TW201336127A - 壓電裝置的製造方法以及壓電裝置 - Google Patents
壓電裝置的製造方法以及壓電裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201336127A TW201336127A TW102105877A TW102105877A TW201336127A TW 201336127 A TW201336127 A TW 201336127A TW 102105877 A TW102105877 A TW 102105877A TW 102105877 A TW102105877 A TW 102105877A TW 201336127 A TW201336127 A TW 201336127A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- terminal
- wafer
- piezoelectric
- piezoelectric device
- container body
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders or supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
- H03H9/1035—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by two sealing substrates sandwiching the piezoelectric layer of the BAW device
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders or supports
- H03H9/0595—Holders or supports the holder support and resonator being formed in one body
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H2003/022—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the cantilever type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H3/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficient
- H03H2003/0414—Resonance frequency
- H03H2003/0485—Resonance frequency during the manufacture of a cantilever
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/42—Piezoelectric device making
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
一種壓電裝置的製造方法及壓電裝置。壓電裝置的製造方法包括:接合步驟(S131),將壓電晶圓與第1晶圓予以接合;以及準備步驟(S132),分別準備第1端子遮罩與第2端子遮罩,第1端子遮罩用於形成在底面上形成的電源用的及振動頻率的輸出用的一對熱端子,第2端子遮罩用於形成一對熱端子及接地用的接地端子。而且,製造方法包括:選擇步驟(S141),在接合步驟後,選擇第1晶圓的底面上的、第1端子遮罩的配置與第2端子遮罩的配置;以及形成步驟(S142、S143、S144),在選擇步驟後,經由第1端子遮罩而形成具有電源端子及輸出端子的底面,或者,經由第2端子遮罩而形成具有電源端子、輸出端子及接地端子的底面。
Description
本發明是有關於一種安裝於印刷配線基板上的壓電裝置(piezoelectric device)的製造方法以及壓電裝置。本發明特別是有關於一種簡單地製造具有不同的安裝端子的壓電裝置的製造方法。
對於電氣設備等要求小型及/或輕量化。並且,對於用於電氣設備等的壓電裝置亦要求小型及/或輕量化。因此,最近,多為表面安裝結構的壓電裝置。壓電裝置的底部圖案(foot pattern)(端子圖案)視電氣設備的性能或功能而存在多種。例如有在構成壓電裝置的基底(base)部的底面形成電源端子與輸出端子這兩個安裝端子(熱端子(hot terminal))的壓電裝置、或者除了該安裝端子以外還形成接地端子的壓電裝置等各種壓電裝置。
專利文獻1:日本專利特開2011-045041號公報
