压电振动片以及压电振动片的制造方法

专利名称：压电振动片以及压电振动片的制造方法
技术领域：
本发明涉及压电振动片以及压电振动片的制造方法。
背景技术：
当前，作为压电振动器件，例如可以举出晶体振荡器、晶体振子等。在这种压电振动器件中，其框体由长方体的封装构成。该封装由基体和盖构成，在该封装内部，压电振动片通过流动性材料的导电性粘接剂而被保持接合于基体。并且，通过接合基体和盖，封装的内部的压电振动片被气密密封(例如，参照下述专利文献)。在下述专利文献1的技术中，压电振动片通过导电性粘接剂而被接合到基体。在该接合时，来自导电性粘接剂的外界的应力(在向基体接合压电振动片时产生的接合应力)直接施加到压电振动片，对压电振动片的特性(频率等)造成恶劣影响。另外，在下述专利文献1的技术中，在基体上配置有不同极的电极，在各个电极上涂敷导电性粘接剂，使用该导电性粘接剂对基体接合压电振动片。该导电性粘接剂是流动性材料，在电极上涂敷导电性粘接剂时、或使用导电性粘接剂对基体接合压电振动片时，导电性粘接剂在基板上扩散(流动)，引起不同极的电极间的短路。专利文献1 日本特开2005-191709号公报

发明内容
因此，当前代替上述导电性粘接剂，为了对基体接合压电振动片而使用了金属凸块等非流动性材料的导电性凸块。另外，在进行使用了导电性凸块的凸块接合(例如，利用超声波将导电性凸块进行溶敷等)的情况下，导电性凸块需要具有某种程度的高度。但是，当导电性凸块的高度变高时，会产生凸块高度尺寸、凸块形状的偏差，无法将由期望形状构成的凸块设置到压电振动片。另外，该凸块的高度尺寸、凸块形状的偏差成为将压电振动片搭载到基体时变得不稳定的原因。因此，为了解决上述课题，本发明的目的在于提供一种抑制凸块高度尺寸、凸块形状的偏差的压电振动片以及压电振动片的制造方法。为了达成上述目的，本发明的压电振动片的特征在于，振动部和接合部一体地设置于主面形成为矩形的基板，其中，所述振动部形成有一对激励电极而构成了振动区域，所述接合部形成有与外部接合的一对端子电极，在所述一对端子电极中分别形成有导电性凸块，所述一对端子电极与所述一对激励电极分别电连接，形成有所述一对端子电极的位置的所述基板成形为凸状的柱状部。根据本发明，所述振动部和所述接合部一体地设置于所述基板，在所述一对端子电极中分别形成了所述导电性凸块，所述一对端子电极与所述一对激励电极分别电连接， 形成了所述一对端子电极的位置的所述基板成形为凸状的所述柱状部，所以即使在进行凸块接合(例如，用超声波将导电性凸块进行溶敷等)的情况下，也能够降低用于与外部接合的所述导电性凸块的高度，能够抑制因凸块的高度变高所致的凸块高度尺寸、凸块形状的偏差。特别是能够使所述一对端子电极的表面变得平坦。其结果，能够将该压电振动片稳定地接合(搭载)到外部。另外，能够通过使所述柱状部成形来抑制所述凸块的高度，能够减小所述凸块的量来抑制制造成本。在所述结构中，也可以在所述一对端子电极的内侧形成所述导电性凸块。在该情况下，在一对端子电极的内侧形成所述导电性凸块，所以能够抑制所述导电性凸块露出到所述一对端子电极的外面。在所述结构中，在所述一对端子电极中，也可以使所述柱状部的厚度相对于其以外的厚度是3倍以上。在该情况下，在所述一对端子电极中，所述柱状部的厚度相对于其以外的厚度是3 倍以上，所以适合使所述一对端子电极的表面变得平坦。另外，在所述柱状部的厚度相对于其以外的厚度小于3倍的情况下，需要加厚(增高)所述导电性凸块，在该情况下，使所述一对端子电极的表面的平坦性降低。在所述结构中，所述柱状部的壁面也可以具有锥形面。在该情况下，由于所述柱状部的壁面具有锥形面，所以能够提高所述柱状部的强度。另外，所述柱状部的边缘消失，能够抑制所述柱状部中的所述一对端子电极的断线。在所述结构中，所述一对端子电极的表面也可以通过Cr-Au膜来形成。在该情况下，能够还包括所述一对端子电极的侧面而进行成膜形成，能够用所述 Cr-Au膜将所述一对端子电极的表面以及侧面全部进行覆盖，能够在成膜部分中期待锚定 (Anchor)效果。在所述结构中，截断部件也可以设置于所述振动部与所述接合部之间，其中，所述截断部件截断在将所述一对端子电极经由所述导电性凸块而接合到外部时所述基板中产生的接合应力向所述振动区域传播。在该情况下，截断部件设置于所述振动部与所述接合部之间，其中，所述截断部件截断在将所述一对端子电极经由所述导电性凸块而接合到外部时所述基板中产生的接合应力传播到所述振动区域，因此，即使在经由接合应力强的所述导电性凸块将该压电振动片接合到外部(在本实施例中是基体)的情况下，也能够抑制在接合时所述基板中产生的接合应力传播到所述振动区域。其结果，不会对该压电振动片的振动(振荡频率)造成影响而能够提高接合强度。在所述结构中，所述一对端子电极中的一个端子电极也可以形成于所述接合部的相向的两个端部中的一个端部，所述截断部件是从所述基板的相向的两个侧边中的另一侧边朝向一个侧边而形成的切口部，仅在形成了所述一个端子电极的所述接合部的一个端部附近，一体成形了所述振动部和所述接合部。在该情况下，所述一个端子电极形成于所述接合部的一个端部，所述截断部件是从所述基板的另一侧边朝向一个侧边而形成的切口部，仅在形成了所述一个端子电极的所述接合部的一个端部附近，一体成形了所述振动部和所述接合部，所以能够通过所述切口部将在进行了接合时在所述基板中产生的接合应力封闭到所述接合部中，抑制接合应力传播到所述振动区域。在所述结构中，所述一对端子电极也可以分别形成于所述基板的相向的两个侧边且所述接合部的两个端部，所述截断部件是从所述基板的两个侧边分别朝向内部而形成的 2个切口部、和在所述切口部之间形成的贯通孔。