JP2007019310A - 圧電デバイス、圧電デバイスの製造方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧電デバイスの周波数調整の高精度化、及び圧電デバイスの小型化・薄型化を図った圧電デバイス、圧電デバイスの製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】 パッケージ３内に圧電素子２が収容された圧電デバイス２０であって、圧電素子２が実装され、電気的に接続されたＴＡＢ基板５と、ＴＡＢ基板５と電気的に接続された駆動用ＩＣ２６と、圧電素子２０を収容する透明材料からなる蓋体１２と、を備え、蓋体１２と駆動用ＩＣ２６とが陽極接合により接合され、圧電素子２が蓋体１２と駆動用ＩＣ２６とで封止されたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、圧電デバイス、圧電デバイスの製造方法及び電子機器に関する。

近年、デジタルカメラやデジタルビデオ等において、撮像時に発生する手ぶれを補正するために、水晶振動子を用いた圧電デバイス（ジャイロセンサ）が広く利用されている。この圧電デバイスの搭載により、ぶれのない高品質な画像が提供されている。一方、近年の上記電子機器の小型化・薄型化はめざましく、それに伴い電子機器に搭載される圧電デバイスの小型化・薄型化も要求されている。

以下に、一般的な圧電デバイスの一例である音叉型水晶振動子の構造について説明する。
音叉型水晶振動子は、基部から第１及び第２の腕部が同一方向に並列して延びる音叉型の平面形状を有する薄板状の水晶片からなる圧電素子と、この圧電素子の基部に対して２本の内部端子がワイヤーボンディング等によりそれぞれ接続された駆動用ＩＣと、圧電素子を収納したパッケージとから構成され、パッケージによって内部が気密状態に保たれている。このパッケージは、セラミック製の複数の基板を積層して内側に所定の内部空間を形成するようにされている。

圧電デバイスは、以上のように構成されており、外部からの駆動電圧が電極部及び導電性接着剤を介して圧電振動片に伝えられると、圧電振動片の励振電極からの電圧が圧電材料に伝えられることで、一対の振動腕が屈曲振動を生じ、所定の周波数で振動する。この振動周波数を外部に取り出すことによって、所定の周波数の出力を得ることができるようになっている。

圧電デバイスの製品完了後（製造工程中）には、圧電デバイスが正確な発振周波数で動作するか否かを計測する工程が設けられる。ここで、計測した圧電デバイスの動作周波数に、目標の設定値に対して誤差が生じた場合には圧電素子の周波数調整が行われる。周波数調整の方法としては以下の方法が挙げられる。まず、圧電素子の先端部に金属からなる錘部を形成する。そして、錘部にレーザ光を照射して錘部をトリミング（質量削減方式）し、圧電素子の振動周波数を調整する。ここで、パッケージはセラミック等の不透明材料であるため、パッケージング後に圧電素子にレーザ光を照射して周波数調整を行うことは困難である。従って、一般的には、圧電素子をＴＡＢ基板に実装し、パッケージングする前の大気圧状態において上述した方法により周波数調整が行われる。このとき、真空前と真空後の状態では圧電素子の周波数特性が異なるため、大気圧時（真空前）の周波数調整の際には予め真空後に生じる誤差を考慮して周波数調整が行われる。そして、周波数調整が終了した後に真空状態で圧電素子をパッケージングする（特許文献１参照）。
特開２０００−１２７３７９号公報。

しかしながら、上記特許文献１に開示の方法では、真空後に生じる周波数の誤差を考慮して周波数調整が行われるが、算出した補正値の精度に誤差が生じる場合がある。これにより、パッケージング後の電子機器の周波数特性に誤差が生じ、製品の歩留りの低下を招くおそれがあった。
また、近年の圧電デバイスの小型化・薄型化により、さらなる小型化・薄型化が期待されているところ、ＩＣデバイスとＴＡＢ基板とをワイヤーボンディングによりセラミック基板を介して実装する方法では、電子機器の小型化・薄型化を図ることは困難であった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電デバイスの周波数調整の高精度化、及び圧電デバイスの小型化・薄型化を図った圧電デバイス、圧電デバイスの製造方法、及び電子機器を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、パッケージ内に圧電素子が収容された圧電デバイスであって、前記圧電素子が実装され、前記圧電素子と電気的に接続されたＴＡＢ基板と、前記ＴＡＢ基板と電気的に接続された駆動用ＩＣと、前記圧電素子を収容する透明材料からなる蓋体と、を備え、前記蓋体と前記駆動用ＩＣとが陽極接合により接合され、前記圧電素子が前記蓋体と前記駆動用ＩＣとで封止されたことを特徴とする。