但是,對於各種安裝端子的配置(底部圖案),如果每次都要設計安裝端子的配置不同的基底部及適合於該基底部的壓電振動元件等,則
會耗費成本(cost)。而且,對它們進行製造管理也會造成成本增加。因此,較為理想的是,即使安裝端子的配置(底部圖案)不同,也盡可能使用共用的基底部或晶體振動元件。
第1觀點的壓電裝置的製造方法包括:準備形成有多個壓電振動元件的壓電晶圓的步驟,所述壓電振動元件具有壓電片及外框,所述壓電片具有一對激振電極,所述外框以包圍該壓電片的方式形成,所述外框包含從激振電極引出的一對引出電極;以及準備第1晶圓的步驟,所述第1晶圓包含絕緣材,所述第1晶圓形成有多個第1容器體以及多個貫穿孔,所述多個第1容器體包括:與壓電振動元件的一方的主面接合的第1接合面、及第1接合面的相反側的底面,所述多個貫穿孔在相鄰的第1容器體的共用邊上、從第1接合面貫穿至底面為止。製造方法更包括:接合步驟,將壓電晶圓與第1晶圓予以接合;以及分別準備第1端子遮罩與第2端子遮罩的步驟,所述第1端子遮罩用於形成在底面上形成的電源用的及振動頻率的輸出用的一對熱端子,所述第2端子遮罩用於形成一對熱端子及接地用的接地端子。而且,製造方法包括:選擇步驟,在接合步驟後,選擇第1晶圓的底面上的、第1端子遮罩的配置與第2端子遮罩的配置;以及形成步驟,在選擇步驟後,經由第1端子遮罩而形成具有電源端子及輸出端子的底面,或者,經由第2端子遮罩而形成具有電源端子、輸出端子及接地端子的底面。
第2觀點的壓電裝置的製造方法包括:準備形成有多個第2容器體的第2晶圓的步驟,所述第2晶圓包含絕緣材,所述第2容器體包括:與壓電振動元件的另一方的主面接合的第2接合面、及第2接合面的相反
側的頂面,接合步驟將壓電晶圓、第1晶圓以及第2晶圓予以接合。
第3觀點的壓電裝置的製造方法中,第2容器體形成為平板矩形狀。
第4觀點的壓電裝置的製造方法中,壓電振動元件是形成為矩形狀,在壓電片與外框的短邊之間形成有連結部,一對引出電極經由連結部分別延伸至相向的兩短邊為止,第1容器體是形成為平板矩形狀,在相鄰的第1容器體的共用邊的至少1邊形成有1個貫穿孔,熱端子連接於貫穿孔,一對引出電極分別連接於熱端子。
第5觀點的壓電裝置的製造方法中,第1端子遮罩具有:沿第1容器體的長邊方向延伸的熱端子用的開口圖案。
第6觀點的壓電裝置的製造方法中,第2端子遮罩具有:正方形狀的熱端子用的開口圖案。
第7觀點的壓電裝置是利用第1觀點至第6觀點中所述的製造方法而製造的裝置。
本發明提供一種製造方法以及通過該製造方法而製造的壓電裝置,所述製造方法對於各種安裝端子的配置(底部圖案),無須每次都設計適合於基底部的壓電振動元件等,而能夠形成各種安裝端子。
10‧‧‧第2容器體
12、32、42、52‧‧‧凹部
20‧‧‧晶體振動元件
20W‧‧‧晶體晶圓
21‧‧‧激振部
22‧‧‧外框
23a、23b‧‧‧貫穿孔
24a、24b‧‧‧激振電極
25a、25b‧‧‧引出電極
27、37a、37b、47a、47b、57a、57b‧‧‧側面電極
28a、28b、38a、38b、48a、48b、58a、58b‧‧‧連接電極
29‧‧‧連結部
30‧‧‧第1容器體
30M‧‧‧A端子遮罩
30W、40W、50W‧‧‧第1晶圓
35a、35b、45a、45b、55a、55b、55c‧‧‧安裝端子(熱端子)
36、46、56‧‧‧電極引出部
40‧‧‧第3容器體
40M‧‧‧B端子遮罩
50‧‧‧第4容器體
50M‧‧‧C端子遮罩
80、90‧‧‧遮罩框
81、91‧‧‧透過區域(網眼斜線部)
82~88、92~96‧‧‧電極圖案
100、200、300‧‧‧壓電裝置
BH‧‧‧貫穿孔
LG‧‧‧密封材
M1‧‧‧安裝面
M2、M5‧‧‧接合面
M3、M4‧‧‧晶體接合面
OF‧‧‧定向平面
SL‧‧‧劃線
S10、S101、S102、S11、S111、S112、S12、S121、S122、S131、S132、S141、S142、S143、S144、S145‧‧‧步驟
圖1是第1壓電裝置100的分解立體圖。
圖2是第1壓電裝置100的A-A剖面圖。
圖3是第2壓電裝置200的分解立體圖。
圖4是第3壓電裝置300的分解立體圖。
圖5是表示第1壓電裝置100、第2壓電裝置200以及第3壓電裝置300的製造的流程圖。
圖6是晶體晶圓20W的平面圖。
圖7是第1壓電裝置100用的第1晶圓30W的平面圖(底面)。
圖8是第2壓電裝置200用的第1晶圓40W的平面圖(底面)。
圖9是第3壓電裝置300用的第1晶圓50W的平面圖(底面)。
圖10是A端子遮罩30M的平面圖(安裝面用)。
圖11是B端子遮罩40M的平面圖(安裝面用)。
圖12是C端子遮罩50M的平面圖(安裝面用)。
