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TW201801473A - 壓電振動元件及壓電振動元件的製造方法 - Google Patents

壓電振動元件及壓電振動元件的製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種壓電振動元件。壓電振動元件中，晶振片上的環狀振動側第一接合圖案與第一密封件上的環狀密封側第一接合圖案接合；晶振片上的環狀振動側第二接合圖案與第二密封件上的環狀密封側第二接合圖案接合，而形成環狀接合構件，實現壓電振動的振動部被接合構件氣密密封，接合構件的內周緣部及外周緣部被形成為比內周緣部與外周緣部之間的中間部分密集的狀態。

Description

壓電振動元件及壓電振動元件的製造方法
本創作涉及一種壓電振動元件及壓電振動元件的製造方法。
近年，各種電子設備朝著工作頻率高頻化、封裝體小型化(特別是低矮化)方向發展。因此，隨著高頻化及封裝體小型化，要求壓電振動元件(例如晶體諧振器、晶體振盪器等)也對應於高頻化及封裝體小型化。
這樣的壓電振動元件中，其殼體由近似長方體的封裝體構成。該封裝體包括，由玻璃或石英晶體構成的第一密封件和第二密封件；及由石英晶體構成且在兩個主面上形成有激發電極的晶振片，第一密封件與第二密封件通過晶振片而疊層接合，在封裝體的內部(內部空間)配置的晶振片的激發電極被氣密密封(例如，參照專利文獻1)。另外，將這樣的壓電振動元件的疊層形態稱為三明治結構。
如上所述的壓電振動元件中，壓電振動板的振動部的氣密密封例如通過在第一密封件、壓電振動板及第二密封件上分別形成的環狀金屬圖案(金屬膜)而實現。在此情況下，通過將第一密封件及壓電振動板的金屬圖案彼此接合，並將壓電振動板及第二密封件的金屬圖案彼此接合，而形成對實現壓電振動的振動部進行密封的密封部(密封用接合件)，且該密封部被形成為俯視呈包圍振動部週邊的環狀。對於這樣的三明治結構的壓電振動元件，要求提高第一密封件與壓電振動板之間存在的環狀密封用接合件的氣密性、及壓電振動板與第二密封件之間存在的環狀密封用接合件的氣密性。
另外，不僅僅是三明治結構的壓電振動元件，對於採用在由基座及蓋體構成的空間內容納實現壓電振動的壓電振動片(振動部)的結構的壓電振動元件，同樣要求提高基座與蓋體之間存在的環狀密封用接合件的氣密性。
專利文獻1：日本特開2010-252051號公報
鑒於上述技術問題，本發明的目的在於，提供一種能使對實現壓電振動的振動部的外圍進行氣密密封的環狀密封用接合件的氣密性提高的壓電振動元件及壓電振動元件的製造方法。
作為解決上述技術問題的技術方案，本發明採用以下結構。即，本發明為一種壓電振動元件，通過將第一構件上形成的環狀的第一金屬膜與第二構件上形成的環狀的第二金屬膜接合，而形成環狀的密封用接合件，實現壓電振動的振動部被所述密封用接合件氣密密封，其特徵在於：所述密封用接合件的內周緣部及外周緣部被形成為比所述內周緣部與所述外周緣部之間的中間部分密集的狀態。在此，接合構件被形成為“密集的狀態”是指，接合構件被形成為接合構件內部產生的空洞較少的狀態，與此相反，接合構件被形成為接合構件的內部產生的空洞較多的狀態被稱為接合構件被形成為“稀疏的狀態”。
基於本發明，通過在密封用接合件上設置多個密集狀態的接合區域，具體而言是內周緣部及外周緣部，能使對實現壓電振動的振動部進行密封的密封用接合件的氣密性提高。詳細而言，由於內周緣部及外周緣部作為空洞較少的密集狀態的接合區域被形成為環狀，所以振動部被內外兩重密封。因此，基於上述結構，與未設置密集狀態的接合區域的情況、未形成環狀的密集狀態的接合區域的情況、只形成一個密集狀態的環狀接合區域的情況相比，能使密封用接合件的氣密性提高。
本發明中，可以為，所述第一金屬膜、所述第二金屬膜被形成為，各自被環狀狹縫分離成內周側金屬膜和外周側金屬膜，所述密封用接合件被形成為，分離成內周側密封用接合件和外周側密封用接合件。或者也可以為，所述第一金屬膜被形成為，被環狀狹縫分離成內周側金屬膜和外周側金屬膜，所述密封用接合件被形成為，分離成內周側密封用接合件和外周側密封用接合件。
基於本發明，通過在內周側密封用接合件和外周側密封用接合件上設置多個密集狀態的接合區域，具體而言是設置內周緣部及外周緣部，能使對實現壓電振動的振動部進行密封的內周側密封用接合件及外周側密封用接合件的氣密性提高。
本發明，可以為，俯視時，所述第一金屬膜的外周緣與所述第二金屬膜的外周緣位置不同。
基於本發明，能吸收在將第一構件和第二構件疊層接合時產生的疊層位移(位置偏差)，即便是產生了這樣的疊層位移，也能將接合構件的內周緣部及外周緣部形成為密集的狀態。
本發明中，可以為，該壓電振動元件包括，在基板的一個主面上形成有第一激發電極、在所述基板的另一個主面上形成有與所述第一激發電極成對的第二激發電極的壓電振動板；覆蓋所述壓電振動板的所述第一激發電極的第一密封件；及覆蓋所述壓電振動板的所述第二激發電極的第二密封件，在所述第一密封件與所述壓電振動板之間及所述壓電振動板與所述第二密封件之間，分別形成有所述密封用接合件。在此情況下，較佳為，所述第一密封件、所述第二密封件由厚度為30μm~80μm的脆性材料構成，所述第一密封件與所述壓電振動板之間的間隙、及所述壓電振動板與所述第二密封件之間的間隙被設定在所述第一密封件、所述第二密封件的厚度的0.1倍以下。
基於本發明，在加壓狀態下形成密封用接合件的情況下，能將密封用接合件的內周緣部及外周緣部形成為更密集的狀態，從而能進一步提高密封用接合件的氣密性。
另外，本發明為一種壓電振動元件的製造方法，所述壓電振動元件為，通過將第一構件上形成的環狀的第一金屬膜與第二構件上形成的環狀的第二金屬膜接合，而形成環狀的密封用接合件，實現壓電振動的振動部被所述密封用接合件氣密密封，其特徵在於，所述第一金屬膜、所述第二金屬膜均為由金(Au)構成的金屬膜，且通過濺射形成所述第一金屬膜、所述第二金屬膜，在加壓狀態下進行所述密封用接合件的形成。
基於本發明，通過濺射，能在第一構件、第二構件上容易地形成第一金屬膜、第二金屬膜。另外，由於密封用接合件是通過加壓狀態下的接合(Au-Au接合)而形成的，所以能使密封用接合件的接合力牢固。除此之外，由於形成密封用接合件時，環狀的密封用接合件的內周緣部及外周緣部被形成為比內周緣部與外周緣部之間的中間部分密集的狀態(空洞比較少的狀態)，所以能使對實現壓電振動的振動部進行密封的密封用接合件的氣密性提高。換言之，由於在環狀的密封用接合件上設置有多個密集狀態的接合區域，具體而言是設置有內周緣部及外周緣部，所以能使對實現壓電振動的振動部進行密封的密封用接合件的氣密性提高。詳細而言，內周緣部及外周緣部作為空洞較少的密集狀態的接合區域被形成為環狀，所以振動部被內外兩重密封。因而，基於本發明，與未設置密集狀態的接合區域的情況、密集狀態的接合區域未形成為環狀的情況、或只形成有一個密集狀態的環狀接合區域的情況相比，能使密封用接合件的氣密性提高。
本發明中，可以為，所述第二構件由厚度為30~80μm的脆性材料構成，所述第一構件與所述第二構件之間的間隙被設定在所述第二構件的厚度的0.1倍以下。
基於本發明，在加壓狀態下進行接合時，能將密封用接合件的內周緣部及外周緣部形成為更密集的狀態，從而能進一步提高密封用接合件的氣密性。另外，從降低加工費、簡化結構的觀點、以及確保第二構件和壓電振動元件整體的剛性的觀點出發，較佳為，採用平板狀的構件作為第二構件。
本發明中，也可以為，所述第一金屬膜、所述第二金屬膜的任意一方被形成為，被環狀狹縫分離成內周側金屬膜和外周側金屬膜，所述密封用接合件被形成為，分離成內周側密封用接合件和外周側密封用接合件。或者也可以為，所述第一金屬膜、所述第二金屬膜被形成為，各自被環狀狹縫分離成內周側金屬膜和外周側金屬膜，所述密封用接合件被形成為，分離成內周側密封用接合件和外周側密封用接合件。
基於本發明，由於在內周側密封用接合件和外周側密封用接合件上設置有多個密集狀態的接合區域，具體而言是設置有內周緣部及外周緣部，所以能使對實現壓電振動的振動部進行密封的內周側密封用接合件及外周側密封用接合件的氣密性提高。
本發明中，也可以為，所述壓電振動元件包括，在基板的一個主面上形成有第一激發電極、在所述基板的另一個主面上形成有與所述第一激發電極成對的第二激發電極的壓電振動板；覆蓋所述壓電振動板的所述第一激發電極的第一密封件；及覆蓋所述壓電振動板的所述第二激發電極的第二密封件，所述第一密封件與所述壓電振動板之間及所述壓電振動板與所述第二密封件之間，分別形成有所述密封用接合件。
基於本發明，在加壓狀態下進行接合時，能將密封用接合件的內周緣部及外周緣部形成為更密集的狀態，從而能進一步提高密封用接合件的氣密性。
發明的效果：基於本發明，由於作為密集狀態的接合區域的內周緣部及外周緣部被形成為環狀，所以振動部被內外兩重密封，從而能使密封用接合件的氣密性提高。
以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。在此，將晶體諧振器作為壓電振動元件的一例進行說明。
＜晶體諧振器＞
本實施方式所涉及的晶體諧振器10中，如圖1所示，設置有晶振片2(第一構件)、第一密封件3(第二構件)、及第二密封件4(第二構件)。其中，第一密封件3覆蓋晶振片2的第一激發電極221(參照圖4)，並對形成在晶振片2的一個主面211上的第一激發電極221進行氣密密封；第二密封件4在晶振片2的另一個主面212上覆蓋晶振片2的第二激發電極222(參照圖5)，並對形成為與第一激發電極221成對的第二激發電極222進行氣密密封。該晶體諧振器10中，晶振片2與第一密封件3接合，晶振片2與第二密封件4接合，從而構成三明治結構的封裝體12。
晶體諧振器10中，晶振片2和第一密封件3接合的同時，晶振片2和第二密封件4接合，從而形成了封裝體12的內部空間13，在該封裝體12的內部空間13內，包含有形成在晶振片2的兩個主面211、212上的第一激發電極221及第二激發電極222的振動部22被氣密密封。本實施方式所涉及的晶體諧振器10例如採用1.0×0.8mm的封裝體尺寸，以實現小型化和低矮化。另外，為順應小型化，封裝體12中不形成雉堞牆，而用通孔(第一~第三通孔)實現電極的導通。
下面，參照圖1~圖7，對上述晶體諧振器10的各構成部分進行說明。在此，對晶振片2、第一密封件3及第二密封件4未接合時的、分別作為個體而構成的結構進行說明。
如圖4、圖5所示，晶振片2是由石英晶體構成的壓電基板，其兩個主面(一個主面211、另一個主面212)被形成為平坦的平滑面(鏡面加工)。本實施方式中，用進行厚度剪切振動的AT切割石英晶體板作為晶振片2。圖4、圖5所示的晶振片2為，晶振片2的兩個主面211、212在XZ’平面上。該XZ’平面中，與晶振片2的短邊方向平行的方向為X軸方向；與晶振片2的長邊方向平行的方向為Z’軸方向。另外，AT切割是指，作為人工晶體的三個晶軸的電軸(X軸)、機械軸(Y軸)及光學軸(Z軸)中，圍繞X軸以相對Z軸傾斜35度15分的角度進行切割的加工方法。AT切割石英晶體板為，X軸與石英晶體的晶軸的X軸一致。Y’軸及Z’軸與相對石英晶體的晶軸的Y軸及Z軸分別傾斜35度15分的軸一致。Y’軸方向及Z’軸方向相當於將AT切割石英晶體板切割時的切割方向。