この構成によれば、圧電素子を収容する蓋体が透明材料であるため、蓋体の外部からレーザ光を照射するとレーザ光は蓋体を透過する。これにより、圧電素子を蓋体に収容した状態で圧電素子を周波数調整することができる。つまり、真空状態において周波数調整を行うことができる。従って、従来のように、真空後における補正値等を考慮する必要がなく、高精度に周波数調整を行うことが可能となる。

また本発明の圧電デバイスは、前記ＴＡＢ基板が絶縁テープと前記絶縁テープの一面側に設けられた導電部とを有し、前記駆動用ＩＣには前記駆動用ＩＣを貫通する貫通電極が設けられ、前記ＴＡＢ基板が前記駆動用ＩＣ上に実装されるとともに、前記ＴＡＢ基板の前記導電部と前記駆動用ＩＣの前記貫通電極とが電気的に接続されたことも好ましい。

この構成によれば、駆動用ＩＣには貫通電極が形成されるため、駆動用ＩＣ上に直接駆動用ＩＣを実装することで、駆動用ＩＣとＴＡＢ基板及び外部の電子デバイスと駆動用ＩＣとを電気的に接続することができる。これにより、従来のように、セラミック基板等を介してワイヤーボンディングにより圧電素子と駆動用ＩＣとを電気的に接続する必要がない。従って、圧電デバイスの小型化・薄型化を図ることができるとともに、歩留りの向上を図ることができる。

また本発明の圧電デバイスは、前記ＴＡＢ基板の一面側に形成される前記導電部の一端部が、前記ＴＡＢ基板の一面側の端部から前記ＴＡＢ基板の他面側から突出して延設され、前記圧電素子が、前記ＴＡＢ基板の前記導電部の一端部に設けられた電極端子と電気的に接続されたことも好ましい。

この構成によれば、圧電素子がＴＡＢ基板の導電部の先端部のみにより保持される。これにより、圧電素子が他の部分（蓋体の内壁面等）と接触することなく、圧電デバイスの中空に浮いた状態となる。従って、高精度な周波数特性を得ることができる。

また本発明の圧電デバイスは、前記蓋体が、上面部と前記上面部の周縁部から略垂直に延設された側壁部とを有し、前記上面部と前記側壁部に囲まれた内側には中空とされる凹部が形成されたことも好ましい。

この構成によれば、蓋体には凹部が設けられるため、上記蓋体と駆動用ＩＣとをパッケージとして用いた場合、このパッケージ内には中空とされる内部空間が形成される。従って、この内部空間に圧電素子を収容することで、圧電素子を蓋体に収容した状態で圧電素子を周波数調整することができる。

また本発明の圧電デバイスは、前記凹部が、前記圧電素子の外形よりも大きく形成されたことも好ましい。

これにより、圧電素子が他の部分（蓋体の内壁面等）と接触することなく、圧電素子をパッケージ内部に収容することができる。

また圧電デバイスの前記パッケージは、前記パッケージは、前記蓋体が前記パッケージの上面及び側面に対応し、前記駆動用ＩＣが前記パッケージの底面に対応し、前記パッケージの内部には中空とされる内部空間が形成され、前記圧電素子が前記内部空間に収容されたことも好ましい。

