JP2001177363A - Frequency adjustment method for piezoelectric vibrator and piezoelectric vibration chip and processing unit for frequency adjustment - Google Patents
Frequency adjustment method for piezoelectric vibrator and piezoelectric vibration chip and processing unit for frequency adjustmentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、圧電振動
片をパッケージに内蔵した圧電振動子と圧電振動片の周
波数調整方法及び周波数調整用の加工装置の改良に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to, for example, a piezoelectric vibrator having a piezoelectric vibrating reed incorporated in a package, a method of adjusting the frequency of the piezoelectric vibrating reed, and an improvement of a frequency adjusting processing device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドラ
イブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等
の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、あるいは
ページングシステム等の移動体通信機器において、これ
ら装置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる
圧電振動子や圧電発振器等の圧電素子もその高性能化が
要求されている。2. Description of the Related Art In recent years, small-sized information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems have been developed. The miniaturization and thinning are remarkable, and the performance of piezoelectric elements such as a piezoelectric vibrator and a piezoelectric oscillator used for them is also required to be improved.
【０００３】このような圧電振動子等では、パッケージ
内に圧電材料でなる圧電振動片が収容されており、この
圧電振動片としては、極めて薄い板状でなる圧電材料で
ある水晶振動片が広く使用されている。In such a piezoelectric vibrator or the like, a piezoelectric vibrating piece made of a piezoelectric material is housed in a package. As the piezoelectric vibrating piece, a quartz vibrating piece made of an extremely thin plate-shaped piezoelectric material is widely used. It is used.
【０００４】すなわち、このような水晶振動片は、板状
の両面に金属膜でなる電極膜が所定のパターンで形成さ
れており、この電極膜に所定の駆動電流を印加すること
により、その厚みに依存した固有の振動周波数で振動す
るようになっている。そして、この振動を電気的に取り
出して、組み込まれる機器の所定のクロック信号等に利
用している。That is, in such a quartz vibrating piece, an electrode film made of a metal film is formed on both sides of a plate in a predetermined pattern, and the thickness thereof is increased by applying a predetermined drive current to the electrode film. It vibrates at a specific vibration frequency depending on. Then, the vibration is electrically extracted and used for a predetermined clock signal of a device to be incorporated.
【０００５】図９は、このような水晶振動片１を示して
いる。この水晶振動片１は、厚みの薄い長方形に形成さ
れており、図９では断面が概略的に示されている。FIG. 9 shows such a crystal vibrating piece 1. The crystal resonator element 1 is formed in a thin rectangular shape, and a cross section is schematically shown in FIG.
【０００６】水晶振動片１の表裏両面には、下地層２，
２が形成されており、さらに各下地層２，２の上には、
金または銀でなる電極膜３，３が形成されている。[0006] The underlayers 2
2 are formed, and on each of the underlayers 2 and 2,
Electrode films 3 and 3 made of gold or silver are formed.
【０００７】このような水晶振動片１の電極膜３，３に
図示しないリードを接続し、パッケージに収容すること
によって、水晶振動子を構成するようにしている。A lead (not shown) is connected to the electrode films 3 and 3 of the crystal vibrating reed 1 and is housed in a package to constitute a crystal vibrator.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ここで、上述の水晶振
動子では、電極膜３、３に所定の駆動電流（駆動電圧）
が印加された場合、水晶振動片１の振動周波数は、電極
膜の重さ（質量）により僅かに異なる。Here, in the above-described quartz oscillator, a predetermined drive current (drive voltage) is applied to the electrode films 3 and 3.
Is applied, the vibration frequency of the quartz-crystal vibrating piece 1 slightly differs depending on the weight (mass) of the electrode film.
【０００９】このため、例えば、図９のように水晶板の
両面に電極膜３，３を金属蒸着工程等にて、予め所望の
周波数より低めの共振周波数となるように形成した後
で、図示しないリードを接続し、駆動電圧を印加して振
動周波数を見ながら、ドライエッチング等の手法によ
り、電極膜３，３の表面をエッチングすることによっ
て、イオンビームエッチングの場合と同じように質量削
減方式の周波数調整をすることができる。For this reason, for example, as shown in FIG. 9, electrode films 3 and 3 are formed on both surfaces of a quartz plate by a metal deposition process or the like so as to have a resonance frequency lower than a desired frequency in advance. By connecting the leads that are not connected, applying a drive voltage, and observing the oscillation frequency, the surface of the electrode films 3 and 3 is etched by a method such as dry etching to reduce the mass in the same manner as in the case of ion beam etching. Can be adjusted.
