JP2002344278A - 圧電共振子 - Google Patents
圧電共振子Info
- Publication number
- JP2002344278A JP2002344278A JP2001148333A JP2001148333A JP2002344278A JP 2002344278 A JP2002344278 A JP 2002344278A JP 2001148333 A JP2001148333 A JP 2001148333A JP 2001148333 A JP2001148333 A JP 2001148333A JP 2002344278 A JP2002344278 A JP 2002344278A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- piezoelectric
- electrode
- pad electrode
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/1015—Shape
- H01L2924/10155—Shape being other than a cuboid
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】水晶振動子表面にNi膜、Au膜、Ni膜、A
g膜の順に蒸着されて形成したパッド電極と、この振動
子のパッケージ内底面に形成された外部接続電極とをA
uバンプを介して接続すると、加熱、加圧、超音波印加
によって、水晶基板とその上に蒸着されたNi膜、Ag
膜とNi膜との界面において剥離が生じる。 【解決手段】水晶基板上にCr膜、Au膜を蒸着し、更
にその上にAgのスパッタ膜を成膜してパッド電極を形
成する。
g膜の順に蒸着されて形成したパッド電極と、この振動
子のパッケージ内底面に形成された外部接続電極とをA
uバンプを介して接続すると、加熱、加圧、超音波印加
によって、水晶基板とその上に蒸着されたNi膜、Ag
膜とNi膜との界面において剥離が生じる。 【解決手段】水晶基板上にCr膜、Au膜を蒸着し、更
にその上にAgのスパッタ膜を成膜してパッド電極を形
成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電共振子に関
し、特に圧電振動素子をパッケージ内に接続する手段と
してAuバンプを用いた表面実装型圧電共振子に関す
る。
し、特に圧電振動素子をパッケージ内に接続する手段と
してAuバンプを用いた表面実装型圧電共振子に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、各種伝送通信用機器あるいはOA
機器の高速処理化・高性能化に伴い、その周波数制御デ
バイスである圧電共振子の高周波化、小型化、高信頼性
化が要求されている。図2は、従来の高周波化を目的と
した超薄肉部を有するATカット水晶振動素子の二つの
主面の一例を示す斜視図である。この水晶振動素子は、
ATカット水晶の基本波厚みすべり振動波を利用した振
動子であって、その共振周波数が板厚に反比例すること
から、機械的強度を保ちつつ高周波化を図るために、次
のようにして水晶基板の振動部を超薄型化している。即
ち、同図(a)に示されるように、水晶振動素子3を構
成する水晶基板の一方の主面をエッチングによって凹陥
せしめ、該凹陥部11の底面を超薄肉の振動部11aと
するとともに、該振動部11aの外周を全周に亘って支
持する厚肉の環状囲繞部12を一体化している。更に、
前記一方の主面(凹面)上には、Niを下地としたAu
の蒸着によって主面電極33と該主面電極33より延出
するリード電極34aとパッド電極35aとが、マスク
蒸着またはフォトリソグラフィ等によって形成され、更
にパッド電極35bが前記パッド電極35aに相対する
水晶基板端に形成される。
機器の高速処理化・高性能化に伴い、その周波数制御デ
バイスである圧電共振子の高周波化、小型化、高信頼性
化が要求されている。図2は、従来の高周波化を目的と
した超薄肉部を有するATカット水晶振動素子の二つの
主面の一例を示す斜視図である。この水晶振動素子は、
ATカット水晶の基本波厚みすべり振動波を利用した振
動子であって、その共振周波数が板厚に反比例すること
から、機械的強度を保ちつつ高周波化を図るために、次
のようにして水晶基板の振動部を超薄型化している。即
