびウエハ貫通穴１６２が、重なる位置に載置され、これらの貫通穴にガイドピン１７３が挿入された状態で、金属膜形成用治具１７０に水晶ウエハ１６０が固定される。従って、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、ガイドピン１７３により、水晶ウエハ１６０を金属膜形成用治具１７０に載置したとき、下板１７２、一対のマスク１７１、上板１７４および水晶ウエハ１６０の位置合わせを容易にすることができる。このため、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、ガイドピン１７３により水晶ウエハ１６０と一対のマスク１７１との位置合わせを行った状態で、金属膜を被着させ励振電極１２２および引出電極１２３を形成しているので、水晶ウエハ１６０が一対のマスク１７１に対して位置ずれ起こすことによる励振電極１２２および引出電極１２３のずれを低減させることができる。この結果、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、水晶片１２１となる部分が形成されている水晶ウエハ１６０の状態で、水晶片１２１の所定の位置に励振電極１２２および引出電極１２３を形成することが可能となり、励振電極１２３の位置ずれによる振動の漏れを低減させて、水晶デバイスのクリスタルインピーダンス値が大きくなることを抑え、生産性を向上させることが可能となる。 In the crystal device manufacturing method according to this embodiment, the lower plate through hole of the lower plate 172, the mask through hole of the pair of masks 171, the upper plate through hole of the upper plate 174, and the wafer through hole 162 are planarly viewed. The crystal wafer 160 is fixed to the metal film forming jig 170 with the guide pins 173 inserted in these through holes. Therefore, in the crystal device manufacturing method according to this embodiment, when the crystal wafer 160 is placed on the metal film forming jig 170 by the guide pins 173, the lower plate 172, the pair of masks 171, the upper plate 174, and the crystal The alignment of the wafer 160 can be facilitated. For this reason, in the manufacturing method of the crystal device according to the present embodiment, the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are deposited by depositing a metal film in a state where the crystal wafer 160 and the pair of masks 171 are aligned by the guide pins 173. Therefore, the displacement of the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 due to the displacement of the quartz wafer 160 relative to the pair of masks 171 can be reduced. As a result, in the crystal device manufacturing method according to the present embodiment, the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed at predetermined positions of the crystal piece 121 in a state of the crystal wafer 160 on which the portion to be the crystal piece 121 is formed. Thus, it is possible to reduce the leakage of vibration due to the displacement of the excitation electrode 123, suppress the increase in the crystal impedance value of the crystal device, and improve the productivity.

また、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法は、ウエハ貫通穴形成工程において形成されるウエハ貫通穴１６２の開口部が、水晶ウエハ１６０の主面を平面視したとき略矩形形状となっている。従って、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、開口部が円形形状の場合と比較して、エッチングの残渣を予想しやすく、ウエハ貫通穴１６２の内周面のエッチング後の形状を管理することが可能となる。このため、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、水晶ウエハ固定工程において、ガイドピン１７３をウエハ貫通穴１６２に挿入したときに、水晶ウエハ１６０と一対のマスク１７１との位置合わせを精度よく行うことが可能となり、電極形成工程において金属膜を被着させ励振電極１２２および引出電極１２３を形成したときの励振電極１２２および引出電極１２３の位置ずれによるクリスタルインピーダンス値が大きくなることを抑えることができる。この結果、この結果、所定の位置からの位置ずれに起因した性能ばらつきを抑え、生産性を向上させることが可能となる。 Further, in the crystal device manufacturing method according to the present embodiment, the opening of the wafer through hole 162 formed in the wafer through hole forming step has a substantially rectangular shape when the main surface of the crystal wafer 160 is viewed in plan. . Therefore, in the manufacturing method of the crystal device according to the present embodiment, it is easier to predict the etching residue than in the case where the opening is circular, and the shape of the inner peripheral surface of the wafer through hole 162 after etching is managed. It becomes possible. Therefore, in the crystal device manufacturing method according to the present embodiment, when the guide pins 173 are inserted into the wafer through holes 162 in the crystal wafer fixing step, the crystal wafer 160 and the pair of masks 171 are accurately aligned. It is possible to suppress the increase in the crystal impedance value due to the displacement of the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 when the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed by depositing the metal film in the electrode formation process. it can. As a result, as a result, it is possible to suppress the performance variation due to the displacement from the predetermined position and improve the productivity.

