JP2011049992A - 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー光によるシリコンデバイスへのダメージを抑制した上で、圧電振動片の周波数の高精度化を図ることができる圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】圧電振動子１は、互いの接合面同士が接合膜２３を介して陽極接合されたベース基板２及びリッド基板３と、両基板２，３の間に形成されたキャビティＣ内に気密封止された圧電振動片５とを備え、圧電振動片５の振動腕部２４，２５には、周波数調整用の重り金属膜１７が形成されるとともに、重り金属膜１７は、レーザー光が照射されることで部分的に除去されたレーザー照射痕を有し、キャビティＣ内において、リッド基板３の内面には、レーザー光の照射方向で少なくとも重り金属膜１７と重なるように接合膜２３が配置されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関するものである。

携帯電話や携帯情報端末機器に搭載される圧電デバイスとしては、リアルタイムクロック（以下、ＲＴＣという）モジュール等のシリコンデバイス（電子デバイス）上に、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として機能する、水晶等を利用した圧電振動子が実装されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
上述した圧電振動子は、様々なものが知られているが、その１つとして、表面実装（ＳＭＤ）型の圧電振動子が知られている。この圧電振動子は、例えばセラミックやガラス材料等からなるパッケージと、パッケージのキャビティ内に気密封止された状態で収納された圧電振動片とを備えている。圧電振動片としては、平行に配置された一対の振動腕部（振動部）と、一対の振動腕部の基端側を一体的に固定する基部とを備えた音叉型の振動片が知られている。

ここで、圧電振動片の振動腕部上には、金等からなる重り金属膜（質量調整膜）が形成されている。この重り金属膜は、パッケージの外部からレーザー光を照射して蒸発させることで、圧電振動片の質量を調整し、圧電振動片の周波数を調整するためのものである。これにより、圧電振動片の周波数を公称（目標）周波数の範囲内に収めるようになっている。

ところで、パッケージの構成材料として、セラミックを採用した場合には、コバール材等をシーム溶接することでパッケージを封止する関係で、パッケージを封止した後ではレーザー光がパッケージを透過しない。そのため、パッケージを封止する前段階で圧電振動片の周波数調整を行う必要がある。
しかしながら、パッケージの封止前と封止後とでは、圧電振動片の周波数がずれる場合があり、周波数の高精度化には限界があった。

これに対して、ガラス材料からなるパッケージを採用した場合には、シリコンデバイスに圧電振動子を装着した状態で、パッケージの外側からレーザー光を照射して重り金属膜を蒸発させることができる。これにより、圧電デバイスの製造工程における最終段階で周波数調整を行うことができるため、より理想的な周波数に合わせ込むことができるとされている。

特開平１１−１１２２６８号公報

しかしながら、シリコンデバイスに装着した後に圧電振動片の周波数調整を行う場合、圧電振動片を透過したレーザー光が、さらにパッケージを透過してシリコンデバイスに入射してしまう虞がある。そして、シリコンデバイスに入射したレーザー光が、シリコンデバイスに吸収されると、シリコンデバイスがレーザー光によってダメージを受ける。その結果、圧電デバイスの特性が劣化して、圧電デバイスの動作に不具合が生じる虞がある。

そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、レーザー光によるシリコンデバイスへのダメージを抑制した上で、圧電振動片の周波数の高精度化を図ることができる圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供するものである。

上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る圧電デバイスは、電子デバイス上に圧電振動子が実装されてなる圧電デバイスにおいて、前記圧電振動子は、互いの接合面同士が接合材を介して陽極接合された複数のガラス基板と、前記複数のガラス基板の間に形成されたキャビティ内に気密封止された圧電振動片とを備え、前記圧電振動片の振動部には、周波数調整用の質量調整膜が形成されるとともに、前記質量調整膜は、レーザー光が照射されることで部分的に除去されたレーザー照射痕を有し、前記キャビティ内において、前記圧電振動片から見て前記電子デバイス側の前記ガラス基板には、前記レーザー光の照射方向で少なくとも前記質量調整膜と重なるように保護膜が配置されていることを特徴としている。