この構成によれば、蓋体には凹部が設けられるため、上記蓋体と駆動用ＩＣとをパッケージとして用いた場合、このパッケージ内には中空とされる内部空間が形成される。従って、この内部空間に圧電素子を収容することで、圧電素子を蓋体に収容した状態で圧電素子を周波数調整することができる。さらに、本発明では、駆動用ＩＣが圧電デバイスを収容するパッケージの一部である底部を構成する。これにより、従来のように、セラミック基板等を介してワイヤーボンディングにより駆動用ＩＣを実装する必要がない。従って、圧電デバイスの小型化・薄型化を図ることができるとともに、歩留りの向上を図ることができる。

また本発明の圧電デバイスは、前記駆動用ＩＣの前記圧電素子が実装された面とは反対側の面には、前記貫通電極に一端部が接続された引き廻し配線が設けられ、前記引き廻し配線の他端部には突起電極が設けられたことも好ましい。

この構成によれば、駆動用ＩＣの外部に設けられた接続端子の再配置が可能となり、他の電子部品との接続の自由度を向上させることができる。

また本発明の圧電デバイスは、透明材料からなる前記蓋体がガラスからなることも好ましい。

この構成によれば、圧電素子の周波数調整の際、蓋体と駆動用ＩＣとが接合された状態でレーザ光を照射して、パッケージ内の圧電素子の周波数調整を行うことが可能となる。

本発明の圧電デバイスの製造方法は、ＴＡＢ基板に圧電素子を実装する工程と、シリコンウエハに半導体素子を含む駆動用ＩＣを形成するとともに、前記駆動用ＩＣごとに前記シリコンウエハを貫通する貫通電極を形成する工程と、前記圧電素子を実装した前記ＴＡＢ基板を前記シリコンウエハの前記駆動用ＩＣ上に実装し、前記シリコンウエハの前記駆動用ＩＣごとに形成した前記貫通電極と前記ＴＡＢ基板とを電気的に接続する工程と、中空とされる凹部を有する蓋体を前記シリコンウエハの前記駆動用ＩＣに実装し、前記蓋体と前記シリコンウエハとを陽極接合により接合させる工程と、前記シリコンウエハを前記駆動用ＩＣの外周に沿ってダイシングする工程と、を有することを特徴とする。

この方法によれば、シリコンウエハをダイシングする前の状態で、駆動用ＩＣを蓋体により封止するとともに、外部に接続するための端子を形成することができる。これにより、製造工程の効率化を図ることができ、生産性の向上を図ることができる。

本発明の電子機器は、上記圧電デバイスを備えたことを特徴とする。
この電子機器によれば、高精度に周波数調整された圧電デバイスを備えるため、より高精度な電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

（圧電デバイスの構造）
図１は圧電デバイス２０を模式的に示す斜視図であり、図２は図１に示す圧電デバイス２０のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、図３は図１に示す圧電デバイス２０の底面２６ｃ（１１ｃ）を模式的に示す平面図である。本実施形態では、２軸の検出方向を有する圧電デバイスについて説明する。また、本実施形態においては、圧電デバイス２０として、角速度を検出するための角速度検出器（ジャイロセンサ）に適用した場合を例にして説明する。

圧電デバイス２０は、図１に示すように、電圧を印加すると圧電逆効果により単一周波数で振動する圧電素子２と、圧電素子２を中空に浮かせて駆動用ＩＣ２６との電気的接続を図るためのＴＡＢ基板５と、圧電デバイス２０に電圧を印加するとともに、得られた周波数を検出する駆動用ＩＣ２６とを備えている。そして、上記圧電素子２は、蓋体１２の空間内部に収容されることにより封止される。なお、本実施形態においては圧電素子２として音叉型の圧電振動片が用いられる。

圧電素子２は、図１に示すように、基部１５と、その基部１５の一方側（＋Ｘ側）に延びる一対の励振用振動片１６と、基部１５の他方側（−Ｙ側）に延びる検出用振動片１７とを備えている。励振用振動片１６のそれぞれには、この励振用振動片１６を励振するための励振電極１８が設けられており、検出用振動片１７には、この検出用振動片１７から発生した電界を検出するための検出電極１９が設けられている。また、圧電素子２は例えば水晶等の圧電材料で形成されている。

