CN102082556A - 压电振动片的制造方法及压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟 - Google Patents

Abstract

本发明提供准确挑选次品并能提高商品的可靠性的压电振动片的制造方法及压电振动片、以及具备压电振动片的压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟。具有如下特征：在抗蚀剂图案的形成工序中，以使光掩模(30)与光刻胶膜密合的状态对光刻胶膜进行接触式曝光，从而形成抗蚀剂图案，在抗蚀剂图案的形成工序的前段中包括光掩模加工工序，在光掩模(30)中的与外形图案相当的外形相当区域(33)发现了缺陷时，除去一部分遮光膜图案(35)，变更存在伤痕(K)的外形相当区域(33)的形状。

Description

压电振动片的制造方法及压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟

技术领域

本发明涉及压电振动片的制造方法及压电振动片、以及具备压电振动片的压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟。 

背景技术

近年来，在便携电话或便携信息终端设备上，采用利用了水晶等作为时刻源或控制信号的定时源、参考信号源等的压电振动器。虽然能提供各式各样的这种压电振动器，但作为其中之一，众所周知具有音叉型的压电振动片的器件。该压电振动片具备平行配置的一对振动腕部和将这些一对振动腕部的基端侧固定成一体的基部，使振动腕部彼此在互相接近或分离的方向上以既定的谐振频率进行振动。 

例如在专利文献1～3中公开了压电振动片的制造方法。在此，对压电振动片的外形构图做具体说明，则首先在水晶等的圆片(wafer)形成金属膜之后，在金属膜上形成抗蚀剂膜。接着，利用光刻技术隔着光掩模的遮光膜图案进行曝光，并进行显影，由此对抗蚀剂膜进行构图，形成沿着压电振动片的外形形状的抗蚀剂图案。然后，以抗蚀剂图案为掩模对金属膜进行蚀刻，由此形成有选择地除去抗蚀剂图案保护的区域以外的金属膜的金属膜图案。其后，以金属膜图案为掩模对圆片进行蚀刻，由此有选择地除去金属膜图案保护的区域以外的圆片，能够形成压电振动片的外形形状。 

此外，在进行上述的曝光时，有时采用这样的方法：在抗蚀剂膜使用负型抗蚀剂，在使抗蚀剂膜与光掩模密合的状态下进行曝光的接触式曝光。在接触式曝光中，由于抗蚀剂膜与光掩模密合，能够减少 抗蚀剂膜与光掩模之间的光的蔓延。其结果，能够提高曝光时的析像度，并且能以较高的尺寸精度形成抗蚀剂图案。 

专利文献1：日本特开2002-261557号公报 

专利文献2：日本特开2004-120351号公报 

专利文献3：日本特开2009-88753号公报 

但是，在通过上述的接触式曝光进行抗蚀剂膜的构图时，由于异物夹入光掩模与抗蚀剂膜之间，有可能在光掩模中与压电振动片的外形相当的外形相当区域发生裂纹等的伤痕。在该伤痕部分中，曝光时的光的透射率低于无伤痕的良好部分，所以在与伤痕部分相当的区域的抗蚀剂膜上也出现伤痕的影响。即，与外形相当区域相同的伤痕也转印到抗蚀剂图案。因此，在形成金属膜图案时由于蚀刻剂浸入到抗蚀剂图案的伤痕部分而金属膜被异常蚀刻，存在无法以所希望的形状形成金属膜图案的问题。其结果，在其后的构图圆片的外形时，由于圆片被异常蚀刻而不能按所希望的外形形成压电振动片，存在比所希望的外形，破碎或凹陷(所谓水晶失色(クワレ))的问题。光掩模在曝光之后通过清洗而可以数次反复使用，但是光掩模如果有一次受伤，就无法在该伤痕部分制造出合格的压电振动片。 

在此，压电振动片在最终工序中进行谐振频率等的电特性检查，挑选良品和次品，但是有时根据水晶失色的位置或规模，无法准确地挑选出发生水晶失色的次品的压电振动片。这时，存在这样的问题：在次品的压电振动片在市场上流通而作为制品使用时，由于碰撞或疲劳等而压电振动片以水晶失色的部位为起点易折。 

发明内容

于是，本发明鉴于上述问题构思而成，提供能够准确挑选次品而提高商品的可靠性的压电振动片的制造方法及压电振动片、以及具备压电振动片的压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟。 

为了解决上述课题，本发明提供以下的方案。 

本发明的压电振动片的制造方法，其特征在于包括：掩模材料图案形成工序，对形成在应该形成外形图案的加工对象物上的掩模材料进行构图而形成掩模材料图案；以及外形图案形成工序，除去所述掩模材料图案的形成区域以外的区域的所述加工对象物而形成所述外形图案，在所述掩模材料图案形成工序中，使用在具有透光性的基板上形成有遮光膜图案的光掩模，以使所述光掩模密合至所述掩模材料的状态对所述掩模材料进行接触式曝光，由此形成所述掩模材料图案，在所述掩模材料图案形成工序的前段包括光掩模加工工序，在所述光掩模中的与所述外形图案相当的外形相当区域发现了缺陷时，除去一部分所述遮光膜图案，变更存在所述缺陷的所述外形相当区域的形状。 

依据该构成，在光掩模加工工序中，在预先变更存在缺陷的外形相当区域的形状的状态下进行接触式曝光，由此，借助存在缺陷的外形相当区域构图的掩模材料，形成为具有与借助良好的外形相当区域构图的良好掩模材料图案不同的形状的不良掩模材料图案。由此，能够积极地使借助不良掩模材料图案构图的外形图案的形状和借助良好掩模材料图案构图的外形图案的形状不同。因而，在最终工序的电特性检查等中，在良品和次品上产生明确的电特性的差。因此，能够准确地挑选出良品和次品，能够只让良品在市场上流通。因而，能够提供振动特性优越的可靠性高的压电振动片。 

此外，特征在于：所述压电振动片包括平行配置的一对振动腕部和将所述一对振动腕部的基端侧固定成一体的基部，在所述外形图案形成工序的后段包括外形形成工序，以所述外形图案为掩模，通过对由压电材料构成的圆片进行构图，形成所述压电振动片的外形。 