この構成によれば、電子デバイス側のガラス基板において、レーザー光の照射方向で少なくとも質量調整膜と重なるように接合材が形成されているので、仮に質量調整膜に入射したレーザー光が圧電振動片を透過した場合であっても、レーザー光が保護膜によって反射および吸収されることになる。これにより、レーザー光が電子デバイスに入射することを抑制し、レーザー光による電子デバイスへのダメージを抑制することができる。
したがって、電子デバイスに装着した状態で圧電振動片の周波数調整を行う場合であっても、レーザー光による電子デバイスへのダメージを抑制することができるので、電子デバイスの特性の劣化を抑制することができる。したがって、高品質で信頼性の高い圧電デバイスを提供することができる。

また、前記保護膜は、前記圧電振動子と前記電子デバイスとの接合面の法線方向において前記質量調整膜と重なるように配置されていることを特徴としている。
この構成によれば、保護膜が、圧電振動子と電子デバイスとの接合面の法線方向において質量調整膜と重なるように配置されているため、仮に質量調整膜に入射したレーザー光が圧電振動片を透過した場合であっても、レーザー光が保護膜によって反射および吸収されることになる。これにより、レーザー光が電子デバイスに入射することを抑制し、レーザー光による電子デバイスへのダメージを抑制することができる。
したがって、電子デバイスに装着した状態で圧電振動片の周波数調整を行う場合であっても、レーザー光による電子デバイスへのダメージを抑制することができるので、電子デバイスの特性の劣化を抑制することができる。したがって、高品質で信頼性の高い圧電デバイスを提供することができる。

また、前記保護膜と前記接合材とが連続的に形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、保護膜と接合材とを同時に、かつ同一材料によって形成することができるので、製造効率の向上及び製造コストの低減を図ることができる。

また、前記複数のガラス基板として、ベース基板及びリッド基板を備え、前記リッド基板が前記電子デバイスに装着され、前記キャビティは、前記リッド基板の凹部で形成され、前記圧電振動片は、前記ベース基板に実装され、前記接合材及び前記保護膜は、前記リッド基板に形成されていることを特徴としている。
リッド基板における凹部の底面は非研磨面（擦りガラス状）であるため、リッド基板の外側からレーザー光を透過させることができない。
これに対して、本発明の構成によれば、リッド基板を電子デバイスに装着することで、ベース基板側からレーザー光を照射することになる。この場合、レーザー光をベース基板に効率的に透過させ、質量調整膜に入射させることができるので、質量調整膜を速やかに除去することができる。その結果、圧電振動片の周波数調整を速やかに行うことができる。
また、上述したようにリッド基板の凹部は擦りガラス状であるため、仮に質量調整膜に入射したレーザー光が、圧電振動片を透過してリッド基板の凹部の底面からリッド基板に入射しようとした場合であっても、レーザー光がリッド基板に入射し難い。そのため、レーザー光が電子デバイスに入射することをより確実に抑制することができる。
また、リッド基板に接合材を形成することで、ベース基板の製造工程を簡素化することができる。さらに、ベース基板の製造工程と並行してリッド基板に接合材を形成することができるので、製造効率の向上も図ることができる。

また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、電子デバイス上に圧電振動子が実装されてなる圧電デバイスの製造方法であって、前記圧電振動子は、互いの接合面同士が接合材を介して陽極接合された複数のガラス基板と、前記複数のガラス基板の間に形成されたキャビティ内に気密封止された圧電振動片とを備え、前記電子デバイス上に前記圧電振動子を実装した状態で、前記圧電振動片の振動部に形成された周波数調整用の質量調整膜に対して、レーザー光を照射して、前記質量調整膜を部分的に除去する質量調整工程を有し、前記キャビティ内において、前記圧電振動片から見て前記電子デバイス側の前記ガラス基板には、前記レーザー光の照射方向で少なくとも前記質量調整膜と重なるように保護膜が配置されていることを特徴としている。
この構成によれば、電子デバイスに圧電振動子を装着した状態で、圧電振動片の周波数調整を行うことで、圧電振動片の周波数を所定範囲内に高精度に調整することができる。
この場合、電子デバイス側のガラス基板において、レーザー光の照射方向で少なくとも質量調整膜と重なるように接合材が形成されているので、仮に質量調整膜に入射したレーザー光が圧電振動片を透過した場合であっても、レーザー光が保護膜によって反射および吸収されることになる。これにより、レーザー光が電子デバイスに入射することを抑制し、レーザー光による電子デバイスへのダメージを抑制することができる。
したがって、電子デバイスに装着した状態で圧電振動片の周波数調整を行う場合であっても、レーザー光による電子デバイスへのダメージを抑制することができるので、電子デバイスの特性の劣化を抑制することができる。したがって、高品質で信頼性の高い圧電デバイスを提供することができる。