在该情况下，所述一对端子电极分别形成于所述基板的两个侧边且所述接合部的两个端部，所述截断部件是从所述基板的两个侧边分别朝向内部而形成的2个切口部、和在所述切口部之间形成的贯通孔，所以能够通过所述切口部和所述贯通孔，将在进行了接合时在所述基板中产生的接合应力封闭到所述接合部中，抑制在所述基板中产生的接合应力传播到所述振动区域。具体而言，由于所述2个切口部，虽然接合应力集中到所述2个切口部之间，但能够通过所述贯通孔防止该集中的接合应力传播到所述振动区域，将接合应力封闭到所述接合部中。在所述结构中，所述一对端子电极也可以形成于所述基板的相向的两个侧边中的一个侧边且所述接合部的相向的两个端部中的一个端部，在与连接所述一对端子电极的虚拟线正交的虚拟正交线上以外的位置，配置了所述激励电极。在该情况下，所述一对端子电极形成于所述基板的一个侧边且所述接合部的一个端部，在与连接所述一对端子电极的虚拟线正交的虚拟正交线上以外的位置配置了所述激励电极，所以即使在经由接合应力强的所述导电性凸块将该压电振动片接合到外部(在本实施例中是基体)的情况下，由于在进行了接合时在所述基板中产生的接合应力在与所述振动区域不同的方向上产生，所以能够抑制接合应力传播到所述振动区域。其结果，不会影响该压电振动片的振动(振荡频率)而能够提高接合强度。在所述结构中，也可以以使向所述振动部的距离成为远近不等的方式排列设置所述一对端子电极。在该情况下，能够在从所述振动区域观察时接近的所述导电性凸块侧，阻止在所述一对端子电极中的(输入输出的)所述导电性凸块间产生的所述导电性凸块间的应力， 其结果，能够使在所述导电性凸块之间产生的应力不影响所述振动区域。在所述结构中，在所述一对端子电极中，也可以使所述基板上的直至所述振动部为止的距离长的端子电极大于所述距离短的端子电极。在该情况下，所述基板上的直至所述振动部为止的距离长的端子电极大于所述距离短的端子电极，所以能够提高直至所述振动部为止的距离长的端子电极中的与外部的接合强度，并且使所述一对端子电极稳定地电连接到外部。在所述结构中，所述导电性凸块也可以是镀敷凸块。在该情况下，所述导电性凸块是镀敷凸块，所以在与外部接合时所述导电性凸块不会扩散(流动)，能够抑制电极间的短路。而且，所述导电性凸块是镀敷凸块，所以能够提
高接合强度。另外，为了达成上述目的，本发明的压电振动片的制造方法的特征在于，在所述压电振动片中，振动部和接合部设置于主面形成为矩形的基板，其中，所述振动部形成有一对激励电极而构成了振动区域，所述接合部形成有与外部接合的一对端子电极，在所述一对端子电极中分别形成有导电性凸块，所述一对端子电极与所述一对激励电极分别电连接， 形成有所述一对端子电极的位置的所述基板成形为凸状的柱状部，所述压电振动片的制造方法具有端子电极形成工序，形成所述一对端子电极；柱状部成形工序，使所述柱状部成形；以及导电性凸块形成工序，形成所述导电性凸块，在所述端子电极形成工序的工序中进行所述柱状部成形工序以及所述导电性凸块形成工序。根据本发明，具有所述端子电极形成工序、所述柱状部成形工序、以及所述导电性凸块形成工序，在所述端子电极形成工序的工序中，进行所述柱状部成形工序以及所述导电性凸块形成工序，所以能够形成内含所述导电性凸块以及所述柱状部的所述端子电极。 因此，根据本发明，能够降低用于与外部接合的所述导电性凸块的高度，能够抑制因凸块的高度变高所致的凸块高度尺寸、凸块形状的偏差。特别是能够使所述一对端子电极的表面变得平坦。其结果，能够将该压电振动片稳定地接合(搭载)到外部。另外，能够通过使所述柱状部成形来抑制所述凸块的高度，能够减少所述凸块的量来抑制制造成本。根据本发明的压电振动片、以及压电振动片的制造方法，能够抑制凸块高度尺寸、 凸块形状的偏差。


图1是本实施例1的公开了内部空间的晶体振子的概要俯视图。图2是图1的A-A线端面图。图3是本实施例1的晶体振动片的制造工序的一个工序即使抗蚀剂层形成于基板的工序图。图4是本实施例1的晶体振动片的制造工序的一个工序即使镀金形成于基板的工序图。图5是本实施例1的晶体振动片的制造工序的一个工序即从基板去除了抗蚀剂层的工序图。图6是本实施例1的晶体振动片的制造工序的一个工序即去除了从基板露出的 Cr-Au膜的工序图。图7是本实施例1的晶体振动片的制造工序的一个工序即使柱状部(post portion)成形于基板的工序图。图8是本实施例1的晶体振动片的制造工序的一个工序即使一对端子电极形成于基板的工序图。图9是本实施例1的其它例子的公开了内部空间的晶体振子的概要俯视图。图10是本实施例1的其它例子的柱状部的概要结构图。图11是本实施例2的公开了内部空间的晶体振子的概要俯视图。图12是本实施例3的公开了内部空间的晶体振子的概要俯视图。附图标记说明1 晶体振子；2 晶体振动片；21 基板；22,23 两个主面；24 一个侧边；25 另一侧边；36、37 电极焊盘；51 振动部；52 振动区域；53 接合部；54 —个端部；55 另一端部；56 中央部；61,62 激励电极；63,64 端子电极；65,66 引出电极；71 柱状部；72 壁面；73 导电性凸块；74 =Cr-Au膜；75 镀金；76 金属部；81 切口部；82,83 切口部；84 贯通孔；9 晶片；91,92 两个主面；93 =Cr-Au膜；94 抗蚀剂层；95 镀金。
