JP2000091866A - 圧電振動子及び圧電発振器とこれに用いる圧電振動素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電振動片の製造が容易で、小型化しても性
能が低下することがない圧電振動素子の製造方法と、こ
のような製造方法による圧電振動素子を用いた圧電振動
子を提供すること。 【解決手段】 圧電材料でなるウエハ１０からフォトリ
ソグラフィにより同時に複数の圧電振動片１２を形成
し、各圧電振動片に対してフォトリソグラフィにより複
数の電極１３，１４を形成する圧電振動素子の製造方法
であって、前記ウエハからフォトリソグラフィにより同
時に複数の圧電振動片を形成する際に、各圧電振動片に
関して、この圧電振動片とウエハとをつなぐ連結部１５
を前記複数の電極の間に電極の数以上形成し、前記複数
の電極形成後に前記連結部を折取ることによりウエハ１
０から圧電振動素子１１を切除する製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電材料を利用し
て構成する圧電振動素子ならびにその製造方法の改良と
圧電振動素子を用いた圧電振動子及び圧電発振器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、水晶等の薄板片でなる圧電材料の
表面に形成した励振電極を介して駆動電流を印加するこ
とにより、所定の周波数を得る圧電振動子は、例えば図
１６に示すように構成されている。

【０００３】圧電振動子１は、図１６に示すように、例
えば水晶等の圧電材料でなる薄板に複数の励振電極４，
５を形成した圧電振動素子２にプラグ３を接続し、封止
部材６で封止して構成されている。ここで、励振電極５
は図１６において圧電振動素子２の裏側に設けられてい
る。

【０００４】このような圧電振動子１を製造する際に、
上記圧電振動素子２を形成するためには、図１７に示す
ような手法が採用されている。

【０００５】先ず、水晶の原石を切断して所定の処理を
経て、固有振動数をもつ水晶振動片７を得る。この水晶
振動片７の表面に所定の励振電極を形成するために、マ
スクを用いた蒸着工程を行う。図１７は蒸着工程におけ
るマスク構成を示す分解斜視図である。

【０００６】水晶振動片７を図１７に示すような上側と
下側との分離した金属マスクに収容する。すなわち、水
晶振動片７を顕微鏡下で下側マスク９に収容し、その上
に、顕微鏡を用いて位置合わせをしながら、上側マスク
８を配置する。この状態にて、例えばクロム層と金層等
でなる金属膜を蒸着により成膜して、励振電極を形成す
る。

【０００７】図１８は、図１７のＰ−Ｐ線方向の概略部
分断面図である。図示されているように、マスク８及び
９の内側には、所定の成膜を行うための気体金属を導く
複雑な隙間でなる進入経路が形成されており、気体金属
は矢印に示すようにマスク内を通って露出された水晶片
の表面に金属膜を成膜することになる。これにより、図
１９に示すような電極部４，５を有する圧電振動素子２
が形成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な圧電振動子１が搭載されるコンピュータや携帯電話装
置等の電子機器は、高性能化及び小型化が進んでおり、
このため、圧電振動子１もできるだけ小型に形成する必
要がある。

【０００９】このため、水晶振動片７も小さなものが使
用されることから、上述のような顕微鏡によるマスクの
位置合わせだけでは不十分となり、水晶振動片７の主電
極４，５の外形に対する相対的位置ずれが大きく生じる
ことがある。この場合、外形形状が小さいので、僅かな
位置ずれでもスプリアス等の不具合が発生する。

【００１０】また、上述のような下側金属マスク９に、
このようなきわめて小さい水晶振動片７をセットする場
合に、取扱いが困難で、場合によっては欠けが生じてし
まうことがある。

【００１１】さらに、マスクにゴミ等が付着している
と、水晶振動片７を汚染することになり、これらを原因
として、製品の性能の低下をきたす場合がある。

【００１２】特に、水晶振動片７が小さくなると、図１
９に示すように、水晶振動片７の側面に側面電極５ａ，
４ａを精度良く形成することは困難となり、これらを分
離する部分２ａが小さくなって、ショートしやすいとい
う問題が生じる。

