壓電裝置的製造方法及壓電裝置的製作方法
2023-09-22 20:04:55
專利名稱：壓電裝置的製造方法及壓電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及將壓電振動片放置在形成於基部晶片上的基部上的壓電裝置的製造方法及壓電裝置。
背景技術：
表面實裝用的壓電裝置具有可以一次性大量製造的優點。因此，如專利文獻1(日本特開2001-267875號公報)所示，提案有以蓋部晶片或基部晶片為單位製造壓電裝置的方法。在專利文獻1所公開的製造方法中，在蓋部晶片或基部晶片上形成貫通孔，在其貫通孔上形成金屬膜圖案、即電極。可是，專利文獻1的壓電裝置的製造方法僅公開了通過雷射、溼刻或噴砂等形成貫通孔，並沒有公開哪種方法會更加有效等。隨著壓電裝置的小型化，使得對貫通孔的正確大小和形成於貫通孔的電極形成提出了更高的要求。
發明內容
本發明的目的在於提供使用恰當地形成貫通孔的基部晶片而進行的壓電裝置的製造方法。第1觀點的壓電裝置的製造方法，使用基部和在其基部的周圍形成有多個貫通孔的基部晶片，製造具有壓電振動片和基部的壓電裝置，包含基部晶片由玻璃或壓電材料構成，在基部晶片的第1面和第1面的相反側的第2面上形成耐蝕膜的耐蝕膜形成工序；在耐蝕膜上形成光致抗蝕劑並進行曝光後，對與貫通孔對應的耐蝕膜進行金屬蝕刻的金屬蝕刻工序；在金屬蝕刻工序之後，將玻璃或壓電材料浸在蝕刻液中從基部晶片的第1面和第2面進行溼刻，溼刻至玻璃或壓電材料馬上就要貫通的程度的溼刻工序；以及在第2面上形成有耐蝕膜的狀態下，從第2面側吹付研磨材料的噴砂工序。第2觀點的壓電裝置的製造方法，在噴砂工序中，在第1面上形成有耐蝕膜的狀態下，從第1面側吹付研磨材料。第3觀點的壓電裝置的製造方法，在噴砂工序後，除去耐蝕膜的除去工序；在除去工序後，在第2面上形成實裝用的外部電極和在貫通孔上形成側面電極的工序。在第4觀點的壓電裝置的製造方法中，基部從第2面側觀察為具有4個邊的矩形形狀，貫通孔是形成在基部的相鄰的角上的圓孔。在第5觀點的壓電裝置的製造方法中，基部從第2面側觀察為具有4個邊的矩形形狀，貫通孔是形成在基部的相鄰的邊上的長孔。第6觀點的壓電裝置，具有配置在由蓋部和基部形成的空腔內的壓電振動片，基部具備形成一對外部電極的第1面；第1面的相反側的第2面；以及在第2面通過連結第 1面和第2面的側面與外部電極連接的一對連接電極，連結第1面和第2面的側面的剖面包含從第1面至中央的第1區域；從第2面至中央的第2區域；以及在中央從第1區域及第 2區域向外側突出的突出區域。
在第7觀點的壓電裝置中，第2面通過噴砂實現粗面化。在第8觀點的壓電裝置中，第1面通過噴砂實現粗面化。根據本發明的製造方法，以基部晶片為單位可以以低成本製造壓電裝置，另外可以製造耐久性優良的壓電裝置。
圖1是第1實施方式的第1水晶振子100的分解立體圖。圖2是圖1的A-A剖視圖。圖3是表示製造第1實施方式的第1水晶振子100的流程圖。圖4是水晶晶片IOW的俯視圖。圖5是蓋部晶片IlW的俯視圖。圖6是詳細表示基部12的製造步驟S12的說明圖。在此，右側為對應於左側的流程圖的各步驟的圖1的A-A剖面的基部晶片12W的局部剖視圖。圖7是基部晶片12W的俯視圖。圖8是第1實施方式的變形例，對應於圖1的A-A剖面的第1水晶振子100』的剖視圖。圖9是詳細表示基部12』的製造步驟S12』的說明圖。在此，右側為對應於左側的流程圖的各步驟的圖1的A-A剖面的基部晶片12W的局部剖視圖。圖10是第2實施方式的第2水晶振子200的分解立體圖，省略了低熔點玻璃LG 而進行繪製。圖11是圖10的B-B剖視圖。圖12是表示水晶框架20的製造步驟T20的說明圖。在此，右側為對應於左側的步驟的圖10的B-B剖面的水晶晶片20W的局部剖視圖。圖13是水晶晶片20W的俯視圖。圖14是基部晶片22W的俯視圖。