また、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法は、ウエハ貫通穴形成工程において形成されるウエハ貫通穴１６２の開口部が、水晶片１２１となる部分の主面と同じ、略矩形形状となっている。従って、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、水晶片１２１の側面の一部に形成されるｍ面１２１ａを確認することで、ウエハ貫通穴１６２の内周面に形成されるＺ軸と平行な面を確認することができるため、ウエハ貫通穴１６２の開口部の形状が円形形状や三角形の場合と比較して、ウエハ貫通穴１６２の内周面に形成されるＺ軸と平行な面の管理が容易となる。このため、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、水晶ウエハ固定工程において、ガイドピン１７３をウエハ貫通穴１６２に挿入したときに、水晶ウエハ１６０と一対のマスク１７１との位置合わせを精度よく行うことが可能となり、電極形成工程において金属膜を被着させ励振電極１２２および引出電極１２３を形成したときの励振電極１２２および引出電極１２３の位置ずれによるクリスタルインピーダンス値が大きくなることを抑えることができる。この結果、この結果、所定の位置からの位置ずれに起因した性能ばらつきを抑え、生産性を向上させることが可能となる。 Further, in the method for manufacturing a crystal device according to the present embodiment, the opening of the wafer through hole 162 formed in the wafer through hole forming step has a substantially rectangular shape that is the same as the main surface of the portion that becomes the crystal piece 121. Yes. Therefore, in the method for manufacturing a crystal device according to the present embodiment, the Z-axis formed on the inner peripheral surface of the wafer through-hole 162 is confirmed by checking the m-plane 121a formed on a part of the side surface of the crystal piece 121. Since a parallel surface can be confirmed, a surface parallel to the Z axis formed on the inner peripheral surface of the wafer through hole 162 is compared with the case where the shape of the opening of the wafer through hole 162 is a circular shape or a triangle. Management becomes easier. Therefore, in the crystal device manufacturing method according to the present embodiment, when the guide pins 173 are inserted into the wafer through holes 162 in the crystal wafer fixing step, the crystal wafer 160 and the pair of masks 171 are accurately aligned. It is possible to suppress the increase in the crystal impedance value due to the displacement of the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 when the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed by depositing the metal film in the electrode formation process. it can. As a result, as a result, it is possible to suppress the performance variation due to the displacement from the predetermined position and improve the productivity.

また、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、水晶ウエハ１６０に二つのウエハ貫通穴１６２が形成されており、このウエハ貫通穴１６２を結ぶ仮想線Ｌ１に対し水晶ウエハ１６０の外周が線対称となっている。従って、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、この二つのウエハ貫通穴１６２により位置合わせをされることなり、二つのウエハ貫通穴１６２を結ぶ仮想線Ｌ１からの距離が長くなるにつれて位置ずれが大きくなっていくこととなる。このため、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、水晶ウエハ１６０の外周に対し仮想線Ｌ１に対して線対称となるようにウエハ貫通穴１６２を形成することで、水晶ウエハ１６０内での位置ずれの量（幅）をさらに低減させることが可能となる。この結果、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、電極形成工程において金属膜を被着させ励振電極１２２および引出電極１２３を形成したときの励振電極１２２および引出電極１２３の位置ずれによるクリスタルインピーダンス値が大きくなることを抑えることができる。この結果、この結果、所定の位置からの位置ずれに起因した性能ばらつきを抑え、生産性を向上させることが可能となる。 Further, in the method for manufacturing a crystal device according to the present embodiment, two wafer through holes 162 are formed in the crystal wafer 160, and the outer periphery of the crystal wafer 160 is symmetrical with respect to a virtual line L1 connecting the wafer through holes 162. It has become. Therefore, in the manufacturing method of the quartz crystal device according to the present embodiment, the alignment is performed by the two wafer through holes 162, and the position shifts as the distance from the virtual line L1 connecting the two wafer through holes 162 becomes longer. Will grow. For this reason, in the manufacturing method of the crystal device according to the present embodiment, the wafer through-hole 162 is formed so as to be line-symmetric with respect to the virtual line L1 with respect to the outer periphery of the crystal wafer 160. The amount of misalignment (width) can be further reduced. As a result, in the crystal device manufacturing method according to the present embodiment, the crystal impedance due to the displacement of the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 when the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 are formed by depositing the metal film in the electrode formation step. It can suppress that a value becomes large. As a result, as a result, it is possible to suppress the performance variation due to the displacement from the predetermined position and improve the productivity.