在晶振片2的兩個主面211、212上形成有一對激發電極(第一激發電極221、第二激發電極222)。晶振片2具有被形成為近似矩形的振動部22、圍繞著該振動部22的外周的外框部23、以及將振動部22與外框部23連接的連接部(保持部)24，振動部22、連接部24、及外框部23被構成為一體。本實施方式中，只在振動部22與外框部23之間的一個部位設置有連接部24，未設置連接部24的部位成為空隙(間隙)22b。另外，雖未圖示，但振動部22及連接部24被構成為比外框部23更薄。這樣使外框部23與連接部24厚度不同，能使外框部23的固有振動頻率與連接部24的壓電振動的固有振動頻率不同，從而能使外框部23不易與連接部24的壓電振動產生共振。
連接部24只從振動部22的位於+X方向及-Z’方向的一個角部22a朝著-Z’方向延伸至外框部23(突出著)。如此，在振動部22的外周端部中，由於在壓電振動的移位較小的角部22a設置有連接部24，所以，與在角部22a以外的部分(邊的中間部位)設置連接部24的情況相比，能防止壓電振動經由連接部24而洩漏到外框部23的情況發生，從而能使振動部22更高效地進行壓電振動。另外，與設置兩個以上的連接部24的情況相比，能降低作用於振動部22的應力，從而降低這種應力引起的壓電振動的頻率移動，使壓電振動的穩定性提高。
在振動部22的一個主面側設置有第一激發電極221；在振動部22的另一個主面側設置有第二激發電極222。在第一激發電極221、第二激發電極222上連接有用於與外部電極端子(一個外部電極端子431、另一個外部電極端子432)連接的引出電極(第一引出電極223、第二引出電極224)。第一引出電極223從第一激發電極221引出後經由連接部24而與形成在外框部23的連接用接合圖案27相連。第二引出電極224從第二激發電極222引出後經由連接部24而與形成在外框部23的連接用接合圖案28相連。如此，在連接部24的一個主面側形成有第一引出電極223；在連接部24的另一個主面側形成有第二引出電極224。第一激發電極221及第一引出電極223由在一個主面211上通過物理氣相沉積而形成的基底PVD膜、及在該基底PVD膜上通過物理氣相沉積而疊層形成的電極PVD膜構成。第二激發電極222及第二引出電極224由在另一個主面212上通過物理氣相沉積而形成的基底PVD膜、及在該基底PVD膜上通過物理氣相沉積而疊層形成的電極PVD膜構成。
在晶振片2的兩個主面211、212上，分別設置有用於將晶振片2與第一密封件3及第二密封件4接合的振動側密封部25。在晶振片2的一個主面211的振動側密封部25上形成有與第一密封件3接合用的振動側第一接合圖案(第一金屬膜)251。在晶振片2的另一個主面212的振動側密封部25上形成有與第二密封件4接合用的振動側第二接合圖案(第一金屬膜)252。振動側第一接合圖案251及振動側第二接合圖案252被設置在外框部23，俯視呈環狀，外緣形狀及內緣形狀為近似八角形。振動側第一接合圖案251及振動側第二接合圖案252被設置為接近晶振片2的兩個主面211、212的外周緣。晶振片2的一對第一激發電極221、第二激發電極222未與振動側第一接合圖案251及振動側第二接合圖案252電連接。
振動側第一接合圖案251由在一個主面211上通過物理氣相沉積而形成的基底PVD膜2511、及在該基底PVD膜2511上通過物理氣相沉積而疊層形成的電極PVD膜2512構成。振動側第二接合圖案252由在另一個主面212上通過物理氣相沉積而形成的基底PVD膜2521、及在該基底PVD膜2521上通過物理氣相沉積而疊層形成的電極PVD膜2522構成。換言之，振動側第一接合圖案251和振動側第二接合圖案252具有相同結構，由多個層在兩個主面211、212的振動側密封部25上疊層而成，從其最下層側沉積形成有鈦(Ti)層(或鉻(Cr)層)和金(Au)層。如此，振動側第一接合圖案251和振動側第二接合圖案252中，基底PVD膜2511、2521由單一材料(Ti或Cr)構成；電極PVD膜2512、2522由單一材料(Au)構成，且電極PVD膜2512、2522比基底PVD膜2511、2521厚。另外，在晶振片2的一個主面211上形成的第一激發電極221和振動側第一接合圖案251具有相同厚度，第一激發電極221和振動側第一接合圖案251的表面由相同金屬構成。在晶振片2的另一個主面212上形成的第二激發電極222和振動側第二接合圖案252具有相同厚度，第二激發電極222和振動側第二接合圖案252的表面由相同金屬構成。
在此，可對第一激發電極221、第一引出電極223及振動側第一接合圖案251採用相同結構，在此情況下，能通過同一加工處理(例如，濺射)一併形成第一激發電極221、第一引出電極223及振動側第一接合圖案251。同樣，可對第二激發電極222、第二引出電極224及振動側第二接合圖案252採用相同結構，在此情況下，能通過同一加工處理一併形成第二激發電極222、第二引出電極224及振動側第二接合圖案252。
另外，如圖4、圖5所示，在晶振片2上形成有將一個主面211與另一個主面212間貫通的一個通孔(第一通孔26)。第一通孔26被設在晶振片2的外框部23。第一通孔26與第二密封件4的連接用接合圖案453相連。
如圖1、圖4、圖5所示，在第一通孔26中，沿第一通孔26的內壁面形成有貫通電極261，該貫通電極261用於將一個主面211和另一個主面212上分別形成的電極的導通。並且，第一通孔26的中間部分為將一個主面211與另一個主面212間貫通的中空狀態的貫通部分262。在第一通孔26的外圍形成有連接用接合圖案264、265。連接用接合圖案264、265被設置在晶振片2的兩個主面211、212上。
在晶振片2的一個主面211上形成的第一通孔26的連接用接合圖案264在外框部23中沿X軸方向延伸。另外，在晶振片2的一個主面211上形成有與第一引出電極223相連的連接用接合圖案27，該連接用接合圖案27也在外框部23中沿X軸方向延伸。連接用接合圖案27被設置在連接用接合圖案264的Z’軸方向的相反側，與連接用接合圖案264之間夾著振動部22(第一激發電極221)。換言之，在振動部22的Z’軸方向的兩側分別設置有連接用接合圖案27、連接用接合圖案264。
同樣，晶振片2的另一個主面212上形成的第一通孔26的連接用接合圖案265在外框部23中沿X軸方向延伸。另外，在晶振片2的另一個主面212上形成有與第二引出電極224相連的連接用接合圖案28，該連接用接合圖案28也在外框部23中沿X軸方向延伸。連接用接合圖案28被設置在連接用接合圖案265的Z’軸方向的相反側，與連接用接合圖案265之間夾著振動部22(第二激發電極222)。換言之，在振動部22的Z’軸方向的兩側分別設置有連接用接合圖案28、連接用接合圖案265。
連接用接合圖案27、28、264、265的結構與振動側第一接合圖案251、振動側第二接合圖案252相同，能通過與振動側第一接合圖案251、振動側第二接合圖案252同樣的加工處理來形成連接用接合圖案27、28、264、265。具體而言，連接用接合圖案27、28、264、265由在晶振片2的兩個主面211、212上通過物理氣相沉積而形成的基底PVD膜、及在該基底PVD膜上通過物理氣相沉積而疊層形成的電極PVD膜構成。
晶體諧振器10中，俯視時，第一通孔26及各連接用接合圖案27、28、264、265被形成在內部空間13的內側，即，接合構件11a、11b的內周面的內側。俯視時，內部空間13被形成在振動側第一接合圖案251及振動側第二接合圖案252的內側。內部空間13的內側指，不包含後述的接合構件11a、11b的上表面，精確而言是接合構件11a、11b的內周面內側的區域。第一通孔26及連接用接合圖案27、28、264、265未與振動側第一接合圖案251及振動側第二接合圖案252電連接。
对第一密封件3采用彎曲剛度(截面二階矩×楊氏模數)在1000[N･mm2 ]以下的脆性材料。具體而言，如圖2、圖3所示，第一密封件3是由石英晶體構成的近似長方體(平板狀)的基板，該第一密封件3的另一個主面312(與晶振片2接合的面)被形成為平坦的平滑面(鏡面加工)。本實施方式中，採用與上述晶振片2相同的AT切割石英晶體板作為第一密封件3。第一密封件3的厚度被設定為30μm~80μm。
在該第一密封件3的另一個主面312上設置有用於與晶振片2接合的密封側第一密封部32。在密封側第一密封部32上形成有用於與晶振片2接合的密封側第一接合圖案(第二金屬膜)321。密封側第一接合圖案321被形成為俯視呈環狀，外緣形狀及內緣形狀為近似八角形。密封側第一接合圖案321被設置為接近第一密封件3的另一個主面312的外周緣。密封側第一接合圖案321被構成為，在第一密封件3的密封側第一密封部32上的所有部位寬度大致相同。
該密封側第一接合圖案321由在第一密封件3上通過物理氣相沉積而形成的基底PVD膜3211、及在該基底PVD膜3211上通過物理氣相沉積而疊層形成的電極PVD膜3212構成。另外，本實施方式中，對基底PVD膜3211使用鈦(Ti)(或鉻(Cr))，對電極PVD膜3212使用金(Au)。具體而言，密封側第一接合圖案321由多個層在另一個主面312的密封側第一密封部32上疊層而成，從其最下層側沉積形成有Ti層(或Cr層)和Au層。
在第一密封件3的另一個主面312，即，在與晶振片2相向的面上形成有與晶振片2的連接用接合圖案264、27接合的連接用接合圖案35、36。連接用接合圖案35、36沿著第一密封件3的短邊方向(圖3的X軸方向)延伸。連接用接合圖案35和連接用接合圖案36被設置為在第一密封件3的長邊方向(圖3的Z’軸方向)相隔規定間隔，連接用接合圖案35與連接用接合圖案36在Z’軸方向的間隔與晶振片2的連接用接合圖案264與連接用接合圖案27在Z’軸方向的間隔(參照圖4)大致相同。連接用接合圖案35與連接用接合圖案36通過佈線圖案33而相互連接。佈線圖案33被設置在連接用接合圖案35與連接用接合圖案36之間。佈線圖案33沿著Z’軸方向延伸。佈線圖案33未與晶振片2的連接用接合圖案264、27接合。
連接用接合圖案35、36及佈線圖案33與密封側第一接合圖案321結構相同，能通過與密封側第一接合圖案321同樣的加工處理(例如，濺射)來形成連接用接合圖案35、36及佈線圖案33。具體而言，連接用接合圖案35、36及佈線圖案33由在第一密封件3的另一個主面312上通過物理氣相沉積而形成的基底PVD膜、及在該基底PVD膜上通過物理氣相沉積而疊層形成的電極PVD膜構成。
晶體諧振器10中，俯視時，連接用接合圖案35、36及佈線圖案33被形成在內部空間13的內側，即接合構件11a、11b的內周面的內側。連接用接合圖案35、36及佈線圖案33未與密封側第一接合圖案321電連接。
對第二密封件4使用彎曲剛度(截面二階矩×楊氏模數)在1000[N･mm2 ]以下的脆性材料。具體而言，如圖6、圖7所示，第二密封件4是由石英晶體構成的近似長方體(平板狀)的基板，該第二密封件4的一個主面411(與晶振片2接合的面)被形成為平坦的平滑面(鏡面加工)。本實施方式中，採用與晶振片2相同的AT切割石英晶體板作為第二密封件4。第二密封件4的厚度被設定為30μm~80μm。
在該第二密封件4的一個主面411上設置有與晶振片2接合用的密封側第二密封部42。密封側第二密封部42上形成有與晶振片2接合用的密封側第二接合圖案(第二金屬膜)421。密封側第二接合圖案421被形成為俯視呈環狀，外緣形狀及內緣形狀為近似八角形。密封側第二接合圖案421被設置為與第二密封件4的一個主面411的外周緣接近。密封側第二接合圖案421在第二密封件4的密封側第二密封部42上的所有部位寬度大致相同。
該密封側第二接合圖案421由在第二密封件4上通過物理氣相沉積而形成的基底PVD膜4211、及在基底PVD膜4211上通過物理氣相沉積而疊層形成的電極PVD膜4212構成。另外，本實施方式中，對基底PVD膜4211使用鈦(Ti)(或鉻(Cr))；對電極PVD膜4212使用金(Au)。具體而言，密封側第二接合圖案421由多個層在另一個主面412的密封側第二密封部42上疊層而成，從其最下層側沉積形成Ti層(或Cr層)和Au層。
