JP2016039516A - 圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、外部からの電磁波の影響を防ぐと共に、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）値の上昇が防がれた圧電デバイスを提供する。
【解決手段】圧電デバイス２００は、圧電振動片１２０と、ベース１４０と、リッド２１０と、を有する。圧電振動片は、励振電極１２８が形成される振動部１２４、及び励振電極から引出電極１３０が引き出される枠部１２２を備える。ベースは、一方の主面に枠部が接合され、他方の主面の一隅にアース電極１４１が形成される。リッドにはキャビティ１０１に面する領域を覆うように金属膜２１２が形成される。枠部に形成される第１キャスタレーション１５０ａとベースの一隅に当たる領域に形成される第２キャスタレーション１５０ｂとは高さ方向に重なり、アース電極と引出電極とは高さ方向に重ならず、金属膜が第１キャスタレーション及び第２キャスタレーションを介してアース電極に接続される。
【選択図】図１０

Description

本発明は、枠部が形成された圧電振動片を有する圧電デバイスに関する。

所定の周波数で振動する振動部及び該振動部を囲む枠部を有する圧電振動片と、該圧電振動片を両面から挟むベース及びリッドと、から成る圧電デバイスが知られている。圧電振動片には、振動部に励振電極が形成され、励振電極からは枠部に引出電極が引き出される。このような圧電デバイスでは、励振電極等が圧電デバイスの外部からの電磁波等の影響を受けることによりノイズが発生し、周波数が安定し難い場合があった。

これに対して、例えば、特許文献１では、振動部に形成される励振電極が外部からの電磁波の影響を受けないようにリッドにシールド膜を形成し、さらに圧電デバイスの側面にシールド膜に電気的に接続されるシールド用外部電極を形成する旨が示されている。

特開平９−２８９４３３号公報

しかし、近年、圧電デバイスの小型化の要求に応える等のために、複数の圧電デバイスをウエハ上に形成し、ウエハを切断することにより個々の圧電デバイスを形成する場合がある。この様な製造方法では圧電デバイスの側面にそのまま電極を形成することができないため、特許文献１に記載の圧電デバイスはこのような製造方法により形成することができない。

また、ウエハ上に複数の圧電デバイスを形成する製造方法を用いる場合において圧電デバイスの側面に電極を形成する場合には、ウエハ上に圧電デバイスが形成された状態で圧電デバイスの側面にキャスタレーションを形成し、キャスタレーションに電極を形成する。しかし、圧電振動片の枠部にキャスタレーションを形成する場合には、キャスタレーションが引出電極の配線を妨げ、引出電極の電気抵抗値が高くなってクリスタルインピーダンス（ＣＩ）値を上げてしまう場合があった。また、ウエハ上に圧電デバイスを形成する場合には、隣接する圧電デバイスに影響を及ぼさないように形成する必要がある。

本発明は、外部からの電磁波の影響を防ぐと共に、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）値の上昇が防がれた圧電デバイスを提供することを目的とする。

第１観点の圧電デバイスは、圧電振動片と、ベースと、リッドと、を有する。圧電振動片は、所定の周波数で振動する振動部と、振動部から離れて振動部を囲む枠部と、振動部と枠部とを連結する連結部と、を備え、振動部の両主面には励振電極が形成され、各励振電極からは連結部を介して枠部にそれぞれ引出電極が引き出され、枠部の外周には外周から内側に凹んだ第１キャスタレーションが形成されている。ベースは、長辺及び短辺を含む矩形形状に形成され、一方の主面に枠部が接合され、他方の主面の一隅にアース電極が形成されている。リッドは、枠部に接合されベースと共にキャビティを形成することにより振動部をキャビティに密封する。また、ベースの一隅に当たる領域にはベースの外周から凹むように第２キャスタレーションが形成され、リッドにはキャビティに面する領域を覆うように金属膜が形成され、第１キャスタレーションと第２キャスタレーションとは高さ方向に重なり、アース電極と引出電極とは高さ方向に重ならず、金属膜が第１キャスタレーション及び第２キャスタレーションを介してアース電極に接続される。

第２観点の圧電デバイスは、圧電振動片と、ベースと、リッドと、を有する。圧電振動片は、所定の周波数で振動する振動部と、振動部から離れて振動部を囲む枠部と、振動部と枠部とを連結する連結部と、を備え、振動部の両主面には励振電極が形成され、各励振電極からは連結部を介して枠部にそれぞれ引出電極が引き出され、枠部の外周には外周から内側に凹んだ第１キャスタレーションが形成されている。ベースは、長辺及び短辺を含む矩形形状に形成され、一方の主面に枠部が接合され、他方の主面の一隅にアース電極が形成されている。リッドは、枠部に接合されベースと共にキャビティを形成することにより振動部をキャビティに密封する。ベースの一隅に当たる領域には、ベースの外周から凹むように第２キャスタレーションが形成され、リッドには、リッドの外周から凹む第３キャスタレーション、及びキャビティに面する面とは反対側の面を覆うように金属膜が形成され、第１キャスタレーション、第２キャスタレーション、及び第３キャスタレーションは高さ方向に重なり、アース電極と引出電極とは高さ方向に重ならず、金属膜が、第１キャスタレーション、第２キャスタレーション、及び第３キャスタレーションを介してアース電極に接続される。

