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TW201336126A - 壓電元件以及壓電元件的製造方法 - Google Patents

壓電元件以及壓電元件的製造方法 Download PDF

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TW201336126A
TW201336126A TW102106301A TW102106301A TW201336126A TW 201336126 A TW201336126 A TW 201336126A TW 102106301 A TW102106301 A TW 102106301A TW 102106301 A TW102106301 A TW 102106301A TW 201336126 A TW201336126 A TW 201336126A
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TW
Taiwan
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electroless plating
wafer
piezoelectric
piezoelectric element
plating film
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TW102106301A
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English (en)
Inventor
Shuichi Mizusawa
Original Assignee
Nihon Dempa Kogyo Co
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Abstract

一種壓電元件以及壓電元件的製造方法，防止通過無電解鍍敷而形成的電極的剝離。表面安裝型的壓電元件(100)具有：壓電振動片(130)，包含以規定的振動頻率而振動的振動部；基礎板(120)，形成為矩形形狀且在一方的主面載置壓電振動片；以及蓋板(110)，密封振動部。在基礎板的另一方的主面，形成有安裝端子(124a、124b)，所述安裝端子(124a、124b)包含金屬膜(151)及形成在金屬膜表面的無電解鍍敷膜(153)，且用於安裝壓電元件。安裝端子包含通過雷射或切割而去除無電解鍍敷膜的一部分的跡線(128)。

Description

壓電元件以及壓電元件的製造方法
本發明是有關於一種具有通過無電解鍍敷(electroless plating)而形成的電極的壓電元件(piezoelectric device)以及壓電元件的製造方法。
已知有一種表面安裝型的壓電元件，其具備以規定的振動頻率而振動的壓電振動片。在壓電元件的表面，形成有作為電極的安裝端子，壓電元件經由該安裝端子而安裝於印刷(print)基板等。安裝端子是形成於壓電元件的表面，因此，有時會因由焊料(solder)引起的加熱等而導致安裝端子發生剝離，或者安裝端子受到損傷。因此，於壓電元件中，在安裝端子上通過鍍敷等而形成厚膜，以確保導通。而且，通過鍍敷形成的厚膜也作為阻擋(barrier)層，以防止由焊料引起的安裝端子的金屬被吸收。
例如，在專利文獻1中記載有：安裝端子是由導電性膏(paste)以及形成在導電性膏的表面的鍍敷層所形成。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2000-252375號公報
但是，由於鍍敷層形成得較厚，因此有時鍍敷層會對壓電元件施加應力。對壓電元件施加的應力會使壓電元件發生變形，從而造成鍍敷層或包含鍍敷層的安裝端子發生剝離的問題。此種剝離在如下的壓電元件的製造方法中尤其會發生，即，在晶圓(wafer)上形成多個壓電元件，並通過切斷晶圓而形成各個壓電元件。這是因為，在晶圓的切斷時，對壓電元件施加的應力會發生變化，因此壓電元件的變形將變大。
本發明的目的在於：提供一種壓電元件以及壓電元件的製造方法，防止通過無電解鍍敷而形成的電極的剝離。
第1觀點的壓電元件為表面安裝型的壓電元件，包括：壓電振動片，包含以規定的振動頻率而振動的振動部；基礎板，形成為矩形形狀，且在所述基礎板的一方的主面載置壓電振動片；以及蓋板，密封振動部。在基礎板的另一方的主面，形成有一對安裝端子，所述一對安裝端子包含金屬膜及形成在金屬膜表面的無電解鍍敷膜，且所述一對安裝端子用於安裝壓電元件。安裝端子包含通過雷射或切割而去除無電解鍍敷膜的一部分的跡線。
第2觀點的壓電元件是在第1觀點中，將無電解鍍敷膜的一部分去除的跡線是：沿著基礎板的短邊或長邊所延伸的方向而延伸。
第3觀點的壓電元件是在第2觀點中，將無電解鍍敷膜的一部分去除的跡線是：與基礎板的短邊或長邊的至少一部分相接。
第4觀點的壓電元件是在第2觀點中，將無電解鍍敷膜的一部分 去除的跡線是：從安裝端子的外周朝向安裝端子的內側延伸。
第5觀點的壓電元件的製造方法包括：準備多個壓電振動片的工序；準備基礎晶圓的工序，所述基礎晶圓具有形成為矩形形狀的多個基礎板；準備具有多個蓋板的蓋晶圓的工序；第1金屬膜形成工序，在基礎晶圓的兩主面的規定區域形成金屬膜；載置工序，在基礎晶圓的一方的主面載置多個壓電振動片；接合工序，將蓋晶圓以密封壓電振動部的方式而接合於基礎晶圓的一方的主面；無電解鍍敷工序，對金屬膜的表面實施無電解鍍敷以形成無電解鍍敷膜，所述金屬膜形成在基礎晶圓的另一方的主面；去除工序，通過雷射或切割來去除無電解鍍敷膜的一部分；以及切斷工序，將基礎晶圓以及蓋晶圓以包含彼此鄰接的基礎板的邊界的方式予以切斷，形成在基礎晶圓的另一方的主面的金屬膜是：跨過邊界的至少一部分而形成。