また、前記質量調整工程では、前記電子デバイスにおける吸収率が３０％以下となる波長の前記レーザー光を照射することを特徴としている。
この構成によれば、レーザー光の波長を電子デバイスにおける吸収率が３０％以下となる波長に設定することで、仮にレーザー光が電子デバイスに入射したとしても、電子デバイスに入射したレーザー光のほとんどが反射または透過されることになる。これにより、レーザー光による電子デバイスへのダメージを抑制することができる。

また、前記保護膜と前記接合材とを一括して形成することを特徴としている。
この構成によれば、保護膜と接合材とを同時に、かつ同一材料によって形成することができるので、製造効率の向上及び製造コストの低減を図ることができる。

本発明に係る圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法によれば、電子デバイスに圧電振動子を装着した状態で、圧電振動片の周波数調整を行うことで、圧電振動片の周波数を所定範囲内に高精度に調整することができる。
この場合、電子デバイス側のガラス基板において、レーザー光の照射方向で少なくとも質量調整膜と重なるように接合材が形成されているので、仮に質量調整膜に入射したレーザー光が圧電振動片を透過した場合であっても、レーザー光が保護膜によって反射および吸収されることになる。これにより、レーザー光が電子デバイスに入射することを抑制し、レーザー光による電子デバイスへのダメージを抑制することができる。
したがって、電子デバイスに装着した状態で圧電振動片の周波数調整を行う場合であっても、レーザー光による電子デバイスへのダメージを抑制することができるので、電子デバイスの特性の劣化を抑制することができる。したがって、高品質で信頼性の高い圧電デバイスを提供することができる。

本発明に係る圧電デバイスの断面図である。 図１に示す圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態を示す圧電振動子の平面図である。 図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。 圧電デバイスの製造工程を説明するための工程図である。 シリコンデバイスの分光感度特性を示すグラフである。 ガラス材料の分光感度特性を示すグラフである。 圧電振動片の分光感度特性を示すグラフである。 波長に対するシリコンの透過率を示すグラフである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
（圧電デバイス）
図１は、図２のＡ−Ａ線に相当する断面図であり、本実施形態における圧電デバイスの断面図である。
図１に示すように、圧電デバイス３０は、ＲＴＣモジュール等のシリコンデバイス３１と、シリコンデバイス３１の主面３１ａ上に図示しない接着剤等を介して実装された圧電振動子１とを備えている。シリコンデバイス３１の主面３１ａにおける外周側には、圧電振動子１との電気的接続を行うための複数のランド３２が配列されており、圧電振動子１の後述する外部電極６，７とがワイヤ３３により接続されている。なお、図示しないが、圧電デバイス３０（圧電振動子１及びシリコンデバイス３１）は、エポキシ樹脂等により一体的にモールドされている。

（圧電振動子）
図２は圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図ある。また、図３は圧電振動子の分解斜視図である。
図１〜図３に示すように、圧電振動子１は、ベース基板２とリッド基板３とで２層に積層された箱状に形成されており、内部のキャビティＣ内に圧電振動片５が収納された表面実装型の圧電振動子１である。そして、圧電振動片５とベース基板２の外側に設置された外部電極６，７とが、ベース基板２を貫通する一対の貫通電極８，９によって電気的に接続されている。