具体实施例方式以下，参照附图，说明本发明的实施方式。另外，在以下所示的各实施例中，示出作为压电振动器件在晶体振子中应用了本发明的情况。[实施例1]在本实施例1的晶体振子1中，如图1、2所示，设置有由AT切割晶体构成的晶体振动片2 (本发明中所称的压电振动片)、保持该晶体振动片2的基体3、以及用于对保持于基体3的晶体振动片2进行气密密封的盖4。在该晶体振子1中，由基体3和盖4构成封装11，基体3和盖4接合而形成封装11 的内部空间12。在该封装11的内部空间12的基体3上保持晶体振动片2，封装11的内部空间12被气密密封。此时，如图1、2所示，使用由金属镀敷形成的导电性凸块73，通过FCB 法(Flip Chip Bonding，倒装片焊接)将晶体振动片2机电地超声波接合到基体3。接下来，使用图1、2，说明该晶体振子1的各结构。基体3如图1、2所示，成形为由底部31和从该底部31向上方延伸的壁部32构成的箱状体。该基体3是在由陶瓷材料构成的在俯视时为矩形形状的一个板上层叠陶瓷材料的长方体而凹状地一体地烧成的。基体3的俯视时的尺寸被设定为3. 2mmx2. 5mm以下。另外，在本实施例1中，使用俯视时的尺寸被设定为1. 6mmxl. 2mm以下的基体3。该基体3的壁部32是沿着底部31的表面外周而成形的。该壁部32的上表面是与盖4的接合区域，在该接合区域中，设置有用于与盖4接合的金属层33 (例如，在钨金属层上按照镍、金的顺序进行了镀敷的结构)。另外，在内部空间12中的基体3(空腔)的底部31的相向的角部(一个角部34 和另一角部3 ，形成有与晶体振动片2的激励电极61、62分别机电地接合的2个电极焊盘36、37。形成于另一角部35的电极焊盘37的面积大于形成于一个角部34的电极焊盘 36的面积。具体而言，电极焊盘36仅形成于一个角部34，电极焊盘37从另一角部35形成至中央部38。这些电极焊盘36、37与基体3的外周背面形成的外部端子电极(图示省略) 分别机电地接合，从这些外部端子电极连接到外部部件、外部设备。另外，这些外部端子电极和电极焊盘36、37是在印刷了钨、钼等金属材料之后与基体3 —体地烧成而形成的。并且，关于外部端子电极和电极焊盘36、37中的一部分，是在金属上部形成镀镍、并在其上部形成镀金而构成的。另外，作为此处所称的镀敷形成的施工方法，可以举出电解镀敷法、非电解镀敷法，以下叙述的镀敷形成的施工方法也是同样的。盖4如图2所示，成形为俯视时是矩形形状的一个板。该盖4在下表面形成有焊料(图示省略)。该盖4通过金属焊接、缝焊、或者束焊(beam welding)等手法，使用焊料、金属层33而接合到基体3，通过盖4和基体3构成晶体振子1的封装11。盖4的俯视时的尺寸被设定为3. 2mmx2. 5mm以下。另外，在本实施例1中，使用俯视时的尺寸被设定为 1. 6mmxl. 2mm 的基板。该盖4由4层的热膨胀系统不同的金属材料形成。具体而言，从成为与基体3的连接面的盖4的下表面起，依次层叠了作为焊料的金锡焊剂层、镍层、以及科瓦铁镍钴合金层(基材(base material))、镍层。盖4的下表面侧是金锡焊剂层以及镍层，所以相比于其他层，更容易与由陶瓷构成的基体3进行热接合。另外，在这些金锡焊剂层以及镍层上层叠有科瓦铁镍钴合金层，所以能够使与由陶瓷构成的基体3的热膨胀率成为大致相同，从而使基体3与盖4的热变形同等。另外，由于将热变形设为同等水平，所以能够将科瓦铁镍钴合金层的厚度尽可能设计得厚。在该盖4中，依次层叠有金锡焊剂层、镍层、科瓦铁镍钴合金层、以及镍层，所以在与基体3接合时，通过惰性气体或者真空环境的加热炉使金锡焊剂层溶融从而将内部空间12进行气密密封。晶体振动片2由AT切割晶体片的基板21构成，其外形如图1、2所示，成为在俯视时是大致矩形形状(两个主面22、23形成为大致矩形形状)的一个板的长方体。另外，在本实施例1中，将晶体振动片2的相向的俯视时的长边设为一个侧边对和另一侧边25。另外，在本实施例1中，使用主面尺寸被设定为1. ImmXO. 7mm、厚度尺寸被设定为30 μ m的基板21。另外，本实施例中所称的形成为大致矩形形状是指并非限定于正确地形成为矩形形状，而是作为概念的形状且包括成形误差的形状。因此，本实施例中所称的大致矩形形状对应于矩形形状。在该晶体振动片2中，设置有构成了振动区域52的振动部51、以及与作为外部电极的基体3的电极焊盘36、37(本发明中所称的外部)接合的接合部53，振动部51和接合部53 —体成形而构成基板21。在晶体振动片2的振动部51中形成有进行激励的一对激励电极61、62。在接合部 53中形成有与基体3的电极焊盘36、37机电地接合的一对端子电极63、64。另外，在这些振动部51以及接合部53中，形成有将一对激励电极61、62引出到一对端子电极63、64的引出电极65、66。在该晶体振动片2中，一对激励电极61、62被引出电极65、66引导而分别电连接到一对端子电极63、64。与基板21的两个主面22、23且振动部51的俯视时的中央相向地形成有一对激励电极61、62。这些一对激励电极61、62例如由从基板21侧起按照铬、金的顺序进行层叠而形成的Cr-Au膜构成。这些一对激励电极61、62的厚度尺寸被设定为0. 1 μ m 0. 5 μ m的范围，在本实施例1中，一对激励电极61、62的厚度尺寸是0.3 μ m。引出电极65、66在从振动部51至接合部53的范围中不相向而形成于基板21的主面22、23、侧面26。这些引出电极65、66与激励电极61、62同样地形成，由从基板21侧起按照铬、金的顺序进行层叠而形成的Cr-Au膜构成。这些引出电极65、66的厚度尺寸被设定为0. 05 μ m 0. 