圖中10,20-水晶振動片，1U21-蓋部，Ilff-蓋部晶片，12、12，、22_ 基部，12W.22W-基部晶片，13-導電性粘接劑，100、100，、200_水晶振子，101-水晶片，201-水晶振動部，102a、 102b、202a、202b-勵振電極，103&、10313、2033、20313-引出電極，209-連結部，111、211-蓋部凹部，121、221_ 基部凹部，122a、122b、222a 222d、204a 204d-側槽，123a、123b、223a 223d,205a 205d_ 側面電極，223M、205M_ 連接墊片，124a、124b、124a』、124b』 -連接電極，125a、12^3、225a、22a3-外部電極，U6a、12乩、2洸、206_ 突起部，127A、227A_ 第 1 區域， 127B、227B-第2區域，207A-第3區域，207B-第4區域，BHU BH2、CH-貫通孔，CT-空腔， GB-凸部，LG-低熔點玻璃，PR-光致抗蝕劑，TM-耐蝕膜。
具體實施例方式在第1實施方式及第2實施方式中，作為壓電振動片而使用AT切割的水晶振動片。AT切割的水晶振動片是主面αζ面)相對於晶軸(XYZ)的Y軸，以X軸為中心從Z軸方向朝向Y軸方向傾斜了 35度15分。因此，將AT切割的水晶振動片的軸方向為基準，將傾斜的新的軸作為Y』軸及V軸而使用。即，在第1實施方式及第2實施方式中將水晶振子的長度方向作為X軸方向，將水晶振子的高度方向作為Y』軸方向，將與X及Y』軸垂直的方向作為Z』軸方向進行說明。(第1實施方式)參照圖1及圖2對第1水晶振子100的整體結構進行說明，圖1是第1水晶振子 100的分解立體圖，圖2是圖1的A-A剖視圖。在此，在圖1中為了能夠看到連接電極12如、 124b的整體而透明地繪製作為封裝材料的低熔點玻璃LG。如圖1及圖2所示，第1水晶振子100包含具有蓋部凹部111的蓋部11 ；具有基部凹部121的基部12 ；以及放置在基部12上的平板狀的水晶振動片10。水晶振動片10由被AT切割的水晶片101構成，在其水晶片101的中央附近的兩個主面上對向配置一對勵振電極10h、102b。另外，在勵振電極10 上連接有延伸至水晶片101的底面(-Y，側)的-χ側的引出電極103a，在勵振電極102b上連接有延伸至水晶片 101的底面(-Y』側)的+X側的引出電極10北。水晶振動片10可以是臺面型或逆臺面型。 也可以在水晶振動片10的勵振電極10h、102b的周圍形成如圖10所示的一對「L」字型的間隙部。在此，勵振電極102a、102b及引出電極103a、103b例如使用作為質地的鉻層，在鉻層的上面使用金層。另外，鉻層的厚度例如為0. 05m 0. 1 μ m，金層的厚度例如為0.2 μ m 2 μ m0基部12在表面(+Y』側的面)上具有形成於基部凹部121周圍的第2端面M2。另外，基部12在X軸方向的兩側上形成有形成基部貫通孔BHl (參照圖7)時的沿著V軸方向延伸的基部側槽12h、122b。基部側槽122a、122b在Y』軸方向的大致中央位置分別形成向外側突起的突起部 126aU26b0即，基部側槽122a、122b包含由從突起部U6a、126b至第2端面M2的曲面而成的第1區域127A和由從突起部U6a、126b至實裝面M3的曲面而成的第2區域127B。突起部U6a、126b為基部加工時形成的凸部GB (參照圖6)。在此，實裝面M3為水晶振子的實裝面，形成有微笑的凹凸。另外，在基部側槽12加、122b上分別形成有基部側面電極123a、123b。另外，在基部12的第2端面M2的-X側形成有與基部側面電極123a電連接的連接電極12如。同樣， 在基部12的第2端面M2的+X側形成有與基部側面電極12 電連接的連接電極1Mb。 再有，基部12在實裝面M3上具有分別與基部側面電極123a、123b電連接的一對外部電極 125aU25b0在此，基部側面電極、連接電極及外部電極的構成與水晶振動片10的勵振電極及引出電極相同。在第1水晶振子100中，水晶振動片10的X軸方向的長度比基部凹部121的X軸方向的長度長。因此，如圖2所示，若將水晶振動片10通過導電性粘接劑13放置在基部12 上，則水晶振動片10的X軸方向的兩端被放置在基部12的第2端面M2上。