JP2000357935A - Electrode film pattern structure of piezoelectric vibrator and forming method of electrode film pattern - Google Patents

Electrode film pattern structure of piezoelectric vibrator and forming method of electrode film pattern

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JP2000357935A
JP2000357935A JP11171658A JP17165899A JP2000357935A JP 2000357935 A JP2000357935 A JP 2000357935A JP 11171658 A JP11171658 A JP 11171658A JP 17165899 A JP17165899 A JP 17165899A JP 2000357935 A JP2000357935 A JP 2000357935A
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piezoelectric
excitation
plate
film pattern
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Japanese (ja)
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Heiji Takatsuchi
平治 高土
Ryoichi Yasuike
亮一 安池
Yuichiro Kawaguchi
雄一郎 川口
Hiroyasu Saida
裕康 斎田
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To dissolve monconformities that cause a case where the foreign matters attached on the element plate surfaces other than the exciting electrodes move these electrodes and deteriorate the vibrator characteristic by placing the auxiliary electrodes for intensive excitation on both main surfaces of the vibrator with distances secured to the exposed areas of the element plate surfaces prepared along the outer circumference edges of the exciting and lead electrodes. SOLUTION: A piezoelectric vibrator 1 includes a rectangular thin (of paper strap shape) piezoelectric element plate 2, the exciting electrodes 3 and 4 which are formed on both main sides of the plate 2 and the lead electrodes 3a and 4a which are drawn to the edge of the plate 2 from the electrodes 3 and 4 respectively. Then an auxiliary electrode (exclusively used for intensive excitation) 11 is formed on the entire remaining areas of both sides of the plate 2 with a distance secured to the exposed areas 10 prepared along the outer circumference edges of the electrodes 3, 4, 3a and 4a respectively. In such a constitution, the foreign matters attached to the electrode 11 can also be eliminated via the intensive excitation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動素子の改
良に関し、特に圧電素板の主面に形成した励振電極及び
リード電極以外の素板面が素板露出面となっていること
によって発生していた種々の不具合を解決することがで
きる電極膜パターン構造を備えた圧電振動素子に関する
ものである。更に、本発明は、圧電振動素子の電極膜パ
ターンを簡易な手法により、正確に形成することを可能
とした圧電振動素子の電極膜パターンの形成方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a piezoelectric vibrating element, and more particularly to a piezoelectric vibrating element generated when a surface of a substrate other than an excitation electrode and a lead electrode formed on a main surface of a piezoelectric substrate is exposed. The present invention relates to a piezoelectric vibrating element having an electrode film pattern structure that can solve various problems that have occurred. Further, the present invention relates to a method for forming an electrode film pattern of a piezoelectric vibrating element, which can accurately form an electrode film pattern of the piezoelectric vibrating element by a simple method.

【0002】[0002]

【従来の技術】水晶によって代表される圧電振動素子を
用いた圧電振動子、圧電発振器等の圧電デバイスは、各
種電子機器、とりわけ通信機器においては不可欠の主要
パーツとして使用されている。 (第1の従来例)図10(a) 及び(b) は従来の一般的な
矩形薄板状の圧電素板を用いた圧電振動素子の表面、及
び裏面の構成説明図であり、この圧電振動素子1は、水
晶等の圧電材料から成る圧電素板2の表裏両主面に夫々
励振電極3、4と、各励振電極から夫々素板端縁へ引き
出されたリード電極3a,4aとを備えている。励振電
極3、4及びリード電極3a,4aは、圧電素板2上に
所要形状のメタルマスクを配置した状態で蒸着を行うこ
とによって成膜される電極膜パターンである。この圧電
振動素子1を図10(c) に示した圧電デバイス5のパッ
ケージ6内に組み込む場合には、リード電極3a,4a
を引き出した素板端縁2a側をパッケージ内の支持台座
6a上の電極パッド7に対して導電性接着剤8にて固定
することにより、片持ち状態での支持が行われる。符号
9はパッケージ6の上部開口を閉止する金属蓋である。
ところで、従来から、製造された圧電振動素子の発振レ
ベルを向上させる目的で、強励振という手法が実施され
ている。これは当該圧電振動素子の使用目的とされるド
ライブレベルをはるかに越える高いレベルで振動させる
ための電流をリード電極を介して励振電極に通電するこ
とにより、励振電極を強く振動させて励振電極に付着し
た異物を除去する手法である。圧電振動素子を圧電デバ
イスのパッケージ6内に片持ち支持にて接着した状態
で、この強励振を実施することにより、励振電極の良好
な振動を阻害する要因となる付着異物を除去することが
でき、この圧電振動素子を組み込んだ圧電デバイスの特
性を安定させ、信頼性を高めることができる。しかし、
強励振を実施した場合に発生する強振動は励振電極3、
4に集中する為、励振電極付近においては異物除去効果
を発揮するものの、励振電極周辺部における異物除去効
果は少ない。このため、励振電極以外の素板面に付着し
ていた異物が励振電極面へ移動して付着するという事態
が経時的に発生し、圧電振動素子の特性を悪化させる要
因となっていた。
2. Description of the Related Art Piezoelectric devices such as a piezoelectric vibrator and a piezoelectric oscillator using a piezoelectric vibrating element represented by quartz are used as indispensable main parts in various electronic devices, especially communication devices. (First Conventional Example) FIGS. 10 (a) and 10 (b) are explanatory diagrams of the front and back surfaces of a conventional piezoelectric vibrating element using a rectangular thin plate-shaped piezoelectric element. The element 1 includes excitation electrodes 3 and 4 on both front and back main surfaces of a piezoelectric element 2 made of a piezoelectric material such as quartz, and lead electrodes 3a and 4a extending from each excitation electrode to the edge of the element. ing. The excitation electrodes 3, 4 and the lead electrodes 3 a, 4 a are electrode film patterns formed by vapor deposition with a metal mask of a required shape arranged on the piezoelectric element plate 2. When the piezoelectric vibrating element 1 is incorporated in the package 6 of the piezoelectric device 5 shown in FIG. 10C, the lead electrodes 3a, 4a
Is fixed to the electrode pad 7 on the support pedestal 6a in the package with the conductive adhesive 8 so that the cantilever is supported. Reference numeral 9 denotes a metal lid that closes an upper opening of the package 6.
By the way, conventionally, a technique called strong excitation has been implemented for the purpose of improving the oscillation level of a manufactured piezoelectric vibration element. This is because a current for vibrating at a high level far exceeding the drive level intended for use of the piezoelectric vibration element is supplied to the excitation electrode via the lead electrode, so that the excitation electrode is vibrated strongly and the excitation electrode is vibrated. This is a method for removing adhered foreign matter. By performing the strong excitation in a state where the piezoelectric vibrating element is adhered to the piezoelectric device package 6 in a cantilever manner, it is possible to remove adhering foreign matter which is a factor that hinders good vibration of the excitation electrode. The characteristics of the piezoelectric device incorporating the piezoelectric vibration element can be stabilized, and the reliability can be improved. But,
The strong vibration that occurs when the strong excitation is performed is the excitation electrode 3,
Because the concentration is at 4, the foreign matter removing effect near the excitation electrode is exhibited, but the foreign matter removing effect around the excitation electrode is small. For this reason, a situation in which the foreign matter adhering to the surface of the base plate other than the excitation electrode moves to and adheres to the surface of the excitation electrode occurs with the passage of time, which is a factor of deteriorating the characteristics of the piezoelectric vibration element.