【００１０】しかしながら、このような方法では、圧電
振動子等の圧電素子の性能に応じてより高い周波数に合
わせこむ必要が生じた場合に、高周波帯になるにつれ
て、電極膜の質量変化に対する周波数変化が大きくなる
という問題があった。However, in such a method, when it is necessary to adjust to a higher frequency in accordance with the performance of a piezoelectric element such as a piezoelectric vibrator, the frequency change with respect to the mass change of the electrode film becomes higher as the frequency becomes higher. There was a problem that it became large.
【００１１】例えば図１０に示すように、周波数合わせ
込みの中心値Ｃに対して、個々の水晶振動片１の周波数
のずれによるばらつきが多くなり、製造効率が低下する
という問題があった。For example, as shown in FIG. 10, there is a problem that the variation due to the frequency deviation of the individual quartz vibrating reeds 1 is increased with respect to the center value C of the frequency adjustment, and the manufacturing efficiency is reduced.
【００１２】本発明の目的は、以上の課題を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、エ
ッチングによる周波数調整における周波数のずれ量を小
さくして、精密に周波数調整できる方法を提供し、あわ
せて、このようにして調整される高品位の圧電振動子と
圧電振動片の周波数調整方法及び周波数調整用の加工装
置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems. An object of the present invention is to reduce the amount of frequency shift in frequency adjustment by etching, thereby achieving a precise frequency adjustment. In addition, it is an object of the present invention to provide a high-quality piezoelectric vibrator and a method for adjusting the frequency of the piezoelectric vibrating reed, and a processing apparatus for adjusting the frequency.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１記
載の発明にあっては、板状の圧電材料の両面に金属膜に
よる電極を形成し、この電極に駆動電流を印加すること
で、所定の振動を行う圧電振動片の前記金属膜を質量削
減方式にて周波数調整する方法であって、前記圧電振動
片の一方の面の最表面には、他方の面の金属膜よりもエ
ッチングレートが低い金属により金属膜が設けられてお
り、前記他方の面の金属膜をエッチングすることにより
粗調を行い、前記一方の面の金属膜をエッチングするこ
とにより微調を行うようにした、圧電振動片の周波数調
整方法により、達成される。According to the first aspect of the present invention, an electrode made of a metal film is formed on both surfaces of a plate-shaped piezoelectric material, and a driving current is applied to the electrode. A method of adjusting the frequency of the metal film of the piezoelectric vibrating reed performing a predetermined vibration by a mass reduction method, wherein the outermost surface of one surface of the piezoelectric vibrating reed is etched more than the metal film of the other surface. A metal film is provided by a metal having a low rate, a coarse adjustment is performed by etching the metal film on the other surface, and a fine adjustment is performed by etching the metal film on the one surface. This is achieved by a method of adjusting the frequency of the resonator element.
【００１４】請求項１の構成によれば、板状の圧電材料
の他方の面（粗調面）には、電極膜と同じ金属膜が形成
されていることから、この面に対しては、従来と同じエ
ッチングレートでエッチングによる周波数調整が行わ
れ、これを粗調として、すなわち比較的調整幅の大きな
周波数調整がなされる。According to the structure of the first aspect, the same metal film as the electrode film is formed on the other surface (coarse adjustment surface) of the plate-shaped piezoelectric material. Frequency adjustment by etching is performed at the same etching rate as in the past, and the frequency is adjusted roughly, that is, frequency adjustment with a relatively large adjustment width is performed.
【００１５】そして、このような粗調がなされた後で
は、板状の圧電材料の一方の面（微調面）の最表面に形
成されたエッチングレートの低い金属膜に対して、微調
として比較的調整幅の小さな周波数調整がされる。After such coarse adjustment is performed, the metal film having a low etching rate formed on the outermost surface of one surface (fine adjustment surface) of the plate-like piezoelectric material is relatively finely adjusted. Frequency adjustment with a small adjustment width is performed.
【００１６】これにより、所望の周波数に精密にあわせ
こむことが可能となる。This makes it possible to precisely tune to a desired frequency.
【００１７】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記他方の面には、金または銀による金属膜が設け
られ、前記一方の面には、クロムまたはニッケルにより
金属膜が設けられることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, a metal film made of gold or silver is provided on the other surface, and a metal film made of chromium or nickel is provided on the one surface. It is characterized by the following.
