專利名稱：壓電裝置及壓電裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在壓電振動片的包裝件封裝中，在包裝件上使用了設(shè)有導(dǎo)通 用金屬線的玻璃晶片的壓電裝置及壓電裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
以往，隨著移動通信設(shè)備或OA設(shè)備等的小型輕量化及高頻化，用于這些 的壓電振子也被要求進一步適應(yīng)小型化及高頻化。另外，要求可以在電路基 板上進行表面安裝的壓電振子。以往，壓電振子在包裝件內(nèi)部收納壓電振動片，且壓電振動片接合在包 裝件內(nèi)的電極部。通常，包裝件由陶瓷形成，其內(nèi)部具有所定的內(nèi)部空間。 包裝件底板上形成有貫通包裝件內(nèi)部和底部的通孔，通孔由高溫焊錫等進行 封裝。作為使用了陶瓷包裝件的封裝技術(shù)，例如已知有記載在專利文獻(xiàn)1 (曰 本特開2003-158439號公報)中的內(nèi)容。在專利文獻(xiàn)1中，在包裝件的上端 面上涂布有焊料等粘接劑，且在可以加熱的室內(nèi) 一邊從上面施加負(fù)荷一邊進 行加熱而熔融焊料等，從而壓接包裝件。另外，在包裝件的通孔上承載高溫 焊錫等的封裝材料，并在真空環(huán)境或惰性氣體環(huán)境的室內(nèi)照射激光，使高溫 焊錫熔融，以此進行包裝件的封裝。專利文獻(xiàn)1中公開的封裝方法是，在形成于包裝件底部的通孔內(nèi)插入封 裝材料，并照射激光熔融封裝材料，從而封裝通孔。但是，由于該封裝方法 需要對一個一個壓電振子進行，因此存在批量生產(chǎn)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種加入金屬線的玻璃晶片的制造方法及壓電裝 置。在以所定的間隙配置有低電阻的金屬線的鑄型內(nèi)，澆鑄和冷卻低熔點玻 璃后，切成薄片而形成玻璃晶片。然后形成將該玻璃晶片的金屬線用作導(dǎo)線 的玻璃底板，來制造壓電裝置。第一觀點涉及的壓電裝置，包含具有第一電極圖案和第二電極圖案的壓電振動片；具有第 一面和位于相反面的第二面并承載壓電振動片的玻璃底板； 封裝上述壓電振動片的蓋部。另外，玻璃底板在第一面及第二面上具有端部 露出的第一金屬線及第二金屬線，并且露出在第一面的第一金屬線及第二金 屬線的端部分別連接在第一電極圖案及第二電極圖案上。由于玻璃底板具有第 一金屬線及第二金屬線，因此僅連接壓電振動片和 玻璃底板即可完成壓電裝置。即，可以減少密封通孔的作業(yè)，能夠以低成本 大量生產(chǎn)壓電裝置。第二觀點涉及的壓電裝置的玻璃底板在第 一金屬線及第二金屬線的端部 分別具有連接電極。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以確保各種連接電極沒有接觸不良地連結(jié)在第 一電極 圖案和第二電極圖案。第三觀點涉及的壓電裝置的第 一金屬線及第二金屬線的主材料包含鐵 (Fe)、銅(Cu)、鎳(Ni)、不銹鋼(SUS)或科瓦合金。 這些金屬比較廉價、導(dǎo)電性也良好。第四觀點涉及的壓電裝置中，在第三觀點的第 一金屬線及第二金屬線的 表面形成有金(Au)層。通過在這些金屬線上形成金層，提高玻璃底板和金屬線的親和性，也提 高導(dǎo)電性。還提高與連接電極的連接性。第五觀點涉及的壓電裝置中，為了加強與玻璃底板的親和性，在第一金 屬線及第二金屬線的表面進行加大面粗糙度的加工。通過使金屬線的表面變得粗糙，可以提高與玻璃底板的親和性。
第六觀點涉及的壓電裝置的制造方法，具有準(zhǔn)備蓋部晶片的工序；準(zhǔn) 備由多個壓電振動片所形成的壓電晶片的工序，該多個壓電振動片具有第一 電極圖案和第二電極圖案；準(zhǔn)備玻璃晶片的工序，該玻璃晶片在第一面及第 二面具有露出端部的第一金屬線及第二金屬線；相對于壓電晶片的第一電極 圖案及第二電極圖案重合玻璃晶片的第一面的第一金屬線及第二金屬線的端 部，并且將蓋部晶片重合粘接在壓電晶片上的工序；將已接合的3張晶片切 割成壓電裝置的形狀的工序。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，省略以往所需的封裝通孔的作業(yè)，并且由于可以以晶片 為單位進行制造，因此可以低成本批量生產(chǎn)壓電裝置。