【0003】(第2の従来例)次に、従来の圧電振動素
子は図10(a) (b) に示すように短冊状圧電素板2の表
裏両面に圧電振動を励起するための電極膜パターン(励
振電極3、4、及びリード電極3a,4a)を形成する
為に、メタルマスク等を用いて圧電素板2の表裏面をマ
スキングしてから、蒸着法やスパッタ法により電極膜を
成膜形成して所望の電極膜パターンを得ていた。励振電
極3、4は、所望の等価定数(例えば、電気的等価回路
により表される等価インダクタンス、等価静電容量、並
列容量、等価抵抗)に合わせて、電極面積が決定され
る。従来、これらの等価定数を導出する為の励振電極
3、4と、リード電極3a,4a以外の素板面には、マ
スキングを施すことにより膜形成を行わないのが一般的
であった。しかし、近年の圧電デバイスに対する小型化
の要請は、使用する圧電振動素子に対しても波及してき
ており、主振動の等価定数や寄生する副振動を高精度に
制御する為には、電極膜パターン精度についても、小型
化に比例してこれまで以上に高精度化することが求めら
れている。これらの電極膜パターンを形成するに当たっ
て、従来のようにメタルマスクを用いた蒸着工法によっ
た場合、マスクの厚さに起因して成膜時に形成される影
や、マスクと圧電素板との接触間隙への成膜材料の回り
込み等によって、所望する電極膜パターンの再現性が低
下し、電気的等価定数や寄生する副振動のバラツキが大
きくなる等の欠点があった。特に、厚み滑り振動モード
を利用する圧電振動素子にあっては、目的周波数が高く
なるに従って圧電素板の肉厚も薄くなり、圧電素板の振
動エネルギーも圧電素板の極微小領域に閉じ込められて
いるため、励振電極等の必要な電極膜パターンも極小面
積となる。このため、メタルマスクを用いた蒸着工法が
有する上記欠点が更に増幅される結果となる。
(Second Conventional Example) Next, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), a conventional piezoelectric vibrating element is an electrode film for exciting piezoelectric vibration on both front and back surfaces of a strip-shaped piezoelectric element plate 2. In order to form a pattern (excitation electrodes 3, 4 and lead electrodes 3a, 4a), the front and back surfaces of the piezoelectric element 2 are masked using a metal mask or the like, and then an electrode film is formed by vapor deposition or sputtering. A desired electrode film pattern was obtained by film formation. The electrode area of the excitation electrodes 3 and 4 is determined according to a desired equivalent constant (for example, equivalent inductance, equivalent capacitance, parallel capacitance, equivalent resistance represented by an electric equivalent circuit). Heretofore, it has been general that no film is formed on the base plate surface other than the excitation electrodes 3 and 4 for deriving these equivalent constants and the lead electrodes 3a and 4a by masking. However, the recent demand for miniaturization of piezoelectric devices has spread to the piezoelectric vibrating elements to be used, and in order to control the equivalent constant of the main vibration and the parasitic auxiliary vibration with high accuracy, the electrode film pattern has As for the accuracy, there is a demand for higher accuracy than ever before in proportion to miniaturization. When these electrode film patterns are formed by a conventional vapor deposition method using a metal mask, a shadow formed at the time of film formation due to the thickness of the mask and a shadow between the mask and the piezoelectric element plate are formed. There are drawbacks such as the reproducibility of the desired electrode film pattern being reduced due to the wraparound of the film-forming material into the contact gap, and the variation of the electrical equivalent constant and parasitic auxiliary vibration being increased. In particular, in the case of a piezoelectric vibrating element that uses the thickness-shear vibration mode, the thickness of the piezoelectric element becomes thinner as the target frequency increases, and the vibration energy of the piezoelectric element is confined to a very small area of the piezoelectric element. Therefore, the required electrode film pattern such as the excitation electrode also has an extremely small area. As a result, the above-mentioned disadvantages of the vapor deposition method using a metal mask are further amplified.