【００１３】この発明は、上述の課題を解決するために
なされたもので、圧電振動片の製造が容易で、小型化し
ても性能が低下することがない圧電振動素子の製造方法
と、このような製造方法による圧電振動素子を用いた圧
電振動子と圧電発振器を提供することを目的としてい
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明によれば、圧電材料でなるウエハを形成し、このウ
エハからフォトリソグラフィにより同時に複数の圧電振
動片を形成し、各圧電振動片に対してフォトリソグラフ
ィにより複数の電極を形成する圧電振動素子の製造方法
であって、前記ウエハからフォトリソグラフィにより同
時に複数の圧電振動片を形成する際に、各圧電振動片に
関して、この圧電振動片とウエハとをつなぐ連結部を前
記複数の電極の互いに隣接する電極の間に一つ以上形成
し、前記複数の電極形成後に前記連結部を折取ることに
よりウエハから圧電振動素子を切除する、圧電振動素子
の製造方法により、達成される。

【００１５】請求項１の構成によれば、圧電材料のウエ
ハからフォトリソグラフィにより、圧電振動片を複数同
時に形成し、しかも電極形成工程もフォトリソグラフィ
により行うことから、きわめて小さな圧電振動片をつく
る場合にも、同時に複数の振動片が精密に製造できる。
また、圧電振動片の表面に形成される電極も、その形成
の際に、従来のような顕微鏡を用いた面倒な位置合わせ
を行わなくて済むし、蒸着等の場合に比べて、精密に電
極を形成することができる。さらに、この際に、圧電振
動片とウエハとをつなぐ連結部を前記複数の電極の間に
電極の数以上形成しているから、各電極間は確実に電気
的に分離される。

【００１６】尚、以下の説明において、「圧電振動片」
とは例えば水晶等の圧電材料を圧電効果によって振動さ
せるために、電極等を形成する途中のものを指し、「圧
電振動素子」とは、圧電振動片がこの電極形成工程をお
えて素子として完成したものを指すこととする。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記圧電振動片に形成される複数の電極部のうち、
一部の電極が、フォトリソグラフィにより圧電振動片の
側面に形成されている。

【００１８】請求項２の構成によれば、従来のように蒸
着等の手法ではなく、ウエハからフォトリソグラフィに
より圧電振動片の側面に電極を形成する場合には、この
電極が微細な形状であっても、精密に形成できる。

【００１９】請求項３の発明は、請求項１または２の構
成において、前記圧電振動片に形成される複数の電極部
のうち主電極部に対応した圧電材料の厚みを薄く形成す
る工程を含むものである。

【００２０】請求項３の構成によれば、圧電振動片の主
電極部に対応した箇所が薄く構成されるので、基本波で
高い周波数の圧電振動片を形成できる。

【００２１】請求項４の発明は、請求項１ないし３の構
成において、前記圧電振動片とウエハとをつなぐ連結部
の一部の厚みを薄く形成することにより、分離部を形成
するようにしている。

【００２２】請求項４の構成によれば、この分離部は構
造的に弱い部分となるから、この部分にて容易に折取る
ことができる。

【００２３】また、上述の目的は、請求項５の発明によ
れば、圧電振動素子と、この圧電振動素子に接続された
基部材と、前記圧電振動素子を密封する封止部材とを備
えており、前記圧電振動素子は、その形成工程におい
て、圧電振動素子とウエハとをつなぐ連結部が折取られ
ることによる折取り残部を備えており、この折取り残部
は圧電振動素子の表面に形成された複数の電極部を互い
に電気的に分離する構成とした、圧電振動子により、達
成される。

【００２４】請求項５の構成によれば、この圧電振動素
子に形成されている電極部は、上記折取り残部によって
分離されているから、電極間の短絡を生じることがな
く、安定した性能を備えている。

【００２５】さらにまた、上述の目的は、請求項６の発
明によれば、表面に導電パターンが形成されたベース部
と、このベース部に配置された集積回路と、前記ベース
部またはベース部上に配置され支持部に対して固定され
た圧電振動素子と、前記圧電振動素子を密封する封止部
材とを備えており、前記圧電振動素子は、その形成工程
において、圧電振動素子とウエハとをつなぐ連結部が折
取られることによる折取り残部を備えており、この折取
り残部は圧電振動素子の表面に形成された複数の電極部
を互いに電気的に分離する構成とした圧電発振器によ
り、達成される。請求項６の構成によれば、発振器に搭
載された圧電振動素子に形成されている電極部は、上記
折取り残部によって分離されているから、電極間の短絡
を生じることがなく、安定した性能を備えている。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照しながら説明する。

