JP2001036160A - Manufacture of electronic device - Google Patents

Manufacture of electronic device

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JP2001036160A
JP2001036160A JP20306999A JP20306999A JP2001036160A JP 2001036160 A JP2001036160 A JP 2001036160A JP 20306999 A JP20306999 A JP 20306999A JP 20306999 A JP20306999 A JP 20306999A JP 2001036160 A JP2001036160 A JP 2001036160A
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Japan
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diaphragm
holding plate
joined body
protective film
plate
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JP20306999A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Shimamura
徹郎 島村
Yukinori Sasaki
幸紀 佐々木
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a vibrator, improved in productivity, concerning the manufacturing method of a vibrator which is used in a mobile communication apparatus or the like. SOLUTION: In a diaphragm plate 1 and a retaining plate 2, which are composed of rotation Y plates of single crystal of the same material, surfaces of the crystal axis of an X-axis where polarization axes become positive are bonded mutually, and a bonded body 3 is eliminated. An aperture part 7 is formed at a prescribed position of the retaining plate 2 of the bonded body 3.

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、移動体通信機等で
使用される振動子やフィルタ等に用いられる電子部品の
製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an electronic component used for a vibrator or a filter used in a mobile communication device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】振動子やフィルタ等の電子部品は、厚み
すべり振動や厚み縦振動等の数MHz以上の振動子で用
いられる振動モードにおいて、その発振周波数は振動子
の振動部分の厚みに反比例する。つまり、高い周波数で
は振動子を構成する振動板を薄くする必要があり、例え
ば厚みすべり振動で100MHz以上といった高い周波
数領域の振動子に用いる振動板を製造するには20μm
以下の厚みにする必要がある。このような薄い振動板を
得るために、予め、厚い保持板と振動板を接合してお
き、振動板を機械的に研磨あるいは化学的に腐食させ
る。その後、厚みすべり振動や、厚み縦振動などの振動
モードを利用するために振動板の上下面に電極を形成
し、振動板にダメージを与えずに下面の保持板を除去し
なければならない。
2. Description of the Related Art In a vibration mode used in a vibrator having a frequency of several MHz or more, such as a thickness shear vibration or a thickness longitudinal vibration, an electronic component such as a vibrator or a filter has an oscillation frequency which is inversely proportional to a thickness of a vibrating portion of the vibrator. I do. In other words, it is necessary to make the diaphragm constituting the vibrator thin at a high frequency.
It is necessary to have the following thickness. In order to obtain such a thin diaphragm, the thick holding plate and the diaphragm are joined in advance, and the diaphragm is mechanically polished or chemically corroded. Thereafter, electrodes must be formed on the upper and lower surfaces of the diaphragm in order to utilize vibration modes such as thickness shear vibration and thickness longitudinal vibration, and the lower holding plate must be removed without damaging the diaphragm.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、振動板が薄
いために機械的な手段で除去することは難しくまた、化
学的に腐食させる手段をとる場合には、保持板の材料を
振動板の材料と異なるものとして、保持板を腐食するが
振動板は腐食しないような腐食液あるいは腐食ガスなど
を用いることにより、振動板には化学的にダメージを与
えずに保持板を除去することも難しく生産性が劣るとい
う課題を有していた。
However, since the diaphragm is thin, it is difficult to remove the diaphragm by mechanical means, and when chemical corrosion is taken, the material of the holding plate is changed to the material of the diaphragm. It is difficult to remove the retaining plate without chemically damaging the diaphragm by using an etchant or corrosive gas that corrodes the retaining plate but does not corrode the diaphragm. There was a problem that the properties were poor.

【0004】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、生産性の向上した電子部品の製造方法を提供するも
のである。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems and provides a method for manufacturing an electronic component with improved productivity.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、接合する振動板と保持板は同じ回転Y板の
ニオブ酸リチウムあるいはタンタル酸リチウムを用い、
熱膨張係数を合わせるために両方の板における面内の結
晶軸のうち少なくともX軸方向は合致させて接合し、接
合する互いの面は、どちらも分極方向が+となる面とす
るものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a vibration plate and a holding plate to be joined using lithium niobate or lithium tantalate of the same rotating Y plate,
In order to match the thermal expansion coefficients, at least the X-axis direction of the in-plane crystal axes of both plates is matched and joined, and the joined surfaces are both surfaces whose polarization direction is +. .