本說明書中,使用AT切割的晶體振動元件(AT-cut crystal resonator),來作為壓電振動元件(piezoelectric vibration element)。即,AT切割的晶體振動元件中,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。因此,使用以AT切割的晶體振動元件的軸方向為基準而傾斜的新的軸來作為Y'軸以及Z'軸。即,在本發明中,將壓電振動元件的長邊方向設為X軸方向、壓電振動元件的高度方向設為Y'軸方向、與X以及Y'軸方向垂直的方向設為Z'軸方向來進行說明。
對於第1壓電裝置100的整體結構,參照圖1以及圖2來進行說明。圖1是以從第1壓電裝置100的第1容器體30側觀察的分解立體圖,來顯示出安裝面。圖1中未繪出密封材LG。圖2是圖1的A-A剖面圖。
如圖1以及圖2所示,第1壓電裝置100包括:具有凹部12的
第2容器體10、具有凹部32的第1容器體30及具有外框22的晶體振動元件20。
晶體振動元件20是由經AT切割而成的晶體材料所形成,且具有+Y'側的晶體接合面M3與-Y'側的晶體接合面M4。晶體振動元件20包含:晶體振動部21及包圍晶體振動部21的外框22。晶體振動部21為矩形狀,而且,包含四邊的外框22也成為矩形狀的框。貫穿上下的U字型的間隙部23a與直線狀的間隙部23b形成在晶體振動部21與外框22之間。晶體振動部21與外框22的一對連結部29成為:未形成間隙部23a以及間隙部23b的部分。另外,也可並非形成一對連結部29而是僅形成一根連結部29。而且,晶體振動部21也可為在Y'軸方向上變厚的台面(mesa)形狀。
矩形狀的激振電極24a、24b分別形成在晶體振動部21的晶體接合面M3與晶體接合面M4。與激振電極24a、24b導電的引出電極25a、25b分別形成在外框22的兩面。引出電極25a連接於連接電極28a。進而,側面電極27形成在間隙部23a的+X端的-Z'側,引出電極25b經由側面電極27而連接於連接電極28b。
此處,激振電極24a、24b、引出電極25a、25b以及連接電極28a、28b例如使用作為基底的鉻層,於鉻層的上表面使用金層。而且,鉻層的厚度例如為0.05 μm~0.1 μm,金層的厚度例如為0.2 μm~2 μm。
第1容器體30包含:平板矩形狀的玻璃或晶體材料。第1容器體30在形成於-Y'側的面上的凹部32的周圍具有接合面M2,且在+Y'側的面上具有安裝面M1。而且,第1容器體30中,一對電極引出部36沿對角線方向形成在Z'軸方向的兩端。電極引出部36為貫穿孔BH(參照圖7)的一部分。
如圖1所示,一對連接電極38a、38b形成在第1容器體30的接
合面M2側。此處,連接電極38a電性連接於側面電極37a。連接電極38b電性連接於側面電極37b,該側面電極37b相對於側面電極37a而配置於第1容器體30的對角線方向。如圖2所示,側面電極37a、37b以覆蓋密封材LG的側面的方式而形成。
進而,第1容器體30在安裝面M1上具有一對安裝端子(熱端子)35a、35b,所述一對安裝端子35a、35b分別電性連接至側面電極37a、37b。安裝端子35a、35b沿第1容器體30的長邊方向(X軸方向)延伸,且配置於+Z'軸側以及-Z'軸側這兩側,並經由側面電極37a、37b而分別連接於連接電極38a、38b。通過濺鍍(sputtering)以及無電解鍍敷等,同時形成安裝端子(熱端子)35a、35b、側面電極37a、37b及連接電極38a、38b。
第2容器體10包含:平板矩形狀的玻璃或晶體材料。第2容器體10具有矩形凹部12及形成於其周圍的接合面M5。
如圖2所示,第1容器體30的接合面M2接合於外框22的晶體接合面M3。通過該接合,安裝端子(熱端子)35a、35b導通至激振電極24a、24b為止。當對安裝端子(熱端子)35a、35b施加交變電壓(使正負交變的電位)時,晶體振動元件20進行厚度切變振動(thickness-shear vibration)。而且,第2容器體10的接合面M5接合於晶體振動元件20的外框22的晶體接合面M4。
如圖2所示,第2容器體10的接合面M5、晶體振動元件20的晶體接合面M4、M3以及第1容器體30的接合面M2例如通過作為非導電性黏結劑的密封材LG而接合。密封材LG是使用低熔點玻璃、聚醯亞胺(polyimide)樹脂或環氧(epoxy)樹脂。這些密封材LG的耐水性‧耐濕性優異,能夠防止空氣中的水分進入空腔(cavity)內、或防止空腔內的真空
度惡化。而且,低熔點玻璃為添加有黏合劑(binder)與溶劑的膏(paste)狀,藉由煅燒並冷卻來對接合面M2~M5進行接合。
圖3是從第2壓電裝置200的第3容器體40側觀察的分解立體圖。第2壓電裝置200包括:具有凹部12的第2容器體10、具有凹部32的第3容器體40以及具有外框22的晶體振動元件20。
