水晶器件以及水晶器件的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于移动通信设备等的电子设备中的水晶器件。
【背景技术】
[0002] 水晶器件的结构是，例如接合基板和盖体，在基板和盖体形成的凹部内，对在基板 上表面安装的水晶片进行气密密封。水晶片是例如利用光刻技术以及蚀刻技术，在具有由 相互垂直的X轴、Y轴和Z轴构成的结晶轴的水晶晶片的规定位置上，以固定在主面的规定 一边侧的状态形成水晶片部之后，折叠该水晶片部的规定的一边侧，进行单片化而形成。
[0003] 在像这样的水晶片上形成规定的金属图案，具体而言，一体地形成第一激振电极 部、第二激振电极部、第一布线部、第二布线部、第一搭载端子、第二引出端子、第一引出端 子以及第一连接部。第一激振电极部设置在水晶片的上表面。第一布线部设置为从第一激 振电极部延伸至水晶片的上表面的缘部。第一引出端子以连接第一布线部的端部的方式， 设置在水晶片的上表面的缘部。第一搭载端子位于水晶片的下表面，被设置在与第一引出 端子相对的位置上。第一连接部以一端连接第一引出端子并且另一端连接第一搭载端子的 方式，设置在水晶片的侧面。第二激振电极部设置在水晶片的下表面。第二布线部设置为 从第二激振电极部延伸至水晶片的下表面的缘部。第二引出端子以连接第二布线部的端部 的方式，设置在水晶片的下表面的缘部。设置有金属图案的水晶片中，通过涂附导电性粘接 剂并固化粘接，将第一搭载端子以及第二引出端子与设置在基板上表面的搭载焊盘（第一 搭载焊盘以及第二搭载焊盘）安装在基板的上表面（例如参照专利文献1)。 现有技术文献 专利文献
[0004] 专利文献1:日本国专利特开2014-11647号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005] 以往的水晶器件中，在水晶片的上表面的缘部设置第一引出端子，在水晶片的下 表面的缘部设置第一搭载端子，在水晶片的侧面以一端连接第一引出端子并且另一端连接 第一搭载端子的方式设置第一连接部，第一引出端子、第一搭载端子以及第一连接部以上 下方向形成相同厚度的方式一体地设置。由此，以往的水晶器件中，使设置在第一搭载端子 和第一搭载焊盘之间的导电性粘接剂固化时产生的收缩应力施加在第一连接部的情况下， 应力集中在第一连接部和第一引出端子的连接部分即水晶片的上表面的端部，或第一连接 部和第一搭载端子的连接部分即水晶片的下表面的端部，在水晶片的上表面的端部、或水 晶片的下表面的端部，第一连接部剥离，第一连接部和第一搭载端子之间，以及第一连接部 和第一引出端子之间产生导通不良，可能使等效串联电阻值变大。
[0006] 由此，希望提供一种能通过降低连接部和引出端子之间、以及连接部和搭载端子 之间的导通不良，减少等效串联电阻增大这一情况的水晶器件以及水晶器件的制造方法。 解决技术问题所采用的技术方案
[0007] 本发明的一个实施方式涉及的水晶器件，其特征在于，包括：约为长方体形状的水 晶片；第一激振电极部，该第一激振电极部设置在水晶片的上表面；第一布线部，该第一布 线部设置为从第一激振电极部延伸至水晶片的上表面的缘部；第一引出端子，该第一引出 端子以连接第一布线部的方式设置在水晶片的上表面的缘部；第一搭载端子，该第一搭载 端子设置在水晶片的下表面与第一引出端子相对的位置上；第一连接部，该第一连接部以 一端与第一引出端子重叠并且另一端与第一搭载端子重叠的方式设置；第二激振电极部， 该第二激振电极部设置在水晶片的下表面；第二布线部，该第二布线部设置为从第二激振 电极部延伸至水晶片的下表面的缘部；第二引出端子，该第二引出端子以连接第二布线部 的方式设置在水晶片的下表面的缘部；基板，在该基板的上表面设置第一搭载焊盘和第二 搭载焊盘；导电性粘接剂，该导电性粘接剂设置在第一搭载焊盘和第一搭载端子之间，以及 第二搭载焊盘和第二引出端子之间；以及盖体，该盖体接合在基板的上表面。