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、同材料の単結晶の回転Y板からなる振動板および保
持板を互いに分極方向が+となるX軸の結晶軸の面を接
合し接合体を形成する第1の工程と、この接合体の振動
板を薄板化する第2の工程と、この薄板化した接合体の
上下面に金属または有機物からなる保護膜を形成する第
3の工程と、この保護膜を有する接合体の保持板の所定
位置に開口部を形成する第4の工程とからなるもので、
熱膨張係数が同じ保持板と接合して振動板を薄板化する
ために、機械的強度が増し、取り扱いも容易で周囲の温
度変化に対してそることがないため、所望の厚みを高い
精度で得ることができるとともに、接合体の保持板側の
表面は分極が−となる面のために化学的に腐食する速度
が速く、保持板の除去が終了して振動板がむき出しにな
った時には振動板の分極+側の面が露出し、この面につ
いては腐食の速度が遅いため、ここで腐食が止まること
になるので、振動板の面内で振動部となる部分の下面に
あたる保持板を、振動板にダメージを与えずに除去する
ことができるという作用をする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the first aspect of the present invention, a vibrating plate and a holding plate made of a single-crystal rotating Y plate of the same material are arranged on the plane of the X-axis crystal axis where the polarization direction is +. And a second step of thinning the diaphragm of the joined body, and forming a protective film made of a metal or an organic material on the upper and lower surfaces of the thinned joined body. A third step, and a fourth step of forming an opening at a predetermined position of the holding plate of the joined body having the protective film,
Since the diaphragm is thinned by joining it to the holding plate with the same coefficient of thermal expansion, the mechanical strength increases, handling is easy, and it does not bend against changes in ambient temperature. In addition, the surface of the joined body on the holding plate side has a negative polarity, so the chemical corrosion rate is high, and when the removal of the holding plate is completed and the diaphragm is exposed, vibration occurs. The surface on the polarization + side of the plate is exposed, and since the corrosion rate is low on this surface, the corrosion stops here. Therefore, the holding plate corresponding to the lower surface of the portion that becomes the vibrating portion in the plane of the diaphragm is This has the effect that the diaphragm can be removed without damaging it.

【0007】また請求項2に記載の発明は、同材料の単
結晶の回転Y板からなる振動板および保持板を互いに分
極方向が+となるX軸の結晶軸の面を接合し接合体を形
成する第1の工程と、この接合体の振動板を薄板化する
第2の工程と、この薄板化した接合体の振動板の表面に
保護膜を形成する第3の工程と、この保護膜を有する振
動板にスリット部を形成する工程と、前記接合体の保持
板の表面に保護膜を形成する工程と、この保護膜を有す
る接合体の保持板の所定位置に開口部を形成する第4の
工程とからなるもので、パッケージにこの振動子あるい
はフィルタを実装したときに、パッケージとの熱膨張の
差によるストレスを緩和する作用を有する。
According to a second aspect of the invention, a vibration plate and a holding plate made of a single crystal rotating Y plate of the same material are joined to each other by joining the surfaces of the X-axis crystal axis where the polarization direction is + to form a joined body. A first step of forming, a second step of thinning the diaphragm of the bonded body, a third step of forming a protective film on the surface of the diaphragm of the thinned bonded body, and a protective film Forming a slit portion in the diaphragm having: a step of forming a protective film on the surface of the holding plate of the joined body; and forming an opening in a predetermined position of the holding plate of the joined body having the protective film. 4 and has a function of mitigating stress caused by a difference in thermal expansion from the package when the resonator or the filter is mounted on the package.

【0008】また請求項3に記載の発明は、請求項1記
載の第2の工程と第3の工程との間に、薄板化した接合
体の振動板の面に前記振動板と同材料からなる第2の振
動板を接合し、この第2の振動板を薄板化する工程を含
むもので、振動部が分極を反転して貼りあわせた構造を
持つ薄板の振動子が作成できるので、最低次の振動を2
次のモードとして異常発振の可能性のない振動子、ある
いは帯域幅の広いフィルタを製造することができる作用
を有する。
According to a third aspect of the present invention, between the second step and the third step of the first aspect, the surface of the diaphragm of the thinned joined body is made of the same material as the diaphragm. A second vibrating plate, and a step of thinning the second vibrating plate. Since a vibrating part having a structure in which the vibrating portion has a structure in which the polarization is reversed and bonded can be formed, a minimum of Next vibration 2
The next mode has an effect of manufacturing a vibrator having no possibility of abnormal oscillation or a filter having a wide bandwidth.

【0009】また請求項4に記載の発明は請求項2に記
載の第3の工程と接合体の保持板の表面に保護膜を形成
する工程を同時に行うもので、生産性が向上するという
作用を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, the third step of the second aspect and the step of forming a protective film on the surface of the holding plate of the joined body are performed at the same time, thereby improving the productivity. Having.

【0010】(実施の形態1)以下、本発明の実施の形
態1における電子部品の製造方法について、振動子を例
にとり説明する。
(Embodiment 1) Hereinafter, a method of manufacturing an electronic component according to Embodiment 1 of the present invention will be described using a vibrator as an example.

【0011】図1は本発明の実施の形態1における振動
子の製造方法を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a method of manufacturing a vibrator according to the first embodiment of the present invention.