ベース基板２は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板で板状に形成されている。ベース基板２には、厚さ方向に貫通して一対の貫通電極８，９が形成される一対のスルーホール２１，２２が形成されている。

リッド基板３は、ベース基板２と同様に、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、ベース基板２に重ね合わせ可能な大きさの板状に形成されている。そして、リッド基板３のベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片５が収容される矩形状の凹部３ａが形成されている。
この凹部３ａは、ベース基板２及びリッド基板３が重ね合わされたときに、圧電振動片５を収容するキャビティＣを形成する。そして、リッド基板３は、凹部３ａをベース基板２側に対向させた状態でベース基板２に対して後述する接合膜２３を介して陽極接合されている。

圧電振動片５は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
この圧電振動片５は、平行に配置された一対の振動腕部２４，２５と、一対の振動腕部２４，２５の基端側を一体的に固定する基部２６とからなる音叉型で、一対の振動腕部２４，２５の外表面上には、振動腕部２４，２５を振動させる図示しない一対の第１の励振電極と第２の励振電極とからなる励振電極と、第１の励振電極及び第２の励振電極と後述する引き回し電極２７，２８とを電気的に接続する一対のマウント電極とを有している（何れも不図示）。

また、一対の振動腕部２４，２５の先端側における両面には、Ａｕ等からなり、レーザー光Ｒ（図４参照）により除去されることで、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜（質量調整膜）１７が被膜されている。なお、この重り金属膜１７は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜と、微小に調整する際に使用される微調膜とに分かれている（図面ではまとめて重り金属膜１７として示す）。これら粗調膜及び微調膜を利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部２４，２５の周波数を圧電デバイス３０の公称（目標）周波数の範囲内に収めるようになっている。
また、リッド基板３における凹部３ａの底面は非研磨面（擦りガラス状）であるため、リッド基板３の外側からはレーザー光Ｒを透過させることができない。したがって、重り金属膜１７は、ベース基板２の外側端面（図１中上面）側からレーザー照射されることになる。そこで、圧電振動子１の平面視で外部電極６，７と重ならない位置に、重り金属膜１７は配置されている。

このように構成された圧電振動片５は、金等のバンプＢを利用して、ベース基板２の内側端面（図１中下面）に形成された引き回し電極２７，２８上にバンプ接合されている。より具体的には、圧電振動片５の第１の励振電極が、一方のマウント電極及びバンプＢを介して一方の引き回し電極２７上にバンプ接合され、第２の励振電極が他方のマウント電極及びバンプＢを介して他方の引き回し電極２８上にバンプ接合されている。これにより、圧電振動片５は、ベース基板２の内側端面から浮いた状態で支持されるとともに、各マウント電極と引き回し電極２７，２８とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。

ここで、上述したリッド基板３には、凹部３ａ内面及びベース基板２が接合される接合面の全域に亘って、導電性材料（例えば、シリコン、アルミニウム等）により、陽極接合用の接合膜（接合材、保護膜）２３がパターニングされている。具体的に、接合膜２３は、ベース基板２との接合面から凹部３ａの側面及び底面に亘って、リッド基板３の内側端面上で連続的に形成されている。すなわち、凹部３ａの底面に配置された接合膜２３は、圧電振動子１とシリコンデバイス３１との接合面（リッド基板３の外側端面）の法線方向において、重り金属膜１７と重なるように配置されている。さらに、接合膜２３は、圧電振動片５における重り金属膜１７の形成面の法線方向においても、重り金属膜１７と重なるように配置されている。
そして、リッド基板３は、接合膜２３を利用して、凹部３ａをベース基板２側に対向させた状態でベース基板２に対して陽極接合されている。

また、外部電極６，７は、ベース基板２の外側端面における長手方向の両端に設置されており、各貫通電極８，９及び各引き回し電極２７，２８を介して圧電振動片５に電気的に接続されている。より具体的には、一方の外部電極６は、一方の貫通電極８及び一方の引き回し電極２７を介して圧電振動片５の一方のマウント電極に電気的に接続されている。また、他方の外部電極７は、他方の貫通電極９及び他方の引き回し電極２８を介して、圧電振動片５の他方のマウント電極に電気的に接続されている。