5 μ m的范围，在本实施例1中，引出电极65、66的厚度尺寸是0. 3 μ m。一对端子电极63、64形成于接合部53的另一主面23。具体而言，一对端子电极 63、64中的一个端子电极63形成于基板21的相向的两个侧边24、25中的一个侧边M且接合部53的相向的两个端部M、55中的一个端部M。另外，另一端子电极64在从接合部53 的中央部56至另一端部55的范围中形成。这些一对端子电极63、64由柱状部71、导电性凸块73以及金属部76构成，在柱状部71上形成导电性凸块73，在导电性凸块73上形成金属部76而构成。在这些一对端子电极63、64中，如图1、2所示，在侧视或俯视基板21时，在一对端子电极63、64的内侧(包含)配置柱状部71和导电性凸块73。即，一对端子电极63、64的最外侧(表面)由金属部 76构成，以由金属部76包含的方式，在柱状部71上形成导电性凸块73。因此，相对于一对端子电极63、64，柱状部71、导电性凸块73的尺寸小一圈。通过对作为基板21的材料的晶体进行蚀刻，使形成一对端子电极63、64的位置 (接合部53的另一主面23上的一个端部54、以及从中央部56至另一端部55的区域)的基板21成形为凸状从而形成柱状部71。该柱状部71的壁面72相对于基板21的另一主面 23在垂直方向(正交的方向)上延伸。
导电性凸块73是非流动性部件的镀敷凸块，由按照铬、金的顺序在柱状部71上进行层叠而形成的Cr-Au膜74、和在该Cr-Au膜74上层叠的镀金95构成。该导电性凸块73 如图2所示，比金属部76 (激励电极61、62、引出电极65、66)厚，比柱状部71薄。金属部76是一对端子电极63、64的表面，由与激励电极61、62或引出电极65、66 相同的材料的Cr-Au膜构成，并与引出电极65、66连续地形成，如图1、2所示，覆盖柱状部 71和导电性凸块73。另外，在本实施例1中，铬的层是40nm，金的层是150nm。另外，关于一对端子电极63、64，基板21上的直至振动部51为止的距离长的端子电极大于基板21上的直至振动部51为止的距离短的端子电极。另外，关于此处所称的基板 21上的直至振动部51为止的距离长，这与从振动部51的激励电极61、62向端子电极63、 64引导的引出电极65、66各自的全长有关。具体而言，在本实施例1中，引出电极66的全长比引出电极65的全长还长，另一端子电极64比一个端子电极63还大。另外，在一对端子电极63、64中，柱状部71的厚度相对于其以外(在本实施例1 中是导电性凸块73和金属部76)的厚度成为3倍以上。另外，在柱状部71的厚度相对于其以外的厚度被设定为小于3倍的情况下，需要加厚(增高)导电性凸块73，在该情况下， 使一对端子电极63、64的表面的平坦性降低。另外，在柱状部71的厚度相对于其以外的厚度被设定为超过10倍的情况下，柱状部71的纵横比变高，柱状部71变得脆弱。因此，将柱状部71的厚度相对于其以外的厚度优选设定为3 10倍。上述一对端子电极63、64的厚度尺寸被设定为2.5μπι 25μπι的范围，其中，柱状部71的厚度尺寸被设定为2 μ m 20 μ m的范围，导电性凸块73与金属部76的合计的厚度尺寸被设定为0.5μπι 5μπι的范围。在本实施例1中，柱状部71的厚度是8 μ m，导电性凸块73与金属部76的合计的厚度是2 μ m。另外，关于一个端部M的柱状部71的纵横比，相对于直径(宽度)是ΙΟΟμπι，高度成为ΙΟμπι，纵横比是0. 1。另外，如果导电性凸块73与金属部76的合计厚度尺寸是1 μ m以上，则能够提高通过FCB法实现的接合的可靠性，本实施例1所示的导电性凸块73与金属部76的合计厚度尺寸是优选的例子。另外，在晶体振动片2中设置有截断部件，该截断部件截断在将一对端子电极63、 64机电地接合到基体3的电极焊盘36、37时基板21中产生的接合应力传播到振动区域52。 在与连接一对端子电极63、64的虚拟线正交的虚拟正交线上配置振动区域52，在振动部51 与接合部53之间且在虚拟正交线上设置有该截断部件。具体而言，截断部件是设置在振动部51与接合部53之间、并从基板21的另一侧边25朝向一个侧边M形成了切口的切口部81。通过该切口部81，仅在形成了一个端子电极63的接合部53的一个端部M附近，使振动部51和接合部53 —体成形。即，在接合部 53的一个端部M中振动部51和接合部53连续。在由上述结构构成的晶体振子1中，如图1所示，基体3和晶体振动片2经由一对端子电极63、64的一个结构即导电性凸块73通过FCB法而被机电地超声波接合。通过该接合，晶体振动片2的激励电极61、62经由引出电极65、66、端子电极63、64、导电性凸块73 而与基体3的电极焊盘36、37机电地接合。然后，对接合了晶体振动片2的基体3接合盖 4而将晶体振动片2进行气密密封，从而构成晶体振子1。接下来，使用图3 8，说明上述晶体振动片2的制造方法。首先，从晶体铸锭(图示省略)成形成为基板21的AT切割晶体片。具体而言，在从晶体铸锭成形并能够将多个基板21分割成形的晶片9的两个主面91、92上，通过溅射 (sputtering)依次层叠铬、金而形成Cr-Au膜93。在晶片9的两个主面91、92上形成了 Cr-Au膜93之后，在Cr-Au膜93上形成抗蚀剂层94 (参照图3)。在Cr-Au膜93上形成了抗蚀剂层94之后，去除使一对端子电极61、62的导电性凸块73形成的位置的抗蚀剂层94，使该位置的Cr-Au膜93露出。在该露出了的Cr-Au膜 93上镀敷形成镀金95 (参照图4)。