【0012】まず、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸
リチウム等の同材料の単結晶の回転Y板からなる振動板
1および保持板2を所定の厚みになるまで、鏡面研磨
し、強酸と強アルカリの酸化性の洗浄液で洗浄して表面
を活性化し乾燥させる。
First, the vibrating plate 1 and the holding plate 2 made of a single crystal rotating Y plate of the same material such as lithium niobate or lithium tantalate are mirror-polished to a predetermined thickness to oxidize a strong acid and a strong alkali. The surface is activated and dried by washing with a neutral cleaning solution.

【0013】次に、図1(a)に示すように、振動板1
と保持板2との分極軸が+となるX軸の結晶軸の面をク
リーンルーム等の清浄な雰囲気中で重ね合わせて接合
し、接合体3を形成する。図1(a)中の矢印4は、振
動板1および保持板2の分極軸を示すものである。その
後、振動板1と保持板2との接着力を向上するために、
約300℃の温度まで加熱する。
Next, as shown in FIG.
The surface of the crystal axis of the X-axis where the polarization axis of the substrate and the holding plate 2 is + is overlapped and joined in a clean atmosphere such as a clean room to form a joined body 3. The arrow 4 in FIG. 1A indicates the polarization axis of the diaphragm 1 and the holding plate 2. Then, in order to improve the adhesive strength between the vibration plate 1 and the holding plate 2,
Heat to a temperature of about 300 ° C.

【0014】振動板1も保持板2の厚みはできる限り薄
いほうがよい。3インチΦの大きさの板を用いた場合、
取扱いも考慮すれば、100μm程度が望ましい。ま
た、保持板については、面内の厚みばらつきが小さいほ
うがよく、1μm以下が望ましい。
The thickness of the vibration plate 1 and the holding plate 2 is preferably as thin as possible. When using a plate with a size of 3 inches Φ,
Considering handling, it is desirable to be about 100 μm. In addition, as for the holding plate, it is better that the in-plane thickness variation is small, and it is desirable that the thickness be 1 μm or less.

【0015】次に、図1(b)に示すように、接合体3
の振動板1を機械的あるいは化学的な方法で所定の厚み
t1まで薄板化する。この厚みt1は、所望の周波数f
1の逆数に比例し、その比例定数は利用する振動モード
によって決まった値を持つ。薄板化の方法はたとえば、
片面研磨による遊離砥粒による加工法や平面研磨盤等に
よる固定砥粒によって行うことができる。いずれにして
も、接合体3の保持板2側を固定して振動板1側を研磨
あるいは研削することになるのでこの面が加工の基準と
なり、振動板1の厚みの制御を行う。したがって、保持
板2としての材料は厚みばらつきが非常に小さいことが
要求される。そしてさらに研磨機あるいは研削機につい
ては、接合体3を固定する固定治具の面は高精度な平面
となっている必要がある。また、面全体をむらなく固定
するために上記固定治具を構成する材料として10μm
程度の気孔が全面に均一にあいているセラミック材料な
どを用い、真空で引くことにより固定するとよい。ま
た、平面研磨盤を用いる場合、薄板化加工に使用する砥
石と同じ砥石で予めこの固定治具を研削しておくと、面
内の厚みばらつきを解消することができ、大きな板から
多数個の振動子を製造する際に歩留まりを向上すること
ができる。振動板1は保持板2によって裏打ちされ全体
の剛性が高くなっているので振動板1を数μmまで薄く
することが可能である。
Next, as shown in FIG.
The diaphragm 1 is thinned to a predetermined thickness t1 by a mechanical or chemical method. This thickness t1 is equal to the desired frequency f
It is proportional to the reciprocal of 1, and its proportionality constant has a value determined by the vibration mode used. The method of thinning is, for example,
It can be performed by a processing method using free abrasive grains by single-side polishing or fixed abrasive grains using a flat polishing machine or the like. In any case, the holding plate 2 side of the joined body 3 is fixed, and the vibration plate 1 side is polished or ground. Therefore, this surface serves as a reference for processing, and the thickness of the vibration plate 1 is controlled. Therefore, the material for the holding plate 2 is required to have a very small thickness variation. Further, with respect to the polishing machine or the grinding machine, the surface of the fixing jig for fixing the joined body 3 needs to be a highly accurate flat surface. In addition, in order to fix the entire surface evenly, 10 μm
It is preferable to use a ceramic material or the like in which pores are uniformly formed on the entire surface, and to fix them by vacuuming. In addition, when using a plane polishing machine, if this fixing jig is ground in advance with the same grindstone as the grindstone used for thinning, in-plane thickness variation can be eliminated, and a large number of large plates can be removed. The yield can be improved when manufacturing the vibrator. The diaphragm 1 is backed by the holding plate 2 and has high rigidity as a whole, so that the diaphragm 1 can be thinned to several μm.