第３観点の圧電デバイスは、第１観点及び第２観点において、第１キャスタレーションが、ベースの角部に形成される。

第４観点の圧電デバイスは、第１観点及び第２観点において、第１キャスタレーションが、ベースの短辺に沿って形成される。

第５観点の圧電デバイスは、第１観点及び第２観点において、第１キャスタレーションが、ベースの長辺の一部に形成される。

第６観点の圧電デバイスは、第１観点及び第２観点において、金属膜とアース電極との接続が、アース電極と同じ材料から成る側面電極により行ってある。

第７観点の圧電デバイスは、第１観点及び第２観点において、金属膜とアース電極との接続が、金属膜と同じ材料から成る側面電極により行ってある。

第８観点の圧電デバイスは、第１観点及び第２観点において、金属膜とアース電極との接続が金属膜と同じ材料から成る側面電極により行ってあり、側面電極がアース電極との電気的接続が確保できる必要最小限の面積でアース電極と接続してあると共にアース電極表面を露出して接続してあり、金属膜および側面電極の材料がクロム、タングステン又はモリブデンである。

本発明の圧電デバイスによれば、外部からの電磁波の影響を防ぐと共に、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）値の上昇を防ぐことができる。

圧電デバイス１００の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、図２の点線１８０の拡大図である。 （ｂ）は、図２の点線１８１の拡大図である。 （ｃ）は、変形例の説明図であり、図３（ｂ）と同様な位置での図である。 （ａ）は、圧電振動片１２０の上面図である。 （ｂ）は、圧電振動片１２０の下面図である。 （ａ）は、ベース１４０の底面図である。 （ｂ）は、リッド１１０の上面図である。 圧電デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。 （ａ）は、圧電ウエハＷ１２０の下面図である。 （ｂ）は、図７（ａ）の点線１８２の拡大図である。 （ａ）は、ベースウエハＷ１４０の平面図である。 （ｂ）は、リッドウエハＷ１１０の平面図である。 圧電デバイス２００の分解斜視図である。 （ａ）は、図９のＢ−Ｂ断面図である。 （ｂ）は、変形例の説明図であり、図１０（ａ）と同様な位置での図である。 （ａ）は、圧電デバイス３００の分解斜視図である。 （ｂ）は、圧電デバイス４００の分解斜視図である。 （ａ）は、圧電デバイス５００の分解斜視図である。 （ｂ）は、圧電デバイス６００の分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

（第１実施形態）
＜圧電デバイス１００の構成＞
図１は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。圧電デバイス１００は、ベース１４０と、圧電振動片１２０と、リッド１１０とが積層された構成になっている。圧電振動片１２０には、例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットの水晶振動片は、主面（ＸＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＸ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明では、ＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス１００において、圧電デバイス１００の長手方向をＸ軸方向、圧電デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ軸方向及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。

圧電振動片１２０は、所定の周波数で振動する矩形形状の振動部１２４を有し、振動部１２４の外側には振動部１２４と離間して振動部１２４を囲む枠部１２２が設けられている。振動部１２４と枠部１２２とは、振動部１２４の−Ｘ軸側から−Ｘ軸方向に伸びて枠部１２２に到達する連結部１２６によって、互いに連結される。また、枠部１２２の外周側の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角には、枠部１２２の外周から内側に凹むように第１キャスタレーション１５０ａが形成されている。第１キャスタレーション１５０ａの側面には、第１側面電極１５２ａが形成されている。

振動部１２４の両主面である＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面には、図１に示されるように、それぞれ励振電極１２８が形成される。また、各励振電極１２８からは、連結部１２６を介して枠部１２２に引出電極１３０が引き出されている。引出電極１３０は、＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１２８から引き出される引出電極１３０ａと、−Ｙ’軸側の面に形成れている励振電極１２８から引き出される引出電極１３０ｂと、を含んでいる。

ベース１４０は平板状に形成され、枠部１２２の−Ｙ’軸側の面に接合される。ベース１４０は、ガラス又は水晶等を基材として形成され、振動部１２４に対向するように配置される。また、ベース１４０の−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角にはベース１４０の角が切り取られるように形成される切欠き部１４８ａが形成され、＋Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角には切欠き部１４８ｂが形成されている。また、ベース１４０の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角には、ベース１４０の外周から内側に凹むように第２キャスタレーション１５０ｂが形成されている。第２キャスタレーション１５０ｂの側面には、第２側面電極１５２ｂが形成されている。ベース１４０には様々な電極が形成されるが、図１では第２側面電極１５２ｂのみが示されている。

リッド１１０は平板状に形成され、枠部１２２の＋Ｙ’軸側の面に接合される。リッド１１０は、ガラス又は水晶等で形成され、振動部１２４に対向するように配置される。また、リッド１１０の＋Ｙ’軸側の面の全面には金属膜１１２が形成されている。リッド１１０の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角にはリッド１１０の外周から内側に凹むように第３キャスタレーション１５０ｃが形成され、第３キャスタレーション１５０ｃの側面には第３側面電極１５２ｃが形成される。

図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。また、図２は、後述の図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、及び図５（ｂ）のＡ−Ａ断面を含んでいる。リッド１１０と枠部１２２とは、ポリイミド等の樹脂接着剤又は低融点ガラス等の非導電性の接合材１６０で接合される。また、ベース１４０と枠部１２２とに関しても接合材１６０で接合される。こうして振動部１２４は、リッド１１０、枠部１２２、及びベース１４０で囲まれたキャビティ１０１に密閉封入される。振動部１２４は、圧電デバイス１００の周波数を調整するため及び振動部１２４がリッド１１０及びベース１４０に接触しないように、枠部１２２よりも薄く形成されている。

