CN111052602A - 晶体振动元件及其制造方法 - Google Patents

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CN111052602A CN201880057404.0A CN201880057404A CN111052602A CN 111052602 A CN111052602 A CN 111052602A CN 201880057404 A CN201880057404 A CN 201880057404A CN 111052602 A CN111052602 A CN 111052602A
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Abstract

晶体振动元件(10)的制造方法包含:准备晶体片(111)的工序;在晶体片(111)的中央部(117)设置第一激发电极(114a)的工序;作为保护中央部(117)的金属掩模使用第一激发电极(114a)的同时去除周边部(118)的一部分,在晶体片(111)的中央部(117)与周边部(118)之间形成第一侧面(112a)的工序;以及与第一激发电极(114a)接触地设置第一引出电极(115a)的工序,该第一引出电极(115a)向晶体片(111)的周边部(118)延伸。

Description

晶体振动元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及晶体振动元件及其制造方法。
背景技术
压电振动器安装于移动体通信器等,例如作为定时设备、负载传感器来利用。特别是,作为压电振动器之一的晶体振动器对压电体利用人工晶体,从而具有较高的频率精度。安装于晶体振动器的晶体振动元件例如通过利用光刻技术的蚀刻,对晶体片实施外形加工,并在该晶体片上图案化加工各种电极而形成。为了提高蚀刻的加工精度,研究了各种结构。
例如,在专利文献1中,公开有一种晶体振动元件的制造方法,该方法包含:将光致抗蚀剂以及耐腐蚀膜作为掩模对晶体片进行蚀刻,来设置台阶面、倾斜面的工序;去除光致抗蚀剂以及耐腐蚀膜的工序;以及将光致抗蚀剂作为掩模对金属膜进行蚀刻,并形成激发电极、引出电极等的工序。
专利文献1:日本特开2010-283660号公报
然而,当进行在晶体片上形成台阶面、倾斜面,并对晶体片的主面形成凹凸的外形形成的情况下,若在该外形形成之后形成光致抗蚀剂,则因表面张力等在晶体片的主面的角部光致抗蚀剂的膜厚变小。存在因这样的光致抗蚀剂的膜厚变动,而例如激发电极的加工精度降低的课题。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的,本发明的目的在于提供一种能够减少振动特性的制造误差的晶体振动元件及其制造方法。
本发明的一个方式的晶体振动元件的制造方法包含:准备晶体片的工序,该晶体片具有第一主面和与第一主面对置的第二主面,并具有在俯视第一主面时位于中央侧的中央部和位于中央部的外侧的周边部;在晶体片的第一主面中的中央部设置第一激发电极的工序;作为保护中央部的金属掩模使用第一激发电极的同时去除周边部的一部分,并在晶体片的第一主面侧在中央部与周边部之间形成第一侧面的工序;以及与作为金属掩模使用的第一激发电极接触地设置第一引出电极的工序,该第一引出电极的工序在晶体片的第一主面侧向周边部延伸。
本发明的另一方式的晶体振动元件具备:晶体片,具有第一主面和与第一主面对置的第二主面,并且具有在俯视第一主面时位于中央侧的中央部和位于中央部的外侧的周边部,并在第一主面以及第二主面中的至少第一主面侧在中央部与周边部之间形成有第一侧面;第一激发电极,设置于晶体片的第一主面中的中央部;第二激发电极,设置于晶体片的第二主面中的中央部,并与第一激发电极对置;第一引出电极,与第一激发电极电连接;以及第二引出电极,与第二激发电极电连接,至少第一引出电极在俯视晶体片的第一主面时覆盖第一激发电极的至少一部分,从中央部遍及周边部延伸。
根据本发明,能够提供一种能够减少振动特性的制造误差的晶体振动元件及其制造方法。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式的晶体振动器的结构的分解立体图。
图2是示意性地表示沿着图1所示的晶体振动器的II-II线的剖面的结构的剖视图。
图3是示意性地表示图2所示的晶体振动元件的结构的剖视图。
图4是示意性地表示第一实施方式的晶体振动元件的制造方法的一部分的流程图。
图5是接着图4所示的流程图,示意性地表示第一实施方式的晶体振动元件的制造方法的流程图。
图6是示意性地表示蚀刻晶体片的工序的剖视图。
图7是示意性地表示设置第二紧贴层以及第二导电层的工序的剖视图。
图8是示意性地表示对光致抗蚀剂进行图案化的工序的剖视图。
图9是示意性地表示对第二紧贴层以及第二导电层进行蚀刻的工序的剖视图。
图10是示意性地表示刮除中央部的电极表面的工序的剖视图。
图11是示意性地表示第二实施方式的晶体振动器的结构的剖视图。
图12是示意性地表示第三实施方式的晶体振动器的结构的分解立体图。
图13是示意性地表示第三实施方式的晶体振动器的结构的剖视图。
图14是示意性地表示第四实施方式的晶体振动元件的结构的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中,在第二实施方式和第二实施方式以后的实施方式中,与第一实施方式相同或者类似的构成要素用与第一实施方式相同或者类似的附图标记来表示,并适当地省略详细的说明。另外,对于在第二实施方式和第二实施方式以后的实施方式中获得的效果,对于与第一实施方式相同的内容适当地省略说明。各实施方式的附图是例示,各部的尺寸、形状是示意性的,不应将本申请发明的技术的范围限定于该实施方式。
<第一实施方式>
首先,参照图1~图3,对本发明的第一实施方式的晶体振动器1的结构进行说明。图1是示意性地表示第一实施方式的晶体振动器的结构的分解立体图。图2是示意性地表示沿着图1所示的晶体振动器的II-II线的剖面的结构的剖视图。图3是示意性地表示图2所示的晶体振动元件的结构的剖视图。此外,图中所示的第一方向D1、第二方向D2、以及第三方向D3分别是相互正交的方向。此外,第一方向D1、第二方向D2、以及第三方向D3也可以是相互以90°以外的角度交叉的方向。另外,第一方向D1、第二方向D2、以及第三方向D3并不限定于图1所示的箭头的方向(正方向),也包含与箭头相反的方向(负方向)。
晶体振动器(Quartz Crystal Resonator Unit)1是压电振动器(PiezoelctricResonator Unit)的一种,根据施加电压使晶体振动元件(Quartz Crystal Resonator)10激发。晶体振动元件10作为根据施加电压振动的压电体利用晶体片(Quartz CrystalElement)11。
如图1所示,晶体振动器1具备晶体振动元件10、盖部件20、基底部件30、以及接合部件40。基底部件30以及盖部件20是用于收容晶体振动元件10的保持器。在这里图示的例子中,盖部件20呈凹状,具体而言具有开口部的箱状,基底部件30呈平板状。盖部件20以及基底部件30的形状并不限定于上述,例如可以为基底部件呈凹状,也可以为在盖部件以及基底部件双方相互对置的一侧具有开口部的凹状。