【００２７】図１は、本実施形態の圧電振動素子を形成
するための最初の工程を示している。

【００２８】図において、ウエハ１０は、圧電材料とし
て例えば水晶原石を所定の板厚に切り出して研磨するこ
とにより構成した水晶ウエハである。

【００２９】この水晶ウエハ１０には、図示されている
ように圧電振動片１２がフォトリソグラフィの手法によ
り、縦横に並ぶように多数同時に形成される。

【００３０】図２は、上記水晶ウエハ１０に多数形成さ
れた圧電振動素子１１が、水晶ウエハ１０から分離され
ていない状態における、ひとつの圧電振動素子１１を示
しており、図３は、水晶ウエハ１０から分離されたひと
つの圧電振動素子１１を示している。

【００３１】先ず、図３を参照して、第１の実施形態に
かかる圧電振動素子の構成を説明する。圧電振動素子１
１は、後述するようにして圧電材料，例えば水晶ウエハ
１０からフォトリソグラフィにより、図示されているよ
うに、長方形の板状に形成した振動片１２の表面に励振
電極１３を形成し、裏面側には他の励振電極１４を形成
したものである。これらの複数の励振電極１３，１４
は、それぞれ側面電極１３ａ，１４ａを備えており、こ
れら側面電極１３ａ，１４ａは、後述するように、ウエ
ハ１０から切除分離されるときにできる折取り残部１５
ａにより、電気的に確実に分離されている。尚、１５
ｂ，１５ｃも別の折取り残部である。

【００３２】次に、圧電振動素子１１の製造方法の実施
形態を図４及び図５を参照して説明する。

【００３３】図４は、図１のウエハを加工して、個々の
圧電振動片を形成する外形加工までの工程を示してお
り、図４の（ａ）は、図２のＡ−Ａ線断面図、図４の
（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線断面図、図４の（ｃ）は、図
２のＣ−Ｃ線断面図である。

【００３４】先ず、（１）の工程では、ウエハ１０の両
面にスパッタリングや蒸着等の手法により、例えばＣｒ
（下層）とＡｕ（上層）とによる二層の耐食膜１６を被
膜する。次に（２）の工程にて、耐食膜１６の上にレジ
スト１７を例えばスピンコートにより塗布する。そし
て、（３）の工程では、フォトマスクを用いて、図２に
示すように、ウエハ１０から形成される多数の水晶振動
片１２を形作る外形を各振動片について同時に露光し、
現像する。このとき、特に重要なのは、図２に示す３つ
の連結部１５の形状に対応してフォトマスクを形成する
ことである。ここで、３つの各連結部は、異なる電極の
間に配置されるようにする。（４）の工程では、レジス
ト１７が除去された箇所の耐食膜１６をとりさることに
より、腐食すべき領域を露出させる。次に、（６）の工
程において、腐食液として、例えば緩衝フッ酸等をもち
いて、露出部分をエッチング加工することにより、図２
の斜視図に示すように、ウエハ１０と、細い連結部１５
でつながれた状態の圧電振動片としての水晶振動片１２
の外形を形成する。

