特許 7172534 圧電発振器の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】圧電発振器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20221109BHJP

   H03H 3/02 20060101ALI20221109BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20221109BHJP

   H01L 23/08 20060101ALI20221109BHJP

   H01L 23/15 20060101ALI20221109BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20221109BHJP

【ＦＩ】

H03B5/32 H

H03H3/02 B

H01L23/02 B

H01L23/08 B

H01L23/14 C

H01L21/60 311S

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018229345

(22)【出願日】2018-12-06

(65)【公開番号】P2020092357

(43)【公開日】2020-06-11

【審査請求日】2021-06-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000149734

【氏名又は名称】株式会社大真空

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 蘭

【審査官】志津木 康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０４６４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第００／０３３４５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００１－２９１７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０５１８００（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ２１／４４７－Ｈ０１Ｌ２１／４４９

Ｈ０１Ｌ２１／６０－Ｈ０１Ｌ２１／６０７

Ｈ０１Ｌ２３／００ーＨ０１Ｌ２３／２６

Ｈ０３Ｂ５／３０－Ｈ０３Ｂ５／４２

Ｈ０３Ｈ３／００７－Ｈ０３Ｈ３／１０

Ｈ０３Ｈ９／００－Ｈ０３Ｈ９／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電振動子上の平面部にＩＣチップを搭載する圧電発振器の製造方法であって、
前記圧電振動子は、
基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、
前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、
前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆う第２封止部材と、が設けられ、
前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されて、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が形成されており、
前記圧電振動板は、
前記第１励振電極および前記第２励振電極が備えられた略矩形状の振動部と、
前記振動部の角部から第１方向に突出され、当該振動部を保持する１本の保持部と、
前記振動部の外周を取り囲むと共に、前記保持部を保持する外枠部とを有しており、
前記ＩＣチップを、超音波接合を用いたフリップチップボンディングによって前記圧電振動子上に搭載し、当該超音波接合では前記第１方向とは直交しない第２方向に振動する超音波振動を印加することを特徴とする圧電発振器の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の圧電発振器の製造方法であって、
前記第１方向と前記第２方向とのなす角が４５°以下であることを特徴とする圧電発振器の製造方法。

【請求項3】

請求項１に記載の圧電発振器の製造方法であって、
前記第１方向と前記第２方向とが平行であることを特徴とする圧電発振器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電発振器の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、各種電子機器の動作周波数の高周波化や、パッケージの小型化（特に低背化）が進んでいる。そのため、高周波化やパッケージの小型化にともなって、圧電振動デバイス（例えば水晶振動子、水晶発振器など）も高周波化やパッケージの小型化への対応が求められている。

【0003】

この種の圧電振動デバイスでは、その筐体が略直方体のパッケージで構成されている。このパッケージは、例えばガラスや水晶からなる第１封止部材および第２封止部材と、例えば水晶からなり両主面に励振電極が形成された圧電振動板とから構成され、第１封止部材と第２封止部材とが圧電振動板を介して積層して接合される。そして、パッケージの内部（内部空間）に配された圧電振動板の振動部（励振電極）が気密封止されている（例えば、特許文献１）。以下、このような圧電振動デバイスの積層形態をサンドイッチ構造という。

【0004】

サンドイッチ構造の圧電振動デバイスにて使用される圧電振動板は、励振電極の形成された振動部と、振動部の周囲に配置された外枠部と、振動部を外枠部に連結して保持する保持部とが水晶板などにおいて一体形成されている。振動部と外枠部と保持部とが一体形成された圧電振動板では、振動部で生じた圧電振動が保持部を介して外枠部へ漏れやすいといった振動漏れの問題がある。

【0005】

図８は、上記振動漏れを低減するための圧電振動板の一形状例を示すものである。図８に示す圧電振動板は、振動部２２と外枠部２３と保持部２４とが一体形成されており、保持部２４は振動部２２の１つの角部のみから外枠部２３に向けて突出されている。以下、圧電振動板におけるこのような形状をクラブ型という。振動部２２の振動は、各辺の中央部で大きくなり端部において小さくなる。このため、クラブ型の圧電振動板では、保持部２４を振動部２２の振動の小さい角部から突出させることで、保持部２４からの振動漏れを低減できる。また、保持部２４の数を少なくすることで、より一層、外枠部２３への振動漏れを防ぐことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１６／１２１１８２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図８に示すクラブ型の圧電振動板は、保持部２４を介しての振動漏れの低減には有効であるが、保持部２４に応力が集中しやすく、保持部折れの問題が生じ易い。特に、クラブ型の圧電振動板を用いた圧電振動デバイスを、圧電振動子にＩＣチップを搭載した圧電発振器とする場合、ＩＣチップのＦＣＢ（Flip Chip Bonding）接合の際に保持部折れが生じることがある。これは、以下の理由による。