晶体振动元件10具有薄片状的晶体片11。晶体片11具有相互对置的第一主面11a以及第二主面11b。第一主面11a位于与基底部件30对置的一侧相反侧,第二主面11b位于与基底部件30对置的一侧。
晶体片11例如为AT切割型的晶体片。AT切割型的晶体片的主面称为与由X轴以及Z′轴确定的面平行的面(以下,称为“XZ′面”。对于由其他轴或者其他方向确定的面也相同。)。因此,晶体片11的第一主面11a以及第二主面11b分别相当于XZ′面。AT切割型的晶体片例如通过对切断以及研磨加工结晶生长的人工晶体(Synthetic Quartz Crystal)而获得的晶体基板进行蚀刻加工而形成。此外,X轴、Y轴、Z轴是晶体的结晶轴(Crystallographic Axes),X轴相当于电轴,Y轴相当于机械轴,Z轴相当于光学轴。Y′轴以及Z′轴分别是使Y轴以及Z轴围绕X轴从Y轴向Z轴的方向旋转35度15分±1分30秒所成的轴。此外,晶体片的切割角度也可以应用AT切割以外的不同的切割(例如BT切割等)。
AT切割型的晶体片11具有与X轴方向平行的长边所延伸的长边方向、与Z′轴方向平行的短边所延伸的短边方向、以及与Y′轴方向平行的厚度所延伸的厚度方向。晶体片11具有:在俯视第一主面11a时呈矩形,位于中央并有助于激发的中央部17;在X轴的负方向侧与中央部17相邻的周边部18;以及在X轴的正方向侧与中央部17相邻的周边部19。中央部17以及周边部18、19分别沿着Z′轴方向设置成带状,在晶体片11的Z′轴方向上从对置的一端延伸至另一端。因此,晶体片11的第一主面11a包含中央部17的第一主面17a、周边部18的第一主面18a、以及周边部19的第一主面19a。同样地,晶体片11的第二主面11b包含中央部17的第二主面17b、周边部18的第二主面18b、以及周边部19的第二主面19b。
晶体片11为中央部17比周边部18、19厚的台面型结构。具体而言,在中央部17与周边部18之间,形成有连接中央部17的第一主面17a和周边部18的第一主面18a的第一侧面12a,并形成有连接中央部17的第二主面17b和周边部18的第二主面18b的第二侧面12b。同样地,在中央部17与周边部19之间形成有阶梯差,并形成有连接中央部17的第一主面17a与周边部19的第一主面19a的第一侧面13a,并形成有连接中央部17的第二主面17b和周边部19的第二主面19b的第二侧面13b。像这样,在晶体片11的第一主面11a以及第二主面11b,分别在中央部17与周边部18之间、以及中央部17与周边部19之间形成有阶梯差。
晶体片11的第一侧面12a、13a、以及第二侧面12b、13b分别在与晶体片11的第一主面11a以及第二主面11b正交的方向上延伸。换言之,晶体片11的第一侧面12a、13a、以及第二侧面12b、13b沿着Y′Z′面延伸。此外,晶体片11的第一侧面12a、13a、以及第二侧面12b、13b也可以分别形成为锥状。例如,也可以第一侧面12a以及第二侧面13b在从Y′轴正方向向X轴正方向倾斜的方向上延伸,第二侧面12b以及第一侧面13a在从Y′轴正方向向X轴负方向倾斜的方向上延伸。另外,在图1所示的例子中,示出在中央部17与周边部18、19之间,在第一主面11a侧以及第二主面11b侧双方形成阶梯差的方式,但作为变形例也可以仅在第一主面11a侧以及第二主面11b侧的任意一个面形成阶梯差。
晶体片11为在中央部与周边部之间形成侧面的形状即可并不限定于上述。例如,晶体片11也可以设置在Z′轴正方向或者负方向上与中央部17相邻的周边部。另外,晶体片11并不限定于台面型结构,也可以为中央部17比周边部18、19薄的倒台面型结构。也可以为中央部17与周边部18、19的厚度的变化连续地变化的凸面形状或者杯形状。如后述那样,也可以在中央部与周边部之间形成狭缝。此外,晶体片11的形状并不限定于板状,例如,也可以为在俯视第一主面11a时,具有一对平行的两臂部、以及连结两臂部的连结部的梳齿状等。
在图1以及图2所示的例子中,晶体振动元件10被定义为X轴与第一方向D1平行,Z′轴与第二方向D2平行,Y′轴与第三方向D3平行。
晶体振动元件10具备构成一对电极的第一激发电极14a以及第二激发电极14b。第一激发电极14a设置于中央部17的第一主面17a。另外,第二激发电极14b设置于中央部17的第二主面17b。第一激发电极14a和第二激发电极14b在第三方向D3上,隔着晶体片11相互对置。第一激发电极14a与第二激发电极14b配置为在XZ′面上大致整体重合。第一激发电极14a以及第二激发电极14b分别具有与X轴方向平行的长边、与Z′轴方向平行的短边、以及与Y′轴方向平行的厚度。
在俯视中央部17的第一主面17a时,第一激发电极14a的外边缘延伸至中央部17中的与第一侧面12a的边界。另外,在俯视中央部17的第二主面17b时,第二激发电极14b的外边缘延伸至中央部17中的与第二侧面12b的边界。换言之,第一激发电极14a的与中央部17对置的主面的外形与中央部17的第一主面17a的外形一致。另外,第二激发电极14b的与中央部17对置的主面的外形与中央部17的第二主面17b的外形一致。由此,中央部17中的有助于激发的区域的利用效率得到改善,并能够使晶体振动元件10小型化。另外,能够改善在中央部17中激发的振动的限制效率。
晶体振动元件10具有一对第一引出电极15a以及第二引出电极15b、和一对第一连接电极16a以及第二连接电极16b。第一连接电极16a经由第一引出电极15a与第一激发电极14a电连接。另外,第二连接电极16b经由第二引出电极15b与第二激发电极14b电连接。第一连接电极16a以及第二连接电极16b分别是用于将第一激发电极14a以及第二激发电极14b与基底部件30电连接的端子。
在俯视晶体片11的第一主面11a时,第一引出电极15a覆盖第一激发电极14a的一部分,并在第一主面11a从中央部17通过第一侧面12a遍及周边部18延伸。第一引出电极15a进一步通过周边部18的第一主面18a上布设到第二主面18b。在俯视晶体片11的第二主面11b时,第二引出电极15b覆盖第二激发电极14b的一部分,并在第二主面11b从中央部17通过第二侧面12b遍及周边部18延伸。由于第一引出电极15a覆盖第一激发电极14a的至少一部分,所以第一激发电极14a与第一引出电极15a的接触面积增加,且电连接稳定。另外,由于在晶体片11的角部容易产生电极的剥离等损伤,所以第一引出电极15a覆盖第一激发电极14a的端部,从而能够抑制第一激发电极14a的损伤。因此,能够抑制晶体振动元件10的频率特性的劣化。
此外,也可以在俯视晶体片11的第一主面11a时,第一引出电极15a不覆盖第一激发电极14a,而与第一激发电极14a邻接。另外,也可以在俯视晶体片11的第一主面11a时,第一引出电极15a覆盖第一激发电极14a的整体。同样地,也可以在俯视晶体片11的第二主面11b时,第二引出电极15b与第二激发电极14b邻接,也可以覆盖第二激发电极14b的整体。