ち、同図(a)に示されるように、水晶振動素子3を構
成する水晶基板の一方の主面をエッチングによって凹陥
せしめ、該凹陥部11の底面を超薄肉の振動部11aと
するとともに、該振動部11aの外周を全周に亘って支
持する厚肉の環状囲繞部12を一体化している。更に、
前記一方の主面(凹面)上には、Niを下地としたAu
の蒸着によって主面電極33と該主面電極33より延出
するリード電極34aとパッド電極35aとが、マスク
蒸着またはフォトリソグラフィ等によって形成され、更
にパッド電極35bが前記パッド電極35aに相対する
水晶基板端に形成される。
【0003】次に、同図(b)に示されるように、他方
の主面、即ち前記主面(凹面)の裏面(平坦面)上に
は、Niを下地としたAuの蒸着により形成された裏面
電極36と該裏面電極36から延出したリード電極34
bとパッド電極35cとが形成される。そして、該パッ
ド電極35cと前記パッド電極35bとは、水晶基板端
の貫通孔37を介して導通している。更に、前記パッド
電極35a、35b、35c及び貫通孔37は、Au膜
上に更にNiを下地としたAgを蒸着して厚みを増し
て、後述のAuバンプ2a、2b、2c、2dの形成を
容易にし、あるいは貫通孔37の導通性の向上を図って
いる。また、前記パッド電極35a、35b上には、そ
れぞれ該振動素子3の信号を外部に接続するためのAu
バンプ2a、2b及びAuバンプ2c、2dが形成され
る。ここで、前記Auバンプ2a〜2dは、ワイヤボン
ディングの技術を応用して、加熱、加圧および超音波印
加によるAuの拡散現象によりパッド電極のAg膜に接
合されているものである。
の主面、即ち前記主面(凹面)の裏面(平坦面)上に
は、Niを下地としたAuの蒸着により形成された裏面
電極36と該裏面電極36から延出したリード電極34
bとパッド電極35cとが形成される。そして、該パッ
ド電極35cと前記パッド電極35bとは、水晶基板端
の貫通孔37を介して導通している。更に、前記パッド
電極35a、35b、35c及び貫通孔37は、Au膜
上に更にNiを下地としたAgを蒸着して厚みを増し
て、後述のAuバンプ2a、2b、2c、2dの形成を
容易にし、あるいは貫通孔37の導通性の向上を図って
いる。また、前記パッド電極35a、35b上には、そ
れぞれ該振動素子3の信号を外部に接続するためのAu
バンプ2a、2b及びAuバンプ2c、2dが形成され
る。ここで、前記Auバンプ2a〜2dは、ワイヤボン
ディングの技術を応用して、加熱、加圧および超音波印
加によるAuの拡散現象によりパッド電極のAg膜に接
合されているものである。
【0004】図3は、上記水晶振動素子3を用いた表面
実装型水晶振動子の構造を示す断面図である。同図に示
すように、本表面実装型水晶振動子は、図2の水晶振動
素子3をセラミックパッケージ4内に収納し、その開口
部を金属の上蓋5で気密封止した構造を備えている。そ
して、前記セラミックパッケージ4には、前記上蓋5を
シーム溶接するために、セラミックパッケージ開口上端
に環状に固定されたシームリング41を備えている。更
に、前記セラミックパッケージ4内部底面にはAuメタ
ライズにより形成された内部パッド電極42a、42b
を、また、セラミックパッケージ4外部底面には前記内
部パッド電極42a、42bに対応した外部パッド電極
43a、43bを備えており、それぞれ対応した内部・
外部パッド電極とが接続(図示しない)されている。
実装型水晶振動子の構造を示す断面図である。同図に示
すように、本表面実装型水晶振動子は、図2の水晶振動
素子3をセラミックパッケージ4内に収納し、その開口
部を金属の上蓋5で気密封止した構造を備えている。そ
して、前記セラミックパッケージ4には、前記上蓋5を
シーム溶接するために、セラミックパッケージ開口上端
に環状に固定されたシームリング41を備えている。更
に、前記セラミックパッケージ4内部底面にはAuメタ
ライズにより形成された内部パッド電極42a、42b
を、また、セラミックパッケージ4外部底面には前記内
部パッド電極42a、42bに対応した外部パッド電極
43a、43bを備えており、それぞれ対応した内部・
外部パッド電極とが接続(図示しない)されている。
【0005】前記水晶振動素子3をパッケージ4内に収
納して両者を接続する作業は、予め水晶振動素子3のパ
ッド電極35a、35b上に形成しておいたAuバンプ