此時，水晶振動片10的引出電極103a、103b分別與基部12的連接電極12^、lMb電連接。由此，外部電極125a、12 分別通過基部側面電極123a、123b、連接電極12如、1Mb、導電性粘接劑13 及引出電極103a、103b與勵振電極l(^a、102b電連接。即，當在外部電極125a、125b上施加交替電壓(正負交替的電位)時，水晶振動片10進行滑動振動。蓋部11具有蓋部凹部111和形成在其周圍的第1端面Ml，在此蓋部凹部111的面積在)(Z』平面內大於基部12的基部凹部121。在此，蓋部11的第1端面Ml和基部12的第 2端面M2接合而由蓋部凹部111及基部121形成收放水晶振動片10的空腔CT。另外，空腔CT被填滿惰性氣體或以真空狀態被氣密。在此，蓋部11的第1端面Ml和基部12的第2端面M2通過作為封裝材料(非導電性粘接劑)的低熔點玻璃LG接合。低熔點玻璃LG包含熔點為350°C 400°C的包含游離鉛的釩系玻璃。釩系玻璃為加入了粘合劑及熔劑的膠狀玻璃，通過熔融後進行固化可以與其他部件進行粘接。另外，該釩系玻璃進行粘接時氣密性、耐水性及耐溼性等信賴性高。 再有，釩系玻璃通過控制玻璃構造可以對熱膨脹係數也柔然地進行控制。在蓋部11中，蓋部凹部111的X軸方向的長度大於水晶振動片10的X軸方向的長度及基部凹部121的X軸方向的長度。另外，如圖1及圖2所示，低熔點玻璃LG在基部 12的第2端面M2的外側(寬度為300 μ m左右)接合蓋部11和基部12。另外，在第1實施方式中水晶振動片10放置在基部12的第2端面M2上，但是也可以收放在基部凹部121內。此時，連接電極需要從基部側槽122a、122b通過第2端面M2 延伸至基部凹部121的底面而形成。另外，在這種情況下蓋部可以為不形成蓋部凹部的平板狀。再有，在第1實施方式中，與連接電極電連接的引出電極形成在水晶振動片10的底面(-Y』側的面)的X軸方向的兩側上，但也可以形成在X軸方向的同側上。此時，一方 (例如+X側)的連接電極需要通過第2端面M2或基部凹部121延伸至另一方(例如-X 側)而形成。圖3是表示製造第1實施方式的第1水晶振子100的流程圖。在圖3中，水晶振動片10的製造步驟S10、蓋部11的製造步驟Sll及基部12的製造步驟S12可以並行。另夕卜，圖4是水晶晶片IOW的俯視圖，圖5是蓋部晶片IlW的俯視圖，圖6是表示基部12的製造步驟S12的說明圖，圖7是基部晶片12W的俯視圖。在圖6中，右側為對應於左側的流程圖的各步驟的圖1的A-A剖面的基部晶片12W的局部剖視圖。在步驟SlO中製造水晶振子10。步驟SlO包含步驟SlOl S103。在步驟SlOl中，如圖4所示，在均勻的水晶晶片IOW上通過蝕刻形成多個水晶振動片10的外形。在此，各水晶振動片10通過連結部104連接在水晶晶片10上。在步驟S102中，首先通過濺射或真空蒸鍍在水晶晶片IOW的兩面及側面上依次形成鉻層及金層。然後，在金屬層的全面均勻地塗布光致抗蝕劑。之後，使用曝光裝置(未圖示)將描繪在光致抗蝕劑上的勵振電極、引出電極的圖案曝光在水晶晶片IOW上。其次，對從光致抗蝕劑中露出的金屬層進行蝕刻。由此，如圖4所示，在水晶晶片IOW的兩面及側面形成勵振電極102a、102b及引出電極103a、103b (參照圖1)。在步驟S103中，對各個水晶振動片10進行切斷。在切斷工序中，採用使用了雷射的切割裝置或使用切斷用刀片的切割裝置等沿著圖4所示的點劃線的切斷線CL進行切斷。在步驟SlO中，雖然在一張水晶晶片IOW上同時形成多個水晶振動片10，但是也可以對各個水晶片進行研磨、蝕刻及電極形成。