ＴＡＢ基板５は、図１，図２に示すように、ポリイミド樹脂等からなる絶縁テープ６と、その絶縁テープ６の下面６Ａに設けられた導電性を有する配線パターン８とを備えている。絶縁テープ６の中央部には開口部７が形成されている。従って、絶縁テープ６は全体として環状に形成されており、その下面６Ａも環状に形成されている。配線パターン８は、図１，図２に示すように、絶縁テープ６の下面６Ａの外側の両短辺の一端部６ｃから内側の両短辺の他端部６ｄ（開口部７）に延設される。そして、他端部６ｄに延設された配線パターン８は、この他端部６ｄを軸にして上面６Ｂ方向に屈曲しながら上面６Ｂから突設し、さらにその先端部は上面６Ｂに対して平行となるように屈曲して開口部７中央付近まで延設される。この延設された配線パターン８の先端部の上面側には実装端子９が形成されている。配線パターン８は、図１に示すように、開口部７を挟んで、絶縁テープ６の＋Ｘ側及び−Ｘ側のそれぞれに互いに間隔をあけて複数ずつ（ここでは３つずつ、計６つ）設けられている。これらの配線パターン８の実装端子９上には、図２に示すように、上記圧電素子２が実装され、ＴＡＢ基板５の配線パターン８の実装端子９と圧電素子２とが電気的に接続される。これにより、圧電素子２は、配線パターン８の先端部のみに支持され、パッケージ３内の中空に浮いた状態となる。

駆動用ＩＣ２６は、半導体素子が能動面に形成されたシリコンウエハを平面視矩形状にダイシングしたものである。駆動用ＩＣ２６には、図２に示すように、駆動用ＩＣ２６の能動面２６ａから裏面方向に貫通する貫通電極１４が形成される。貫通電極１４は、図１に示すように、実装されるＴＡＢ基板５の配線パターン８の電極端子２８に対応した位置に形成され、駆動用ＩＣ２６上に実装されるＴＡＢ基板５と電気的に接続される。また、貫通電極１４は、シリコンウエハに形成された貫通孔内に絶縁層等を介して埋め込まれた金属端子と、金属端子の上面に形成された接合層とを備えて構成される。金属端子は、Ｃｕ，Ａｌ等をメッキ法により析出させたものであり、接合層は、例えば無鉛はんだ等のろう材である。また、駆動用ＩＣ２６の能動面２６ａの周縁部（駆動用ＩＣ２６に実装されたＴＡＢ基板５の外周）には、図１，２に示すように、蓋体１２の側壁部１２ｂの幅Ｗ１に対応した実装領域２６ｂが設けられる。

駆動用ＩＣ２６の裏面２６ｃの各貫通電極１４上には、図３に示すように、Ａｌ等の導電材料からなる電極端子１０が形成される。さらに、各電極端子１０上には、導電材料又はアクリル樹脂からなる半円形状の突起電極２４が形成される。突起電極２４を樹脂により形成する場合には、樹脂の表面にＡｕ，Ｃｕ等のメッキ処理を施す。また、図３に示すように、駆動用ＩＣ２６の裏面２６ｃの短辺方向に沿って配列される電極端子１０のうち例えば中間に配列される電極端子１０には、駆動用ＩＣ２６の裏面２６ｃ中央に向かって延在する引き廻し配線２７が形成される。そして、突起電極２４は、上記引き廻し配線２７の先端部上に形成される。これにより、電極端子１０の再配置が行われ、隣接する電極端子１０，１０間においてショート等が防止されるようになっている。

蓋体１２は、駆動用ＩＣ２６上に実装される圧電素子２を密閉させて真空状態に保持するのものであり、周波数調整の際のレーザ光を透過させるため透明材料であるガラスから形成される。ガラスの種類としては、シリコンと熱膨張係数が近い、パイレックス（登録商標）ガラス、又は無アルカリガラス等を用いることが好ましい。また、蓋体１２は、平面視矩形状の天井部１２ｃ（上面部）と、天井部１２ｃの４辺から天井部１２ｃに対して垂直に延設された側壁部１２ｂとを有し、側壁部１２ｂに囲まれた領域には凹部１２ｄが形成される。この蓋体１２の凹部１２ｄ内部は中空となっている。凹部１２ｄの高さ（Ｚ軸方向）は、圧電素子２の高さと、圧電素子２が実装されるＴＡＢ基板５の高さとを合わせた高さよりも高く、凹部１２ｄのＸ軸方向及びＹ軸方向の長さは、駆動用ＩＣ２６に実装されるＴＡＢ基板５の外形よりも大きくなるように形成される。つまり、駆動用ＩＣ２６に実装されるＴＡＢ基板５及び圧電素子２に接触しないように凹部１２ｄは形成される。