另外，第二密封件4的另一個主面412(與晶振片2不相向的外側的主面)上設置有與外部電連接的一對外部電極端子(一個外部電極端子431、另一個外部電極端子432)。一個外部電極端子431、另一個外部電極端子432如圖1、圖7所示，分別位於第二密封件4的另一個主面412的俯視為長邊方向的兩端。這一對外部電極端子(一個外部電極端子431、另一個外部電極端子432)由在另一個主面412上通過物理氣相沉積而形成的基底PVD膜4311、4321；及在基底PVD膜4311、4321上通過物理氣相沉積而疊層形成的電極PVD膜4312、4322構成。一個外部電極端子431及另一個外部電極端子432分別佔有第二密封件4的另一個主面412的1/4以上的區域。
如圖1、圖6、圖7所示，第二密封件4上形成有將一個主面411與另一個主面412間貫通的兩個通孔(第二通孔45、第三通孔46)。第二通孔45與一個外部電極端子431及晶振片2的連接用接合圖案265相連。第三通孔46與另一個外部電極端子432及晶振片2的連接用接合圖案28相連。
如圖1、圖6、圖7所示，第二通孔45、第三通孔46中，沿著各自的內壁面分別形成有用於將一個主面411和另一個主面412上分別形成的電極導通的貫通電極451、貫通電極461。並且，第二通孔45的中間部分、第三通孔46的中間部分分別成為將一個主面411與另一個主面412間貫通的中空狀態的貫通部分452、貫通部分462。在第二通孔45的外圍、第三通孔46的外圍分別形成有連接用接合圖案453、連接用接合圖案463。
連接用接合圖案453、463被設置在第二密封件4的一個主面411上，與晶振片2的連接用接合圖案265、28相接合。連接用接合圖案453、463沿著第二密封件4的短邊方向(圖6的X軸方向)延伸。連接用接合圖案453和連接用接合圖案463被設置為，在第二密封件4的長邊方向(圖6的Z’軸方向)隔開規定間隔，連接用接合圖案453與連接用接合圖案463在Z’軸方向的間隔與晶振片2的連接用接合圖案265與連接用接合圖案28在Z’軸方向的間隔(參照圖5)大致相同。
連接用接合圖案453、463與密封側第二接合圖案421結構相同，能通過與密封側第二接合圖案421同樣的加工處理(例如，濺射)來形成連接用接合圖案453、463。具體而言，連接用接合圖案453、463由在第二密封件4的一個主面411上通過物理氣相沉積而形成的基底PVD膜、及在該基底PVD膜上通過物理氣相沉積而疊層形成的電極PVD膜構成。
晶體諧振器10中，俯視時，第二通孔45、第三通孔46及連接用接合圖案453、463被形成在內部空間13的內側。第二通孔45、第三通孔46及連接用接合圖案453、463未與密封側第二接合圖案421電連接。另外，一個外部電極端子431、另一個外部電極端子432也未與密封側第二接合圖案421電連接。
包含上述晶振片2、第一密封件3、及第二密封件4的晶體諧振器10中，不使用現有技術中另外使用的黏合劑等接合專用材料，而是在使振動側第一接合圖案251和密封側第一接合圖案321相重疊的狀態下使晶振片2與第一密封件3擴散接合；在使振動側第二接合圖案252和密封側第二接合圖案421相重疊的狀態下使晶振片2與第二密封件4擴散接合，來製成圖1所示的三明治結構的封裝體12。由此，封裝體12的內部空間13，即振動部22的容納空間被氣密密封。
然後，振動側第一接合圖案251及密封側第一接合圖案321本身成為擴散接合後生成的接合構件(密封用接合件)11a，通過該接合構件11a，晶振片2與第一密封件3相接合。振動側第二接合圖案252及密封側第二接合圖案421本身成為擴散接合後生成的接合構件(密封用接合件)11b，通過該接合構件11b，晶振片2與第二密封件4相接合。如圖8所示，接合構件11a、11b被形成為俯視呈環狀，外緣形狀及內緣形狀為近似八角形。接合構件11a和接合構件11b被設置在俯視為相互大致對齊的位置上。換言之，接合構件11a和接合構件11b各自的內周緣被設置在相互大致對齊的位置上；接合構件11a和接合構件11b各自的外周緣被設置在相互大致對齊的位置上。另外，通過在加壓狀態下進行各接合圖案的接合，能提高接合構件11a、11b的接合強度。
本實施方式中，如圖8所示，俯視時，從晶振片2的第一激發電極221、第二激發電極222至一個外部電極端子431、另一個外部電極端子432為止的佈線均被配置在作為密封部的接合構件(密封用接合件)11a、11b的內側。接合構件11a、11b被形成為，俯視時外緣形狀及內緣形狀為近似八角形，並與封裝體12的外周緣近接。由此，能使晶振片2的振動部22的尺寸增大。另外，接合構件11a、11b的內周緣與振動部22和外框部23間的空隙22b之間的距離在封裝體12的短邊側比在長邊側更大。
另外，此時，上述連接用接合圖案彼此也在相重疊的狀態下擴散接合。具體而言，晶振片2的連接用接合圖案264和第一密封件3的連接用接合圖案35被擴散接合。晶振片2的連接用接合圖案27和第一密封件3的連接用接合圖案36被擴散接合。另外，晶振片2的連接用接合圖案265和第二密封件4的連接用接合圖案453被擴散接合。晶振片2的連接用接合圖案28和第二密封件4的連接用接合圖案463被擴散接合。
然後，連接用接合圖案264和連接用接合圖案35本身成為擴散接合後生成的接合構件14a，通過該接合構件14a，晶振片2與第一密封件3相接合。連接用接合圖案27和連接用接合圖案36本身成為擴散接合後生成的接合構件14b，通過該接合構件14b，晶振片2與第一密封件3相接合。另外，連接用接合圖案265和連接用接合圖案453本身成為擴散接合後生成的接合構件14c，通過該接合構件14c，晶振片2與第二密封件4相接合。連接用接合圖案28和連接用接合圖案463本身成為擴散接合後生成的接合構件14d，通過該接合構件14d，晶振片2與第二密封件4相接合。這些接合構件14a~14d發揮使通孔的貫通電極與接合構件14a~14d導通的作用，並發揮對接合部位進行氣密密封的作用。另外，接合構件14a~14d被設置為，俯視時比作為密封部的接合構件11a、11b更靠內側，因此在圖1中用虛線表示。
並且，如上所述那樣製造的封裝體12中，第一密封件3與晶振片2之間具有1.00μm以下的間隙，第二密封件4與晶振片2之間具有1.00μm以下的間隙。換言之，第一密封件3與晶振片2之間的接合構件11a的厚度在1.00μm以下；第二密封件4與晶振片2之間的接合構件11b的厚度在1.00μm以下(具體而言，本實施方式的Au-Au接合的情況下為0.15μm~1.00μm)。另外，作為比較，使用錫(Sn)的現有技術的金屬膏密封材料的情況下為5μm~20μm。
在此，第一通孔26和第二通孔45被配置為俯視時不相疊合。具體而言，如圖1所示，從正面看(從圖6的X軸方向看)時，第一通孔26與第二通孔45被配置為在上下一條直線上排列。另一方面，從側面看(從圖6的Z’軸方向看)時，第一通孔26和第二通孔45被配置為不在上下一條直線上排列而相互錯開。更詳細而言，第一通孔26與接合構件14(連接用接合圖案265、連接用接合圖案453)的長邊方向(X軸方向)的一個端部連接；第二通孔45與接合構件14的長邊方向的另一個端部連接。並且，第一通孔26的貫通電極261與第二通孔45的貫通電極451通過接合構件14而實現電連接。如此，通過將第一通孔26和第二通孔45配置為俯視時不相疊合，即使不用金屬等將第一通孔26的貫通部分262和第二通孔45的貫通部分452填埋，也能確保將晶振片2的振動部22氣密密封的內部空間13的氣密性。
本實施方式中，晶體諧振器10被構成為，作為對實現壓電振動的振動部22進行氣密密封的密封部，接合構件(密封用接合件)11a、11b的內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b被形成為比內周緣部111a、111b與外周緣部112a、112b之間的中間部分113a、113b密集的狀態。以下，參照圖8、圖9對此進行說明。
如圖8、圖9所示，晶振片(第一構件)2與第一密封件(第二構件)3之間形成有環狀的接合構件11a；晶振片(第一構件)2與第二密封件(第二構件)4之間形成有環狀的接合構件11b。如上所述那樣，晶振片2與第一密封件3之間的間隙在1.00μm以下；晶振片2與第二密封件4之間的間隙在1.00μm以下。另外，第一密封件3及第二密封件4由石英晶體那樣的脆性材料構成，第一密封件3及第二密封件4的厚度為30μm~80μm。
接合構件11a、11b具備，俯視時位於最內側的環狀的內周緣部111a、111b、位於最外側的環狀的外周緣部112a、112b；及位於內周緣部111a、111b與外周緣部112a、112b之間的環狀的中間部分113a、113b。與內周緣部111a、111b的外周側相鄰接地設置有中間部分113a、113b；與中間部分113a、113b的外周側相鄰接地設置有外周緣部112a、112b。
接合構件11a、11b的寬度W10、W20為30μm~60μm。內周緣部111a、111b的寬度W11、W21、及外周緣部112a、112b的寬度W12、W22為3μm~5μm。中間部分113a、113b的寬度W13、W23為20μm~54μm。
本實施方式中，接合構件11a、11b的內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b被形成為比中間部分113a、113b密集的狀態，即，在接合構件的內部發生的空洞較少的狀態。反過來說，中間部分113a、113b被形成為比內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b稀疏的狀態，即，在接合構件的內部發生的空洞較多的狀態。
如此，通過在接合構件11a、11b上設置多個(該例中是兩個)密集狀態的接合區域，具體而言是內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b，能提高對實現壓電振動的振動部22進行密封的接合構件11a、11b的氣密性。以下，對該點進行說明。
作為空洞較少的密集狀態的接合區域，內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b被形成為環狀，因而，振動部22被內外兩重密封。因此，基於本實施方式，與未設置密集狀態的接合區域的情況、密集狀態的接合區域未形成為環狀的情況、及只形成有一個密集狀態的環狀接合區域的情況相比，能提高接合構件11a、11b的氣密性。特別是，如本實施方式這樣，在接合構件11a、11b中，將作為與封裝體12的內外的空間(具體而言，封裝體12的內部空間13及封裝體12的外側的空間)直接接觸的區域的內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b形成為密集狀態，能實現即使接合面積小也能提高氣密性這樣的有效結構。另外，通過增大接合構件11a、11b的中間部分113a、113b的寬度W13、W23，能擴大接合面積，提高接合構件11a、11b的接合強度。
