CN101924528B - 晶体振子的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶体振子的制造方法，该晶体振子的制造方法提供一种晶体振子(晶体芯片)，该晶体振子将对晶体晶片的框体部的支撑部分离成1根时产生碎片少，排除了由蚀刻的各向异性所形成的倾斜面。该晶体振子的制造方法为，将AT切割的晶体晶片(4)进行蚀刻，形成多个矩形状的晶体芯片(3)，通过支撑部(7)将多个为矩形状的晶体芯片(3)连接于框体部(6)，从框体部6机械性地切取所述晶体芯片(3)，其中，在为所述晶体芯片(3)的+X轴的一端部两侧，至少包括具有外侧面以-X轴方向为顶点的三角形状的倾斜面的俯视时为尖端细的突起(10)，所述突起(10)的顶端在+X轴方向上具有由所述蚀刻所形成的加工痕迹。

Description

晶体振子的制造方法

技术区域 

本发明涉及一种由晶体晶片进行外形加工的晶体振子(晶体芯片)的制造方法，特别是涉及一种以AT切割作为晶体的切割方法，且排除了由于湿法蚀刻的各向异性影响的晶体振子的制造方法。 

背景技术

在晶体振子中，代表性的AT切割以大约2-100MHz(基本波)为频率带，作为频率源内藏于各种电子设备中使用。最近，要求采用光刻法和蚀刻(光刻)技法从晶体晶片批量加工晶体芯片，提高生产率。 

(现有技术) 

图6至图8为说明现有技术例的晶体芯片的切割方法的说明图。图6为AT切割的晶体板(AT切割板或者AT板)的切断部位图，图7为一部分破碎表示的设有掩模的晶体晶片的平面图，图8为用图7的双点划线框表示的各个带框的晶体芯片的放大图。晶体振子的AT切割(AT板1)为将主表面与结晶轴(XYZ)的Y轴相互垂直的Y切割的晶体板(Y切割板或者Y板)2以X轴为中心从Z轴向Y轴方向按逆时针方向旋转θ°(＝35°15′)而形成。这里，作为右晶体，将+X轴作为跟前侧按逆时针方向旋转(参照图6)。在左晶体的情况下，将-X轴作为跟前侧按逆时针方向旋转。 

在这种情形中，通常将通过结晶轴、X轴的旋转产生的轴称作Y′轴和Z′轴，通过AT切割的结晶轴(坐标轴)以(XY′Z′)记载。总之，相对于在Y切割中晶体芯片的主表面与Y轴相互垂直，在AT切割中晶体芯片的主表面与Y′轴相互垂直。并且，将决定振动频率的晶体芯片3的厚度作为Y′轴，例如，以其长度为X轴，其宽度为Z′轴。 

这里，首先，作为AT切割在从人工晶体切制的晶体晶片4的两主表面上，通过气相沉积或溅射形成由铬(Cl)为基底的金(Au)构成的掩模5(参照图7)。接着，涂覆抗蚀剂进行曝光，通过湿法蚀刻使 想要切除的晶体晶片4的区域露出。这里，为矩形状的晶体芯片3、围住该外周的框体部6和连接两者的支撑部7由掩模5覆盖，除此之外的区域露出。 

图7所示的支撑部7具有在晶体芯片3的长度方向(X轴)的一端侧(一端部)与框体部6连接，容易切断的缩颈。在这种情形中，将支撑部7形成的晶体芯片3的长度方向(X轴)的一端侧(一端部)作为+X轴，另一端侧(另一端部)作为-X轴。另外，在晶体的Z轴(光轴)、Y轴(机械轴)中基本上没有极性(±)，仅在作为电轴的X轴上具有极性(±)。 

接着，通过例如利用氟化氢的蚀刻，除去晶体晶片4的露出部分进行外形加工，得到与框体部6连接的多个晶体芯片3。接着，除去例如形成于晶体晶片4的两个主表面的掩模5，通过上述同样的气相沉积等，在例如晶体芯片的3的一端部两侧形成未图示的引出电极延伸的激励电极。另外，通过掩模5的蚀刻也能够形成引出电极延伸的激励电极。但是，因为晶体芯片的外加工时由于蚀刻产生Au表面等的粗糙，所以，再次通过气相沉积等形成激励电极。 