【0004】一方、従来から、電極膜パターンを高精度
に形成する手法として、フォトリソグラフィ工法が知ら
れているが、この工法では、パターン形成するまでに、
レジスト塗布、フォトマスクによる露光、エッチング、
レジスト剥離、洗浄等の複数の工程を経るため、多大な
時間を要して生産性が低下し、コストアップするという
欠点があった。また、これらのメタルマスクやフォトマ
スクは、目的とする周波数毎に多種類必要となり、かつ
高精度に維持管理するために、多大な管理費用が発生す
るという不具合があった。また、従来からレーザビーム
を照射することにより電極膜をトリミング加工する手法
も知られているが、水晶等の結晶材料上に形成した電極
膜を加工する際に、レーザビームが固体内部を透過し易
いため、圧電素板裏面に形成した電極膜をもトリミング
する事態が発生し、所望のパターン形成が困難になると
いう不具合があった。
On the other hand, a photolithography method has been conventionally known as a technique for forming an electrode film pattern with high precision.
Resist coating, photomask exposure, etching,
Since a plurality of steps such as resist stripping and cleaning are performed, a large amount of time is required, thereby reducing productivity and increasing costs. In addition, these metal masks and photomasks require a large number of types for each target frequency, and have a disadvantage that a large amount of management cost is required for maintaining and managing them with high accuracy. Conventionally, a method of trimming an electrode film by irradiating a laser beam is also known.However, when processing an electrode film formed on a crystal material such as quartz, the laser beam passes through the inside of a solid. For this reason, there is a problem that the electrode film formed on the back surface of the piezoelectric element is also trimmed, which makes it difficult to form a desired pattern.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、例えば、圧電素板の表裏両面に夫々励振電
極及びリード電極を形成してなる圧電振動素子におい
て、強励振を実施した場合に、励振電極以外の素板面で
の異物除去効果が著しく低下する結果として、励振電極
以外の素板面に付着していた異物が励振電極上に転移し
て圧電振動素子の特性を悪化させる原因となるという不
具合を解決することにある。また、本発明の他の課題
は、電極膜パターンを高精度に形成する際の製造工数を
大幅に削減し、かつ高精度な電極膜パターン形成を容易
化した圧電振動素子の電極膜パターン形成方法を提供す
ることにある。
The problem to be solved by the present invention is, for example, the case where strong excitation is performed in a piezoelectric vibrating element in which excitation electrodes and lead electrodes are formed on both front and back surfaces of a piezoelectric element plate, respectively. In addition, as a result of significantly reducing the foreign matter removing effect on the surface of the base plate other than the excitation electrode, foreign matter attached to the surface of the base plate other than the excitation electrode is transferred onto the excitation electrode and deteriorates the characteristics of the piezoelectric vibration element. The problem is to solve the problem that causes it. Another object of the present invention is to provide a method for forming an electrode film pattern of a piezoelectric vibrating element, which significantly reduces the number of manufacturing steps when forming an electrode film pattern with high accuracy and facilitates the formation of an electrode film pattern with high accuracy. Is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1の発明は、圧電素板と、圧電素板の少なく
とも一方の主面に形成した少なくとも一つの励振電極
と、該励振電極から引き出されたリード電極と、から成
る圧電振動素子において、上記圧電振動素子の上記主面
に、上記励振電極及びリード電極の外周縁に沿って配置
された素板面露出領域を隔てて、強励振用の補助電極を
配置したことを特徴とする。請求項2の発明は、上記補
助電極を、上記励振電極及びリード電極の外周縁に沿っ
て配置した素板面露出領域を隔てた残りの素板面全体に
形成したことを特徴とする。請求項3の発明は、圧電素
板の表側主面に、励振電極と、該励振電極から引き出さ
れたリード電極と、励振電極及びリード電極の外周縁に
沿って配置された素板面露出領域を隔てて配置された強
励振用の補助電極と、を形成した圧電振動素子であっ
て、圧電素板の裏側主面の全面又は広範囲に、裏面側の
励振電極と補助電極を兼ねる電極膜パターンを形成した
ことを特徴とする。請求項4の発明は、上記圧電素板の
表裏両主面の全面に電極膜を形成した後で、放電加工エ
ッチングにより該電極膜を選択的に除去して上記素板面
露出領域を形成することにより所望の電極膜パターンを
形成することを特徴とする。請求項5の発明は、主面に
全面的に電極膜を形成した上記圧電素板をCPU制御さ
れるXYテーブル上に載置し、圧電素板面と対向配置さ
れた複数の放電電極を用いて、該圧電素板面上に複数の
電極膜パターンを同時形成することを特徴とする。請求
項6の発明は、上記圧電素板として、厚み滑り圧電材料
を使用したことを特徴とする。請求項7の発明は、上記
圧電振動素子は、多電極型圧電振動素子であることを特
徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric element, at least one excitation electrode formed on at least one main surface of the piezoelectric element, and the excitation electrode. And a lead electrode drawn out of the piezoelectric vibrating element, the main surface of the piezoelectric vibrating element is separated from a raw plate surface exposed region arranged along the outer peripheral edges of the excitation electrode and the lead electrode, It is characterized in that auxiliary electrodes for excitation are arranged. The invention according to claim 2 is characterized in that the auxiliary electrode is formed on the entire surface of the remaining raw plate separated from the raw plate surface exposed region arranged along the outer peripheral edges of the excitation electrode and the lead electrode. The invention according to claim 3 is a piezoelectric element plate, comprising: an excitation electrode, a lead electrode drawn out from the excitation electrode, and a substrate surface exposed region arranged along the outer peripheral edge of the excitation electrode and the lead electrode on the front side main surface of the piezoelectric element plate. And an auxiliary electrode for strong excitation, which is disposed at a distance from the piezoelectric element, and an electrode film pattern serving also as the excitation electrode and the auxiliary electrode on the back side over the entire or wide area of the back side main surface of the piezoelectric element plate. Is formed. According to a fourth aspect of the present invention, after forming an electrode film on the entire front and back main surfaces of the piezoelectric element plate, the electrode film is selectively removed by electric discharge machining to form the element plate surface exposed region. Thus, a desired electrode film pattern is formed. According to a fifth aspect of the present invention, the piezoelectric plate having an electrode film formed entirely on the main surface is placed on an XY table controlled by a CPU, and a plurality of discharge electrodes are disposed to face the piezoelectric plate surface. Thus, a plurality of electrode film patterns are simultaneously formed on the surface of the piezoelectric element. The invention according to claim 6 is characterized in that a thickness-sliding piezoelectric material is used as the piezoelectric element plate. The invention according to claim 7 is characterized in that the piezoelectric vibration element is a multi-electrode type piezoelectric vibration element.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態により詳細に説明する。 (第1の従来例に対応する実施の形態)図1(a) 及び
(b) は本発明の一実施の形態に係る圧電振動素子の表側
主面及び裏側主面を夫々示す図であり、この圧電振動素
子1は、水晶等の圧電材料から成る矩形薄板状(短冊
状)の圧電素板2と、圧電素板2の表裏両主面に夫々形
成した励振電極3、4と、各励振電極3、4から圧電素
板端縁へ夫々引き出されたリード電極3a,4aと、を
有すると共に、各励振電極3、4及びリード電極3a,
4aの外周縁に沿って配置された素板面露出領域10を
隔てて、補助電極(強励振専用電極)11を圧電素板2
の表裏両面の残りの面積全体に配置した構成が特徴的で
ある。なお、この実施の形態では、素板面露出領域10
の形状をほぼ均一幅のスリット状にしたが、これは一例
に過ぎず、スリットの幅、形状等については種々の変形
が可能である。また、励振電極から延びるリード電極3
a,4aの形状、引出し方向等についても種々の変形が
可能である。各励振電極3、4、リード電極3a,4a
及び素板面露出領域10は、導電膜パターンであり、こ
れらの導電膜パターンを形成する方法としては、例えば
圧電素板2の表裏両主面に夫々全面的に導電膜を蒸着等
により均一に成膜した後で、後述する各実施例に示した
手法により素板面露出領域10を形成するか、或は予め
圧電素板面にメタルマスクを固定した状態で蒸着を行う
ことにより素板面露出領域10を除いた素板面全体に導
電膜を成膜するようにする。或は、フォトエッチングに
より圧電素板上に選択的に各励振電極、リード電極及び
補助電極11を形成するようにしてもよい。なお、一方
のリード電極の反対面側に補助電極が位置している場合
には、このリード電極をパッケージ内に導電性接着剤に
より固定する際に、導電性接着剤が反対面側の補助電極
とリード電極とを短絡させる虞れがある為、必要に応じ
て一点鎖線で示した如き素板面露出領域10Aを形成す
ることにより、補助電極11の一部(端縁2a寄りの部
分)を他の部分から電気的に分離するようにしてもよ
い。この短絡防止の為の構成は、以下の全ての実施の形
態にも共通して適用することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. (Embodiment Corresponding to First Conventional Example) FIG.
(b) is a diagram showing a front main surface and a back main surface of a piezoelectric vibrating element according to one embodiment of the present invention. The piezoelectric vibrating element 1 has a rectangular thin plate (strip) made of a piezoelectric material such as quartz. ), Excitation electrodes 3 and 4 respectively formed on the front and back main surfaces of the piezoelectric element 2, and lead electrodes 3 a drawn out from the excitation electrodes 3 and 4 to the edges of the piezoelectric element, respectively. 4a, and each of the excitation electrodes 3, 4 and the lead electrodes 3a,
Auxiliary electrodes (electrodes dedicated to strong excitation) 11 are separated from the piezoelectric element 2 by an element exposed surface 10 arranged along the outer peripheral edge of the element 4a.
Is characterized in that it is arranged over the entire remaining area on both sides. In this embodiment, the bare plate surface exposed region 10
Is a slit having a substantially uniform width, but this is merely an example, and the width and shape of the slit can be variously modified. Also, a lead electrode 3 extending from the excitation electrode
Various modifications are also possible for the shapes of a and 4a, the drawing direction, and the like. Exciting electrodes 3 and 4, lead electrodes 3a and 4a
The exposed surface 10 of the base plate is a conductive film pattern. As a method of forming the conductive film pattern, for example, a conductive film is uniformly formed on both front and back main surfaces of the piezoelectric plate 2 by vapor deposition or the like. After the film formation, the base plate surface exposed region 10 is formed by the method described in each embodiment described later, or the base plate surface is formed by performing vapor deposition in a state where a metal mask is fixed to the piezoelectric base plate surface in advance. A conductive film is formed on the entire surface of the base plate excluding the exposed region 10. Alternatively, each excitation electrode, lead electrode and auxiliary electrode 11 may be selectively formed on the piezoelectric element plate by photoetching. If the auxiliary electrode is located on the opposite side of one of the lead electrodes, when the lead electrode is fixed in the package with the conductive adhesive, the conductive adhesive is attached to the auxiliary electrode on the opposite side. Since there is a risk of short-circuiting the lead electrode and the lead electrode, a part of the auxiliary electrode 11 (a part near the edge 2a) is formed by forming the bare plate surface exposed region 10A as shown by a dashed line as necessary. You may make it electrically separate from another part. This configuration for preventing short circuit can be applied commonly to all the following embodiments.

【0008】本実施形態の圧電振動素子1は、励振電極
3、4以外の素板面に広範囲に亙って補助電極11を形
成したので、強励振による異物除去作業を、補助電極1
1に対しても実施することが可能となる。即ち、実使用
時に励振電極3、4に印加する電流よりも高い周波数の
電流を励振電極3、4及び補助電極11に対して夫々同
時に印加することによりこれらを強励振させ、各導電膜
パターン上に付着した異物を除去することができる。こ
の為、この圧電振動素子を図10(c) に示した如き圧電
デバイス5に組み込んで実使用する際に、導電膜パター
ン3、4、11上に付着した異物に起因した周波数の安
定性低下を有効に防止することができる。尚、図1の変
形例として、例えば、圧電素板の裏側主面だけを全面的
に電極膜パターンにて被覆した構成としても良い。この
場合には、裏側主面の全面電極の一部が励振電極として
機能する一方で、強励振時には裏面全体の電極膜パター
ン上から異物が除去されることとなる。
In the piezoelectric vibrating element 1 of this embodiment, since the auxiliary electrode 11 is formed over a wide area on the surface of the base plate other than the excitation electrodes 3 and 4, the work of removing foreign matter by strong excitation can be performed by the auxiliary electrode 1.
1 can be implemented. That is, by applying a current having a higher frequency than the current applied to the excitation electrodes 3 and 4 to the excitation electrodes 3 and 4 and the auxiliary electrode 11 simultaneously at the time of actual use, these are strongly excited, and these are applied to each conductive film pattern. Foreign matter adhering to the can be removed. Therefore, when this piezoelectric vibrating element is incorporated into a piezoelectric device 5 as shown in FIG. 10 (c) and actually used, the frequency stability is reduced due to foreign matter adhering to the conductive film patterns 3, 4, and 11. Can be effectively prevented. As a modification of FIG. 1, for example, a configuration in which only the back main surface of the piezoelectric element plate is entirely covered with an electrode film pattern may be employed. In this case, a part of the entire surface electrode on the back side main surface functions as an excitation electrode, while foreign matter is removed from the electrode film pattern on the entire back surface during strong excitation.