第6觀點的壓電元件的製造方法包括：準備具有多個壓電振動片的壓電晶圓的工序，所述壓電振動片包含：以規定的振動頻率而振動的振動部、包圍振動部的框部、以及連結振動部與框部的連結部；準備基礎晶圓的工序，所述基礎晶圓具有形成為矩形形狀的多個基礎板；準備具有多個蓋板的蓋晶圓的工序；第1金屬膜形成工序，在基礎晶圓的兩主面的規定區域形成金屬膜；載置工序，以在各基礎板的一方的主面分別載置壓電振動片的方式，將基礎晶圓與壓電晶圓予以接合；接合工序，將蓋晶圓以密封振動部的方式而接合於壓電晶圓；無電解鍍敷工序，對金屬膜的表面實施無電解鍍敷以形成無電解鍍敷膜，金屬膜形成在基礎晶圓的另一方的主面；去除工序，通過雷射或切割來去除無電解鍍敷膜的一部分；以及切斷工序，將基礎晶圓以及蓋晶圓以包含彼此鄰接的基礎板的邊界的方式予以切斷，形成在基礎晶圓的另一方的主面的金屬膜是：跨過邊界的至少一 部分而形成。
第7觀點的壓電元件的製造方法是在第5觀點以及第6觀點中，在去除工序中，沿著彼此鄰接的基礎板的邊界所延伸的方向，來將無電解鍍敷膜的一部分去除。
第8觀點的壓電元件的製造方法是在第7觀點中，在去除工序中，將彼此鄰接的基礎板的邊界上的至少一部分的無電解鍍敷膜的一部分去除。
第9觀點的壓電元件的製造方法是在第7觀點中，在去除工序中，將無電解鍍敷膜的一部分從安裝端子的外周朝向安裝端子的內側而去除。
第10觀點的壓電元件的製造方法是在第5觀點至第9觀點中，在接合工序之後且無電解鍍敷工序之前，更包括：第2金屬膜形成工序，在形成在基礎晶圓的另一方的主面的金屬膜的表面進一步形成金屬膜。
第11觀點的壓電元件的製造方法是在第5觀點至第10觀點中，金屬膜包含：鉻層、形成於鉻層的表面的鎳鎢層、以及形成於鎳鎢層的表面的金層。
第12觀點的壓電元件的製造方法是在第5觀點至第10觀點中，金屬膜包含：鉻層、形成於鉻層的表面的鉑層、以及形成於鉑層的表面的金層。
第13觀點的壓電元件的製造方法是在第5觀點至第12觀點中，無電解鍍敷膜包含鎳層，鎳層是通過5 μm/小時~15 μm/小時的成膜速率而形成。
第14觀點的壓電元件為表面安裝型的壓電元件，包括：壓電振動片，包含以規定的振動頻率而振動的振動部；基礎板，形成為矩形形狀， 在一方的主面載置壓電振動片；以及蓋板，密封振動部，在基礎板的另一方的主面，形成有一對安裝端子，所述一對安裝端子用於安裝壓電元件。安裝端子包括：包含金屬膜及形成在金屬膜表面的無電解鍍敷膜的第1區域；以及未形成金屬膜及無電解鍍敷膜的第2區域，由包含金屬膜及無電解鍍敷膜的第1區域所夾著，且與基礎板的短邊或長邊平行地從安裝端子的外周朝向安裝端子的內側延伸。
根據本發明的壓電元件以及壓電元件的製造方法，能夠防止通過無電解鍍敷而形成的電極的剝離。
100、200‧‧‧壓電元件
101‧‧‧空腔
110‧‧‧蓋板
111‧‧‧凹部
112‧‧‧接合面
120、220‧‧‧基礎板
121、121‧‧‧凹部
122‧‧‧接合面
123、223‧‧‧連接電極
124a、224a‧‧‧熱端子
124b、224b‧‧‧接地端子
125、225‧‧‧側面電極
126、126‧‧‧城堡形結構
128、128a、128b‧‧‧將無電解鍍敷膜去除的跡線
130、230‧‧‧壓電振動片
131、231‧‧‧激振電極
132、232‧‧‧引出電極
134、234‧‧‧振動部
141‧‧‧導電性黏結劑
142‧‧‧密封材
151‧‧‧第1金屬膜
151a、152a、153a‧‧‧第1層
151b、152b、153b‧‧‧第2層
151c、152c‧‧‧第3層
152‧‧‧第2金屬膜
153‧‧‧無電解鍍敷膜
161、162、163、164‧‧‧虛線
162、171‧‧‧劃線
172‧‧‧貫穿孔
200‧‧‧壓電元件
235‧‧‧框部
236‧‧‧連結部
237‧‧‧貫穿槽
TN‧‧‧鎳層的厚度
X、Y’、Z’‧‧‧軸
W110‧‧‧蓋晶圓
W120、W120a、W120b、W220‧‧‧基礎晶圓
W230‧‧‧壓電晶圓
圖1是壓電元件100的分解立體圖。
圖2A是圖1的IIA-IIA剖面圖。圖2B是圖2A的虛線161的放大圖。
圖3A是基礎板120的+Y'軸側的面的平面圖。圖3B是基礎板120的-Y'軸側的面的平面圖。
圖4是表示壓電元件100的製造方法的流程圖。
圖5A是基礎晶圓W120的+Y'軸側的面的平面圖。圖5B是基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的平面圖。
圖6是蓋晶圓W110的+Y'軸側的面的平面圖。
圖7A是載置有壓電振動片130的基礎晶圓W120的局部剖面圖。圖7B是蓋晶圓W110、壓電振動片130以及基礎晶圓W120的局部剖面圖。圖7C是蓋晶圓W110、壓電振動片130以及形成無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W120的局部剖面圖。
圖8是表示無電解鍍敷膜153的鎳(Ni)層的厚度TN與無電解鍍敷膜 153的剝離率之間的關係的圖表。
圖9A是形成無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的局部平面圖。圖9B是無電解鍍敷膜153的一部分被去除的基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的局部平面圖。圖9C是圖9B的虛線162的放大平面圖。圖9D是基礎晶圓W120a的-Y'軸側的面的放大平面圖。
圖10A是將無電解鍍敷膜153去除之前的基礎晶圓W120b的-Y'軸側的面的局部平面圖。圖10B是無電解鍍敷膜153被去除後的基礎晶圓W120b的-Y'軸側的面的局部平面圖。圖10C是圖10B的虛線163的放大平面圖。
圖11是壓電元件200的分解立體圖。