第一连接电极16a设置于周边部18的第二主面18b,第二连接电极16b设置于周边部18的第二主面18b。第一引出电极15a以及第一连接电极16a一体地形成。第二引出电极15b以及第二连接电极16b也一体地形成。
如图3所示,上述的各种电极分别为多层结构。第一激发电极14a具备第一紧贴层51以及第一导电层52。第一紧贴层51针对晶体片11具有比第一导电层52高的紧贴性。第一紧贴层51设置于晶体片11的第一主面11a侧,并与中央部17的第一主面17a接触。第一导电层52具有比第一紧贴层51高的导电性,并具有比第一紧贴层51高的化学稳定性。在俯视晶体片11的第一主面11a时,第一导电层52覆盖第一紧贴层51。第二激发电极14b也同样地具备设置于晶体片11的第二主面11b侧并与中央部17的第二主面17b接触的第一紧贴层53、以及在俯视晶体片11的第二主面11b时覆盖第一紧贴层53的第一导电层54。其中,第一激发电极14a以及第二激发电极14b并不限定于双层结构,也可以为单层结构,也可以为3层以上的多层结构。
第一引出电极15a具备第二紧贴层55以及第二导电层56。第二紧贴层55针对晶体片11具有比第二导电层56高的紧贴性。第二紧贴层55设置于晶体片11的第一主面11a侧,并与中央部17的第一主面17a以及第二主面17b接触。第二紧贴层55也与第二侧面12b接触,并覆盖第一激发电极14a的端部即第一导电层52的端部。第二导电层56具有比第二紧贴层55高的导电性,并具有比第二紧贴层55高的化学稳定性。在俯视晶体片11的第一主面11a以及第二主面11b时,第二导电层56覆盖第二紧贴层55。即,在中央部17的第一引出电极15a与第一激发电极14a重叠的区域电极由4层结构构成,第一导电层52覆盖第一紧贴层51,第二紧贴层55覆盖第一导电层52,第二导电层56覆盖第二紧贴层55。
此外,由于第一连接电极16a与第一引出电极15a一体地形成,所以与第一引出电极15a相同具备第二紧贴层55以及第二导电层56。虽然在图3中未图示,但第二引出电极15b以及第二连接电极16b也同样地具备第二紧贴层以及第二导电层。其中,第一引出电极15a、第二引出电极15b、第一连接电极16a、以及第二连接电极16b并不限定于双层结构,也可以为单层结构,也可以为3层以上的多层结构。
第一激发电极14a的第一紧贴层51、第二激发电极14b的第一紧贴层53、以及第一引出电极15a的第二紧贴层55分别由包含铬(Cr)的金属材料构成。第一激发电极14a的第一导电层52、第二激发电极14b的第一导电层54、以及第一引出电极15a的第二导电层56分别由包含金(Au)的金属材料构成。通过在基底设置与氧的反应性较高的Cr层,晶体片与电极的紧贴力提高,通过在表面设置与氧的反应性较低的Au层,可抑制由氧化引起的电极的劣化。由此,能够改善晶体振动元件的可靠性。
如图3所示,第一激发电极14a的从第一引出电极15a露出的部分的厚度(以下,将沿着第三方向D3的厚度仅表示“厚度”。)T1比第一激发电极14a的与第一引出电极15a重叠的部分的厚度T2小(T1<T2)。第一引出电极15a的设置于中央部17的部分的厚度T3比第一引出电极15a的设置于周边部18的部分的厚度T4小(T3<T4)。若第一激发电极14a的厚度T1的部分与厚度T2的部分相比,则第一紧贴层51的厚度相同,第一导电层52的厚度变小。若第一引出电极15a的厚度T3的部分与厚度T4的部分相比,第二紧贴层55的厚度相等,第二导电层56的厚度变小。像这样,通过刮除设置于中央部17的电极的表面,来调整电极的厚度,能够调整晶体振动元件10的频率特性。
在图3所示的构成例中,设置于中央部17的电极在与中央部17的第一主面17a的整个面对置的部分厚度变小,但至少与中央部17的第一主面17a的中央部对置的部分厚度变小即可。另外,无需一定刮除设置于中央部17的电极的表面,第一激发电极14a的厚度T1与厚度T2也可以相等,第一引出电极15a的厚度T3与厚度T4也可以相等。
盖部件20的形状是呈凹状,是朝向基底部件30的第一主面32a开口的箱状。盖部件20与基底部件30接合。设置被盖部件20以及基底部件30围起的内部空间26。晶体振动元件10收容于该内部空间26。盖部件20的形状能够收容晶体振动元件10即可并不特别限定。在一个例子中,在俯视顶面部21的主面时,盖部件20的形状为矩形。矩形状的盖部件20例如由与第一方向D1平行的长边、与第二方向D2平行的短边、以及与第三方向D3平行的高度定义。对于盖部件20的材料并不特别限定,但例如由金属等导电体构成。由导电体构成的盖部件20具有遮挡朝向内部空间26的电磁波的至少一部分的电磁屏蔽功能。
如图2所示,盖部件20具有内表面24以及外表面25。内表面24是内部空间26侧的面,外表面25是与内表面24相反侧的面。盖部件20具有与基底部件30的第一主面32a对置的顶面部21、以及与顶面部21的外边缘连接并且在与顶面部21的主面交叉的方向上延伸的侧壁部22。另外,盖部件20具有在凹状的开口端部(侧壁部22的接近基底部件30的一侧的端部)与基底部件30的第一主面32a对置的对置面23。该对置面23延伸成框状,以包围晶体振动元件10的周围。
基底部件30可激发地保持晶体振动元件10。基底部件30呈平板状。基底部件30具有与第一方向D1方向平行的长边、与第二方向D2平行的短边、以及与第三方向D3平行的厚度方向的边。
基底部件30具有基体31。基体31具有相互对置的第一主面32a(表面)以及第二主面32b(背面)。基体31例如是绝缘性陶瓷(氧化铝)等烧结材料。
基底部件30具有设置于第一主面32a的电极焊盘33a、33b、以及设置于第二主面32b的外部电极35a、35b、35c、35d。电极焊盘33a、33b是用于将基底部件30与晶体振动元件10电连接的端子。另外,外部电极35a、35b、35c、35d是用于将未图示的电路基板与晶体振动器1电连接的端子。电极焊盘33a经由在第三方向D3上延伸的导通孔电极34a与外部电极35a电连接,电极焊盘33b经由在第三方向D3上延伸的导通孔电极34b与外部电极35b电连接。导通孔电极34a、34b形成于在第三方向D3上贯通基体31的通孔内。外部电极35c、35d可以是不输入输出电信号等的虚拟电极,也可以是向盖部件20供给接地电位来提高盖部件20的电磁屏蔽功能的接地电极。也可以省略外部电极35c、35d。
导电性保持部件36a、36b将晶体振动元件10的一对连接电极16a以及16b分别与基底部件30的一对电极焊盘33a、33b电连接。另外,导电性保持部件36a、36b可激发地将晶体振动元件10保持于基底部件30的第一主面32a。导电性保持部件36a、36b例如由包含以环氧类树脂或硅系树脂为主剂的热固化树脂、紫外线固化树脂等的导电性粘合剂构成,并包含有用于向粘合剂给予导电性的导电性粒子等添加剂。进一步,为了使粘合剂的强度增加、或为了保持基底部件与晶体振动元件的间隔,也可以将填充剂(Filler)添加至粘合剂。
在基底部件30的第一主面32a设置有密封部件37。在图1所示的例子中,在俯视第一主面32a时,密封部件37呈矩形的框状。在俯视第一主面32a时,电极焊盘33a、33b配置于密封部件37的内侧,密封部件37被设置为包围晶体振动元件10。密封部件37由导电材料构成。例如,通过用与电极焊盘33a、33b相同的材料构成密封部件37,能够与设置电极焊盘33a、33b的工序同时设置密封部件37。