【0009】このような優れた効果を発揮する圧電振動
素子の導体膜パターンの他の構成例としては、例えば、
図2、図3、図4に夫々示した如きものを例示すること
ができる。まず、図2(a) 及び(b) は図1に示した実施
の形態の変形例に係る圧電振動素子の表側主面、及び裏
側主面を示す図であり、この圧電振動素子の表裏両主面
に夫々形成された導体膜パターン3、4、3a,4a,
11は、補助電極11の形状が上記実施の形態のものと
異なっている。また、この実施の形態の導体膜パターン
3、4、3a,4a,11は圧電素板の表裏においてほ
ぼ対称形状となるように形成されている。この実施の形
態では、図示のように素板面露出領域10が、励振電極
3、4の外周全体と各リード電極3a,4aの基端部に
沿ってスリット状に形成された細幅露出領域10aとな
っている一方で、各リード電極3a,4aの中間部から
先端部(素板端縁2a側)にかけては幅広露出領域10
bとなっている。更に、補助電極11は、リード電極3
a,4aが引き出された素板端縁2a寄りの部分が所要
形状に除去されており、この部分が第2の素板面露出領
域12となっている。第2の素板面露出領域12と隣接
する補助電極11の細幅部分は補助電極リード部11a
となっており、補助電極11を強励振させる際の電流供
給部となる。また、幅広露出領域10bと、第2の素板
面露出領域12とは、その幅wがほぼ同一となるように
予め設定されている。リード電極が引き出された素板端
縁2aは、図10(c) に示した圧電デバイス5のパッケ
ージ6内にこの水晶振動素子1を片持ち支持する際に、
パッケージ内の支持台座6a上の電極パッド7に接着固
定される部分であり、素板端縁2aに沿って配置された
幅広露出領域10bと第2の素板面露出領域12には電
極膜パターンが存在していないが、これらの領域10
b,12は補助電極11に近接している為、補助電極が
強励振させられる際に、これらの領域10b,12に付
着した異物は除去される。このタイプの圧電振動素子1
を,図10(c) に示した如き圧電デバイス5のパッケー
ジ6内に組み込む場合には、リード電極3a,4aの各
端部を夫々図示しないパッケージ6内の支持台座6a上
の2つのパッド6aに導電性接着剤により固定すると共
に、表裏両面に設けた補助電極リード部11aの端部を
もパッケージ内の支持台座上の他のパッド6aに導電性
接着剤8を用いて固定する。この状態で、各パッドか
ら、圧電振動素子1の使用目的とされるドライブレベル
をはるかに越える高いレベルで振動させるための電流を
各リード電極3a,4a及び補助電極リード部11aに
流し、励振電極3,4及び補助電極11に通電すること
により、励振電極3、4及び補助電極11を強く振動さ
せて励振電極、補助電極に夫々付着した異物を除去す
る。
As another configuration example of the conductor film pattern of the piezoelectric vibration element exhibiting such excellent effects, for example,
Examples shown in FIGS. 2, 3 and 4 can be exemplified. First, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are diagrams showing a front main surface and a back main surface of a piezoelectric vibrating element according to a modification of the embodiment shown in FIG. The conductor film patterns 3, 4, 3a, 4a,
11 is different from the above-described embodiment in the shape of the auxiliary electrode 11. Further, the conductor film patterns 3, 4, 3a, 4a, 11 of this embodiment are formed so as to be substantially symmetrical on the front and back of the piezoelectric element plate. In this embodiment, as shown in the figure, the bare plate surface exposed region 10 is a narrow exposed region formed in a slit shape along the entire outer periphery of the excitation electrodes 3 and 4 and the base ends of the lead electrodes 3a and 4a. 10a, a wide exposed region 10 extends from the middle part of each of the lead electrodes 3a, 4a to the tip end (the side of the raw plate edge 2a).
b. Further, the auxiliary electrode 11 is a lead electrode 3
A portion near the raw plate edge 2a from which a and 4a are drawn out is removed in a required shape, and this portion is a second raw plate surface exposed region 12. The narrow portion of the auxiliary electrode 11 adjacent to the second bare plate surface exposed region 12 is the auxiliary electrode lead portion 11a.
And serves as a current supply unit when the auxiliary electrode 11 is strongly excited. The wide exposed region 10b and the second bare plate surface exposed region 12 are preset so that their widths w are substantially the same. The base plate edge 2a from which the lead electrode is drawn out is used to support the quartz resonator element 1 cantilever in the package 6 of the piezoelectric device 5 shown in FIG.
An electrode film pattern is a portion which is bonded and fixed to the electrode pad 7 on the support pedestal 6a in the package, and has a wide exposed region 10b and a second exposed surface 12 of the raw plate arranged along the raw plate edge 2a. Are not present, but these areas 10
Since b and 12 are close to the auxiliary electrode 11, when the auxiliary electrode is vibrated strongly, the foreign substances adhering to these regions 10b and 12 are removed. This type of piezoelectric vibrating element 1
Is incorporated in the package 6 of the piezoelectric device 5 as shown in FIG. 10 (c), each end of the lead electrodes 3a, 4a is connected to two pads 6a on a support base 6a in the package 6, not shown. And the ends of the auxiliary electrode lead portions 11a provided on the front and back surfaces are also fixed to the other pads 6a on the support pedestal in the package using the conductive adhesive 8. In this state, a current for vibrating the piezoelectric vibrating element 1 at a high level far exceeding the drive level for which the piezoelectric vibrating element 1 is used is passed from each pad to each lead electrode 3a, 4a and the auxiliary electrode lead portion 11a, and the excitation electrode By energizing the excitation electrodes 3, 4 and the auxiliary electrode 11, the excitation electrodes 3, 4 and the auxiliary electrode 11 are vibrated strongly to remove foreign substances adhering to the excitation electrode and the auxiliary electrode, respectively.