第2壓電裝置200與第1壓電裝置100中,第3容器體40的安裝端子45a、45b的形狀不同。安裝端子的形狀是根據印刷配線基板上的配線圖案來選擇。對於與第1壓電裝置100相同的構件標注相同的符號。省略針對相同構件的說明。
第3容器體40具有安裝面M1以及接合面M2。而且,第3容器體40的安裝面M1具有安裝端子45a、45b,其不同於第1容器體30的沿X軸方向形成的安裝端子(熱端子)35a、35b。第3容器體40在安裝面M1上具有一對安裝端子(熱端子)45a、45b,所述一對安裝端子45a、45b分別電性連接至側面電極47a、47b。安裝端子45a、45b沿第3容器體40的短邊方向(Z'軸方向)延伸,且配置於+X軸側以及-X軸側的兩側。在一對電極引出部46中的一方,形成有與安裝端子45a連接的側面電極47a。而且,側面電極47a是與連接電極48a連接。在一對電極引出部46中的另一方,形成有與安裝端子45b連接的側面電極47b。而且,側面電極47b是與連接電極48b(未圖示)連接。電極引出部46為貫穿孔BH(參照圖8)的一部分。
圖4是從第3壓電裝置300的第4容器體50側觀察的分解立體圖。第3壓電裝置300包括:具有凹部12的第2容器體10、具有凹部32
的第4容器體50以及具有外框22的晶體振動元件20。
第3壓電裝置300與第1壓電裝置100中,第4容器體50的安裝端子55a~55c的形狀不同。對於與第1壓電裝置100相同的構件標注相同的符號。省略針對相同構件的說明。
第4容器體50具有安裝面M1以及接合面M2。而且,第4容器體50的安裝面M1具有4個安裝端子55a~55c。而且,第4容器體50中,一對電極引出部56沿對角線方向形成在Z'軸方向的兩端。在一對電極引出部56中的一方,形成有與安裝端子55a連接的側面電極57a。而且,側面電極57a是與連接電極58a連接。在一對電極引出部56中的另一方,形成有與安裝端子55b連接的側面電極57b。而且,側面電極57b是與連接電極58b(未圖示)連接。電極引出部56為貫穿孔BH(參照圖9)的一部分。
4個安裝端子55a~55c中的安裝端子(熱端子)55a、55b導通至激振電極24a、24b為止。當對安裝端子(熱端子)55a、55b施加交變電壓時,晶體振動元件20進行厚度切變振動。
另一方面,4個安裝端子55a~55c中的一對安裝端子55c為接地(earth)端子用的安裝端子。即,安裝端子(接地端子)55c與第4容器體50的安裝端子55a、55b是配置於不同的對角線方向上。此處,安裝端子(接地端子)55c也可被用作接地,但也可用於將第3壓電裝置300牢固地接合於安裝印刷基板(未圖示),而並不電性連接於印刷基板的接地。
圖5是表示第1壓電裝置100、第2壓電裝置200以及第3壓電裝置300的製造的流程圖。而且,圖6是晶體晶圓(quartz-crystal wafer)20W的平面圖。
圖7是為了第1壓電裝置100用而製造的第1晶圓30W的平面圖,圖8是為了第2壓電裝置200用而製造的第1晶圓40W的平面圖,圖9是為了第3壓電裝置300用而製造的第1晶圓50W的平面圖。圖7、圖8以及圖9描繪了圖5的步驟S142~S144已完成的狀態。圖7、圖8以及圖9中,安裝端子的配置(底部圖案)互不相同。圖10是A端子遮罩30M的平面圖,圖11是B端子遮罩40M的平面圖,圖12是C端子遮罩50M的平面圖。
在步驟S10中,製造晶體振動元件20。步驟S10包括:步驟S101及步驟S102。
在步驟S101中,通過濕式蝕刻(wet etching),在晶體晶圓20W上形成多個晶體振動元件20的外形(參照圖6)。即,在晶體晶圓20W上形成晶體振動部21、外框22及間隙部23a、23b。接下來,通過濺鍍或真空蒸鍍,在晶體晶圓20W的兩面以及側面依序形成鉻層以及金層。
在步驟S102中,在金屬層的整個面上均勻地塗佈光阻劑(photo resist)。然後,使用曝光裝置(未圖示),將繪製於光罩(photo mask)上的激振電極24a、24b、引出電極25a、25b、側面電極27以及連接電極28a、28b的圖案曝光至晶體晶圓20W上。接下來,對從光阻劑露出的金屬層進行蝕刻。由此,如圖1以及圖2所示,在晶體晶圓20W兩面形成激振電極24a、24b以及引出電極25a、25b。
在步驟S11中,製造第1容器體30。步驟S11包括:步驟S111、S112。
在步驟S111中,準備第1晶圓30W(40W、50W)。然後,通過蝕刻而在接合面M2上形成凹部32。而且,在與第1容器體30(第3容器體40、第4容器體50)的兩角對應的部位形成貫穿第1晶圓30W(40W、