此时，去除抗蚀剂层94来形成，使形成镀金95的孔的相对深度的直径的纵横比变大时，镀敷液的新液难以蔓延，所以镀敷的析出速率(与镀敷厚度关联)、形状中产生偏差。在Cr-Au膜93上形成了镀金95之后，将抗蚀剂层94全部去除，再次在晶片9的两个主面91、92上形成抗蚀剂层94。在形成了抗蚀剂层94之后，仅去除在晶片9的一个主面91和Cr-Au膜93上直接形成的抗蚀剂层94，仅使在镀金95上形成的位置的抗蚀剂层 94残留。此时，没有层叠镀金95的部分的Cr-Au膜93露出(参照图5)。在使Cr-Au膜93露出之后，对露出了的Cr-Au膜93进行蚀刻去除。之后，去除形成在镀金95上的抗蚀剂层94，形成由Cr-Au膜74和镀金75构成的导电性凸块73 (将以上的工序设为本发明中所称的导电性凸块形成工序)。在将露出了的Cr-Au膜93进行蚀刻去除之后，对于进行了露出了的Cr-Au膜93 的蚀刻去除之后的部分的晶片9的基板，进行期望的深度(在本实施例1中是8 μ m)的晶体蚀刻(参照图7)，使晶体振动片2的柱状部71成形(将以上的工序设为本发明中所称的柱状部成形工序)。与该柱状部成形工序同时，还蚀刻形成晶体振动片2的基板21的外周缘、切口部81 (参照图1)。另外，晶体振动片2的基板21的外周缘、切口部81也可以通过与柱状部成形工序不同的工序来蚀刻形成。在使柱状部71成形之后，在晶片9的两个主面91、92按照铬、金的顺序形成Cr-Au 膜(图示省略)。在形成了 Cr-Au膜之后，在Cr-Au膜上形成抗蚀剂层(图示省略)。在Cr-Au膜上形成了抗蚀剂层之后，通过光刻法，对于晶体振动片2的一对激励电极61、62、一对端子电极63、64以及引出电极65、66，去除电极图案以外的部分的抗蚀剂层， 对通过该抗蚀剂层的去除而露出的Cr-Au膜进行蚀刻去除。在对Cr-Au膜进行了蚀刻去除之后去除抗蚀剂层，而形成一对激励电极61、62、一对端子电极63、64的金属部76、以及引出电极65、66 (参照图8)，形成电连接的一对激励电极61、62、一对端子电极63、64、以及引出电极65、66(将以上的工序设为本发明中所称的端子电极形成工序)。在形成了一对激励电极61、62、一对端子电极63、64、以及引出电极65、 66之后，从晶片9分割成形多个基板2，完成后面的期望的制造工序来制造多个晶体振动片 2。根据上述本实施例1的晶体振动片2，振动部51和接合部53 —体地设置于基板 21，在一对端子电极63、64中分别形成导电性凸块73，一对端子电极63、64与一对激励电极 61、62分别电连接。即，在晶体振动片2中使振动部51和接合部53 —体成形。另外，根据本实施例1的晶体振动片2，截断部件设置在振动部51与接合部53之间，其中，该截断部件截断在将一对端子电极63、64经由导电性凸块73而接合到作为外部的基体3的电极焊盘36、37时基板21中产生的接合应力传播到振动区域52，因此，即使在经由接合应力强的导电性凸块73将该晶体振动片2接合到基体3的电极焊盘36、37的情况下，也能够抑制在进行了接合时在基板21中产生的接合应力传播到振动区域52。其结果，不会对晶体振动片2的振动(振荡频率)造成影响而能够提高接合强度。另外，根据上述本实施例1的晶体振动片2，一个端子电极63形成于基板21的一个侧边M且接合部53的一个端部M，截断部件是从基板21的另一侧边25朝向一个侧边 24而形成的切口部81，仅在形成了一个端子电极63的接合部53的一个端部M附近使振动部51和接合部53 —体成形，因此，能够通过切口部81将在进行了接合时在基板21中产生的接合应力封闭到接合部53中，抑制接合应力传播到振动区域52。另外，根据上述本实施例1的晶体振动片2，基板21上的直至振动部51为止的距离长的另一端子电极64大于距离短的一个端子电极63，所以能够提高直至振动部51为止的距离长的另一端子电极64中的与基体3的电极焊盘36、37的接合强度，并且能够将一对端子电极63、64稳定地电连接到基体3的电极焊盘36、37。另外，根据上述本实施例1的晶体振动片2，导电性凸块73是镀敷凸块，所以在与基体3的电极焊盘36、37接合时导电性凸块73不会扩散(流动)，而能够抑制电极间的短路。而且，导电性凸块73是镀敷凸块，所以能够提高接合强度。另外，根据上述本实施例1的晶体振动片2，形成了一对端子电极63、64的位置的基板21成形为凸状的柱状部71，所以能够降低用于与基体3的电极焊盘36、37进行接合的导电性凸块73的高度，能够抑制导电性凸块73的高度变高所致的凸块高度尺寸、凸块形状的偏差。特别是能够使一对端子电极63、64的表面变得平坦。其结果，能够将晶体振动片 2稳定地接合(搭载)到基体3的电极焊盘36、37。另外，能够通过使柱状部71成形来抑制导电性凸块73的高度，能够减少导电性凸块73的量来抑制制造成本。另外，根据上述本实施例1的晶体振动片2，在一对端子电极63、64的内侧形成导电性凸块73，所以能够抑制导电性凸块73露出到一对端子电极63、64的外面。另外，根据上述本实施例1的晶体振动片2，在一对端子电极63、64中，柱状部71 的厚度相对于其以外的厚度是3倍以上，所以适合使一对端子电极63、64的表面变得平坦。另外，根据上述本实施例1的晶体振动片2，一对端子电极63、64的表面由Cr-Au 膜74形成，所以基体3的电极焊盘36、37如本实施例所示，在是Au的情况下，易于进行 Au-Au接合。另外，能够还包括一对端子电极63、64的侧面而通过溅射进行成膜，所以能够用Cr-Au膜将一对端子电极63、64的表面以及侧面全部覆盖，能够在成膜部分中期待锚定效果。