2a〜2dと、セラミックパッケージ4の内部パッド電
極42a、42bとを相対せしめ、フリップチップ実装
の技術を用いて加熱、加圧および超音波印加し、Auバ
ンプ2a〜2dの拡散現象を利用して、パッド電極35
a、35bと内部パッド電極42a、42bとを接合す
るものである。ここで、接続にAuバンプを用いる理由
は、導電性接着剤を用いて接続する場合に比べて、導通
性が向上すること、局所的な接合が可能であること、水
晶振動素子3の接続に起因する応力の発生を低減できる
こと、アウトガスが無いこと等であり、デバイスの高周
波化、小型化、高信頼性化に寄与する手段である。
納して両者を接続する作業は、予め水晶振動素子3のパ
ッド電極35a、35b上に形成しておいたAuバンプ
2a〜2dと、セラミックパッケージ4の内部パッド電
極42a、42bとを相対せしめ、フリップチップ実装
の技術を用いて加熱、加圧および超音波印加し、Auバ
ンプ2a〜2dの拡散現象を利用して、パッド電極35
a、35bと内部パッド電極42a、42bとを接合す
るものである。ここで、接続にAuバンプを用いる理由
は、導電性接着剤を用いて接続する場合に比べて、導通
性が向上すること、局所的な接合が可能であること、水
晶振動素子3の接続に起因する応力の発生を低減できる
こと、アウトガスが無いこと等であり、デバイスの高周
波化、小型化、高信頼性化に寄与する手段である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記水晶振動素子3の
一方の主面(凹面)上の主面電極33の蒸着膜厚は、水
晶振動子の特性を決定づけるものであって、その特性に
応じた膜厚で該主面電極33がNiを下地としたAuの
蒸着膜で形成される。因みに、例えば、155MHzの
発振周波数の水晶振動子の場合、Ni膜の厚みはおよそ
7nm、Au膜の厚みはおよそ60nmであり、また、
622MHzの発振周波数の水晶振動子の場合、Ni膜
の厚みはおよそ7nm、Au膜の厚みはおよそ30nm
である。そのため、前記主面電極33と一体的に同時
に、リード電極34a及びパッド電極35a、35bを
形成すると、これらの電極は前記主面電極11と同じN
iを下地としたAuの蒸着膜厚で形成されることにな
る。一方、水晶振動子の製作過程において、前述のよう
に、前記パッド電極35a、35bには、それぞれのパ
ッド電極上にAuバンプを形成する時と、該水晶振動素
子3とセラミックパッケージ4とを接続する時の二度に
わたって、加熱、加圧および超音波印加による負荷が加
わることになり、膜層に亀裂・剥離等を起こす原因とな
っている。前記のように、Auバンプを形成する際に剥
離を起こすことなく、かつ、加熱、加圧および超音波印
加による負荷に耐え得る十分な膜厚を得るために、前記
パッド電極35a、35b部を400nm以上に厚くす
るのが一般的であり、主面電極11と同時に形成された
Au膜の表面に、更にNiを下地としたAgの蒸着膜を
形成して、より厚みを増している。例えば、155MH
zあるいは622MHzの発振周波数の水晶振動子の場
合、Ni膜の厚みはおよそ7nm、Ag膜の厚みはおよ
そ370nmとするのが一般的であった。
一方の主面(凹面)上の主面電極33の蒸着膜厚は、水
晶振動子の特性を決定づけるものであって、その特性に
応じた膜厚で該主面電極33がNiを下地としたAuの
蒸着膜で形成される。因みに、例えば、155MHzの
発振周波数の水晶振動子の場合、Ni膜の厚みはおよそ
7nm、Au膜の厚みはおよそ60nmであり、また、
622MHzの発振周波数の水晶振動子の場合、Ni膜
の厚みはおよそ7nm、Au膜の厚みはおよそ30nm
である。そのため、前記主面電極33と一体的に同時
に、リード電極34a及びパッド電極35a、35bを
形成すると、これらの電極は前記主面電極11と同じN
iを下地としたAuの蒸着膜厚で形成されることにな
る。一方、水晶振動子の製作過程において、前述のよう
に、前記パッド電極35a、35bには、それぞれのパ
ッド電極上にAuバンプを形成する時と、該水晶振動素
子3とセラミックパッケージ4とを接続する時の二度に
わたって、加熱、加圧および超音波印加による負荷が加
わることになり、膜層に亀裂・剥離等を起こす原因とな
っている。前記のように、Auバンプを形成する際に剥
離を起こすことなく、かつ、加熱、加圧および超音波印