接合部件40遍及盖部件20以及基底部件30的各整周来设置。具体而言,接合部件40设置在密封部件37上,并形成为矩形的框状。密封部件37以及接合部件40被夹在盖部件20的侧壁部22的对置面23与基底部件30的第一主面32a之间。
通过盖部件20以及基底部件30两者夹持密封部件37以及接合部件40并接合,从而晶体振动元件10被密封于由盖部件20和基底部件30围起的内部空间(腔)26。在该情况下,内部空间26优选气压比大气压低压的真空状态。由此,能够减少由第一激发电极14a以及第二激发电极14b的氧化引起的晶体振动器1的频率特性的随时间的变动等。
晶体振动器1经由基底部件30的外部电极35a、35b,在构成晶体振动元件10的第一激发电极14a以及第二激发电极14b之间施加交变电场。由此,晶体片11通过厚度剪切振动模式(Thickness Shear Vibration Mode)等规定的振动模式振动,并获得伴随该振动的共振特性。
接下来,参照图4~图10,对第一实施方式的晶体振动元件110的制造方法进行说明。图4是示意性地表示第一实施方式的晶体振动元件的制造方法的一部分的流程图。图5是接着图4所示的流程图,示意性地表示第一实施方式的晶体振动元件的制造方法的流程图。图6是示意性地表示蚀刻晶体片的工序的剖视图。图7是示意性地表示设置第二紧贴层以及第二导电层的工序的剖视图。图8是示意性地表示对光致抗蚀剂进行图案化的工序的剖视图。图9是示意性地表示对第二紧贴层以及第二导电层进行蚀刻的工序的剖视图。图10是示意性地表示刮除中央部的电极表面的工序的剖视图。
首先,准备晶体片(S11)。晶体片111是以XZ′面为主面从人工晶体切取出的平板状的部件。对晶体片111的表面进行平坦处理。例如,在平坦处理中使用化学机械研磨等研磨处理。在厚度剪切振动模式的晶体振动元件中,晶体片的厚度的大小给作为压电振动元件的频率特性较大的影响。因此,也可以通过本工序的研磨处理对晶体片的厚度进行调整,以能够实现期望的频率特性。
接下来,设置第一紧贴层(S12)。第一紧贴层151、153形成为覆盖晶体片111的第一主面111a以及第二主面111b的每一个的整个面。进行图案化之前的第一紧贴层151、153相当于包围晶体片111的一体的一系列的金属膜。第一紧贴层151、153例如通过利用溅射使包含Cr的金属材料堆积于晶体片111的表面而形成。第一紧贴层151、153形成为厚度为1nm以上20nm以下。通过第一紧贴层151、153的厚度为1nm以上,能够抑制针对第一激发电极114a以及第二激发电极114b的晶体片111的紧贴力的降低。由此,能够减少第一激发电极114a以及第二激发电极114b的剥离等损伤的产生。另外,通过第一紧贴层151、153的厚度为20nm以下,能够抑制晶体振动元件110的振动特性的劣化。
接下来,设置第一导电层(S13)。第一导电层152、154分别形成为在晶体片111的第一主面111a侧以及第二主面111b侧,覆盖第一紧贴层151、153。进行图案化之前的第一导电层152、154相当于包围包围晶体片111的第一紧贴层151、153的一体的一系列的金属膜。第一导电层152、154通过利用溅射使包含Au的金属材料堆积于第一紧贴层151、153的表面而形成。第一导电层152、154形成为厚度为1nm以上500nm以下。通过第一导电层152、154的厚度为1nm以上,对第一激发电极114a以及第二激发电极114b给予充分的导电性。另外,通过第一导电层152、154,能够抑制相当于基底的第一紧贴层151、153的氧化。因此,能够抑制晶体振动元件110的振动特性的劣化。另外,通过第一导电层152、154的厚度为500nm以下,能够减少包含Au的金属材料的使用量。因此,能够减少晶体振动元件110的制造成本,并缩小第一导电层152、154的成膜所需的时间。
第一紧贴层151、153以及第一导电层152、154的成膜方法并不限定于溅射,也可以通过PVD(Physical Vapor Deposition:物理气相沉积)、CVD(Chemical Vapor Depositon:化学气相沉积)等干式电镀、或者电气电镀、无电电镀等湿式电镀而形成。
接下来,设置光致抗蚀剂(S14)。光致抗蚀剂形成为覆盖第一导电层152、154的整个面。首先,通过旋涂法、注塑法、凹版涂布等印刷法等将光致抗蚀剂溶液涂布于第一导电层152、154的整个面。接下来,通过使光致抗蚀剂溶液干燥并去除溶剂,并使其固化,形成由感光性树脂构成的光致抗蚀剂。
接下来,对光致抗蚀剂进行图案化(S15)。从对微小加工的适应性的观点考虑,优选光致抗蚀剂为通过溶解去除被曝光的部分的正型的感光性树脂。在使用正型的感光性树脂的情况下,在通过光掩模遮挡相当于中央部117的区域的状态下曝光光致抗蚀剂。之后,冲洗通过显影液曝光的部分。其结果,将光掩模的遮光区域的形状转印至光致抗蚀剂。其结果,在留在第一导电层152、154上的光致抗蚀剂上,图案化中央部117的外形。此外,光致抗蚀剂也可以是通过溶解去除被遮光的部分的负型的感光性树脂。
接下来,对第一导电层进行蚀刻(S16)。第一导电层152、154的去除加工通过使用以碘化钾水溶液为主要成分的第一蚀刻液的湿式蚀刻来实施。由于碘化钾水溶液针对Au的蚀刻速率较高但针对Cr的蚀刻速率较低,所以能够对露出的第一导电层152、154进行蚀刻,并且使相当于基底的第一紧贴层151、153残留。
接下来,对第一紧贴层进行蚀刻(S17)。第一紧贴层151、153的去除加工通过使用以硝酸铈铵水溶液为主要成分的第二蚀刻液的湿式蚀刻来实施。由于硝酸铈铵水溶液针对Au的蚀刻速率较低但针对Cr的蚀刻速率较高,所以能够抑制被图案化的光致抗蚀剂覆盖而残留的第一导电层152、154的腐蚀,并且对露出的第一紧贴层151、153进行蚀刻。
像这样,第一蚀刻液以及第二蚀刻液分别适当地选择针对第一紧贴层和第一导电层的蚀刻速率不同的蚀刻液。被蚀刻的第一导电层152以及第一紧贴层151形成第一激发电极114a的外形,被蚀刻的第一导电层154以及第一紧贴层153形成第二激发电极114b的外形。此外,第一激发电极114a以及第二激发电极114b的外形形成并不限定于利用湿式蚀刻的方法,也可以为干式蚀刻等其他的去除加工。
接下来,对晶体片进行蚀刻(S18)。在这里,作为保护晶体片111的中央部117的金属掩模使用第一激发电极114a以及第二激发电极114b,去除加工周边部118以及周边部119。晶体片111的去除加工通过利用氢氟酸的湿式蚀刻来实施。由此,如图6所示,在中央部117与周边部118之间产生阶梯差,并形成连接中央部117的第一主面117a和周边部118的第一主面118a的第一侧面112a,并形成连接中央部117的第二主面117b和周边部118的第二主面118b的第二侧面112b。同样地,形成连接中央部117的第一主面117a和周边部119的第一主面119a的第一侧面113a,并形成连接中央部117的第二主面117b和周边部119的第二主面119b的第二侧面113b。即,晶体片111为通过从平板状的部件中去除一部分,而在第一主面111a和第二主面111b的两侧具有台面型结构的凹凸状的部件。此时,在中央部117的第一主面117a残留作为金属掩模来使用的第一激发电极114a,并在中央部117的第二主面117b残留作为金属掩模来使用的第二激发电极114b。此外,晶体片111的台面型结构的形成并不限定于湿式蚀刻,也可以通过干式蚀刻等其他的去除加工来进行。其中,从减少对第一激发电极114a以及第二激发电极114b的损伤的观点考虑,优选晶体片111的去除加工通过湿式蚀刻来进行。