【００１８】請求項２の構成によれば、前記他方の面に
金または銀により、金属膜を形成し、これにより駆動電
極を接続するための電極膜とすることができるとともに
粗調面とすることができる。そして、前記一方の面に
は、クロムまたはニッケルを被膜することによって、他
方の面よりもエッチングレートの低い金属膜を形成する
ことができ、微調面を得ることができる。According to the second aspect of the present invention, a metal film is formed on the other surface with gold or silver, whereby an electrode film for connecting a drive electrode can be formed and a rough adjustment surface can be obtained. be able to. By coating chromium or nickel on the one surface, a metal film having a lower etching rate than the other surface can be formed, and a finely adjusted surface can be obtained.
【００１９】請求項３の発明は、請求項１または２のい
ずれかの構成において、前記エッチングは、アルゴン
（Ａｒ）イオンによるプラズマエッチングにより行われ
ることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the etching is performed by plasma etching using argon (Ar) ions.
【００２０】請求項３の構成によれば、微調レートがよ
り低くなるため加工精度を向上させることができる。According to the third aspect of the present invention, since the fine adjustment rate is lower, the processing accuracy can be improved.
【００２１】また、上記目的は、請求項４の発明にあっ
ては、板状の圧電材料の両面に金属膜による電極を形成
し、この電極に駆動電流を印加することで、所定の振動
を行う圧電振動片と、この圧電振動片を収容するパッケ
ージとを有しており、前記圧電振動片の一方の面の最表
面には、他方の面の金属膜よりもエッチングレートが低
い金属により金属膜が設けられている圧電振動子によ
り、達成される。According to a fourth aspect of the present invention, an electrode made of a metal film is formed on both sides of a plate-shaped piezoelectric material, and a predetermined current is applied by applying a drive current to the electrode. A piezoelectric vibrating reed, and a package for accommodating the piezoelectric vibrating reed. The outermost surface of one surface of the piezoelectric vibrating reed has a metal etching rate lower than that of the metal film on the other surface. This is achieved by a piezoelectric vibrator provided with a membrane.
【００２２】請求項４の構成によれば、パッケージに収
容される圧電振動片を、その一方の面の最表面には、他
方の面の金属膜よりもエッチングレートが低い金属によ
り金属膜が設けられるように形成しているので、圧電振
動片を構成する板状の圧電材料の他方の面（粗調面）に
は、電極膜と同じ金属膜が形成されていることから、こ
の面に対しては、従来と同じエッチングレートでエッチ
ングによる周波数調整が行われ、これを粗調として、従
来よりも比較的調整幅の大きな周波数調整を従来と同程
度の加工時間で行うことができる。According to the fourth aspect of the present invention, the piezoelectric vibrating reed accommodated in the package is provided on the outermost surface of one surface with a metal film made of a metal having a lower etching rate than the metal film on the other surface. Since the same metal film as the electrode film is formed on the other surface (coarse adjustment surface) of the plate-like piezoelectric material constituting the piezoelectric vibrating reed, In other words, the frequency is adjusted by etching at the same etching rate as that of the related art, and the frequency is adjusted in a rough manner, so that the frequency adjustment with a relatively large adjustment width can be performed in the same processing time as the related art.
【００２３】また、上記目的は、請求項５の発明にあっ
ては、圧電振動片を真空チャンバー内で一方向に送る手
段と、この搬送される圧電振動片の電極膜でなる粗調面
に対向して、イオン化された粒子を照射する粗調用の照
射手段と、この粗調用の照射手段の後段に配置されてお
り、前記圧電振動片の粗調面とは反対の面にて、前記電
極膜を構成する金属よりもエッチングレートの低い金属
により形成された金属膜でなる微調面に対向して、イオ
ン化された粒子を照射する微調用の照射手段とを備え
る、圧電振動片の加工装置により、達成される。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric vibrating reed having a means for feeding a piezoelectric vibrating reed in one direction in a vacuum chamber and a rough adjustment surface formed of an electrode film of the conveyed piezoelectric vibrating reed. Opposingly, irradiation means for coarse adjustment for irradiating the ionized particles and the irradiation means for coarse adjustment are disposed at a stage subsequent to the irradiation means for coarse adjustment, and the electrode is provided on a surface opposite to the rough adjustment surface of the piezoelectric vibrating piece. Opposite to the fine adjustment surface made of a metal film formed of a metal having a lower etching rate than the metal constituting the film, and a fine adjustment irradiation means for irradiating ionized particles, by a piezoelectric vibrating reed processing apparatus, Is achieved.