在此，通過在加壓狀態下進行接合構件11a、11b的形成，與未加壓的情況相比，能將接合構件11a、11b的內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b形成為更密集的狀態，即，空洞更少的狀態，從而能進一步提高接合構件11a、11b的氣密性。另外，本實施方式中，晶振片2與第一密封件3之間的間隙(1.00μm以下)、及晶振片2與第二密封件4之間的間隙(1.00μm以下)被設定在第一密封件3及第二密封件4的厚度(30μm~80μm)的0.1倍以下。由此，在上述加壓狀態下進行接合時，能將接合構件11a、11b的內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b形成為更密集的狀態，從而能進一步提高接合構件11a、11b的氣密性。
另外，也可以為，俯視時晶振片2的振動側第一接合圖案251的外周緣與第一密封件3的密封側第一接合圖案321的外周緣位置不同。另外，也可以為，俯視時晶振片2的振動側第二接合圖案252的外周緣與第二密封件4的密封側第二接合圖案421的外周緣位置不同。同樣，也可以為，俯視時晶振片2的振動側第一接合圖案251的內周緣與第一密封件3的密封側第一接合圖案321的內周緣位置不同。另外，也可以為，俯視時晶振片2的振動側第二接合圖案252的內周緣與第二密封件4的密封側第二接合圖案421的內周緣位置不同。在這些情況下，晶振片2的振動側第一接合圖案251的寬度與第一密封件3的密封側第一接合圖案321的寬度可以不同。另外，晶振片2的振動側第二接合圖案252的寬度與第二密封件4的密封側第二接合圖案421的寬度可以不同。
如此，能吸收將晶振片2、第一密封件3、及第二密封件4疊層接合時產生的疊層位移(位置偏差)，即便是產生了這樣的疊層位移，也能將接合構件11a、11b的內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b形成為密集的狀態。另外，由於需要在晶振片2上確保設置第一激發電極221、第二激發電極222；第一引出電極223、第二引出電極224等的區域，從圖案形成的容易性、封裝體12的小型化等觀點出發，較佳為，將晶振片2的振動側第一接合圖案251的寬度設定為小於第一密封件3的密封側第一接合圖案321的寬度。同樣，較佳為，將晶振片2的振動側第二接合圖案252的寬度設定為小於第二密封件4的密封側第二接合圖案421的寬度。
另外，通過用石英晶體構成第一密封件3及第二密封件4，能使晶振片2、第一密封件3、及第二密封件4的熱膨脹率相同，從而能抑制由晶振片2、第一密封件3、及第二密封件4的熱膨脹差引起的封裝體12的變形，使將晶振片2的振動部22氣密密封的內部空間13的氣密性得到提高。另外，若封裝體12的變形所造成的歪斜經由連接部24而傳遞到第一激發電極221及第二激發電極222，則有可能成為頻率變動的原因，而由於晶振片2、第一密封件3、及第二密封件4均由石英晶體構成，所以能抑制這樣的頻率變動。
下面，對本實施方式所涉及的晶體諧振器的變形例進行說明。
圖10~圖15中示出變形例1所涉及的晶體諧振器10a；圖16中示出變形例2所涉及的晶體諧振器10b；圖17中示出變形例3所涉及的晶體諧振器10c。
首先，圖10~圖15所示的變形例1所涉及的晶體諧振器10a中，作為對實現壓電振動的振動部22進行氣密密封的密封部，接合構件(密封用接合件)15a、15b被形成為，分離成內周側接合構件(內周側密封用接合件)151a、151b和外周側接合構件(外周側密封用接合件)152a、152b。接合構件15a、15b為內外二重的結構。另外，為了方便起見，對於與上述實施方式的晶體諧振器10(參照圖1~9)相同的結構標注相同的標記，並省略說明。以下，關於本變形例所涉及的晶體諧振器10a，主要對與上述實施方式的晶體諧振器10不同的結構進行說明。
如圖11所示，晶振片2a的一個主面211上形成的振動側第一接合圖案(第一金屬膜)25a被形成為，被環狀的狹縫258分離成內振動側第一接合圖案(內周側金屬膜)256和外振動側第一接合圖案(外周側金屬膜)257。如圖12所示，晶振片2a的另一個主面212上形成的振動側第二接合圖案(第一金屬膜)26a被形成為，被環狀的狹縫268分離成內振動側第二接合圖案(內周側金屬膜)266和外振動側第二接合圖案(外周側金屬膜)267。
振動側第一接合圖案25a及振動側第二接合圖案26a被設置在晶振片2a的外框部23。晶振片2a的一對第一激發電極221和第二激發電極222未與振動側第一接合圖案25a及振動側第二接合圖案26a電連接。振動側第一接合圖案25a及振動側第二接合圖案26a與上述實施方式的情況一樣，例如由通過濺射而形成的基底PVD膜及電極PVD膜構成。基底PVD膜由鈦(或鉻)構成，電極PVD膜由金構成。
內振動側第一接合圖案256及外振動側第一接合圖案257被形成未俯視呈環狀，外緣形狀及內緣形狀為近似八角形。內振動側第一接合圖案256及外振動側第一接合圖案257被形成為整周寬度大致相同。內振動側第二接合圖案266及外振動側第一接合圖案267被形成為俯視呈環狀，外緣形狀及內緣形狀為近似八角形。內振動側第二接合圖案266及外振動側第一接合圖案267被形成為整周寬度大致相同。
如圖10所示，第一密封件3a的另一個主面312上形成的密封側第一接合圖案(第二金屬膜)37a被形成為，被環狀的狹縫373分離成內密封側第一接合圖案(內周側金屬膜)371和外密封側第一接合圖案(外周側金屬膜)372。內密封側第一接合圖案371及外密封側第一接合圖案372與上述實施方式的情況一樣，例如由通過濺射而形成的基底PVD膜及電極PVD膜構成。基底PVD膜由鈦(Ti)(或鉻(Cr))構成；電極PVD膜由金(Au)構成。內密封側第一接合圖案371及外密封側第一接合圖案372被形成為俯視呈環狀，外緣形狀及內緣形狀為近似八角形。內密封側第一接合圖案371及外密封側第一接合圖案372被形成為整周寬度大致相同。
如圖13所示，第二密封件4a的一個主面411上形成的密封側第二接合圖案(第二金屬膜)47a被形成為，被環狀的狹縫473分離成內密封側第二接合圖案(內周側金屬膜)471和外密封側第二接合圖案(外周側金屬膜)472。內密封側第二接合圖案471及外密封側第二接合圖案472與上述實施方式的情況一樣，例如由通過濺射而形成的基底PVD膜及電極PVD膜構成。基底PVD膜由鈦(Ti)(或鉻(Cr))構成，電極PVD膜由金(Au)構成。內密封側第二接合圖案471及外密封側第二接合圖案472被形成為俯視呈環狀，外緣形狀及內緣形狀為近似八角形。內密封側第二接合圖案471及外密封側第二接合圖案472被形成為整周寬度大致相同。
包含上述晶振片2a、第一密封件3a、及第二密封件4a的晶體諧振器10a與上述實施方式的情況一樣，在使振動側第一接合圖案25a和密封側第一接合圖案37a相重疊的狀態下使晶振片2a與第一密封件3a擴散接合，在使振動側第二接合圖案26a和密封側第二接合圖案47a相重疊的狀態下使晶振片2a與第二密封件4a擴散接合，來製成三明治結構的封裝體12。由此，封裝體12的內部空間13，即，振動部22的容納空間被氣密密封。
然後，振動側第一接合圖案25a及密封側第一接合圖案37a本身成為擴散接合後生成的接合構件15a，通過該接合構件15a，晶振片2a與第一密封件3a相接合。更詳細而言，內振動側第一接合圖案256及內密封側第一接合圖案371本身成為擴散接合後生成的環狀的內周側接合構件151a；外振動側第一接合圖案257及外密封側第一接合圖案372本身成為擴散接合後生成的環狀的外周側接合構件152a。在接合構件151a與接合構件152a之間，由狹縫258和狹縫373而形成環狀的空間(狹縫)153a。
另外，振動側第二接合圖案26a及密封側第二接合圖案47a本身成為擴散接合後生成的接合構件15b，通過該接合構件15b，晶振片2a與第二密封件4a相接合。更詳細而言，內振動側第二接合圖案266及內密封側第二接合圖案471本身成為擴散接合後生成的環狀的內周側接合構件151b；外振動側第二接合圖案267及外密封側第二接合圖案472本身成為擴散接合後生成的環狀的外周側接合構件152b。在接合構件151b與接合構件152b之間，由狹縫268和狹縫473形成環狀的空間(狹縫)153b。
接合構件151a、151b、152a、152b被形成為俯視呈環狀，外緣形狀及內緣形狀為近似八角形。內周側接合構件151a與內周側接合構件151b被設置在俯視時大致對齊的位置上；外周側接合構件152a與外周側接合構件152b被設置在俯視時大致對齊的位置。
本變形例中，晶體諧振器10a如圖14、圖15所示，在晶振片2a與第一密封件3a之間形成有環狀的接合構件151a、152a；在晶振片2a與第二密封件4a之間形成有環狀的接合構件151b、152b。晶振片2a與第一密封件3a間的間隙在1.00μm以下；晶振片2a與第二密封件4a間的間隙在1.00μm以下。另外，第一密封件3a及第二密封件4a由石英晶體那樣的脆性材料構成，第一密封件3a及第二密封件4a的厚度為30μm~80μm。
內周側接合構件151a、151b具備，俯視時位於最內側的環狀的內周緣部154a、154b；位於最外側的環狀的外周緣部155a、155b；位於內周緣部154a、154b與外周緣部155a、155b之間的環狀的中間部分156a、156b。與內周緣部154a、154b的外周側相鄰接地設置有中間部分156a、156b；與中間部分156a、156b的外周側相鄰接地設置有外周緣部155a、155b。
本變形例中，內周側接合構件151a、151b的內周緣部154a、154b及外周緣部155a、155b被形成為比中間部分156a、156b密集的狀態，即，形成為在接合構件的內部發生的空洞較少的狀態。反過來說，中間部分156a、156b被形成為比內周緣部154a、154b及外周緣部155a、155b稀疏的狀態，即，被形成為在接合構件的內部發生的空洞較多的狀態。
外周側接合構件152a、152b具備，俯視時位於最內側的環狀的內周緣部157a、157b；位於最外側的環狀的外周緣部158a、158b；及位於內周緣部157a、157b與外周緣部158a、158b之間的環狀的中間部分159a、159b。與內周緣部157a、157b的外周側相鄰接地設置有中間部分159a、159b；與中間部分159a、159b的外周側相鄰接地設置有外周緣部158a、158b。
本變形例中，外周側接合構件152a、152b的內周緣部157a、157b及外周緣部158a、158b被形成為比中間部分159a、159b密集的狀態，即，形成為在接合構件的內部發生的空洞較少的狀態。反過來說，中間部分159a、159b被形成為比內周緣部157a、157b及外周緣部158a、158b稀疏的狀態，即，被形成為在接合構件的內部發生的空洞較多的狀態。
如此，通過在接合構件15a、15b，即，內周側接合構件151a、151b及外周側接合構件152a、152b上設置多個(該例中是四個)密集狀態的接合區域，具體而言是內周緣部154a、154b、157a、157b及外周緣部155a、155b、158a、158b，能提高對實現壓電振動的振動部22進行密封的接合構件15a、15b的氣密性。即，由於作為空洞較少的密集狀態的接合區域，內周緣部154a、154b、157a、157b及外周緣部155a、155b、158a、158b被形成為環狀，因而，振動部22被四重密封。如此，基於本變形例，能使密集狀態的環狀接合區域增加，從而使接合構件15a、15b的氣密性進一步提高。