加による負荷に耐え得る十分な膜厚を得るために、前記
パッド電極35a、35b部を400nm以上に厚くす
るのが一般的であり、主面電極11と同時に形成された
Au膜の表面に、更にNiを下地としたAgの蒸着膜を
形成して、より厚みを増している。例えば、155MH
zあるいは622MHzの発振周波数の水晶振動子の場
合、Ni膜の厚みはおよそ7nm、Ag膜の厚みはおよ
そ370nmとするのが一般的であった。
【0007】しかしながら、前述のように、水晶基板上
にNiを下地にしたAu蒸着膜の上に、更にNiを下地
にしたAg膜を蒸着した構造においては、十分に厚いA
g膜によってAuバンプの形成は容易となるが、Ni膜
と水晶基板あるいはAg膜との密着性が弱いため、水晶
振動素子3をセラミックパッケージ4へ接続する時、或
いは落下衝撃等の外力が加わった際に、水晶基板とNi
膜との界面、或いはAg膜とNi膜との界面で剥離が発
生して、水晶振動子の電気的性能が得られないという問
題があった。また、パッド電極35a、35bに剥離が
発生することなく、水晶振動素子3とセラミックパッケ
ージ4とを接続できたとしても、接続作業時に、Auバ
ンプの接続部で発生した応力が主面上の主面電極33に
伝達されることによって、水晶振動子の周波数温度特性
や長期エージング特性等が劣化するという問題があっ
た。本発明は、上記課題を解決するためになされたもの
であって、Auバンプを用いて圧電振動素子をパッケー
ジに接続する際に発生する蒸着膜の剥離を低減する、信
頼性の高い圧電共振子を提供することを目的とする。
にNiを下地にしたAu蒸着膜の上に、更にNiを下地
にしたAg膜を蒸着した構造においては、十分に厚いA
g膜によってAuバンプの形成は容易となるが、Ni膜
と水晶基板あるいはAg膜との密着性が弱いため、水晶
振動素子3をセラミックパッケージ4へ接続する時、或
いは落下衝撃等の外力が加わった際に、水晶基板とNi
膜との界面、或いはAg膜とNi膜との界面で剥離が発
生して、水晶振動子の電気的性能が得られないという問
題があった。また、パッド電極35a、35bに剥離が
発生することなく、水晶振動素子3とセラミックパッケ
ージ4とを接続できたとしても、接続作業時に、Auバ
ンプの接続部で発生した応力が主面上の主面電極33に
伝達されることによって、水晶振動子の周波数温度特性
や長期エージング特性等が劣化するという問題があっ
た。本発明は、上記課題を解決するためになされたもの
であって、Auバンプを用いて圧電振動素子をパッケー
ジに接続する際に発生する蒸着膜の剥離を低減する、信
頼性の高い圧電共振子を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明においては、圧電振動素子をパッケ
ージに封入する構造の圧電共振子であって、前記圧電振
動素子の表面に形成されたパッド電極と前記パッケージ
内底面に形成された外部接続電極との電気的・機械的接
続をAuバンプを介して行う圧電共振子において、前記
パッド電極が圧電基板表面からCr膜とAu膜とAg膜
とを順番に積層した金属多層膜で形成されることを特徴
とする。
に、請求項1の発明においては、圧電振動素子をパッケ
ージに封入する構造の圧電共振子であって、前記圧電振
動素子の表面に形成されたパッド電極と前記パッケージ
内底面に形成された外部接続電極との電気的・機械的接
続をAuバンプを介して行う圧電共振子において、前記
パッド電極が圧電基板表面からCr膜とAu膜とAg膜
とを順番に積層した金属多層膜で形成されることを特徴
とする。
【0009】請求項3の発明においては、請求項1また
は2記載の圧電共振子において、前記圧電振動素子を構
成する圧電基板として、超薄肉の振動部と、前記振動部
の外周を支持する厚肉の環状囲繞部とを一体的に構成し
た圧電基板を用いたことを特徴とする。更に、請求項4
の発明においては、請求項1乃至3記載の圧電共振子に
おいて、前記パッド電極のAg膜が少なくとも200n
m以上の膜厚であり、且つパッド電極の全膜厚が400
nm未満であることを特徴とする。
は2記載の圧電共振子において、前記圧電振動素子を構
成する圧電基板として、超薄肉の振動部と、前記振動部
の外周を支持する厚肉の環状囲繞部とを一体的に構成し
た圧電基板を用いたことを特徴とする。更に、請求項4
の発明においては、請求項1乃至3記載の圧電共振子に
おいて、前記パッド電極のAg膜が少なくとも200n