第七觀點涉及的準(zhǔn)備玻璃晶片的工序是在第六觀點的基礎(chǔ)上具有在鑄 型內(nèi)大致平行地以所定間隔配置第一金屬線及第二金屬線的工序；熔融玻璃 粉末的工序；通過使熔融的玻璃流入鑄型內(nèi)后使之凝固而形成含有第 一金屬 線及第二金屬線的玻璃塊的工序；其次，與金屬線大致正交地將固形玻璃切 成薄片的工序。通過將含有第 一金屬線及第二金屬線的玻璃塊切成薄片而形成玻璃晶 片，因此批量生產(chǎn)性優(yōu)良。另外，通過熔融玻璃粉末后使已熔融的玻璃流入 鑄型內(nèi)的作業(yè)，能夠使玻璃塊內(nèi)的氣泡變少。第八觀點涉及的準(zhǔn)備玻璃晶片的工序是在第六觀點的基礎(chǔ)上具有在鑄 型內(nèi)大致平行地以所定間隔配置第一金屬線及第二金屬線，并且放入玻璃粉 末的工序；其次，通過使玻璃粉末熔融后凝固，形成含有第一金屬線及第二金屬線的玻璃塊的工序；其次，與金屬線大致正交地將固形玻璃切成薄片的工序。在這種結(jié)構(gòu)中，通過在鑄型內(nèi)放入粉末進行熔融而形成含有第一金屬線 及第二金屬線的玻璃塊。通過將該玻璃塊切成薄片而形成玻璃晶片，因此批 量生產(chǎn)性優(yōu)良。第九觀點涉及的壓電裝置的制造方法，在第六或第七觀點中，第一金屬
線及第二金屬線在表面形成玻璃被膜后以所定間隔配置在鑄型內(nèi)，以加強與 玻璃底板的親和性。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，第一金屬線及第二金屬線牢固地固定在玻璃底板上，從 而在第 一金屬線及第二金屬線與玻璃底板之間不會產(chǎn)生間隙，可以充分地進 行真空封裝。第十觀點涉及的壓電裝置的制造方法，在第六或第七觀點中，第一金屬 線及第二金屬線在表面進行加大面粗糙度的加工后，以所定間隔配置在鑄型 內(nèi)，以加強與玻璃底板的親和性。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，第一金屬線及第二金屬線牢固地固定在玻璃底板上，從 而在第 一金屬線及第二金屬線與玻璃底板之間不會產(chǎn)生間隙，可以充分地進 行真空封裝。


圖1是第一實施例的第一水晶振子100或第二實施例的第二水晶振子 110的外觀立體圖。圖2a是底板用玻璃晶片20的概略平面圖。 圖2b是圖2a的B—B剖面圖。圖2c是表示底板的金屬線23的位置的概略平面圖。圖2d是表示底板的金屬線23的位置的概略平面圖。圖2e是表示底板的金屬線23的位置的概略平面圖。圖2f是表示形成有底板的底板用玻璃晶片20的局部平面圖。圖3a是表示形成玻璃塊25的鑄型70的立體圖。圖3b是圖3a的A-A剖面圖。圖3c是圖3a的B-B剖面圖。圖3d是玻璃塊25的局部側(cè)面圖。圖3e是將圖3d切成薄片的底板用玻璃晶片20的側(cè)面圖。
圖化是表示第一水晶振子IOO的構(gòu)成的圖4c的X—X整體剖面圖。 圖4b是第一水晶振子100的第一蓋65的內(nèi)面圖。 圖4c是第一水晶振子100的水晶框架50的上面圖。 圖4d是第一水晶振子100的第一底板401的上面圖。 圖4e是進行陽極接合的概略剖面圖。圖5a是表示第二水晶振子110的構(gòu)成的圖5c的X—X整體剖面圖。圖5b是第二水晶振子110的第二蓋65，的內(nèi)面圖。圖5c是第二水晶振子110的水晶框架50的上面圖。圖5d是第二水晶振子110的第二底板40'的上面圖。圖6a是表示形成了具有音叉型水晶振動片30的水晶架50的水晶晶片 10的概略立體圖。圖6b是放大了水晶晶片10的水晶框架50的一部分的^t略平面圖。圖7是將形成有第一蓋65的蓋用玻璃晶片60、形成有音叉型水晶振動 片30及水晶框架50的水晶晶片10、以及形成有第一底板401的底板用玻璃 晶片20進行重合的立體圖。附圖標(biāo)記的說明10...水晶晶片12、 22、 62…開口區(qū)i或23、 23，…金屬線30…音叉型水晶振動片32…基部35、 36…激發(fā)電極 40、 401、 40，...底板 45、 46、 45， 、 46，...外部電極 48、 53、 68…金屬膜 50…水晶框架ll...連結(jié)部20...底板用玻璃晶片25...玻璃塊31…振動臂33、 34…基部電極37、 38…錘部42、 44、 42' 、 44，...連接電極 47、 47， …底板用凹部 49、 49， …段差部 51...外框部