在此，由於接合構件15a、15b的形成是在加壓狀態下進行的，所以，與未加壓的情況相比，接合構件15a、15b的內周緣部154a、154b、157a、157b及外周緣部155a、155b、158a、158b能被形成為更密集的狀態，即，形成為空洞更少的狀態，從而能進一步提高接合構件15a、15b的氣密性。另外，本變形例中，晶振片2a與第一密封件3a間的間隙(1.00μm以下)、及晶振片2a與第二密封件4a間的間隙(1.00μm以下)被設定在第一密封件3a及第二密封件4a的厚度(30μm~80μm)的0.1倍以下。因此，在上述加壓狀態下進行接合時，能將接合構件15a、15b的內周緣部154a、154b、157a、157b及外周緣部155a、155b、158a、158b形成為更密集的狀態，從而能進一步提高接合構件15a、15b的氣密性。
其次，圖16所示的變形例2所涉及的晶體諧振器10b中，第一密封件3b的另一個主面312上形成的密封側第一接合圖案(第二金屬膜)採用與變形例1的情況相同的結構(參照圖10)，被環狀的狹縫322分離成內密封側第一接合圖案(內周側金屬膜)和外密封側第一接合圖案(外周側金屬膜)，成為二重環狀圖案。另外，第二密封件4b的一個主面411上形成的密封側第二接合圖案(第二金屬膜)也採用與變形例1的情況相同的結構(參照圖13)，被環狀的狹縫422分離成內密封側第二接合圖案(內周側金屬膜)和外密封側第二接合圖案(外周側金屬膜)，成為二重環狀圖案。
另一方面，晶振片2b的一個主面211上形成的振動側第一接合圖案(第一金屬膜)251b、及晶振片2b的另一個主面212上形成的振動側第二接合圖案(第一金屬膜)252b採用與上述實施方式的情況相同的結構(參照圖4、圖5)，沒有環狀的狹縫，未成為二重環狀圖案。
如上所述的變形例2所涉及的晶體諧振器10b也如圖16所示那樣，晶振片2b與第一密封件3b之間形成有環狀的接合構件16a；晶振片2b與第二密封件4b之間形成有環狀的接合構件16b。接合構件16a、16b具有內周側接合構件161a、161b及外周側接合構件162a、162b，內周側接合構件161a、161b和外周側接合構件162a、162b通過未接合(未參與接合)的振動側第一接合圖案251b、振動側第二接合圖案252b相連接。並且，內周側接合構件161a、161b也與變形例1的情況相同，具備位於最內側的環狀的內周緣部、位於最外側的環狀的外周緣部、及位於內周緣部與外周緣部之間的環狀的中間部分。外周側接合構件162a、162b也與變形例1的情況相同，具備位於最內側的環狀的內周緣部、位於最外側的環狀的外周緣部、及位於內周緣部與外周緣部之間的環狀的中間部分的結構。
如上所述的變形例2所涉及的晶體諧振器10b也能獲得與上述變形例1所涉及的晶體諧振器10a的效果相同的效果。換言之，由於在接合構件16a、16b，即，內周側接合構件161a、161b及外周側接合構件162a、162b上設置有多個(該例中是四個)密集狀態的接合區域(內周緣部及外周緣部)，所以能提高對實現壓電振動的振動部22進行密封的接合構件16a、16b的氣密性。如此，基於本變形例，能使密集狀態的環狀接合區域增加，從而使接合構件16a、16b的氣密性進一步提高。
另外，第一密封件3b中，也可以為，內密封側第一接合圖案的寬度與外密封側第一接合圖案的寬度不同，例如，也可以將內密封側第一接合圖案的寬度設定得大於外密封側第一接合圖案的寬度。同樣，第二密封件4b中，也可以為，內密封側第二接合圖案的寬度與外密封側第二接合圖案的寬度不同，例如，也可以將內密封側第二接合圖案的寬度設定得大於外密封側第二接合圖案的寬度。另外，也可以為，使第一密封件3b的密封側第一接合圖案及第二密封件4b的密封側第二接合圖案為沒有環狀狹縫的一重環狀圖案，同時，使晶振片2b的振動側第一接合圖案及振動側第二接合圖案為具有環狀狹縫的二重環狀圖案。另外，由於需要確保在晶振片2b上設置第一激發電極221、第二激發電極222或第一引出電極223、第二引出電極224等的區域，並從圖案形成的容易性、及封裝體12的小型化等的觀點出發，較佳為，使晶振片2b的振動側第一接合圖案及振動側第二接合圖案為沒有環狀狹縫的一重環狀圖案；使第一密封件3b的密封側第一接合圖案及第二密封件4b的密封側第二接合圖案為具有環狀狹縫的二重環狀圖案。
另外，圖17所示的變形例3所涉及的晶體諧振器10c中，第一密封件3c的另一個主面312上形成的密封側第一接合圖案(第二金屬膜)321c採用與變形例1的情況相同的結構(參照圖10)，被環狀的狹縫323分離成內密封側第一接合圖案(內周側金屬膜)和外密封側第一接合圖案(外周側金屬膜)，成為二重環狀圖案。另外，第二密封件4c的一個主面411上形成的密封側第二接合圖案(第二金屬膜)421c也採用與變形例1的情況相同的結構(參照圖13)，被環狀的狹縫423分離成內密封側第二接合圖案(內周側金屬膜)和外密封側第二接合圖案(外周側金屬膜)，成為二重環狀圖案。
另一方面，晶振片2c的一個主面211上形成的振動側第一接合圖案(第一金屬膜)251c被兩個環狀的狹縫253a、254a分離成內密封側第一接合圖案(內周側金屬膜)、中間密封側第一接合圖案(中間金屬膜)、及外密封側第一接合圖案(外周側金屬膜)，成為三重環狀圖案。晶振片2c的另一個主面212上形成的振動側第二接合圖案(第一金屬膜)252c也被兩個環狀的狹縫253b、254b分離成內密封側第二接合圖案(內周側金屬膜)、中間密封側第二接合圖案(中間金屬膜)、及外密封側第二接合圖案(外周側金屬膜)，成為三重環狀圖案。
如上所述的變形例3所涉及的晶體諧振器10c也如圖17所示那樣，晶振片2c與第一密封件3c之間形成有環狀的接合構件17a；晶振片2c與第二密封件4c之間形成有環狀的接合構件17b。接合構件17a、17b具有內周側接合構件171a、171b及外周側接合構件172a、172b，還有中間接合構件173a、173b、174a、174b。內周側接合構件171a、171b、外周側接合構件172a、172b、和中間接合構件173a、173b、174a、174b通過未接合(未參與接合)的振動側第一接合圖案251c、振動側第二接合圖案252c、密封側第一接合圖案321c、及密封側第二接合圖案421c相連接。
並且，內周側接合構件171a、171b與變形例1的情況相同，具備位於最內側的環狀的內周緣部、位於最外側的環狀的外周緣部、及位於內周緣部與外周緣部之間的環狀的中間部分。外周側接合構件172a、172b也與變形例1的情況相同，具備位於最內側的環狀的內周緣部、位於最外側的環狀的外周緣部、及位於內周緣部與外周緣部之間的環狀的中間部分。進一步，中間接合構件173a、173b、174a、174b也同樣具備位於最內側的環狀的內周緣部、位於最外側的環狀的外周緣部、及位於內周緣部與外周緣部之間的環狀的中間部分。
如上所述的變形例3所涉及的晶體諧振器10c也能獲得與上述變形例1、變形例2所涉及的晶體諧振器10a、晶體諧振器10b的效果相同的效果。換言之，由於在接合構件17a、17b，即，內周側接合構件171a、171b、外周側接合構件172a、172b、及中間接合構件173a、173b、174a、174b上設置有多個(該例中是八個)密集狀態的接合區域(內周緣部及外周緣部)，所以能提高對實現壓電振動的振動部22進行密封的接合構件17a、17b的氣密性。如此，基於本變形例，能使密集狀態的環狀接合區域增加，從而能進一步提高接合構件17a、17b的氣密性。
＜晶體諧振器的製造方法＞
下面，參照圖18~圖20，對本實施方式所涉及的壓電振動元件的製造方法進行說明。在此，作為壓電振動元件的製造方法的一例，對上述晶體諧振器10(參照圖1~圖8)的製造方法進行說明。
如圖18所示，本實施方式所涉及的晶體諧振器10的製造方法包括疊層工序(ST14)和單片化工序(ST15)，疊層工序(ST14)中，通過將在第一密封件用晶片形成工序(ST11)中形成的第一密封件用晶片、在晶振片用晶片形成工序(ST12)中形成的晶振片用晶片、及在第二密封件用晶片形成工序(ST13)中形成的第二密封件用晶片疊層，而形成圖19所示的石英晶體晶片(晶片的疊層體)100，在單片化工序(ST15)中，進行將石英晶體晶片100製成晶體諧振器10的封裝體12的單片化加工。在此，對第一密封件用晶片形成工序、晶振片用晶片形成工序、及第二密封件用晶片形成工序的順序無特別限定。也可以使第一密封件用晶片形成工序、晶振片用晶片形成工序、及第二密封件用晶片形成工序並行。
在此，參照圖19、圖20對石英晶體晶片100進行說明。石英晶體晶片100如圖20所示，由第一密封件用晶片100B、晶振片用晶片100A、及第二密封件用晶片100C疊層而構成為疊層體。
石英晶體晶片100如圖19所示，由多個晶體諧振器10的封裝體12集合而成。圖19的例中，石英晶體晶片100為，被形成為俯視呈近似矩形的多個封裝體12排列成矩陣狀，縱向(圖19的X軸方向)及橫向(圖19的Z’軸方向)分別排列有8個封裝體12，總共具備64個封裝體12。在此，封裝體12的數目僅為一例，不為所述數目限定。
石英晶體晶片100具備用於支撐多個封裝體12的支撐部(橫檔)101。支撐部101沿著石英晶體晶片100的Z’軸方向延伸。支撐部101的兩端部一體地連接在石英晶體晶片100的框部(外框部)102上。多個(圖19中是8個)支撐部101被設置為，在石英晶體晶片100的X軸方向上隔開規定間隔。框部102为俯视呈一個边打开的近似矩形的框体，即，被形成为近似“コ”字形。與框部102的打開的一個邊對應的部位設置有支撐部101，通過該支撐部101和框部102而一體地形成環狀的框體。
支撐部101支撐著多個(圖19中是8個)封裝體12。封裝體12在石英晶體晶片100的Z’軸方向上隔開規定間隔地排列。支撐部101被設置在封裝體12的一側(俯視為圖19中的+X方向側)。各封裝體12通過兩個連接部(折取部)(103、104)與支撐部101連接。
如上所述，通過將第一密封件用晶片100B、晶振片用晶片100A、及第二密封件用晶片100C疊層而構成石英晶體晶片100(參照圖20)。俯視時，晶振片用晶片100A、第一密封件用晶片100B、及第二密封件用晶片100C與上述石英晶體晶片100(參照圖19)形狀相同。
如圖20所示，晶振片用晶片100A由多個上述晶振片2(參照圖4、圖5)集合而成。圖20的例中，晶振片用晶片100A為，多個晶振片2排列成矩陣狀，縱向(圖20的X軸方向)及橫向(圖20的Z’軸方向)分別排列有8個晶振片2，總共具備64個晶振片2。並且，晶振片用晶片100A中，與上述石英晶體晶片100的情況相同，晶振片2由第一連接部103A、第二連接部104A支撐在支撐部101A上。支撐部101A的兩端部一體地連接在框部102A上。
如圖20所示，第一密封件用晶片100B由多個上述第一密封件3(參照圖2、圖3)集合而成。圖20的例中，第一密封件用晶片100B為，多個第一密封件3排列成矩陣狀，縱向(圖20的X軸方向)及橫向(圖20的Z’軸方向)分別排列有8個第一密封件3，總共具備64個第一密封件3。並且，第一密封件用晶片100B中，與上述石英晶體晶片100的情況相同，第一密封件3由第一連接部103B、第二連接部104B支撐在支撐部101B上。支撐部101B的兩端部一體地連接在框部102B上。
如圖20所示，第二密封件用晶片100C由多個上述第二密封件4(參照圖6、圖7)集合而成。圖20的例中，第二密封件用晶片100C為，多個第二密封件4排列成矩陣狀，縱向(圖20的X軸方向)及橫向(圖20的Z’軸方向)分別排列有8個第二密封件4，總共具備64個第二密封件4。並且，第二密封件用晶片100C中，與上述石英晶體晶片100的情況相同，第二密封件4由第一連接部103C、第二連接部104C支撐在支撐部101C上。