【００２４】請求項５の構成によれば、粗調用の照射手
段により、圧電振動片の粗調面に対してイオン化された
粒子を照射することで、この粗調面をエッチングするこ
とができるとともに、この圧電振動片の粗調面とは反対
の面にて、前記電極膜を構成する金属よりもエッチング
レートの低い金属により形成された金属膜でなる微調面
に、微調用の照射手段によって、イオン化された粒子を
照射することで、この微調面をより低いエッチングレー
トで削ることができる。これにより、精密な周波数調整
を行うことができる。According to the fifth aspect of the present invention, the coarsely adjusted surface can be etched by irradiating the coarsely adjusted surface of the piezoelectric vibrating piece with the ionized particles by the rough adjustment irradiation means. On the surface opposite to the rough adjustment surface of this piezoelectric vibrating reed, a fine adjustment surface made of a metal film formed of a metal having a lower etching rate than the metal forming the electrode film, by a fine adjustment irradiation unit, By irradiating the ionized particles, the fine adjustment surface can be cut at a lower etching rate. Thus, precise frequency adjustment can be performed.
【００２５】請求項６の発明は、請求項５の構成におい
て、前記微調用の照射手段は、前記粗調用の照射手段と
反対向きに配置されていることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fifth aspect, the irradiation means for fine adjustment is arranged in a direction opposite to the irradiation means for coarse adjustment.
【００２６】請求項６の構成によれば、微調用の照射手
段は、前記粗調用の照射手段と反対向きに配置されてい
るので、ワークとしての圧電振動片を上記一方向に搬送
しながら、その両面から、それぞれ粗調面と、その後に
微調面とをエッチング加工することができる。According to the configuration of claim 6, the irradiation means for fine adjustment is arranged in the opposite direction to the irradiation means for coarse adjustment, so that the piezoelectric vibrating reed as a work is conveyed in the one direction. From both surfaces, a rough adjustment surface and a fine adjustment surface can be etched thereafter.
【００２７】請求項７の発明は、請求項５の構成におい
て、前記粗調用の照射手段よりも後段において、前記圧
電振動片を反転する手段を有し、前記微調用の照射手段
は、前記粗調用の照射手段と同じ向きに配置されている
ことを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration of the fifth aspect, there is provided a means for inverting the piezoelectric vibrating reed at a stage subsequent to the irradiation means for coarse adjustment, and the irradiation means for fine adjustment comprises: It is characterized in that it is arranged in the same direction as the adjusting irradiation means.
【００２８】請求項７の構成によれば、粗調用の照射手
段と微調用の照射手段とが同じ向きに揃えられていて
も、圧電振動片の互いに反対面に設けられた粗調面と微
調面とを加工することができる。According to the seventh aspect of the present invention, even if the irradiation means for coarse adjustment and the irradiation means for fine adjustment are aligned in the same direction, the rough adjustment surface provided on the mutually opposite surfaces of the piezoelectric vibrating reed and the fine adjustment are provided. Surface and can be machined.
【００２９】請求項８の発明は、請求項５ないし７のい
ずれかの構成において、前記粗調用の照射手段及び微調
用の照射手段が、イオン化されたアルゴン（Ａｒ）ガス
を照射する構成としたことを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the configuration of any of the fifth to seventh aspects, the irradiation means for coarse adjustment and the irradiation means for fine adjustment irradiate ionized argon (Ar) gas. It is characterized by the following.
【００３０】[0030]
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００３１】図１は、本発明による周波数調整方法の概
略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a frequency adjusting method according to the present invention.
【００３２】図１（ａ）は、圧電振動片の周波数調整方
法の第１の方法を示しており、図１（ｂ）は、圧電振動
片の周波数調整方法の第２の方法を示している。FIG. 1A shows a first method of adjusting the frequency of the piezoelectric vibrating reed, and FIG. 1B shows a second method of adjusting the frequency of the piezoelectric vibrating reed. .
【００３３】先ず、第１の方法について説明すると、圧
電材料としての例えばごく薄い水晶振動片１の表裏両面
には、下地層２，２が形成されており、さらに各下地層
２，２の上には、金または銀でなる電極膜３，３が形成
されている。First, the first method will be described. Underlayers 2 and 2 are formed on both front and back surfaces of, for example, a very thin quartz vibrating piece 1 as a piezoelectric material. Are formed with electrode films 3 and 3 made of gold or silver.