52…空間部65、 65，…蓋70...4壽型73...孔75…注入導(dǎo)槽 90…直流電源 100…第一水晶振子60…蓋用玻璃晶片 67、 67，…蓋用凹部 72…注入口 74…鑄型框外面 80、 80'…包裝件110…第二水晶振子具體實施方式
<第一水晶振子100、第二水晶振子110的構(gòu)成> 圖1是本發(fā)明實施例所述第一水晶振子100的概略立體圖。 第一水晶振子100是可以表面安裝于印刷電路板等上的表面安裝型振動 裝置。第一水晶振子100大致由絕緣性玻璃形成的底板40、水晶框架50以 及玻璃蓋65構(gòu)成。為了提高生產(chǎn)性，水晶框架50、由絕緣性玻璃形成的底 板40以及玻璃蓋65以晶片為單位進行制造。首先，對由絕緣性玻璃形成的 底板40用的底板用玻璃晶片20進行說明。 <底板用玻璃晶片20的構(gòu)成〉 參照附圖對底板用玻璃晶片2 0進行說明。圖2a是底板用玻璃晶片20的概略平面圖；圖2b是圖2a的B—B剖面圖； 圖2c、圖2d及圖2e是表示由絕緣性玻璃形成的底板40的金屬線23的位置 的概略平面圖。在圖2a的底板用玻璃晶片20上，金屬線23以所定的間隙配置且嵌入在 底板用玻璃晶片20上。金屬線23由直徑為0. 05mm至0. 5mm的4臬(Ni )、不 銹鋼(SUS)、鐵(Fe)、銅(Cu)或科瓦合金(Fe、 Ni、 Co)構(gòu)成。底板用 玻璃晶片20是使用刀片將圖3d中說明的玻璃塊25切割而形成的。下面使用 圖3a至圖3e對底板用玻璃晶片20的制造方法進行說明。 如圖2b所示，金屬線23被配置成從底板用玻璃晶片20的表面貫通至里 面。雖然金屬線23相對于表面和里面處于正交狀態(tài)，但只要貫通表面和里面， 金屬線23也可以處于傾斜狀態(tài)。底板用玻璃晶片20的厚度D被切割鋸切成 0. 3mm-l. Omm程度。圖2c、圖2d及圖2e表示在切割而形成的一個一個底板40上，金屬線 23所處的位置。圖2c的A型底板40-1，將2個金屬線23間隔地配置在A型 底板40-1的一邊上。圖2d的B型底板40-2，將2個金屬線23間隔地配置 在B型底板40-2的相對的兩邊上。圖2e的C型底板40-3，將4個金屬線23 間隔地配置在C型底板40-3的角部上。這些底板40的金屬線23根據(jù)形成在 水晶框架50上的水晶振動片的連接電極的位置而決定。圖2f是表示形成多個A型底板40-l的底板用玻璃晶片20的局部平面圖。 圖2f所示的狀態(tài)是表示從角型底板用玻璃晶片20通過蝕刻而形成多個A型 底板40-l的狀態(tài)的圖。在角型底板用玻璃晶片20上，通過對用斜線表示的 開口區(qū)域22進行蝕刻，以所定大小形成底板40。另外，在A型底板40-l的 中央?yún)^(qū)域通過蝕刻而形成底板用凹部47。 A型底板40-1以3個作為1塊而配 置。在此，也可以不設(shè)置開口區(qū)域22，而由切割鋸一個一個地切割底板40。如圖2f所示，在角型底板用玻璃晶片20的一角形成有指定底板40的方 向的定向平面20c。底板40沒有從底板用玻璃晶片20切割分離，而是底板 40的一部分由連接部11與底一反用玻璃晶片20連接。因此，底板40可以以 一張底板用玻璃晶片20為單位進行操作。<底板用玻璃晶片20的制造方法〉下面，對圖2a至圖2f中所說明的底板用玻璃晶片20的制造方法進行說明。圖3a、圖3b、圖3c是表示用于形成底板用玻璃晶片20的鑄型70的結(jié) 構(gòu)的圖。其中，圖3a是形成玻璃塊25的鑄型70的立體圖。圖3a所示的鑄型70由黑鉛(石墨)構(gòu)成，并進行機械加工和組裝。鑄 型70在其一端具有玻璃注入口 72,且在鑄型70的側(cè)面以所定間隙設(shè)置用于 貫通金屬線"的孔73。并且，在鑄型70的孔73內(nèi)貫穿著金屬線23。形成 于鑄型7G的側(cè)面的孔73在XY平面上形成在相同的位置上。在Z方向上，鑄 型70的凈尺寸是深度為100mm至150mm、寬度為20mm至50mm、長度為100mm 至150mm。為了使金屬線23與玻璃的親和性良好，且使金屬線23與玻璃緊 貼，對金屬線23進行前序處理。