【0010】次に、図3(a) 及び(b) は本発明の他の実
施の形態に係る圧電振動素子の表面及び裏面の構成図で
あり、圧電素板2の表面には電極膜パターンが図3(a)
のように形成されている一方で、圧電素板2の裏面には
図3(b) のように補助電極15としての全面電極が形成
されている。この圧電振動素子1の素板表面に形成され
た電極膜パターン構成が図1のものと異なる点は、リー
ド電極3aの端縁と、補助電極11の端縁が、いずれも
圧電素板2の端縁2aに達する手前で終端している構成
にある。換言すれば、素板面露出領域10が、励振電極
3の外周全体と、各リード電極3aの途中までを包囲す
るスリット状の細幅露出領域10aと、素板端縁2aか
ら所定幅w1に亙って矩形状に露出した幅広露出領域1
0cと、から構成されている点が特徴的である。圧電素
板2の裏面には、励振電極と強励振専用電極を兼ねる全
面電極15が全面に亙って形成されている。このような
構成を備えた圧電振動素子1を図10(c) に示した如き
パッケージ6内に片持ち支持する場合には、パッケージ
内に片持ち支持する際の固定部として端縁2aに沿った
部分16を選定して、この部分16を導電性接着剤8に
よりパッケージ内の電極パッド7上に固定する一方で、
リード電極3aに対する電流の供給はボンディングワイ
ヤ17を用い、表面側の補助電極11に対する電流の供
給はボンディングワイヤ18を用いて行う。裏面の全面
電極15に対する電流供給は、導電性接着剤8を介して
パッケージ内の電極パッド7と全面電極15とを導通さ
せることにより可能となる。励振電極3、補助電極1
1、全面電極15に対する強励振によって異物を完全に
除去する効果は、上記実施の形態と同様である。また、
幅広露出領域10cに付着する異物については表側の補
助電極11や、裏面側の全面電極15の強励振によって
除去可能である。
FIGS. 3 (a) and 3 (b) are diagrams showing the front and back surfaces of a piezoelectric vibrating element according to another embodiment of the present invention. Figure 3 (a)
On the other hand, as shown in FIG. 3B, a full-surface electrode as an auxiliary electrode 15 is formed on the back surface of the piezoelectric element plate 2. The configuration of the electrode film pattern formed on the surface of the element plate of the piezoelectric vibration element 1 is different from that of FIG. 1 in that the edge of the lead electrode 3a and the edge of the auxiliary electrode 11 In this configuration, the terminal ends before reaching the edge 2a. In other words, the bare plate surface exposed region 10 is formed to have a predetermined width w1 from the entire outer periphery of the excitation electrode 3, a slit-like narrow width exposed region 10 a surrounding the middle of each lead electrode 3 a, and the bare plate edge 2 a. Wide exposed area 1 exposed in a rectangular shape over
0c. On the back surface of the piezoelectric element 2, a full-surface electrode 15 serving as an excitation electrode and an electrode dedicated to strong excitation is formed over the entire surface. When the piezoelectric vibrating element 1 having such a configuration is cantilevered in a package 6 as shown in FIG. 10 (c), it is fixed along the edge 2a as a fixed portion for cantilevering support in the package. While the part 16 is selected and fixed on the electrode pad 7 in the package by the conductive adhesive 8,
A current is supplied to the lead electrode 3a using a bonding wire 17, and a current is supplied to the auxiliary electrode 11 on the front surface using a bonding wire 18. A current can be supplied to the whole surface electrode 15 on the back surface by conducting the electrode pad 7 in the package and the whole surface electrode 15 via the conductive adhesive 8. Excitation electrode 3, auxiliary electrode 1
1. The effect of completely removing foreign matter by strong excitation of the entire surface electrode 15 is the same as in the above-described embodiment. Also,
Foreign matter adhering to the wide exposed region 10c can be removed by strong excitation of the auxiliary electrode 11 on the front side and the full-surface electrode 15 on the back side.

【0011】次に、図4(a) 及び(b) は、本発明の他の
実施の形態に係る圧電振動素子の表面側及び裏面側の構
成図であり、この圧電振動素子は、圧電素板2の表面側
に形成された電極膜パターン3、4、3a,4a,11
の構成は、図2(a) に示した実施の形態と同等である
が、素板裏面側に形成した電極膜パターンの形状が異な
っている。即ち、素板表面側は、素板面露出領域10
が、励振電極3、4の外周全体と各リード電極3a,4
aの基端部に沿ってスリット状に形成された細幅露出領
域10aとなっている一方で、各リード電極3a,4a
の中間部から先端部(素板端縁2a側)にかけては幅広
露出領域10bとなっている。更に、補助電極11は、
リード電極3a,4aが引き出された素板端縁2a寄り
の部分が所要形状に除去されており、この部分が第2の
素板面露出領域12となっている。第2の素板面露出領
域12と隣接する補助電極11の細幅部分は補助電極リ
ード部11aとなっており、補助電極11を強励振させ
る際の電流供給部となる。また、幅広露出領域10b
と、第2の素板面露出領域12とは、その幅wがほぼ同
一となるように予め設定されている。
4 (a) and 4 (b) are front and back side views of a piezoelectric vibrating element according to another embodiment of the present invention. Electrode film patterns 3, 4, 3a, 4a, 11 formed on the front side of the plate 2.
Is similar to that of the embodiment shown in FIG. 2A, except that the shape of the electrode film pattern formed on the back side of the base plate is different. That is, the base plate surface side is the base plate surface exposed area 10.
Correspond to the entire outer periphery of the excitation electrodes 3 and 4 and the respective lead electrodes 3a and 4
While each of the lead electrodes 3a, 4a has a narrow width exposed region 10a formed in a slit shape along the base end of the lead electrode 3a, 4a.
A wide exposed region 10b extends from the intermediate portion to the tip portion (the raw plate edge 2a side). Further, the auxiliary electrode 11
A portion near the base plate edge 2a from which the lead electrodes 3a and 4a are drawn out is removed in a required shape, and this portion is a second base plate surface exposed region 12. The narrow portion of the auxiliary electrode 11 adjacent to the second bare plate surface exposed region 12 is an auxiliary electrode lead portion 11a, and serves as a current supply portion when the auxiliary electrode 11 is strongly excited. Also, the wide exposed area 10b
And the second bare plate surface exposed region 12 are set in advance so that their widths w are substantially the same.

【0012】これに対して圧電素板2の裏面側は、素板
端縁2aから幅wの範囲に亙って素板面露出領域20が
形成され、この素板面露出領域20はリード電極21a
により分割されている。更に、素板面露出領域20とリ
ード電極21aを除いた領域は、全面的に励振・補助電
極21となっている。この実施形態に係る圧電振動素子
1を図10(c) に示した如きパッケージ6内に片持ち支
持により固定する場合には、各リード電極3a,補助電
極リード部11a,リード電極21aを夫々、パッケー
ジ6内に設けた3つの電極パッドに対して夫々導電性接
着剤を用いて接続固定する。励振電極3、補助電極1
1、励振・補助電極21に対する強励振によって異物を
完全に除去する効果は、上記各実施の形態と同様であ
る。また、素板面露出領域20に付着する異物について
は表面側の補助電極11や、裏面側の励振・補助電極2
1の強励振によって除去可能である。なお、上記各実施
の形態に係る圧電振動素子は、いずれも圧電素板の表裏
両面に夫々一つづつの励振電極を形成したタイプであっ
たが、本発明は圧電素板の片面に複数の励振電極を分離
配置したMCF(モノリシック・クリスタル・フィルタ
−)等の多電極型圧電振動素子についても適用できるこ
とは言うまでもない。
On the other hand, on the back surface side of the piezoelectric element plate 2, an exposed area 20 is formed over a range of width w from the edge 2a of the element plate. 21a
Is divided by Further, the area excluding the raw plate surface exposed area 20 and the lead electrode 21a is the entire excitation / auxiliary electrode 21. When the piezoelectric vibrating element 1 according to this embodiment is fixed in a package 6 as shown in FIG. 10C by cantilever support, each lead electrode 3a, auxiliary electrode lead portion 11a, and lead electrode 21a are respectively Each of the three electrode pads provided in the package 6 is connected and fixed using a conductive adhesive. Excitation electrode 3, auxiliary electrode 1
1. The effect of completely removing foreign matter by strong excitation of the excitation / auxiliary electrode 21 is the same as in the above embodiments. In addition, foreign substances adhering to the exposed surface 20 of the base plate are treated with the auxiliary electrode 11 on the front side and the excitation / auxiliary electrode 2 on the rear side.
1 can be removed by strong excitation. In each of the piezoelectric vibrating elements according to the above-described embodiments, a single excitation electrode is formed on each of the front and back surfaces of the piezoelectric element. It goes without saying that the present invention can be applied to a multi-electrode type piezoelectric vibrating element such as an MCF (monolithic crystal filter) in which electrodes are separately arranged.