在晶体片上形成台面型结构之后,若想要在晶体片的中央部设置激发电极,则因光致抗蚀剂溶液的表面张力等,光致抗蚀剂的膜厚变得不均匀。例如,光致抗蚀剂在阶梯差的角部变薄,并在平坦的区域变厚。因此,光致抗蚀剂的图案化精度降低,且阶梯差的角部附近的光致抗蚀剂的图案形状不稳定。于是,很难直到中央部的主面的边缘都形成均匀的膜厚的激发电极,在俯视中央部的主面时,激发电极的外边缘位于中央部的主面的内侧。如上述那样,若作为用于在晶体片111形成台面型结构的金属掩模使用第一激发电极114a,则能够将第一激发电极114a形成到中央部117的第一主面117a的边缘,即中央部117与第一侧面112a的边界。通过中央部117的第一主面117a与第一激发电极114a的形状一致,能够抑制第一激发电极114a的形状的变动,并能够抑制晶体振动元件110的频率特性的变动。同样地,第二激发电极114b也能够形成到中央部117与第二侧面112b的边界。
接下来,设置第二紧贴层(S21)。如图7所示,构成第一引出电极115a的一部分以及未图示的第二引出电极的一部分的第二紧贴层155形成为覆盖晶体片111的周边部118的表面、第一激发电极114a的表面、以及第二激发电极114b的表面。进行图案化之前的第二紧贴层155相当于包围晶体片111、第一激发电极114a、以及第二激发电极114b的一体的一系列的金属膜。第二紧贴层155能够通过与第一紧贴层151、153相同的方法来形成,而成为与第一紧贴层151、153相同的结构。即,第二紧贴层155是通过溅射使包含Cr的金属材料堆积而成的金属膜,其厚度为1nm以上20nm以下。
接下来,设置第二导电层(S22)。如图7所示,构成第一引出电极115a的一部分以及未图示的第二引出电极的一部分的第二导电层156形成为覆盖第二紧贴层155。进行图案化之前的第二导电层156相当于包围包围晶体片111的第二紧贴层155的一体的一系列的金属膜。第二导电层156能够通过与第一导电层152、154相同的方法形成为相同的结构。即,第二导电层156是通过溅射使包含Au的金属材料堆积而成的金属膜,其厚度为1nm以上500nm以下。
接下来,设置光致抗蚀剂(S23)。光致抗蚀剂161形成为覆盖第二导电层156的整个面。在工序S23中设置的光致抗蚀剂161能够通过与在工序S14中设置的光致抗蚀剂相同的方法形成以成为相同的结构。
接下来,对光致抗蚀剂进行图案化(S24)。工序S24中的图案化通过与工序S15相同的方法来实施。如图8所示,在光致抗蚀剂161上,通过光刻方法对第一引出电极115a以及未图示的第二引出电极的外形进行图案化。
接下来,对第二导电层进行蚀刻(S25)。此时,通过使用与在工序S16中使用的第一蚀刻液相同的蚀刻液,对露出的第二导电层156进行蚀刻,并且能够残留相当于基底的第二紧贴层155。
接下来,对第二紧贴层进行蚀刻(S26)。此时,通过使用与在工序S17中使用的第二蚀刻液相同的蚀刻液,能够抑制被图案化的光致抗蚀剂覆盖而残留的第二导电层156的腐蚀,并且对露出的第二紧贴层155进行蚀刻。如图9所示,通过对第二紧贴层155进行蚀刻,第一激发电极114a的第一导电层152以及第二激发电极114b的第一导电层154露出。由于第二蚀刻液针对Au的蚀刻速率较低,所以能够抑制蚀刻液对露出的第一激发电极114a的第一导电层152以及第二激发电极114b的第一导电层154的腐蚀。
如以上那样,通过将激发电极以及引出电极设为双层结构,并使用针对各层的蚀刻速率不同的蚀刻液进行湿式蚀刻,能够抑制激发电极的损伤并且对引出电极进行图案化。此外,引出电极的形成并不限定于利用光刻方法的湿式蚀刻。也可以通过在晶体片111的周围配置被图案化引出电极的形状的溅射掩模,并通过溅射掩模溅射第二紧贴层155以及第二导电层156的方法来对引出电极进行图案化。
接下来,刮除中央部的电极表面(S26)。如图10所示,通过离子铣削刮除与中央部117的第一主面117a对置的第一激发电极114a的表面以及第一引出电极115a的表面。由此,减少形成于中央部117的电极的厚度,并调整晶体振动元件110的频率特性。经由以上的工序,制造具备所希望的频率特性的晶体振动元件110。此外,在工序S26中刮除表面的可以是中央部117的第一主面117a侧以及第二主面117b侧中的至少一方的电极,也可以是双方的电极。
以下,对其它实施方式进行说明。在以下的各个实施方式中,对与上述的第一实施方式共用的情况省略描述,仅对不同的点进行说明。标注有与第一实施方式相同的附图标记的结构具有与第一实施方式中的结构相同的结构以及功能,并省略详细的说明。对由相同的结构引起的相同的作用效果不再提及。
<第二实施方式>
参照图11,对第二实施方式的晶体振动元件210的结构进行说明。图11是示意性地表示第二实施方式的晶体振动器的结构的剖视图。
晶体振动元件210具备晶体片211、第一激发电极214a、第二激发电极214b、第一引出电极215a、以及第一连接电极216a。晶体片211具备中央部217以及周边部218、219。晶体片211在中央部217与周边部218之间,形成有连接各个第一主面217a和第一主面218a的第一侧面212a,并形成有连接各个第二主面217b和第二主面218b的第二侧面212b。晶体片211在中央部217与周边部219之间,形成有连接各个第一主面217a和第一主面219a的第一侧面213a,并形成有连接各个第二主面217b和第二主面219b的第二侧面213b。第一激发电极214a具备第一紧贴层251以及第一导电层252。第二激发电极214b具备第一紧贴层253以及第一导电层254。第一引出电极215a具备第二紧贴层255以及第二导电层256。
与第一实施方式的晶体振动元件10的不同点为晶体片211为倒台面型结构的点。即,周边部218、219的厚度比中央部217的厚度大。详细而言,是在第一主面217a以及第二主面217b双方,中央部217比周边部218、219薄的两面倒台面型结构的晶体片211。此外,也可以为仅在第一主面217a以及第二主面217b的一方,中央部217比周边部218、219薄的单面倒台面型结构的晶体片211。
在这样的晶体振动元件210中,也可获得与上述方式相同的效果。
<第三实施方式>
参照图12以及图13,对第三实施方式的晶体振动器900的结构进行说明。图12是示意性地表示第三实施方式的晶体振动器的结构的分解立体图。图13是示意性地表示第三实施方式的晶体振动器的结构的剖视图。
晶体振动器900是由第一盖部件920a和第二盖部件920b夹持晶体振动元件910的所谓的三明治结构。晶体振动元件910具备晶体片911、第一激发电极914a、第二激发电极914b、第一引出电极915a、以及第二引出电极915b。第一盖部件920a隔着第一密封部件937a与晶体片911的第一主面911a接合,第二盖部件920b隔着第二密封部件937b与晶体片911的第二主面911b接合。