【００３５】図５は、上述の工程に続き圧電振動片の表
面に、必要な励振電極を形成する工程を示しており、そ
の（ａ），（ｂ），（ｃ）の関係は図４と同じである。

【００３６】図において、（７）の工程は、耐食膜１６
を全て取り去って、水晶を露出した状態を示している。
そして、（８）の工程では、各水晶振動片１２の表面に
導電材料，例えばＡｕとＣｒによる耐食膜１６をスパッ
タリングや蒸着等の手法により被膜する。（９）の工程
では、上記耐食膜１６の上にレジスト１７をスプレー等
により塗布している。次に（１０）の工程では、図２に
示す斜線部分に対応した形状に対応したフォトマスクを
配置して、露光し、現像する。そして、（１１）の工程
では感光しなかった箇所の耐食膜１６を取り去る。そし
て、（１２）の工程で、レジスト１７を取り去ると、耐
食膜１６が残る。この耐食膜１６は、Ａｕ（上層）とＣ
ｒ（下層）で構成されているから、そのまま励振電極と
して残ることになる。次いで（１３）の工程にて、連結
部１５を折取って、図３に示す圧電振動素子１１が完成
する。したがって、折取り残部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ
は、圧電振動片とウエハとを一体に接続していた連結部
１５を折った残りの部分であるから、その破断面には、
電極部は存在しないので、この折取り残部１５ａ，１５
ｂ，１５ｃを介して隣り合う電極部は必ず電気的に分離
されることになる。このように、図３の圧電振動素子１
１では、その製造工程において、水晶等の圧電材料のウ
エハ１０からフォトリソグラフィにより、圧電振動片１
２を複数同時に形成し、しかも電極形成工程もフォトリ
ソグラフィにより行うことから、きわめて小さな圧電振
動片をつくる場合にも、同時に多数の振動片１２が精密
に製造できる。また、圧電振動片１２の表裏面に形成さ
れる電極１３，１４も、その形成の際に、従来のよう
に、面倒なマスクの位置合わせを行わなくて済むし、金
属マスクを用いて蒸着等により電極を形成する場合に比
べて、精度よく電極を形成することができる。さらに、
この際に、圧電振動片１２とウエハとをつなぐ連結部１
５を、前記複数の電極の互いに隣接する電極の間に一つ
以上形成しているから、各電極どうしは、確実に電気的
に分離される。このため、電極１３，１４がどんなに小
さくても、互いに短絡されることがないので、その分性
能面で安定して動作させることができる。

【００３７】図６ないし図９は、第２の実施形態にかか
る圧電振動素子の構成と製造方法を示している。

【００３８】図６は第１の実施形態の図２に対応した図
であって、圧電振動素子２１がウエハ１０と分離される
前の状態を示しており、図７は、分離後の状態を示して
いる。

【００３９】尚、これらの図において、第１の実施形態
と同一の構成でなる部分は同一の符号を付して重複する
説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。

【００４０】先ず、図７を参照すると、圧電振動素子２
１は、第１の実施形態と同様に、例えば水晶ウエハ１０
からフォトリソグラフィにより、図示されているよう
に、圧電振動片２２の表面に、励振電極２３を、裏面に
励振電極２４を形成したものである。複数の励振電極２
３，２４は、側面電極２３ａ，２４ａを備えており、こ
れら側面電極２３ａ，２４ａは、後述するように、ウエ
ハ１０から切除分離されるときにできる折取り残部２５
ａにより、電気的に確実に分離されている。尚、２５
ｂ，２５ｃも別の折取り残部である。

【００４１】さらに、図６及び図７に示すように、圧電
振動片２２は、後述するような製造工程によって、その
中央，すなわち、主電極２３を形成した領域付近２２ａ
の材料厚みを薄く形成しており、さらにその周囲を囲む
ように材料厚みを厚くした周縁部２２ｂを備えている。

【００４２】このため、圧電振動素子２１（圧電振動片
２２）では、第１の実施形態における作用効果に加え
て、さらに、その中央部２２ａを薄くしたことにより、
より高周波発振が可能となっている。また、周縁部２２
ｂの材料厚みが中央部２２ａより厚くされていることに
より、必要な剛性を備えるようにされている。

【００４３】具体的には、基本波で高い周波数の圧電振
動片を得ようとすると、振動片の厚みが薄くなり、極端
に薄くすると取扱いができなくなる。しかしながら、こ
の圧電振動片２２では、中央部２２ａを薄くして、高い
基本波に対応させつつ、周縁部２２ｂの材料厚みを厚く
することにより、取扱いを容易にする剛性を備えるよう
にしたものである。

【００４４】また、この圧電振動片２２とウエハ１０と
をつなぐ各連結部２５，２５，２５は、その一部の厚み
を薄くすることにより形成された薄肉部２６，２６，２
６を備えている。これにより、ウエハ１０から圧電振動
素子２１を折取るさいに、この薄肉部２６，２６，２６
に応力が集中して折取りが容易となるようにされてい
る。尚、この薄肉部２６，２６，２６は、図示されてい
るような薄肉段部ではなくても、周囲の材料より肉厚を
薄くすればどのような形態でもよい。