m以上の膜厚であり、且つパッド電極の全膜厚が400
nm未満であることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係
わるATカット水晶振動素子の二つの主面の実施の一形
態例を示す斜視図である。同図(a)に示すように、本
発明の水晶振動素子1の一方の主面(凹面)は、水晶基
板の主面をエッチングによって凹陥せしめて形成した凹
陥部11、前記凹陥部11の底面の超薄肉の振動部11
a、前記振動部11aの外周を支持する環状囲繞部1
2、主面電極13、該主面電極13より延出するリード
電極14a、前記リード電極14a端に形成されたパッ
ド電極15a及び前記パッド電極15aに相対する水晶
基板端に形成されたパッド電極15bで構成される。
の形態に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係
わるATカット水晶振動素子の二つの主面の実施の一形
態例を示す斜視図である。同図(a)に示すように、本
発明の水晶振動素子1の一方の主面(凹面)は、水晶基
板の主面をエッチングによって凹陥せしめて形成した凹
陥部11、前記凹陥部11の底面の超薄肉の振動部11
a、前記振動部11aの外周を支持する環状囲繞部1
2、主面電極13、該主面電極13より延出するリード
電極14a、前記リード電極14a端に形成されたパッ
ド電極15a及び前記パッド電極15aに相対する水晶
基板端に形成されたパッド電極15bで構成される。
【0011】また、同図(b)に示されるように、前記
主面(凹面)の裏面(平坦面)上には、裏面電極16、
前記裏面電極16から延出するリード電極14b、前記
リード電極14b端に形成されたパッド電極15cとで
構成される。そして、前記パッド電極15cと前記パッ
ド電極15bは、水晶基板端の貫通孔17を介して導通
している。更に、前記パッド電極15a、15b上に
は、Auバンプ2a、2b及びAuバンプ2c、2dが
形成されている。
主面(凹面)の裏面(平坦面)上には、裏面電極16、
前記裏面電極16から延出するリード電極14b、前記
リード電極14b端に形成されたパッド電極15cとで
構成される。そして、前記パッド電極15cと前記パッ
ド電極15bは、水晶基板端の貫通孔17を介して導通
している。更に、前記パッド電極15a、15b上に
は、Auバンプ2a、2b及びAuバンプ2c、2dが
形成されている。
【0012】上記の本実施例の水晶振動素子1は、図4
における水晶振動素子3と同様にセラミックパッケージ
に組込まれて、表面実装型水晶振動子を構成するもので
あり、その各構成部位の形状及び機能は、パッド電極1
5a、15b、15c及び貫通孔17を除いて、図3の
水晶振動素子3の同一符号の構成部位と全く同一であ
る。
における水晶振動素子3と同様にセラミックパッケージ
に組込まれて、表面実装型水晶振動子を構成するもので
あり、その各構成部位の形状及び機能は、パッド電極1
5a、15b、15c及び貫通孔17を除いて、図3の
水晶振動素子3の同一符号の構成部位と全く同一であ
る。
【0013】本実施例の水晶振動素子1の構造が従来例
の構造と異なる点は、水晶基板上に形成される前記パッ
ド電極15a、15b、15c及び貫通孔17の生成
が、水晶基板の上に下地層としてCr膜を生成し、その
上にAu膜を蒸着し、更に必要な膜厚を得るために前記
のAu膜の上に、Ni等の下地層を介することなく、直
接Agのスパッタ膜を成膜することにある。このCr膜
は、Ni膜より粒子が緻密であり、水晶基板に対するア
ンカー効果が向上して水晶基板に対する密着性を強める
ことができる。一般に、Ni膜あるいはCr膜を下地層
としてAu膜の上層にAgの蒸着膜を成膜する場合、ア
ンカー効果は得ることができるが、NiとAg或いはC
rとAgとは合金化しないため密着性が弱いということ
が判明した。本実施例においては、Au膜上にAgを成
膜することによって合金化するので、前記の欠点を補っ
て密着性を強めることができる。更に、Ag膜はスパッ
タにより成膜されると蒸着の場合に比べて粒子が緻密な
膜となり、合金化し易いので、更に剥離は起こり難くな
る。
の構造と異なる点は、水晶基板上に形成される前記パッ
ド電極15a、15b、15c及び貫通孔17の生成
が、水晶基板の上に下地層としてCr膜を生成し、その
上にAu膜を蒸着し、更に必要な膜厚を得るために前記