【0013】(第2の従来例に対応する実施の形態)次
に、図5は電気的放電加工方法を用いて行われる電極膜
パターンの形成方法についての原理図であり、図6(a)
(b) は図5の加工方法により形成された圧電振動素子の
斜視図及びA−A断面図である。この発明方法は、水晶
等の厚み滑り圧電材料から成る圧電素板2の表裏両面全
体に予め蒸着或はスパッタ等によって電極膜30、31
を夫々成膜した後で、電気的放電加工によって電極膜表
面を選択的にエッチングすることにより任意の形状の素
板面露出領域10を形成することにより、所望形状の電
極膜パターンを形成するようにしたものである。本実施
の形態では、電気的放電加工方法を実施するための手段
として、2本の加工端子35、36と、各加工端子3
5、36とリード線37を介して接続された直流電源3
8と、から成る放電加工手段が用いられる。この放電加
工手段を用いた加工方法は、図5に示すように、直流電
源38の一方の電極に接続された一方の加工端子35を
加工対象とする一方の電極膜パターン30上の適所に接
続しておき、この状態で直流電源の他方の電極に接続さ
れた他方の加工端子36の先端を電極膜30の所望位置
に接触させると、電極膜30と加工端子36との間で放
電が発生する。この放電現象により、加工端子36の先
端部が接する電極膜30が部分的に剥ぎ取られてエッチ
ングが行われ、素板面が露出する。このエッチング原理
を利用して、加工端子36の接触位置を、所望の経路4
0に沿って移動させることにより、連続的に電極膜パタ
ーン上にエッチングライン41を形成することができ
る。このエッチングライン41内には圧電素板面が露出
しており、このエッチングライン41が素板面露出領域
10となる。
(Embodiment Corresponding to Second Conventional Example) Next, FIG. 5 is a diagram showing the principle of a method of forming an electrode film pattern using an electric discharge machining method, and FIG.
(b) is a perspective view and AA sectional view of a piezoelectric vibration element formed by the processing method of FIG. According to the method of the present invention, the electrode films 30, 31 are previously deposited on the entire front and back surfaces of the piezoelectric element plate 2 made of a thickness-sliding piezoelectric material such as quartz by vapor deposition or sputtering.
Are formed, and the electrode film surface is selectively etched by electric discharge machining to form the exposed surface 10 of the base plate surface of an arbitrary shape, thereby forming an electrode film pattern of a desired shape. It was made. In the present embodiment, as means for implementing the electric discharge machining method, two machining terminals 35 and 36 and each machining terminal 3 are provided.
DC power supply 3 connected to lead wires 5 and 36 via lead wire 37
8 is used. As shown in FIG. 5, a machining method using this electric discharge machining means connects one machining terminal 35 connected to one electrode of a DC power supply 38 to an appropriate position on one electrode film pattern 30 to be machined. In this state, when the tip of the other processing terminal 36 connected to the other electrode of the DC power supply is brought into contact with a desired position of the electrode film 30, discharge occurs between the electrode film 30 and the processing terminal 36. I do. Due to this discharge phenomenon, the electrode film 30 in contact with the tip of the processing terminal 36 is partially peeled off and etching is performed, exposing the raw plate surface. Utilizing this etching principle, the contact position of the processing terminal 36 can be changed to a desired path 4.
By moving along the zero, the etching line 41 can be continuously formed on the electrode film pattern. The piezoelectric element plate surface is exposed in the etching line 41, and the etching line 41 becomes the element plate surface exposed region 10.

【0014】図6(a) (b) は図5に示した加工方法によ
り得られた圧電振動素子1の構成を示しており、この構
成は図1に示した圧電振動素子と類似しており、素板面
露出領域10の内側が電極3、4となり、その外側の電
極膜が強励振用の補助電極11となる。更に、補助電極
11の一部、即ち素板端縁2a寄り位置には素板露出領
域10dによって所定面積の分離電極膜パターン42が
形成されている。これは、圧電振動素子1の端縁2aを
圧電デバイスパッケージ内に導電性接着剤により片持ち
支持する際に、表面側のリード電極3a端部と裏面側の
補助電極11とが短絡したり、裏面側のリード電極4a
と表面側の補助電極11とが短絡することを防止する為
の配慮である。本実施形態による放電加工方法は、上記
実施形態に示した全てのタイプの圧電振動素子の電極膜
パターンの加工に使用することができる。上記のごとき
加工方法は、高精度XYテーブル上に被加工物である圧
電素板を載置した状態でテーブルをステップ送りしなが
ら加工端子によってエッチングラインを形成することに
より実施できる為、寸法精度が高精度となる。また、こ
の制御をCPUにより行うことにより、素板露出領域
(エッチングライン)の形状、種類についても無数に選
択することが可能となり、メタルマスクやフォトマスク
を設計周波数毎に準備する必要がなくなる。また、大型
圧電素板上に複数個の電極膜パターンをを同時に描画し
て所要の加工を完了した後に個片ごとに分割する等のバ
ッチ処理にも適した加工方法であり、製造コストを確実
に低減することが可能となる。なお、この実施形態を、
多電極型圧電振動素子に対して適用できることは言うま
でもない。
FIGS. 6 (a) and 6 (b) show a structure of the piezoelectric vibrating element 1 obtained by the processing method shown in FIG. 5, and this structure is similar to the piezoelectric vibrating element shown in FIG. The electrodes 3 and 4 are inside the exposed area 10 of the base plate, and the electrode films outside the exposed areas are the auxiliary electrodes 11 for strong excitation. Further, a separation electrode film pattern 42 having a predetermined area is formed by a part of the auxiliary electrode 11, that is, a position near the raw plate edge 2 a by the raw plate exposed region 10 d. This is because when the edge 2a of the piezoelectric vibration element 1 is cantilevered in the piezoelectric device package with a conductive adhesive, the end of the lead electrode 3a on the front side and the auxiliary electrode 11 on the back side are short-circuited. Lead electrode 4a on the back side
This is to prevent a short circuit between the electrode and the auxiliary electrode 11 on the front side. The electric discharge machining method according to the present embodiment can be used for machining the electrode film patterns of all types of piezoelectric vibration elements shown in the above embodiment. The processing method as described above can be performed by forming an etching line with a processing terminal while step-feeding the table while a piezoelectric element, which is a workpiece, is placed on a high-precision XY table. High accuracy. Further, by performing this control by the CPU, the shape and type of the bare plate exposed region (etching line) can be selected innumerably, and it is not necessary to prepare a metal mask or a photomask for each design frequency. In addition, it is a processing method suitable for batch processing such as simultaneous drawing of a plurality of electrode film patterns on a large-sized piezoelectric element and completion of required processing, followed by division into individual pieces. It becomes possible to reduce to. Note that this embodiment is
It goes without saying that the present invention can be applied to a multi-electrode type piezoelectric vibration element.

【0015】次に、図7により、上記放電加工方法を用
いたバッチ処理によって圧電振動素子を形成する実施例
について説明する。図7は図5に示した放電加工方法を
用いたバッチ処理によって圧電振動素子を形成する手順
を説明する為の図であり、まず、大面積の圧電素板50
の表裏両面全体に夫々電極膜51、52を成膜してお
き、図5に示した放電加工方法により大面積圧電素板5
0上の各区画内にエッチングライン(素板面露出領域)
53を同時に形成した後で、縦横のラインA、Bに沿っ
て分割切断することにより、図8に示した個々の圧電振
動素子(個片)を得るものである。このバッチ処理に
は、主としてCPU制御されるXYテーブルと、図5に
示した放電加工装置が使用される。XYテーブル上に固
定した大面積圧電素板50に対して、形成する圧電振動
素子の個数分の加工端子36を対面配置し、XYテーブ
ルを移動させることにより、所望形状のエッチングライ
ン53を複数個一括して効率よく高精度に形成すること
ができる。エッチングライン53の幅寸法は、加工端子
36の先端サイズを選択することにより任意のものを形
成することができる。
Next, an embodiment in which a piezoelectric vibration element is formed by batch processing using the above-mentioned electric discharge machining method will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a view for explaining a procedure for forming a piezoelectric vibration element by batch processing using the electric discharge machining method shown in FIG.
The electrode films 51 and 52 are formed on the entire front and back surfaces of the piezoelectric element plate 5 by the electric discharge machining method shown in FIG.
Etching line in each section on 0 (exposed area of raw plate surface)
After simultaneously forming 53, the individual piezoelectric vibration elements (pieces) shown in FIG. 8 are obtained by dividing and cutting along the vertical and horizontal lines A and B. The XY table mainly controlled by the CPU and the electric discharge machining apparatus shown in FIG. 5 are used for this batch processing. The processing terminals 36 for the number of piezoelectric vibrating elements to be formed are arranged facing the large-area piezoelectric element plate 50 fixed on the XY table, and the XY table is moved. It can be formed efficiently and collectively with high precision. The width dimension of the etching line 53 can be arbitrarily formed by selecting the tip size of the processing terminal 36.