另外，根据上述本实施例1的晶体振动片2的制造方法，具有端子电极形成工序、 柱状部成形工序、以及导电性凸块形成工序，在端子电极形成工序的工序中进行柱状部成形工序以及导电性凸块形成工序，所以能够形成内含导电性凸块73以及柱状部71的端子电极63、64。因此，根据本发明，能够降低用于与基体3的电极焊盘36、37进行接合的导电性凸块73的高度，能够抑制导电性凸块73的高度变高所致的凸块高度尺寸、凸块形状的偏差。特别是能够使一对端子电极63、64的表面变得平坦。其结果，能够将晶体振动片2稳定地接合(搭载)到基体3的电极焊盘36、37。另外，能够通过使柱状部71成形来抑制导电性凸块73的高度，能够减少导电性凸块73的量来抑制制造成本。另外，在本实施例1中，应用于晶体的基板21，但这是优选的例子而不限于此，只要是压电材料，也可以是其他材料。
另外，在本实施例1中，使用了在基体3中搭载了晶体振动片2的晶体振子1，但也可以是还搭载了 IC芯片等其他电子部件的压电振荡器。另外，在本实施例1中，以平板状的晶体振动片2为对象，但这是优选的例子而不限于此，也可以将高频的压电振动片作为对象。另外，也可以将音叉型压电振动片作为对象。具体而言，作为高频的压电振动片，可以举出在压电振动片的基板的主面形成凹部、并在该凹部的内部形成了激励电极的方式(反向台面构造)。另外，在本实施例1中，激励电极61、62和引出电极65、66由按照铬、金的顺序进行层叠而形成的Cr-Au膜构成，但不限于此，例如也可以按照铬、金、铬(Cr-Au-Cr)的顺序、 或者按照铬、金、镍(Cr-Au-Ni)的顺序、或者按照铬、银、铬(Cr-Ag-Cr)的顺序、或者按照铬、镍(Cr-Ni)的顺序、或者按照镍、铬(Ni-Cr)的顺序进行层叠而形成。另外，在本实施例1中，如图1所示，使用了成形为在俯视时是矩形的一个板的长方体的盖4、和凹状地成形的基体3，但不限于此。只要能够通过基体和盖将晶体振动片2 进行气密密封，基体和罩的形状能够任意地设定。例如，也可以使用成形为在俯视时是矩形的一个板的长方体的基体和凹状地成形的盖。另外，在本实施例1中，如图1所示，使用了电极焊盘36、37非对称的基体3，但这是使电连接良好的优选的例子而不限于此，如图9所示也可以使用电极焊盘36、37对称的基体3。另外，在本实施例1中，使用了平板状的厚度切变振动类的晶体振动片2，但不限于此，也可以是高频的厚度切变振动类的晶体振动片。在高频的厚度切变振动类的晶体振动片的情况下，优选为在基板的主面形成凹部、并在该凹部内配置了激励电极的反向台面构造。另外，在本实施例1中，柱状部71的壁面72相对于基板21的另一主面23在垂直方向上延伸，但不限于此，也可以如图10所示，柱状部71的壁面72相对于基板21的另一主面23以锥形形状倾斜地延伸形成。即，柱状部71的壁面72也可以具有锥形面。在该情况下，能够提高柱状部71的强度。另外，柱状部71的边缘消失，能够抑制柱状部71中的一对端子电极63、64的断线。另外，在本实施例1中，使用了由金锡焊剂层构成的焊料，但这是优选的例子而不限于此，作为焊料也可以使用玻璃层。在该情况下，不用在陶瓷材料的基体3的与盖4的密封面(壁部32的上表面)设置金属层33，而是使焊料形成于成为与基体3的连接面的盖4 的下表面的外周。并且，在与基体3接合时，通过惰性气体或者真空环境的加热炉而使金锡焊剂层溶融从而将内部空间12进行气密密封。在该情况下，能够抑制制造成本，并且得到实用的接合强度。另外，在本实施例1中，在基体3中使用了陶瓷材料，但也可以是使用了玻璃材料的基体3。在该情况下，基体3的金属层33优选为在通过溅射法或者真空蒸着法而形成的由铬、金(Cr-Au)构成的金属层上层叠镀金而成的结构。另外，除了在由铬、金(Cr-Au)构成的金属层上层叠镀金而成的结构以外，基体3的金属层33也可以是在由钛、铜(Ti-Cu)构成的金属层上层叠由镍-金构成的镀敷层而成的结构、或在由钼(或者钨)、金(Mo(W)-Au) 构成的金属层上层叠镀金层而成的结构等。[实施例2]
接下来，使用附图，说明本实施例2的晶体振子。另外，本实施例2的晶体振子相对于上述实施例1，晶体振动片和基体的形状不同。因此，在本实施例2中，说明与上述实施例1不同的结构，省略关于同一结构的说明。因此，基于同一结构的作用效果以及变形例具有与上述实施例1同样的作用效果以及变形例。在本实施例2的晶体振子1中，如图11所示，设置有晶体振动片2、基体3以及盖 4(图示省略)。接下来，说明该晶体振子1的各结构。基体3是与上述实施例1的其它例子的图9所示的方式同样的方式。因此，此处的说明省略。盖4是与上述实施例1的图2所示的方式同样的方式。因此，此处的说明省略。在晶体振动片2中，一对端子电极63、64以及引出电极65、66、和截断部件是与上述实施例1不同的结构，其他结构成为同样的结构。因此，与实施例1同样的结构的说明省略。一对端子电极63、64形成于接合部53的另一主面23。具体而言，一对端子电极 63、64中的一个端子电极63形成于基板21的相向的两个侧边24、25中的一个侧边M且接合部53的相向的两个端部M、55中的一个端部M。另外，另一端子电极64形成于基板21 的另一侧边25且接合部53的另一端部55。上述一对端子电极63、64的厚度尺寸被设定为2μπι 30μπι的范围，其中，柱状部71的厚度尺寸被设定为1 μ m 19 μ m的范围，导电性凸块73与金属部76的合计的厚度尺寸被设定为0.5μπι ΙΟμπι的范围。