圖12A是圖11A、圖11B、圖11C的XIVA-XIVA剖面圖。圖12B是圖12A的虛線164的放大圖。
圖13是表示壓電元件200的製造方法的流程圖。
圖14A是壓電晶圓W230、蓋晶圓W110以及基礎晶圓W220的局部剖面圖。圖14B是壓電晶圓W230、蓋晶圓W110以及形成有第2金屬膜152的基礎晶圓W220的局部剖面圖。圖14C是壓電晶圓W230、蓋晶圓W110以及形成無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W220的局部剖面圖。
以下，基於附圖詳細說明本發明的較佳實施方式。另外，只要在以下的說明中並無特別限定本發明的記載，則本發明的範圍並不限於這些實施方式。
(第1實施方式) <壓電元件100的結構>
圖1是壓電元件100的分解立體圖。壓電元件100包括：蓋板(lid plate) 110、基礎板(base plate)120及壓電振動片(piezoelectric vibrating piece)130。對於壓電振動片130，例如使用AT切割的晶體振動片。AT切割的晶體振動片中，主面(YZ面)相對於結晶軸(XYZ)的Y軸，以X軸為中心而從Z軸朝Y軸方向傾斜35度15分。在以下的說明中，使用以AT切割的晶體振動片的軸方向為基準而傾斜的新的軸，來作為Y'軸以及Z'軸。即，在壓電元件100中，將壓電元件100的長邊方向設為X軸方向、將壓電元件100的高度方向設為Y'軸方向、將與X以及Y'軸方向垂直的方向設為Z'軸方向來進行說明。
壓電振動片130具有：振動部134，以規定的振動頻率而振動，且形成為矩形形狀；激振電極131，形成在振動部134的+Y'軸側以及-Y'軸側的面；以及引出電極132，從各激振電極131引出至-X軸側。從形成在振動部134的+Y'軸側的面的激振電極131引出的引出電極132是：從激振電極131引出至-X軸側，進而經由振動部134的+Z'軸側的側面而引出至振動部134的-Y'軸側的面為止。從形成在振動部134的-Y'軸側的面的激振電極131引出的引出電極132是：從激振電極131引出至-X軸側，並形成至振動部134的-X軸側的-Z'軸側的角部為止。
基礎板120是以晶體或玻璃等作為基材，且在該基材的表面形成電極。在基礎板120上，在+Y'軸側的面的周圍，形成有接合面122，該接合面122經由密封材142(參照圖2A、圖2B)而接合於蓋板110。而且，在基礎板120的+Y'軸側的面的中央，形成有從接合面122向-Y'軸方向凹陷的凹部121。在凹部121形成有一對連接電極123，各連接電極123是經由導電性黏結劑141(參照圖2A、圖2B)而電性連接於壓電振動片130的引出電極132。在基礎板120的-Y'軸側的面，形成有安裝端子，該安裝端子用於將壓電元件100安裝至印刷基板等。在基礎板120中，安裝端子包括： 熱(hot)端子124a，為電性連接於外部電源等且用於對壓電元件100施加電壓的端子；以及接地(earth)端子124b。在基礎板120的+X軸側以及-X軸側側面的+Z'軸側以及-Z'軸側，形成有向基礎板120的內側凹陷的城堡形結構(castellation)126，在城堡形結構126的側面形成有側面電極125。熱端子124a經由側面電極125而電性連接於連接電極123。
蓋板110在-Y'軸側的面上形成有：向+Y'軸方向凹陷的凹部111。而且，以包圍凹部111的方式而形成有接合面112。接合面112經由密封材142(參照圖2A、圖2B)而接合於基礎板120的接合面122。
圖2A是圖1的IIA-IIA剖面圖。基礎板120的接合面122與蓋板110的接合面112經由密封材142而接合，由此在壓電元件100內形成密閉的空腔(cavity)101。壓電振動片130是配置在空腔101內，引出電極132經由導電性黏結劑141而電性連接於基礎板120的連接電極123。由此，激振電極131電性連接於熱端子124a。而且，熱端子124a、接地端子124b以及形成在城堡形結構126上的側面電極125是：由第1金屬膜151及無電解鍍敷膜153形成，所述第1金屬膜151形成在基礎板120的基材的-Y'軸側的面的表面，所述無電解鍍敷膜153形成在第1金屬膜151的表面。而且，在熱端子124a以及接地端子124b與基礎板120的-X軸側或+X軸側的邊相接的區域，殘留有將無電解鍍敷膜153去除的跡線(trace)128。
圖2B是圖2A的虛線161的放大圖。圖2B中表示出熱端子124a的放大剖面圖。圖2B中對熱端子124a的結構進行說明，而接地端子124b的結構也與熱端子124a同樣。第1金屬膜151是由第1層151a、第2層151b以及第3層151c這3個層形成。第1層151a是形成在基礎板120的基材的表面的層，且由鉻(Cr)形成。鉻(Cr)被用作第1層151a的原材料，該第1層151a用於良好地密接於基礎板120的基材、即晶體以及玻璃等。而 且，形成在金屬膜151的表面的第3層151c是由金(Au)形成。鉻(Cr)雖能良好地密接於晶體以及玻璃等，但並不附著於(stick to)焊料等，因此，第1金屬膜151的表面是由良好地附著於焊料等的金(Au)所覆蓋。進而，第1金屬膜151中，在第1層151a與第3層151c之間形成第2層151b。構成第1層151a的鉻(Cr)在製造工序中施加有熱等時會擴散至其他層，從而鉻(Cr)與基礎板120的密接變弱。而且，當鉻(Cr)擴散至第1金屬膜151的表面時，鉻(Cr)會發生氧化、而無電解鍍敷膜153等的成膜變得困難。為了防止此種鉻(Cr)的擴散而設有第2層151b，以防止鉻(Cr)擴散至金(Au)層。