【0016】なお、エッチングライン53は、CPU制
御されるXYテーブルを移動することにより高精度に形
成されるばかりでなく、形成するエッチングラインの形
状を操作入力することにより、任意のエッチングライン
を得ることができる。上記バッチ処理により得られた圧
電振動素子は、図5(a) (b) に示すように、圧電素板2
の表裏両面に夫々励振電極3、4と、リード電極3a,
4aを備えるとともに、エッチングライン(素板面露出
領域)53の外側に強励振用の補助電極11を備えた構
成を有する。なお、図9(a) 及び(b) はバッチ処理によ
り得られたモノリシックタイプの圧電振動素子の個片の
構成図であり、圧電素板2の片面上には2つの励振電極
55、55がエッチングライン53を隔てて対向配置さ
れており、その裏面側には共通電極56が形成される。
なお、圧電素板2の裏面に電極膜パターン56を形成し
た後に電極膜パターン56の外周に残る電極膜57は等
価的に電位をもたない浮き電極としてそのまま残してお
いてもなんら差し支えがない。なお、上記各実施の形態
では、主として厚み滑り圧電振動素子を例として電極膜
パターン形成方法を説明したが、本発明は厚み滑り以外
の圧電材料を用いた圧電振動素子の電極膜パターン形成
方法にも適用することができる。
The etching line 53 is not only formed with high precision by moving the XY table controlled by the CPU, but also an arbitrary etching line is obtained by inputting the shape of the etching line to be formed. be able to. As shown in FIGS. 5A and 5B, the piezoelectric vibrating element obtained by the batch processing is
The excitation electrodes 3, 4 and the lead electrodes 3a,
4a and a configuration in which an auxiliary electrode 11 for strong excitation is provided outside the etching line (exposed area of the raw plate surface) 53. FIGS. 9A and 9B are configuration diagrams of individual pieces of a monolithic type piezoelectric vibrating element obtained by batch processing, and two excitation electrodes 55, 55 are provided on one surface of the piezoelectric element plate 2. The electrodes are opposed to each other with an etching line 53 interposed therebetween, and a common electrode 56 is formed on the back surface thereof.
After the electrode film pattern 56 is formed on the back surface of the piezoelectric element plate 2, the electrode film 57 remaining on the outer periphery of the electrode film pattern 56 may be left as an equivalently floating electrode having no potential. . In each of the above embodiments, the method of forming an electrode film pattern is mainly described by taking a thickness-slip piezoelectric vibration element as an example. However, the present invention relates to a method of forming an electrode film pattern of a piezoelectric vibration element using a piezoelectric material other than the thickness-slip. Can also be applied.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明によれば、圧電素板上に形成する
励振電極及びリード電極以外の素板面に強励振用の電極
膜パターンを補助電極として残しておくことにより、強
励振を実施する際に、励振電極以外の素板面での異物除
去効果を向上することができ、励振電極以外の素板面に
付着していた異物が励振電極上に転移して圧電振動素子
の特性を悪化させる原因となるという不具合を解決する
ことができる。また、励振電極及びリード電極を囲繞す
る素板面露出領域を形成する手法として電気的な放電加
工方法を用いたので、従来の加工方法の欠点を一挙に解
決した電極膜パターン形成を実現することができた。即
ち、従来メタルマスクを用いて圧電素板上をマスキング
した上で、蒸着法により所望電極膜パターンを成膜する
工法では、メタルマスクを電極パターンの種類に応じて
多種類作成して保有しておく必要があり、また、メタル
マスクの形状がそのまま圧電素板上に転写される為に、
マスクの寸法精度やマスクの厚み寸法による影響を受け
て電極膜パターンの精度劣化を招き易かったが、本発明
方法では、電極膜パターンの輪郭線に沿って加工電極を
移動させることにより、所望幅のエッチングラインを所
望経路でダイレクトに形成することができるので、生産
性よく精度の高い電極膜パターンを形成することが可能
となる。また、本発明方法は、フォトリソグラフィ技術
と比べても設備、工数が大幅に削減でき、フォトマスク
の制作、管理も不要となるので、生産性が高く、コスト
ダウンを図ることが可能となる。また、上記放電加工法
を用いた電極膜パターンの形成方法をバッチ処理にて実
施することにより、精度の良い圧電振動素子を短時間で
効率的に製造することができる。とくに、CPUを含む
マイコンを用いて製造する際には、形成する電極膜パタ
ーンを任意自在に選定できるので、全体的な製造時間の
短縮を図ることができる。
According to the present invention, strong excitation is performed by leaving an electrode film pattern for strong excitation as an auxiliary electrode on the surface of the base plate other than the excitation electrodes and lead electrodes formed on the piezoelectric element plate. In this case, the effect of removing foreign substances on the surface of the base plate other than the excitation electrode can be improved, and the foreign substances adhering to the surface of the base plate other than the excitation electrode are transferred to the excitation electrode and the characteristics of the piezoelectric vibration element are reduced. It is possible to solve a problem that causes deterioration. In addition, since an electric discharge machining method is used as a method of forming the exposed surface of the raw plate surrounding the excitation electrode and the lead electrode, it is possible to realize an electrode film pattern formation that solves all the drawbacks of the conventional machining method. Was completed. That is, in the method of forming a desired electrode film pattern by a vapor deposition method after masking the surface of the piezoelectric element using a conventional metal mask, many types of metal masks are prepared and held according to the type of the electrode pattern. And the shape of the metal mask is transferred directly to the piezoelectric plate,
Degradation of the accuracy of the electrode film pattern was easily caused by the influence of the dimensional accuracy of the mask and the thickness dimension of the mask. However, in the method of the present invention, the desired width was obtained by moving the processing electrode along the contour of the electrode film pattern. Can be directly formed along a desired route, so that a highly accurate electrode film pattern can be formed with high productivity. In addition, the method of the present invention can greatly reduce equipment and man-hours as compared with the photolithography technology, and eliminates the need for photomask production and management. Therefore, productivity is high and cost can be reduced. In addition, by performing the method of forming an electrode film pattern using the above-described electric discharge machining method in a batch process, a highly accurate piezoelectric vibrating element can be efficiently manufactured in a short time. In particular, when manufacturing using a microcomputer including a CPU, the electrode film pattern to be formed can be arbitrarily selected, so that the overall manufacturing time can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a) 及び(b) は本発明の一実施の形態に係る圧
電振動素子の表面側及び裏面側を示す図。
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a front surface side and a back surface side of a piezoelectric vibration element according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a) 及び(b) は図1に示した実施の形態の変形
例に係る圧電振動素子の表面側、及び裏面側を示す図。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a front surface side and a back surface side of a piezoelectric vibration element according to a modification of the embodiment shown in FIG.

【図3】(a) 及び(b) は本発明の他の実施の形態に係る
圧電振動素子の表面及び裏面の構成図。
FIGS. 3A and 3B are configuration diagrams of a front surface and a back surface of a piezoelectric vibration element according to another embodiment of the present invention.

【図4】(a) 及び(b) は本発明の他の実施の形態に係る
圧電振動素子の表面及び裏面の構成図。
FIGS. 4A and 4B are configuration diagrams of a front surface and a back surface of a piezoelectric vibrating element according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明に使用する放電加工方法の原理を説明す
る略図。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the principle of an electric discharge machining method used in the present invention.

【図6】(a) 及び(b) は図5の加工方法により得られた
圧電振動素子の斜視図、及びA−A断面図。
6 (a) and (b) are a perspective view and a cross-sectional view taken along the line AA of the piezoelectric vibration element obtained by the processing method of FIG.

【図7】本発明の加工方法を用いて実施されるバッチ処
理の手順を説明する図。
FIG. 7 is a diagram illustrating a procedure of a batch process performed using the processing method of the present invention.