另外，在本实施例2中，柱状部71的厚度是8 μ m， 导电性凸块73与金属部76的合计的厚度是2 μ m。另外，一对端子电极63、64的柱状部71 的纵横比是0.1。另外，在晶体振动片2中设置有截断部件，该截断部件截断在将一对端子电极63、 64机电地接合到基体3的电极焊盘36、37时在基板21中产生的接合应力传播到振动区域 52。在与连接一对端子电极63、64的虚拟线正交的虚拟正交线上配置有振动区域52，在振动部51与接合部53之间且在虚拟正交线上设置有该截断部件。截断部件是如图11所示设置在振动部51与接合部53之间并从基板21的一个侧边M朝向内部即另一侧边25而形成了切口的切口部82、从基板21的另一侧边25朝向内部即一个侧边M而形成了切口的切口部83、以及形成于这些切口部82、83之间的贯通孔 84，这些切口部82、83和贯通孔84沿着虚拟线而形成。通过这些切口部82、83和贯通孔 84，在切口部82与贯通孔84之间、和切口部83与贯通孔84之间，使振动部51和接合部53 一体成形。即，在切口部82与贯通孔84之间、和切口部83与贯通孔84之间，振动部51和接合部53连续。在该晶体振动片2中，从激励电极61引出的引出电极65的电极图案形成于切口部82与贯通孔84之间的一个主面22，该引出电极65与在接合部53的一个端部M中形成的端子电极63电连接。另外，从激励电极62引出的引出电极66的电极图案形成于切口部 83与贯通孔84之间的另一主面23，该引出电极66与在接合部53的另一端部55中形成的端子电极64电连接。根据上述本实施例2的晶体振动片2，具有与上述本实施例1同样的结构，所以与上述本实施例1的晶体振子1同样地具有基于与本实施例1相同的结构的作用效果。另外，根据上述本实施例2的晶体振动片2，一对端子电极63、64分别形成于基板 21的两个侧边M、25且接合部53的两个端部M、55，截断部件是从基板21的两个侧边24、 25分别朝向内部而形成的2个切口部82、83、以及形成在切口部82、83之间的贯通孔84，所以能够通过2个切口部82、83和贯通孔84将在进行了接合时在基板中产生的接合应力封闭到接合部53中，抑制基板21中产生的接合应力传播到振动区域。具体而言，由于2个切口部82、83，接合应力集中到2个切口部82、83之间，但能够通过贯通孔84抑制该集中的接合应力传播到振动区域52，将接合应力封闭到接合部53中。[实施例3]接下来，使用附图，说明本实施例3的晶体振子。另外，本实施例3的晶体振子相对于上述实施例1、2，晶体振动片和基体的形状不同。因此，在本实施例3中，说明与上述实施例1、2不同的结构，省略关于同一结构的说明。因此，基于与实施例1、2相同的结构的作用效果以及变形例具有与上述实施例1、2同样的作用效果以及变形例。在本实施例3的晶体振子1中，如图12所示，设置有晶体振动片2、基体3、以及盖 4(图示省略)。接下来，说明该晶体振子1的各结构。在晶体振动片2中，接合部53、一对端子电极63、64以及引出电极65、66、和截断部件是与上述实施例1不同的结构，其他结构是同样的结构。因此，与实施例1同样的结构的说明省略。一对端子电极63、64形成于接合部53的另一主面23。具体而言，一对端子电极
63、64都形成于基板21的相向的两个侧边24、25中的另一侧边25且接合部53的相向的两个端部M、55中的另一端部55。以使向振动部51的距离成为远近不等的方式排列设置了这些一对端子电极63、
64。关于此处所称的向振动部51的距离成为远近不等，这与相对于振动部51最短的直线距离是远还是近相关。另外，在本实施例3中，在与连接一对端子电极63、64的虚拟线正交的虚拟正交线上以外的位置，配置了激励电极61、62 (振动区域)。另外，在一对端子电极63、64中，基板21上的直至振动部51为止的距离长的端子电极63大于基板21上的直至振动部51为止的距离短的端子电极64。关于此处所称的基板21上的直至振动部51为止的距离长，这与从振动部51的激励电极61、62向端子电极 63、64引导的引出电极65、66各自的全长相关。具体而言，在本实施例3中，一个端子电极 63大于另一端子电极64。上述一对端子电极63、64的厚度尺寸被设定为2μπι 30μπι的范围，其中，柱状部71的厚度尺寸被设定为1 μ m 19 μ m的范围，导电性凸块73与金属部76的合计的厚度尺寸被设定为0.5μπι ΙΟμπι的范围。另外，在本实施例2中，柱状部71的厚度是8 μ m， 导电性凸块73与金属部76的合计的厚度是2 μ m。另外，一对端子电极63、64的柱状部71 的纵横比分别是0.1。另外，在接合部53中，两个端部M、55中的另一端部55沿着虚拟线方向向外部突出成形。具体而言，接合部53成形为在俯视时是L字状，在该突出形成的部分中形成有端子电极63。