第2層151b例如能夠由鎳鎢(Ni-W)所形成。而且，第2層151b也可由鉑(platinum、Pt)形成。例如，當使用鉑(Pt)時，將第1層151a的厚度形成為300 Å~500 Å，將第2層151b的厚度形成為1000 Å~2000 Å，將第3層151c的厚度形成為1000 Å~2000 Å。包含無電解鍍敷膜153的電極比起不含無電解鍍敷膜153的電極，更容易因無電解鍍敷膜153產生的應力而導致基礎板120發生變形，因此容易剝離。在第1金屬膜151中，通過設置第2層151b而防止鉻(Cr)的擴散，從而第1金屬膜151與基礎板120的基材的密接得以牢固地保持。因此，能夠防止第1金屬膜151的剝離。
無電解鍍敷膜153是由第1層153a及第2層153b所形成，所述第1層153a形成在第1金屬膜151的表面，第2層153b形成在第1層153a的表面。第1層153a為鎳(Ni)的層，第1層153a的厚度TN形成為1 μm~3 μm。而且，為了確實地進行熱端子124a與焊料等的連接，通過金(Au)而在第1層153a的表面形成第2層153b。
圖3A是基礎板120的+Y'軸側的面的平面圖。在基礎板120的+Y' 軸側的面的周圍形成有接合面122，在基礎板120的+Y'軸側的面的中央形成有：從接合面122向-Y'軸側凹陷的凹部121。在基礎板120的+X軸側以及-X軸側的側面的+Z'軸側以及-Z'軸側，形成有：向基礎板120的內側凹陷的城堡形結構126。而且，在基礎板120的凹部121形成有一對連接電極123，各連接電極123分別電性連接於側面電極125，所述側面電極125形成在+X軸側的-Z'軸側以及-X軸側的+Z'軸側的城堡形結構126上。
圖3B是基礎板120的-Y'軸側的面的平面圖。在基礎板120的-Y'軸側的面，形成有熱端子124a以及接地端子124b。在基礎板120的-Y'軸側的面的、+X軸側的-Z'軸側以及-X軸側的+Z'軸側形成有熱端子124a，在+X軸側的+Z'軸側以及-X軸側的-Z'軸側形成有接地端子124b。熱端子124a經由形成在城堡形結構126的側面電極125而電性連接於連接電極123。而且，在熱端子124a以及接地端子124b與基礎板120的+X軸側以及-X軸側的邊相接的區域，殘留有將無電解鍍敷膜153去除的跡線128。
<壓電元件100的製造方法>
圖4是表示出壓電元件100的製造方法的流程圖。以下，按照圖4的流程圖，對壓電元件100的製造方法進行說明。
步驟S101中，準備多個壓電振動片130。步驟S101是準備壓電振動片的工序。步驟S101中，首先在由壓電材形成的壓電晶圓上，通過蝕刻(etching)等而形成多個壓電振動片130的外形。進而，在各壓電振動片130上，通過濺鍍或真空蒸鍍等而形成激振電極131以及引出電極132。多個壓電振動片130是通過從壓電晶圓折取壓電振動片130而進行準備。
步驟S201中，準備基礎晶圓W120。步驟S201是準備基礎晶圓的工序。在基礎晶圓W120上形成多個基礎板120。基礎晶圓W120是將晶體或玻璃等作為基材，在基礎晶圓W120上，通過蝕刻而形成凹部121以 及貫穿孔172(參照圖5A)，所述貫穿孔172藉由切斷晶圓而成為城堡形結構126。
步驟S202中，在基礎晶圓W120上形成第1金屬膜151。步驟S202是第1金屬膜形成工序。形成在基礎晶圓W120上的第1金屬膜151例如圖2B所示，由構成第1層151a的鉻(Cr)、構成第2層151b的鎳鎢(Ni-W)以及構成第3層151c的金(Au)所形成。這些層是通過濺鍍或真空蒸鍍而形成。步驟S202中，通過形成第1金屬膜151，從而在各基礎板120上形成連接電極123、側面電極125的一部分、熱端子124a的一部分以及接地端子124b的一部分。
圖5A是基礎晶圓W120的+Y'軸側的面的平面圖。在基礎晶圓W120形成有多個基礎板120，各基礎板120是沿X軸方向及Z'軸方向排列而形成。而且，圖5A中，在彼此鄰接的基礎板120的邊界處表示出有劃線(scribe line)171。劃線171是表示在後述的步驟S405中切斷晶圓的位置的線。在沿X軸方向延伸的劃線171上，形成有沿Y'軸方向貫穿基礎晶圓W120的貫穿孔172。貫穿孔172是：在後述的步驟S405中切斷晶圓之後，成為城堡形結構126。而且，在各基礎板120的+Y'軸側的面形成有凹部121，在各基礎板120的+Y'軸側的面形成有由第1金屬膜151形成的連接電極123。
圖5B是基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的平面圖。在基礎晶圓W120的-Y'軸側的面，形成有熱端子124a的一部分以及成為接地端子124b的一部分的第1金屬膜151。構成熱端子124a以及接地端子124b的第1金屬膜151是：經由貫穿孔172中形成的側面電極125而電性連接於連接電極123。形成在1個貫穿孔172中的側面電極125是：連接於1個熱端子124a以及1個接地端子124b。
返回圖4，在步驟S301中，準備蓋晶圓W110。步驟S301是準備蓋晶圓W110的工序。在蓋晶圓W110形成多個蓋板110。在各蓋板110的-Y'軸側的面形成凹部111。
圖6是蓋晶圓W110的+Y'軸側的面的平面圖。在蓋晶圓W110形成多個蓋板110，在各蓋板110的-Y'軸側的面形成凹部111以及接合面112。圖6中，鄰接的各蓋板110之間以兩點鏈線所示，該兩點鏈線成為劃線171。
步驟S401中，在基礎晶圓W120載置壓電振動片130。步驟S401為載置工序。壓電振動片130通過導電性黏結劑141而載置於基礎晶圓W120的各凹部121。
圖7A是載置有壓電振動片130的基礎晶圓W120的局部剖面圖。圖7A中，表示出了包含圖5A以及圖5B的VIIA-VIIA剖面的剖面圖。通過經由導電性黏結劑141來電性連接引出電極132與連接電極123，從而將壓電振動片130載置於基礎晶圓W120的凹部121。由此，激振電極131與形成在基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的第1金屬膜151電性連接。