金屬線23使用銅線時的前序處理是，在800。C左右對銅線進行退火處理 而消除應(yīng)變后，將其浸泡在硼砂(Na2B407 10H20)的飽和水溶液中。再次， 加熱至900。C左右，在銅線的表面形成硼砂玻璃(Na2B407 )的被覆膜。金屬線23使用鎳、不銹鋼、鐵或科瓦合金時的前序處理是，利用噴沙器 等對鎳線、不銹鋼線、鐵線或科瓦合金線的表面進行粗加工，增大表面粗糙 度并清洗后，通過鍍金在鎳線、不銹鋼線、鐵線或科瓦合金線上形成金層。 通過設(shè)置金層，不僅提高與玻璃的親和性，而且改善導(dǎo)電性。圖3b是使進行了前序處理的金屬線23貫穿鑄型70的孔73的圖3a的B— B剖面圖。使金屬線23貫穿孔73后，在鑄型框外面74涂布黑鉛糊劑。將已 安裝金屬線23的鑄型70固定在未圖示的第一電爐內(nèi)。圖3c是圖3a的C—C剖面圖，用于表示在鑄型70上安裝了注入導(dǎo)槽75 的狀態(tài)。鑄型70具有熔融玻璃的注入口 72。注入導(dǎo)槽75不固定在注入口 72 上，能夠容易地進行拆卸。鑄型70固定在第一電爐內(nèi)，且在爐內(nèi)預(yù)熱至650 。C。用于本發(fā)明的熔融玻璃100%地使用由鈉硼珪玻璃構(gòu)成的碎玻璃。所謂碎 玻璃是將玻璃熔解、冷卻后粉碎而得到的玻璃碎片。以往，碎玻璃是為了促 進玻璃的熔解而使用的，將與需要熔解的玻璃相同成分的、相對于玻璃調(diào)合 物占20%至50%的碎玻璃進行混合并熔解。在本發(fā)明中，沒有使用玻璃的調(diào)合 物，而使用了僅由鈉硼硅玻璃構(gòu)成的碎玻璃。本發(fā)明中使用的^f爭玻璃的軟化溫度為650。C左右。碎玻璃的粒度為lmm
至2ram的大小。若碎玻璃中含有微粉，則可能會在熔解時大量巻入氣泡且難 以除去氣泡，并且玻璃塊有可能會形成帶氣泡的玻璃，從而難以得到好結(jié)果。 碎玻璃在900。C完全熔融。這是由于若碎玻璃在900。C以上的溫度熔融，則銅、 鎳、不銹鋼、鐵或科瓦合金也會熔融，而且金屬線23會斷開。將碎玻璃放入坩堝內(nèi)，并在未圖示的第二電爐內(nèi)從800。C加熱至90(TC進 行熔融，熔融后等待氣泡消失而得到熔融玻璃。將裝有熔融玻璃的坩堝搬運 至已預(yù)熱的鑄型70，通過注入導(dǎo)槽75將熔融玻璃從注入口 72慢1曼地注入到 鑄型70內(nèi)。熔融玻璃沿著圖3c的箭頭方向從鑄型70的底部逐漸向上面充滿。 坩堝可以使用覺器坩堝、黑鉛坩堝以及白金坩堝。圖3d、圖3e表示形成底板用玻璃晶片20的概略圖。圖3d是玻璃塊25 的局部側(cè)面圖；圖3e是將圖3d切成薄片的底板用玻璃晶片20的側(cè)面圖。圖3d所示的玻璃塊25，在鑄型70內(nèi)澆鑄了熔融玻璃后在第一電爐內(nèi)進 行退火，且在完全冷卻至常溫程度后從鑄型70內(nèi)取出。玻璃塊25沿著點劃 線畫出的線CUT由未圖示的切割鋸切成薄片。圖3e是表示已切成薄片狀態(tài)的底板用玻璃晶片20。由切割鋸切成薄片 狀態(tài)的底板用玻璃晶片20的表面和里面產(chǎn)生切斷偏斜及凹凸。因此，為了消 除切斷偏斜及凹凸并使金屬線23露出在底板用玻璃晶片20的表面，在底板 用玻璃晶片20的表面和里面進行100埃至300埃程度的蝕刻。通過該蝕刻工 序金屬線23整潔地露出在底板用玻璃晶片20的表面。在此，雖然在第二電爐中熔融碎玻璃而得到熔融玻璃，并將該熔融玻璃 注入鑄型70內(nèi)而制作玻璃塊25,但是也可以在鑄型70內(nèi)放入碎玻璃，在第 一電爐內(nèi)將溫度升至90(TC而熔融碎玻璃。此時需要留意不能使氣泡殘留在 玻璃塊25內(nèi)。另外，在進行如圖4e所示的陽極接合時，碎玻璃的材質(zhì)中需 要混合金屬離子。若能夠在不使金屬線23熔解或斷開的溫度范圍進行玻璃熔 解，則無需對玻璃材質(zhì)進行限制。<第一實施例第一水晶振子100的構(gòu)成〉