【0008】

圧電発振器において、ＩＣチップをリッド上面にＦＣＢ接合する際には、通常、超音波接合が用いられる。サンドイッチ構造の圧電発振器では、ＩＣ接合時に印加される超音波に振動部２２が共振（共鳴）すると、保持部２４が折れる虞がある。特に、保持部２４の突出方向と直交する方向（図８に示す矢印Ａ方向）への振動は、共振が生じた場合に保持部折れに繋がるような応力集中を保持部２４において生じさせ易い。

【0009】

上記保持部折れの不都合を避けるためには、圧電振動板が有する振動モードにおいて、その固有振動数が印加される超音波周波数の整数倍とならないようにすることが考えられる。しかしながら、超音波接合を行う装置（超音波接合機）においては、通常、印加する超音波周波数を調整する機能は無く、超音波周波数は容易に変更できない。また、圧電振動板の固有振動モードを変更するには、圧電振動板における振動部のサイズを変更する必要があるが、振動部のサイズは圧電発振器における発振周波数に密接に関係するものであるため、これも容易に変更できるものではない。したがって、クラブ型の圧電振動板を用いたサンドイッチ構造の圧電発振器において、より簡単に保持部折れを抑制できる方法が求められる。

【0010】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ＩＣチップをＦＣＢ接合する際の超音波接合時に、保持部折れを抑制できる圧電発振器の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を解決するために、本発明は、圧電振動子の上にＩＣチップを搭載する圧電発振器の製造方法であって、前記圧電振動子は、基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆う第２封止部材と、が設けられ、前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されて、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が形成されており、前記圧電振動板は、前記第１励振電極および前記第２励振電極が備えられた略矩形状の振動部と、前記振動部の角部から第１方向に突出され、当該振動部を保持する１本の保持部と、前記振動部の外周を取り囲むと共に、前記保持部を保持する外枠部とを有しており、前記ＩＣチップを、超音波接合を用いたフリップチップボンディングによって前記圧電振動子上に搭載し、当該超音波接合では前記第１方向とは直交しない第２方向に振動する超音波振動を印加することを特徴としている。

【0012】

超音波接合を用いたフリップチップボンディングによってＩＣチップを圧電振動子上に搭載する際、超音波の振動方向である第２方向が、圧電振動板における保持部の突出方向である第１方向と直交すると、印加される超音波に振動部が共振し、保持部が折れる虞がある。上記の構成によれば、第１方向と第２方向とが直交しないようにすることで、第１方向と第２方向とが直交する場合に比べて振動部の共振を低減でき、振動部の共振による保持部折れを低減することができる。

【0013】

また、上記圧電発振器の製造方法では、前記第１方向と前記第２方向とのなす角が４５°以下であることが好ましく、前記第１方向と前記第２方向とが平行であることが最も好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明の圧電発振器の製造方法は、ＩＣチップをＦＣＢ接合するための超音波接合において、超音波の振動方向である第２方向が圧電振動板における保持部の突出方向である第１方向と直交しないため、振動部の共振による保持部折れを抑制できるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施の形態にかかる水晶発振器の各構成を模式的に示した概略構成図である。

【図2】水晶発振器の第１封止部材の第１主面側の概略平面図である。

【図3】水晶発振器の第１封止部材の第２主面側の概略平面図である。

【図4】水晶発振器の水晶振動板の第１主面側の概略平面図である。

【図5】水晶発振器の水晶振動板の第２主面側の概略平面図である。

【図6】水晶発振器の第２封止部材の第１主面側の概略平面図である。

【図7】水晶発振器の第２封止部材の第２主面側の概略平面図である。

【図8】サンドイッチ構造の圧電発振器において、振動漏れを低減するための圧電振動板の一形状例を示す概略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の実施の形態では、本発明を適用する圧電発振器が、圧電振動板に水晶を用いた水晶発振器である場合について説明する。但し、本発明の圧電発振器において、圧電振動板に使用される材料は、圧電振動を行うものであれば水晶に限定されるものではない。