步驟S402中，將基礎晶圓W120與蓋晶圓W110予以接合。步驟S402為接合工序。基礎晶圓W120與蓋晶圓W110是以如下方式而接合，即：在基礎晶圓W120的接合面122或蓋晶圓W110的接合面112塗佈密封材142(參照圖2A、圖2B)之後，使基礎晶圓W120的接合面122與蓋晶圓W110的接合面112夾著密封材142而彼此相對。
圖7B是蓋晶圓W110、壓電振動片130以及基礎晶圓W120的局部剖面圖。圖7B中，表示出了包含圖5A、圖5B的VIIA-VIIA剖面以及圖6的VIIB-VIIB剖面的剖面圖。通過經由密封材142來接合蓋晶圓W110與基礎晶圓W120，從而形成密封的空腔101。在空腔101內載置壓電振動片 130。
步驟S403中，形成無電解鍍敷膜153。步驟S403為無電解鍍敷工序。步驟S403中，通過對形成在基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的第1金屬膜151的表面實施無電解鍍敷，從而在基礎晶圓W120的-Y'軸側的面以及貫穿孔172的側面形成無電解鍍敷膜153。
圖7C是壓電振動片130、蓋晶圓W110以及形成無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W120的局部剖面圖。在圖7C中，表示出了與圖7B同樣的剖面的剖面圖。無電解鍍敷膜153的形成是：首先如圖2B所示，通過無電解鍍敷而在第1金屬膜151的表面形成鎳(Ni)的厚膜，以形成第1層153a。進而在第1層153a的表面進行金(Au)的無電解鍍敷，以形成第2層153b。
圖8是表示無電解鍍敷膜153的鎳(Ni)層的厚度TN、與無電解鍍敷膜153的剝離率之間的關係的圖表(graph)。在圖8中，表示出了以6.9 μm/小時、12.2 μm/小時以及19.0 μm/小時這3種速度，來形成無電解鍍敷膜153的鎳(Ni)層的結果。圖表中的塗黑的四角形表示形成速度為6.9 μm/小時的情況，塗黑的三角形表示12.2 μm/小時的情況，塗黑的圓形表示19.0 μm/小時的情況。形成速度是：例如能夠通過溫度條件來進行調節。在形成速度為6.9 μm/小時的情況下，將溫度設為45℃~55℃；在形成速度為12.2 μm/小時的情況下，將溫度設為60℃~70℃；在形成速度為19.0 μm/小時的情況下，將溫度設為70℃~80℃。而且，剝離率是通過進行劃痕測試(scratch test)以及膠帶剝離測試而求出，所述劃痕測試是以金屬針或金剛石(diamond)針劃過金屬膜的表面，以確認金屬膜是否剝離，所述膠帶剝離測試是將膠帶貼附於金屬膜之後將其撕去，以確認金屬膜是否剝離。圖8的剝離率是：金屬膜發生剝離的個體數相對於測試對象的個體數的比 例。
在形成速度為6.9 μm/小時以及12.2 μm/小時的情況下，當鎳層的厚度TN為0.1 μm~1 μm時，存在剝離率但微小。考慮其原因在於，當鎳層的厚度TN薄時，鎳層未完全固定於金屬膜的表面。而且，在形成速度為6.9 μm/小時的情況下，在厚度TN為1 μm~3.5 μm之間，剝離率為0%，當厚度TN達到3.5 μm以上時，剝離率上升。在形成速度為12.2 μm/小時的情況下，在厚度TN為1 μm~3 μm之間，剝離率為0%，當厚度TN達到3 μm以上時，剝離率上升。在形成速度為19.0 μm/小時的情況下，當鎳層的厚度TN為0.1 μm~1 μm時，存在剝離率但微小。當厚度TN為1 μm時，剝離率達到最低值，當厚度TN為1 μm以上時，隨著厚度TN變厚而剝離率變高。
根據圖8的圖表可知的是，當鎳層的形成速度為6.9 μm/小時至12.2 μm/小時、且鎳層的厚度TN為1.0 μm~3.0 μm時，剝離率為0%，因而較佳。而且，由此可認為：若鎳層的形成速度為5 μm/小時至15 μm/小時，則至少剝離率達到0%或接近0%的值，因而較佳。
返回圖4，步驟S404中，去除無電解鍍敷膜153的一部分。無電解鍍敷膜153的去除是：通過對無電解鍍敷膜153照射雷射(laser)、或者利用切割(dicing)來削除無電解鍍敷膜153等而進行。
圖9A是形成無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的局部平面圖。圖9A表示步驟S404之前的狀態。在基礎晶圓W120的-Y'軸側的面，形成多個無電解鍍敷膜153。一個無電解鍍敷膜153是：跨過沿Z'軸方向延伸的劃線171，而沿X軸方向形成得較長。
圖9B是無電解鍍敷膜153的一部分被去除的、基礎晶圓W120的-Y'軸側的面的局部平面圖。圖9B表示步驟S404之後的狀態。圖9B所 示的基礎晶圓W120中，將沿X軸方向延伸的無電解鍍敷膜153沿著劃線171而分割的方式予以去除，所述劃線171沿Z'軸方向橫切無電解鍍敷膜153的中央。在該無電解鍍敷膜153被去除的區域，殘留將無電解鍍敷膜153去除的跡線128。在無電解鍍敷膜153的去除中，也可將形成在無電解鍍敷膜153之下的第1金屬膜151也予以去除。
圖9C是圖9B的虛線162的放大平面圖。一個無電解鍍敷膜153沿X軸方向形成得較長，沿Z'軸方向延伸的劃線171以橫切無電解鍍敷膜153的中央的方式而形成。即，沿Z'軸方向形成的無電解鍍敷膜153被去除的跡線128是：以使無電解鍍敷膜153的X軸方向的長度成為大致一半的方式而形成。
無電解鍍敷膜153會對基礎晶圓W120給予與所形成的長度成比例的應力。基礎晶圓W120中，無電解鍍敷膜153沿X軸方向形成得較長，因此會沿X軸方向對基礎晶圓W120施加強應力，從而基礎晶圓W120的-Y'軸側的面將以凹陷的方式發生翹曲。將無電解鍍敷膜153去除的跡線128是：以橫切1個無電解鍍敷膜153的中央的方式而形成。因此，無電解鍍敷膜153在X軸方向上變短，對基礎晶圓W120施加的應力也變小。