【0016】次に、図1(c)に示すように、接合体3
の振動板1側の表面にクロムと金の2層からなる保護膜
5を形成する。この保護膜5は、接合体3を腐食液に浸
すときに振動板1部分を表面から侵すことを防ぐために
形成するものである。したがって、この保護膜5の材料
は後の保持板腐食工程に耐える材料であれば、有機物で
あってもよい。ここでクロムと金の2層にする理由は次
の通りである。金単体ではニオブ酸リチウム、タンタル
酸リチウムには密着させることができず、クロムの膜を
まず下地として100Åから100Å程度真空蒸着やス
パッタなどの方法で形成して密着層とし、この上に金の
膜を2000Å〜1μm程度の膜厚でやはり真空蒸着や
スパッタなどの方法で形成する。下地としては、他にチ
タンなども考えられるが、ふっ酸と硝酸の混酸に耐える
必要があるので、耐性の強いクロムとした。
Next, as shown in FIG.
A protective film 5 composed of two layers of chromium and gold is formed on the surface on the side of the vibration plate 1. The protective film 5 is formed in order to prevent the vibrating plate 1 from being attacked from the surface when the joined body 3 is immersed in a corrosive liquid. Therefore, the material of the protective film 5 may be an organic material as long as the material can withstand a later holding plate corrosion process. The reason for forming two layers of chromium and gold here is as follows. Gold alone cannot be adhered to lithium niobate or lithium tantalate. A chromium film is first formed as an underlayer to a thickness of about 100 ° to 100 ° by a method such as vacuum evaporation or sputtering to form an adhesion layer. A film having a thickness of about 2000 to 1 μm is formed by a method such as vacuum evaporation or sputtering. Titanium or the like may be used as a base, but chromium having high resistance is used because it is necessary to withstand a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid.

【0017】次に、図1(d)に示すように、接合体3
の保持板2側の表面に保護膜5を形成する。これは前工
程の保護膜5と同じ材料を同じ条件で付けられればよ
く、上記クロム、金の構成であれば、保護膜5の成膜は
一度に行うことができる。
Next, as shown in FIG.
The protective film 5 is formed on the surface on the holding plate 2 side. In this case, the same material as that of the protective film 5 in the previous step may be applied under the same conditions. With the above-described configuration of chromium and gold, the protective film 5 can be formed at a time.

【0018】次に、図1(e)、図1(f)に示すよう
に、接合体3の両面に感光性の樹脂(本図では、図示せ
ず。)を塗布し、保持板2側に窓部6となるパターンを
焼き付け、現像することで窓部6以外の部分を樹脂で保
持し、窓部6にあたる保護膜5を化学的に腐食する。
Next, as shown in FIGS. 1 (e) and 1 (f), a photosensitive resin (not shown in this drawing) is applied to both surfaces of the joined body 3, and The pattern other than the window 6 is held by a resin by baking and developing a pattern to be the window 6, and the protective film 5 corresponding to the window 6 is chemically corroded.

【0019】次に、図1(g)に示すように、窓部6よ
り保持板2を化学腐食して、開口部7を形成する。この
保持板2の化学腐食は混合比が2:1となるふっ酸と硝
酸の混酸を用い温度を70℃以上の温度に接合体3を浸
すことで行う。この条件であれば、3時間で20μm程
度の腐食量をとることができる。したがって保持板2の
厚みを100μm程度にしておけば、15時間ほど、こ
の腐食液に浸しておけばよいこととなる。腐食が進み、
振動板1の平面が露出してくると、この面は分極+側の
面であり、腐食の速度は1/20以下となるので、この
面が出た時点で化学的腐食は止まる。また、−面側は腐
食が進むにつれ面の表面粗さが急激に悪化するが、+面
側は、表面粗さはそれほど悪化しないので、かなり時間
を長く浸しても振動板1にダメージを与えることはな
い。しかも、振動板1の厚みも保存されるので狙いの周
波数からはずれることもない。また、振動板1と保持板
2は同じ材料を用い、結晶軸の方向を合わせて接合して
いることで温度の上昇あるいは下降によって応力を受け
ることもなく、振動板1が数μm程度の薄いものであっ
ても、保持板2を部分的に除去した後に割れたりするこ
とがないのである。
Next, as shown in FIG. 1 (g), an opening 7 is formed by chemically corroding the holding plate 2 through the window 6. The chemical corrosion of the holding plate 2 is performed by immersing the joined body 3 at a temperature of 70 ° C. or more using a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid having a mixing ratio of 2: 1. Under these conditions, a corrosion amount of about 20 μm can be obtained in 3 hours. Therefore, if the thickness of the holding plate 2 is set to about 100 μm, the holding plate 2 may be immersed in the corrosive liquid for about 15 hours. Corrosion progresses,
When the flat surface of the diaphragm 1 is exposed, this surface is the surface on the polarization + side, and the rate of corrosion becomes 1/20 or less. Therefore, when this surface comes out, the chemical corrosion stops. On the negative side, the surface roughness sharply deteriorates as the corrosion progresses. On the positive side, the surface roughness does not deteriorate so much. Never. In addition, since the thickness of the diaphragm 1 is preserved, the frequency does not deviate from a target frequency. Further, the vibration plate 1 and the holding plate 2 are made of the same material, and are joined so that the directions of the crystal axes are aligned. Even if the holding plate 2 is partially removed, the holding plate 2 does not crack after being partially removed.