依据该构成，在外形形成工序中，通过在良品和次品上形状明显不同的外形图案对圆片进行构图，因此能够在良品和次品上使压电振动片的外形明显不同。其结果，在最终工序的电特性检查等中，在良品和次品上产生明确的电特性的差，能够准确地挑选出良品和次品。 

此外，特征在于：所述掩模材料由负型抗蚀剂构成，所述遮光膜图案形成在所述基板上的所述外形相当区域以外的区域，在所述光掩模加工工序中，以连接与所述一对振动腕部相当的区域的方式变更所述外形相当区域的形状。 

依据该构成，在光掩模加工工序中，以连接与振动腕部相当的区域的方式变更外形相当区域的形状，由此能够形成振动腕部彼此连接的压电振动片。这时，由于振动腕部彼此连接的压电振动片不振动，能够在电特性检查等中准确地进行良品和次品的挑选。 

此外，特征在于：所述掩模材料由正型抗蚀剂构成，所述遮光膜图案形成在所述基板上的所述外形形成区域，在所述光掩模加工工序中，以切断所述一对振动腕部中与至少一个所述振动腕部相当的区域的所述遮光膜图案的方式，变更所述外形相当区域的形状。 

依据该构成，在光掩模加工工序中，以切断与至少一个振动腕部相当的区域的遮光膜图案的方式变更外形相当区域的形状，由此能形成没有至少一个振动腕部的压电振动片。这时，压电振动片不振动，所以能够在电特性检查等中准确地进行良品和次品的挑选。 

此外，特征在于：在所述外形图案形成工序的后段包括电特性检查工序，检查所述压电振动片的电特性是否在既定范围内，在所述光掩模加工工序中，变更所述外形相当区域的形状，以使从存在所述缺陷的所述外形相当区域形成的所述压电振动片的电特性，在所述电特性检查工序中脱离所述既定范围。 

依据该构成，在光掩模加工工序中，变更外形相当区域的形状，以使从存在缺陷的外形相当区域形成的压电振动片的电特性，在电特性检查工序中脱离既定范围，由此能够准确地挑选良品和次品。 

此外，本发明的压电振动片的特征在于：利用上述本发明的压电振动片的制造方法来制造。 

依据该结构，由于利用上述本发明的压电振动片的制造方法来制造，能够得到振动特性优越的可靠性高的压电振动片。 

此外，本发明的压电振动器的特征在于：上述本发明的压电振动片被气密密封到封装件而成。 

依据该结构，由于上述本发明的压电振动片气密密封到封装件，能够提供振动特性优越的可靠性高的压电振动器。 

此外，本发明的振荡器，其特征在于：上述本发明的压电振动器作为振子而电连接至集成电路。 

此外，本发明的电子设备，共特征在于：上述本发明的压电振动器电连接至计时部。 

此外，本发明的电波钟，其特征在于：上述本发明的压电振动器电连接至滤波部。

在本发明的振荡器、电子设备及电波钟中，由于具备上述的压电振动器，能够提供与压电振动器同样地可靠性高的制品。 

(发明效果) 

依据本发明的压电振动片的制造方法及压电振动片，能够准确地挑选良品和次品，能够只让良品在市场上流通。因而，能够提供振动特性优越的可靠性高的压电振动片。 

依据本发明的压电振动器，由于上述本发明的压电振动片气密密封到封装件，能够提供振动特性优越的可靠性高的压电振动器。 

在本发明的振荡器、电子设备及电波钟中，由于具备上述的压电振动器，能够提供与压电振动器同样可靠性高的制品。 

附图说明

图1是表示本发明的压电振动器的实施方式的外观斜视图。 

图2是图1所示的压电振动器的内部结构图，是拆下盖基板的状态下俯视压电振动片的图。 

图3是沿着图2所示的A-A线的压电振动器的剖视图。 

图4是图1所示的压电振动器的分解斜视图。 

图5是俯视压电振动片的平面图。 

图6是仰视压电振动片的平面图。 

图7是沿着图5所示的B-B线的压电振动器的剖视图。 

图8是表示制造图1所示的压电振动器时的流程的流程图。 

图9是表示制造压电振动片时的流程的流程图。 

图10是表示压电振动片的制造方法的工序图，是圆片的剖视图。 

图11是表示压电振动片的制造方法的工序图，是圆片的剖视图。 

图12是表示压电振动片的制造方法的工序图，是圆片的剖视图。 

图13是表示压电振动片的制造方法的工序图，是圆片的剖视图。 

图14是表示压电振动片的制造方法的工序图，是圆片的剖视图。 

图15是表示压电振动片的制造方法的工序图，是光掩模的平面图。 

图16是表示压电振动片的制造方法的工序图，是光掩模的平面图。 

图17是表示压电振动片的制造方法的工序图，是表示在圆片上形成有外形图案的状态的平面图。 

图18是表示压电振动片的制造方法的工序图，是沿着图17的C-C线的剖视图。 

图19是表示压电振动片的制造方法的工序图，是沿着图17的C-C线的剖视图。 

图20是表示压电振动片的制造方法的工序图，是沿着图17的C-C线的剖视图。 

图21是表示压电振动片的制造方法的工序图，是沿着图17的C-C线的剖视图。 

图22是表示压电振动片的制造方法的工序图，是不良压电板的平面图。 

图23是表示压电振动器的制造方法的工序图，是以在空腔内收纳压电振动片的状态下阳极接合基底基板用圆片与盖基板用圆片的圆片接合体的分解斜视图。 

图24是表示本发明的振荡器的一个实施方式的结构图。 

图25是表示本发明的电子设备的一个实施方式的结构图。 

图26是表示本发明的电波钟的一个实施方式的结构图。 

图27是表示压电振动片的制造方法的其它例的工序图，是光掩模的平面图。 

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。 

(压电振动器) 

图1是本实施方式的压电振动器的外观斜视图，图2是压电振动器的内部结构图，是在拆下盖基板的状态下俯视压电振动片的图。此外，图3是沿着图2所示的A-A线的压电振动器的剖视图，图4是压电振动器的分解斜视图。 

如图1～图4所示，压电振动器50形成为由基底基板51和盖基板52层叠为2层的箱状，是在内部的空腔C内收纳压电振动片1的表面安装型的压电振动器50。并且，压电振动片1与设置在基底基板51的外侧的外部电极53、54，通过贯通基底基板51的一对贯通电极55、56电连接。 