在俯视晶体片911的第一主面911a时,晶体片911具备中央部917、以及隔着间隔包围中央部917的周边部919。即,在中央部917与周边部919之间形成有狭缝。周边部919的厚度比中央部917的厚度大。中央部917通过一对支承部918支承于周边部919。支承部918的厚度比中央部917的厚度小。此外,支承部918相当于周边部的一部分。在支承部918与中央部917之间,形成有连接中央部917的第一主面917a和支承部918的第一主面918a的第一侧面912a,并形成有连接中央部917的第二主面917b和支承部918的第二主面918b的第二侧面912b。另外,在中央部917的狭缝侧的端部,形成有连接中央部917的第一主面917a和第二主面917b的第三侧面913。第一盖部件920a与周边部919的第一主面919a接合,第二盖部件920b与周边部919的第二主面919b接合。
在俯视中央部917的第一主面917a时,第一激发电极914a的外边缘延伸到中央部917中的与第一侧面912a的边界以及与第三侧面913的边界。在俯视中央部917的第二主面917b时,第二激发电极914b的外边缘延伸到中央部917中的与第二侧面912b的边界以及与第三侧面913的边界。第一引出电极915a覆盖第一激发电极914a的一部分,并通过第一侧面912a以及一对支承部918中的一方,绕到周边部919的第一主面919a。第二引出电极915b覆盖第二激发电极914b的一部分,并通过第二侧面912b以及一对支承部918中的另一方,绕到周边部919的第二主面919b。
在这样的晶体振动元件910中,也可获得与上述方式相同的效果。
<第四实施方式>
参照图14,对第四实施方式的晶体振动元件410的结构进行说明。图14是示意性地表示第四实施方式的晶体振动元件的结构的立体图。
本实施方式与第一实施方式的不同点在于具备在Z′轴的正方向侧与中央部417相邻的周边部PR1、以及在Z′轴的负方向侧与中央部417相邻的周边部PR2的点。周边部PR1连接周边部418、419的每一个的一端,周边部PR2连接周边部418、419的每一个的另一端。在俯视晶体片411的第一主面411a时,周边部418、419、PR1、PR2设置成矩形的框状,中央部417设置成由周边部418、419、PR1、PR2围起的岛状。在中央部417的第一主面417a遍及整个面设置有第一激发电极414a,并在周边部418设置有第一引出电极415a以及第一连接电极416a。此外,在未图示的第二主面侧,中央部417也为由周边部418、419、PR1、PR2围起的岛状,并遍及中央部417的第二主面的整个面设置有第二激发电极。在这样的晶体振动元件410中,也可获得与上述方式相同的效果。
像这样,若遍及中央部的第一主面以及第二主面的每一个的整个面形成有第一激发电极以及第二激发电极,则中央部以及周边部的形状并不特别限定。例如,在俯视晶体片的第一主面时,中央部的形状可以是圆形或者椭圆形,也可以是四边形以外的多边形状。
除了形成于周边部与中央部之间的阶梯差以外,也可以在晶体片的第一主面侧以及第二主面侧进一步形成阶梯差。例如,在中央部形成薄壁区域和厚壁区域,中央部的薄壁区域与周边部邻接,中央部的厚壁区域同与薄壁区域的周边部相反侧邻接。中央部的薄壁区域也可以形成为遍及在晶体片的Z′轴方向上从对置的一端到另一端的整个宽度的带状。此时,中央部的厚壁区域可以与中央部的薄壁区域相同形成为遍及晶体片的整个宽度的带状,也可以形成为由中央部的薄壁区域围起的岛状。在中央部的厚壁区域形成为带状的情况下,中央部的厚壁区域可以在X轴方向上夹在中央部的薄壁区域,也可以仅在X轴方向的正方向以及负方向的任意一方与中央部的薄壁区域邻接。此外,中央部的薄壁区域以及厚壁区域的位置关系也可以相反。即,也可以中央部的厚壁区域与周边部邻接,中央部的薄壁区域同与厚壁区域的周边部相反侧邻接。
作为在晶体片的第一主面侧以及第二主面侧进一步形成阶梯差的结构,例如,在周边部形成薄壁区域和厚壁区域,周边部的厚壁区域与中央部邻接,周边部的薄壁区域同与厚壁区域的中央部相反侧邻接。周边部的厚壁区域也可以形成为遍及晶体片的整个宽度的带状。此时,中央部也可以与周边部的厚壁区域相同地形成为遍及晶体片的整个宽度的带状,也可以形成为由周边部的厚壁区域围起的岛状。另外,周边部的厚壁区域也可以形成为由薄壁区域围起的岛状。此时,中央部也可以形成为遍及厚壁区域的整个宽度的带状,也可以形成为由厚壁区域围起的岛状。此外,周边部的厚壁区域以及薄壁区域的位置关系也可以相反。即,也可以周边部的薄壁区域与中央部邻接,周边部的厚壁区域同与薄壁区域的中央部相反侧邻接。
如以上那样,根据本发明的一个方式,提供一种晶体振动元件110的制造方法,包含:准备晶体片111的工序,该晶体片111具有第一主面111a和与第一主面111a对置的第二主面111b,并具有在俯视第一主面111a时位于中央侧的中央部117和位于中央部117的外侧的周边部118;在晶体片111的第一主面111a中的中央部117设置第一激发电极114a的工序;作为保护中央部117的金属掩模使用第一激发电极114a的同时去除周边部118的一部分,并在晶体片111的第一主面111a侧在中央部117与周边部118之间形成第一侧面112a的工序;以及与作为金属掩模来使用的第一激发电极114a接触地设置第一引出电极115a的工序,该第一引出电极115a在晶体片111的第一主面111a侧向周边部118延伸。
根据上述方式,能够将第一激发电极形成到中央部的第一主面的边缘,即中央部与第一侧面的边界。通过中央部的第一主面与第一激发电极的形状一致,能够抑制第一激发电极的形状的变动,并能够抑制晶体振动元件的频率特性的变动。中央部中的有助于激发的区域的利用效率得到改善,并能够使晶体振动元件小型化。另外,能够改善在中央部激发出的振动的限制效率。
也可以第一引出电极115a通过第一侧面112a。
也可以在俯视晶体片111的第一主面111a时,第一引出电极115a在中央部117覆盖第一激发电极114a的至少一部分。由此,第一激发电极与第一引出电极的接触面积增加,第一激发电极与第一引出电极的电连接稳定。另外,能够抑制第一激发电极的损伤,并能够抑制晶体振动元件的频率特性的劣化。
也可以设置第一激发电极114a的工序包含:在晶体片111的第一主面111a侧设置第一紧贴层151的工序;以及设置具有比第一紧贴层151高的导电性,并在俯视晶体片111的第一主面111a时覆盖第一紧贴层151的第一导电层152的工序。由此,通过在基底设置与氧的反应性较高的第一紧贴层能够提高晶体片与第一激发电极的紧贴力,通过在表面设置与氧的反应性较低的第一导电层能够抑制由氧化引起的第一激发电极的劣化。即,能够改善晶体振动元件的可靠性。