【0020】なお、この保持板2の除去については、途
中までを機械的な加工法で除去してもよい。例えば、数
μm程度の平均粒径の研磨剤を高圧の空気とともに、接
合体3の保持板2側に吹き付けて途中まで加工する。そ
してその後、上記の腐食液に接合体3を浸して振動板1
の下面が露出するまで化学的に腐食させるのである。こ
の場合、比較的厚い保持板2でも、効率よく保持板2を
除去することができる。この場合、図1(e)で形成さ
れた保持板2側の樹脂については、クロムと金からなる
保護膜5の上にほぼ同一のパターンで樹脂の保護膜も形
成する必要がある。これは、研磨剤による加工によっ
て、開口部7の周囲が加工されないように保護するため
である。ただし、この研磨剤を吹き付ける加工によっ
て、横方向に樹脂の保護膜がダメージを受ける。この結
果保護膜がダメージを受けるので、樹脂の保護膜はこの
金属の保護膜の開口部パターンより10μm程度内側に
いれるほうがよい。
The holding plate 2 may be partially removed by a mechanical processing method. For example, an abrasive having an average particle size of about several μm is sprayed on the holding plate 2 side of the joined body 3 together with high-pressure air to be processed halfway. After that, the bonded body 3 is immersed in the above-mentioned corrosive liquid, and
Is chemically corroded until the lower surface of the is exposed. In this case, even if the holding plate 2 is relatively thick, the holding plate 2 can be efficiently removed. In this case, with respect to the resin on the holding plate 2 side formed in FIG. 1E, it is necessary to form a protective film of the resin in substantially the same pattern on the protective film 5 made of chromium and gold. This is to protect the periphery of the opening 7 from being processed by processing with an abrasive. However, the process of spraying the abrasive damages the resin protective film in the lateral direction. As a result, the protective film is damaged. Therefore, it is preferable that the resin protective film is placed about 10 μm inside the opening pattern of the metal protective film.

【0021】最後に、図1(h)および図1(i)に示
すように、この後に表裏面の保護膜5を剥離し、振動子
の振動部となる開口部7の表裏に電極を形成し、パッケ
ージに実装し、周波数を微調整した後に封止して振動子
を製造するものである。
Finally, as shown in FIGS. 1 (h) and 1 (i), the protective film 5 on the front and back surfaces is subsequently peeled off, and electrodes are formed on the front and back of the opening 7 which becomes the vibrating portion of the vibrator. Then, it is mounted on a package, and after finely adjusting the frequency, sealing is performed to manufacture a vibrator.

【0022】なお、本実施の形態では、図1(a)に示
した接合工程は振動板1と保持板2とを直接接合を用い
て接合する方法をもって説明したが、厚みばらつきを抑
えることのできる方法であれば他の接着剤などを用いて
接合してもよい。直接接合を用いる場合は、保持板を化
学腐食する際に薬品が接合界面に浸透することがほとん
どなく、また、腐食して保持板を除去したその状態で振
動板の+面側が直接外部に露出するので、後処理が必要
とならない点でよい。そして、界面になにものも存在し
ないので、保持板側の面を基準として振動板のみの加工
をすることによって厚みを制御することが容易となるか
らである。
In the present embodiment, the joining step shown in FIG. 1A has been described by a method of joining the vibration plate 1 and the holding plate 2 using direct joining. The bonding may be performed using another adhesive or the like as long as it can be performed. When direct bonding is used, chemicals hardly penetrate the bonding interface when the holding plate is chemically corroded, and the + side of the diaphragm is directly exposed to the outside in the state where the holding plate is removed by corrosion. Therefore, post-processing is not required. And, because there is nothing at the interface, it is easy to control the thickness by processing only the diaphragm with reference to the surface on the holding plate side.

【0023】(実施の形態2)以下、本発明の実施の形
態2における電子部品の製造方法について、振動子を例
にとり説明する。
(Embodiment 2) Hereinafter, a method of manufacturing an electronic component according to Embodiment 2 of the present invention will be described using a vibrator as an example.

【0024】図2は本発明の実施の形態2における振動
子の製造方法を説明する図である。ここで、本実施の形
態の図2と実施の形態1の図と同一製造方法および同一
構成要素は同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
FIG. 2 is a diagram for explaining a method of manufacturing a vibrator according to the second embodiment of the present invention. Here, the same reference numerals are given to the same manufacturing method and the same components as those in FIG. 2 of the present embodiment and the drawings of the first embodiment, and the detailed description is omitted.

【0025】まず、図2(a)に示すように、振動板1
と保持板2とを接合して接合体3を形成する。
First, as shown in FIG.
And the holding plate 2 are joined to form a joined body 3.