貫通電極８，９は、スルーホール２１，２２を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、引き回し電極２７，２８と外部電極６，７とを導通させる役割を担っている。具体的に、一方の貫通電極８は、外部電極６と基部２６との間で引き回し電極２７の下方に位置しており、他方の貫通電極９は、外部電極７と振動腕部２５との間で引き回し電極２８の下方に位置している。

このように構成された圧電振動子１は、リッド基板３の外側端面（図１中下面）がシリコンデバイス３１の主面３１ａ上に接着剤等を介して固定されている。すなわち、圧電振動子１は、ベース基板２の外部電極６，７が上方（図１中上方）に向いた状態で、シリコンデバイス３１上に実装されている。

このように構成された圧電デバイス３０において、圧電振動子１に電圧を印加すると、この圧電振動子１内の圧電振動片５の振動腕部２４，２５が、接近・離間する方向に所定の周波数で振動する。この振動は、圧電振動片５が有する圧電特性により電気信号に変換されて、シリコンデバイス３１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、シリコンデバイス３１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。そして、シリコンデバイス３１がＲＴＣモジュールの場合には、圧電振動子１が時計用単機能発振器等の役割を担うことになる。

（圧電デバイスの製造方法）
次に、上述した圧電デバイスの製造方法について説明する。
初めに、図１〜図３に示すキャビティＣ内に圧電振動片５が気密封止された圧電振動子１を作製する。この際、本実施形態では、リッド基板３におけるベース基板２との接合面から凹部３ａの側面及び底面に亘って接合膜２３を連続的に形成することで、凹部３ａの内面とベース基板２との接合面とに同時に、かつ同一材料によって接合膜２３を形成することができる。そのため、凹部３ａの内面とベース基板２との接合面とに接合膜２３を別々に形成する場合に比べて、製造効率の向上及び製造コストの低減を図ることができる。
なお、重り金属膜１７のうち、粗調膜により周波数を粗く調整する粗調は、圧電振動片５をキャビティＣ内に気密封止する前に行っておく。一方、共振周波数をより高精度に調整する微調に関しては、シリコンデバイス３１への装着（接着）後に行う。

次に、圧電振動子１をシリコンデバイス３１の主面３１ａ上に実装する。具体的には、圧電振動子１のリッド基板３をシリコンデバイス３１の主面３１ａに向けた状態で、接着剤により接着する。その後、ワイヤボンディングにより、圧電振動子１の外部電極６，７とシリコンデバイス３１のランド３２とをワイヤ３３により接続し、圧電振動子１とシリコンデバイス３１とを導通させる。なお、本実施形態では、圧電振動子１をシリコンデバイス３１に実装した後に後述する微調工程を行う場合について説明するが、圧電振動子１をシリコンデバイス３１に接着しただけの状態で微調工程を行うことも可能である。

次に、図４に示すように、レーザー４０を用いて、キャビティＣ内に封止された圧電振動片５の周波数を微調整して所定の範囲内に収める微調工程（質量調整工程）を行う。具体的に説明すると、まず圧電振動子１に電圧を印加して圧電振動片５を振動させる。そして、圧電振動片５の周波数を計測しながら、キャビティＣの外側、具体的には圧電振動子１に対してシリコンデバイス３１の反対側（ベース基板２の外側端面側）から重り金属膜１７に向けてレーザー光Ｒを照射する。すると、レーザー光Ｒがベース基板２を厚さ方向に沿って透過し、圧電振動片５上に配置された重り金属膜１７の微調膜に入射することで、微調膜が蒸発して除去される。これにより、一対の振動腕部２４，２５の先端側の重量が変化し、圧電振動片５の周波数を、公称周波数の所定範囲内に収まるように微調整することができる。なお、重り金属膜１７において、レーザー光Ｒが照射された部位は、その表面が蒸発してレーザー照射痕３９が残る。