のAu膜の上に、Ni等の下地層を介することなく、直
接Agのスパッタ膜を成膜することにある。このCr膜
は、Ni膜より粒子が緻密であり、水晶基板に対するア
ンカー効果が向上して水晶基板に対する密着性を強める
ことができる。一般に、Ni膜あるいはCr膜を下地層
としてAu膜の上層にAgの蒸着膜を成膜する場合、ア
ンカー効果は得ることができるが、NiとAg或いはC
rとAgとは合金化しないため密着性が弱いということ
が判明した。本実施例においては、Au膜上にAgを成
膜することによって合金化するので、前記の欠点を補っ
て密着性を強めることができる。更に、Ag膜はスパッ
タにより成膜されると蒸着の場合に比べて粒子が緻密な
膜となり、合金化し易いので、更に剥離は起こり難くな
る。
【0014】例えば、155MHzの発振周波数の水晶
振動子の場合、Ni膜の厚みをおよそ7nm、Au膜の
厚みをおよそ60nm、Ag膜の厚みをおよそ200n
mとし、パッド電極35a、35bとセラミックパッケ
ージの内部パッド電極とをフリップチップ実装によって
図4のように接合した後、その接合部を目視確認したと
ころ、パッド電極35a、35bにクラック・剥離等の
発生は確認されず、正常な動作が確認されている。以上
により、本振動素子1をAuバンプを介してセラミック
パッケージに接続するとき、或いは落下衝撃等の外力が
加わった時にパッド電極の剥離の発生を低減でき、且
つ、セラミックパッケージに接続するとき発生した応力
による水晶振動子の周波数温度特性や長期エージング特
性等の劣化を抑えることができる。622MHzの発振
周波数の水晶振動子の場合、Ni膜の厚みをおよそ7n
m、Au膜の厚みをおよそ30nm、Ag膜の厚みをお
よそ200nmとしたところ、同様にパッド電極35
a、35bにクラック・剥離等は発生しなかった。
振動子の場合、Ni膜の厚みをおよそ7nm、Au膜の
厚みをおよそ60nm、Ag膜の厚みをおよそ200n
mとし、パッド電極35a、35bとセラミックパッケ
ージの内部パッド電極とをフリップチップ実装によって
図4のように接合した後、その接合部を目視確認したと
ころ、パッド電極35a、35bにクラック・剥離等の
発生は確認されず、正常な動作が確認されている。以上
により、本振動素子1をAuバンプを介してセラミック
パッケージに接続するとき、或いは落下衝撃等の外力が
加わった時にパッド電極の剥離の発生を低減でき、且
つ、セラミックパッケージに接続するとき発生した応力
による水晶振動子の周波数温度特性や長期エージング特
性等の劣化を抑えることができる。622MHzの発振
周波数の水晶振動子の場合、Ni膜の厚みをおよそ7n
m、Au膜の厚みをおよそ30nm、Ag膜の厚みをお
よそ200nmとしたところ、同様にパッド電極35
a、35bにクラック・剥離等は発生しなかった。
【0015】種々の実験を行ったところ、Cr膜とAg
膜の厚みにかかわらずAgの厚みを200nm以上とす
れば、パッド電極の全膜厚が400nm未満であっても
十分な強度が得られることを確認した。上述の実施例で
は、本発明を超薄肉の振動部を有するATカット水晶振
動素子に適用したもので説明したが、本発明はこれのみ
に限定されるものではなく、水晶基板の片面上に形成す
る電極が分割電極の2重モードフィルタであっても良い
ことは明白である。また、超薄肉の振動部を有しない水
晶振動素子であっても良い。更に、水晶素材のカットア
ングルがATカット以外の水晶基板あるいは水晶以外の
圧電基板であっても良い。
膜の厚みにかかわらずAgの厚みを200nm以上とす
れば、パッド電極の全膜厚が400nm未満であっても
十分な強度が得られることを確認した。上述の実施例で
は、本発明を超薄肉の振動部を有するATカット水晶振
動素子に適用したもので説明したが、本発明はこれのみ
に限定されるものではなく、水晶基板の片面上に形成す
る電極が分割電極の2重モードフィルタであっても良い
ことは明白である。また、超薄肉の振動部を有しない水
晶振動素子であっても良い。更に、水晶素材のカットア
ングルがATカット以外の水晶基板あるいは水晶以外の
圧電基板であっても良い。
【0016】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、水晶基
板上に形成する電極膜をCr、Au、及びAgとし、A
g膜はAu膜に直接スパッタによって成膜するように構