[0008] 本发明的一个实施方式涉及的水晶器件的制造方法，其特征在于，包括：水晶晶片 形成工序，该水晶晶片形成工序形成具有由相互垂直的X轴、Y轴和Z轴构成的结晶轴的 平板状的水晶晶片；水晶片部形成工序，该水晶片部形成工序利用光刻技术和蚀刻技术，在 水晶晶片的规定的位置上，形成约为矩形的平板状并且固定在主面的规定一边侧的水晶片 部；激振电极部形成工序，该激振电极部形成工序利用光刻技术以及蚀刻技术，在水晶片 部的上表面形成第一激振电极部，在水晶片部的下表面形成第二激振电极部；布线部形成 工序，该布线部形成工序利用光刻技术以及蚀刻技术，以从第一激振电极部向水晶片部的 上表面的缘部延伸设置的方式形成第一布线部，以从第二激振电极部向水晶片部的下表面 的缘部延伸设置的方式形成第二布线部；引出端子形成工序，该引出端子形成工序利用光 刻技术以及蚀刻技术，在水晶片部的上表面的缘部形成与第一布线部电连接的第一引出端 子，在水晶片部的下表面的缘部形成与第二布线部电连接的第二引出端子；搭载端子形成 工序，该搭载端子形成工序利用光刻技术以及蚀刻技术，在水晶片部的下表面、与第一引出 端子相对的位置形成第一搭载端子；连接部形成工序，该连接部形成工序利用蒸镀技术或 溅射技术，以一端与第一引出端子重叠、另一端与第一搭载端子重叠的方式，在水晶片部的 上表面、下表面以及侧面形成第一连接部；单片化工序，该单片化工序将形成在水晶晶片的 水晶片部的规定一边侧折叠、或切断，将水晶片单片化；安装工序，该安装工序将形成在水 晶片的第二引出端子以及第一搭载端子与设置在基板上表面的搭载焊盘电粘接，安装水晶 片；以及盖体接合工序，该盖体接合工序接合基板和盖体。 发明效果
[0009] 上述结构或流程中，由于在水晶片的上表面的缘部设置第一引出端子，在水晶片 的下表面的缘部设置第一搭载端子，以一端与第一引出端子重叠并且另一端与第一搭载端 子重叠的方式设置第一连接部，因此使设置在第一搭载端子和第一搭载焊盘之间的导电性 粘接剂固化时产生的收缩应力施加在第一连接部的情况下，与以往相比，第一连接部和第 一引出端子的连接部分即水晶片的上表面的端部、或者第一连接部和第一搭载端子的连接 部分即水晶片的下表面的端部中的应力集中能得到缓和。由此，本发明涉及的水晶器件中， 与以往相比，能缓和水晶片的上表面或下表面的端部中的应力集中，能降低水晶片的端部 中连接部的剥离，导电性粘接剂固化时产生的收缩应力施加在第一连接部的情况下，能降 低第一连接部由于应力集中而在水晶片的端部剥离的可能性。进而，能降低第一连接部和 第一引出端子的导通不良，或第一连接部和第一搭载端子的导通不良。结果，本发明涉及的 水晶器件中，能降低第一连接部和第一搭载端子之间以及第一连接部和第一引出端子之间 的导通不良所导致的等效串联电阻值增大。
【附图说明】
[0010] 图1是以第一实施方式的水晶器件的制造方法制造的水晶器件的透视图。 图2是图1的II一II剖面中的剖面图。 图3(a)是以第一实施方式的水晶器件的制造方法制造的水晶器件的水晶元件的上表 面的平面图，图3(b)是从上表面透视以第一实施方式的水晶器件的制造方法制造的水晶 器件的水晶元件而得到的水晶元件的下表面的平面图。 图4(a)是图3(a)的IVa - IVa剖面的剖面图，图4(b)是图4(a)所示的IVb的范围 的局部放大图。 图5是第一实施方式的水晶器件的制造方法的水晶晶片形成工序后的水晶晶片的透 视图。 图6是第一实施方式的水晶器件的制造方法的水晶片部形成工序后的水晶晶片的平 面图。 图7(a)是第一实施方式的水晶器件的制造方法的激振电极部形成工序后的水晶晶片 的上表面的平面图，图7(b)是从上表面透视第一实施方式的水晶器件的制造方法的激振 电极部形成工序的水晶晶片的下表面而得到的平面图。 