基底基板51是用玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板，形成为板状。在基底基板51形成有一对贯通孔57、58，该一对贯通孔57、58用于形成一对贯通电极55、56。贯通孔57、58呈直径从基底基板51的外侧端面(图3中下面)向内侧端面(图3中上面)逐渐缩小的剖面锥形状。 

与基底基板51同样，盖基板52是用玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板，形成为能与基底基板51叠合的大小的板状。再者，在盖基板52的接合基底基板51的接合面一侧，形成有收纳压电振动片1的矩形状的凹部52a。 

当叠合了基底基板51及盖基板52时，该凹部52a形成收纳压电 振动片1的空腔C。 

并且，在基底基板51的内侧端面一侧(接合盖基板52的接合面一侧)，形成有由导电材料(例如，铝)构成的阳极接合用的接合层61。该接合层61的膜厚例如形成为 

左右，以围住形成在盖基板52的凹部52a周围的方式沿着基底基板51的周缘而形成。并且，基底基板51和盖基板52以使凹部52a与基底基板51的接合面一侧对置的状态，通过接合层61对基底基板51阳极接合。 

此外，外部电极53、54设置在基底基板51的外侧端面的长边方向的两端，经由各贯通电极55、56及各迂回电极62、63而与压电振动片1电连接。更具体而言，一个外部电极53经由一个贯通电极55及一个迂回电极62而与压电振动片1的后述的一个装配电极12电连接。此外，另一外部电极54经由另一贯通电极56及另一迂回电极63而与压电振动片1的后述的另一装配电极13电连接。 

贯通电极55、56由筒体65及芯材部66形成，该筒体65及芯材部66经烧结而对贯通孔57、58固定成为一体，该贯通电极55、56承担完全堵塞贯通孔57、58而维持空腔C内的气密，并且使外部电极53、54与迂回电极62、63导通的作用。具体而言，一个贯通电极55在外部电极53与压电振动片1的后述的基部5之间位于迂回电极62的下方，另一贯通电极56在外部电极54与压电振动片1的后述的振动腕部4之间位于迂回电极63的下方。 

筒体65是膏状的玻璃料烧结而成的。筒体65形成为两端平坦且厚度与基底基板51大致相同的圆筒。并且，在筒体65的中心，以贯通筒体65的中心孔的方式配置有芯材部66。此外，在本实施方式中匹配贯通孔57、58的形状地，使筒体65的外形形成为圆锥状(剖面锥状)。并且，该筒体65以埋入贯通孔57、58内的状态被烧结，对这些贯通孔57、58牢固地固接。 

上述的芯材部66是用金属材料形成为圆柱状的导电性的芯材，与筒体65同样地形成为两端平坦且厚度与基底基板51的厚度大致相 同。 

此外，贯通电极55、56通过导电性的芯材部66确保电导通性。 

(压电振动片) 

图5是压电振动片的俯视的平面图，图6是仰视的平面图。 

本实施方式的压电振动片1如图5、图6所示，具备由水晶或钽酸锂、铌酸锂等的压电材料形成的音叉型压电板2。 

压电板2具备平行配置的一对振动腕部3、4和将这些一对振动腕部3、4的基端部一侧固定成一体的基部5。此外，在这些一对振动腕部3、4的上下表面上，形成有从振动腕部3、4的基端部向前端部以一定宽度纵长的沟部6。这些沟部6遍及从振动腕部3、4的基端部一侧超过中间部的范围而形成。由此，一对振动腕部3、4分别如图7所示呈剖面H型。此外，图7是沿着图1的A-A线的剖视图。 

在这样形成的压电板2的外表面上，如图5、图6所示，形成有一对激振电极10、11及一对装配电极12、13。其中，一对激振电极10、11是在被施加电压时使一对振动腕部3、4在互相接近或分离的方向上以既定的谐振频率振动的电极，主要在一对振动腕部3、4的外表面上以分别电性切断的状态被构图而形成。具体而言，如图7所示，一个激振电极10主要形成在一个振动腕部3的沟部6内和另一振动腕部4的侧面上，另一激振电极11主要形成在一个振动腕部3的侧面上和另一振动腕部4的沟部6内。 

此外，如图5、图6所示，一对装配电极12、13形成在包括基部5的主表面及侧面的内的外表面上，经由引出电极16而与一对激振电极10、11分别电连接。因而，一对激振电极10、11成为经由该装配电极12、13而被施加电压。 

此外，上述的激振电极10、11、装配电极12、13及引出电极16，例如是铬(Cr)和金(Au)的层叠膜，在以与水晶的密合性良好的铬膜为基底成膜之后，对表面施加金的薄膜。但是，并不限于该情况，例如在铬和镍铬(NiCr)的层叠膜的表面再层叠金的薄膜也可，也可 以为铬、镍、铝(Al)或钛(Ti)等的单层膜。 

此外，在一对振动腕部3、4的前端部形成有用于调整(频率调整)的重锤金属膜17(由粗调膜17a及微调膜17b构成)，以使本身的振动状态在既定频率的范围内振动。利用该重锤金属膜17进行频率调整，由此能够使一对振动腕部3、4的频率落入器件的标称频率范围内。 

这样构成的压电振动片1如图3、图4所示，利用金等的凸点B，凸点接合至形成在基底基板51的内侧端面的迂回电极62、63上。更具体地说，压电振动片1的一个激振电极11通过一个装配电极12及凸点B而凸点接合至一个迂回电极62上，另一激振电极10通过另一装配电极13及凸点B而凸点接合至另一迂回电极63上。由此，压电振动片1以从基底基板51的内侧端面浮上的状态被支撑，并且成为各装配电极12、13和迂回电极62、63分别电连接的状态。 

然后，在使该压电振动片1动作时，通过向一对激振电极10、11间施加既定的驱动电压而使电流流动，能使一对振动腕部3、4在接近/分离的方向上以既定频率振动。再者，能将该振动作为时刻源、控制信号的定时源、或参考信号源等而加以利用。 

(压电振动器的制造方法) 