步驟S405中，切斷蓋晶圓W110以及基礎晶圓W120。蓋晶圓W110以及基礎晶圓W120是：於劃線171處、通過切割等而切斷。步驟S405為切斷工序。
由無電解鍍敷膜153對基礎晶圓W120施加的應力會因晶圓在步驟S404中被切斷而發生變化，從而使壓電元件產生變形。形成在壓電元件的安裝端子或無電解鍍敷膜153是：有時會因該變形而發生剝離。壓電元件100中，在晶圓的切斷前去除無電解鍍敷膜153的一部分，由此，晶圓中產生的應力變小。因此，可將晶圓切斷後的壓電元件的變形的產生抑制 得較小，從而抑制安裝端子或無電解鍍敷膜153的剝離。
而且，壓電元件100中，將無電解鍍敷膜153的鎳層的形成速度設為5 μm/小時~15 μm/小時，將鎳層的厚度TN設為1 μm~3 μm，由此降低無電解鍍敷膜153的剝離率。
<壓電元件100的変形例>
圖9D是基礎晶圓W120a的-Y'軸側的面的放大平面圖。步驟S404中，也可將劃線171上以外的無電解鍍敷膜153予以去除。基礎晶圓W120a中，劃線171上以外的區域中形成的無電解鍍敷膜153被去除。圖9D所示的無電解鍍敷膜153沿X軸方向形成得較長。因此，圖9D所示的將無電解鍍敷膜153去除的跡線128a是：以無電解鍍敷膜153的X軸方向的長度變短的方式而形成。由此，因無電解鍍敷膜153所造成的朝向X軸方向的應力得到緩和。
圖10A是將無電解鍍敷膜153去除之前的、基礎晶圓W120b的-Y'軸側的面的局部平面圖。基礎晶圓W120b中，無電解鍍敷膜153沿X軸方向以及Z'軸方向形成得較長。壓電元件存在小型化的傾向，因此安裝端子的面積也變小。伴隨於此，存在下述問題：用於形成第1金屬膜151的遮罩(mask)的線寬也變窄，遮罩容易破損。圖10A所示的基礎晶圓W120b中，通過將安裝端子的面積形成得較寬，從而消除遮罩的線寬變窄的部分，因此遮罩變得難以破損。基礎晶圓W120b中，以下述方式來形成無電解鍍敷膜153，即：沿X軸方向延伸的劃線171以及沿Z'軸方向延伸的劃線171，分別沿X軸方向以及Z'軸方向來分割該無電解鍍敷膜153。圖10A中，表示基礎晶圓W120b的在圖4的步驟S403中，形成無電解鍍敷膜153之後的狀態。
圖10B是將無電解鍍敷膜153去除後的、基礎晶圓W120b的-Y' 軸側的面的局部平面圖。基礎晶圓W120b中，無電解鍍敷膜153沿X軸方向以及Z'軸方向形成得較長，因此，將形成在基礎晶圓W120b的無電解鍍敷膜153去除的跡線128b是沿著劃線171而形成，該劃線171沿X軸方向以及Z'軸方向延伸。
圖10C是圖10B的虛線163的放大平面圖。將形成在基礎晶圓W120b的無電解鍍敷膜153去除的跡線128b是以如下方式來形成，即：跡線128b沿X軸方向以及Z'軸方向延伸、並沿Z'軸方向以及X軸方向來分割無電解鍍敷膜153。因此，無電解鍍敷膜153所產生的朝向X軸方向以及Z'軸方向的應力變小。
(第2實施方式)
對於壓電振動片，也可使用以包圍振動部的周圍的方式而形成有框部的壓電振動片。以下，對使用具有框部的壓電振動片的壓電元件200進行說明。
而且，在以下的說明中，對於與第1實施方式相同的部分，標注相同的符號並省略其說明。
<壓電元件200的結構>
圖11是壓電元件200的分解立體圖。壓電元件200包括：蓋板110、基礎板220及壓電振動片230。壓電元件200中，與第1實施方式同樣地，對於壓電振動片230使用AT切割的晶體振動片。
壓電振動片230具有：振動部234，以規定的振動頻率而振動，且形成為矩形形狀；框部235，以包圍振動部234的周圍的方式而形成；以及連結部236，連結振動部234與框部235。在振動部234與框部235之間，形成有沿Y'軸方向貫穿壓電振動片230的貫穿槽237，振動部234與框部235不直接接觸。振動部234與框部235經由連結部236而連結，該連結部 236連結至振動部234的-X軸側的+Z'軸側及-Z'軸側。而且，在振動部234的+Y'軸側的面以及-Y'軸側的面形成有激振電極231，引出電極232分別從各激振電極231引出至框部235為止。從形成在振動部234的+Y'軸側的面的激振電極231引出的引出電極232是：經由+Z'軸側的連結部236而引出至框部235的-Y'軸側的面的-X軸側。從形成在振動部234的-Y'軸側的面的激振電極231引出的引出電極232是：經由-Z'軸側的連結部236而引出至框部235的-X軸側，進而引出至框部235的+X軸側的-Z'軸側為止。
在基礎板220上，在+Y'軸側的面的周圍，形成有接合面122，該接合面122經由密封材142(參照圖12A)而接合於蓋板110。而且，在基礎板220的+Y'軸側的面的中央，形成有從接合面122向-Y'軸方向凹陷的凹部121，在基礎板220的側面形成有城堡形結構126。進而，在城堡形結構126的側面形成有側面電極225，在接合面122的城堡形結構126的周圍形成有連接電極223，在基礎板220的-Y'軸側的面形成有熱端子224a以及接地端子224b。基礎板220的-Y'軸側的面的形狀與圖3B相同，熱端子224a以及接地端子224b是形成為與熱端子124a以及接地端子124b相同的形狀。而且，在接合面122的城堡形結構126的周圍形成有連接電極223，連接電極223經由形成在城堡形結構126的側面電極225而電性連接於熱端子224a。