ベース１４０の−Ｙ’軸側の面には、プリント基板等に実装されるための接続端子１４５が形成されている。接続端子１４５は、アース電極１４１及び実装電極１４２等により構成されている。アース電極１４１は接地される電極であり、実装電極１４２はプリント基板等の電極に接続されることにより、圧電デバイス１００を回路として動作させるための電極である。また、切欠き部１４８ａ及び切欠き部１４８ｂの側面にはそれぞれ切欠き部電極１４４が形成される。各切欠き部電極１４４は、引出電極１３０及び実装電極１４２に電気的に接続される。これにより、実装電極１４２は、切欠き部電極１４４及び引出電極１３０を介して励振電極１２８に電気的に接続される。また、第１キャスタレーション１５０ａに形成される第１側面電極１５２ａ、第２キャスタレーション１５０ｂに形成される第２側面電極１５２ｂ、及び第３キャスタレーション１５０ｃに形成される第３側面電極１５２ｃは互いに電気的に接続されている。これにより、アース電極１４１は第１側面電極１５２ａ、第２側面電極１５２ｂ、及び第３側面電極１５２ｃを介してリッド１１０の＋Ｙ’軸側の面に形成されている金属膜１１２に電気的に接続される。

圧電デバイス１００では、図２に示されるように接地される金属膜１１２が＋Ｙ’軸側からキャビティ１０１を覆うように形成されることにより、励振電極１２８に対する＋Ｙ’軸側からの電磁波が防がれ、ノイズの発生が防がれて安定した周波数出力を得ることができる。金属膜１１２は、励振電極１２８に＋Ｙ’軸方向に重なる領域のみ又はキャビティ１０１に＋Ｙ’軸方向に重なる領域のみに形成されていても良い。圧電デバイス１００では、金属膜１１２がリッド１１０の＋Ｙ’軸側の面の全面に形成されることにより引出電極１３０をも＋Ｙ’軸側からの電磁波から防ぐことができる点で好ましい。

図３（ａ）は、図２の点線１８０の拡大図である。圧電振動片１２０に形成される引出電極１３０は、例えば、最下層に形成されるクロム（Ｃｒ）層、クロム（Ｃｒ）層の表面に形成されるニッケルタングステン（ＮｉＷ）層、及びニッケルタングステン（ＮｉＷ）層の表面に形成される金（Ａｕ）層の３つの層により形成される。これらの各層は、スパッタ又は蒸着等により形成される。励振電極１２８も引出電極１３０と同様の構成により形成される。また、リッド１１０に形成される金属膜１１２は、例えばクロム（Ｃｒ）層のみにより形成される。さらに、ベース１４０に形成される接続端子１４５及び切欠き部電極１４４は、スパッタ又は蒸着等により形成される第１膜１９２Ａと、第１膜１９２Ａの表面に形成され、メッキにより形成される第２膜１９２Ｂと、により構成される。第１膜１９２Ａは、例えば、最下層に形成されるクロム（Ｃｒ）層、クロム（Ｃｒ）層の表面に形成されるニッケルタングステン（ＮｉＷ）層、及びニッケルタングステングステン（ＮｉＷ）層の表面に形成される金（Ａｕ）層により構成される。また、第２膜１９２Ｂは、例えば、第１膜１９２Ａの表面に形成されるニッケル（Ｎｉ）層と、ニッケル（Ｎｉ）層の表面に形成される金（Ａｕ）層と、により形成される。なお、金属膜１１２を構成する材料は、上記のクロムの代わりに、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）、ＮｉＷ（ニッケルタングステン）又はＭｏ（モリブデン）等の他の材料でも良い。

図３（ｂ）は、図２の点線１８１の拡大図である。アース電極１４１、第１側面電極１５２ａ、及び第２側面電極１５２ｂは、第１膜１９２Ａ及び第２膜１９２Ｂにより形成される。また、第３側面電極１５２ｃは、最下層に金属膜１１２が形成され、金属膜１１２の表面に第１膜１９２Ａ及び第２膜１９２Ｂが形成される。

なお、上述した圧電デバイス１００では、金属膜１１２とアース電極１４１とを、第1膜１９２Ａおよび第２膜１９２Ｂで接続したが、その代わりに、以下の構成としても良い。図３（ｃ）は、その説明図であって、変形例の圧電デバイス１９５を、図３（ｂ）と同様な位置で切った断面図である。この圧電デバイス１９５では、アース電極１４１を第1膜１９２Ａおよび１９２Ｂで構成する。一方、このアース電極１４１と金属膜１１２とを接続するための側面電極１９７を、クロム膜で構成する。ただし、この側面電極１９７は、アース電極１４１との電気的接続が確保できる必要最小限の面積でアース電極１４１と接続する。すなわち、図３（ｃ）に示したように、アース電極１４１との電気的接続を確保できることを前提に、アース電極１４１の表面をなるべく広い領域Ｐで露出できるように、側面電極１９７をアース電極１４１と接続してある。この変形例の圧電デバイス１９５では、アース電極１４１は第1膜１９２Ａ、第２膜１９２Ｂを露出する領域Ｐを有するので、基板実装時のハンダ濡れ性はこの領域Ｐで確保できる。また、側面電極１９７をクロム膜で構成しているので、基板実装時の側面電極１９７へのハンダの這い上がりを防止できる。また、側面電極１９７をクロム膜単層で構成しているので、膜の形成が容易、および、安価な材料で済むという効果も得られる。なお、この側面電極１９７の構成材料は、クロムに限られず、ハンダ濡れ性が比較的悪いものであれば良く、タングステン又はモリブデン等でも良い。