在基体3中，电极焊盘36、37是与上述实施例1不同的结构，其他结构是同样的结构。因此，与实施例1同样的结构的说明省略。在内部空间12中的基体3(空腔)的底部31中，形成有与晶体振动片2的激励电极61、62分别机电地接合的2个电极焊盘36、37。另外，在图12中，用双点划线来表示2个电极焊盘36、37中的被晶体振动片2隐去的部分。在这些电极焊盘36、37中，由于引导图案的关系，电极焊盘36的面积大于电极焊盘37的面积。具体而言，电极焊盘37仅形成于中央部38的俯视时的右侧，电极焊盘36形成于中央部38的俯视时的左侧，并且对应于晶体振动片2的端子电极63的位置，向俯视时的右下侧引导。将这些电极焊盘36、37图案形成为在基体3中搭载了晶体振动片2时不会与晶体振动片2的端子电极63、64以及引出电极65、66分别重叠。盖4是与上述实施例1、2的图2所示的方式同样的方式。因此，此处的说明省略。根据上述本实施例3的晶体振动片2，具有与上述本实施例1、2同样的结构，所以与上述本实施例1、2的晶体振子1同样地具有基于与本实施例1、2相同的结构的作用效^ ο另外，根据上述本实施例1的晶体振动片2，一对端子电极63、64形成于基板21的一个侧边M且接合部53的一个端部M，在与连接一对端子电极63、64的虚拟线正交的虚拟正交线上以外的位置配置了振动区域，因此，即使在经由接合应力强的导电性凸块73而将晶体振动片2接合到基体3的电极焊盘36、37的情况下，由于在进行了接合时在基板21 中产生的接合应力在与振动区域52不同的方向上产生，所以也能够抑制接合应力传播到振动区域52。其结果，不会对晶体振动片2的振动(振荡频率)造成影响而能够提高接合强度。另外，以使向振动部的距离成为远近不等的方式排列设置了一对端子电极63、64， 所以能够在从振动区域52观察时近的导电性凸块73侧，阻止在一对端子电极63、64中的 (输入输出的)导电性凸块73之间产生的导电性凸块73间的应力，其结果，能够使导电性凸块73间产生的应力不影响振动区域52。另外，本发明能够不脱离其精神、主旨或者主要的特征而以其他各种方式实施。因此，上述实施例仅为例示而不限于此。本发明的范围由权利要求书示出，而不局限于说明书。而且，属于权利要求书的均等范围的变形、变更都在本发明的范围内。另外，本申请要求基于在2009年9月18日在日本申请的日本特愿2009-217049 号以及日本特愿2009-217053号的优先权。通过在此提及，将其全部内容应用到本申请中。产业上的可利用性本发明适用于在基板的材料中使用了晶体的压电振动片。
权利要求
1.一种压电振动片，其特征在于，振动部和接合部一体地设置于主面形成为矩形的基板，其中，所述振动部形成有一对激励电极而构成了振动区域，所述接合部形成有与外部接合的一对端子电极，在所述一对端子电极中分别形成有导电性凸块，所述一对端子电极与所述一对激励电极分别电连接，形成有所述一对端子电极的位置的所述基板成形为凸状的柱状部。
2.根据权利要求1所述的压电振动片，其特征在于，在所述一对端子电极的内侧，形成有所述导电性凸块。
3.根据权利要求1或者2所述的压电振动片，其特征在于，在所述一对端子电极中，所述柱状部的厚度相对该柱状部以外的厚度是3倍以上。
4.根据权利要求1 3中的任意一项所述的压电振动片，其特征在于，所述柱状部的壁面具有锥形面。
5.根据权利要求1 4中的任意一项所述的压电振动片，其特征在于，所述一对端子电极的表面由Cr-Au膜而形成。
6.根据权利要求1 5中的任意一项所述的压电振动片，其特征在于，截断部件设置于所述振动部与所述接合部之间，其中，所述截断部件截断在将所述一对端子电极经由所述导电性凸块而接合到外部时所述基板中产生的接合应力向所述振动区域传播。
7.根据权利要求6所述的压电振动片，其特征在于，所述一对端子电极中的一个端子电极形成于所述接合部的相向的两个端部中的一个端部，所述截断部件是从所述基板的相向的两个侧边中的另一侧边朝向一个侧边形成的切口部，仅在形成了所述一个端子电极的所述接合部的一个端部附近，一体成形了所述振动部和所述接合部。
8.根据权利要求6所述的压电振动片，其特征在于，所述一对端子电极分别形成于所述基板的相向的两个侧边且所述接合部的两个端部，所述截断部件是从所述基板的两个侧边分别朝向内部而形成的2个切口部、和在所述切口部之间形成的贯通孔。
9.根据权利要求1所述的压电振动片，其特征在于，所述一对端子电极形成于所述接合部的相向的两个端部中的一个端部，在与连接所述一对端子电极的虚拟线正交的虚拟正交线上以外的位置，配置了所述激励电极。
10.根据权利要求9所述的压电振动片，其特征在于，以使向所述振动部的距离成为远近不等的方式排列设置了所述一对端子电极。
11.根据权利要求1 10中的任意一项所述的压电振动片，其特征在于，在所述一对端子电极中，所述基板上的直至所述振动部为止的距离长的端子电极大于所述距离短的端子电极。
12.根据权利要求1 11中的任意一项所述的压电振动片，其特征在于，所述导电性凸块是镀敷凸块。
13. —种压电振动片的制造方法，其特征在于，在所述压电振动片中，振动部和接合部设置于主面形成为矩形的基板，其中，所述振动部形成有一对激励电极而构成了振动区域，所述接合部形成有与外部接合的一对端子电极，在所述一对端子电极中分别形成有导电性凸块，所述一对端子电极与所述一对激励电极分别电连接，形成有所述一对端子电极的位置的所述基板成形为凸状的柱状部， 所述压电振动片的制造方法具有 端子电极形成工序，形成所述一对端子电极； 柱状部成形工序，使所述柱状部成形；以及导电性凸块形成工序，形成所述导电性凸块，在所述端子电极形成工序的工序中进行所述柱状部成形工序以及所述导电性凸块形成工序。
全文摘要
在压电振动片中，在主面形成为矩形的基板中一体地设置了形成一对激励电极而构成了振动区域的振动部、和形成了与外部接合的一对端子电极的接合部。在所述一对端子电极中分别形成了导电性凸块，所述一对端子电极与所述一对激励电极分别电连接。另外，形成了所述一对端子电极的位置的所述基板成形为凸状的柱状部。
文档编号H03H3/02GK102498666SQ20108004125
公开日2012年6月13日 申请日期2010年9月15日 优先权日2009年9月18日
发明者佐藤俊介, 吉冈宏树, 幸田直树 申请人:株式会社大真空