以下，參照附圖對涉及本發(fā)明的各個實施例的第一水晶振子100進行說明。圖4a至圖4d是表示涉及第一實施例的第一水晶振子100的概略圖。圖4a是表示第一水晶振子100的構(gòu)成的圖4c的X—X整體剖面圖；圖 4b是第一蓋65的內(nèi)面圖；圖4c是水晶框架50的上面圖；圖4d是第一底板 401的上面圖。在圖4a中，第一水晶振子100將具有音叉型水晶振動片30的水晶框架 50作為中心，在其水晶框架50的下面接合有第一底板401,在水晶框架50 的上面接合有第一蓋65。水晶框架50具有由水晶晶片IO形成并通過蝕刻而 形成的音叉型水晶振動片30。如圖4b所示，第一蓋65在水晶框架50側(cè)的一面具有通過蝕刻而形成的 蓋用凹部67。另外，第一蓋65由派拉克斯(pyrex:注冊商標(biāo))玻璃、硼硅 玻璃、或者鈉玻璃(以下稱為蓋用玻璃晶片60)形成。如圖4c所示，水晶框架50具有位于其中央部的所謂的音叉型水晶振動 片30和位于外側(cè)的外框部51,在音叉型水晶振動片30和外框部51之間形 成有空間部52。規(guī)定音叉型水晶振動片30的外形的空間部52由水晶蝕刻而 形成。音叉型水晶振動片30具有基部32和從基部延伸的一對振動臂31?；?部32和外框部51形成一體。在基部32及外框部51的第一主面上形成有第 一基部電極33和第二基部電極34,在第二主面也同樣地形成有第一基部電 極33和第二基部電極34。水晶振動片30在第一主面及第二主面上形成有第一激發(fā)電極35及第二 激發(fā)電極36，第一激發(fā)電極35連接在形成于基部32及外框部51的第一基 部電極33上，第二激發(fā)電極36連接在形成于基部32及外框部51的第二基 部電極34上。另外，在音叉型水晶振動片30的振動臂31的前端形成有錘部 37及錘部38。第一基部電極33及第二基部電極3《第一激發(fā)電極35及第 二激發(fā)電極36、以及錘部37及錘部38同時由光刻工藝制作。若向這些部分 施加電壓，則音叉型水晶振動片30以所定頻率振動。錘部37及錘部38是用
于使音叉型水晶振動片30的振動臂31容易振動的錘且為了調(diào)整頻率而設(shè)置。 在外框部51的表面及里面具有金屬膜53。金屬膜53通過噴鍍或真空蒸 鍍等方法形成。金屬膜5 3由鋁(Al )層構(gòu)成，且鋁層的厚度做成1000埃-1500 埃程度。如圖4d所示，通過蝕刻在底板用玻璃晶片20上形成第一底板401的同 時，形成底板用凹部47及段差部49。通過蝕刻，兩4艮金屬線23突出在底板 用玻璃晶片20的表面。在突出的兩根金屬線23的部位形成有第一連接電極 42及第二連接電極44。由于突出有兩根金屬線23，因此與第一連接電極42 及第二連接電極44的連接變得容易。第一連接電極42及第二連接電極44分別以重合的方式抵接在水晶振動 片30的第一基部電極33及第二基部電極34上。由于第一連接電極42及第 二連接電極44與第一基部電極33及第二基部電極34重合，因此能夠在外框 部51的水晶部分和第一底板401的表面上形成相當(dāng)于這些電極厚度的間隙。 為了使間隙變小，第 一連接電極4 2及第二連接電極4 4形成在比第 一底板4 01 的表面還要低數(shù)百埃的段差部49上。第一底板401的第一連接電極42及第二連接電極44由光刻工藝制作。 第一底板401在其底面具有已進行金屬噴鍍的第一外部電極45及第二外部電 極46。第一連接電極42通過金屬線23連接在設(shè)置于第一底板401的底面的 第一外部電極45上。第二連接電極44通過金屬線23連接在設(shè)置于第一底板 401的底面的第二外部電極46上。圖4e是在包裝件接合上進行陽極接合的概略剖面圖。第一蓋65及第一 底板401將派拉克斯(pyrex:注冊商標(biāo))玻璃、硼硅玻璃或者鈉玻璃作為材 料，這些是含有鈉離子等金屬離子的玻璃。水晶框架50的外框部51在表面 及里面具有金屬膜53,金屬膜由鋁形成。將具有音叉型水晶振動片30的水 晶框架50作為中心，重合具有蓋用凹部67的第一蓋65及具有底板用凹部 47的第一底板401。在此，金屬膜53也可以是鋁以外的、在基底鉻層上重合