本実施形態の圧電デバイス２０は、図１及び図２に示すように、上述した蓋体１２が、蓋体１２の凹部１２ｄの窪んだ部分を駆動用ＩＣ２６に対向させて駆動用ＩＣ２６の実装領域２６ｂに実装される。そして、蓋体１２の側壁部１２ｂの接触面１２ａと駆動用ＩＣ２６の実装領域２６ｂの表面とが陽極接合により接合され、蓋体１２と駆動用ＩＣ２６とが固定される。このように圧電デバイス２０のパッケージ３は、駆動用ＩＣ２６をパッケージ３の底面とし、蓋体１２をパッケージ３の側面及び上面として構成される。つまり、駆動用ＩＣ２６がパッケージ３の一部として機能する。これにより、パッケージ内部には中空とされる内部空間２２が形成され、圧電素子２はこの内部空間２２に真空、かつ、浮いた状態でパッケージ３に収容されることになる。

次に、圧電デバイスの動作について簡単に説明する。
圧電素子２においては、励振電極１８に駆動電圧が印加されると、励振用振動片１６が、図３中、Ｙ軸方向にいわゆる音叉振動する。励振用振動片１６の振動（音叉振動）は検出用振動片１７に伝達され、励振用振動片１６の振動に伴って、検出用振動片１７もＹ軸方向に音叉振動する。そして、検出用振動片１７がＹ軸方向に振動した状態で、圧電素子２がθＸ方向に回転すると、すなわち、θＸ方向に角速度ωが作用すると、振動方向（Ｙ軸方向）と角速度ωとのベクトル積の方向に働くコリオリ力により、検出用振動片１７にはＺ軸方向への振動が発生する。なおこのとき、検出用振動片１７のそれぞれは、＋Ｚ方向と−Ｚ方向とに交互に振動するようになっている（ウォーク振動）。

本実施形態によれば、圧電素子２を収容する蓋体１２が透明材料であるため、蓋体１２の外部からレーザ光を照射するとレーザ光は蓋体１２を透過する。これにより、圧電素子２を蓋体１２に収容した状態で圧電素子２の周波数調整することができる。つまり、真空状態において周波数調整を行うことができる。従って、従来のように、真空前に真空後の補正値等を考慮して周波数調整する必要がなく、高精度に周波数調整を行うことが可能となる。
また、本実施形態によれば、駆動用ＩＣ２６には貫通電極１４が形成されるため、駆動用ＩＣ２６上に直接駆動用ＩＣ２６を実装することで、駆動用ＩＣ２６とＴＡＢ基板５及び、外部の電子デバイスと駆動用ＩＣ２６を電気的に接続することができる。これにより、従来のように、セラミック基板等を介してワイヤーボンディングにより圧電素子２と駆動用ＩＣ２６とを電気的に接続する必要がない。従って、圧電デバイス２０の小型化・薄型化を図ることが可能となる。
さらに、本実施形態によれば、圧電素子２がＴＡＢ基板５の導電部の先端部のみにより保持される。これにより、圧電素子２が他の部分（蓋体１２の内壁面等）と接触することなく、電子デバイスの中空に浮いた状態となる。従って、高精度な周波数特性を得ることができる。

（圧電デバイスの製造方法）
以下に、本実施形態の圧電デバイスの製造方法について説明する。
まず、駆動用ＩＣ（シリコンウエハ）に貫通電極を形成する方法について説明する。
図４（ａ）〜（ｇ）は、駆動用ＩＣ２６に貫通電極１４を形成する工程を示す断面図である。なお、図４においてはシリコンウエハ１１ａの一部のみを表している。