【００４５】第２の実施形態による圧電振動素子２１は
以上のように構成されており、次に図８及び図９を参照
してその製造方法の一例を説明する。

【００４６】図８の工程（１）から工程（５）までは、
第１の実施形態の製造方法である図４の工程（５）まで
と同様である。

【００４７】この実施形態では、工程（６）において、
さらにフォトレジストを塗布し、工程（７）において、
圧電振動片２２の薄肉に形成すべき箇所（薄型部）を露
光するように、これに対応したフォトマスクを配置して
露光する。この薄肉に形成すべき箇所は、図６の中央部
２２ａと連結部２５，２５，２５の薄肉部２６，２６，
２６に対応する部分である。そして感光した部分のレジ
ストを剥離する。次に工程（８）では、先の工程（４）
で耐食膜を剥離して露出させた圧電材料，この場合、水
晶部分をエッチングにより取り去ると、圧電振動片２２
の外形ができあがる。この状態ではまだ薄肉部はできて
いない。

【００４８】次いで図９の工程（９）にて、上記工程
（７）にて感光した部分の耐食膜１６を除去し、工程
（１０）にて、レジスト１７を剥離する。そして、工程
（１１）にて、上記中央部２２ａと連結部２５，２５，
２５の薄肉部２６，２６，２６に対応する部分をエッチ
ングする。この際、圧電振動片２２の周縁部の厚みは、
強度を確保するためには０．１ｍｍ以上が望ましい。中
央部２２ａは、市場から要求されている基本波での４０
ＭＨｚ以上を満足する０．０４ｍｍ以下が望ましい。好
ましくは、１００ＭＨｚ以上を満足する０．０１６ｍｍ
以下が望ましい。

【００４９】次に、工程（１２）では、耐食膜１６を除
去すると、圧電振動片２２の形状が完成する。次に、こ
れに励振電極を形成する。このため、工程（１３）で
は、先ず耐食膜１６を被膜する。次に工程（１４）にて
フォトレジストをスプレー等により塗布する。次いで、
工程（１５）にて、励振電極の形状にそったフォトマス
クを配置して、露光する。そして、工程（１６）では、
感光した箇所の耐食膜１６を剥離すると、この耐食膜１
６にて、励振電極が形成される。つまり、この耐食膜１
６は、Ａｕ（上層）とＣｒ（下層）で構成されているか
ら、そのまま励振電極として残ることになる。

【００５０】次いで、工程（１７）では、レジスト１７
を除去し、図６に示した状態となり、この状態では、圧
電振動素子２１はまだウエハ１０と連結部２５，２５，
２５にて接続されている。最後に、工程（１８）にて、
連結部２５，２５，２５の各薄肉部２６，２６，２６を
折取り、圧電振動素子２１をウエハ１０から切除して、
個々の圧電振動素子２１を得ることができる。

【００５１】このように、上述の製造方法によれば、量
産性や製品精度等の点において、第１の実施形態と同様
の作用効果を発揮するとともに、各薄肉部２２ａ及び２
６，２６，２６を水晶等の圧電材料のウエハ１０からフ
ォトリソグラフィにより製造できるので、第１の実施形
態より、上述した点においてさらに優れた圧電振動素子
２１を容易に製造することができる。

【００５２】図１０及び図１１は、圧電振動素子の第３
の実施形態を示している。

【００５３】これらの図において、圧電振動素子３１
は、第１及び第２の実施形態と同様に、図１０に示すよ
うに一枚のウエハ１０から、フォトリソグラフィによ
り、同時に多数形成することができる。そして、図１１
に示すように、２つの連結部３５，３５を折取ることに
より完成する。

【００５４】図１１において、圧電振動素子３１は、例
えば水晶等の圧電材料でなる圧電振動片３２の表面に、
励振電極３３を裏面に励振電極３４を形成したものであ
る。この圧電振動素子３１が第１の実施形態と異なるの
は、主電極となる電極３３を圧電振動片３２の上面のほ
ぼ全面に形成した点である。この主電極３３は、圧電振
動片３２のひとつの側面にも側面電極３３ａとして連続
して形成されている。これに対して、他方の電極３４
は、圧電振動片３２の裏面と上記側面電極３３ａとは異
なる側面に形成されている。そして、この主電極３３な
らびに側面電極３３ａと、他方の主電極３４ならびに側
面電極３４ａとは、図１０に示されているように、製造
工程において、連結部３５にて電気的に分離されてい
る。この連結部３５を折り取った図１１の状態において
は、折取り残部３５ａが、主電極３３と他の主電極３４
とを電気的に分離するようになっている。