在步驟Sll中製造蓋部11。步驟Sll包含步驟Slll及步驟S112。在步驟Slll中，如圖5所示，在均勻厚度的水晶平板的蓋部晶片IlW上形成數百至數千個蓋部凹部111。在蓋部晶片Iiw上通過蝕刻或機械加工形成蓋部凹部111，在蓋部凹部111的周圍形成第1端面Ml。在步驟S112中，通過絲網印刷在蓋部晶片IlW的第1端面Ml上印刷低熔點玻璃 LG。之後，通過臨時固化低熔點玻璃LG而使低熔點玻璃LG膜形成在蓋部晶片IlW的第1 端面Ml上。在本實施方式中，雖然低熔點玻璃LG形成在蓋部11上，但也可以形成在基部 12上。在步驟S12中製造基部12。基部晶片12W的厚度為300μπι 700μπι左右。如圖 6所示，步驟S12包含步驟S121 S126。在步驟S121中，如圖6(a)所示，在均勻厚度的水晶平板的基部晶片12W的兩面上依次形成耐蝕膜TM及光致抗蝕劑PR。通過濺射或蒸鍍等的方法形成作為耐蝕膜TM的金屬膜。例如，在單結晶的基部晶片12W上作為質地而使用鎳(Ni)、鉻(Cr)、鈦(Ti)或鎳鎢合金(NiW)等，在質地上以金(Au)或銀(Ag)成膜。在第1實施方式中，使用在作為耐蝕膜TM 的鉻層上重疊金層的金屬膜。例如，鉻層的厚度為100埃，金層的厚度為1000埃左右。其次，在耐蝕膜TM上通過旋轉塗膠等方法均勻地塗布光致抗蝕劑PR。在步驟S122中，如圖6(b)所示，首先使用曝光裝置(未圖示)將描繪在光掩膜 (未圖示)上的基部12的外形圖案曝光在塗布有光致抗蝕劑ra的基部晶片12W的兩面上。 另外，曝光的光致抗蝕劑ra通過顯影而除去。其次，使用例如碘和碘化鉀的水溶液對從光致抗蝕劑ra露出的耐蝕膜TM的金層進行蝕刻。然後，使用例如硝酸鈰氨和醋酸的會溶液對除去金層而露出的鉻層進行蝕刻。通過這些處理，可以除去從光致抗蝕劑PR露出的耐蝕膜TM。在步驟S123中，如圖6(c)所示，利用氟化氫等的水溶液對除去耐蝕膜TM及光致抗蝕劑I3R而露出的基部晶片12W的兩面進行溼刻。由此，形成數百至數千個深度為 IOOym 300μπι左右的基部凹部121。另外，在基部凹部121的周圍形成第2端面Μ2。同時，在各基部凹部121的X軸方向的兩側形成第1窪部Hl及第2窪部Η2，該第1窪部Hl及第2窪部Η2從第2端面Μ2及實裝面Μ3窪進基部晶片12W的厚度的100 μ m 300 μ m左右，並且具有底部UM。由於基部凹部121與第1窪部Hl同時形成，因此其深度相同。第1 窪部Hl及第2窪部H2的X軸方向的寬度D為200 μ m 400 μ m左右。第1窪部Hl及第2窪部H2的深度及寬度D可以通過調整溼刻時間及氟化氫等的水溶液的濃度、溫度而防止其他部位被侵蝕。第1窪部Hl和第2窪部H2也可以貫穿底部 UM,而在底部UM的一部分上形成小孔。但是，若溼刻至底部UM完全消失，則會使寬度增大第 2端面M2變窄。因此，溼刻至完全留著底部UM或在底部UM的一部分上形成小孔的程度。若將玻璃溼刻至底部完全消失，則由於玻璃的各向同性的蝕刻，不能取得密封通路寬度。因此，溼刻至可以進行噴砂加工所需要的最低限的加工。通過從這種狀態進行噴砂加工，可以使確保密封通路和準備貫通孔的形狀可以兩立，還可以使形成在該部位的電極的導通可靠。在步驟SlM中，如圖6(d)所示，在剝離了光致抗蝕劑I3R的狀態下，在整個實裝面 M3上吹付研磨材料而進行噴砂工序。由此，第1窪部Hl及第2窪部H2的底部UM被噴砂，形成從基部晶片12W的第2端面M2貫通至實裝面M3的圓角長方形的基部貫通孔BHl (參照圖7)。通過溼刻後進行噴砂，可以使基部貫通孔BHl以合適的大小形成，且縮短加工時間。基部貫通孔BHl被分割成一半成為1個基部側槽12h、122b(參照圖1及圖2)。另外， 在基部晶片12W的厚度方向的大致中央位置上形成朝向基部貫通孔BHl突起的凸部GB (參照圖7)。該凸部GB被分割成一半成為1個突起部126a、U6b(參照圖1及圖2)。再有，若在形成有耐蝕膜TM的狀態下噴砂整個實裝面M3，則在耐蝕膜TM及基部晶片12W的表面產生細微的凹凸，基部晶片12W的實裝面M3成為粗面。若在噴砂工序中在基部晶片12W的表面上直接吹付研磨材料，則在基部晶片12W的表面產生細微的凹凸，但是這種細微的凹凸為鋒利的凹凸且容易產生細微裂縫。細微裂縫會使基部12的強度變弱。另一方面，若在形成有耐蝕膜TM的狀態下吹付研磨材料，則不會在基部晶片12W的表面上產生平滑的凹凸，但不產生細微裂縫。