図４（ａ）に示すように、例えば厚さ４００μｍ程度のシリコンウエハ１１ａを用意し、シリコンウエハ１１ａの表面全体に熱酸化等により、酸化シリコンからなる絶縁層３５を形成する。

次に、図４（ｂ）に示すように、シリコンウエハ１１ａに所定アスペクト比の複数の溝部３１を形成する。具体的には、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて、絶縁層３５の全面にレジストを塗布した後、露光、現像処理によりレジストを所定形状にパターニングする。そして、パターニングしたレジストをマスクとして、エッチング処理によりシリコンウエハ１１ａに複数の溝部３１を形成する。溝部３１は例えば平面視円形状であり、溝部３１の深さは１００μｍであり、開口径は３０μｍである。

次に、図４（ｃ）に示すように、シリコンウエハ１１ａに形成した溝部３１の内壁面３１ａを覆う絶縁膜３５ａを形成する。絶縁膜３５ａは、例えば、原料ガスにＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたプラズマＣＶＤ法や、熱酸化法により、溝部３１の内壁面３１ａの露出したシリコンウエハ１１ａを直接酸化させて形成する。この絶縁膜３５ａはシリコン酸化膜からなり、端子電極からシリコンウエハ１１ａへの電流リークや、酸素や水分等によるシリコンウエハ１１ａの劣化等を防止する。

次に、図４（ｄ）に示すように、溝部３１の内部を含むシリコンウエハ１１ａの能動面１１ｃにスパッタ法や真空蒸着法等により下地層３４を形成する。下地層３４は、シリコンウエハ１１ａの能動面１１ｃ側から順にバリア層とシード層とを積層した積層膜であり、バリア層は例えばＴｉＷにより形成され、シード層はＣｕにより形成される。バリア層の膜厚は例えば１００ｎｍであり、シード層の膜厚は例えば数１００ｎｍである。

次に、図４（ｅ）に示すように、シリコンウエハ１１ａの能動面１１ｃ上にメッキレジストを塗布し、このレジストを溝部３１周辺の能動面１１ｃのシリコンウエハ１１ａが露出するようなレジストパターン３８に形成する。すなわち、シリコンウエハ１１ａに形成された溝部３１の開口径より一回り大きい径の開口部３８ａを有するメッキレジストパターン３８を形成する。

次に、図４（ｆ）に示すように、上記メッキレジストパターン３８をマスクとして、Ｃｕ電解メッキ処理し、溝部３１の内部を含む開口部３８ａにＣｕを析出させる。これにより、溝部３１の内部にＣｕが充填され、溝部３１を含む開口部３８ａに金属端子５５を形成する。続けて、メッキレジストパターン３８をそのままマスクとして、金属端子５５上に無鉛はんだ等のろう材からなる接合材５６を選択的に形成する。この接合材５６は、ＴＡＢ基板５のパターン８の電極端子２８と接合するためのものである。接合材５６はメッキレジストパターン３８を剥離した後に形成してもよい。

次に、メッキレジストパターン３８をアッシングによりシリコンウエハ１１ａから剥離した後、図４（ｇ）に示すように、シリコンウエハ１１ａをシリコンウエハ１１ａの裏面１１ｂ（図示下面側）からバックグラインドする。これにより、シリコンウエハ１１ａの裏面１１ｂから端子電極の一部を露出（突出）させ、シリコンウエハ１１ａに貫通電極１４を形成する。以上の工程により、シリコンウエハ１１ａの各駆動用ＩＣ２６に対応した位置に貫通電極１４を形成する。