【0017】

－水晶発振器－
本実施の形態にかかる水晶発振器１０１は、図１に示すように、水晶振動板２、第１封止部材３、第２封止部材４、およびＩＣチップ５を備えて構成されている。この水晶発振器１０１では、水晶振動板２と第１封止部材３とが接合され、水晶振動板２と第２封止部材４とが接合されることによって、略直方体のサンドイッチ構造の水晶振動子（圧電振動子）となるパッケージ１２が構成される。また、第１封止部材３における水晶振動板２との接合面と反対側の主面に、ＩＣチップ５が搭載される。電子部品素子としてのＩＣチップ５は、水晶振動板２とともに発振回路を構成する１チップ集積回路素子である。

【0018】

水晶振動板２では、一方の主面である第１主面２１１に第１励振電極２２１が形成され、他方の主面である第２主面２１２に第２励振電極２２２が形成されている。そして、水晶発振器１０１においては、水晶振動板２の両主面（第１主面２１１、第２主面２１２）のそれぞれに第１封止部材３および第２封止部材４が接合されることで、パッケージ１２の内部空間が形成され、内部空間に第１励振電極２２１および第２励振電極２２２を含む振動部２２（図４，５参照）が気密封止されている。

【0019】

本実施の形態にかかる水晶発振器１０１は、例えば、１．０×０．８ｍｍのパッケージサイズであり、小型化と低背化とを図ったものである。また、小型化に伴い、パッケージ１２では、キャスタレーションを形成せずに、後述する貫通孔を用いて電極の導通を図っている。

【0020】

次に、上記した水晶発振器１０１における水晶振動板２、第１封止部材３および第２封止部材４の各部材について、図１～７を用いて説明する。尚、ここでは、接合されていないそれぞれ単体として構成されている各部材について説明を行う。

【0021】

水晶振動板２は、図４，５に示すように、水晶からなる圧電基板であって、その両主面（第１主面２１１，第２主面２１２）が平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。本実施の形態では、水晶振動板２として、厚みすべり振動を行うＡＴカット水晶板が用いられている。図４，５に示す水晶振動板２では、水晶振動板２の両主面２１１，２１２が、ＸＺ´平面とされている。このＸＺ´平面において、水晶振動板２の短手方向（短辺方向）に平行な方向がＸ軸方向とされ、水晶振動板２の長手方向（長辺方向）に平行な方向がＺ´軸方向とされている。尚、ＡＴカットは、人工水晶の３つの結晶軸である電気軸（Ｘ軸）、機械軸（Ｙ軸）、および光学軸（Ｚ軸）のうち、Ｚ軸に対してＸ軸周りに３５°１５′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。ＡＴカット水晶板では、Ｘ軸は水晶の結晶軸に一致する。Ｙ´軸およびＺ´軸は、水晶の結晶軸のＹ軸およびＺ軸からそれぞれ３５°１５′傾いた軸に一致する。Ｙ´軸方向およびＺ´軸方向は、ＡＴカット水晶板を切り出すときの切り出し方向に相当する。

【0022】

水晶振動板２の両主面２１１，２１２には、一対の励振電極（第１励振電極２２１，第２励振電極２２２）が形成されている。水晶振動板２は、略矩形に形成された振動部２２と、この振動部２２の外周を取り囲む外枠部２３と、振動部２２と外枠部２３とを連結することで振動部２２を保持する保持部２４とを有している。すなわち、水晶振動板２は、振動部２２、外枠部２３および保持部２４が一体的に設けられた構成となっている。

【0023】

本実施の形態では、保持部２４は、振動部２２と外枠部２３との間の１箇所のみに設けられている。また、詳しくは後述するが、振動部２２および保持部２４は、基本的には外枠部２３よりも薄く形成されている。このような外枠部２３と保持部２４との厚みの違いにより、外枠部２３と保持部２４の圧電振動の固有振動数が異なることになり、保持部２４の圧電振動に外枠部２３が共鳴しにくくなる。尚、保持部２４の形成箇所は１か所に限定されるものではなく、保持部２４は、振動部２２と外枠部２３との間の２箇所に設けられていてもよい。

【0024】

保持部２４は、振動部２２の＋Ｘ方向かつ－Ｚ´方向に位置する１つの角部のみから、－Ｚ´方向に向けて外枠部２３まで延びている（突出している）。このように、振動部２２の外周端部のうち、圧電振動の変位が比較的小さい角部に保持部２４が設けられているので、保持部２４を角部以外の部分（辺の中央部）に設けた場合に比べて、保持部２４を介して圧電振動が外枠部２３に漏れることを抑制することができ、より効率的に振動部２２を圧電振動させることができる。また、保持部２４を２つ以上設けた場合に比べて、振動部２２に作用する応力を低減することができ、そのような応力に起因する圧電振動の周波数シフトを低減して圧電振動の安定性を向上させることができる。