然後，第一密封件用晶片100B與第二密封件用晶片100C通過晶振片用晶片100A而疊層接合，從而構成圖19所示的由多個三明治結構的晶體諧振器10的封裝體12集合而成的石英晶體晶片100。在此情況下，將第一密封件用晶片100B的第一連接部103B、第二連接部104B；晶振片用晶片100A的第一連接部103A、第二連接部104A；及第二密封件用晶片100C的第一連接部103C、第二連接部104C疊層而構成石英晶體晶片100的第一連接部103、第二連接部104。第一密封件用晶片100B的第一連接部103B、第二連接部104B；晶振片用晶片100A的第一連接部103A、第二連接部104A；及第二密封件用晶片100C的第一連接部103C、第二連接部104C被設置在俯視時大致對齊的位置。
下面，對圖18中示例的晶體諧振器10的製造方法的各工序進行說明。
第一密封件用晶片形成工序(ST11)是形成如圖20所示的第一密封件用晶片100B的工序。第一密封件用晶片100B如上所述那樣，由俯視呈近似矩形的多個第一密封件3集合而成，具體而言，各第一密封件3被構成為，通過第一連接部103B、第二連接部104B與支撐部101B連接，俯視時，該支撐部101B被設置在第一密封件3的一側並與該第一密封件3分離。
在第一密封件用晶片形成工序中，例如通過對石英晶體基板(AT切割石英晶體板)進行濕式蝕刻，而形成第一密封件用晶片100B的各第一密封件3、支撐部101B、框部102B、及第一連接部103B、第二連接部104B。另外，各第一密封件3中，例如通過利用濺射等PVD法形成基底PVD膜、電極PVD膜，而形成密封側第一接合圖案321、連接用接合圖案35、36、及佈線圖案33。在此，各第一密封件3的另一個主面312的密封側第一接合圖案321、連接用接合圖案35、36、及佈線圖案33可以採用相同結構，在此情況下，能用同一加工處理一併形成密封側第一接合圖案321、連接用接合圖案35、36、及佈線圖案33。
晶振片用晶片形成工序(ST12)是形成圖20所示的晶振片用晶片100A的工序。晶振片用晶片100A如上所述，由俯視為近似矩形的多個晶振片2集合而成，具體而言，各晶振片2通過第一連接部103A、第二連接部104A而與支撐部101A連接，俯視時，該支撐部101A被設置在晶振片2的一側並與該晶振片2分離。
晶振片用晶片形成工序中，例如通過對石英晶體基板(AT切割石英晶體板)進行濕式蝕刻而形成晶振片用晶片100A的各晶振片2、支撐部101A、框部102A、及第一連接部103A、第二連接部104A。各晶振片2中，例如通過進行濕式蝕刻，而形成振動部22與外框部23之間的空隙22b、及第一通孔26。
另外，各晶振片2中，例如通過利用濺射等PVD法形成基底PVD膜、電極PVD膜，而形成第一激發電極221、第二激發電極222、第一引出電極223、第二引出電極224、振動側第一接合圖案251、振動側第二接合圖案252、及連接用接合圖案27、28、264、265。在此，各晶振片2的一個主面211的第一激發電極221、第一引出電極223、振動側第一接合圖案251、及連接用接合圖案27、264可以採用相同結構，在此情況下，能用同一加工處理一併形成第一激發電極221、第一引出電極223、振動側第一接合圖案251、及連接用接合圖案27、264。同樣，各晶振片2的另一個主面212的第二激發電極222、第二引出電極224、振動側第二接合圖案252、及連接用接合圖案28、265可以採用相同結構，在此情況下，能用同一加工處理一併形成第二激發電極222、第二引出電極224、振動側第二接合圖案252、及連接用接合圖案28、265。另外，晶振片2的一個主面211的第一激發電極221、第一引出電極223、及接合圖案251、27、264與另一個主面212的第二激發電極222、第二引出電極224、及各接合圖案252、28、265也可全部被一併形成。
第二密封件用晶片形成工序(ST13)是形成圖20所示的第二密封件用晶片100C的工序。第二密封件用晶片100C如上所述，由俯視呈近似矩形的多個第二密封件4集合而成，具體而言，各第二密封件4通過第一連接部103C、第二連接部104C而與支撐部101C連接，俯視時，該支撐部101C被設置在第二密封件4的一側並與該第二密封件4分離。
第二密封件用晶片形成工序中，例如通過對石英晶體基板(AT切割石英晶體板)進行濕式蝕刻，而形成第二密封件用晶片100C的各第二密封件4、支撐部101C、框部102C、及第一連接部103C、第二連接部104C。各第二密封件4中，例如，通過進行濕式蝕刻，而形成第二通孔45及第三通孔46。
另外，各第二密封件4中，例如通過利用濺射等PVD法形成基底PVD膜、電極PVD膜，而形成密封側第二接合圖案421、一個外部電極端子431、另一個外部電極端子432、及連接用接合圖案453、463。在此，各第二密封件4的一個主面411的密封側第二接合圖案421、及連接用接合圖案453、463可以採用相同結構，在此情況下，能用同一加工處理一併形成密封側第二接合圖案421、及連接用接合圖案453、463。
疊層工序(ST14)是通過將第一密封件用晶片形成工序(ST11)中形成的第一密封件用晶片100B、晶振片用晶片形成工序(ST12)中形成的晶振片用晶片100A、及第二密封件用晶片形成工序(ST13)中形成的第二密封件用晶片100C疊層，而形成石英晶體晶片100的工序。換言之，疊層工序中，將第一密封件用晶片100B的各第一密封件3、晶振片用晶片100A的各晶振片2、及第二密封件用晶片100C的各第二密封件4疊層。
具體而言，使晶振片用晶片100A的各晶振片2的振動側第一接合圖案251與第一密封件用晶片100B的各第一密封件3的密封側第一接合圖案321在相重疊的狀態下擴散接合；使晶振片用晶片100A的各晶振片2的振動側第二接合圖案252與第二密封件用晶片100C的各第二密封件4的密封側第二接合圖案421在相重疊的狀態下擴散接合。由此，形成作為密封部的接合構件11a、11b(參照圖8)。然後，通過接合構件11a，晶振片2與第一密封件3相接合；通過接合構件11b，晶振片2與第二密封件4相接合。換言之，在晶振片2與第一密封件3之間存在環狀的接合構件11a；在晶振片2與第二密封件4之間存在環狀的接合構件11b。晶振片2與第一密封件3之間的間隙在1.00μm以下；晶振片2與第二密封件4之間的間隙在1.00μm以下。
另外，使晶振片用晶片100A的各晶振片2的連接用接合圖案264與第一密封件用晶片100B的各第一密封件3的連接用接合圖案35擴散接合。使晶振片用晶片100A的各晶振片2的連接用接合圖案27與第一密封件用晶片100B的各第一密封件3的連接用接合圖案36擴散接合。使晶振片用晶片100A的各晶振片2的連接用接合圖案265與第二密封件用晶片100C的各第二密封件4的連接用接合圖案453擴散接合。使晶振片用晶片100A的各晶振片2的連接用接合圖案28與第二密封件用晶片100C的各第二密封件4的連接用接合圖案463擴散接合。
另外，在疊層工序中，也可以為，使第一密封件用晶片100B的各第一密封件3與晶振片用晶片100A的各晶振片2接合之後，使晶振片用晶片100A的各晶振片2與第二密封件用晶片100C的各第二密封件4接合，或者，也可以為，使晶振片用晶片100A的各晶振片2與第二密封件用晶片100C的各第二密封件4接合之後，使第一密封件用晶片100B的各第一密封件3與晶振片用晶片100A的各晶振片2接合。
通過上述疊層工序，形成由多個近似長方體狀的晶體諧振器10的封裝體12集合而成的石英晶體晶片100。各封裝體12中，第一密封件3與晶振片2間具有1.00μm以下的間隙；第二密封件4與晶振片2間具有1.00μm以下的間隙。換言之，第一密封件3與晶振片2之間的接合構件11a的厚度在1.00μm以下；第二密封件4與晶振片2之間的接合構件11b的厚度在1.00μm以下(具體而言，本實施方式的Au-Au接合為0.15μm~1.00μm)。另外，作為比較，使用錫(Sn)的現有技術的金屬膏密封材料為5μm~20μm。
疊層工序後的石英晶體晶片100中，第一密封件用晶片100B的各第一密封件3的第一連接部103B、晶振片用晶片100A的各晶振片2的第一連接部103A、及第二密封件用晶片100C的各第二密封件4的第一連接部103C被設置在俯視時大致對齊的位置。第一密封件用晶片100B的各第一密封件3的第二連接部104B、晶振片用晶片100A的各晶振片2的第二連接部104A、及第二密封件用晶片100C的各第二密封件4的第二連接部104C被設置在俯視時大致對齊的位置。
單片化工序(ST15)中，通過將石英晶體晶片100的各封裝體12的第一密封件3用例如棒狀的按壓構件按壓，而從石英晶體晶片100將各封裝體12折取下來(分離)，從而使封裝體12成為單片。此時，較佳為，按壓與設置有封裝體12(第一密封件3)的第一連接部103、第二連接部104的部位相反的一側的部位。
本實施方式中，在第一密封件用晶片形成工序(ST11)中，第一密封件3上形成的密封側第一接合圖案321、及連接用接合圖案35、36的各電極PVD膜為由金(Au)構成的金屬膜(Au層)，通過濺射而形成各接合圖案。在晶振片用晶片形成工序(ST12)中，晶振片2上形成的振動側第一接合圖案251、振動側第二接合圖案252、及連接用接合圖案27、28、264、265的電極PVD膜為由金(Au)構成的金屬膜(Au層)，通過濺射而形成各接合圖案。在第二密封件用晶片形成工序(ST13)中，第二密封件4上形成的密封側第二接合圖案421、及連接用接合圖案453、463的各電極PVD膜為由金(Au)構成的金屬膜(Au層)，通過濺射而形成各接合圖案。
並且，在疊層工序(ST14)中，各接合圖案的接合(在此情況下是Au-Au接合)，即，作為密封部的接合構件11a、11b(密封用接合件)的形成是在加壓狀態下進行的。換言之，接合構件11a、11b是通過加壓狀態下的擴散接合(加壓擴散接合)而形成的。
基於本實施方式，在第一密封件用晶片形成工序(ST11)、晶振片用晶片形成工序(ST12)、及第二密封件用晶片形成工序(ST13)中，能通過濺射而容易地形成各接合圖案。另外，在疊層工序(ST14)中，由於接合構件11a、11b是通過加壓擴散接合(Au-Au接合)而形成的，所以能使接合構件11a、11b的接合牢固。
除此之外，能獲得與上述晶體諧振器10的效果相同的效果。即，如圖8、圖9所示，在形成接合構件11a、11b時，接合構件11a、11b的內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b被形成為，比內周緣部111a、111b與外周緣部112a、112b之間的中間部分113a、113b密集的狀態，因而能提高對實現壓電振動的振動部22進行密封的接合構件11a、11b的氣密性。另外，接合構件被形成為“密集的狀態”是指，接合構件被形成為接合構件內部產生的空洞較少的狀態，與此相反，將接合構件形成為接合構件的內部發生的空洞較多的狀態被稱為接合構件被形成為“稀疏的狀態”。
詳細而言，如圖8、圖9所示，接合構件11a、11b具備，俯視時位於最內側的環狀的內周緣部111a、111b、位於最外側的環狀的外周緣部112a、112b、及位於內周緣部111a、111b與外周緣部112a、112b之間的環狀的中間部分113a、113b。與內周緣部111a、111b的外周側相鄰接地設置有中間部分113a、113b，與中間部分113a、113b的外周側相鄰接地設置有外周緣部112a、112b。接合構件11a、11b的寬度(W10、W20)為30μm~60μm。內周緣部111a、111b的寬度(W11、W21)、及外周緣部112a、112b的寬度(W12、W22)為3μm~5μm。中間部分113a、113b的寬度(W13、W23)為20μm~54μm。