図４（ａ）は、圧電振動片１２０の上面図である。圧電振動片１２０には、振動部１２４と枠部１２２との間に圧電振動片１２０をＹ’軸方向に貫通する貫通溝１３２が形成されている。また、振動部１２４と枠部１２２とは連結部１２６を介して接続されている。振動部１２４には励振電極１２８が形成されており、＋Ｙ’軸側の面に形成された励振電極１２８からは連結部１２６を介して枠部１２２に引出電極１３０ａが引き出されている。引出電極１３０ａは、貫通溝１３２の側面１３４を介して枠部１２２の−Ｙ’軸側の面に引き出されている。また、枠部１２２の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角には第１キャスタレーション１５０ａが形成され、第１キャスタレーション１５０ａには第１側面電極１５２ａが形成されている。

図４（ｂ）は、圧電振動片１２０の下面図である。振動部１２４の−Ｙ’軸側の面に形成された励振電極１２８からは、引出電極１３０ｂが引き出されている。引出電極１３０ｂは、励振電極１２８から−Ｘ軸方向に伸び、さらに枠部１２２の−Ｘ軸側及び−Ｚ’軸側の部分を通って、枠部１２２の−Ｙ’軸側の面であって、−Ｚ’軸側かつ＋Ｘ軸側の角部まで伸びる。また、振動部１２４の＋Ｙ’軸側の面に形成された励振電極１２８から引き出される引出電極１３０ａは、貫通溝１３２の側面１３４を介して枠部１２２の−Ｙ’軸側の面の＋Ｚ’軸側かつ−Ｘ軸側の角部まで伸びる。これらの引出電極１３０ａ、１３０ｂは、枠部１２２の−Ｙ’軸側の面の幅いっぱいに形成されている。これにより、引出電極の電気抵抗の増加を防ぎつつ引出電極を配線することができ、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）値の上昇が抑えられる。

一方、圧電振動片１２０は枠部１２２でリッド１１０及びベース１４０に接合されるが、枠部１２２の幅が狭くなる場合には圧電振動片１２０とリッド１１０及びベース１４０との接合強度が弱くなる。そのため、圧電デバイス１００の耐衝撃性を高めたい場合には、枠部１２２の幅を広く形成する必要がある。また、圧電振動片１２０に形成される第１側面電極１５２ａは、図２に示されるように、金属膜１１２とアース電極１１４とを電気的に接続するが、引出電極１３０のように圧電デバイス１００の動作に必要な電極ではないため電気抵抗が多少高くても大きな問題にはならない。すなわち、第１側面電極１５２ａの幅は狭くても良く、第１キャスタレーション１５０ａの大きさは小さくても良い。圧電デバイス１００では、第１キャスタレーション１５０ａが枠部１２２の幅が狭くなり難い角部に形成され、さらにその大きさが小さく形成されているため、圧電デバイス１００の耐衝撃性を大きく低下させることなく第１側面電極１５２ａが形成される。

図５（ａ）は、ベース１４０の底面図である。ベース１４０の−Ｙ’軸側の面には、接続端子１４５を構成する４つの電極が形成されている。ベース１４０は略矩形形状に形成されており四隅を有するが、接続端子１４５を構成する４つの電極はこの四隅に形成されている。ベース１４０の−Ｙ’軸側の面の＋Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の隅及び−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の隅には、それぞれ実装電極１４２が形成されている。各実装電極１４２は切欠き部電極１４４に電気的に接続されている。また、ベース１４０の−Ｙ’軸側の面の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の隅には、アース電極１４１が形成されている。アース電極１４１は第２側面電極１５２ｂに電気的に接続されている。また、ベース１４０の−Ｙ’軸側の面の−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の隅には、電極１４３が形成されている。ベース１４０では、電極１４３は使用されない電極となっているが、アース電極１４１に接続されてアース電極１４１の一部として用いられても良い。

圧電振動片１２０に形成される第１キャスタレーション１５０ａは第１側面電極１５２ａがアース電極１４１に接続されやすいようにアース電極１４１側の隅に形成される第２キャスタレーション１５０ｂにＹ’軸方向に重なる位置に形成されるが、ベース１４０ではアース電極１４１が主に引出電極１３０（図４（ｂ）参照）にＹ’軸方向に重ならない領域に形成されることにより、引出電極１３０を妨げないように第１キャスタレーション１５０ａを形成することができる。

図５（ｂ）は、リッド１１０の上面図である。リッド１１０の＋Ｙ’軸側の面の一面には、金属膜１１２が形成されている。また、リッド１１０の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角には第３キャスタレーション１５０ｃが形成され、第３キャスタレーション１５０ｃには第３金属膜１５２ｃが形成される。金属膜１１２と第３金属膜１５２ｃとは電気的に接続されている。圧電デバイス１００では、図５（ｂ）に示されるように、リッド１１０の＋Ｙ’軸側の面の全面に金属膜１１２が形成されていることにより、励振電極１２８及び引出電極１３０が外部からの電磁波より防がれている。これにより、ノイズの発生を防ぐことができ、安定した周波数出力を得ることができる。