最后，从框体部6通过剥离工具等机械性地切取支撑部7，得到长度为X轴、宽度为Z′轴，厚度为Y′轴的各个晶体芯片3。并且，在例如在将未图示的截面作为凹状的容器主体的内底面上固定引出电极延伸的一端部两侧，通过盖密封容器主体的开口端面，封装晶体芯片3。容器主体的外底面上具有安装端子。 

(参照专利文献1：日本特开2008-131462号公报) 

(现有技术的问题点) 

但是，如图9所示，在利用上述的现有技术的制造方法中，由于蚀刻的各向异性，晶体芯片3的一端部两侧的各个相对面为斜对称，形成将顶点作为-X轴侧的三角形状的倾斜面P1、P2。另外，图9为从晶体芯片3的一端侧所见的立体图(图8中的A-A剖面方向的立体图)。 

即，由于蚀刻的各向异性的相对于结晶轴(XYZ)的蚀刻速度为Z＞＞+X＞-X＞Y的顺序。但是，+X为从+X轴向-X轴方向的蚀刻速度，-X为从-X轴向+X轴方向的蚀刻速度。在本例中，因 为晶体芯片3为AT切割，所以，从相对于晶体芯片3的主表面的法线(Z′轴)倾斜35°15′的Z轴方向(倾斜轴)的蚀刻速度变为最快。 

因此，在通过图10(a)所示的通过掩模5将晶体晶片4露出的区域中，首先，蚀刻从两主表面侧沿相对于晶体芯片3的主表面为倾斜轴的Z轴方向最先进行，接着，向-X轴方向进行。由此，如图8中用实线和虚线所示，从以晶体芯片3的一端侧的两端部为起点的两主表面的三角形状的倾斜面P1、P2向晶体芯片3的中央区域进行。 

由此，如前所述，在露出部贯通的蚀刻结束时(参照图10(b))，在晶体芯片3的一端部两侧的掩模5的下面，在各相对面上形成为斜对称的三角形状的倾斜面P1、P2(参照图9)。并且，支撑部7中也同样晶体芯片3的两侧面沿Z轴方向进行蚀刻(参照图10(c))。另外，图10(a)、(b)为图8的A-A剖面图，图10(c)为图8的B-B剖面图。 

在这种情形中，例如，当图11中用双点划线表示的激励电极8横跨倾斜面P1、P2而形成时，会引起不必要的振动等。因此，不得不使激励电极8的电极面积变小，特别是引起晶体阻抗(CI)变大的问题。这些特别是随着振动频率的高频化或小型化的晶体芯片3的平面外形变的越小而变得显著。 

因此，例如，如专利文献1所示，在晶体芯片3的一端部两侧设有与框体部6连接的突出部9(a，b)(参照本申请的图1)。由此，提出了排除由蚀刻的各向异性的影响，在从框体部6分离后的晶体芯片3上不形成倾斜面，而形成平行平面的方案。但是，在这种情形中，蚀刻后在晶体芯片3的一端部两侧折取两根支撑部7。因此，在从框体部6的机械性的分离时碎片(碎屑)等的发生概率变高。并且，存在这些碎片越大且越多，对利用导电性粘合剂的保护等影响也变大，使振动特性变坏的问题。 

发明内容

(发明的目的) 

本发明的目的在于提供一种使由蚀刻的各向异性所形成的倾斜面变小的同时，防止角部的缺陷的晶体振子(晶体芯片)的制造方法。 

(发明的要点) 

本发明的晶体振子的制造方法，通过多个矩形状的晶体芯片和支撑部与所述晶体芯片连接，在为AT切割的晶体晶片的两主表面上形成与围住所述晶体芯片的框体部相当的掩模，进行蚀刻，在多个晶体芯片通过支撑部与框体部连接的晶体晶片形成后，从框体部机械性地切取所述晶体芯片，其中，所述掩模具有包括所述晶体芯片和支持部的框体部、以及在为所述晶体芯片的+X轴的一端侧的两端部上沿+X轴方向延伸的突出部，通过所述蚀刻，多个晶体芯片形成由支撑部与框体部连接的晶体晶片，同时与所述掩模相当的晶体芯片的突出部至少在所述蚀刻后从所述框体部分开，在一端部两侧之间，以互为相对面的各个角部的顶端侧作为顶点，形成三角形状的倾斜面，同时进行蚀刻。 

(发明的效果) 