続けて、上記方法により形成した貫通電極１４を有するシリコンウエハ１１ａを用いて、圧電デバイスを形成する方法について説明する。
図５（ａ），（ｂ）及び図６（ｃ）〜（ｅ）は、圧電デバイス２０の製造工程を示す断面図である。
まず、図５（ａ）に示すように、上記貫通電極１４を形成したシリコンウエハ１１ａ上に、圧電素子２が実装されたＴＡＢ基板５を実装する。具体的には、ＴＡＢ基板５の配線パターン８の他端部の実装端子９と圧電素子２の電極（図示省略）とを接着剤等を介して電気的に接続する。続けて、圧電素子２が実装されたＴＡＢ基板５を、シリコンウエハ１１ａ上の各駆動用ＩＣ２６の各々の位置に対応させて配置する。そして、ＴＡＢ基板５を降下させて、図５（ｂ）に示すように、ＴＡＢ基板５の配線パターン８の他端部の電極端子２８を駆動用ＩＣ２６の貫通電極１４上に当接させる。その後、加熱加圧処理を施して貫通電極１４の先端部に設けられた無鉛はんだからなる接合材５６を溶解させて、ＴＡＢ基板５の電極端子２８と駆動用ＩＣ２６の貫通電極１４とを電気的に接続する。

次に、図６（ｃ）に示すように、ブラスト加工又はエッチング等の方法により、ガラス基板を上述した箱状に形成して蓋体１２を形成する。その後、上記ＴＡＢ基板５が実装されたシリコンウエハ１１ａ（駆動用ＩＣ２６）及び上記加工した蓋体１２を真空引きされた真空チャンバー内に搬送する。このとき、蓋体１２の凹部１２ｄが形成された面側を下向きにするとともに、駆動用ＩＣ２６の実装領域２６ｂに蓋体１２の側壁部１２ｂの接触面１２ａを位置合わせして配置する。続けて、蓋体１２を降下させていき、図６（ｄ）に示すように、蓋体１２の接触面１２ａを駆動用ＩＣ２６の実装領域２６ｂの面に当接させる。次に、陽極接合により、ガラスからなる蓋体１２とシリコンからなる駆動用ＩＣ２６とを接合させる。詳細には、シリコンウエハ１１ａの駆動用ＩＣ２６の実装領域２６ｂに蓋体１２の接触面１２ａを密着させた状態で、ホットプレート（不図示）上に載置して、３００℃〜４００℃の温度域に加熱する。そして、シリコンウエハ１１ａと蓋体１２との間に約６００Ｖ〜１０００Ｖの直流電圧を印加する。このとき、シリコンウエハ１１ａを陽極に、蓋体１２を陰極として電圧を印加する。これにより、接着剤を用いることなく、数分程度でシリコンウエハ１１ａの駆動用ＩＣ２６の実装領域２６ｂ面と蓋体１２の側壁部１２ｂの接触面１２ａとが接合される。

次に、図６（ｅ）に示すように、シリコンウエハ１１ａの裏面１１ｂから突出する貫通電極１４の表面を覆うようにして電極端子１０を形成する。さらに、電極端子１０上に突起状の突起電極２４を形成する。このとき、隣接する電極１０，１０同士の間が狭い場合には、図３に示したように、一部の電極から配線を駆動用ＩＣ２６の中央部まで引き廻し、引き廻した配線の先端部上に突起電極２４を形成することも可能である。

最後に、ダイシングブレードを用いて、シリコンウエハ１１ａを各駆動用ＩＣ２６の外形寸法に沿ってダイシングする。以上説明した工程により、搭載された圧電素子がパッケージングされた圧電デバイス２０を得ることができる。

本実施形態によれば、ダイシングする前のシリコンウエハ１１ａの状態で、駆動用ＩＣ２６を蓋体１２により封止するとともに、外部に接続するための端子を形成することができる。これにより、製造工程の効率化を図ることができ、生産性の向上を図ることができる。

＜電子機器＞
上記の圧電デバイス２０は、ジャイロセンサとして、例えば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＧＰＳ、ＰＤＡあるいは携帯電話等に組み込むことができる。
図７は、上記圧電デバイス２０を含む検出器（ジャイロセンサ）を備えた電子機器の一例を示す図であって、デジタルカメラの概略構成を示す斜視図である。図７に示すようにこのデジタルカメラ（電子機器）３００は、圧電装置をその筐体内部に配設したものである。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上記実施形態では、駆動用ＩＣ２６に形成する貫通電極１４を断面形状が略Ｔ字となるように形成したが、これに限定されることはなく、種々の形状を採用することができる。