【0026】次に、図2(b)に示すように、接合体3
の振動板1を薄板化する。
Next, as shown in FIG.
Diaphragm 1 is thinned.

【0027】次に、図2(c)に示すように、振動板1
と同材料からなる第2の振動板11を接合して振動板1
2を形成する。
Next, as shown in FIG.
And a second diaphragm 11 made of the same material as
Form 2

【0028】接合体3と第2の振動板11は、ともに強
酸と強アルカリの酸化性の洗浄液で洗浄して表面を活性
化し乾燥させた後、クリーンルームの清浄な雰囲気で重
ねあわせて接合する。図2(c)における矢印13は第
2の振動板11の分極方向を示している。すなわち接合
体3の振動板1側の面と、第2振動板11の分極方向が
−側となる面を対向するようにして接合する。接合体3
の振動板1側の面は分極方向が−側となる面が出ている
ので、両者を分極方向が−面になる面で接合したことに
なる。こうして、振動板1と第2の振動板11を新たな
1枚の振動板12とすると、この振動板12に分極反転
構造を持たせたこととなる。
The joined body 3 and the second diaphragm 11 are both cleaned with a strong acid and strong alkali oxidizing cleaning solution to activate and dry the surface, and then are overlapped and joined in a clean atmosphere of a clean room. The arrow 13 in FIG. 2C indicates the polarization direction of the second diaphragm 11. That is, the bonding is performed such that the surface of the joined body 3 on the diaphragm 1 side and the surface of the second diaphragm 11 whose polarization direction is the negative side are opposed to each other. Joint 3
Since the surface on the side of the diaphragm 1 has a surface whose polarization direction is on the minus side, it means that the two are joined on the surface whose polarization direction is on the minus side. In this way, when the diaphragm 1 and the second diaphragm 11 are replaced by one new diaphragm 12, the diaphragm 12 has a polarization inversion structure.

【0029】次に、図2(d)に示すように、接合体3
のうち、第2の振動板11を薄板化する。これは、振動
板1の薄板化と同様に研削あるいは研磨によって行う。
この薄板化によって、3層接合体の2枚の振動板は両者
の厚みが等しくなるようにする。
Next, as shown in FIG.
Among them, the second diaphragm 11 is thinned. This is performed by grinding or polishing as in the case of making the diaphragm 1 thinner.
By this thinning, the two diaphragms of the three-layer assembly are made equal in thickness.

【0030】通常1枚の振動板のみの場合、1次、3
次、5次……の奇数の振動モードで振動することになる
が、このように2枚の振動板を分極を逆転させて張りあ
わせた構造にすると、2次、6次、10次といった偶数
の振動モードを振動させることができる。厚み縦振動を
利用したニオブ酸リチウムあるいはタンタル酸リチウム
の振動子の場合、1次の振動は電極の下に効率よく振動
エネルギーを閉じ込めることができないため、3次の振
動を利用する。しかし、この場合、1次の振動は3次の
振動より低周波側にあるため発振しやすく、回路の条件
によっては、1次の振動で発振してしまう問題がある。
また、フィルターとして構成した場合、その帯域幅は1
次の振動の1/9と狭くなる。本実施の形態では、この
問題を避けるために2枚の振動板を分極を逆転させて張
りあわせた2次の振動ではこのような問題はなく、電極
下に効率的にエネルギーを閉じ込めることができるた
め、効率よく発振させることができる。しかも、この振
動モードが最低次なので、これ以外の周波数で発振する
ことを避けることは容易である。また、フィルタ特性と
しての帯域幅も3次のモードを利用した場合の9倍と広
くなる。なお、2枚の振動板の厚みが異なると、1次の
振動モードも振動しやすくなり、回路の条件によっては
1次の振動モードで発振してしまう可能性がでてくる。
これを防ぐには、2枚の振動板の厚みの差は全体厚みの
10%以下にすることが望ましい。
Normally, when only one diaphragm is used, primary,
Vibration occurs in odd vibration modes of next, fifth,.... In this way, when the two vibration plates are bonded to each other by reversing the polarization, an even number such as second, sixth, and tenth is obtained. Vibration mode can be vibrated. In the case of a vibrator made of lithium niobate or lithium tantalate utilizing thickness longitudinal vibration, tertiary vibration is used because primary vibration cannot efficiently confine vibration energy under the electrode. However, in this case, the primary vibration is on the lower frequency side than the tertiary vibration, so it is easy to oscillate, and there is a problem that it oscillates with the primary vibration depending on circuit conditions.
When configured as a filter, the bandwidth is 1
It becomes as narrow as 1/9 of the next vibration. In the present embodiment, in order to avoid this problem, there is no such a problem in the secondary vibration in which the two vibration plates are adhered by reversing the polarization, and the energy can be efficiently confined under the electrode. Therefore, oscillation can be efficiently performed. Moreover, since this vibration mode is the lowest order, it is easy to avoid oscillating at any other frequency. Also, the bandwidth as a filter characteristic is nine times as wide as that in the case where the third-order mode is used. If the thicknesses of the two diaphragms are different, the primary vibration mode is likely to vibrate, and depending on circuit conditions, there is a possibility that oscillation will occur in the primary vibration mode.
To prevent this, it is desirable that the difference between the thicknesses of the two diaphragms be 10% or less of the total thickness.