根据这种构成，因为在晶体芯片的+X轴的一端部两侧上设有与沿-X轴方向延伸的突出部相当的掩模，所以，防止了如同现有技术例的从晶体芯片(矩形状)的一端部两侧的蚀刻。并且，因为晶体芯片从沿+X轴方向延伸的突出部的顶端侧进行蚀刻，所以，在晶体芯片通过蚀刻的外形加工后(结束时)，能够使晶体芯片的两角部中的由蚀刻的各向异性所形成的三角形状的倾斜面变小。并且，因为在蚀刻后，一端部两侧的突出部从框体部分开，所以，在蚀刻后没有必要从框体部进行机械性地分离。因此，因为机械性的分离仅为支撑部，所以，晶体芯片产生碎片等的发生概率也变小。 

本发明中，将所述第一掩模的突出部与所述框体部连接，且比所述支撑部的宽度狭小。由此，在晶体晶片蚀刻时，支撑部在与框体部连接的状态下，突出部从框体部分离，在形成以各个角部的顶端侧为顶点的三角形状的倾斜面的同时，进行蚀刻。因此，在晶体芯片蚀刻后，晶体芯片(矩形状)的一端部两侧的倾斜面变小。 

此外，在本发明中，所述第一掩模的突出部预先从框体部分开。在这种情形中，也在形成以设有突出部的一端部两侧的各个角部的顶端侧为顶点的三角形状的倾斜面的同时，进行蚀刻。因此，晶体芯片通过蚀刻的外形加工后，一端部两侧的倾斜面的大小变小。 

此外，在本发明中，在为所述晶体芯片的+X轴的一端部两侧上所述突出部进行蚀刻，使具有以各个角部为顶点的三角形状的倾斜面的俯视时为尖端细的突起保留。在这种情形中，因为突起部保留蚀刻的突起，所以，能够使为晶体芯片的矩形状区域内的两角部的倾斜面更小。 

此外，在本发明中，在为所述晶体芯片的+X轴的一端部两侧的所述突出部进行蚀刻，在所述晶体芯片的矩形状区域内形成以所述各个角部为顶点的三角形状的倾斜面。在这种情形中，因为倾斜面从突出部的顶端侧形成，所以，在晶体芯片蚀刻后，倾斜面变小。 

此外，在本发明中，所述晶体芯片为+X轴的一端部的中央部与所述框体部连接。由此，划定支撑部的位置。但是，并不限于此，基本上支撑部的位置也可以为晶体芯片的任意的外周。 

附图说明

图1为说明本发明的晶体振子的制造方法的一个实施方式的形成掩模的蚀刻前的为晶体晶片的一部分的带有框的晶体芯片的平面图。 

图2为说明本发明的一个实施方式的蚀刻后的除去掩模的带有框的晶体芯片的平面图。 

图3为表示本发明一个实施方式的蚀刻状况的带有框的晶体芯片的示意图，图3(a，b)为图1的C-C箭头方向所见的剖面图。 

图4为说明本发明一个实施方式的带有框的晶体芯片的一部分的说明图，为图1用虚线框P表示的区域的放大平面图。 

图5为说明本发明的其他实施方式的形成掩模的带有框的晶体芯片的平面图，图5(a)为形成掩模的带框的晶体芯片的平面图，图5(b)为除去掩模的带有框的晶体芯片的平面图。 

图6为AT切割的晶体板(AT切割板或者AT板)的切割方位图。 

图7为说明现有技术的晶体振子的制造方法的用一部分破碎表示的设有掩模的晶体晶片的平面图。 

图8为说明现有技术的晶体振子的制造方法的说明图，为图7的用虚线框Q表示的具有掩模的蚀刻前的带有框的晶体芯片的放大图。 

图9为图8的A-A箭头方向所见的晶体芯片的立体图。 

图10为说明现有技术的晶体振子的制造方法的说明图，图10(a，b)为图8的A-A剖面图，图10(c)为图8的B-B剖面图。 

图11为说明现有技术的晶体振子的制造方法的说明图，为图7的用虚线框Q表示的蚀刻后的除去掩模的带有框的晶体芯片的平面图。 

具体实施方式

下面，根据图1至图4对本发明的晶体振子的制造方法的一个实施方式进行说明。另外，与上述现有技术例相同部分给予相同编号，其说明简化或者省略。 

如上所述，晶体振子(晶体芯片)为主表面与以结晶轴(XYZ)的X轴为中心进行旋转的坐标轴(XY′Z′)的Y′轴相互垂直的AT切割。并且，通过对晶体晶片4的光刻，得到包括引出电极和激励电极，进行了外形加工的多个晶体芯片3(参照图6-图8)。在晶体芯片的外形加工后，通过光刻在晶体芯片的主表面上形成未图示的激励电极和引出电极。但是，在晶体芯片3分离后，也能够通过气相沉积或溅射形成这些电极。 