図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）に示される圧電振動片１２０、ベース１４０、及びリッド１１０では、第１キャスタレーション１５０ａ、第２キャスタレーション１５０ｂ、及び第３キャスタレーション１５０ｃが直線状に切り落とされるようなＣ面により形成されているが、曲線状に切り落とすようなＲ面により形成されても良い。

＜圧電デバイス１００の製造方法＞
図６は、圧電デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。以下に、図６のフローチャートを参照して圧電デバイス１００の製造方法を説明する。

ステップＳ１０１では、圧電ウエハＷ１２０が用意される。ステップＳ１０１は、圧電ウエハを用意する工程である。ステップＳ１０１では、まず圧電材料により形成されたベアウエハが用意される。圧電デバイス１００では圧電材料として水晶が用いられるため、用意されるベアウエハは水晶のベアウエハである。次に、ベアウエハがエッチングされることにより振動部１２４の厚さの調整、貫通溝１３２及び第１キャスタレーション１５０ａの形成等が行われる。さらに励振電極１２８及び引出電極１３０が形成されることにより圧電ウエハＷ１２０に複数の圧電振動片１２０が形成される。

図７（ａ）は、圧電ウエハＷ１２０の下面図である。図７（ａ）では、圧電ウエハＷ１２０の−Ｙ’軸側の面が示されている。圧電ウエハＷ１２０には、複数の圧電振動片１２０が形成されており、互いに隣接した圧電振動片１２０の境界にはスクライブライン１７１が示されている。スクライブライン１７１は、後述のステップＳ１０７において、ウエハが切断される箇所を示している。各圧電振動片１２０には貫通溝１３２及び第１キャスタレーション１５０ａが形成され、さらに励振電極１２８及び引出電極１３０が形成されている。ステップＳ１０１では、第１側面電極１５２ａは形成されない。

図７（ｂ）は、図７（ａ）の点線１８２の拡大図である。圧電振動片１２０に形成される第１キャスタレーション１５０ａは大きく形成される必要はないが、エッチングにより圧電ウエハＷ１２０を貫通させて第１キャスタレーション１５０ａを形成し、側面に第１側面電極１５２ａを形成するためには、圧電ウエハＷ１２０上の第１キャスタレーション１５０ａを形成するための面積をある程度の大きさに形成する必要がある。圧電ウエハＷ１２０では、所定の幅をもって形成されるスクライブライン１７１にも第１キャスタレーション１５０ａの一部を形成することにより、各圧電振動片１２０に形成される第１キャスタレーション１５０ａの大きさが小さい状態で第１側面電極１５２ａを形成するための必要な大きさを確保することができる。

図６に戻って、ステップＳ１０２では、ベースウエハＷ１４０が用意される。ベースウエハＷ１４０には、複数のベース１４０が形成される。ステップＳ１０２では、まず圧電材料等で形成されたベアウエハが用意される。次に、このベアウエハをエッチングして切欠き部１４８ａ、１４８ｂ及び第２キャスタレーション１５０ｂを形成する。ステップＳ１０２は、ベースウエハＷ１４０を用意する工程である。

図８（ａ）は、ベースウエハＷ１４０の平面図である。ベースウエハＷ１４０には、複数のベース１４０が形成されており、互いに隣接したベース１４０の境界にはスクライブライン１７１が示されている。ベースウエハＷ１４０は、水晶等の圧電材料又はガラス等により形成されている。ベースウエハＷ１４０においても図７（ｂ）に示される圧電ウエハＷ１２０と同様に、スクライブライン１７１の一部に第２キャスタレーション１５０ｂが形成される。

ステップＳ１０３では、リッドウエハＷ１１０が用意される。リッドウエハＷ１１０には、複数のリッド１１０が形成される。ステップＳ１０２では、まず圧電材料又はガラス等により形成されたベアウエハが用意される。次に、このベアウエハをエッチングして第３キャスタレーション１５０ｃを形成する。さらに、ベアウエハの＋Ｙ’軸側の面及び第３キャスタレーション１５０ｃの側面に金属膜１１２を形成する。ステップＳ１０３は、リッドウエハＷ１１０を用意する工程である。

図８（ｂ）は、リッドウエハＷ１１０の平面図である。リッドウエハＷ１１０には、複数のリッド１１０が形成されており、互いに隣接したリッド１１０の境界にはスクライブライン１７１が示されている。各ベース１２０の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角には、第３キャスタレーション１５０ｃが形成されている。リッドウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側の面及び第３キャスタレーション１５０ｃの側面には、金属膜１１２が形成されている。リッドウエハＷ１１０においても図７（ｂ）に示される圧電ウエハＷ１２０と同様に、スクライブライン１７１の一部に第３キャスタレーション１５０ｃが形成される。

ステップＳ１０４では、接合材１５０により圧電ウエハＷ１２０とベースウエハＷ１４０とが接合される。ステップＳ１０４は、圧電ウエハＷ１２０とベースウエハＷ１４０との接合工程である。ステップＳ１０４では、圧電ウエハＷ１２０の−Ｙ’軸側の面とベースウエハＷ１４０の＋Ｙ’軸側の面とが、互いのスクライブライン１７１が重なるように接合材１５０を介して互いに接合される。