50W)的貫穿孔BH(參照圖7~圖9)。在由第1晶圓30W(40W、50W)分割為壓電裝置時,貫穿孔BH成為電極引出部36、46、56(參照圖1、圖3或圖4)。第1晶圓30W(40W、50W)尚不具有安裝端子。另外,第1晶圓30W(40W、50W)在步驟S142~S144中形成不同的安裝端子,但直至步驟S142~S144的跟前的步驟為止,第1晶圓30W是具有相同的貫穿孔BH的相同形狀的晶體晶圓。
在步驟S112中,在第1容器體30(第3容器體40、第4容器體50)的凹部32的周邊部即接合面M2(參照圖1或圖3)上,均勻地形成密封材LG。例如,在密封材LG為低熔點玻璃的情況下,通過絲網印刷(screen print)塗佈低熔點玻璃之後,進行臨時煅燒。在密封材LG為聚醯亞胺樹脂的情況下,通過絲網印刷將聚醯亞胺樹脂塗佈於接合面M2上之後,進行臨時固化。也可取代在第1容器體30(第3容器體40、第4容器體50)的接合面M2上塗佈低熔點玻璃或聚醯亞胺樹脂,而在外框22的晶體接合面M3上塗佈低熔點玻璃或聚醯亞胺樹脂。
在步驟S12中,製造第2容器體10。步驟S12包括:步驟S121、S122。
在步驟S121中,準備第2晶圓10W(未圖示)。然後,通過蝕刻,在第2晶圓10W上形成凹部12(參照圖1或圖3)。
在步驟S122中,在第2容器體10的凹部12的周邊部即接合面M5(參照圖1)上,均勻地形成密封材LG。例如,在密封材LG為低熔點玻璃的情況下,通過絲網印刷塗佈低熔點玻璃之後,進行臨時煅燒。在密封材LG為聚醯亞胺樹脂的情況下,通過絲網印刷將聚醯亞胺樹脂塗佈於接合面M5上之後,進行臨時固化。也可取代在第2容器體10的接合面M5上塗佈低熔點玻璃或聚醯亞胺樹脂,而在外框22的晶體接合面M4上塗佈
低熔點玻璃或聚醯亞胺樹脂。
在圖5的流程圖中,晶體振動元件20的製造步驟S10、第1容器體30(第3容器體40、第4容器體50)的製造步驟S11與第2容器體10的製造步驟S12能夠分別並行地進行。
接下來,在步驟S131中,將第2晶圓10W、第1晶圓30W以及晶體晶圓20W予以接合。在第2晶圓10W、第1晶圓30W以及晶體晶圓20W的周緣部的一部分,形成有定向平面(orientation flat)OF(參照圖6~圖9)。第2晶圓10W、第1晶圓30W以及晶體晶圓20W是以定向平面OF為基準而精密地重疊。在密封材LG為低熔點玻璃的情況下,將重疊的第2晶圓10W、第1晶圓30W以及晶體晶圓20W放入充滿了惰性氣體的腔室(chamber)(未圖示)或真空腔室(未圖示)內,並加熱到350℃至400℃左右。然後,密封材LG熔融,3片晶圓被彼此擠壓。隨後,密封材LG冷卻至室溫為止,3片晶圓接合。重疊的晶圓的空腔內也成為充滿惰性氣體或真空的狀態。
通過該步驟,將第2晶圓10W、第1晶圓30W以及晶體晶圓20W予以接合。若從第1晶圓30W側觀察接合的3片晶圓,則可從貫穿孔BH看到晶體振動部21的連接電極28a或28b。第1晶圓30W尚不具有安裝端子。
在步驟S132中,為了濺鍍或真空蒸鍍用,而準備A端子遮罩30M(參照圖10)以及B端子遮罩40M(參照圖11)與C端子遮罩50M(參照圖12)。
A端子遮罩30M為金屬製的遮罩框80,且具有:遮蔽區域81,遮蔽因濺鍍等造成的金屬粒子;以及開口的底部圖案區域82~85,使金屬粒子通過。底部圖案區域82~85沿X軸方向形成為較長(參照圖10)。底
部圖案區域82~85是與相鄰的第1容器體30的安裝端子(熱端子)35a、35b、側面電極37a、37b以及連接電極38a、38b對應的區域。
B端子遮罩40M為金屬製的遮罩框80,且具有:遮蔽區域81,遮蔽因濺鍍等造成的金屬粒子;以及開口的底部圖案區域86~88,使金屬粒子通過。底部圖案區域86~88沿Z軸方向形成為較長(參照圖11)。底部圖案區域86~88是與相鄰的第3容器體40的安裝端子(熱端子)45a、45b、側面電極47a、47b以及連接電極48a、48b對應的區域。
C端子遮罩50M為金屬製的遮罩框90,且具有:遮蔽區域91,遮蔽因濺鍍等造成的金屬粒子;以及開口的底部圖案區域92~96,使金屬粒子通過(參照圖12)。底部圖案區域92~96是與相鄰的第4容器體50的安裝端子(熱端子)55a、55b及安裝端子(接地端子)55c、側面電極57a、57b以及連接電極58a、58b對應的區域。底部圖案區域92~96是與相鄰的4個第4容器體50的安裝端子(55a、55b、55c、55c)對應,且呈正方形狀。
接下來,在步驟S141中,選擇是製造第1壓電裝置100,還是製造第2壓電裝置200,抑或是製造第3壓電裝置300。於製造第1壓電裝置100時進入步驟S142,於製造第2壓電裝置200時進入步驟S143,於製造第3壓電裝置300時進入步驟S144。壓電裝置100~300是在步驟S141中根據交貨對象的規格等而選擇。