成したので、Ag膜上にAuバンプを形成するときや、
セラミックパッケージヘの接続時、或いは落下衝撃等の
外力が加わる際にパッド電極の剥離が発生したり、接続
に起因する応力の発生により周波数温度特性や長期エー
ジング特性等が劣化するという課題を解決することがで
きる。従って、小型・高周波の水晶振動子を、Auバン
プを用いて製造する際に、Auバンプの効果を十分に発
揮させることができる。その結果、本発明によれば、小
型で高信頼性の表面実装型圧電共振子を提供する上で著
しい効果を発揮することができる。また、Ag膜を20
0nm以上とすれば全膜厚が400nm未満でもよいの
で、Agの材料及び成膜時間を大幅に短縮することがで
きる。
板上に形成する電極膜をCr、Au、及びAgとし、A
g膜はAu膜に直接スパッタによって成膜するように構
成したので、Ag膜上にAuバンプを形成するときや、
セラミックパッケージヘの接続時、或いは落下衝撃等の
外力が加わる際にパッド電極の剥離が発生したり、接続
に起因する応力の発生により周波数温度特性や長期エー
ジング特性等が劣化するという課題を解決することがで
きる。従って、小型・高周波の水晶振動子を、Auバン
プを用いて製造する際に、Auバンプの効果を十分に発
揮させることができる。その結果、本発明によれば、小
型で高信頼性の表面実装型圧電共振子を提供する上で著
しい効果を発揮することができる。また、Ag膜を20
0nm以上とすれば全膜厚が400nm未満でもよいの
で、Agの材料及び成膜時間を大幅に短縮することがで
きる。
【図1】本発明に係わるATカット水晶振動素子の二つ
の主面の実施の一形態例を示す斜視図、(a)は、凹陥
部を有する主面(凹面)、(b)は、(a)の主面の裏
面(平坦面)。
の主面の実施の一形態例を示す斜視図、(a)は、凹陥
部を有する主面(凹面)、(b)は、(a)の主面の裏
面(平坦面)。
【図2】従来のATカット水晶振動素子の二つの主面の
一例を示す斜視図、(a)は、凹陥部を有する主面(凹
面)、(b)は、(a)の主面の裏面(平坦面)。
一例を示す斜視図、(a)は、凹陥部を有する主面(凹
面)、(b)は、(a)の主面の裏面(平坦面)。
【図3】従来の水晶振動素子を用いた表面実装型水晶振
動子の構造の一例を示す断面図。
動子の構造の一例を示す断面図。
1・・水晶振動素子、 2a、2b、2c、2d・・
Auバンプ、3・・水晶振動素子、 4・・セラミッ
クパッケージ、 5・・上蓋、11・・凹陥部、
11a・・振動部、 12・・環状囲繞部、13・
・主面電極、 14a、14b・・リード電極、1
5a、15b、15c・・パッド電極、 16
・・裏面電極、33・・主面電極、 34a、34
b・・リード電極、35a、35b、35c・・パッド
電極、 36・・裏面電極、37・・貫通孔、
41・・シームリング、42a、42b・・内
部パッド電極、43a、43b・・外部パッド電極
Auバンプ、3・・水晶振動素子、 4・・セラミッ
クパッケージ、 5・・上蓋、11・・凹陥部、
11a・・振動部、 12・・環状囲繞部、13・
・主面電極、 14a、14b・・リード電極、1
5a、15b、15c・・パッド電極、 16
・・裏面電極、33・・主面電極、 34a、34
b・・リード電極、35a、35b、35c・・パッド
電極、 36・・裏面電極、37・・貫通孔、
41・・シームリング、42a、42b・・内
部パッド電極、43a、43b・・外部パッド電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/92 603A
Claims (4)
- 【請求項1】圧電振動素子をパッケージに封入する構造
の圧電共振子であって、前記圧電振動素子の表面に形成
されたパッド電極と前記パッケージ内底面に形成された
外部接続電極との電気的・機械的接続をAuバンプを介
して行う圧電共振子において、前記パッド電極が圧電基
板表面からCr膜とAu膜とAg膜とを順番に積層した
金属多層膜で形成されることを特徴とする圧電共振子。 - 【請求項2】前記パッド電極のAg膜がスパッタにより
Au膜上に成膜されることを特徴とする請求項1記載の
圧電共振子。 - 【請求項3】前記圧電振動素子を構成する圧電基板とし
て、超薄肉の振動部と、前記振動部の外周を支持する厚
肉の環状囲繞部とを一体的に構成した圧電基板を用いた
ことを特徴とする請求項1または2記載の圧電共振子。 - 【請求項4】前記パッド電極のAg膜が少なくとも20