如图1所示，在本实施方式中，涂覆于晶体晶片4上的掩模5与上述一样，覆盖晶体芯片3、框体部6和支撑部7。在如上所述的为+X轴的晶体芯片3的一端侧的中央部上具有缩颈而形成支撑部7。这里，掩模5在覆盖包括晶体芯片3和支撑部7的框体部6的同时，对应于第一和第二突出部9(a，b)并将其覆盖。第一和第二突出部9(a，b)从形成支撑部7的为晶体芯片3的+X轴的一端部的两侧(一端部两侧)沿+X轴方向延伸。在本例中，第一和第二突出部9(a，b)分别与框体部6连接，每一个的宽度都比支撑部7的宽度(Z轴方向)要小。并且，与上述相同，通过氟化氢对形成掩模5的晶体晶片4进行蚀刻。 

在这种晶体芯片中，在包括除去对于晶体晶片4的掩模5的蚀刻结束后，晶体芯片3通过一端侧(+X轴侧)的支撑部7与框体部6连接。并且，在晶体芯片3的一端侧的两端部上，第一和第二突出部9(a，b)通过蚀刻从框体部6切断，保留顶端侧俯视时为尖端细的突起10。这里的突起10成为将两角部作为直角，并且将作为其对边的斜边作为内周侧的俯视时为直角三角形状(参照图2和下述的图4)。 

在这种情形中，在突起10的顶端侧上保留由突起部9(a，b)从框体部6切断的蚀刻所形成的加工痕迹。另外，图2中的线α-α为表示突起10俯视时为直角三角形状的假设线。并且，突起10在晶体芯片3的两个主表面之间为斜对称，从突起10的顶端侧形成与上述一样的三角形状的倾斜面。总之，这是因为在晶体芯片3的一端部两侧之间，以从互为相对面的框体部6切断的为突出部9(a，b)的外侧的顶端部(各个角部的顶端部)为顶点，在形成三角形状的倾斜面的同时，进行蚀刻。 

即，如图3(图1的C-C箭头方向所见的剖面图)所示，在蚀刻的初期状态下，在支撑部7和第一、第二突出部9(a，b)之间的晶体的露出区域中，蚀刻沿蚀刻速度最快的Z轴方向进行(图3(a))。并且，晶体的露出部贯通掩模5之间(图3(b))。 

在这种情形中，第一和第二突出部9(a，b)的宽度比支撑部7的宽度狭小，从Z轴方向和+X轴沿-X轴方向进行蚀刻。因此，宽度狭小的第一和第二突出部9(a，b)保留突起10，从框体部6切断。但是，宽度大的支撑部7不从晶体芯片3分离，如上所述，与框体部6连接。 

这里，如图4(图1的虚线框P表示的部分的放大图)所示，例如当以第一突出部9a为例时，在掩模5之间的晶体的露出部中，从晶体芯片3的两主表面侧沿Z轴方向的同时，从+X轴向-X轴方向进行蚀刻。因此，在第一突出部9a的Z′轴方向的两侧中，以和框体部6的角部为起点，从两主表面侧形成与上述一样的三角形状的倾斜面，蚀刻进行(参照图4的实线和虚线)。 

并且，在第一突出部9a的外周侧(图4的左侧)中，因为外周侧为直线状，所以，蚀刻的进行波面(用虚线表示)直接进行(从起点的虚线为平行)。对此，在第一突出部9a的内周侧(图4的右侧)中，从起点的蚀刻进行，当实线的进行波面到达覆盖晶体芯片3的掩模5的角部时，通过掩模5阻止向-X轴方向的蚀刻。 