图8(a)是第一实施方式的水晶器件的制造方法的布线部形成工序后的水晶晶片的上 表面的平面图，图8(b)是从上表面透视第一实施方式的水晶器件的制造方法的布线部形 成工序后的水晶晶片的下表面而得到的平面图。 图9(a)是第一实施方式的水晶器件的制造方法的引出端子形成工序后的水晶晶片的 上表面的平面图，图9(b)是从上表面透视第一实施方式的水晶器件的制造方法的引出端 子形成工序后的水晶晶片的下表面而得到的平面图。 图10是从上表面透视第一实施方式的水晶器件的制造方法的搭载端子形成工序后的 水晶晶片的下表面而得到的平面图。 图11(a)是第一实施方式的水晶器件的制造方法的连接部形成工序后的水晶晶片的 上表面的平面图，图11(b)是从上表面透视第一实施方式的水晶器件的制造方法的连接部 形成工序后的水晶晶片的下表面而得到的平面图。 图12(a)是以第一实施方式的水晶器件的制造方法的单片化工序进行单片化后的水 晶片的上表面的平面图，图12(b)是从上表面透视以第一实施方式的水晶器件的制造方法 的单片化工序进行单片化后的水晶片的下表面而得到的平面图。 图13是第一实施方式的水晶器件的制造方法的安装工序后的剖面图。 图14是第一实施方式的水晶器件的制造方法的盖体接合工序后的剖面图。 图15是第二实施方式的水晶器件的制造方法的水晶晶片形成工序后的水晶晶片的透 视图。 图16是第二实施方式的水晶器件的制造方法的水晶片部形成工序后的水晶晶片的平 面图。 图17(a)是第二实施方式的水晶器件的制造方法的激振电极部形成工序后的水晶晶 片的上表面的平面图，图17(b)是从上表面透视第二实施方式的水晶器件的制造方法的激 振电极部形成工序后的水晶晶片的下表面而得到的平面图。 图18(a)是第二实施方式的水晶器件的制造方法的布线部形成工序后的水晶晶片的 上表面的平面图，图18(b)是从上表面透视第二实施方式的水晶器件的制造方法的布线部 形成工序后的水晶晶片的下表面而得到的平面图。 图19(a)是第二实施方式的水晶器件的制造方法的引出端子形成工序后的水晶晶片 的上表面的平面图，图19(b)是从上表面透视第二实施方式的水晶器件的制造方法的引出 端子形成工序后的水晶晶片的下表面而得到的平面图。 图20(a)是第二实施方式的水晶器件的制造方法的搭载端子形成工序后的水晶晶片 的上表面的平面图，图20(b)是从上表面透视第二实施方式的水晶器件的制造方法的搭载 端子形成工序后的水晶晶片的下表面而得到的平面图。 图21(a)是第二实施方式的水晶器件的制造方法的连接部形成工序后的水晶晶片的 上表面的平面图，图21(b)是从上表面透视第二实施方式的水晶器件的制造方法的连接部 形成工序后的水晶晶片的下表面而得到的平面图。 图22(a)是以第二实施方式的水晶器件的制造方法的单片化工序进行单片化后的水 晶片的上表面的平面图，图22(b)是从上表面透视以第二实施方式的水晶器件的制造方法 的单片化工序进行单片化后的水晶片的下表面而得到的平面图。 图23是第二实施方式的水晶器件的制造方法的安装工序后的剖面图。 图24是第二实施方式的水晶器件的制造方法的盖体接合工序后的剖面图。 图25是第三实施方式的水晶器件的剖面图。 图26是第三实施方式的水晶器件所使用的水晶元件的透视图。 图27(a)是第三实施方式的水晶器件所使用的水晶元件的上表面的平面图，图27(b) 是从上表面透视第三实施方式的水晶器件所使用的水晶元件的下表面而得到的平面图。 图28是图27的XXVIII部的局部放大图。 图29是表不厚度切变振动的振动状态的画面的不意图。
【具体实施方式】
[0011](第一实施方式） 如图1~图4所示，以第一实施方式涉及的水晶器件的制造方法制造的水晶器件由水 晶元件120,安装水晶元件120的基板110,以及与基板110进行接合、将水晶元件120气密 密封在与基板110 -同形成的凹部133内的盖体130构成。