【００５５】したがって、この圧電振動素子３１は、第
１の実施形態にて説明した圧電振動素子１１と相違する
箇所は、主電極３３が圧電振動片３２の上面のほぼ全面
に形成されている点と、連結部３５を２つ備えていて、
３つではない点である。

【００５６】このため、第３の実施形態の圧電振動素子
３１は、第１の実施形態の圧電振動素子１１とほぼ同様
の製造工程によって製造することができる。また、圧電
振動素子３１は、第１の実施形態と同様の作用効果を発
揮するとともに、これに加えて、主電極３３を広くとる
ことができることから、その分効率良く圧電振動片３２
を駆動することができる。しかも、圧電振動片３２がき
わめて小型に構成される場合は電極間の短絡が一般的に
は課題となるが、本実施形態では、特に確実な電気的分
離を必要とする側面の電極どうしを折取り残部３５ａが
確実に区分し、電気的に分離することができるので、電
極どうしの短絡が生じる心配がなく、小型の圧電振動素
子３１をきわめて安定的に製造することができる。

【００５７】図１２は、上述の各実施形態による圧電振
動素子１１，２１，３１を利用した圧電振動子の構成例
を示している。

【００５８】図において、圧電振動子４１は、圧電振動
素子１１，２１，３１（いずれかひとつ）に対して、外
部リードを備えたプラグ３を電気的に接続して取付け、
圧電振動素子１１，２１，３１を封止部材６により封止
して構成されている。

【００５９】これにより、圧電振動子４１では、これに
使用する圧電振動素子を上述の各実施形態により提供さ
れるものを使用することによって、全体を小型に精度よ
く、多量に歩留り良く形成することができる。

【００６０】図１３は、上述の各実施形態による圧電振
動素子１１，２１，３１を利用した圧電発振器の構成例
を示している。

【００６１】図において、圧電発振器５１は、先ず、セ
ラミック製の基板５２上に所定の導電パターン（図示せ
ず）を形成して、そのダイパターン上に集積回路５３が
ダイボンディングされ、かつ各端子がワイヤボンディン
グされることにより、実装されている。この基板５２上
または図示しない支持台を介して、上述した圧電振動素
子１１，２１，３１（いずれかひとつ）が、導電性接着
剤５５により固定されている。さらに、この圧電振動素
子１１，２１，３１（いずれかひとつ）は、シールリン
グ５６を介して、キャップ５４により封止されている。

【００６２】このような構成の圧電発振器５１では、こ
れに使用する圧電振動素子を上述の各実施形態により提
供されるものを使用することによって、全体を小型に精
度よく、多量に歩留り良く形成することができる。

【００６３】図１４は、図１２にて説明した圧電振動子
を変形したもので、第３の実施形態にかかる圧電振動素
子３１の内部構造を示す概略斜視図である。

【００６４】この圧電振動子６１に取り付けられる圧電
振動素子３１は、図１０及び図１１にて説明したものと
共通していて、同一の符号を付した箇所は同じ構成であ
るから重複する説明は省略し、相違点を中心に説明す
る。

【００６５】圧電振動子６１のプラグ６３は、内側にて
平行に配置された２本のインナーリード６４と６５を備
えている。このインナーリード６４と６５の間隔は、圧
電振動素子３１の幅方向の大きさより僅かに大きく形成
されている。

【００６６】これにより、各インナーリード６４と６５
は、圧電振動素子３１の各側面電極３３ａと３４ａに対
して、外側から接触するように取付けられるようになっ
ている。

【００６７】したがって、この圧電振動子６１では、圧
電振動素子３１の各側面電極３３ａと３４ａを利用して
プラグ６３との接続を行うようにしたので、圧電振動片
３２の上面の全面に主電極３３を、下面の全面に主電極
３４を広く形成することができる。このため、効率良く
圧電振動片３２を駆動することができるものである。
尚、図１４の構成に図１２の封止部材６を装着すれば、
圧電振動子６１を完成することができる。

【００６８】図１５は、図１３にて説明した圧電発振器
を変形したもので、第３の実施形態にかかる圧電振動素
子３１を利用した圧電発振器の内部構造を示す概略斜視
図である。