【0025】

第１励振電極２２１は振動部２２の第１主面２１１側に設けられ、第２励振電極２２２は振動部２２の第２主面２１２側に設けられている。第１励振電極２２１，第２励振電極２２２には、これらの励振電極を外部電極端子に接続するための引出配線（第１引出配線２２３，第２引出配線２２４）が接続されている。第１引出配線２２３は、第１励振電極２２１から引き出され、保持部２４を経由して、外枠部２３に形成された接続用接合パターン２７に繋がっている。第２引出配線２２４は、第２励振電極２２２から引き出され、保持部２４を経由して、外枠部２３に形成された接続用接合パターン２８に繋がっている。このように、保持部２４の第１主面２１１側に第１引出配線２２３が形成され、保持部２４の第２主面２１２側に第２引出配線２２４が形成されている。

【0026】

水晶振動板２の両主面（第１主面２１１，第２主面２１２）には、水晶振動板２を第１封止部材３および第２封止部材４に接合するための振動側封止部がそれぞれ設けられている。第１主面２１１の振動側封止部としては、第１封止部材３に接合するための振動側第１接合パターン２５１が形成されている。また、第２主面２１２の振動側封止部としては、第２封止部材４に接合するための振動側第２接合パターン２５２が形成されている。振動側第１接合パターン２５１および振動側第２接合パターン２５２は、外枠部２３に設けられており、平面視で環状に形成されている。第１励振電極２２１，第２励振電極２２２は、振動側第１接合パターン２５１および振動側第２接合パターン２５２とは電気的に接続されていない。

【0027】

また、水晶振動板２には、図４，５に示すように、第１主面２１１と第２主面２１２との間を貫通する５つの貫通孔が形成されている。具体的には、４つの第１貫通孔２６１は、外枠部２３の４隅（角部）の領域にそれぞれ設けられている。第２貫通孔２６２は、外枠部２３であって、振動部２２のＺ´軸方向の一方側（図４，５では、＋Ｚ´方向側）に設けられている。第１貫通孔２６１の周囲には、それぞれ接続用接合パターン２５３が形成されている。また、第２貫通孔２６２の周囲には、第1主面２１１側では接続用接合パターン２５４が、第２主面２１２側では接続用接合パターン２８が形成されている。

【0028】

第１貫通孔２６１および第２貫通孔２６２には、第１主面２１１と第２主面２１２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、貫通孔それぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第１貫通孔２６１および第２貫通孔２６２それぞれの中央部分は、第１主面２１１と第２主面２１２との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。

【0029】

水晶振動板２において、第１励振電極２２１、第２励振電極２２２、第１引出配線２２３，第２引出配線２２４、第１接合パターン２５１、振動側第２接合パターン２５２、および接続用接合パターン２５３，２５４，２７，２８は、同一のプロセスで形成することができる。具体的には、これらは、水晶振動板２の両主面２１１，２１２上に物理的気相成長させて形成された下地膜と、当該下地膜上に物理的気相成長させて積層形成された接合膜とから形成することができる。尚、本実施の形態では、下地膜には、Ｔｉ（もしくはＣｒ）が用いられ、接合膜にはＡｕが用いられている。

【0030】

第１封止部材３は、図２，３に示すように、１枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第１封止部材３の第２主面３１２（水晶振動板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。

【0031】

第１封止部材３の第１主面３１１（ＩＣチップ５を搭載する面）には、図２に示すように、発振回路素子であるＩＣチップ５を搭載する搭載パッドを含む６つの電極パターン３７が形成されている。ＩＣチップ５は、金属バンプ（例えばＡｕバンプ等）３８（図１参照）を用いて電極パターン３７に、ＦＣＢ（Flip Chip Bonding）法により接合される。

【0032】

第１封止部材３には、図２，３に示すように、６つの電極パターン３７のそれぞれと接続され、第１主面３１１と第２主面３１２との間を貫通する６つの貫通孔が形成されている。具体的には、４つの第３貫通孔３２２が、第１封止部材３の４隅（角部）の領域に設けられている。第４，第５貫通孔３２３，３２４は、図２，３のＡ２方向およびＡ１方向にそれぞれ設けられている。尚、図２，３，６，７のＡ１およびＡ２方向は、図４，５の－Ｚ´方向および＋Ｚ´方向にそれぞれ一致し、図２，３，６，７のＢ１およびＢ２方向は、図４，５の－Ｘ方向および＋Ｘ方向にそれぞれ一致する。