在步驟S125中，如圖6(e)所示，通過蝕刻等除去耐蝕膜TM。在步驟SU6中，如圖6(f)所示，通過步驟S102中所說明的濺射及蝕刻方法在基部12的實裝面M3的X軸方向的兩側形成外部電極12fe、125b。在此，由於基部晶片12W的表面為具有細微的凹凸的粗面，因此可以在形成外部電極12fe、125b時，提高鉻對基部晶片12W的粘接性。同時，在基部通孔BHl上形成基部側面電極123a、123b，在第2端面M2上形成連接電極12^、lMb(參照圖1、圖2及圖7)。在步驟S13中，通過導電性粘接劑13將步驟SlO中製造的水晶振動片10放置在基部12的第2端面M2上。此時，以水晶振動片10的引出電極103a、10 和形成在基部12 的第2端面M2上的連接電極lMa、124b對齊位置的方式，將水晶振動片10放置在基部12 的第2端面M2上(參照圖2)。在步驟S14中，加熱低熔點玻璃LG，加壓蓋部晶片IlW和基部晶片12W。由此，通過低熔點玻璃LG接合蓋部晶片IlW和基部晶片12W。在步驟S15中，將接合的蓋部晶片IlW和基部晶片12W切斷成單體。在切斷工序中，採用使用了雷射的切割裝置或使用切斷用刀片的切割裝置等沿著圖5及圖7所示的點劃線的切割線SL進行切斷而以第1水晶振子100為單位被單體化。由此，製造數百至數千個第1水晶振子100。(第1實施方式的變形例)參照圖8，對第1水晶振子100』的整體構成進行說明。圖8是對應於圖1的A-A 剖面的第1水晶振子100』的剖視圖。如圖8所示，第1水晶振子100』由水晶振動片10、蓋部11及基部12』構成。在此，基部12』在第2端面M2、實裝面M3及基部凹部121的底面上形成細微的凹凸。根據這種構成，可以在基部12上形成外部電極125a、12 及連接電極12 ，、 1Mb』時提高鉻對基部12』的粘接性。再有，當蓋部11和基部12』由低熔點玻璃LG進行接合時，可以提高低熔點玻璃LG和基部12』的粘接性。由於第1水晶振子100』的製造方法與在第1實施方式的圖3及圖6中說明的製造方法大致相同，因此僅對與圖6不同的步驟進行詳細的說明。
圖9是詳細表示基部12』的製造步驟S12』的說明圖。S卩，圖9的步驟S121 S123 與圖6相同，因此對步驟S124』 S126』詳細地進行說明。在步驟S124』中，如圖9(a)所示，在剝離了光致抗蝕劑I3R的狀態下進行向整個第 2端面M2及實裝面M3吹付研磨材料的噴砂工序。由此，在基部晶片12W上形成從第2端面 M2貫通至實裝面M3的圓角長方形的基部貫通孔BHl (參照圖7)。再有，若在形成有耐蝕膜TM的狀態下噴砂整個第2端面M2及實裝面M3，則在耐蝕膜TM及基部晶片12W的表面產生細微的凹凸，基部晶片12W的第2端面M2及實裝面M3成為粗面。在步驟S125』中，如圖9(b)所示，通過濺射及蝕刻方法在基部12』的實裝面M3上形成外部電極12fe、125b，在第2端面M2上形成連接電極12^、lMb。在此，由於基部晶片 12W的表面成為具有細微的凹凸的粗面，因此可以在形成外部電極125a、12^及連接電極 IMa』、1Mb』時提高鉻對基部晶片12W的粘接性。同時，在基部貫通孔BHl上形成基部側面電極 123a、123b。另外，雖然未圖示，但是由於基部晶片12W的第2端面M2被粗面化，因此可以在圖 3的步驟S14中由低熔點玻璃LG接合蓋部晶片IlW和基部晶片12W時提高低熔點玻璃LG 和基部晶片12W的粘接性。(第2實施方式)參照圖10及圖11，對第2水晶振子200的整體構成進行說明。圖10是第2實施方式的第2水晶振子200的分解立體圖，圖11是圖10的B-B剖視圖。在圖10中，省略了形成在蓋部21和水晶框架20之間、以及水晶框架20和基部22之間的低熔點玻璃LG而進行繪製。如圖10及圖11所示，第2水晶振子200包含具有蓋部凹部211的蓋部21 ；具有基部凹部221的基部22 ；以及夾持在蓋部21和基部22之間的水晶框架20。基部22由玻璃或水晶材料形成，在其表面(+Y』側的面)上具有形成在基部凹部 221的周圍的第2端部M2。