【0031】以降の工程は実施の形態の図1と、同じ工
程となるので詳細な説明は省略する。
Subsequent steps are the same as those in the embodiment shown in FIG.

【0032】(実施の形態3)以下、本発明の実施の形
態3における電子部品の製造方法について、振動子を例
にとり説明する。
(Embodiment 3) Hereinafter, a method of manufacturing an electronic component according to Embodiment 3 of the present invention will be described using a vibrator as an example.

【0033】図3は本発明の実施の形態3における振動
子の製造方法を説明する図である。ここで、本実施の形
態と実施の形態1における図1と相違する点は振動板に
スリット部を形成する点で相違する。本実施の形態にお
いて、実施の形態1の図1とと同一製造方法および同一
構成要素は同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
FIG. 3 is a view for explaining a method of manufacturing a vibrator according to the third embodiment of the present invention. Here, this embodiment differs from FIG. 1 in the first embodiment in that a slit portion is formed in the diaphragm. In the present embodiment, the same reference numerals are given to the same manufacturing method and the same components as those in FIG. 1 of the first embodiment, and the detailed description is omitted.

【0034】まず、図3(a)に示すように、振動板1
と保持板2とを接合し、接合体3を形成する。
First, as shown in FIG.
And the holding plate 2 are joined to form a joined body 3.

【0035】次に、図3(b)に示すように、接合体3
の振動板1を薄板化する。
Next, as shown in FIG.
Diaphragm 1 is thinned.

【0036】次に、図3(c)に示すように、接合体3
の振動板1の表面に感光性樹脂等により保護膜5を形成
する。
Next, as shown in FIG.
A protective film 5 is formed on the surface of the vibration plate 1 with a photosensitive resin or the like.

【0037】次に、図3(d)に示すように、振動板1
にスリット部21を形成する。
Next, as shown in FIG.
The slit portion 21 is formed.

【0038】このスリット部21はパターンを露光し現
像することで設けることができる。このスリット部21
を通して接合体3の振動板1から、たとえば、数μm程
度の平均粒径の研磨剤を高圧の空気とともに接合体3の
振動板側に吹き付ける方法を用いて加工してできた振動
板1のスリットである。この時の加工深さは接合体3の
うち振動板1部分を貫通する程度で十分である。他にも
上記スリット部21を形成する方法としては、保護膜5
を作成する工程は省略してスリットのパターン通りにレ
ーザーを照射する方法がある。また、保護膜5をクロム
と金の積層膜とし、さらに保持板2側にも全面にこの保
護膜5をつけ、化学腐食する方法でもスリットを形成す
ることが可能である。この場合、振動板1は薄いのでふ
っ酸と硝酸の2:1の混合液で70℃以上にあげれば、
2時間程度でスリット21を形成できる。
The slit 21 can be provided by exposing and developing a pattern. This slit part 21
Through the diaphragm 1 of the joined body 3 through a method of spraying, for example, an abrasive having an average particle size of about several μm onto the diaphragm side of the joined body 3 together with high-pressure air from the diaphragm 1 of the joined body 3 It is. The working depth at this time is sufficient to penetrate the diaphragm 1 of the joined body 3. Another method for forming the slit portion 21 is as follows.
There is a method of irradiating the laser according to the pattern of the slit by omitting the step of forming the laser beam. Alternatively, the protective film 5 may be a laminated film of chromium and gold, and the protective film 5 may be further provided on the entire surface of the holding plate 2 to form a slit by a chemical corrosion method. In this case, since the diaphragm 1 is thin, if the temperature is raised to 70 ° C. or more with a 2: 1 mixture of hydrofluoric acid and nitric acid,
The slit 21 can be formed in about two hours.

【0039】以降の工程は本発明の実施の形態1に示し
た工程と同じであるので詳細説明は省略する。
Subsequent steps are the same as the steps shown in the first embodiment of the present invention, and detailed description will be omitted.