金屬層的金屬膜。另外，在真空中或惰性氣體中， 一邊從200。C加熱至400°C, —邊進行加 壓，使第一蓋65的上面及第一底板401的下面為負(fù)電位，使外框部51的表 面及里面的金屬膜53為正電位，使用直流電源90接通IO分鐘的400V直流 電壓，利用陽極接合技術(shù)進行接合，形成包裝件80內(nèi)為真空或填滿惰性氣體 的第一水晶振子IOO。在進行陽極接合時，第一基部電極33及第二基部電極 34和第一連接電極42及第二連接電極44也能牢固地進行結(jié)合。但是，陽極接合是通過所謂的使接合界面的金屬氧化的化學(xué)反應(yīng)而實現(xiàn)。 進行陽極接合時，將金屬膜作為陽極，在與玻璃部件的接合面對向的面上配 置陰極，在該陽極及陰極之間施加電場。由此，玻璃中含有的鈉等金屬離子 向陰極側(cè)移動，其結(jié)果，在接合界面上，與玻璃部件接觸的金屬膜被氧化， 從而能夠得到兩者連接的狀態(tài)。在此，在本實施例中，Al等的所定的金屬和 所定的電介體接觸而進行加熱(200°C-40(TC程度)，并接通500V-lkV程度 的電壓而使金屬和玻璃在界面進行化學(xué)結(jié)合。〈第二實施例第二水晶振子110的構(gòu)成〉以下，參照附圖對涉及本發(fā)明的各個實施例的第二水晶振子IIQ進行說 明。圖5a、圖5b、圖5c、圖5d是表示第二實施例所述第二水晶振子110的圖5a是表示第二水晶振子110的構(gòu)成的圖5c的X—X整體剖面圖；圖 5b是第二蓋65，的內(nèi)面圖；圖5c是水晶框架50的上面圖；圖5d是第二底 板40'的上面圖。在圖5a中，第二水晶振子IIO將具有音叉型水晶振動片30的水晶框架 50作為中心，在其水晶框架50的下面接合有第二底板40',在水晶框架50 的上面接合有第二蓋65，。如圖5b所示，第二蓋65'在水晶框架50側(cè)的一面具有通過蝕刻而形成 的蓋用凹部67'。另外，第二蓋65，在內(nèi)面形成與在水晶框架50的外框部 51形成的金屬膜53 (例如基底為鉻層，表面為金層)相同形狀的金屬膜68。 在此，第二蓋65，也由派^立克斯(pyrex:注冊商標(biāo))玻璃、硼珪玻璃或者 鈉玻璃等的蓋用玻璃晶片60形成。如圖5c所示，水晶框架50具有位于其中央部的所謂的音叉型水晶振動 片30和位于外側(cè)的外框部51,在音叉型水晶振動片30和外框部51之間形 成有空間部52。由于具有在圖4c中所說明的構(gòu)造和電極，其名稱符號也相 同，因此下面省略其說明。在外框部51的表面及里面具有金屬膜53。金屬膜53通過噴鍍或真空蒸 鍍等方法形成。金屬膜53將鉻(Cr)、鎳(Ni)或者鈦(Ti)等用作基底。 在本實施例中，使用在鉻層上重合了金層(Au)的金屬膜。鉻層的厚度做成 500埃-1500埃，金層的厚度做成500埃-1500埃程度。如圖5d所示，第二底板40'由底板用玻璃晶片20形成，且在水晶框架 50側(cè)的一面具有通過蝕刻形成的底板用凹部47，。通過蝕刻，兩根金屬線 23，突出在底板用玻璃晶片20的表面。在突出的兩根金屬線23，的部位形 成有第一連接電極42'及第二連接電極44'。由于突出有兩根金屬線23，， 因此與第一連接電極42'及第二連接電極44，的連接變得容易。另外，在第二底板40，的表面上形成有與在水晶框架50的外框部51的 里面形成的金屬膜53相同形狀的金屬膜48。第一連接電極42，及第二連接電極44，分別以重合的方式抵接在水晶振 動片30的第一基部電極33及第二基部電極34上。由于第一連接電極42' 及第二連接電極44，與第一基部電極33及第二基部電極34重合，因此能夠 在外框部51的水晶部分和第二底板40，的表面上形成相當(dāng)于這些電極厚度 的間隙。為了使間隙變小，第一連接電極42'及第二連接電極44'形成在比 玻璃底板40的表面還要低數(shù)百埃的段差部49上。重合第二蓋65，的金層和在水晶框架50的外框部51表面上形成的金屬 膜53的金層，重合第二底板40'的金層和在水晶框架5Q的外框部51里面
形成的金屬膜"的金層。另外，若在真空中或惰性氣體中的高溫槽內(nèi)，在350。C左右的溫度中進行加壓，則金層能夠彼此粘接而牢固地進行結(jié)合。由此， 形成包裝件80內(nèi)為真空或者充滿惰性氣體的水晶振子110。在第二底板40'和水晶框架50接合的同時，形成在外框部51的第二主 面上的第一基部電極33及第二基部電極34與第二底板40，表面的第一連接 電極42'及第二連接電極44'連接。<水晶框架50及音叉型水晶振動片30的制造工序〉圖6a是表示形成音叉型水晶振動片30的水晶晶片IO的概略立體圖。圖 6a表示通過蝕刻角形水晶晶片IO來同時形成音叉型水晶振動片30及水晶框 架50的狀態(tài)的圖。在角型水晶晶片10上，通過對用斜線表示的開口區(qū)域22 及空間部52進行蝕刻，由此以所定大小形成音叉型水晶振動片30及水晶框 架50。