接着，对上述的压电振动器的制造方法进行说明。在以下说明中，对从由水晶构成的圆片制造多个压电振动片的情形进行说明。图8是表示压电振动器的制造方法的流程图，图9是表示压电振动片制作工序的流程图。此外，图10～图23是表示压电振动器的制造方法的工序图。 

(压电振动片制作工序) 

首先，如图8所示，进行压电振动片制作工序(S10)而制作图5～图7所示的压电振动片1。具体而言，如图9、图10所示，将未加工的朗伯(Lambert)水晶以规定角度切片而做成一定厚度的圆片S。接着，研磨该圆片S而进行粗加工后，通过蚀刻来除去加工变质层， 其后进行抛光(polish)等的镜面研磨加工，做成既定厚度(S110)。 

接着，形成用于由圆片S构图出多个压电振动片1的外形形状的外形图案23(参照图17)(S120)。以下，对该工序进行具体说明。 

首先，如图10所示，准备结束抛光的圆片S后，在圆片5的两面分别形成金属膜(加工对象物)20(S121)。该金属膜20是例如由铬构成的基底膜21和由金构成的保护膜22的层叠膜，分别通过溅镀法或蒸镀法等来成膜。 

接着，如图11所示，在金属膜20上形成光刻胶膜(掩模材料)25(S122)。具体而言，首先在金属膜20上，利用旋涂法等来涂敷抗蚀剂材料。此外，作为本实施方式中所使用的抗蚀剂材料，优选使用以环化橡胶(例如，环化异戊二烯)为主体的橡胶类负型抗蚀剂。橡胶类负型抗蚀剂是将环化橡胶溶解到有机溶剂，再加入叠氮类(bisazide)感光剂，并过滤，通过除去杂质而精炼。然后，在涂敷抗蚀剂材料后，预先烘烤抗蚀剂材料而使有机溶剂蒸发，形成光刻胶膜25。此外，在用热板进行预先烘烤时，优选在120℃～130℃进行，在用烤箱进行时优选在80℃～90℃左右进行。 

在此，利用光刻技术，将光刻胶膜25构图成所希望的抗蚀剂图案26(参照图13)(S123：掩模材料图案形成工序)。具体而言，如图12、图15所示，将光掩模30设置在光刻胶膜25上。光掩模30在玻璃等的具有透光性的基板31的主表面31a上，形成有铬等的具有遮光性的遮光膜图案35。遮光膜图案35用来对光刻胶膜25进行构图，在基板31的主表面31a上，除与压电振动片1的外形相当的区域以外的区域形成。即，在基板31的主表面31a上，与压电振动片1的外形相当的区域形成多个没有形成遮光膜图案35的开口部，这些开口部成为具有压电振动片1的外形形状的外形相当区域33。 

然后，隔着对这样形成的光掩模30对光刻胶膜25进行接触式曝光(S123A)。具体而言，首先将光掩模30的主表面31a一侧朝向光刻胶膜25的状态进行设置(set)。这时，在使圆片S与光掩模30 对位的状态下，以使光掩模30和光刻胶膜25密合的方式设置。 

可是，在本实施方式中，采用在上述那样的曝光工序(S123A)中使光掩模30与光刻胶膜25密合并加以曝光的接触式曝光。在通过接触式曝光来进行光刻胶膜25的构图时，有可能异物夹入光掩模30与光刻胶膜25之间，如图15所示，在光掩模30中的与外形相当区域33(基板31)产生裂纹等的伤痕K。在该伤痕K的部分，由于曝光时的光的透射率下降，在与伤痕K相当的区域的光刻胶膜25也出现伤痕K的影响。即，通过外形相当区域33而对被曝光的金属膜20也会转印出与外形相当区域33相同的伤痕。其结果，在进行其后的圆片S的构图时，圆片S被异常蚀刻，由此无法将压电振动片1形成为所希望的外形，存在发生水晶失色的问题。 

于是，在本实施方式中，在抗蚀剂图案26的形成工序(S123)之前，进行光掩模30中的外形相当区域33是否有伤痕K的掩模检查。然后，在外形相当区域33上没有发现到伤痕K的情况下，原样将光掩模30在曝光工序(S123A)中使用。 

另一方面，在掩模检查中，在光掩模30的外形相当区域33(基板31)发现了伤痕K时，通过用激光来除去光掩模30的遮光膜图案35，变更具有伤痕K的外形相当区域33的外形(光掩模加工工序)。具体而言，如图16所示，将光掩模30搬入未图示的激光装置，通过激光来除去遮光膜图案35，以连接与外形相当区域33中的振动腕部3、4(参照图5)相当的区域。由此，具有伤痕K的外形相当区域33，形成在从平面上看大致矩形框状的不良外形相当区域33a。即，在进行曝光工序(S123A)之前，将具有伤痕K的外形相当区域33预先设为不良外形相当区域33a，积极地区分良品的外形相当区域33和不良外形相当区域33a的外形。此外，本实施方式的激光器能适宜使用例如波长1064nm的YAG激光器。 

并且，在该状态下，如图12所示，隔着光掩模30而对光刻胶膜25进行接触式曝光。具体而言，从圆片S的两面侧曝光紫外线L时， 透过光掩模30而曝光光刻胶膜25。这时，只有入射到光掩模30中的形成有外形相当区域33(及不良外形相当区域33a)的区域的紫外线L，透过基板31而曝光到光刻胶膜25。这样只有被紫外线L曝光的区域的光刻胶膜25，被固化。如果曝光结束，消除光掩模30。此外，被消除的光掩模30在另一工序中被清洗，接着能在被搬送的圆片S的曝光工序中反复使用。在本实施方式中，通过在光刻胶膜25的曝光工序(S123A)中采用接触式曝光，能够减少光刻胶膜25与光掩模30之间的光的蔓延。其结果，能够提高曝光时的析像度，并且能以较高的尺寸精度形成抗蚀剂图案26。 

接着，如图13所示，在除掉光掩模30之后，进行光刻胶膜25的显影(S123B)。具体而言，将圆片S浸渍到显影液中，从而能够有选择地只除去没有被紫外线L曝光的区域的光刻胶膜25。即，在显影后的金属膜20上，形成多个在压电振动片1的外形形状上残留光刻胶膜25的状态的抗蚀剂图案26。这时，透过良品的外形相当区域33而被曝光的光刻胶膜25，仿效压电振动片1的外形形状而形成为音叉型的抗蚀剂图案26，另一方面透过不良外形相当区域33a而被曝光的光刻胶膜25，形成为矩形框状的不良抗蚀剂图案(未图示)。 