ここで、上述した微調工程について詳述する。
図５はシリコンデバイスの分光感度特性を示すグラフであり、波長に対する相対感度を示している。なお、相対感度とは、シリコンデバイス３１に照射されるレーザー光Ｒのエネルギーに対して、シリコンデバイス３１で吸収されるエネルギーの割合、すなわちシリコンデバイス３１におけるレーザー光Ｒの吸収率を示している。
本実施形態において、上述した微調工程で使用するレーザー４０は、シリコンデバイス３１における吸収率が３０％以下の波長のレーザー光Ｒを出射するものであることが好ましい。具体的には、図５に示すように、レーザー光Ｒの波長が３５５ｎｍ以上５５０ｎｍ以下（以下、第１波長域Ｘという）、または１０６０μｍ以上（以下、第２波長域Ｙという）の波長域に収まるレーザー４０であることが好ましい。このような波長域に収まるレーザー４０としては、例えばＵＶ−Ｄｅｅｐレーザー（波長：３５５ｎｍ）や、グリーンレーザー（波長：５３２ｎｍ）、ＹＡＧレーザー（波長：１０６４ｎｍ）等を用いることが可能であり、本実施形態ではグリーンレーザーが好適に用いられている。

図６はガラス材料の分光感度特性を示すグラフであり、波長に対する透過率を示している。
上述した第１波長域Ｘまたは第２波長域Ｙのレーザー４０を採用した場合、図６に示すように、ガラス材料に対する透過率は約５０％〜７０％程度となっている。そのため、ベース基板２の外側端面側から入射するレーザー光Ｒのうち、一部はベース基板２で反射または吸収される一方、残りがベース基板２を透過して圧電振動片５の一方の面（ベース基板２側）上に配置された重り金属膜１７に入射する。これにより、一方の面側の重り金属膜１７が蒸発して除去されることになる。そして、重り金属膜１７が除去された部位等に再びレーザー光Ｒが入射すると、レーザー光Ｒは一方の面側の重り金属膜１７を貫通して圧電振動片５に入射する。

図７は圧電振動片の分光感度特性を示すグラフであり、波長に対する透過率を示している。
図７に示すように、第１波長域Ｘ及び第２波長域Ｙのレーザー光Ｒは、何れの波長域においても圧電振動片５（水晶）に対する透過率が約９０％以上となっている。そのため、圧電振動片５に入射したレーザー光Ｒは、ほとんどが圧電振動片５を透過して他方の面側（リッド基板３側）に配置された重り金属膜１７に入射し、他方の面側の重り金属膜１７が蒸発して除去されることになる。

ところで、微調工程において、圧電振動片５の両面の重り金属膜１７が除去された部位等にレーザー光Ｒが入射すると、レーザー光Ｒが圧電振動片５を透過し、リッド基板３に入射する場合がある。この場合、レーザー光Ｒがリッド基板３を透過してシリコンデバイス３１に入射してしまう虞がある。そして、シリコンデバイス３１に入射したレーザー光Ｒがシリコンデバイス３１で吸収されると、シリコンデバイス３１がダメージを受け、シリコンデバイス３１の特性が変動してしまう虞がある。

そこで、本実施形態では、上述したようにリッド基板３におけるベース基板２との接合面から凹部３ａの側面及び底面に亘って接合膜２３が連続的に形成されている。すなわち、凹部３ａの底面において、圧電振動片５よりもレーザー光Ｒの照射方向下流側で重り金属膜１７に重なる位置にも接合膜２３が配置されている。そのため、仮に圧電振動片５を透過したレーザー光Ｒがリッド基板３に入射しようとしても、リッド基板３に到達する前段で接合膜２３によって反射または吸収される。これにより、レーザー光Ｒがシリコンデバイス３１に入射することを抑制することができるので、レーザー光Ｒによるシリコンデバイス３１へのダメージを抑制することができる。また、圧電振動子１をシリコンデバイス３１に接着した状態で圧電振動片５の周波数調整を行うことで、製造工程における最終段階で周波数を調整することができる。そのため、後の周波数のずれが小さくなるので、圧電振動片５の周波数を所定範囲内に高精度に調整することができる。