在基部22的四角上形成有在形成基部貫通孔BH2 (參照圖14) 時的在XZ，平面上窪進1/4圓弧的基部側槽22 222d。在基部側槽22 222d分別形成有在Y』軸方向的大致中央位置上形成凸部 GB(參照圖14)時的朝向外側突起的突起部226。即，基部側槽22 222d分別包含由從突起部2 至第2端面M2的曲面構成的第1區域227A和由從突起部2 至實裝面的曲面構成的第2區域227B。在基部22中，在基部側槽22 222d上分別形成基部側面電極223a 223d。 在實裝面的X軸方向的兩側上分別形成一對外部電極22fe、225b。基部側面電極223a、223d 的一端與外部電極22 連接，基部側面電極22!3b、223C的一端與外部電極22 連接。另外，基部側面電極223a 223d的另一端最好延伸至基部22的第2端面M2而形成連接墊片223M。連接墊片223M分別與後述的水晶側面電極20 205d的連接墊片205M可靠地進行連接。水晶框架20由AT切割的水晶材料形成，接合在基部22的第2端面M2上，具有 +Y，側的表面Me和-Y，側的裡面Mi。水晶框架20由水晶振動部201和包圍水晶振動部201的外框208構成。另外，在水晶振動部201和外框208之間形成一對從表面Me貫通至裡面Mi的「L」字型的間隙部207。沒有形成間隙部207的部分成為水晶振動部201和外框208的連結部209a、209b。在水晶振動部201的表面Me及裡面Mi分別形成有勵振電極 2(^a、202b，在連結部209a、209b及外框208的兩面形成有分別與勵振電極2(^a、202b導電的引出電極203a、203b。再有，在水晶框架20的四角上分別形成有形成水晶貫通孔CH(參照圖13)時的水晶側槽20 204d。水晶側槽20 204d在Y』軸方向的大致中央位置上分別形成有形成凸部GB (參照圖1 時的向外側突起的突起部206。即，水晶側槽20 204d包含由從突起部206至表面Me的曲面形成的第3區域207A和由從突起部206至裡面Mi的曲面形成的第4區域 207B。形成在水晶框架20的裡面Mi的引出電極20 與基部側面電極22 電連接。另外，在水晶側槽2(Ma、204d上形成有水晶側面電極20fe、205d，水晶側面電極20fe、205d與引出電極203a及基部側面電極223a、223d電連接。在此，水晶側面電極20fe、205d最好延伸至水晶框架20的裡面Mi的連接墊片205M。連接墊片205M與基部側面電極223a、223d 的連接墊片223M可靠地電連接。第2水晶振子200還具有接合在水晶框架20的表面Me並由玻璃或作為水晶材料的水晶構成的蓋部21。蓋部21具有形成在蓋部凹部211的周圍的第1端面Ml。如圖11所示，由蓋部21、水晶框架20的外框208及基部22形成收放水晶振動部201的空腔CT。空腔CT做成填滿惰性氣體或真空狀態。另外，蓋部21、水晶框架20及基部22由例如低熔點玻璃LG等的封裝材料進行接合。在第2水晶振子200的一對外部電極22^1、22恥上施加交替電壓(正負交替的電位)。此時，外部電極22 、基部側面電極223a、水晶側面電極20 、引出電極203a及勵振電極20 為相同極性，外部電極22 、基部側面電極22 、引出電極20 及勵振電極202b 為相同極性。從而使水晶振動部201產生厚度滑動振動。在第2實施方式中，第2水晶振子200也可以在基部側槽22 222d及水晶側槽20 204d的外側形成連結電極(未圖示)。由此，使基部側面電極223a 223d與水晶側面電極20 205d可靠地電連接。另外，在第2實施方式中水晶框架也可以是逆臺面型，在這種情況下蓋部及基部可以是沒有形成凹部的平板狀。〈第2水晶振子200的製造方法〉首先，參照圖12及圖13對水晶框架20的製造步驟T20進行說明。圖12是表示水晶框架20的製造步驟T20的說明圖，圖13是水晶晶片20W的俯視圖。在此，在圖12中右側為對應於左側的步驟的圖10的B-B剖面的水晶晶片20W的局部剖視圖。