【0033】

第３貫通孔３２２および第４，第５貫通孔３２３，３２４には、第１主面３１１と第２主面３１２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、貫通孔それぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第３貫通孔３２２および第４，第５貫通孔３２３，３２４それぞれの中央部分は、第１主面３１１と第２主面３１２との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。

【0034】

第１封止部材３の第２主面３１２には、水晶振動板２に接合するための封止側第１封止部としての封止側第１接合パターン３２１が形成されている。封止側第１接合パターン３２１は、平面視で環状に形成されている。

【0035】

また、第１封止部材３の第２主面３１２では、第３貫通孔３２２の周囲には、それぞれ接続用接合パターン３４が形成されている。第４貫通孔３２３の周囲には接続用接合パターン３５１が、第５貫通孔３２４の周囲には接続用接合パターン３５２が形成されている。さらに、接続用接合パターン３５１に対して第１封止部材３の長軸方向の反対側（Ａ２方向側）には接続用接合パターン３５３が形成されており、接続用接合パターン３５１と接続用接合パターン３５３とは配線パターン３３によって接続されている。尚、接続用接合パターン３５３は、接続用接合パターン３５２とは接続されていない。

【0036】

第１封止部材３において、封止側第１接合パターン３２１、接続用接合パターン３４，３５１～３５３、および配線パターン３３は、同一のプロセスで形成することができる。具体的には、これらは、第１封止部材３の第２主面３１２上に物理的気相成長させて形成された下地膜と、当該下地膜上に物理的気相成長させて積層形成された接合膜とから形成することができる。尚、本実施の形態では、下地膜には、Ｔｉ（もしくはＣｒ）が用いられ、接合膜にはＡｕが用いられている。

【0037】

第２封止部材４は、図６，７に示すように、１枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第２封止部材４の第１主面４１１（水晶振動板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。

【0038】

この第２封止部材４の第１主面４１１には、水晶振動板２に接合するための封止側第２封止部としての封止側第２接合パターン４２１が形成されている。封止側第２接合パターン４２１は、平面視で環状に形成されている。

【0039】

第２封止部材４の第２主面４１２（水晶振動板２に面しない外方の主面）には、外部に電気的に接続する４つの外部電極端子４３が設けられている。外部電極端子４３は、第２封止部材４の４隅（角部）にそれぞれ位置する。

【0040】

第２封止部材４には、図６，７に示すように、第１主面４１１と第２主面４１２との間を貫通する４つの貫通孔が形成されている。具体的には、４つの第６貫通孔４４は、第２封止部材４の４隅（角部）の領域に設けられている。第６貫通孔４４には、第１主面４１１と第２主面４１２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、貫通孔それぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第６貫通孔４４それぞれの中央部分は、第１主面４１１と第２主面４１２との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。また、第２封止部材４の第１主面４１１では、第６貫通孔４４の周囲には、それぞれ接続用接合パターン４５が形成されている。

【0041】

第２封止部材４において、封止側第２接合パターン４２１、および接続用接合パターン４５は、同一のプロセスで形成することができる。具体的には、これらは、第２封止部材４の第１主面４１１上に物理的気相成長させて形成された下地膜と、当該下地膜上に物理的気相成長させて積層形成された接合膜とから形成することができる。尚、本実施の形態では、下地膜には、Ｔｉ（もしくはＣｒ）が用いられ、接合膜にはＡｕが用いられている。

【0042】

上記の水晶振動板２、第１封止部材３、および第２封止部材４を含む水晶発振器１０１では、水晶振動板２と第１封止部材３とが振動側第１接合パターン２５１および封止側第１接合パターン３２１を重ね合わせた状態で拡散接合され、水晶振動板２と第２封止部材４とが振動側第２接合パターン２５２および封止側第２接合パターン４２１を重ね合わせた状態で拡散接合されて、図１に示すサンドイッチ構造のパッケージ１２が製造される。これにより、パッケージ１２の内部空間、つまり、振動部２２の収容空間が気密封止される。

【0043】

この際、上述した接続用接合パターン同士も重ね合わせられた状態で拡散接合される。そして、接続用接合パターン同士の接合により、水晶発振器１０１では、第１励振電極２２１、第２励振電極２２２、ＩＣチップ５および外部電極端子４３の電気的導通が得られるようになっている。