在步驟S142中,製造第1壓電裝置100的安裝端子圖案。選擇繪製有安裝端子35a、35b的A端子遮罩30M,並將A端子遮罩30M載置於第1晶圓30W的安裝面M1上。接下來,通過濺鍍或真空蒸鍍,在第1晶圓30W的安裝面M1以及貫穿孔BH上依序形成鉻層以及金層。作為基底的鉻層的厚度例如為0.05 μm~0.1 μm,金層的厚度例如為0.2 μm~1 μm。
如圖1以及圖2所示,在第1晶圓30W(第1容器體30)的安裝面M1上形成安裝端子35a、35b。而且,在貫穿孔BH中形成側面電極37a、37b以及連接電極38a、38b。在加厚安裝端子(熱端子)35a、35b、側面電極37a、37b以及連接電極38a、38b時,也可通過無電解鍍敷等而在金層的上表面形成1 μm~3 μm的鎳層等。當結束步驟S142時,從安裝端子(熱端子)35a、35b導通至激振電極24a、24b為止。
在步驟S143中,製造第2壓電裝置200的安裝端子圖案。選擇繪製有安裝端子45a、45b的B端子遮罩40M,並將B端子遮罩40M載置於第1晶圓40W的安裝面M1上。接下來,通過濺鍍或真空蒸鍍,在第1晶圓40W的安裝面M1以及貫穿孔BH上依序形成鉻層以及金層。
如圖3所示,在第1晶圓40W(第3容器體40)的安裝面M1上形成安裝端子45a、45b。而且,在貫穿孔BH中形成側面電極47a、47b以及連接電極48a、48b。在加厚安裝端子(熱端子)45a、45b、側面電極47a、47b以及連接電極48a、48b時,也可通過無電解鍍敷等而在金層的上表面形成1 μm~3 μm的鎳層等。當結束步驟S143時,從安裝端子(熱端子)45a、45b導通至激振電極24a、24b為止。
在步驟S144中,製造第3壓電裝置300的安裝端子圖案。選擇繪製有安裝端子55a~55c的C端子遮罩50M,並將C端子遮罩50M載置於第1晶圓50W的安裝面M1上。接下來,通過濺鍍或真空蒸鍍,在第1晶圓50W的安裝面M1以及貫穿孔BH上依序形成鉻層以及金層。
如圖4所示,在第1晶圓50W(第4容器體50)的安裝面M1上形成安裝端子(熱端子)55a、55b以及安裝端子(接地端子)55c。而且,在貫穿孔BH中形成側面電極57a、57b以及連接電極58a、58b。若有必要,則也可通過無電解鍍敷等,而在這些端子或電極的上表面形成鎳層等。當
結束步驟S144時,從安裝端子(熱端子)55a、55b導通至激振電極24a、24b為止。
接下來,在步驟S145中,將接合的晶體晶圓20W、第1晶圓(30W、40W、50W)與第2晶圓10W以壓電裝置為單位加以切斷。具體而言,沿著圖6~圖9所示的一點鏈線的劃線(scribe line)SL,以第1壓電裝置100、第2壓電裝置200或第3壓電裝置300為單位而單片化。切斷步驟是採用使用激光(laser)的切割(dicing)裝置或使用刀片(blade)的切割裝置等。通過以上的方法,製造數百至數千個第1壓電裝置100、第2壓電裝置200或第3壓電裝置300。
即使是相同頻率特性的壓電裝置,安裝端子的配置(底部圖案)有時也會視用途等而不同。然而,若只是安裝端子的配置不同,便要製造不同形狀或電極的第2晶圓10W、第1晶圓(30W、40W、50W)以及晶體晶圓20W等,將會耗費成本。本實施方式中,只要選擇A端子遮罩30M、B端子遮罩40M與C端子遮罩50M中的任一者,便能夠製造第1壓電裝置100、第2壓電裝置200或第3壓電裝置300。
另外,在圖5的流程圖的步驟S131中,將第2晶圓10W、第1晶圓30W以及晶體晶圓20W予以接合。但是,也可如圖5中的虛線箭頭所示,在步驟S142~S144之後接合第2晶圓10W。具體而言,在步驟S131中,於大氣中接合第1晶圓30W以及晶體晶圓20W這兩片晶圓。然後,在步驟S142~S144之後,於惰性氣體中或真空中,在已接合的2片晶圓上接合第2晶圓10W。
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而實
施。
例如,本實施方式中,使用了AT切割的晶體振動元件,但也可適用於具有一對振動臂(arm)的音叉型的振動元件。而且,實施方式中,使用了晶體振動元件,但除了晶體以外,還能夠利用鉭酸鋰(lithium tantalate)、鈮酸鋰(lithium niobate)等的壓電材料。進而,作為壓電裝置,本發明也可適用於使裝入有振盪電路的積體電路(Integrated Circuit,IC)等配置於封裝(package)內的壓電振盪器。
S10、S101、S102、S11、S111、S112、S12、S121、S122、S131、S132、S141、S142、S143、S144、S145‧‧‧步驟
Claims (7)