然后，如图14所示，以抗蚀剂图案26为掩模进行蚀刻加工(例如，湿蚀刻)，有选择地除去没有遮掩的金属膜20(压电振动片1的形成区域以外的金属膜20)(S124：外形图案形成工序)。其后，如图17、图18所示，在蚀刻加工后除去光刻胶膜25的抗蚀剂图案26。由此，借助良品的抗蚀剂图案26构图的金属膜20，能够形成为具有与压电振动片1的外形形状相等的形状的外形图案23。即，能够仿效一对振动腕部3、4及基部5的外形形状地构图金属膜20。另一方面，借助不良抗蚀剂图案构图的金属膜20，形成为矩形框状的不良外形图案23a(参照图17)。此外这时，仅以圆片S上形成的多个压电振动片1的数目，成批地进行构图。 

接着，如图19所示，以构图后的外形图案23(及不良外形图案 23a)为掩模，从圆片S的两面分别进行蚀刻加工(S130)。由此，能有选择地除去没有被外形图案23(及不良外形图案23a)遮掩的区域。其结果，借助外形图案23构图的圆片S，如图22所示，能够形成为上述的音叉型压电板2的外形形状。此外，如本实施方式那样，通过从圆片S的两面侧进行蚀刻，能够将压电板2的外形形状高精度地形成为所希望的形状。 

另一方面，借助不良外形图案23a构图的圆片S，如图22所示，形成为矩形框状的不良压电板27。即，以不良外形图案23a为掩模，对圆片S进行构图，由此在与不良外形图案23a相当的圆片S上，能形成振动腕部3、4彼此连接的大致矩形框状的不良压电板27。此外，多个压电板2及不良压电板27在进行后面进行的切断工序之前，处于通过未图示的连接部而连接至圆片S的状态。即，圆片S中良品的压电板2和不良压电板27以被连接的状态统一进行各工序，因此在以后的工序中对不良压电板27也进行与压电板2同样的加工。 

接着，进行在一对振动腕部3、4的主表面上形成沟部6的沟部形成工序(S140)。具体而言，在外形图案23(金属膜20)上形成光刻胶膜(未图示)。然后，利用光刻技术，以空出沟部6的区域的方式对光刻胶膜进行构图。然后，以构图后的光刻胶膜为掩模进行蚀刻加工，有选择地除去外形图案23。其后，除去光刻胶膜，从而如图20所示，能够以空出沟部6的区域的状态，对已构图的外形图案23进一步进行构图。 

接着，以该再次构图的外形图案23为掩模，将圆片S蚀刻加工之后，除去作为掩模的外形图案23。由此，如图21所示，能够在一对振动腕部3、4的两个主表面上分别形成沟部6。 

接着，进行在多个压电板2的外表面上对电极膜进行构图，分别形成激振电极10、11、引出电极16、及装配电极12、13的电极形成工序(S150)。具体而言，利用蒸镀法或溅镀法等在形成有沟部6的压电板2(及不良压电板27)的外表面形成电极膜。接着，利用喷 涂等来形成光刻胶膜之后，利用光刻技术进行曝光、显影，从而对光刻胶膜进行构图。然后，以残留的光刻胶膜为掩模对电极膜进行蚀刻加工而进行构图。其后，除去作为掩模的光刻胶膜，由此能够形成如上所述的电极。 

接着，在结束电极形成工序之后，在一对振动腕部3、4的前端形成频率调整用的由粗调膜17a及微调膜17b构成的重锤金属膜17(例如，银或金等)(S160)。然后，进行对形成在圆片S的所有振动腕部3、4，粗调谐振频率的粗调工序(S170)。这是这样进行的：对重锤金属膜17的粗调膜17a照射激光，使一部分蒸发，从而改变重量。此外，关于更高精度地调整谐振频率的微调，是在将压电振动片1安装到封装件后进行的。 

然后，最后进行切断连接圆片S与压电板2的连接部而使多个压电板2(及不良压电板27)从圆片S断开，进行小片化的切断工序(S180)。由此，能够一个圆片S一次性制造多个音叉型的压电振动片1。 

在该时刻，结束压电振动片1的制造工序，能够得到图5所示的压电振动片1。 

接着，如图8、图23所示，进行将后面成为盖基板3的盖基板用圆片70制作到要进行阳极接合之前的状态的第一圆片制作工序(S20)。首先，将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度并加以清洗后，形成利用蚀刻等除去最表面的加工变质层的圆板状的盖基板用圆片70(S21)。接着，进行在盖基板用圆片70的接合面沿着行列方向形成多个空腔C用的凹部52a的凹部形成工序(S22)。 

在该时刻，结束第一圆片制作工序(S20)。 

接着，与上述的第一圆片制作工序(S20)同时，或者在前后的定时，进行将后面成为基底基板51的基底基板用圆片80制作到要阳极接合之前的状态的第二圆片制作工序(S30)。首先，将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度并加以清洗后，形成利用蚀刻等除去了最表面 的加工变质层的圆板状的基底基板用圆片80(S31)。 

接着，进行形成多个贯通基底基板用圆片80的一对贯通孔57、58的贯通孔形成工序(S32)。具体而言，以在后面叠合了两圆片70、80时收纳于形成在盖基板用圆片70的凹部52a内的方式形成多个一对贯通孔57、58。进而，形成为使一个贯通孔57位于后面装配的压电振动片1的基部5一侧，并且使另一贯通孔58位于振动腕部4的先端侧。此外，在形成贯通孔57、58时，利用喷砂法或利用夹具的压力加工等的方法来形成既可。 

接着，进行在贯通孔形成工序(S32)中形成的贯通孔57、58内形成贯通电极55、56的贯通电极形成工序(S33)。由此，在贯通孔57、58内，芯材部66以对基底基板用圆片80的两面(图3中的上下表面)共面的状态被保持。由此，能够形成贯通电极55、56。 