【0040】以上のように、振動子を加工することで、
振動部の外周部にスリットを設け、振動部6とその外周
部を分離することができる。このことによってパッケー
ジにこの振動子を実装したときに生じる応力や、実装後
の温度変化でパッケージと振動子の熱膨張係数の差によ
って発生する応力が振動部に直接伝わることが避けられ
るので、信頼性の高い振動子を得ることができるのであ
る。
As described above, by processing the vibrator,
A slit is provided on the outer peripheral portion of the vibrating portion, and the vibrating portion 6 and its outer peripheral portion can be separated. As a result, stress generated when the resonator is mounted on the package and stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the package and the resonator due to temperature changes after mounting are not directly transmitted to the vibrating part. It is possible to obtain a vibrator having high performance.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように本発明は、熱膨張係数が同
じ保持板と接合して振動板を薄板化するために、機械的
強度が増し、取り扱いも容易で周囲の温度変化に対して
そることがないため、所望の厚みを高い精度で得ること
ができるとともに、接合体の保持板側の表面は分極が−
となる面のために化学的に腐食する速度が速く、保持板
の除去が終了して振動板がむき出しになった時には振動
板の分極+側の面が露出し、この面については腐食の速
度が遅いため、ここで腐食が止まることになるので、振
動板の面内で振動部となる部分の裏面にあたる保持板
を、振動板にダメージを与えずに除去することができ生
産性が向上するという効果を奏する。
As described above, according to the present invention, since the diaphragm is thinned by being joined to the holding plate having the same coefficient of thermal expansion, the mechanical strength is increased, the handling is easy, and even if the ambient temperature changes. Since there is no warping, the desired thickness can be obtained with high precision, and the surface of the joined body on the holding plate side has a polarization of −
The rate of chemical corrosion is high because of the surface that becomes, and when the removal of the holding plate is completed and the diaphragm is exposed, the surface on the polarization + side of the diaphragm is exposed, and the corrosion rate for this surface is Is slow, so that the corrosion stops here, so that the holding plate corresponding to the back surface of the portion that becomes the vibrating portion in the plane of the diaphragm can be removed without damaging the diaphragm, thereby improving productivity. This has the effect.

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

【図1】本発明の実施の形態1における振動子の製造方
法を説明する図
FIG. 1 is a diagram illustrating a method for manufacturing a vibrator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態2における振動子の製造方
法を説明する図
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of manufacturing a vibrator according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態3における振動子の製造方
法を説明する図
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of manufacturing a vibrator according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 振動板 2 保持板 3 接合体 5 保護膜 7 開口部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration plate 2 Holding plate 3 Joined body 5 Protective film 7 Opening

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同材料の単結晶の回転Y板からなる振動
板および保持板を互いに分極方向が+となるX軸の結晶
軸の面を接合し接合体を形成する第1の工程と、この接
合体の振動板を薄板化する第2の工程と、この薄板化し
た接合体の上下面に金属または有機物からなる保護膜を
形成する第3の工程と、この保護膜を有する接合体の保
持板の所定位置に開口部を形成する第4の工程とからな
る電子部品の製造方法。
A first step of joining a vibration plate and a holding plate made of a single crystal rotating Y plate of the same material to each other on a surface of an X-axis crystal axis whose polarization direction is + to form a joined body; A second step of thinning the diaphragm of the joined body, a third step of forming a protective film made of a metal or an organic material on the upper and lower surfaces of the thinned joined body, and a step of forming a joined body having the protective film. A fourth step of forming an opening at a predetermined position of the holding plate.
【請求項2】 同材料の単結晶の回転Y板からなる振動
板および保持板を互いに分極方向が+となるX軸の結晶
軸の面を接合し接合体を形成する第1の工程と、この接
合体の振動板を薄板化する第2の工程と、この薄板化し
た接合体の振動板の表面に保護膜を形成する第3の工程
と、この保護膜を有する振動板にスリット部を形成する
工程と、前記接合体の保持板の表面に保護膜を形成する
工程と、この保護膜を有する接合体の保持板の所定位置
に開口部を形成する第4の工程とからなる電子部品の製
造方法。
2. A first step of joining a vibration plate and a holding plate made of a single crystal rotating Y plate of the same material to each other on a plane of an X-axis crystal axis where the polarization direction is +, to form a joined body; A second step of thinning the diaphragm of the joined body, a third step of forming a protective film on the surface of the thinned diaphragm of the joined body, and forming a slit portion in the diaphragm having the protective film. An electronic component comprising: a forming step; a step of forming a protective film on a surface of a holding plate of the joined body; and a fourth step of forming an opening at a predetermined position of the holding plate of the joined body having the protective film. Manufacturing method.
【請求項3】 第2の工程と第3の工程との間に、薄板
化した接合体の振動板の面に前記振動板と同材料からな
る第2の振動板を接合し、この第2の振動板を薄板化す
る工程を含む請求項1記載の電子部品の製造方法。
3. Between the second step and the third step, a second diaphragm made of the same material as the diaphragm is joined to the surface of the diaphragm of the thinned joined body, 2. The method for manufacturing an electronic component according to claim 1, further comprising the step of thinning the diaphragm.
【請求項4】 第3の工程と接合体の保持板の表面に保
護膜を形成する工程を同時に行う請求項2記載の電子部
品の製造方法。
4. The method for manufacturing an electronic component according to claim 2, wherein the third step and the step of forming a protective film on the surface of the holding plate of the joined body are performed simultaneously.
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