圖12A是圖11的XIVA-XIVA剖面圖。壓電元件200中，蓋板110的接合面112與框部235的+Y'軸側的面是經由密封材142而接合，基礎板220的接合面122與框部235的-Y'軸側的面是經由密封材142而接合。而且，在壓電振動片230與基礎板220的接合時，引出電極232與連接電極223電性接合。由此，激振電極231電性連接於熱端子224a。形成在基礎板220的熱端子224a以及接地端子224b是：由第1金屬膜151、第2金 屬膜152以及無電解鍍敷膜153所形成。而且，與圖2A以及圖3B所示的熱端子124a以及接地端子124b同樣地，熱端子224a以及接地端子224b是：與基礎板220的+X軸側以及-X軸側的邊相接的區域的無電解鍍敷膜153被削除。
圖12B是圖12A的虛線164的放大圖。圖12B中表示出了熱端子224a的放大剖面圖。第1金屬膜151是由第1層151a、第2層151b以及第3層151c這3個層所形成。如圖2B中所說明的，第1層151a是由鉻(Cr)所形成，第2層151b是由鎳鎢(Ni-W)或鉑(Pt)等所形成，第3層151c是由金(Au)所形成。
第2金屬膜152是由第1層152a、第2層152b及第3層152c所形成，所述第1層152a形成在第1金屬膜151的表面，所述第2層152b形成在第1層152a的表面，所述第3層152c形成在第2層152b的表面。第1層152a、第2層152b以及第3層152c是分別由：與第1金屬膜151的第1層151a、第2層151b以及第3層151c相同的結構所形成。即，第2金屬膜152是由：與第1金屬膜151相同的結構所形成。
無電解鍍敷膜153是由第1層153a及第2層153b所形成，所述第1層153a形成在第2金屬膜152的表面，所述第2層153b形成在第1層153a的表面。第1層153a為鎳(Ni)的層，第1層153a的厚度TN形成為1 μm~3 μm。而且，為了確實地進行安裝端子224a/224b與焊料等的連接，在第1層153a的表面，通過金(Au)而形成第2層153b。
<壓電元件200的製造方法>
圖13是表示出壓電元件200的製造方法的流程圖。以下，按照圖13的流程圖，對壓電元件200的製造方法進行說明。
步驟S501中，準備壓電晶圓W230。在壓電晶圓W230上，形成 有多個壓電振動片230。步驟S501為準備壓電晶圓的工序。
步驟S601中，準備基礎晶圓W220。步驟S601為準備基礎晶圓W220的工序。在基礎晶圓W220上，形成多個基礎板220。基礎晶圓W220是將晶體或玻璃等作為基材，在基礎晶圓W220上，通過蝕刻而形成凹部121以及貫穿孔172，所述貫穿孔172藉由切斷晶圓而成為城堡形結構126。
步驟S602中，在基礎晶圓W220上形成第1金屬膜151。第1金屬膜151如圖12A所示，形成側面電極225、熱端子224a、接地端子224b的一部分以及連接電極223。步驟S602為第1金屬膜形成工序。
步驟S701中，準備蓋晶圓W110。步驟S701為準備蓋晶圓W110的工序。在蓋晶圓W110上，形成有多個蓋板110，在各蓋板110的-Y'軸側的面形成有凹部111。
步驟S801中，在基礎晶圓W220上載置壓電晶圓W230。步驟S801為如下所述的載置工序，即：以將壓電晶圓W230的各壓電振動片230對應地載置於基礎晶圓W220的各基礎板220的+Y'軸側的面的方式，而將基礎晶圓W220與壓電晶圓W230予以接合。該載置工序中，基礎晶圓W220的接合面122經由密封材142而接合於壓電晶圓W230上形成的框部235的-Y'軸側的面。
步驟S802中，將壓電晶圓W230與蓋晶圓W110予以接合。步驟S802為如下所述的接合工序，即：以對壓電振動片230的振動部234進行密封的方式，將蓋晶圓W110經由密封材142而接合於壓電晶圓W230的+Y'軸側的面。
圖14A是壓電晶圓W230、蓋晶圓W110以及基礎晶圓W220的局部剖面圖。圖14A是包含圖11的XIVA-XIVA剖面的剖面圖。基礎晶圓W220是經由密封材142而接合於壓電晶圓W230的框部235的-Y'軸側的 面。而且，連接電極223電性連接於引出電極232。蓋晶圓W110是經由密封材142而接合於壓電晶圓W230的框部235的+Y'軸側的面。由此，形成空腔201，並將振動部234密封於該空腔201內。
步驟S803中，在基礎晶圓W220上形成第2金屬膜152。步驟S803為第2金屬膜形成工序。第2金屬膜152是形成在第1金屬膜151的表面，該第1金屬膜151形成在基礎晶圓W220的-Y'軸側的面以及貫穿孔172內。
圖14B是壓電晶圓W230、蓋晶圓W110以及形成有第2金屬膜152的基礎晶圓W220的局部剖面圖。
步驟S804中，在基礎晶圓W220上形成無電解鍍敷膜153。無電解鍍敷膜153是形成在第2金屬膜152的表面，該第2金屬膜152形成在基礎晶圓W220上。形成無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W220的-Y'軸側的面是：形成為與圖9A所示的基礎晶圓W120的-Y'軸側的面同樣的形狀。步驟S804為無電解鍍敷工序。
圖14C是壓電晶圓W230、蓋晶圓W110以及形成無電解鍍敷膜153的基礎晶圓W220的局部剖面圖。形成在壓電晶圓W23以及基礎晶圓W220上的無電解鍍敷膜153是：形成在第2金屬膜152的表面。而且，形成無電解鍍敷膜153的鎳層是：通過5 μm/小時~15 μm/小時的成膜速率、並以厚度TN為1 μm~3 μm的方式而形成。
步驟S805中，將無電解鍍敷膜153的一部分去除。與圖9B以及圖9C同樣地，將沿Z'軸方向延伸的劃線171上形成的無電解鍍敷膜153去除。步驟S806是通過雷射或切割，而將無電解鍍敷膜153的一部分去除的去除工序。
步驟S806中，在劃線171處切斷基礎晶圓W220、蓋晶圓W110 以及壓電晶圓W230。由此，形成各個壓電元件200。步驟S806為切斷工序。