並且，接合構件11a、11b的內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b被形成為，比中間部分113a、113b密集的狀態，即，被形成為在接合構件的內部發生的空洞較少的狀態。反過來說，中間部分113a、113b被形成為，比內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b稀疏的狀態，即，被形成為在接合構件的內部發生的空洞較多的狀態。在此，因下述理由，接合構件11a、11b成為密集狀態和稀疏狀態。
在上述加壓時，由於第一密封件用晶片100B(第一密封件3)被壓縮，因而，與內周緣部和外周緣部之間的中間部分相比，作用於各接合圖案的內周緣部及外周緣部的應力較大。詳細而言，第一密封件用晶片100B(第一密封件3)中，設有接合圖案的部位(存在接合圖案的部位)與未設接合圖案的部位(不存在接合圖案的部位)相比，因加壓而產生的壓縮量更大。這樣，由於壓縮量不同，相對於第一密封件用晶片100B(第一密封件3)中設有接合圖案的部位，未設接合圖案的部位會向斜方向傾斜變形。由於第一密封件用晶片100B(第一密封件3)的這種傾斜，與內周緣部和外周緣部之間的中間部分相比，作用於接合圖案的內周緣部及外周緣部上的應力更大。第二密封件用晶片100C(第二密封件4)也同樣是，與內周緣部和外周緣部之間的中間部分相比，作用於各接合圖案的內周緣部及外周緣部的應力更大。
由此，接合構件11a、11b形成時，受較大的應力作用的接合構件11a、11b的內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b被形成為比中間部分113a、113b密集的狀態。相反，受較小的應力作用的接合構件11a、11b的中間部分113a、113b被形成為比內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b稀疏的狀態。
如此，由於在接合構件11a、11b上形成有多個(該例中是兩個)密集狀態的接合區域，具體而言是內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b，所以能提高對實現壓電振動的振動部22進行密封的接合構件11a、11b的氣密性。
詳細而言，作為空洞較少的密集狀態的接合區域，內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b被形成為環狀，因此，振動部22被內外兩重密封。因而，基於本實施方式，與未設置密集狀態的接合區域的情況、密集狀態的接合區域未形成為環狀的情況、或只形成有一個密集狀態的環狀接合區域的情況相比，能提高接合構件11a、11b的氣密性。特別是，如本實施方式這樣，在接合構件11a、11b中，使內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b這樣的與封裝體12內外的空間(具體而言，封裝體12的內部空間13及封裝體12的外側的空間)直接接觸的區域成為密集狀態，能實現易於在接合面積小的情況下提高氣密性的結構。
另外，晶振片2與第一密封件3間的間隙(1.00μm以下)、及晶振片2與第二密封件4間的間隙(1.00μm以下)被設定在第一密封件3及第二密封件4的厚度(30μm~80μm)的0.1倍以下。由此，在上述加壓狀態進行接合(加壓擴散接合)時，能將接合構件11a、11b的內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b形成為更密集的狀態，從而能使接合構件11a、11b的氣密性進一步提高。另外，由於將第一密封件3及第二密封件4形成為平板狀，所以能降低加工費用並簡化結構，而且還能確保第一密封件3、第二密封件4及晶體諧振器10整體的剛性。
另外，也可以為，俯視時，晶振片2的振動側第一接合圖案251的外周緣與第一密封件3的密封側第一接合圖案321的外周緣位置不同。另外，也可以為，俯視時，晶振片2的振動側第二接合圖案252的外周緣與第二密封件4的密封側第二接合圖案421的外周緣位置不同。同樣，也可以為，俯視時，晶振片2的振動側第一接合圖案251的內周緣與第一密封件3的密封側第一接合圖案321的內周緣位置不同。另外，也可以為，俯視時，晶振片2的振動側第二接合圖案252的內周緣與第二密封件4的密封側第二接合圖案421的內周緣位置不同。在這些情況下，也可以為，晶振片2的振動側第一接合圖案251的寬度與第一密封件3的密封側第一接合圖案321的寬度不同。另外，也可以為，晶振片2的振動側第二接合圖案252的寬度與第二密封件4的密封側第二接合圖案421的寬度不同。
如此，能吸收將晶振片2、第一密封件3、及第二密封件4疊層接合時產生的疊層位移(位置偏差)，即便是產生這樣的疊層位移，也能將接合構件11a、11b的內周緣部111a、111b及外周緣部112a、112b形成為密集的狀態。另外，由於需要在晶振片2上確保設置第一激發電極221、第二激發電極222、第一引出電極223、第二引出電極224等的區域，並從圖案形成的容易性、封裝體12的小型化等觀點出發，較佳為，將晶振片2的振動側第一接合圖案251的寬度設定為小於第一密封件3的密封側第一接合圖案321的寬度。同樣，較佳為，將晶振片2的振動側第二接合圖案252的寬度設定為小於第二密封件4的密封側第二接合圖案421的寬度。
另外，通過用石英晶體構成第一密封件3及第二密封件4，能使晶振片2、第一密封件3、及第二密封件4的熱膨脹率相同，從而能抑制由晶振片2、第一密封件3、及第二密封件4的熱膨脹差引起的封裝體12的變形，因而，能使將晶振片2的振動部22氣密密封的內部空間13的氣密性提高。另外，若封裝體12的變形所產生的歪斜經由連接部24傳遞到第一激發電極221及第二激發電極222，則有可能引起頻率變動。然而，由於晶振片2、第一密封件3、及第二密封件4全部由石英晶體構成，所以能防止這樣的頻率變動。
另外，有關變形例1~3所涉及的晶體諧振器10a~10c(參照圖10~圖17)的製造方法，與上述晶體諧振器10的製造方法一樣，也包括第一密封件用晶片形成工序(ST11)、晶振片用晶片形成工序(ST12)、第二密封件用晶片形成工序(ST13)、疊層工序(ST14)、及單片化工序(ST15)(參照圖20)。但是，變形例1~3所涉及的晶體諧振器10a~10c的製造方法中，在第一密封件用晶片形成工序(ST11)、晶振片用晶片形成工序(ST12)、及第二密封件用晶片形成工序(ST13)中，通過濺射而形成的各接合圖案(由Au構成的金屬膜(Au層))的製造方法與上述晶體諧振器10的製造方法不同。
本發明在不超出其發明構思和主要特徵的範圍內，還能以其它各種方式實施。因此，上述實施方式僅僅是對本發明的各方面的示例，不能對其進行限定性的解釋。本發明的範圍是申請專利範圍中記載的範圍，說明書不存在任何限定。並且，屬於申請專利範圍的等同範圍內的變形或變更均包含在本發明的範圍內。
上述實施方式中，晶振片的振動側第一接合圖案、振動側第二接合圖案、第一密封件的密封側第一接合圖案、第二密封件的密封側第二接合圖案各自的環狀圖案的數目僅為一例，可以採用其它的結構。例如，晶振片的振動側第一接合圖案、振動側第二接合圖案、第一密封件的密封側第一接合圖案、第二密封件的密封側第二接合圖案各自的環狀圖案的數目可為三個以上。另外，晶振片的振動側第一接合圖案的環狀圖案的數目可以與振動側第二接合圖案的環狀圖案的數目不同。第一密封件的密封側第一接合圖案的環狀圖案的數目可以與第二密封件的密封側第二接合圖案的環狀圖案的數目不同。
另外，也可以在各環狀圖案的內周緣和外周緣的至少一方上設置多個凸部(突出部)。圖21所示的變形例4中，在晶振片2的振動側第一接合圖案251及第一密封件3的密封側第一接合圖案321的各環狀圖案的內周緣和外周緣上設置有多個的凸部。具體而言，在晶振片2的振動側第一接合圖案251的內周緣、外周緣上分別按規定間隔形成有多個矩形狀的凸部251e、凸部251f。凸部251e、凸部251f分佈在振動側第一接合圖案251的內周緣、外周緣的整個一周上。另外，雖未圖示，但在第一密封件3的密封側第一接合圖案321的內周緣、外周緣的對應於振動側第一接合圖案251的凸部251e、凸部251f的位置上也形成有相同的凸部。通過設置這樣的多個凸部，接合構件11a的內周緣部111a及外周緣部112a(參照圖9)上形成有凸部，所以能使接合構件11a的內周緣部111a及外周緣部112a的長度增加，從而能提高接合構件11a的接合強度。
另外，也可以只在晶振片2的振動側第一接合圖案251及第一密封件3的密封側第一接合圖案321的各環狀圖案的內周緣或外周緣上設置多個凸部。凸部251e、251f的形狀不局限於矩形，可以是三角形、也可以是圓弧形。另外，同樣也可以在晶振片2的振動側第二接合圖案252及第二密封件4的密封側第二接合圖案421的各環狀圖案的內周緣、外周緣上設置多個凸部。另外，也可以只在各環狀圖案的內周緣、外周緣的一部分設置多個凸部。
另外，狹縫的形狀可為環狀以外的形狀，也可以採用只在晶振片的振動側第一接合圖案、振動側第二接合圖案、第一密封件的密封側第一接合圖案、第二密封件的密封側第二接合圖案的各圖案的一部分設置狹縫的結構。換言之，可以只在各圖案的一部分設置狹縫，而在其餘的部分不設置狹縫。在此情況下，從提高環狀密封用接合件的氣密性的觀點出發，在上述各圖案中，較佳為，在沿順封裝體12的長邊的部分設置狹縫。
以上，對將本發明應用於晶體諧振器的情況進行了說明，但本發明也適用於晶體諧振器以外的壓電振動元件(例如晶體振盪器)。
上述晶體諧振器10中，將用於實現電極間導通的通孔(第一通孔26、第二通孔45、第三通孔46)設置在接合構件11a、11b的內周側，但晶體振盪器中，同樣的通孔有時被設置在接合構件11a、11b的外周側。下面參照圖22、圖23，對這樣的晶體振盪器(變形例5)進行說明。
如圖22所示，在晶振片2的一個主面211上，四個通孔291~294被設置在振動側第一接合圖案251(環狀圖案)之外。在通孔291~294的週邊，形成有連接用接合圖案291a~294a。另外，在晶振片2的一個主面211上，作為振動側密封部25，除了振動側第一接合圖案251之外，還形成有振動側第三接合圖案253。振動側第三接合圖案253被形成為，與晶振片2的一個主面211的外周緣接近，俯視為環狀。換言之，振動側第三接合圖案253被設置在比振動側第一接合圖案251及連接用接合圖案291a~294a更靠外周側的部位。可以通過與振動側第一接合圖案251的加工處理相同的加工處理來形成該振動側第三接合圖案253。另外，雖未圖示，但在晶振片2的振動側第二接合圖案252的外周側、第一密封件3的密封側第一接合圖案321的外周側、及第二密封件4的密封側第二接合圖案421的外周側也形成有與振動側第三接合圖案253相同的環狀圖案。
並且，如圖23所示，將第一密封件3與晶振片2接合時，上述環狀圖案彼此擴散接合而成為接合構件18a。同樣，將晶振片2與第二密封件4接合時，上述環狀圖案彼此擴散接合而成為接合構件18b。接合構件18a、18b被形成為，俯視時與晶體振盪器的封裝體12的外周緣接近，且俯視為環狀。換言之，接合構件18a、18b被設置為比接合構件11a、11b更靠外周側。