[0012] 基板110被用于安装水晶元件120。基板110例如形成平板状的矩形，在一个主 面上设置一对搭载焊盘111，在另一个主面上设置多个外部端子112。另外，在基板110上 设置用于电连接一对搭载焊盘111和规定的两个外部端子112的布线图案（未图示）。基 板110例如由氧化铝陶瓷，或玻璃陶瓷等的陶瓷材料即绝缘层构成。基板110虽然使用了 一层绝缘层，但也可为层叠多层绝缘层的结构。这里，结合附图，将设置外部端子112的基 板110的另一个主面作为基板110的下表面，将朝向与该基板110的下表面相反一侧的基 板110的一个主面作为基板110的上表面。
[0013] 搭载焊盘111用于在基板110安装水晶元件120。俯视基板110的上表面时，搭载 焊盘111以沿着基板110的短边以两个并列的方式设置在基板110的上表面。
[0014] 外部端子112用于将水晶器件安装在电子设备等的母板上，安装在电子设备等的 母板上时，与母板上的规定的安装焊盘（未图示）连接固定。外部端子112例如设置四个， 分别设置在基板110的下表面的四个角。外部端子112中规定的两个为，通过基板110的 布线图案（未图示），与设置在基板110的上表面的一对搭载焊盘111电连接。例如，俯视 基板110的上表面时，基板110的长边尺寸为0. 6~5. 0mm，短边尺寸为0. 4~3. 2mm。
[0015] 另外，这里，对基板110的制作方法进行说明。基板110由氧化铝陶瓷构成的情况 下，首先准备在规定的陶瓷材料粉末中适当添加混合有机溶剂等而得到的多个陶瓷生片。 另外，在陶瓷生片的表面，或对陶瓷生片实施冲孔加工而预先设置的贯通孔内，采用以往公 知的丝网印刷等涂布形成导体图案的规定的导电糊料。接着，多个绝缘层层叠的情况下层 叠陶瓷生片进行冲压加工，以高温烧成。烧成后，导体图案的规定部位，具体而言，在形成搭 载焊盘111、外部端子112以及布线图案的部分上，通过实施镀镍、或镀金等制作基板110。 另外，导电糊料例如由钨、钼、铜、银或钯等金属粉末的烧结体等构成。
[0016] 水晶元件120用于获得稳定的机械振动，发送电子设备等的基准信号。水晶元件 120由水晶片121，形成在水晶片121的表面上的规定的金属图案，具体而言由激振电极部 122 (123a、123b)、布线部 124 (124a、124b)、引出端子 125 (125a、126b)、第一搭载端子 126 以 及第一连接部127构成。另外，水晶元件120中，利用导电性粘接剂140,将形成在水晶片 121表面上的规定的金属图案的一部分，具体而言为第二引出端子125b以及第一搭载端子 126与基板110的搭载焊盘111电连接，保持、安装在基板110的上表面。
[0017] 这里，结合附图，在安装到基板110时，将朝向基板110的水晶片121的面作为水 晶片121的下表面，朝向与该水晶片121的下表面相反一侧的水晶片121的面作为水晶片 121的上表面。另外，将水晶片121的上表面以及水晶片121的下表面作为水晶片121的主 面。
[0018] 水晶片121使用了稳定地产生机械振动的压电材料，例如利用水晶，采用光刻技 术和蚀刻技术形成。水晶片121具有相互垂直的X轴、Y轴以及Z轴构成的结晶轴，例如形 成矩形的平板状。水晶片121的主面平行于使与X轴以及Z轴平行的面、以X轴为中心、在 观察X轴负方向的状态下进行逆时针旋转后得到的面，例如平行于旋转约37°的面。在水 晶片121的侧面的一部分，形成平行于Z轴的m面（未图示）。m面与水晶片121的主面所 形成的角度是90°角和旋转角度之和的角度，例如约127°。因此，水晶片121中，在水晶 片121的两个主面上施加电压，使其产生厚度切变振动时，在形成m面的水晶片121的端部 能改变振动状态，在水晶片121的端部的振动位移的衰减量能增大。因此，能降低水晶器件 的水晶阻抗值乃至等效串联电阻值的增大，能提高生产性。