ステップＳ１０５では、接合材１５１により圧電ウエハＷ１２０とリッドウエハＷ１１０とが接合される。ステップＳ１０５は、圧電ウエハＷ１２０とリッドウエハＷ１１０との接合工程である。ステップＳ１０５では、圧電ウエハＷ１２０の＋Ｙ’軸側の面とリッドウエハＷ１１０の−Ｙ’軸側の面とが、互いのスクライブライン１７１が重なるように接合材１５１を介して互いに接合される。ステップＳ１０４及びステップＳ１０５によって、積層されたウエハが形成される。

ステップＳ１０６では、接続端子１４５、切欠き部電極１４４、及び第１側面電極１５２ａ〜第３側面電極１５２ｃが形成される。当該積層されたウエハの−Ｙ’軸側の面であるベースウエハＷ１４０側の面からスパッタ又は蒸着などによってクロム（Ｃｒ）層、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）層、及び金（Ａｕ）層が順次形成されることにより第１膜１９２Ａが形成され、さらに無電解メッキによりニッケル（Ｎｉ）膜及び金（Ａｕ）膜が形成されることにより第２膜１９２Ｂが形成される（図５（ａ）、図５（ｂ）参照）。これにより、接続端子１４５、切欠き部電極１４４、及び第１側面電極１５２ａ〜第３側面電極１５２ｃが形成される。

ステップＳ１０７では、積層されたウエハがダイシングにより切断される。ステップＳ１０７は、切断工程である。当該積層されたウエハは、スクライブライン１７１に沿ってダイシングされることにより、個片になった圧電デバイス１００が形成される。

（第２実施形態）
以下に第２実施形態として、金属膜又はキャスタレーションが第１実施形態とは異なる位置、形状に形成された圧電デバイスの変形例について説明する。以下の説明では、第１実施形態と同一の部分に関しては第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

＜圧電デバイス２００の構成＞
図９は、圧電デバイス２００の分解斜視図である。圧電デバイス２００は、ベース１４０と、圧電振動片１２０と、リッド２１０と、が積層されることにより形成される。リッド２１０は、リッド１１０とは異なり、第３キャスタレーションが形成されておらず、−Ｙ’軸側の面に金属膜２１２が形成されている。

図１０（ａ）は、図９のＢ−Ｂ断面図である。圧電デバイス２００では、リッド２１０に形成される金属膜２１２の一部が第１キャスタレーション１５０ａ及び第２キャスタレーション１５０ｂに露出している。金属膜２１２とアース電極１４１とは、第１側面電極１５２ａ及び第２側面電極１５２ｂ等が形成される際に露出した金属膜２１２上に第１膜１９２Ａ及び第２膜１９２Ｂが形成されることにより、互いに電気的に接続される。

なお、上述した圧電デバイス２００では、金属膜２１２とアース電極１４１とを、第1膜１９２Ａおよび第２膜１９２Ｂで接続したが、その代わりに、以下の構成としても良い。図１０（ｂ）は、その説明図であって、変形例の圧電デバイス２５０を、図１０（ａ）と同様な位置で切った断面図である。この圧電デバイス２５０では、アース電極１４１を第1膜１９２Ａおよび１９２Ｂで構成する。一方、このアース電極１４１と金属膜２１２とを接続するための側面電極２５１を、クロム膜で構成する。ただし、この側面電極２５１は、アース電極１４１との電気的接続が確保できる必要最小限の面積でアース電極１４１と接続する。すなわち、図１０（ｂ）に示したように、アース電極１４１との電気的接続を確保できることを前提に、アース電極１４１の表面をなるべく広い領域Ｐで露出できるように、側面電極２５１をアース電極１４１と接続してある。この変形例の圧電デバイス２５０では、アース電極１４１は第1膜１９２Ａ、第２膜１９２Ｂを露出する領域Ｐを有するので、基板実装時のハンダ濡れ性はこの領域Ｐで確保できる。また、側面電極１９７をクロム膜で構成しているので、基板実装時の側面電極２５１へのハンダの這い上がりを防止できる。また、側面電極２５１をクロム膜単層で構成しているので、膜の形成が容易、および、安価な材料で済むという効果も得られる。なお、この側面電極２５１の構成材料は、クロムに限られず、ハンダ濡れ性が比較的悪いものであれば良く、タングステン又はモリブデン等でも良い。

圧電デバイス２００では、図１０に示されるように、リッド２１０に形成される金属膜２１２が＋Ｙ’軸側からキャビティ１０１を覆うように形成されることにより、励振電極１２８に対する＋Ｙ’軸側からの電磁波が防がれ、ノイズの発生が防がれて安定した周波数出力を得ることができる。また、圧電デバイス２００では、リッド２１０に第３キャスタレーションを形成する必要がないため、リッド２１０の形成が容易であり、製造工程を少なくすることができる。