如圖12所示，水晶框架20的製造步驟T20包含步驟T201 T206。在步驟T201中，如圖12(a)所示，在均勻厚度的水晶平板的水晶晶片20W的兩面上依次形成耐蝕膜TM及光致抗蝕劑PR。通過濺射或蒸鍍等的方法形成作為耐蝕膜TM的金屬膜。在第2實施方式中，使用在作為耐蝕膜TM的鉻層上重疊金層的金屬膜。其次，在耐蝕膜TM上通過旋轉塗膠等方法均勻地塗布光致抗蝕劑PR。在步驟T202中，如圖12(b)所示，首先使用曝光裝置(未圖示)將描繪在光掩膜(未圖示)上的水晶框架20的外形圖案曝光在塗布有光致抗蝕劑ra的水晶晶片20W的兩面上。在此，水晶框架20的外形圖案是表示間隙部207及水晶側槽20 204d的形狀圖案。另外，曝光的光致抗蝕劑I3R通過顯影而除去。其次，蝕刻從光致抗蝕劑I3R露出的耐蝕膜TM而除去。在步驟T203中，如圖12 (c)所示，對除去耐蝕膜TM及光致抗蝕劑I3R而露出的水晶晶片20W的兩面進行溼刻。由此，在各水晶框架20的四角上形成從表面Me及裡面Mi窪進水晶晶片20W的一半厚度左右的具有底部UM的第3窪部H3及第4窪部H4。另外，雖然未圖示，但是在水晶框架20的間隙部207的對應部分也形成從表面Me及裡面Mi窪進的窪部。在步驟T204中，如圖12(d)所示，在剝離了光致抗蝕劑I3R的狀態下，從表面Me或裡面Mi吹付砂等的研磨材料而進行噴砂工序。由此，第3窪部H3及第4窪部H4的底部 UM被噴砂，形成從水晶晶片20W的表面M3貫通至裡面Mi的圓形的水晶貫通孔CH(參照圖 13)。此時，為了使水晶晶片20W的兩面保持平衡，最好使用掩膜進行噴砂。水晶貫通孔CH 被分割成1/4而成為一個水晶側槽20 204d(參照圖10及圖11)。另外，在水晶晶片20 的厚度方向的大致中央位置上形成朝向水晶貫通孔CH的內側突起的凸部GB(參照圖13)。 該凸部GB被分割成1/4而成為一個突起部206a 206d(參照圖10及圖11)。另外，雖然未圖示，與水晶貫通孔CH同時形成水晶框架20的間隙部207。在步驟T205中，如圖12(e)所示，通過蝕刻等除去耐蝕膜TM。在此，耐蝕膜TM由蝕刻除去即可。在步驟T206中，如圖12(f)所示，通過第1實施方式的圖3步驟S102中所說明的濺射及蝕刻方法在水晶晶片20W的水晶貫通孔CH、表面Me及裡面Mi形成各電極。S卩，在水晶貫通孔CH上形成水晶側面電極20 205d。同時，在水晶晶片20W的表面Me及裡面 Mi形成勵振電極2(^a、202b、引出電極203a、203b及連接墊片205M(參照圖10、圖11及圖 13)。其次，第2水晶振子200的蓋部21由與第1實施方式的圖3中說明的製造步驟 Sll相同的方法進行製造。之後，第2水晶振子200的基部22由與第1實施方式的圖3中說明的製造步驟 S12相同的方法進行製造。在此，圖14是基部晶片22W的俯視圖。但是，在圖14所示的基部晶片22W的基部22的四角上形成圓形的基部貫通孔BH2。該基部貫通孔BH2分割成1/4 而成為一個基部側槽22 222d(參照圖10及圖11)。另外，在基部晶片22W的第2端面 M2上形成有作為封裝材料的低熔點玻璃LG。在第2實施方式中，水晶框架20的製造、蓋部21的製造及基部22的製造可以分別並行。另外，通過低熔點玻璃LG接合分別製造的蓋部晶片21W、水晶晶片20W及基部晶片 22ff0最後，將接合的蓋部晶片21W、水晶晶片20W及基部晶片22W切斷成單體。在切斷工序中，採用使用了雷射的切割裝置或使用切斷用刀片的切割裝置等沿著圖13及圖14所示的點劃線的切割線SL進行切斷而以第2水晶振子200為單位被單體化。由此，製造數百至數千個第2水晶振子200。在第2水晶振子200的製造方法中，接合前的低熔點玻璃LG形成在蓋部晶片21ff(參照圖5)及基部晶片22W上，但是也可以形成在水晶晶片20W的表面Me及裡面Mi。以上，雖然對本發明的最優的實施方式進行了說明，但是在本領域技術人員的技術範圍內，本發明可以在其技術範圍內對實施方式進行各種變更、變形而實施。