【図8】(a) 及び(b) はバッチ処理により得られた圧電
振動素子の構成図、及び断面図。
8A and 8B are a configuration diagram and a cross-sectional view of a piezoelectric vibrating element obtained by a batch process.

【図9】(a) 及び(b) はバッチ処理により得られた圧電
振動素子の構成図、及び断面図。
9A and 9B are a configuration diagram and a sectional view of a piezoelectric vibrating element obtained by a batch process.

【図10】(a) 及び(b) は従来の一般的な矩形薄板状の
圧電素板を用いた圧電振動素子の表面、及び裏面の構成
説明図、(c) はこの圧電振動素子をパッケージ化した状
態を示す断面図。
10 (a) and 10 (b) are explanatory diagrams of the front and back surfaces of a conventional piezoelectric vibrating element using a rectangular thin plate-shaped piezoelectric element, and FIG. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電振動素子、2 圧電素板、2a 素板端縁(接
着支持端部)、3、4励振電極、3a,4a リード電
極,5 圧電デバイス、6 パッケージ、6a支持台
座、7 電極パッド、8 導電性接着剤、10,10A
素板面露出領域,10a、10b 細幅露出領域、1
1 補助電極(強励振専用電極),11a 補助電極リ
ード部、12 第2の素板面露出領域、15 全面電
極、20 素板面露出領域、21 励振・補助電極、2
1a リード電極,35,36 加工端子,37 リー
ド電、38 直流電源、40 素板面露出領域、41
エッチングライン、42 分離電極膜パターン、50
大面積圧電素板、51、52 電極膜、53 エッチン
グライン(素板面露出領域)。
REFERENCE SIGNS LIST 1 piezoelectric vibrating element, 2 piezoelectric element plate, 2a element plate edge (adhesive support end), 3, 4 excitation electrode, 3a, 4a lead electrode, 5 piezoelectric device, 6 package, 6a support pedestal, 7 electrode pad, 8 Conductive adhesive, 10, 10A
Base plate exposed area, 10a, 10b Narrow exposed area, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Auxiliary electrode (electrode dedicated to strong excitation), 11a Auxiliary electrode lead portion, 12 Second bare plate surface exposed region, 15 Full surface electrode, 20 Raw plate surface exposed region, 21 Excitation and auxiliary electrode
1a Lead electrode, 35, 36 Processing terminal, 37 Lead power, 38 DC power supply, 40 Base plate surface exposed area, 41
Etching line, 42 separation electrode film pattern, 50
Large area piezoelectric element, 51, 52 Electrode film, 53 Etching line (element plate exposed area).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 雄一郎 神奈川県高座郡寒川町小谷二丁目1番1号 東洋通信機株式会社内 (72)発明者 斎田 裕康 神奈川県高座郡寒川町小谷二丁目1番1号 東洋通信機株式会社内 Fターム(参考) 5J108 AA01 BB02 CC04 DD02 EE03 EE04 EE07 EE18 FF02 KK02 MM14  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yuichiro Kawaguchi 2-1-1 Kotani, Samukawa-cho, Koza-gun, Kanagawa Prefecture Inside Toyo Communication Equipment Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyasu Saida 2-1-1 Kotani, Samukawa-cho, Koza-gun, Kanagawa No. 1 Toyo Tsushinki Co., Ltd. F term (reference) 5J108 AA01 BB02 CC04 DD02 EE03 EE04 EE07 EE18 FF02 KK02 MM14

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素板と、圧電素板の少なくとも一方
の主面に形成した少なくとも一つの励振電極と、該励振
電極から引き出されたリード電極と、から成る圧電振動
素子において、 上記圧電振動素子の上記主面に、上記励振電極及びリー
ド電極の外周縁に沿って配置された素板面露出領域を隔
てて、強励振用の補助電極を配置したことを特徴とする
圧電振動素子の電極膜パターン構造。
1. A piezoelectric vibrating element comprising: a piezoelectric element plate; at least one excitation electrode formed on at least one main surface of the piezoelectric element plate; and a lead electrode drawn out of the excitation electrode. An electrode for a piezoelectric vibrating element, wherein an auxiliary electrode for strong excitation is arranged on the main surface of the element, with a bare plate exposed area arranged along the outer peripheral edges of the excitation electrode and the lead electrode. Film pattern structure.
【請求項2】 上記補助電極を、上記励振電極及びリー
ド電極の外周縁に沿って配置した素板面露出領域を隔て
た残りの素板面全体に形成したことを特徴とする請求項
1記載の圧電振動素子の電極膜パターン構造。
2. The device according to claim 1, wherein the auxiliary electrode is formed on the entire surface of the remaining raw plate separated from the exposed surface of the raw plate disposed along the outer peripheral edges of the excitation electrode and the lead electrode. The electrode film pattern structure of the piezoelectric vibrating element.
【請求項3】 圧電素板の表側主面に、励振電極と、該
励振電極から引き出されたリード電極と、励振電極及び
リード電極の外周縁に沿って配置された素板面露出領域
を隔てて配置された強励振用の補助電極と、を形成した
圧電振動素子であって、 圧電素板の裏側主面の全面又は広範囲に、裏面側の励振
電極と補助電極を兼ねる電極膜パターンを形成したこと
を特徴とする圧電振動素子の電極膜パターン構造。
3. An excitation electrode, a lead electrode drawn out from the excitation electrode, and a bare plate surface exposed area arranged along the outer peripheral edges of the excitation electrode and the lead electrode, on the front side main surface of the piezoelectric element plate. A piezoelectric vibrating element formed with a strong excitation auxiliary electrode disposed in a manner to form an electrode film pattern serving also as a back excitation electrode and an auxiliary electrode on the whole or wide area of the back main surface of the piezoelectric element plate. An electrode film pattern structure of a piezoelectric vibrating element, characterized in that:
【請求項4】 上記圧電素板の表裏両主面の全面に電極
膜を形成した後で、放電加工エッチングにより該電極膜
を選択的に除去して上記素板面露出領域を形成すること
により所望の電極膜パターンを形成することを特徴とす
る請求項1、2又は3記載の圧電振動素子の電極膜パタ
ーンの形成方法。
4. After forming an electrode film on the entire front and back main surfaces of the piezoelectric element plate, the electrode film is selectively removed by electric discharge machining etching to form the element plate surface exposed region. 4. The method for forming an electrode film pattern of a piezoelectric vibrating element according to claim 1, wherein a desired electrode film pattern is formed.
【請求項5】 表裏両主面に全面的に電極膜を形成した
上記圧電素板をCPU制御されるXYテーブル上に載置
し、圧電素板面と対向配置された複数の放電電極を用い
て、該圧電素板面上に複数の電極膜パターンを同時形成
することを特徴とする請求項4記載の圧電振動素子の電
極膜パターンの形成方法。
5. The piezoelectric element having an electrode film formed entirely on both front and rear main surfaces is placed on an XY table controlled by a CPU, and a plurality of discharge electrodes are disposed opposite to the piezoelectric element surface. 5. The method according to claim 4, wherein a plurality of electrode film patterns are simultaneously formed on the surface of the piezoelectric plate.
【請求項6】 上記圧電素板として、厚み滑り圧電材料
を使用したことを特徴とする請求項1乃至5記載の圧電
振動素子の電極膜パターン構造及び電極膜パターン形成
方法。
6. An electrode film pattern structure and a method for forming an electrode film pattern of a piezoelectric vibration element according to claim 1, wherein a thickness-sliding piezoelectric material is used as said piezoelectric element plate.
【請求項7】 上記圧電振動素子は、多電極型圧電振動
素子であることを特徴とする請求項1乃至6記載の圧電
振動素子の電極膜パターン構造及び電極膜パターン形成
方法。
7. An electrode film pattern structure and a method for forming an electrode film pattern of a piezoelectric vibration element according to claim 1, wherein said piezoelectric vibration element is a multi-electrode type piezoelectric vibration element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009135826A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Daishinku Corp Piezoelectric vibration device and manufacturing method of piezoelectric vibration device

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