接着，进行在基底基板用圆片80的上表面对导电材料进行构图而形成接合膜61(参照图3)的接合膜形成工序(S34)，并且进行形成多个与一对贯通电极55、56分别电连接的迂回电极62、63的迂回电极形成工序(S35)。 

通过进行该工序，成为使一个贯通电极55与一个迂回电极62导通，并且使另一贯通电极56与另一迂回电极63导通的状态。在该时刻结束第二圆片制作工序(S30)。 

可是，在本实施方式中工序顺序设为在接合膜形成工序(S34)之后，进行迂回电极形成工序(S35)，但与相反地，在迂回电极形成工序(S35)之后，进行接合膜形成工序(S34)也可，且将两工序同时进行也可。无论何种工序顺序，都能起到相同的作用效果。因而，根据需要而适宜变更工序顺序也可。 

接着，进行将所制作的多个的压电振动片1分别经由迂回电极62、63而凸点接合至基底基板用圆片80的上表面的装配工序(S40)。首先，在一对迂回电极62、63上分别形成金等的凸点B。然后，在将压电振动片1的基部5承载到凸点B上之后，一边将凸点B加热 至既定温度一边将压电振动片1按压在凸点B。由此，压电振动片1不仅被机械支撑于凸点B，而且成为装配电极12、13和迂回电极62、63电连接的状态。因而，在该时刻压电振动片1的一对激振电极10、11成为分别对一对贯通电极55、56导通的状态。特别是压电振动片1被凸点接合，因此以从基底基板用圆片80的上表面浮上的状态被支撑。 

在结束压电振动片1的装配之后，进行对基底基板用圆片80叠合盖基板用圆片70的叠合工序(S50)。具体而言，以未图示的基准标记等为标志，将两圆片70、80对准到正确的位置。由此，所装配的压电振动片1成为被收纳于由形成在盖基板用圆片70的凹部52a与两圆片70、80包围的空腔C内的状态。 

在叠合工序(S50)后，进行将叠合后的两个圆片70、80置于未图示的阳极接合装置，加热至既定温度(接合温度)，并且施加既定电压而阳极接合的接合工序(S60)。具体而言，对接合膜61与盖基板用圆片70之间施加既定电压。这样，在接合膜61与盖基板用圆片70的界面产生电化学反应，使两者分别牢固地密合而阳极接合。由此，能够将压电振动片1密封于空腔C内，能够得到基底基板用圆片80与盖基板用圆片70接合的图23所示的圆片体90。此外，图23中为了易于观看附图，示出分解圆片体90的状态，从基底基板用圆片80省略了接合膜61的图示。 

然后，在结束上述的阳极接合之后，进行在基底基板用圆片80的下表面对导电材料进行构图，而形成多个与一对贯通电极55、56分别电连接的一对外部电极53、54的外部电极形成工序(S70)。通过该工序，能够使利用外部电极53、54密封于空腔C内的压电振动片1动作。 

其后，进行对密封于空腔C内的各个压电振动器50的频率进行微调而使之落入既定范围内的微调工序(S80)。具体说明，则对外部电极53、54施加电压而使压电振动片1振动。然后，一边测量频 率一边通过基底基板用圆片80而从外部照射激光，使重锤金属膜17的微调膜17b蒸发。由此，一对振动腕部3、4的前端侧的重量发生变化，所以能够以使压电振动片1的频率落入标称频率的既定范围内的方式进行微调。 

在结束频率的微调之后，进行沿着图23所示的切断线M而切断所接合的圆片体90进行小片化的切断工序(S90)。其结果，能够一次性制造多个使压电振动片1密封于在互相阳极接合的基底基板51与盖基板52之间形成的空腔C内的，图1所示的表面安装型的压电振动器1。 

可是，在本实施方式中，良品的压电振动片1和由不良压电板27构成的次品的压电振动片经过同样的工序被加工，因此空腔C内除了收纳良品的压电振动片1以外，有时收纳由不良压电板27构成的次品的压电振动片。 

在此，进行压电振动器1内部的电特性检查，挑选收纳了良品的压电振动片1的良品的压电振动器50和收纳了次品的压电振动片的次品的压电振动器(S100)。具体而言，对外部电极53、54施加电压而使压电振动片1振动。然后，测定压电振动片1的谐振频率、谐振电阻值、驱动电平特性(谐振频率及谐振电阻值的激振电力相关性)等并加以核对。此外，将绝缘电阻特性等一并核对。 

然后，在所测定的压电振动片中的上述的参数不在所希望的范围内，或者压电振动片不能动作的情况下，作为次品而除去。这时，振动腕部3、4彼此连接的不良振动板27(参照图22)成为不能振动。因此，通过除去不振动的压电振动片，能够可靠地挑选次品的压电振动片和良品的压电振动片1。然后，最后进行压电振动器50的外观检查，对尺寸或质量等进行最终核对。由此结束压电振动器50的制造。 

如此，在本实施方式中，构成为在光掩模加工工序(S123)之前，在外形相当区域33上发现伤痕K的情况下，用激光来除去光掩模30 的遮光膜图案35，由此变更有伤痕K的外形相当区域33的外形。 

依据该构成，在光掩模30中的外形相当区域33有伤痕K的情况下，预先改变包含伤痕K部分的外形相当区域33的外形后的状态下进行曝光工序，由此借助不良外形相当区域33a构图的光刻胶膜25，形成为具有与借助良好的外形相当区域33构图的抗蚀剂图案26不同的形状的不良的抗蚀剂图案。由此，能够积极地使在与不良的抗蚀剂图案相当的圆片5上形成的压电板(不良压电板27)的外形和在与良好的抗蚀剂图案26相当的圆片S上形成的压电板2的外形不同。因而，在最终工序的电特性检查等中，良品和次品上电特性产生明确的差异。因此，能够准确地挑选良品和次品，并且能够只让良品的压电振动片1流通。因而，能够提供振动特性优越的可靠性高的压电振动片1。 

进而，在本实施方式中，以连接与振动腕部3、4相当的区域的方式形成不良外形相当区域33a，从而能形成振动腕部3、4彼此连接的次品的压电振动片。这时，振动腕部3、4彼此连接的压电振动片不振动，因此能够在电特性检查等中准确地挑选出良品和次品。 