例如，第1實施方式可以為在基部的四角上形成側槽的結構，第2實施方式可以為在基部及水晶框架的X軸方向的兩側上形成側槽的結構。另外，在第1實施方式及第2實施方式中由低熔點玻璃LG接合了基部晶片及蓋部晶片，但是可以以聚亞胺樹脂來代替低熔點玻璃LG。當使用聚亞胺樹脂的情況，可以進行絲網印刷，也可以將感光性的聚亞胺樹脂塗布在整面上後進行曝光。另外，在第1實施方式及第2實施方式中，外部電極形成在基部的底面的X軸方向的兩側上，但也可以在四角上形成外部電極。此時，多餘的外部電極為接地用。再有，在第1實施方式及第2實施方式中以AT切割型的壓電振動片為一個例子進行了說明，但是也可以適用具有從基礎部的一端延伸的一對振動臂的音叉型水晶振動片。另外，在第1實施方式及第2實施方式中使用了水晶振動片，但也可以適用除了水晶之外的鉭酸鋰、鈮酸鋰等的壓電材料。再有作為壓電裝置本發明還適用於將裝入了振蕩電路的IC等收放在空腔內的水晶振蕩器。
權利要求
1.一種壓電裝置的製造方法，其特徵在於，使用基部和在其基部的周圍形成有多個貫通孔的基部晶片，製造具有壓電振動片和所述基部的壓電裝置，包含所述基部晶片由玻璃或壓電材料構成，在所述基部晶片的第1面和所述第1面的相反側的第2面上形成耐蝕膜的耐蝕膜形成工序；在所述耐蝕膜上形成光致抗蝕劑並進行曝光後，對與所述貫通孔對應的所述耐蝕膜進行金屬蝕刻的金屬蝕刻工序；在所述金屬蝕刻工序之後，將所述玻璃或壓電材料浸在蝕刻液中從所述基部晶片的所述第1面和所述第2面進行溼刻，溼刻至所述玻璃或壓電材料馬上就要貫通的程度的溼刻工序；以及在所述第2面上形成有耐蝕膜的狀態下，從所述第2面側吹付研磨材料的噴砂工序。
2.根據權利要求1所述的壓電裝置的製造方法，其特徵在於，在所述噴砂工序中，在所述第1面上形成有耐蝕膜的狀態下，從所述第1面側吹付研磨材料。
3.根據權利要求1或2所述的壓電裝置的製造方法，其特徵在於，具有 在所述噴砂工序後，除去所述耐蝕膜的除去工序；在所述除去工序後，在所述第2面上形成實裝用的外部電極和在所述貫通孔上形成側面電極的工序。
4.根據所述權利要求1至3的任意一項所述的壓電裝置的製造方法，其特徵在於， 所述基部從所述第2面側觀察為具有4個邊的矩形形狀，所述貫通孔是形成在所述基部的相鄰的角上的圓孔。
5.根據權利要求1至3的任意一項所述的壓電裝置的製造方法，其特徵在於，所述基部從所述第2面側觀察為具有4個邊的矩形形狀，所述貫通孔是形成在所述基部的相鄰的邊上的長孔。
6.一種壓電裝置，其特徵在於，具有配置在由蓋部和基部形成的空腔內的壓電振動片，所述基部具備形成一對外部電極的第1面；所述第1面的相反側的第2面；以及在所述第2面通過連結所述第1面和所述第2面的側面與所述外部電極連接的一對連接電極， 連結所述第1面和所述第2面的側面的剖面包含從所述第1面至中央的第1區域；從所述第2面至所述中央的第2區域；以及在所述中央從所述第1區域及第2區域向外側突出的突出區域。
7.根據權利要求6所述的壓電裝置，其特徵在於， 所述第2面通過噴砂實現粗面化。
8.根據權利要求7所述的壓電裝置，其特徵在於， 所述第1面通過噴砂實現粗面化。
全文摘要
本發明提供一種使用可以恰當地形成貫通孔的壓電裝置的製造方法。製造壓電裝置的製造方法包含基部晶片由玻璃或壓電材料構成，在基部晶片的第1面和第1面的相反側的第2面上形成耐蝕膜的耐蝕膜形成工序(S121)；在耐蝕膜上形成光致抗蝕劑並進行曝光後，對與貫通孔對應的耐蝕膜進行金屬蝕刻的金屬蝕刻工序(S121、S122)；在金屬蝕刻工序之後，將玻璃或壓電材料浸在蝕刻液中從基部晶片的第1面和第2面進行溼刻，溼刻至玻璃或壓電材料馬上就要貫通的程度的溼刻工序(S123)以及在第2面上形成有耐蝕膜的狀態下，從第2面側吹付研磨材料的噴砂工序(S124)。
文檔編號H03H9/19GK102412801SQ201110264620
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月5日 優先權日2010年9月22日
發明者天野芳明, 市川了一, 龜澤健二 申請人:日本電波工業株式會社