また、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、マスク１７１が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、主面がＸ軸およびＹ軸と平行となっている水晶板から構成されている。従って、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、蒸着時またはスパッタ時に、マスク１７１と水晶ウエハ１６０との熱膨張率を、マスク１７１が金属からなる場合と比較して、近づけることができるため、熱膨張率の違いによりマスク１７１と水晶ウエハ１６０との間に隙間が生じる量を低減させることが可能となる。この結果、本実施形態に係る水晶デバイスの製造方法では、クリスタルインピーダンス値が大きくなることを抑えることができる。この結果、この結果、所定の位置からの位置ずれに起因した性能ばらつきを抑え、生産性を向上させることが可能となる。 Further, in the method for manufacturing a quartz crystal device according to the present embodiment, the mask 171 has a crystal axis composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other, and the principal surface is parallel to the X axis and the Y axis. It is made up of a crystal plate. Therefore, in the method for manufacturing a crystal device according to the present embodiment, the thermal expansion coefficient between the mask 171 and the crystal wafer 160 can be made closer during vapor deposition or sputtering than when the mask 171 is made of metal. It is possible to reduce the amount of gaps between the mask 171 and the crystal wafer 160 due to the difference in thermal expansion coefficient. As a result, the crystal device manufacturing method according to the present embodiment can suppress an increase in the crystal impedance value. As a result, as a result, it is possible to suppress the performance variation due to the displacement from the predetermined position and improve the productivity.

（変形例）
以下、本実施形態の変形例に係る水晶デバイスの製造方法について説明する。なお、本実施形態の変形例における水晶デバイスの製造方法のうち上述した水晶デバイスの製造方法と同様の部分について、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の変形例に係る水晶デバイスの製造方法は、図１１に示すように、ウエハ貫通穴形成工程において、ウエハ貫通穴２６２が三つ形成されている点で本実施形態と異なる。 (Modification)
Hereinafter, a method for manufacturing a crystal device according to a modification of the present embodiment will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to the manufacturing method of the crystal device mentioned above among the manufacturing methods of the crystal device in the modification of this embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably. As shown in FIG. 11, the method for manufacturing a quartz crystal device according to the modification of the present embodiment is different from the present embodiment in that three wafer through holes 262 are formed in the wafer through hole forming step.

ウエハ貫通穴形成工程では、ウエハ貫通穴２６２が三つ以上形成されており、例えば、三つ形成されている。このとき、ウエハ貫通穴１６２は、水晶ウエハ２６０の外縁部に沿って設けられている。ウエハ貫通穴２６２を水晶ウエハ２６０の外縁部に沿って、三つ形成することにより、水晶ウエハ２６０と一対のマスクとの位置合わせを三点で行うこととなるため、より精度よく位置合わせをすることが可能となる。 In the wafer through hole forming step, three or more wafer through holes 262 are formed, for example, three are formed. At this time, the wafer through hole 162 is provided along the outer edge of the crystal wafer 260. By forming three wafer through-holes 262 along the outer edge of the crystal wafer 260, the crystal wafer 260 and the pair of masks are aligned at three points. It becomes possible.

本実施形態の変形例における水晶デバイスの製造方法では、ウエハ貫通穴２６２を水晶ウエハ２６０の外縁に沿って三つ以上設けることにより、水晶ウエハ２６０とマスクと、より精度よく位置合わせすることが可能となる。従って、本実施形態の変形例における水晶デバイスの製造方法では、励振電極１２２および引出電極１２３の位置ずれによるクリスタルインピーダンス値が大きくなることを抑え、生産性を向上させることが可能となる。 In the crystal device manufacturing method according to the modification of the present embodiment, by providing three or more wafer through holes 262 along the outer edge of the crystal wafer 260, it is possible to align the crystal wafer 260 and the mask more accurately. It becomes. Therefore, in the quartz device manufacturing method according to the modification of the present embodiment, it is possible to suppress an increase in the crystal impedance value due to the displacement of the excitation electrode 122 and the extraction electrode 123 and to improve productivity.