その後、圧電デバイス３０の電気特性検査を行う。すなわち、圧電振動片５の共振周波数、共振抵抗値、ドライブレベル特性（共振周波数及び共振抵抗値の励振電力依存性）等を測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性等を併せてチェックする。その後、圧電デバイス３０全体を樹脂等によりモールドする。
そして、最後に圧電デバイス３０の外観検査を行って、寸法や品質等を最終的にチェックする。これをもって圧電デバイス３０の製造が終了する。

このように、本実施形態では、リッド基板３の凹部３ａの底面において、圧電振動片５よりもレーザー光Ｒの照射方向下流側で重り金属膜１７に重なる位置にも接合膜２３が配置されている構成とした。
この構成によれば、仮にレーザー光Ｒが圧電振動片５を透過してリッド基板３に入射しようとした場合であっても、レーザー光Ｒが接合膜２３によって反射または吸収されることになる。これにより、レーザー光Ｒがシリコンデバイス３１に入射することを抑制し、レーザー光Ｒによるシリコンデバイス３１へのダメージを抑制することができる。

さらに、本実施形態では上述した第１波長域Ｘ及び第２波長域Ｙ（図５参照）のレーザー４０を使用する構成とした。
この構成によれば、レーザー光Ｒの波長域を第１波長域Ｘまたは第２波長域Ｙに設定することで、仮にレーザー光Ｒが圧電振動片５及びリッド基板３を透過してシリコンデバイス３１に入射したとしても、シリコンデバイス３１に入射したレーザー光Ｒのほとんどが反射または透過されることになる。これにより、シリコンデバイス３１がレーザー光Ｒにより受けるダメージを抑制することができる。
したがって、シリコンデバイス３１に実装した状態で圧電振動片５の周波数調整を行う場合であっても、レーザー光Ｒによるシリコンデバイス３１へのダメージを抑制することができるので、シリコンデバイス３１の特性の劣化を抑制することができる。したがって、高品質で信頼性の高い圧電デバイス３０を提供することができる。

ところで、上述したようにリッド基板３における凹部３ａの底面は非研磨面（擦りガラス状）であるため、リッド基板３の外側からレーザー光Ｒを透過させることができない。
これに対して、本実施形態によれば、リッド基板３をシリコンデバイス３１に接着することで、研磨面であるベース基板２側からレーザー光Ｒを入射させることになる。この場合、レーザー光Ｒをベース基板２に効率的に透過させ、重り金属膜１７に入射させることができるので、重り金属膜１７を速やかに除去することができる。その結果、圧電振動片５の周波数調整を速やかに行うことができる。
また、上述したようにリッド基板３の凹部３ａは擦りガラス状であるため、仮に重り金属膜１７に入射したレーザー光Ｒが、圧電振動片５を透過して凹部３ａの底面に入射しようとした場合であっても、レーザー光Ｒがリッド基板３に入射し難い。そのため、レーザー光Ｒがシリコンデバイス３１に入射することを、より確実に抑制することができる。
また、リッド基板３側に接合膜２３を形成することで、ベース基板２の製造工程を簡素化することができる。さらに、ベース基板２の製造工程と並行してリッド基板３に接合膜２３を形成することができるので、製造効率の向上も図ることができる。