＜圧電デバイス３００の構成＞
図１１（ａ）は、圧電デバイス３００の分解斜視図である。圧電デバイス３００は、圧電振動片３２０と、ベース３４０と、リッド３１０と、が積層されることにより形成される。リッド３１０の＋Ｙ’軸側の面には金属膜１１２が形成され、これにより励振電極１２８に対する＋Ｙ’軸側からの電磁波が防がれ、ノイズの発生が防がれて安定した周波数出力を得ることができる。圧電振動片３２０、ベース３４０、及びリッド３１０は、圧電デバイス１００と比べて第１キャスタレーション、第２キャスタレーション、及び第３キャスタレーションの形状が異なっており、その他の部分は圧電デバイス１００と同じである。

圧電振動片３２０の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側には短辺に沿って第１キャスタレーション３５０ａが形成され、ベース３２０の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側には短辺に沿って第２キャスタレーション３５０ｂが形成され、リッド３１０の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側には短辺に沿って伸びる第３キャスタレーション３５０ｃが形成されている。第１キャスタレーション３５０ａ、第２キャスタレーション３５０ｂ、及び第３キャスタレーション３５０ｃは、互いにＹ’軸方向に重なるように配置されている。第１キャスタレーション３５０ａ及び第２キャスタレーション３５０ｂには、第１膜１９２Ａ及び第２膜１９２Ｂにより形成される第１側面電極３５２ａ及び第２側面電極３５２ｂが形成される。また、第３キャスタレーション３５０ｃには、金属膜３１２、第１膜１９２Ａ、及び第２膜１９２Ｂにより形成される第３側面電極３５２ｃが形成される。

圧電デバイス３００では、短辺に沿って第１キャスタレーション３５０ａから第３キャスタレーション３５０ｃが形成されることにより、第１キャスタレーション３５０ａから第３キャスタレーション３５０ｃが広く形成される。そのため、エッチングを行うことが容易になり、第１キャスタレーション３５０ａから第３キャスタレーション３５０ｃを形成することが容易である。

＜圧電デバイス４００の構成＞
図１１（ｂ）は、圧電デバイス４００の分解斜視図である。圧電デバイス４００は、圧電振動片３２０と、ベース３４０と、リッド２１０と、が積層されることにより形成される。圧電デバイス４００は、圧電デバイス３００において、リッド３１０が用いられる代わりにリッド２１０が用いられることにより形成されている。

圧電デバイス４００では、圧電デバイス２００と同様にリッド２１０の形成が容易であるため製造工程を少なくすることができる。また、圧電デバイス３００と同様に、第１キャスタレーション３５０ａ及び第２キャスタレーション３５０ｂが広く形成されるため、エッチングにより第１キャスタレーション３５０ａ及び第２キャスタレーション３５０ｂを形成することが容易になる。

＜圧電デバイス５００の構成＞
図１２（ａ）は、圧電デバイス５００の分解斜視図である。圧電デバイス５００は、圧電振動片５２０と、ベース５４０と、リッド５１０と、が積層されることにより形成される。圧電デバイス５００は、圧電デバイス１００とは圧電振動片３２０、ベース３４０、及びリッド５１０に、第１キャスタレーション５５０ａ、第２キャスタレーション５５０ｂ、及び第３キャスタレーション５５０ｃが形成されている点で異なっており、その他の部分は圧電デバイス１００と同じである。

第１キャスタレーション５５０ａ、第２キャスタレーション５５０ｂ、及び第３キャスタレーション５５０ｃは圧電デバイス５００の＋Ｘ軸側の長辺の＋Ｚ’軸側に沿って形成されており、それぞれＹ’軸方向に重なるように形成されている。また、第１キャスタレーション５５０ａ、第２キャスタレーション５５０ｂ、及び第３キャスタレーション５５０ｃの側面には、第１側面電極５５２ａ、第２側面電極５５２ｂ、及び第３側面電極５５２ｃが形成されている。第１側面電極５５２ａ及び第２側面電極５５２ｂは第１膜１９２Ａ及び第２膜１９２Ｂにより形成され、第３側面電極５５２ｃは金属膜１１２、第１膜１９２Ａ、及び第２膜１９２Ｂにより形成されている。

圧電デバイス５００では、長辺側に第１キャスタレーション５５０ａから第３キャスタレーション５５０ｃを形成することにより各キャスタレーションを大きく作ることができ、エッチングが容易になるため好ましい。

＜圧電デバイス６００の構成＞
図１２（ｂ）は、圧電デバイス６００の分解斜視図である。圧電デバイス６００は、圧電振動片５２０と、ベース５４０と、リッド２１０と、が積層されることにより形成される。圧電デバイス６００は、圧電デバイス５００において、リッド５１０が用いられる代わりにリッド２１０が用いられている。

圧電デバイス６００では、圧電デバイス２００と同様にリッド２１０の形成が容易であるため製造工程を少なくすることができる。また、圧電デバイス５００と同様に、第１キャスタレーション５５０ａ及び第２キャスタレーション５５０ｂが広く形成されるため、エッチングにより第１キャスタレーション５５０ａ及び第２キャスタレーション５５０ｂを形成することが容易になるため好ましい。

以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。また、各実施形態の特徴を様々に組み合わせて実施することができる。

例えば、図６に示される圧電デバイス１００の製造方法では、ステップＳ１０３においてリッドウエハＷ１１０に金属膜１１２が形成されたが、ステップＳ１０３の代わりにステップＳ１０６で接続端子等と共に金属膜１１２が形成されても良い。この場合、金属膜１１２は第１膜１９２Ａの一部のクロム（Ｃｒ）層と共通して形成されるため、図３（ｂ）に示される第３側面電極１５２ｃは第１膜１９２Ａ及び第２膜１９２Ｂのみで形成されることになる。