也可以设置第一引出电极115a的工序包含:在晶体片111的第一主面111a侧设置第二紧贴层155的工序;以及设置第二导电层156的工序,其中,该第二导电层156具有比第二紧贴层155高的导电性,并在俯视晶体片111的第一主面111a时覆盖第二紧贴层155。由此,通过在基底设置与氧的反应性较高的第二紧贴层能够提高晶体片与第一引出电极的紧贴力,通过在表面设置与氧的反应性较低的第二导电层能够抑制由氧化引起的第一引出电极的劣化。即,能够改善晶体振动元件的可靠性。
也可以第一紧贴层151以及第二紧贴层155分别由包含铬的金属材料构成,第一导电层以及第二导电层分别由包含金的金属材料。由此,Cr的与晶体的紧贴性比Au高,Au与Cr相比导电性较高并且化学稳定性较高。因此,可获得上述的效果。
也可以设置第一引出电极115a的工序包含:设置金属膜155、156的工序;设置覆盖金属膜155、156的光致抗蚀剂161的工序;将光致抗蚀剂161图案化为第一引出电极115a的形状的工序;以及蚀刻金属膜155、156的工序。由此,与通过光刻方法并通过相同工序形成第一激发电极和第一引出电极的情况相比较,由于图案化的要求精度较低,所以能够抑制制造成本。
也可以设置第一引出电极的工序包含:在晶体片的第一主面侧,设置第一金属膜、以及覆盖第一金属膜的第二金属膜的工序;设置覆盖第二金属膜的光致抗蚀剂的工序;将光致抗蚀剂图案化为第一引出电极的形状的工序;使用第一蚀刻液蚀刻第二金属膜以使第一金属膜露出的工序;以及使用蚀刻速率与第一蚀刻液不同的第二蚀刻液,来蚀刻第一金属膜的工序。由此,由于在通过湿式蚀刻形成第一引出电极的外形时,能够减少对第一激发电极给予的损伤,所以能够减少晶体振动元件的频率特性的制造误差。
也可以设置第一引出电极115a的工序包含:在晶体片111的第一主面111a侧配置被图案化第一引出电极115a的形状的溅射掩模的工序;以及通过溅射掩模溅射金属膜155、156的工序。由此,与通过光刻方法来形成第一引出电极的外形的情况相比较,能够减少工序数。
也可以还包含减少设置于中央部117的电极114a、115a的厚度并调整频率的工序。由此,能够抑制晶体振动元件的频率特性的制造误差。
也可以还包含:在晶体片111的第二主面111b中的中央部117设置与第一激发电极114a对置的第二激发电极114b的工序;作为保护中央部117的金属掩模使用第二激发电极114b的同时去除周边部118、119的一部分,并在晶体片111的第二主面111b侧在中央部117与周边部118之间形成第二侧面112b、113b的工序;以及与作为金属掩模来使用的第二激发电极114b接触地设置第二引出电极115b的工序,该第二引出电极115b在晶体片111的第二主面111b侧向周边部118延伸。由此,也可获得与上述方式相同的效果。
根据本发明的另一个方式,提供一种晶体振动元件10,具备:晶体片11,具有第一主面11a和与第一主面11a对置的第二主面11b,并且具有在俯视第一主面11a时位于中央侧的中央部17和位于中央部17的外侧的周边部18、19,在第一主面11a以及第二主面11b中的至少第一主面11a侧在中央部17与周边部18、19之间形成有第一侧面12a、13a;第一激发电极14a,设置于晶体片11的第一主面11a中的中央部17;第二激发电极14b,设置于晶体片11的第二主面11b中的中央部17,并与第一激发电极14a对置;第一引出电极15a,与第一激发电极14a电连接;以及第二引出电极15b,与第二激发电极14b电连接,在俯视晶体片11的第一主面11a时,至少第一引出电极15a覆盖第一激发电极14a的至少一部分,并从中央部17遍及周边部18延伸。
根据上述方式,通过将第一激发电极形成到中央部的第一主面的边缘,即中央部中的与第一侧面的边界,中央部中的有助于激发的区域的利用效率得到改善,并能够使晶体振动元件小型化。另外,能够改善在中央部中被激发的振动的限制效率。由于第一引出电极覆盖第一激发电极的一部分,所以第一激发电极与第一引出电极的接触面积增加,第一激发电极与第一引出电极的电连接稳定。另外,能够抑制第一激发电极的损伤,并能够抑制晶体振动元件的频率特性的劣化。
也可以在俯视晶体片11的第一主面11a时,第一激发电极14a的外边缘延伸至中央部17中的与第一侧面12a的边界。由此,通过中央部的第一主面与第一激发电极的形状一致,能够抑制第一激发电极的形状的变动,并能够抑制晶体振动元件的频率特性的变动。
也可以第一激发电极14a具备:第一紧贴层51,设置于晶体片11的第一主面11a侧;第一导电层52,具有比第一紧贴层51高的导电性,并在俯视晶体片11的第一主面11a时覆盖第一紧贴层51。由此,通过在基底设置与氧的反应性较高的第一紧贴层能够提高晶体片与第一激发电极的紧贴力,通过在表面设置与氧的反应性较低的第一导电层能够抑制由氧化引起的第一激发电极的劣化。即,能够改善晶体振动元件的可靠性。
也可以第一引出电极15a具备:第二紧贴层55,设置于晶体片11的第一主面11a侧;以及第二导电层56,具有比第二紧贴层55高的导电性,并在俯视晶体片11的第一主面11a时覆盖第二紧贴层55。由此,通过在基底设置与氧的反应性较高的第二紧贴层能够提高晶体片与第一引出电极的紧贴力,通过在表面设置与氧的反应性较低的第二导电层能够抑制由氧化引起的第一引出电极的劣化。即,能够改善晶体振动元件的可靠性。
也可以第一紧贴层51以及第二紧贴层55分别由包含铬的金属材料构成,第一导电层52以及第二导电层56分别由包含金的金属材料构成。由此,Cr与晶体的紧贴性高于Au,Au与Cr相比导电性较高并且化学稳定性较高。因此,可获得上述的效果。
也可以第一引出电极15a的设置于中央部17的部分的厚度T3比第一引出电极15a的设置于周边部18的部分的厚度T4小。由此,通过刮除设置于中央部的电极的表面,能够调整晶体振动元件的频率特性。因此,能够抑制晶体振动元件的频率特性的制造误差。
也可以中央部17的厚度比周边部18、19的厚度大,第一侧面12a、13a连接中央部17和周边部18、19。由此,在通过所谓的前台面型结构形成的阶梯差中,可获得上述的效果。
也可以中央部217的厚度比周边部218、219的厚度小,第一侧面212a、213a连接中央部217和周边部218、219。由此,在通过所谓的倒台面型结构形成的阶梯差中,可获得上述的效果。
也可以晶体片11在第二主面11b侧在中央部17与周边部18、19之间形成有第二侧面12b、13b,在俯视晶体片11的第二主面11b时,第二引出电极15b覆盖第二激发电极14b的至少一部分,在晶体片11的第二主面11b侧从中央部17遍及周边部18延伸。由此,也可获得与上述方式相同的效果。
也可以晶体片911在中央部917与周边部919之间形成狭缝。在这样的结构中,也可获得上述的效果。
如以上说明的那样,根据本发明的一个方式,能够提供一种能够减少振动特性的制造误差的晶体振动元件及其制造方法。
此外,以上说明的实施方式是为了容易理解本发明的内容,并不是用于限定地解释本发明的方式。本发明可不脱离其主旨地进行变更/改进,并且本发明中也包含其等价物。即,本领域技术人员对各实施方式适当地添加设计变更而成的方式只要具备本发明的特征,也包含于本发明的范围。例如,各实施方式所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示出的结构而能够适当地变更。另外,各实施方式所具备的各要素只要在技术上可行就能够组合,对这些组合而成的结构只要包含本发明的特征也包含于本发明的范围。