図８は波長に対するシリコンの透過率を示すグラフである。なお、図８はシリコンの薄膜を吸光光度法により測定した結果である。吸光光度法とは、測定対象である薄膜（シリコン）に波長の異なるレーザー光を当て、各波長のレーザー光が薄膜を透過する際の光の吸収程度を測定する方法である。
図８に示すように、接合膜２３の構成材料がシリコンの場合、１９０ｎｍ〜５２０ｎｍの短波長域では透過率は０％になる。すなわち、接合膜２３に入射したレーザー光Ｒのほぼ全てが反射または吸収される。一方、長波長になるにつれ透過率が増加傾向にあり、波長が７５０ｎｍ付近及び１０００ｎｍ付近でピーク（約３０％と約７０％）が検出される。したがって、接合膜２３がシリコンからなる場合には、第１波長域Ｘのレーザー４０を採用することが好ましい。なお、上述した図５のグラフは、シリコンデバイス３１を構成するシリコンのバルク材の特性であるのに対して、図８は接合膜２３を構成する熱処理等により形成されたシリコン薄膜の特性である。したがって、同一材料であっても、両者の挙動は異なるようになっている。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態では、シリコンデバイス３１としてＲＴＣモジュールを採用した場合について説明したが、これに限られず照度センサ等に用いるシリコンフォトダイオードに圧電振動子を実装する場合等にも適用することができる。
また、上述した実施形態では、リッド基板３の内側端面の全域に亘って接合膜２３を形成している場合について説明したが、これに限らずリッド基板３の接合面と凹部３ａの底面におけるレーザー光Ｒの照射方向で重り金属膜１７と重なる領域のみに別々に接合膜２３を形成する構成でも構わない。この場合、接合膜２３をそれぞれ異なる材料で形成することも可能である。
さらに、上述した実施形態では、圧電振動子１とシリコンデバイス３１とをワイヤ３３により接続する場合について説明したが、これに限らず貫通電極等で接続しても構わない。

１…圧電振動子 ２…ベース基板 ３…リッド基板 ３ａ…凹部 ４…圧電振動片 １７…重り金属膜（質量調整膜） ２３…接合膜（接合材、保護膜） ３０…圧電デバイス ３１…シリコンデバイス（電子デバイス） ３９…レーザー照射痕 ４０…レーザー Ｃ…キャビティ

Claims (7)

1. 電子デバイス上に圧電振動子が実装されてなる圧電デバイスにおいて、
   前記圧電振動子は、互いの接合面同士が接合材を介して陽極接合された複数のガラス基板と、
   前記複数のガラス基板の間に形成されたキャビティ内に気密封止された圧電振動片とを備え、
   前記圧電振動片の振動部には、周波数調整用の質量調整膜が形成されるとともに、前記質量調整膜は、レーザー光が照射されることで部分的に除去されたレーザー照射痕を有し、
   前記キャビティ内において、前記圧電振動片から見て前記電子デバイス側の前記ガラス基板には、前記レーザー光の照射方向で少なくとも前記質量調整膜と重なるように保護膜が配置されていることを特徴とする圧電デバイス。
2. 前記保護膜は、前記圧電振動子と前記電子デバイスとの接合面の法線方向において前記質量調整膜と重なるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の圧電デバイス。
3. 前記保護膜と前記接合材とが連続的に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧電デバイス。
4. 前記複数のガラス基板として、ベース基板及びリッド基板を備え、
   前記リッド基板が前記電子デバイスに装着され、
   前記キャビティは、前記リッド基板の凹部で形成され、
   前記圧電振動片は、前記ベース基板に実装され、
   前記接合材及び前記保護膜は、前記リッド基板に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の圧電デバイス。
5. 電子デバイス上に圧電振動子が実装されてなる圧電デバイスの製造方法であって、
   前記圧電振動子は、互いの接合面同士が接合材を介して陽極接合された複数のガラス基板と、
   前記複数のガラス基板の間に形成されたキャビティ内に気密封止された圧電振動片とを備え、
   前記電子デバイス上に前記圧電振動子を実装した状態で、前記圧電振動片の振動部に形成された周波数調整用の質量調整膜に対して、レーザー光を照射して、前記質量調整膜を部分的に除去する質量調整工程を有し、
   前記キャビティ内において、前記圧電振動片から見て前記電子デバイス側の前記ガラス基板には、前記レーザー光の照射方向で少なくとも前記質量調整膜と重なるように保護膜が配置されていることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
6. 前記質量調整工程では、前記電子デバイスにおける吸収率が３０％以下となる波長の前記レーザー光を照射することを特徴とする請求項５記載の圧電デバイスの製造方法。
7. 前記保護膜と前記接合材とを一括して形成することを特徴とする請求項５または請求項６記載の圧電デバイスの製造方法。

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