壓電元件200中，與壓電元件100同樣地，通過將無電解鍍敷膜153的一部分去除，從而減小對基礎晶圓W220施加的應力，在切斷工序中通過緩和應力而抑制壓電元件200的變形，以防止安裝端子224a/224b的剝離。而且，壓電元件中，有時會因作為無電解鍍敷膜的基底的金屬膜表面的污染等而無法形成無電解鍍敷膜，但在壓電元件200中，通過在進行無電解鍍敷之前形成作為基底的第2金屬膜152，從而能夠將基底的污染等的影響抑制為最小限度。
以上，對本發明的最佳實施方式進行了詳細說明，但本領域技術人員可明確的是，本發明可在其技術範圍內對實施方式添加各種變更、變形而實施。
例如，也可在壓電元件中裝入振盪器而形成為壓電振盪器。
而且，上述實施方式中表示出了壓電振動片為AT切割的晶體振動片的情況，但即使是同樣以厚度切變模式振動的BT切割的晶體振動片等，也可同樣地適用。進而，壓電振動片不僅可適用於晶體材，而且基本上能夠適用於包含鉭酸鋰(lithium tantalate)或鈮酸鋰(lithium niobate)或者壓電陶瓷的壓電材。
而且，例如在圖9D中，也可不在跡線128a的部分形成第1金屬膜151以及第2金屬膜152，從而不在跡線128a的部分形成無電解鍍敷膜153。此時，也能夠緩和因無電解鍍敷膜153造成的朝向X軸方向的應力。
100‧‧‧壓電元件
101‧‧‧空腔
110‧‧‧蓋板
112、122‧‧‧接合面
120‧‧‧基礎板
123‧‧‧連接電極
124a‧‧‧熱端子
124b‧‧‧接地端子
125‧‧‧側面電極
126‧‧‧城堡形結構
128‧‧‧將無電解鍍敷膜去除的跡線
130‧‧‧壓電振動片
131‧‧‧激振電極
132‧‧‧引出電極
141‧‧‧導電性黏結劑
142‧‧‧密封材
151‧‧‧第1金屬膜
153‧‧‧無電解鍍敷膜
161‧‧‧虛線
X、Y’、Z’‧‧‧軸

Claims (10)

  1. 一種壓電元件，為表面安裝型的壓電元件，所述壓電元件的特徵在於包括：壓電振動片，包含以規定的振動頻率而振動的振動部；基礎板，形成為矩形形狀，且在所述基礎板的一方的主面載置所述壓電振動片；以及蓋板，密封所述振動部，在所述基礎板的另一方的主面，形成有一對安裝端子，所述一對安裝端子包含金屬膜及形成在所述金屬膜表面的無電解鍍敷膜，且所述一對安裝端子用於安裝所述壓電元件，所述安裝端子包含通過雷射或切割而去除所述無電解鍍敷膜的一部分的跡線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的壓電元件，其中，將所述無電解鍍敷膜的一部分去除的所述跡線是：沿著所述基礎板的短邊或長邊所延伸的方向而延伸。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的壓電元件，其中，將所述無電解鍍敷膜的一部分去除的所述跡線是：與所述基礎板的短邊或長邊的至少一部分相接。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的壓電元件，其中，將所述無電解鍍敷膜的一部分去除的所述跡線是：從所述安裝端子的外周朝向所述安裝端子的內側延伸。
  5. 一種壓電元件的製造方法，其特徵在於包括：準備具有多個壓電振動片的壓電晶圓的工序，所述壓電振動片包含： 以規定的振動頻率而振動的振動部、包圍所述振動部的框部、以及連結所述振動部與所述框部的連結部；準備基礎晶圓的工序，所述基礎晶圓具有形成為矩形形狀的多個基礎板；準備具有多個蓋板的蓋晶圓的工序；第1金屬膜形成工序，在所述基礎晶圓的兩主面的規定區域形成金屬膜；載置工序，以在所述各基礎板的一方的主面分別載置所述壓電振動片的方式，將所述基礎晶圓與所述壓電晶圓予以接合；接合工序，將所述蓋晶圓以密封所述振動部的方式而接合於所述壓電晶圓；無電解鍍敷工序，對所述金屬膜的表面實施無電解鍍敷以形成無電解鍍敷膜，所述金屬膜形成在所述基礎晶圓的另一方的主面；去除工序，通過雷射或切割來去除所述無電解鍍敷膜的一部分；以及切斷工序，將所述基礎晶圓以及所述蓋晶圓以包含所述彼此鄰接的基礎板的邊界的方式予以切斷，形成在所述基礎晶圓的另一方的主面的所述金屬膜是：跨過所述邊界的至少一部分而形成。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的壓電元件的製造方法，其中，所述去除工序是：沿著所述彼此鄰接的基礎板的邊界所延伸的方向，來將所述無電解鍍敷膜的一部分去除。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的壓電元件的製造方法，其中，所述去除工序是：將所述彼此鄰接的基礎板的邊界上的至少一部分的所述無電解鍍敷膜的一部分去除。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的壓電元件的製造方法，其中，在所述基礎板的另一方的主面，形成有一對安裝端子，所述去除工序是：將所述無電解鍍敷膜的一部分從所述安裝端子的外周朝向所述安裝端子的內側而去除。
  9. 如申請專利範圍第5項至第8項中任一項所述的壓電元件的製造方法，其中，所述無電解鍍敷膜包含鎳層，所述鎳層是通過5 μm/小時~15 μm/小時的成膜速率而形成。
  10. 一種壓電元件，為表面安裝型的壓電元件，所述壓電元件的特徵在於包括：壓電振動片，包含以規定的振動頻率而振動的振動部；基礎板，形成為矩形形狀，在一方的主面載置所述壓電振動片；以及蓋板，密封所述振動部，在所述基礎板的另一方的主面，形成有一對安裝端子，所述一對安裝端子用於安裝所述壓電元件，所述安裝端子包括：包含金屬膜及形成在所述金屬膜表面的無電解鍍敷膜的第1區域；以及未形成所述金屬膜及所述無電解鍍敷膜的第2區域，由包含所述金屬膜及無電解鍍敷膜的第1區域所夾著，且與所述基礎板的短邊或長邊平行地從所述安裝端子的外周朝向所述安裝端子的內側延伸。
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