本變形例中，接合構件18a、18b與上述接合構件11a、11b一樣，被設置為對實現壓電振動的振動部22進行密封的環狀密封部(密封用接合構件)，通過內周側的接合構件11a、11b和外周側的接合構件18、18b，實現壓電振動的振動部22被兩重密封。並且，與上述接合構件11a、11b一樣，接合構件18a、18b的內周緣部及外周緣部被形成為比內周緣部與外周緣部之間的中間部分密集的狀態。由此，接合構件11a、11b的內周緣部及外周緣部、及接合構件18a、18b的內周緣部及外周緣部被形成為環狀，從而振動部22被四重密封。如此，基於本變形例，能使密集狀態的環狀接合區域增加，從而能進一步提高振動部22的氣密性。
另外，對作為第一構件的晶振片採用了AT切割石英晶體，但不局限於此，也可以採用AT切割石英晶體以外的石英晶體。另外，對作為第二構件的第一密封件及第二密封件採用了AT切割石英晶體，但不局限於此，也可以採用AT切割石英晶體以外的石英晶體、或石英晶體以外的脆性材料(例如玻璃等)。
另外，以上對將本發明應用於由第一密封件和第二密封件夾著晶振片而構成的三明治結構的壓電振動元件的情況進行了說明，但本發明也適用於具有其它結構的壓電振動元件。例如，本發明也適用於在基座(第一構件)和蓋體(第二構件)所構成的內部空間內容納著壓電振動片的壓電振動元件。在此情況下，只要將基座(第一構件)構成為在底部的外周部設置有環狀壁部的箱型形狀，在環狀壁部的上表面形成第一金屬膜，在蓋體(第二構件)的下表面形成環狀的第二金屬膜，並通過使第一金屬膜和第二金屬膜接合而形成環狀的密封用接合件即可。另外，蓋體可以為平板狀構件，也可以為在平板狀構件的外周部設置有環狀壁部的蓋狀構件。
另外，以上對將本發明應用於通過將第一密封件用晶片、晶振片用晶片、及第二密封件用晶片疊層而形成石英晶體晶片，並對該石英晶體晶片進行單片化處理而製造多個晶體振動元件的封裝體的製造方法進行了說明，但本發明也適用於除此以外的製造方法。
另外，將接合構件11a、11b等密封用接合件的外緣形狀及內緣形狀構成為八角形，但不局限於此，密封用接合件的外緣形狀及內緣形狀例如也可為矩形、或者五角形、六角形等五角以上的任意多角形。另外，不局限於多角形，也可以使密封用接合件的外緣形狀及內緣形狀為包含彎曲部分的形狀。
另外，接合構件11a、11b等的密封用接合件被配置為與封裝體12的外周緣距離規定間隔，但也可以將密封用接合件形成到封裝體12的外周緣為止。
另外，作為外部電極端子，採用了一個外部電極端子431和另一個外部電極端子432的2端子，但不局限於此，外部電極端子例如可以是4端子、6端子、8端子等任意數目的端子。
工業實用性
本發明能應用於由環狀的密封用接合件對實現壓電振動的振動部進行氣密密封的晶體諧振器、晶體振盪器等壓電振動元件及這些壓電振動元件的製造方法。
10、10a、10b、10c‧‧‧晶體諧振器
100‧‧‧石英晶體晶片
100A‧‧‧晶振片用晶片
100B‧‧‧第一密封件用晶片
100C‧‧‧第二密封件用晶片
101、101A、101B、101C‧‧‧支撐部
102、102A、102B、102C‧‧‧框部
103、103A、103B、103C‧‧‧第一連接部
104、104A、104B、104C‧‧‧第二連接部
11、11a、11b、14、14a、14b、14c、14d、15a、15b、16a、16b、17a、17b、18a、18b‧‧‧接合構件
111a、111b、154a、154b、157a、157b‧‧‧內周緣部
112a、112b、155a、155b、158a、158b‧‧‧外周緣部
113a、113b、156a、156b、159a、159b‧‧‧中間部分
12‧‧‧封裝體
13‧‧‧內部空間
151a、151b、161a、161b、171a、171b‧‧‧內周側接合構件
152a、152b、162a、162b、172a、172b‧‧‧外周側接合構件
153a、153b‧‧‧環型的空間(狹縫)
173a、173b、174a、174b‧‧‧中間接合構件
2、2a、2b、2c‧‧‧晶振片
211、212、312、411、412‧‧‧主面
22‧‧‧振動部
22a‧‧‧角部
22b‧‧‧空隙
221‧‧‧第一激發電極
222‧‧‧第二激發電極
223第一引出電極
224第二引出電極
23‧‧‧外框部
24‧‧‧連接部
25‧‧‧振動側密封部
251、25a、251b、251c‧‧‧振動側第一接合圖案
251e、251f‧‧‧凸部
2511、2521、3211、4211、4311、4321‧‧‧基底PVD膜
2512、2522、3212、4212、4312、4322‧‧‧電極PVD膜
252、26a、252b、252c‧‧‧振動側第二接合圖案
253‧‧‧振動側第三接合圖案
253a、253b、254a、254b、258、268、322、323、373、422、423、473‧‧‧狹縫
256‧‧‧內振動側第一接合圖案
257‧‧‧外振動側第一接合圖案
26‧‧‧第一通孔
261、451、461‧‧‧貫通電極
262、452、462‧‧‧貫通部分
264、265、27、28、291a~294d 、35、36、453、463‧‧‧連接用接合圖案
266‧‧‧內振動側第二接合圖案
267‧‧‧外振動側第二接合圖案
291~294‧‧‧通孔
3、3a、3b、3c‧‧‧第一密封件
32‧‧‧密封側第一密封部
321、321c‧‧‧密封側第一接合圖案
33‧‧‧佈線圖案
37a‧‧‧密封側第一接合圖案
371‧‧‧內密封側第一接合圖案
372‧‧‧外密封側第一接合圖案
4、4a、4b、4c‧‧‧第二密封件
42‧‧‧密封側第二密封部
421、421c、47a‧‧‧密封側第二接合圖案
431、432‧‧‧外部電極端子
45‧‧‧第二通孔
46‧‧‧第三通孔
471‧‧‧內密封側第二接合圖案
472‧‧‧外密封側第二接合圖案
ST11~ST15‧‧‧晶體諧振器的製造方法流程
W10、W20‧‧‧接合構件的寬度
W11、W21‧‧‧內周緣部的寬度
W12、W22‧‧‧外周緣部的寬度
W13、W23‧‧‧中間部分的寬度
圖1是表示本實施方式所涉及的晶體諧振器的各構成部分的概要結構示意圖。
圖2是晶體諧振器的第一密封件的概要俯視圖。
圖3是晶體諧振器的第一密封件的概要背面圖。
圖4是晶體諧振器的晶振片的概要俯視圖。
圖5是晶體諧振器的晶振片的概要背面圖。
圖6是晶體諧振器的第二密封件的概要俯視圖。
圖7是晶體諧振器的第二密封件的概要背面圖。
圖8是表示晶體諧振器中的振動部與密封部之間的俯視時的位置關係的圖。
圖9是圖8中的X1-X1線的截面圖。
圖10是表示晶體諧振器的第一密封件的變形例的概要背面圖。
圖11是表示晶體諧振器的晶振片的變形例的概要俯視圖。
圖12是表示晶體諧振器的晶振片的變形例的概要背面圖。
圖13是表示晶體諧振器的第二密封件的變形例的概要俯視圖。
圖14是表示變形例1所涉及的晶體諧振器中的振動部與密封部之間的俯視時的位置關係的圖。
圖15是圖14中的X2-X2線的截面圖。
圖16是變形例2所涉及的晶體諧振器的截面圖(相當於圖9)。
圖17是變形例3所涉及的晶體諧振器的截面圖(相當於圖9)。
圖18是表示本實施方式所涉及的晶體諧振器的製造方法的一例的流程圖。
圖19是表示圖18的晶體諧振器的製造方法中的疊層工序中形成的石英晶體晶片的一例的概要俯視圖。
圖20是表示構成圖19的石英晶體晶片的第一密封件用晶片、晶振片用晶片及第二密封件用晶片的分解立體圖。
圖21是變形例4所涉及的晶體諧振器所具備的晶振片的概要俯視圖。
圖22是變形例5所涉及的晶體振盪器所具備的晶振片的概要俯視圖。
圖23是表示晶體振盪器中的振動部與密封部之間的俯視時的位置關係的圖。
10‧‧‧晶體諧振器
11a、11b‧‧‧接合構件
111a、111b‧‧‧內周緣部
112a、112b‧‧‧外周緣部
113a、113b‧‧‧中間部分
12‧‧‧封裝體
2‧‧‧晶振片
3‧‧‧第一密封件
4‧‧‧第二密封件
W10、W20‧‧‧接合構件的寬度
W11、W21‧‧‧內周緣部的寬度
W12、W22‧‧‧外周緣部的寬度
W13、W23‧‧‧中間部分的寬度

Claims (11)

  1. 一種壓電振動元件，通過將一第一構件上形成的環狀的一第一金屬膜與一第二構件上形成的環狀的一第二金屬膜接合，而形成環狀的一密封用接合件，實現壓電振動的一振動部被該密封用接合件氣密密封，其特徵在於： 該密封用接合件的一內周緣部及一外周緣部被形成為比該內周緣部與該外周緣部之間的一中間部分密集的狀態。
  2. 如請求項第1項所述的壓電振動元件，其特徵在於： 該第一金屬膜、該第二金屬膜被形成為，各自被一環狀狹縫分離成一內周側金屬膜和一外周側金屬膜；以及 該密封用接合件被形成為，分離成一內周側密封用接合件和一外周側密封用接合件。
  3. 如請求項第1項所述的壓電振動元件，其特徵在於： 該第一金屬膜被形成為，被一環狀狹縫分離成一內周側金屬膜和一外周側金屬膜；以及 該密封用接合件被形成為，分離成一內周側密封用接合件和一外周側密封用接合件。
  4. 如請求項第1項所述的壓電振動元件，其特徵在於： 俯視時，該第一金屬膜的外周緣與該第二金屬膜的外周緣位置不同。
  5. 如請求項第1至4項中任一項所述的壓電振動元件，其特徵在於： 該壓電振動元件包括，在一基板的一個主面上形成有一第一激發電極、在該基板的另一個主面上形成有與該第一激發電極成對的一第二激發電極的一壓電振動板；覆蓋該壓電振動板的該第一激發電極的一第一密封件；及覆蓋該壓電振動板的該第二激發電極的一第二密封件， 在該第一密封件與該壓電振動板之間及該壓電振動板與該第二密封件之間，分別形成有該密封用接合件。
  6. 如請求項第5項所述的壓電振動元件，其特徵在於： 該第一密封件、該第二密封件由厚度為30μm~80μm的脆性材料構成， 該第一密封件與該壓電振動板之間的間隙、及該壓電振動板與該第二密封件之間的間隙被設定在該第一密封件、該第二密封件的厚度的0.1倍以下。
  7. 一種壓電振動元件的製造方法，該壓電振動元件為，通過將一第一構件上形成的環狀的一第一金屬膜與一第二構件上形成的環狀的一第二金屬膜接合，而形成環狀的一密封用接合件，實現壓電振動的一振動部被該密封用接合件氣密密封，其特徵在於： 該第一金屬膜、該第二金屬膜均為由金構成的金屬膜，且通過濺射而形成該第一金屬膜、該第二金屬膜；以及 在加壓狀態下進行該密封用接合件的形成。
  8. 如請求項第7項所述的壓電振動元件的製造方法，其特徵在於： 該第二構件由厚度為30~80μm的脆性材料構成；以及 該第一構件與該第二構件之間的間隙被設定在該第二構件的厚度的0.1倍以下。
  9. 如請求項第7或8項所述的壓電振動元件的製造方法，其特徵在於： 該第一金屬膜、該第二金屬膜的任意一方被形成為，被一環狀狹縫分離成一內周側金屬膜和一外周側金屬膜；以及 該密封用接合件被形成為，分離成一內周側密封用接合件和一外周側密封用接合件。
  10. 如請求項第7或8項所述的壓電振動元件的製造方法，其特徵在於： 該第一金屬膜、該第二金屬膜被形成為，各自被一環狀狹縫分離成一內周側金屬膜和一外周側金屬膜；以及 該密封用接合件被形成為，分離成一內周側密封用接合件和一外周側密封用接合件。
  11. 如請求項第7至10項中任一項所述的壓電振動元件的製造方法，其特徵在於： 該壓電振動元件包括，在一基板的一個主面上形成有一第一激發電極、在該基板的另一個主面上形成有與該第一激發電極成對的一第二激發電極的一壓電振動板；覆蓋該壓電振動板的該第一激發電極的一第一密封件；及覆蓋該壓電振動板的該第二激發電極的一第二密封件， 該第一密封件與該壓電振動板之間及該壓電振動板與該第二密封件之間，分別形成有該密封用接合件。
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