- 一種壓電裝置的製造方法,其特徵在於包括:準備形成有多個壓電振動元件的壓電晶圓的步驟,所述壓電振動元件具有壓電片及外框,所述壓電片具有一對激振電極,所述外框以包圍所述壓電片的方式形成,所述外框包含從所述激振電極引出的一對引出電極;準備第1晶圓的步驟,所述第1晶圓包含絕緣材,所述第1晶圓形成有多個第1容器體以及多個貫穿孔,所述第1容器體包括:與所述壓電振動元件的一方的主面接合的第1接合面、及所述第1接合面的相反側的底面,所述多個貫穿孔在相鄰的所述第1容器體的共用邊上、從所述第1接合面貫穿至所述底面為止;接合步驟,將所述壓電晶圓與所述第1晶圓予以接合;分別準備第1端子遮罩與第2端子遮罩的步驟,所述第1端子遮罩用於形成在所述底面上形成的電源用的及振動頻率的輸出用的一對熱端子,所述第2端子遮罩用於形成所述一對熱端子及接地用的接地端子;選擇步驟,在所述接合步驟後,選擇所述第1晶圓的底面上的、所述第1端子遮罩的配置與所述第2端子遮罩的配置;以及形成步驟,在所述選擇步驟後,經由所述第1端子遮罩而形成具有所述電源端子及所述輸出端子的底面,或者,經由所述第2端子遮罩而形成具有所述電源端子、所述輸出端子及所述接地端子的底面。
- 如申請專利範圍第1項所述的壓電裝置的製造方法,更包括:準備形成有多個第2容器體的第2晶圓的步驟,所述第2晶圓包含絕緣材,所述第2容器體包括:與所述壓電振動元件的另一方的主面接合的第2接合面、及所述第2接合面的相反側的頂面, 所述接合步驟將所述壓電晶圓、所述第1晶圓以及所述第2晶圓予以接合。
- 如申請專利範圍第2項所述的壓電裝置的製造方法,其中,所述第2容器體形成為平板矩形狀。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的壓電裝置的製造方法,其中,所述壓電振動元件是形成為矩形狀,在所述壓電片與所述外框的短邊之間形成有連結部,所述一對引出電極經由所述連結部分別延伸至相向的兩短邊為止,所述第1容器體是形成為平板矩形狀,在相鄰的所述第1容器體的共用邊的至少1邊形成有1個所述貫穿孔,所述熱端子連接於所述貫穿孔,所述一對引出電極分別連接於所述熱端子。
- 如申請專利範圍第4項所述的壓電裝置的製造方法,其中,所述第1端子遮罩具有:沿所述第1容器体的长边方向延伸的所述热端子用的开口图案。
- 如申請專利範圍第4項所述的壓電裝置的製造方法,其中,所述第2端子遮罩具有:正方形狀的所述熱端子用的開口圖案。
- 一種壓電裝置,其具有所述壓電振動元件,所述壓電裝置的特徵在於,所述壓電裝置是利用如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的所述的製造方法而製造。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012033925A JP2013172244A (ja) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | 圧電デバイスの製造方法及び圧電デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201336127A true TW201336127A (zh) | 2013-09-01 |
Family
ID=48963245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW102105877A TW201336127A (zh) | 2012-02-20 | 2013-02-20 | 壓電裝置的製造方法以及壓電裝置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130214649A1 (zh) |
| JP (1) | JP2013172244A (zh) |
| CN (1) | CN103259504A (zh) |
| TW (1) | TW201336127A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI660582B (zh) * | 2017-06-22 | 2019-05-21 | 日商大真空股份有限公司 | 晶體振動片及晶體振動元件 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6744078B2 (ja) * | 2015-09-15 | 2020-08-19 | リバーエレテック株式会社 | 水晶振動子 |
-
2012
- 2012-02-20 JP JP2012033925A patent/JP2013172244A/ja active Pending
-
2013