圧電デバイスの概略構成を示す斜視図である。 図１に示す圧電デバイスのＡ−Ａ’線に沿った断面図である。 図１に示す圧電デバイスの底面の概略構成を示す図である。 シリコンウエハに貫通電極を形成する工程の断面図である。 圧電デバイスの製造工程を示す断面図である。 圧電デバイスの製造工程を示す断面図である。 デジタルカメラの概略構成を示す断面図である。

符号の説明

２…圧電素子、 ３…パッケージ、 ５…ＴＡＢ基板、 ６…絶縁テープ、 ８…配線パターン、 １１ａ…シリコンウエハ、 １１ｂ…裏面、 １２…蓋体、 １４…貫通電極、 ２０…圧電デバイス、 ２２…内部空間、 ２４…突起電極、 ２６…駆動用ＩＣ、 ２７…引き廻し配線

Claims (10)

1. パッケージ内に圧電素子が収容された圧電デバイスであって、
   前記圧電素子が実装され、前記圧電素子と電気的に接続されたＴＡＢ基板と、
   前記ＴＡＢ基板と電気的に接続された駆動用ＩＣと、
   前記圧電素子を収容する透明材料からなる蓋体と、を備え、
   前記蓋体と前記駆動用ＩＣとが陽極接合により接合され、前記圧電素子が前記蓋体と前記駆動用ＩＣとで封止されたことを特徴とする圧電デバイス。
2. 前記ＴＡＢ基板は、絶縁テープと前記絶縁テープの一面側に設けられた導電部とを有し、
   前記駆動用ＩＣには前記駆動用ＩＣを貫通する貫通電極が設けられ、
   前記ＴＡＢ基板が前記駆動用ＩＣ上に実装されるとともに、前記ＴＡＢ基板の前記導電部と前記駆動用ＩＣの前記貫通電極とが電気的に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
3. 前記ＴＡＢ基板の一面側に形成される前記導電部の一端部が、前記ＴＡＢ基板の一面側の端部から前記ＴＡＢ基板の他面側から突出して延設され、
   前記圧電素子が、前記ＴＡＢ基板の前記導電部の一端部に設けられた電極端子と電気的に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の圧電デバイス。
4. 前記蓋体は、上面部と、前記上面部の周縁部から略垂直に延設された側壁部とを有し、前記上面部と前記側壁部とに囲まれた内側には中空とされる凹部が形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
5. 前記凹部が、前記圧電素子の外形よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項４に記載の圧電デバイス。
6. 前記パッケージは、前記蓋体が前記パッケージの上面及び側面に対応し、前記駆動用ＩＣが前記パッケージの底面に対応し、
   前記パッケージの内部には中空とされる内部空間が形成され、
   前記圧電素子が前記内部空間に収容されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
7. 前記駆動用ＩＣの前記圧電素子が実装された面とは反対側の面には、前記貫通電極に一端部が接続された引き廻し配線が設けられ、前記引き廻し配線の他端部には突起電極が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
8. 透明材料からなる前記蓋体がガラスからなることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
9. ＴＡＢ基板に圧電素子を実装する工程と、
   シリコンウエハに半導体素子を含む駆動用ＩＣを形成するとともに、前記駆動用ＩＣごとに前記シリコンウエハを貫通する貫通電極を形成する工程と、
   前記圧電素子を実装した前記ＴＡＢ基板を前記シリコンウエハの前記駆動用ＩＣ上に実装し、前記シリコンウエハの前記駆動用ＩＣごとに形成した前記貫通電極と前記ＴＡＢ基板とを電気的に接続する工程と、
   中空とされる凹部を有する蓋体を前記シリコンウエハの前記駆動用ＩＣ上に実装し、前記蓋体と前記シリコンウエハとを陽極接合により接合させる工程と、
   前記シリコンウエハを前記駆動用ＩＣの外周に沿ってダイシングする工程と、
   を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
10. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の圧電デバイスを備えたことを特徴とする電子機器。

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