0nm以上の膜厚であり、且つパッド電極の全膜厚が4
00nm未満であることを特徴とする請求項1乃至3記
載の圧電共振子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001148333A JP2002344278A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 圧電共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001148333A JP2002344278A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 圧電共振子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002344278A true JP2002344278A (ja) | 2002-11-29 |
Family
ID=18993667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001148333A Pending JP2002344278A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 圧電共振子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002344278A (ja) |
-
2001
- 2001-05-17 JP JP2001148333A patent/JP2002344278A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7291904B2 (en) | Downsized package for electric wave device | |
JP2004129223A (ja) | 圧電部品およびその製造方法 | |
US6731046B2 (en) | Surface acoustic wave element and manufacturing method of the same | |
CN109075761B (zh) | 压电振动器件 | |
JP4815976B2 (ja) | 水晶振動デバイスの製造方法 | |
JP2008131549A (ja) | 水晶振動デバイス | |
JP2019021998A (ja) | 電子部品 | |
JP2007013444A (ja) | 圧電振動デバイス及びその製造方法 | |
JP3351402B2 (ja) | 電子素子、弾性表面波素子、それらの実装方法、電子部品または弾性表面波装置の製造方法、および、弾性表面波装置 | |
JP2018093057A (ja) | 電子部品およびその製造方法 | |
JP2007274339A (ja) | 表面実装型圧電振動デバイス | |
JP2000232332A (ja) | 表面実装型圧電共振子 | |
JP5152012B2 (ja) | 圧電振動デバイスおよび圧電振動デバイスの製造方法 | |
JP2001102891A (ja) | 圧電デバイス | |
JPH11234082A (ja) | 表面弾性波装置 | |
JP2018085705A (ja) | 電子部品およびその製造方法 | |
JP2001313305A (ja) | 電子部品素子、電子部品装置および通信機装置 | |
JP2009232336A (ja) | 圧電発振器 | |
US20100109484A1 (en) | Electronic component, mounting structure thereof, and method for mounting electronic component | |
JP2002344278A (ja) | 圧電共振子 | |
JP2002084160A (ja) | 圧電デバイス | |
JP3821155B2 (ja) | 水晶振動デバイス | |
JP2004104719A (ja) | 圧電振動子の電極構造 | |
JP4075301B2 (ja) | 圧電デバイスと圧電デバイスのパッケージと及びそれらの製造方法 | |
JP2000286662A (ja) | 弾性表面波素子、その製造方法、及びsawデバイスの構造 |