【００６９】この圧電発振器７５に取り付けられる圧電
振動素子３１は、図１０及び図１１にて説明したものと
共通していて、この実施形態の圧電発振器の図１３と同
一の符号を付した箇所は同じ構成であるから重複する説
明は省略し、相違点を中心に説明する。

【００７０】図１５の構成では、圧電振動素子３１の支
持構造が図１３の場合と異なっている。すなわち、セラ
ミック製の基板５２内の内部空間には、その各側縁部に
は、段部５２ａ，５２ａが形成されている。各段部５２
ａ，５２ａには図示しない導電パターンにより電極部が
形成されており、これら電極部上には、導電性の接続部
材７１，７１が配置されるようになっている。これらの
接続部材７１，７１としては、例えば導電性接着剤や半
田等が用いられる。

【００７１】そして、この接続部材７１，７１は、上記
電極部と、圧電振動素子３１の側面電極３３ａ，３４ａ
に接触して固化されており、さらに、圧電振動素子３１
全体を上記段部５２ａ，５２ａより高い位置に保持して
いる。つまり、圧電振動素子３１は、接続部材７１，７
１により、両側面にて浮いた状態で支持されている。ま
た、圧電振動素子３１の下方に設けた内部空間には、図
示しない集積回路が実装されている。

【００７２】この状態で、基板５２の上部開口を平板な
蓋体もしくはキャップにて封止するようになっている。

【００７３】以上の構成によれば、本実施形態は、図１
３の圧電発振器と同じ作用効果を発揮するとともに、さ
らに、これに加えて、圧電振動素子３１が方持ち支持構
造ではなく、その中央付近を両側面から支持されて駆動
されるようになっているので、安定した支持構造とな
る。このため、部材間の熱膨張率の差や接続部材７１の
応力変化に起因する周波数変化等を生じにくく安定した
性能を得ることができる。また、圧電振動素子３１のほ
ぼ中央付近を支持する構造であるから、衝撃が加わった
場合にも、圧電振動素子３１の端部付近の変移量は、方
持ち支持構造と比べると小さくなり、破壊される可能性
も低くなる。

【００７４】尚、図１５における圧電振動素子３１の方
持ち支持構造は、上述の圧電発振器だけでなく、薄型の
圧電振動子にもほぼそのまま適用することができる。こ
の場合には、段部５２ａ，５２ａは不要であり、基板５
２の内側上面に隅部に上記接続部材７１，７１を配置す
ればよい。また、集積回路も必要ないので、その分基板
５２内の内部空間が少なくて済み、薄型となる。

【００７５】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、きわめて小さな圧電振動素子をつくる場合にも、
同時に多数が精密に製造でき、しかもきわめて小さな材
料に形成する複数の電極を確実に電気的に分離させるこ
とができる優れた圧電振動素子を提供することができ
る。

【００７６】請求項２の発明によれば、請求項１の効果
に加えて、圧電振動片の側面に電極を形成する場合に
も、この電極が微細な形状であっても、精密に形成でき
る。

【００７７】請求項３の発明によれば、請求項１または
２の効果に加えて、圧電振動片の主電極部に対応した箇
所が薄く構成されるので、高い領域の周波数を安定して
発振させることができる。

【００７８】請求項４の発明によれば、請求項１ないし
３の効果に加えて、前記圧電振動片とウエハとをつなぐ
連結部の一部の厚みを薄く形成することにより、この分
離部は構造的に弱い部分となるから、この部分にて容易
に折取ることができ、これにより、多数形成した圧電振
動素子をウエハから容易に分離することができる。

【００７９】る。

【００８０】また、請求項５の発明によれば、この圧電
振動子は、電極間の短絡を生じることがなく、安定した
性能を発揮することができる。

【００８１】さらにまた、請求項６の発明においても、
この圧電発振器は、電極間の短絡を生じることがなく、
安定した性能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態による圧電振動素子の製造
工程において、ウエハに多数の圧電振動片を形成した状
態を示す概略斜視図である。