１１０・・・パッケージ
１１１・・・凹部
１１２・・・搭載パッド
１１３・・・外部端子
１１４・・・封止用導体パターン
１２０・・・振動素子
１２１・・・水晶片
１２２・・・励振電極
１２３・・・引出電極
１３０・・・導電性接着剤
１４０・・・蓋体
１５０・・・接合部材
１６０、２６０・・・水晶ウエハ
１６１、２６１・・・水晶片形成用貫通穴
１６２，２６２・・・ウエハ貫通穴
１７０・・・金属膜形成用治具
１７１・・・マスク
１７１ａ・・・マスク被着用貫通部
１７２・・・下板
１７３・・・ガイドピン
１７４・・・上板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Package 111 ... Concave 112 ... Mounting pad 113 ... External terminal 114 ... Sealing conductor pattern 120 ... Vibrating element 121 ... Crystal piece 122 ... Excitation electrode 123 ... Extraction electrode 130 ... Conductive adhesive 140 ... Cover body 150 ... Joint member 160, 260 ... Quartz wafer 161,261 ... Through hole 162,262 for crystal piece formation Wafer through hole 170... Metal film forming jig 171... Mask 171 a... Mask wearing through portion 172 .. Lower plate 173... Guide pin 174.

Claims

A crystal wafer forming step of forming a flat plate crystal wafer having crystal axes composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis perpendicular to each other;
A crystal piece that forms a crystal piece that is fixed to a predetermined side of the main surface while being formed in a substantially rectangular flat plate shape at a predetermined position of the crystal wafer by using a photolithography technique and an etching technique. Forming process;
Wafer through hole forming step of forming a wafer through hole penetrating from the upper surface to the lower surface of the crystal wafer at a predetermined position of the crystal wafer using photolithography technology and etching technology;
The pair of metal film forming jigs comprising a lower plate, an upper plate, a pair of masks placed between the lower plate and the upper plate, and guide pins provided on the lower plate. A crystal wafer fixing step of fixing the crystal wafer to the metal film forming jig by placing the crystal wafer between the masks and inserting the guide pins into the wafer through holes of the crystal wafer; ,
An electrode forming step of depositing a metal film at a predetermined position of a portion to be the crystal piece of the crystal wafer fixed to the metal film forming jig, and forming an excitation electrode and an extraction electrode;
Folding or cutting a predetermined one side of the main surface of the portion that becomes the crystal piece formed on the crystal wafer, and singulation step of dividing the crystal piece into pieces,
A mounting step of mounting the crystal piece on which the excitation electrode and the extraction electrode are formed in a package;
A sealing step of hermetically sealing the crystal piece on which the excitation electrode and the extraction electrode are formed by bonding the package and the lid;
A method for manufacturing a crystal device, comprising:

It is a manufacturing method of the crystal device according to claim 1,
In the crystal piece forming step, an m-plane is formed on a part of a side surface of the crystal piece,
In the wafer through hole forming step, the opening of the wafer through hole has a rectangular shape.

A method for manufacturing a quartz crystal device according to claim 1 or 2,
In the wafer through hole forming step,
Two wafer through holes are formed,
A method for manufacturing a crystal device, wherein the crystal wafer is viewed in plan, and the outer periphery of the crystal wafer is axisymmetric with respect to a virtual line connecting the through holes.

A method for manufacturing a quartz crystal device according to claim 1 or 2,
In the wafer through hole forming step,
3. A method of manufacturing a quartz crystal device, wherein three or more wafer through holes are formed.

A method for manufacturing a crystal device according to claim 1, wherein:
In the crystal wafer fixing step,
The pair of masks of the metal film forming jig is formed of a crystal plate having crystal axes composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other, and a main surface of the crystal plate is the A method of manufacturing a quartz crystal device, wherein the crystal device is parallel to the X axis and the Y axis.