(振荡器) 

接着，参照图24，对本发明的振荡器的一个实施方式进行说明。 

本实施方式的振荡器100如图24所示，将压电振动器1构成为电连接至集成电路101的振子。该振荡器100具备安装了电容器等的电子部件102的基板103。在基板103安装有振荡器用的上述集成电路101，在该集成电路101的附近安装有压电振动器1。这些电子部件102、集成电路101及压电振动器1通过未图示的布线图案分别电连接。此外，各构成部件通过未图示的树脂来模制(mould)。 

在这样构成的振荡器100中，对压电振动器1施加电压时，该压电振动器1内的压电振动片5振动。通过压电振动片5所具有的压电特性，将该振动转换为电信号，以电信号方式输入至集成电路101。通过集成电路101对输入的电信号进行各种处理，以频率信号的方式 输出。从而，压电振动器1作为振子起作用。 

此外，根据需求有选择地设定集成电路101的结构，例如RTC(实时时钟)模块等，能够附加钟表用单功能振荡器等的功能之外，还能附加控制该设备或外部设备的工作日期或时刻，或者提供时刻或日历等的功能。 

如上所述，依据本实施方式的振荡器100，由于具备高质量化的压电振动器1，振荡器100本身也同样能谋求高质量化。而且除此以外，能够长期得到稳定的高精度的频率信号。 

(电子设备) 

接着，参照图25，就本发明的电子设备的一个实施方式进行说明。此外作为电子设备，举例说明了具有上述压电振动器1的便携信息设备110。最先本实施方式的便携信息设备110为例如以便携电话为首的，发展并改良了传统技术中的手表的设备。它是这样的设备：外观类似于手表，在相当于文字盘的部分配置液晶显示器，能够在该画面上显示当前的时刻等。此外，在用作通信机时，从手腕取下，通过内置于表带的内侧部分的扬声器及麦克风，可进行与传统技术的便携电话同样的通信。但是，与传统的便携电话相比，明显小型且轻量。 

下面，对本实施方式的便携信息设备110的结构进行说明。如图25所示，该便携信息设备110具备压电振动器1和供电用的电源部111。电源部111例如由锂二次电池构成。该电源部111上并联连接有进行各种控制的控制部112、进行时刻等的计数的计时部113、与外部进行通信的通信部114、显示各种信息的显示部115、和检测各功能部的电压的电压检测部116。而且，通过电源部111来对各功能部供电。 

控制部112控制各功能部，进行声音数据的发送及接收、当前时刻的测量或显示等的整个系统的动作控制。此外，控制部112具备预先写入程序的ROM、读取写入到该ROM的程序并执行的CPU、和作为该CPU的工作区使用的RAM等。 

计时部113具备内置了振荡电路、寄存器电路、计数器电路及接口电路等的集成电路和压电振动器1。对压电振动器1施加电压时压电振动片5振动，通过水晶所具有的压电特性，该振动转换为电信号，以电信号的方式输入到振荡电路。振荡电路的输出被二值化，通过寄存器电路和计数器电路来计数。然后，通过接口电路，与控制部112进行信号的发送与接收，在显示部115显示当前时刻或当前日期或者日历信息等。 

通信部114具有与传统的便携电话相同的功能，具备无线电部117、声音处理部118、切换部119、放大部120、声音输入/输出部121、电话号码输入部122、来电音发生部123及呼叫控制存储器部124。 

通过天线125，无线电部117与基站进行收发信息的声音数据等各种数据的交换。声音处理部118对从无线电部117或放大部120输入的声音信号进行编码及解码。放大部120将从声音处理部118或声音输入/输出部121输入的信号放大到既定电平。声音输入/输出部121由扬声器或麦克风等构成，扩大来电音或受话声音，或者将声音集音。 

此外，来电音发生部123响应来自基站的呼叫而生成来电音。切换部119仅在来电时，通过将连接在声音处理部118的放大部120切换到来电音发生部123，在来电音发生部123中生成的来电音经由放大部120输出至声音输入/输出部121。 

此外，呼叫控制存储器部124存放与通信的呼叫及来电控制相关的程序。此外，电话号码输入部122具备例如0至9的号码键及其它键，通过按压这些号码键等，输入通话目的地的电话号码等。 

电压检测部116在通过电源部111对控制部112等的各功能部施加的电压小于既定值时，检测其电压降后通知控制部112。这时的既定电压值是作为使通信部114稳定动作所需的最低限的电压而预先设定的值，例如，3V左右。从电压检测部116收到电压降的通知的控制部112禁止无线电部117、声音处理部118、切换部119及来电音发生部123的动作。特别是，停止耗电较大的无线电部117的动作 是必需的。而且，显示部115显示通信部114由于电池余量的不足而不能使用的提示。 

即，通过电压检测部116和控制部112，能够禁止通信部114的动作，并在显示部115做提示。该显示可为文字消息，但作为更加直接的提示，在显示部115的显示画面的上部显示的电话图像上打“×(叉)”标记也可。 

此外，通过具备能够有选择地截断与通信部114的功能相关的部分的电源的电源截断部126，能够更加可靠地停止通信部114的功能。 

如上所述，依据本实施方式的便携信息设备110，由于具备高质量化的压电振动器1，便携信息设备本身也同样能实现高质量化。而且除此以外，能够长期显示稳定的高精度的时钟信息。 

接着，参照图26，就本发明的电波钟的一个实施方式进行说明。 

如图26所示，本实施方式的电波钟130具备电连接到滤波部131的压电振动器1，是接收包含时钟信息的标准电波，并具有自动修正为准确的时刻并加以显示的功能的钟表。 

在日本国内，在福岛县(40kHz)和佐贺县(60kHz)有发送标准电波的发送站(发送局)，分别发送标准电波。40kHz或60kHz这样的长波兼有沿地表传播的性质和在电离层和地表边反射边传播的性质，因此其传播范围宽，且由上述的两个发送站覆盖整个日本国内。 

(电波钟) 

以下，对电波钟130的功能性结构进行详细说明。 

天线132接收40kHz或60kHz长波的标准电波。长波的标准电波是将称为定时码的时刻信息AM调制为40kHz或60kHz的载波的电波。接收的长波的标准电波通过放大器133放大，通过具有多个压电振动器1的滤波部131来滤波并调谐。 