【図２】 図１の実施形態におけるウエハとひとつの圧
電振動片の状態を示す概略斜視図である。

【図３】 第１の実施形態の圧電振動素子の構成を示す
概略斜視図である。

【図４】 第１の実施形態の圧電振動素子の製造工程の
一部を示す工程図である。

【図５】 第１の実施形態の圧電振動素子の製造工程の
一部を示す工程図である。

【図６】 第２の実施形態におけるウエハとひとつの圧
電振動片の状態を示す概略斜視図である。

【図７】 第２の実施形態の圧電振動素子の構成を示す
概略斜視図である。

【図８】 第２の実施形態の圧電振動素子の製造工程の
一部を示す工程図である。

【図９】 第２の実施形態の圧電振動素子の製造工程の
一部を示す工程図である。

【図１０】 第３の実施形態におけるウエハとひとつの
圧電振動片の状態を示す概略斜視図である。

【図１１】 第３の実施形態の圧電振動素子の構成を示
す概略斜視図である。

【図１２】 本発明の圧電振動素子を用いた圧電振動子
の実施形態を示す概略分解斜視図である。

【図１３】 本発明の圧電振動素子を用いた圧電発振器
の実施形態を示す概略断面図である。

【図１４】 本発明の圧電振動素子を用いた圧電振動子
の他の実施形態を示す概略斜視図である。

【図１５】 本発明の圧電振動素子を用いた圧電発振器
の別の構成の一部を示す概略断面図である。

【図１６】 従来の圧電振動子の構造を示す図である。

【図１７】 図１６の圧電振動子の圧電振動素子の製造
工程に使用される金属マスクの説明図である。

【図１８】 図１６の圧電振動素子の製造工程における
金属マスクを用いた蒸着工程の概略説明図である。

【図１９】 図１７の蒸着法により電極を形成した圧電
振動素子の概略構成図である。

【符号の説明】

１０ （水晶）ウエハ １１，２１，３１ 圧電振動素子 １２，２２，３２ 圧電振動片 １３，２３，３３ 励振電極 １４，２４，３４ 励振電極 １５，２５，３５ 連結部 １６ 耐食膜 １７ フォトレジスト ４１ 圧電振動子 ５１ 圧電発振器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電材料でなるウエハを形成し、 このウエハからフォトリソグラフィにより同時に複数の
   圧電振動片を形成し、各圧電振動片に対してフォトリソ
   グラフィにより複数の電極を形成する圧電振動素子の製
   造方法であって、 前記ウエハからフォトリソグラフィにより同時に複数の
   圧電振動片を形成する際に、各圧電振動片に関して、こ
   の圧電振動片とウエハとをつなぐ連結部を前記複数の電
   極の互いに隣接する電極の間に一つ以上形成し、 前記複数の電極形成後に前記連結部を折取ることにより
   ウエハから圧電振動素子を切除することを特徴とする圧
   電振動素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記圧電振動片に形成される複数の電極
   部のうち、一部の電極が、フォトリソグラフィにより圧
   電振動片の側面に形成されていることを特徴とする、請
   求項１に記載の圧電振動素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記圧電振動片に形成される複数の電極
   部のうち主電極部に対応した圧電材料の厚みを薄く形成
   する工程を含むことを特徴とする、請求項１または２の
   いずれかに記載の圧電振動素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記圧電振動片とウエハとをつなぐ連結
   部の一部の厚みを薄く形成することにより、分離部を形
   成することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか
   に記載の圧電振動素子の製造方法。
5. 【請求項５】 圧電振動素子と、 この圧電振動素子に接続された基部材と、 前記圧電振動素子を密封する封止部材と を備えており、 前記圧電振動素子は、その形成工程において、圧電振動
   素子とウエハとをつなぐ連結部が折取られることによる
   折取り残部を備えており、この折取り残部は圧電振動素
   子の表面に形成された複数の電極部を互いに電気的に分
   離する構成としたことを特徴とする圧電振動子。
6. 【請求項６】 表面に導電パターンが形成されたベース
   部と、 このベース部に配置された集積回路と、 前記ベース部またはベース部上に配置され支持部に対し
   て固定された圧電振動素子と、 前記圧電振動素子を密封する封止部材とを備えており、 前記圧電振動素子は、その形成工程において、圧電振動
   素子とウエハとをつなぐ連結部が折取られることによる
   折取り残部を備えており、この折取り残部は圧電振動素
   子の表面に形成された複数の電極部を互いに電気的に分
   離する構成としたことを特徴とする圧電発振器。