因此，蚀刻的进行波面(实线)为以覆盖晶体芯片3的掩模5的角部为起点进行旋转的波面。并且，如上所述，突起10的俯视时的形状(图2所示)为以相对于与假设线α-α相互垂直的外周的直角的对 边为内周侧的直角三角形状。这里，通过同样的举措在第二突出部9b也形成直角三角形状的突起10。 

从此可知，在本实施例中，通过设在为+X轴向的晶体芯片3的一端侧的两端部的第一和第二突出部9(a，b)，在利用蚀刻的晶体芯片3的外形加工结束后，在晶体芯片3的一端侧的两端部上形成突起10。并且，在本发明的实施方式中，从与框体部6连接的第一和第二突出部9(a，b)的+轴侧形成倾斜面，该倾斜面为在现有技术例中所述的在蚀刻时作为从+X轴侧的三角形状为斜对称的两主表面。因此，能够使在除突起10外的晶体芯片3的两端部上形成的倾斜面变小。 

由此，在晶体芯片3的两主表面上的平坦面的面积变大，在此形成的激励电极也能够较大。并且，因为在晶体芯片3的中央部只形成一根与框体部6结合的支撑部7，所以，能够防止从蚀刻后的框体部6进行机械性的晶体芯片3分离时产生的碎片等发生。因此，较好地保持包括晶体阻抗(CI)等的振动特性。 

在上述实施方式中，通过作为与框体部6结合的第一和第二突出部9(a，b)的掩模5在晶体芯片3的一端侧的两端部形成突起10。但是，也可以例如如图5(a)所示的那样。即，也可以第一和第二突出部11(a，b)不与框体部6连接，预先从框体部6分开仅作为突出的掩模5。在这种情形中，在蚀刻后与实施方式一样，能够得到俯视时大致为三角形状的突起10。并且，晶体芯片3的一端部两侧根据掩模5的形状不是俯视时的三角形状，也能够为仅具有三角形状的倾斜面的突起10。 

此外，在晶体芯片3的一端部两侧中，设有俯视时为三角形状的突起10。但是，例如，如图5(b)所示，蚀刻进一步进行，排除突起10，能够在矩形状区域内形成以矩形状的晶体芯片3的一端部两侧的各个角部为顶点的三角形状的倾斜面。在这种情形中，因为从框体部6通过蚀刻分离的突出部9(a，b)或者从预先分离的为突出部11(a，b)的顶端侧的+X轴的外侧角部形成倾斜面，所以，在晶体芯片3蚀刻后，倾斜面的面积变小。 

Claims (4)

1.一种晶体振子的制造方法，具有将主表面与结晶轴XYZ的Y轴垂直的Y切割的晶体板以其X轴为中心并以+X轴为近前从Z轴在Y轴方向逆时针方向旋转θ=35°15′的坐标轴XY′Z′，使用从厚度为Y′轴方向、长度为+X轴和-X轴方向、宽度为Z′轴方向的AT切割的晶体晶片进行切取加工的多个矩形状的晶体芯片，制造晶体振子，所述晶体振子的制造方法的特征在于包含如下工序：

在所述晶体板的两主表面上，形成为了进行切取加工的矩形状的晶体芯片、围住该晶体芯片的外周的框体部、将所述晶体芯片和所述框体部连接的支撑部、将在为所述晶体芯片的+X轴的一端侧的两端部上沿+X轴方向延伸的突出部覆盖的同时所述突出部的宽度比所述支撑部连接于所述框体部的部分的宽度狭小的掩膜；

经由所述掩膜进行湿法蚀刻，使所述突出部从所述框体部分离，使所述多个晶体芯片由所述支撑部连接；

在为所述晶体芯片的+X轴的一端侧的两端部上，形成以互为相对面的各个角部的顶端侧作为顶点的三角形状的倾斜面。

2.根据权利要求1所述的晶体振子的制造方法，其特征在于：在为所述晶体芯片的+X轴的一端部两侧形成的所述突出部，通过蚀刻使具有以各个角部作为顶点的三角形状的倾斜面的俯视时为尖端细的突起保留。

3.根据权利要求1所述的晶体振子的制造方法，其特征在于：在为所述晶体芯片的+X轴的一端部两侧通过蚀刻形成的所述突出部的以所述各个角部作为顶点的三角形状的倾斜面，形成在所述晶体芯片的矩形状区域内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的晶体振子的制造方法，其特征在于：所述晶体芯片在为+X轴的一端部的中央部与所述框体部连接。