表示將3個音叉型水晶振動片30及水晶框架50作為1塊而配置15 塊的狀態(tài)。角形的水晶晶片10,在水晶晶片10的周邊部10e的一部分形成 指定水晶的結(jié)晶方向的定向平面10c,用來指定軸方向。在此，為了便于說 明，水晶晶片IO上繪制有45個音叉型水晶振動片30,但是實際上在水晶晶 片IO上形成有數(shù)百個數(shù)千個音叉型水晶振動片30。圖6a的音叉型水晶振動片30及水晶框架50沒有完全從水晶晶片10切 割分離，水晶框架50的一部分與角形的水晶晶片IO連接。因此，不必針對 一個一個的水晶框架50進行處理，而能夠以一張水晶晶片IO為單位進行操 作。圖6b是放大了一塊音叉型水晶振動片30及水晶框架50的概略平面圖。 在角形的水晶晶片10中，對斜線部的開口區(qū)域12進行蝕刻，以所定大小形 成水晶框架50。在水晶框架50的外周的一部分形成有連結(jié)部11。連結(jié)部11 連結(jié)角形的水晶晶片10和水晶框架50,使得多個水晶框架50能夠以角形的 水晶晶片IO為單位同時進行操作。規(guī)定水晶振動片30外形的空間部52 (斜 線部分)，與開口區(qū)域12同時通過蝕刻形成。
另外，以水晶晶片IO為單位在水晶振動片30上形成第一基部電極33及 第二基部電極34、第一激發(fā)電極35及第二激發(fā)電極36、錘部37及錘部38。 從基部32突出的一對振動臂31上形成有槽部39。該槽部39上也形成有第 一激發(fā)電極35及第二激發(fā)電極36，以使CI (晶體阻抗)值變低。音叉型水晶振動片30的第一基部電極33及第二基部電極34、第一激發(fā) 電極35及第二激發(fā)電極36、錘部37及錘部38進行噴鍍或真空蒸鍍而形成 金屬膜，并通過光刻工藝制作。具體來講，基部電極使用通過噴鍍鉻(Cr )、 鎳(Ni )或者鈦(Ti )等形成基底，且在其上面重合了金層(Au )或銀層(Ag ) 的金屬膜。在本實施例中，第一基部電極33及第二基部電極34、第一激發(fā) 電極35及第二激發(fā)電極36制作成鉻層的厚度為500埃-1000埃，金層的厚 度做成500埃-1QQQ埃，整體厚度做成15QQ埃-2QQQ埃左右。<第 一 水晶振子10 0的制造工序〉圖7是將形成有第一蓋65的蓋用玻璃晶片60、形成有音叉型水晶振動 片30及水晶框架50的水晶晶片10、形成有第一底板401的底板用玻璃晶片 20進行重合之前的圖。第一蓋65和第一底板401都是處于通過連結(jié)部11連 接在蓋用玻璃晶片60及底板用玻璃晶片20上的狀態(tài)。在重合的時候，已經(jīng)通過蝕刻形成第一蓋65的蓋用凹部67。并且，已 經(jīng)通過蝕刻形成有第一底板401的蓋用凹部47,而且還形成有第一連接電極 42及第二連接電極44。另外，如圖6a及圖6b中所述，在音叉型水晶振動片 30上形成有第一基部電極33及第二基部電極34、第一激發(fā)電極35及第二激 發(fā)電極36。由于蓋用玻璃晶片60及底板用玻璃晶片20、水晶晶片IO的大小為例如 一邊為4英寸，且形成有定向平面60c、 20c (參照圖2f )以及10c (圖6a )， 因此可以正確地對位重合3張晶片。重合的3張晶片在真空中或惰性氣體中 進行陽極接合。進行陽極接合時，也可以牢固地結(jié)合第一基部電極33及第二 基部電極34和第一連接電極42及第二連接電極44。
在重合了 3張蓋用玻璃晶片60及底板用玻璃晶片20以及水晶晶片IO狀 態(tài)，通過折曲共通的連結(jié)部11完成水晶振子100。由于可以同時進行所謂的 包裝件和電極的結(jié)合，而且可以以晶片為單位進行制造，因此能夠提高生產(chǎn) 性。在此，對第二實施例的水晶振子IIO也可以以晶片為單位進行制造。 <產(chǎn)業(yè)上的可利用性>以上，雖然對本發(fā)明的最佳實施例詳細(xì)地進行了說明，但是本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明在其技術(shù)范圍內(nèi)可以在上述各實施例的基礎(chǔ)上進行各 種各樣的變更或變形后加以實施。另外，雖然在上述說明中描述了音叉型水晶振動片30,但是本發(fā)明還可 以適用于AT振動片，也可以適用于SAW元件。