【0044】

具体的には、第１励振電極２２１は、第１引出配線２２３、接続用接合パターン２７と接続用接合パターン３５３との接合部、配線パターン３３、接続用接合パターン３５１、第４貫通孔３２３内の貫通電極、および電極パターン３７を順に経由して、ＩＣチップ５に接続される。第２励振電極２２２は、第２引出配線２２４、接続用接合パターン２８、第２貫通孔２６２内の貫通電極、接続用接合パターン２５４と接続用接合パターン３５２との接合部、第５貫通孔３２４内の貫通電極、および電極パターン３７を順に経由して、ＩＣチップ５に接続される。また、ＩＣチップ５は、電極パターン３７、第３貫通孔３２２内の貫通電極、接続用接合パターン３４と接続用接合パターン２５３との接合部、第１貫通孔２６１内の貫通電極、接続用接合パターン２５３と接続用接合パターン４５との接合部、および第６貫通孔４４内の貫通電極を順に経由して、外部電極端子４３に接続される。

【0045】

以上が本実施の形態にかかる水晶発振器１０１の基本構造であるが、本発明における特徴点は、ＩＣチップ５を第１封止部材３の第１主面３１１に接合する際に、水晶振動板２の保持部２４における保持部折れを抑制するための製造方法にある。これより、この特徴点について詳細に説明する。

【0046】

上述したように、ＩＣチップ５は、金属バンプ３８（図１参照）を用いて第１封止部材３の電極パターン３７にＦＣＢ法により接合される。また、このＦＣＢ接合には、超音波接合が用いられる。すなわち、ＩＣチップ５のＦＣＢ接合の際には、超音波接合機によってＩＣチップ５と第１封止部材３との接合面に垂直な方向の加圧力を与えながらＩＣチップ５に接合面と平行な方向の超音波振動を印加する。これにより金属バンプ３８と電極パターン３７とが擦れあって摩擦による発熱が生じ、金属バンプ３８と電極パターン３７とが溶融接合されることになる。

【0047】

本実施の形態に係る水晶発振器１０１の製造方法において、超音波接合機によって印加される超音波の周波数は６２ｋＨｚであった。また、振動部２２において、保持部２４の突出方向と直交する方向（図８に示す矢印Ａ方向）の振動モードにおける固有振動数は、１８５．５ｋＨｚであった。すなわち、上記振動モードにおける固有振動数は、印加される超音波周波数の整数倍（約３倍）である。このため、ＩＣチップ５をＦＣＢ接合する方法によっては、振動部２２の共振が生じて保持部折れに繋がる虞がある。

【0048】

ここで、保持部２４の突出方向を第１方向とし、ＩＣチップ５を超音波接合する際に印加される超音波の振動方向を第２方向とする場合、第１方向と第２方向とが互いに直交する関係にあれば、振動部２２の共振が大きくなり保持部折れが生じ易くなる。これは、超音波の振動方向が、保持部２４の突出方向と直交する方向（図８に示す矢印Ａ方向）と平行になるためである。上述したように、保持部２４の突出方向と直交する方向への振動は、共振が生じた場合に保持部折れに繋がるような応力集中を保持部２４に生じさせ易い。

【0049】

このため、本実施の形態に係る水晶発振器１０１の製造方法においては、ＩＣチップ５をＦＣＢ接合する際に、保持部２４の突出方向である第１方向と超音波の振動方向である第２方向とが直交しないようにすることを特徴とする。このようにすることで、仮に保持部２４の突出方向と直交する方向への振動モードにおける固有振動数が、印加される超音波周波数の整数倍になっていたとしても、第１方向と第２方向とが直交する場合に比べて該振動モードにおける共振を低減でき、振動部２２の共振による保持部折れを低減することができる。

【0050】

また、保持部折れの低減効果を向上させるためには、第１方向と第２方向とのなす角が４５°以下であることが好ましく、第１方向と第２方向とが平行（第１方向と第２方向とのなす角が０°）であることが最も好ましい。

【0051】

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0052】

２ 水晶振動板（圧電振動板）
３ 第１封止部材
４ 第２封止部材
５ ＩＣチップ
１２ パッケージ（圧電振動子）
２２ 振動部
２３ 外枠部
２４ 保持部
１０１ 水晶発振器（圧電発振器）
２１１ 第１主面
２１２ 第２主面
２２１ 第１励振電極
２２２ 第２励振電極
２２３ 第１引出配線
２２４ 第２引出配線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】