また、上記の実施形態では、振動部が矩形であったが、音叉型、楕円形、円形など他の形状であってもよい。また、圧電振動片はＡＴカットの水晶であったが、Ｚカット又はＢＴカットなどの水晶を用いてもよい。さらに、圧電振動片は水晶で形成されたが、水晶以外の圧電材料、例えばタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム又は圧電セラミックを用いてもよい。

１００、１９５、２００、２５０、３００、４００、５００、６００ … 圧電デバイス
１０１ … キャビティ
１１０、２１０、３１０、５１０ … リッド
１１２、２１２ … 金属膜
１２０、３２０、５２０ … 圧電振動片
１２２、３２２、５２２ … 枠部
１２４ … 振動部
１２６ … 連結部
１２８ … 励振電極
１３０、１３０ａ、１３０ｂ … 引出電極
１３２ … 貫通溝
１４０、３４０、５４０ … ベース
１４１ … アース電極
１４２ … 実装電極
１４４ … 切欠き部電極
１４５ … 接続端子
１４８ａ、１４８ｂ … 切欠き部
１５０ａ、３５０ａ … 第１キャスタレーション
１５０ｂ、３５０ｂ … 第２キャスタレーション
１５０ｃ、３５０ｃ … 第３キャスタレーション
１５２ａ、３５２ａ … 第１側面電極
１５２ｂ、３５２ｂ … 第２側面電極
１５２ｃ、３５２ｃ … 第３側面電極
１６０ … 接合材
１７１ … スクライブライン
１９２Ａ … 第１膜
１９２Ｂ … 第２膜
１９７、２５１ … 側面電極
Ｗ１１０ … リッドウエハ
Ｗ１２０ … 圧電ウエハ
Ｗ１４０ … ベースウエハ

Claims (8)

1. 所定の周波数で振動する振動部と、前記振動部から離れて前記振動部を囲む枠部と、前記振動部と前記枠部とを連結する連結部と、を備え、前記振動部の両主面には励振電極が形成され、各前記励振電極からは前記連結部を介して前記枠部にそれぞれ引出電極が引き出され、前記枠部の外周には前記外周から内側に凹んだ第１キャスタレーションが形成されている圧電振動片と、
   長辺及び短辺を含む矩形形状に形成され、一方の主面に前記枠部が接合され、他方の主面の一隅にアース電極が形成されたベースと、
   前記枠部に接合され前記ベースと共にキャビティを形成することにより前記振動部を前記キャビティに密封するリッドと、を有し、
   前記ベースの前記一隅に当たる領域には、前記ベースの外周から凹むように第２キャスタレーションが形成され、
   前記リッドには、前記キャビティに面する領域を覆うように金属膜が形成され、
   前記第１キャスタレーションと前記第２キャスタレーションとは高さ方向に重なり、前記アース電極と前記引出電極とは前記高さ方向に重ならず、
   前記金属膜が、前記第１キャスタレーション及び前記第２キャスタレーションを介して前記アース電極に接続される圧電デバイス。
2. 所定の周波数で振動する振動部と、前記振動部から離れて前記振動部を囲む枠部と、前記振動部と前記枠部とを連結する連結部と、を備え、前記振動部の両主面には励振電極が形成され、各前記励振電極からは前記連結部を介して前記枠部にそれぞれ引出電極が引き出され、前記枠部の外周には前記外周から内側に凹んだ第１キャスタレーションが形成されている圧電振動片と、
   長辺及び短辺を含む矩形形状に形成され、一方の主面に前記枠部が接合され、他方の主面の一隅にアース電極が形成されたベースと、
   前記枠部に接合され前記ベースと共にキャビティを形成することにより前記振動部を前記キャビティに密封するリッドと、を有し、
   前記ベースの前記一隅に当たる領域には、前記ベースの外周から凹むように第２キャスタレーションが形成され、
   前記リッドには、前記リッドの外周から凹む第３キャスタレーション、及び前記キャビティに面する面とは反対側の面を覆うように金属膜が形成され、
   前記第１キャスタレーション、前記第２キャスタレーション、及び前記第３キャスタレーションは高さ方向に重なり、前記アース電極と前記引出電極とは前記高さ方向に重ならず、
   前記金属膜が、前記第１キャスタレーション、前記第２キャスタレーション、及び前記第３キャスタレーションを介して前記アース電極に接続される圧電デバイス。
3. 前記第１キャスタレーションは、前記ベースの角部に形成される請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。
4. 前記第１キャスタレーションは、前記ベースの前記短辺に沿って形成される請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。
5. 前記第１キャスタレーションは、前記ベースの前記長辺の一部に形成される請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。
6. 前記金属膜と前記アース電極との接続は、前記アース電極と同じ材料から成る側面電極により行ってある請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。
7. 前記金属膜と前記アース電極との接続は、前記金属膜と同じ材料から成る側面電極により行ってある請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。
8. 前記金属膜と前記アース電極との接続は、前記金属膜と同じ材料から成る側面電極により行ってあり、
   前記側面電極は、アース電極との電気的接続が確保できる必要最小限の面積で前記アース電極と接続してあると共に前記アース電極表面を露出して接続してあり、
   前記金属膜および前記側面電極の材料がクロム、タングステン又はモリブデンである請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。