權(quán)利要求
1、一種壓電裝置，包含具有第一電極圖案和第二電極圖案的壓電振動片；具有第一面和位于其相反面的第二面，并承載所述壓電振動片的玻璃底板；封裝所述壓電振動片的蓋部，其特征在于，所述玻璃底板在所述第一面及第二面上具有端部露出的第一金屬線及第二金屬線，并且露出在所述第一面的第一金屬線及第二金屬線的端部分別連接在所述第一電極圖案及第二電極圖案上。
2、 如權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其特征在于，所述玻璃底板在所述第 一金屬線及第二金屬線的端部分別具有連接電極。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的壓電裝置，其特征在于，所述第一金屬線及 第二金屬線的主材料包含鐵、銅、鎳、不銹鋼或科瓦合金。
4、 如權(quán)利要求3所述的壓電裝置，其特征在于，所述第一金屬線及第二 金屬線的表面形成有金層。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的壓電裝置，其特征在于，所述第一金屬線及 第二金屬線的表面進行了加大面粗糙度的加工，以加強與所述玻璃底板的親 和性。
6、 一種壓電裝置的制造方法，其特征在于，具有 準(zhǔn)備蓋部晶片的工序；準(zhǔn)備由多個壓電振動片形成的壓電晶片的工序，該多個壓電振動片具有 第一電極圖案和第二電極圖案；準(zhǔn)備玻璃晶片的工序，在該玻璃晶片的第 一 面及第二面具有露出端部的 第一金屬線及第二金屬線；相對于所述壓電晶片的第 一電極圖案及第二電極圖案重合所述玻璃晶片 的第一面的第 一金屬線及第二金屬線的端部，并且將所述蓋部晶片重合并接 合在所述壓電晶片上的工序；將已接合的3張晶片切割成壓電裝置的形狀的工序。
7. 如權(quán)利要求6所述的壓電裝置的制造方法，其特征在于， 準(zhǔn)備所述玻璃晶片的工序具有在鑄型內(nèi)大致平行地、以所定間隔配置所述第一金屬線及第二金屬線的 工序；在90(TC以下熔融玻璃升分末的工序；通過使熔融的玻璃流入所述鑄型內(nèi)后凝固，而形成含有所述第 一金屬線 及第二金屬線的玻璃塊的工序；其次，與所述金屬線大致正交地將所述固形玻璃切成薄片的工序。
8. 如權(quán)利要求6所述的壓電裝置的制造方法，其特征在于， 準(zhǔn)備所述玻璃晶片的工序具有；在鑄型內(nèi)大致平行地、以所定間隔配置所述第一金屬線及第二金屬線， 同時放入玻璃^^分末的工序；其次，通過使所述玻璃粉末在90(TC以下熔融后凝固，而形成含有所述 第 一金屬線及第二金屬線的玻璃塊的工序；其次，與所述金屬線大致正交地將所述固形玻璃切成薄片的工序。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的壓電裝置的制造方法，其特征在于，在所述 第 一金屬線及第二金屬線的表面形成玻璃被膜后，以所定間隔配置在所述鑄 型內(nèi)，以加強與所述玻璃底板的親和性。
10. 如權(quán)利要求7或8所述的壓電裝置的制造方法，其特征在于，在所 述第一金屬線及第二金屬線的表面進行加大面粗糙度的加工后，以所定間隔 配置在所述鑄型內(nèi)，以加強與所述玻璃底板的親和性。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓電裝置及壓電裝置的制造方法。通過形成在玻璃晶片內(nèi)含有金屬線的玻璃底板，可以制造能夠批量生產(chǎn)的壓電裝置。該壓電裝置(100)包含具有第一電極圖案和第二電極圖案的壓電振動片(30)；具有第一面和位于其相反面的第二面，并承載壓電振動片的玻璃底板(40)；封裝上述壓電振動片的蓋部(65)。另外，玻璃底板(40)在第一面及第二面上具有端部露出的第一金屬線(23)及第二金屬線(23)，并且露出在第一面的第一金屬線(23)及第二金屬線(23)的端部分別連接在第一電極圖案(33)及第二電極圖案(34)上。
文檔編號H03H3/02GK101399527SQ20081021218
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者井上孝弘, 小野公三 申請人:日本電波工業(yè)株式會社