附图标记说明
1…晶体振动器;10…晶体振动元件;11…晶体片;17…中央部;18、19…周边部;11a、17a、18a、19a…第一主面;11b、17b、18b、19b…第二主面;12a、13a…第一侧面;12b、13b…第二侧面;14a…第一激发电极;14b…第二激发电极;15a…第一引出电极;15b…第二引出电极;51、53…第一紧贴层;52、54…第一导电层;55…第二紧贴层;56…第二导电层。

Claims (21)

1.一种晶体振动元件的制造方法,包含:
准备晶体片的工序,该晶体片具有第一主面和与上述第一主面对置的第二主面,并具有在俯视上述第一主面时位于中央侧的中央部和位于上述中央部的外侧的周边部;
在上述晶体片的上述第一主面中的上述中央部设置第一激发电极的工序;
作为保护上述中央部的金属掩模使用上述第一激发电极的同时去除上述周边部的一部分,在上述晶体片的上述第一主面侧且在上述中央部与上述周边部之间形成第一侧面的工序;以及
与作为上述金属掩模使用的上述第一激发电极接触地设置第一引出电极的工序,该第一引出电极在上述晶体片的上述第一主面侧向上述周边部延伸。
2.根据权利要求1所述的晶体振动元件的制造方法,其中,
上述第一引出电极通过上述第一侧面。
3.根据权利要求1或2所述的晶体振动元件的制造方法,其中,
在俯视上述晶体片的上述第一主面时,上述第一引出电极在上述中央部覆盖上述第一激发电极的至少一部分。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的晶体振动元件的制造方法,其中,
设置上述第一激发电极的工序包含:
在上述晶体片的上述第一主面侧设置第一紧贴层的工序;以及
设置第一导电层的工序,该第一导电层具有比上述第一紧贴层高的导电性,并在俯视上述晶体片的上述第一主面时覆盖上述第一紧贴层。
5.根据权利要求4所述的晶体振动元件的制造方法,其中,
设置上述第一引出电极的工序包含:
在上述晶体片的上述第一主面侧设置第二紧贴层的工序;以及
设置第二导电层的工序,该第二导电层具有比上述第二紧贴层高的导电性,并在俯视上述晶体片的上述第一主面时覆盖上述第二紧贴层。
6.根据权利要求5所述的晶体振动元件的制造方法,其中,
上述第一紧贴层以及上述第二紧贴层分别由包含铬的金属材料构成,
上述第一导电层以及上述第二导电层分别由包含金的金属材料构成。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的晶体振动元件的制造方法,其中,
设置上述第一引出电极的工序包含:
设置金属膜的工序;
设置覆盖上述金属膜的光致抗蚀剂的工序;
将上述光致抗蚀剂图案化为上述第一引出电极的形状的工序;以及
蚀刻上述金属膜的工序。
8.根据权利要求1~6中任一项所述的晶体振动元件的制造方法,其中,
设置上述第一引出电极的工序包含:
在上述晶体片的上述第一主面侧设置第一金属膜、以及覆盖上述第一金属膜的第二金属膜的工序;
设置覆盖上述第二金属膜的光致抗蚀剂的工序;
将上述光致抗蚀剂图案化为上述第一引出电极的形状的工序;
使用第一蚀刻液蚀刻上述第二金属膜以使上述第一金属膜露出的工序;以及
使用蚀刻速率与上述第一蚀刻液不同的第二蚀刻液,来蚀刻上述第一金属膜的工序。
9.根据权利要求1~6中任一项所述的晶体振动元件的制造方法,其中,
设置上述第一引出电极的工序包含:
在上述晶体片的上述第一主面侧配置被图案化上述第一引出电极的形状的溅射掩模的工序;以及
通过上述溅射掩模溅射金属膜的工序。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的晶体振动元件的制造方法,其中,
还包含减少设置于上述中央部的电极的厚度来调整频率的工序。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的晶体振动元件的制造方法,其中,还包含:
在上述晶体片的上述第二主面中的上述中央部设置与上述第一激发电极对置的第二激发电极的工序;
作为保护上述中央部的金属掩模使用上述第二激发电极的同时去除上述周边部的一部分,在上述晶体片的上述第二主面侧且在上述中央部与上述周边部之间形成第二侧面的工序;以及
与作为上述金属掩模来使用的上述第二激发电极接触地设置第二引出电极的工序,该第二引出电极在上述晶体片的上述第二主面侧向上述周边部延伸。
12.一种晶体振动元件,具备:
晶体片,具有第一主面和与上述第一主面对置的第二主面,并且具有在俯视上述第一主面时位于中央侧的中央部和位于上述中央部的外侧的周边部,在上述第一主面以及上述第二主面中的至少第一主面侧且在上述中央部与上述周边部之间形成有第一侧面;
第一激发电极,设置于上述晶体片的上述第一主面中的上述中央部;
第二激发电极,设置于上述晶体片的上述第二主面中的上述中央部,并与上述第一激发电极对置;
第一引出电极,与上述第一激发电极电连接;以及
第二引出电极,与上述第二激发电极电连接,
在俯视上述晶体片的上述第一主面时,至少上述第一引出电极覆盖上述第一激发电极的至少一部分,并从上述中央部遍及上述周边部延伸。
13.根据权利要求12所述的晶体振动元件,其中,
在俯视上述晶体片的上述第一主面时,上述第一激发电极的外边缘延伸至上述中央部中的与上述第一侧面的边界。
14.根据权利要求12或13所述的晶体振动元件,其中,
上述第一激发电极具备:
第一紧贴层,设置于上述晶体片的上述第一主面侧;以及
第一导电层,具有比上述第一紧贴层高的导电性,并在俯视上述晶体片的上述第一主面时覆盖上述第一紧贴层。
15.根据权利要求14所述的晶体振动元件,其中,
上述第一引出电极具备:
第二紧贴层,设置于上述晶体片的上述第一主面侧;以及
第二导电层,具有比上述第二紧贴层高的导电性,并在俯视上述晶体片的上述第一主面时覆盖上述第二紧贴层。
16.根据权利要求15所述的晶体振动元件,其中,
上述第一紧贴层以及上述第二紧贴层分别由包含铬的金属材料构成,
上述第一导电层以及上述第二导电层分别由包含金的金属材料构成。
17.根据权利要求12~16中任一项所述的晶体振动元件,其中,
上述第一引出电极的设置于上述中央部的部分的厚度比上述第一引出电极的设置于上述周边部的部分的厚度小。
18.根据权利要求12~17中任一项所述的晶体振动元件,其中,
上述中央部的厚度比上述周边部的厚度大,
上述第一侧面连接上述中央部和上述周边部。
19.根据权利要求12~18中任一项所述的晶体振动元件,其中,
上述中央部的厚度比上述周边部的厚度小,
上述第一侧面连接上述中央部和上述周边部。
20.根据权利要求12~19中任一项所述的晶体振动元件,其中,
上述晶体片在上述第二主面侧且在上述中央部与上述周边部之间形成有第二侧面,
在俯视上述晶体片的上述第二主面时上述第二引出电极覆盖上述第二激发电极的至少一部分,上述第二引出电极在上述晶体片的上述第二主面侧从上述中央部遍及上述周边部延伸。
21.根据权利要求12~17中任一项所述的晶体振动元件,其中,
上述晶体片在上述中央部与上述周边部之间形成有狭缝。
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