[0019] 在水晶片121的表面上形成的规定的金属图案是用于从水晶片121的外部向水晶 片121施加电压的图案。另外，形成在水晶片121的表面上的规定的金属图案，由激振电极 部 122 (123a、123b)、布线部 124 (124a、124b)、引出端子 125 (125a、125b)、第一搭载端子 126 以及第一连接部127构成。
[0020] 激振电极部122用于在水晶片121的一部分产生逆压电效应以及压电效应，在水 晶片121的一部分产生机械振动。激振电极部122利用光刻技术以及蚀刻技术设置在水晶 片121的规定的部分。另外，激振电极部122由第一激振电极部123a以及第二激振电极部 123b构成。第一激振电极部123a设置在水晶片121的上表面，俯视水晶片121的上表面 时，约为矩形。第二激振电极部123b以同第一激振电极部123a相对的方式设置在水晶片 121的下表面。另外，俯视水晶片121的下表面时，第二激振电极部123b约为矩形。对设 置在水晶片121的上表面的第一激振电极部123a、以及设置在水晶片121的下表面的第二 激振电极部123b施加电压，从而在第一激振电极部123a以及第二激振电极部123b之间产 生电场，如图29所示，能够产生在水晶片121的上下方向（从水晶片的上表面朝向水晶片 121的下表面）进行振动的厚度切变振动。
[0021] 布线部124-端连接激振电极部22,用于向激振电极部122施加电压。布线部124 利用光刻技术以及蚀刻技术，形成在水晶片121的规定的部分，由第一布线部124a以及第 二布线部124b构成。第一布线部124a设置在水晶片121的上表面从第一激振电极部123a 向水晶片121的上表面的缘部侧延伸。换言之，第一布线部124a形成在水晶片121的上表 面，一端连接第一激振电极部123a并且另一端位于水晶片121的上表面的缘部侧。第二布 线部124b设置在水晶片121的下表面从第二激振电极部123b向水晶片121的下表面的缘 部侧延伸。换言之，第二布线部124b形成在水晶片121的下表面，一端连接第二激振电极 部123b并且另一端位于水晶片121的下表面的缘部侧。
[0022] 引出端子125利用光刻技术以及蚀刻技术，形成在水晶片121的规定的部分，由 第一引出端子125a以及第二引出端子125b构成。第一引出端子125a以连接第一布线部 124a的另一端的方式，形成在水晶片121的上表面的缘部。第二引出端子125b以连接第二 布线部124b的另一端的方式，形成在水晶片121的下表面的缘部。第二引出端子125b利 用导电性粘接剂140,与设置在基板110的搭载焊盘111电粘接。
[0023] 第一搭载端子126位于水晶片121的下表面的缘部，形成在与第一引出端子125a 相对的位置。第一搭载端子126通过光刻技术以及蚀刻技术形成在水晶片121的下表面的 规定的部分上。俯视水晶片121的下表面时，第一搭载端子126与第二引出端子125b，以沿 着水晶片121的规定的一边，具体而言，沿着一个短边的缘部两者并列的方式形成。第一搭 载端子126利用导电性粘接剂140,与设置在基板110的搭载焊盘111电粘接。
[0024] 如图4(b)所示，形成激振电极部122、布线部124、引出端子125以及第一搭载端 子126的金属图案，由第一金属层Mil和第二金属层M12构成，形成第二金属层M12层叠在 第一金属层Mil上的状态。第一金属层Mil采用与水晶片121密接性良好的金属材料，例 如铬、镍铬合金、钛或镍。第二金属层M12采用金属材料中电阻材料比较低的金属材料，例 如采用金、银、铝，以金为主的合金、或以银为主的合金。
[0025] 第一连接部127用于将在水晶片121的上表面的缘部形成的第一引出端子125a 和在水晶片121的下表面的缘部形成的第一搭载端子126电连接。第一连接部12