本实施方式中的压电振动器1分别具备与上述载波频率相同的40kHz及60kHz的谐振频率的水晶振动器部138、139。 

而且，滤波后的既定频率的信号通过检波、整流电路134来检波 并解调。接着，经由波形整形电路135而抽出定时码，由CPU136计数。在CPU136中，读取当前的年、累积日、星期、时刻等的信息。被读取的信息反映于RTC137，显示出准确的时刻信息。 

由于载波为40kHz或60kHz，所以水晶振动器部138、139优选具有上述的音叉型结构的振动器。 

再者，以上以日本国内为例进行了说明，但长波的标准电波的频率在海外是不同的。例如，在德国使用77.5KHz的标准电波。因而，在便携设备组装也可以应对海外的电波钟130的情况下，还需要不同于日本的频率的压电振动器1。 

如上所述，依据本实施方式的电波钟130，由于具备高质量化的压电振动器1，电波钟本身也同样能谋求高质量化。而且，能够长期稳定地高精度计数时刻。 

此外，本发明的技术范围并不局限于上述实施的方式，在不超出本发明的宗旨的范围内可做各种变更。 

例如，在上述的实施方式中，连接存在伤痕K的遮光膜图案33的振动腕部3、4彼此而形成了不良图案33a，但并不限于此，由存以使在缺陷的外形相当区域形成的压电振动片的电特性，在电特性检查工序中不在既定范围的程度仅改变外形也可。 

此外，在上述的实施方式中对作为光刻胶膜25使用橡胶类负型抗蚀剂的情形进行了说明，但使用正型抗蚀剂也可。但是，在光刻胶膜使用正型抗蚀剂时的光掩模与使用负型抗蚀剂时不同，如图27所示，需要在想要留下光刻胶膜25的区域，即在外形相当区域形成与压电振动片1的外形相同形状的遮光膜图案235。 

因此，在使用正型抗蚀剂时，在光掩模30中的遮光膜图案235上存在伤痕K的情况下，利用激光除去与存在伤痕K的遮光膜图案235中的压电振动片的至少1方的振动腕部相当的部分，形成不良图案235a。这样，在与该不良图案235a相当的圆片S上会形成除去了振动腕部的次品的压电振动片。由于该压电振动片不振动，能够在电 特性检查等中准确地挑选良品和次品。 

此外，在上述的实施方式中，以表面安装型的压电振动器50为例进行了说明，但并不限于此，能够适用于圆柱封装(cylinder package)型的压电振动器。 

而且，也不限于音叉型的压电振动片1。例如，间隙滑移型振动片也可。即，通过使存在伤痕的曝光图案不同于良品的间隙滑移型振动片的外形，能够在电特性检查时容易挑选良品和次品。 

而且，在上述的实施方式中，对形成压电振动片的外形图案时的情形进行了说明，但并不限于此，可以适用于在形成沟部6时，此外在形成电极时等，进行接触式曝光而进行构图的各工序。 

附图标记说明 

1…压电振动片；3、4…振动腕部；5…基部；20…金属膜(加工对象物)；25…光刻胶膜(掩模材料)；26…抗蚀剂图案(掩模材料图案)；30…光掩模；31…基板；35、235…遮光膜图案；100…振荡器；110…便携信息设备(电子设备)；130…电波钟；S…圆片。 

Claims (10)

1.一种压电振动片的制造方法，其特征在于包括：

掩模材料图案形成工序，对形成在应该形成外形图案的加工对象物上的掩模材料进行构图而形成掩模材料图案；以及

外形图案形成工序，除去所述掩模材料图案的形成区域以外的区域的所述加工对象物而形成所述外形图案，

在所述掩模材料图案形成工序中，使用在具有透光性的基板上形成有遮光膜图案的光掩模，以使所述光掩模密合至所述掩模材料的状态对所述掩模材料进行接触式曝光，由此形成所述掩模材料图案，

在所述掩模材料图案形成工序的前段包括光掩模加工工序，在所述光掩模中的与所述外形图案相当的外形相当区域发现了缺陷时，除去一部分所述遮光膜图案，变更存在所述缺陷的所述外形相当区域的形状。

2.如权利要求1所述的压电振动片的制造方法，其特征在于：

所述压电振动片包括平行配置的一对振动腕部和将所述一对振动腕部的基端侧固定成一体的基部，

在所述外形图案形成工序的后段包括外形形成工序，以所述外形图案为掩模，通过对由压电材料构成的圆片进行构图，形成所述压电振动片的外形。

3.如权利要求2所述的压电振动片的制造方法，其特征在于：

所述掩模材料由负型抗蚀剂构成，

所述遮光膜图案形成在所述基板上的所述外形相当区域以外的区域，

在所述光掩模加工工序中，以连接与所述一对振动腕部相当的区域的方式变更所述外形相当区域的形状。

4.如权利要求2所述的压电振动片的制造方法，其特征在于：

所述掩模材料由正型抗蚀剂构成，

所述遮光膜图案形成在所述基板上的所述外形形成区域，

在所述光掩模加工工序中，以切断所述一对振动腕部中与至少一个所述振动腕部相当的区域的所述遮光膜图案的方式，变更所述外形相当区域的形状。

5.如权利要求1所述的压电振动片的制造方法，其特征在于：

在所述外形图案形成工序的后段包括电特性检查工序，检查所述压电振动片的电特性是否在既定范围内，

在所述光掩模加工工序中，变更所述外形相当区域的形状，以使从存在所述缺陷的所述外形相当区域形成的所述压电振动片的电特性，在所述电特性检查工序中脱离所述既定范围。

6.一种压电振动片，其特征在于：利用权利要求1至权利要求5中任一项所述的压电振动片的制造方法来制造。

7.一种压电振动器，其特征在于：权利要求6所述的压电振动片被气密密封到封装件。

8.一种振荡器，其特征在于：将权利要求7所述的压电振动器作为振子电连接至集成电路。

9.一种电子设备，其特征在于：使权利要求7所述的压电振动器电连接到计时部。

10.一种电波钟，其特征在于：使权利要求7所述的压电振动器电连接到滤波部。

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