- 2013-02-19 US US13/769,831 patent/US20130214649A1/en not_active Abandoned
- 2013-02-19 CN CN2013100538096A patent/CN103259504A/zh active Pending
- 2013-02-20 TW TW102105877A patent/TW201336127A/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI660582B (zh) * | 2017-06-22 | 2019-05-21 | 日商大真空股份有限公司 | 晶體振動片及晶體振動元件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103259504A (zh) | 2013-08-21 |
| JP2013172244A (ja) | 2013-09-02 |
| US20130214649A1 (en) | 2013-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8896185B2 (en) | Piezoelectric device | |
| JP5883665B2 (ja) | 水晶振動片及び水晶デバイス | |
| US8476811B2 (en) | Piezoelectric device with tuning-fork type piezoelectric vibrating piece | |
| US20130002096A1 (en) | Piezoelectric vibrating device and method for manufacturing same | |
| JP2012065305A (ja) | 圧電デバイスの製造方法及び圧電デバイス | |
| JP2012199606A (ja) | 水晶振動片及び水晶デバイス | |
| JP2012034086A (ja) | 圧電デバイスの製造方法及び圧電デバイス | |
| JP7800758B2 (ja) | 水晶振動素子及びその製造方法 | |
| JPWO2019065519A1 (ja) | 圧電振動子及び圧電振動子の製造方法 | |
| US20130049541A1 (en) | Surface mount type piezoelectric device | |
| JP2016158147A (ja) | 水晶素子および水晶デバイス | |
| JP2012186709A (ja) | 圧電振動片及び圧電デバイス | |
| JP5148659B2 (ja) | 圧電デバイス | |
| JP2012217111A (ja) | 圧電デバイス及びその製造方法 | |
| TW201336127A (zh) | 壓電裝置的製造方法以及壓電裝置 | |
| US10938368B2 (en) | Piezoelectric-resonator-mounting substrate, and piezoelectric resonator unit and method of manufacturing the piezoelectric resonator unit | |
| US8686621B2 (en) | Piezoelectric devices and methods for manufacturing the same | |
| JP2016039516A (ja) | 圧電デバイス | |
| US8823247B2 (en) | Piezoelectric vibrating devices including respective packages in which castellations include respective connecting electrodes | |
| US10170684B2 (en) | Tuning fork type crystal blank, tuning fork type crystal element, and crystal device | |
| JP5071546B2 (ja) | 圧電振動デバイス | |
| JP2013187735A (ja) | 水晶振動片及び水晶デバイス | |
| JP2012142688A (ja) | 圧電デバイスおよびその製造方法 | |
| JP2012257158A (ja) | 圧電デバイスの製造方法及び圧電デバイス | |
| JP5637868B2 (ja) | 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法 |