【００３４】そして、前記水晶振動片の一方の面の最表
面には、他方の面の金属膜よりもエッチングレートが低
い金属による金属膜，例えばクロム（Ｃｒ）膜４が被膜
されている。The outermost surface of one surface of the crystal resonator element is coated with a metal film, for example, a chromium (Cr) film 4 made of a metal having a lower etching rate than the metal film on the other surface.
【００３５】このような水晶振動片１を、矢印Ａの方向
に送る手段と、この水晶振動片１の前記他方の面に対向
して設けられ、電極膜３にイオン化された粒子を照射す
る粗調用の照射手段５と、この粗調用の照射手段５より
も後段で、粗調用の照射手段５と反対の向きに配置さ
れ、水晶振動片１の一方の面に形成された、エッチング
レートの低い金属による金属膜（クロム膜）４にイオン
化された粒子を照射する微調用の照射手段６とにより、
周波数調整する方法である。A means for feeding such a quartz vibrating reed 1 in the direction of arrow A, and a coarse means provided opposite to the other surface of the quartz vibrating reed 1 for irradiating the electrode film 3 with ionized particles. Adjusting irradiation means 5 and a stage subsequent to the coarse adjusting irradiation means 5, arranged in a direction opposite to the coarse adjusting irradiation means 5 and formed on one surface of the quartz vibrating reed 1 and having a low etching rate. By means of fine adjustment irradiation means 6 for irradiating ionized particles on a metal film (chromium film) 4 made of metal,
This is a method of adjusting the frequency.
【００３６】また、第２の方法は、図１（ｂ）に示され
ているように、水晶振動片１を、矢印Ａの方向に送る手
段と、この水晶振動片１の前記他方の面に対向して設け
られ、電極膜３にイオン化された粒子を照射する粗調用
の照射手段５と、この粗調用の照射手段５よりも後段
で、図示するように、水晶振動片１の前記一方の面と他
方の面とがいれかわるように反転させる手段と、粗調用
の照射手段５と同じ向きに配置され、水晶振動片１の一
方の面に形成された、エッチングレートの低い金属によ
る金属膜（クロム膜）４にイオン化された粒子を照射す
る微調用の照射手段６とにより、周波数調整する方法で
ある。In the second method, as shown in FIG. 1 (b), means for feeding the quartz vibrating reed 1 in the direction of arrow A, and Irradiation means 5 for rough adjustment provided to oppose and irradiate ionized particles to the electrode film 3, and the one of the quartz vibrating reeds 1, as shown in FIG. A means for inverting the surface and the other surface so that they are alternately arranged, and a metal film (a metal film made of a metal having a low etching rate, which is disposed in the same direction as the irradiation means 5 for coarse adjustment and is formed on one surface of the quartz vibrating reed 1) This is a method in which the frequency is adjusted by the fine adjustment irradiation means 6 for irradiating the ionized particles to the chromium film) 4.
【００３７】これらの各方法による周波数調整を行う加
工装置については、後で詳しく説明する。A processing apparatus for performing frequency adjustment by each of these methods will be described later in detail.
【００３８】図２は、本発明の実施形態による圧電振動
子の構成例を示している。FIG. 2 shows a configuration example of a piezoelectric vibrator according to an embodiment of the present invention.
【００３９】例えば、水晶等の圧電材料によって、薄い
長方形の板状に形成された圧電素子１１は、図２（ｂ）
に示すように、その両面に先ずクロム等による下地層１
７，１７が蒸着やスパッタリング等により形成され、そ
の上には、図２（ａ）に示すように、金（Ａｕ）または
銀（Ａｇ）等でなる電極膜１２，１２が蒸着やスパッタ
リング等により形成されている。For example, the piezoelectric element 11 formed in a thin rectangular plate shape by a piezoelectric material such as quartz is shown in FIG.
As shown in FIG.
7 and 17 are formed by vapor deposition or sputtering, and electrode films 12 and 12 made of gold (Au) or silver (Ag) are formed thereon by vapor deposition or sputtering as shown in FIG. Is formed.
【００４０】このようにして得られた圧電振動片（水晶
振動片）２１には、その一方の面の電極膜１２の上に、
この電極膜１２を構成する金属よりもエッチングレート
の低い金属として、例えばクロム（Ｃｒ）またはニッケ
ル（Ｎｉ）でなる微調用の金属膜１６が設けられてい
る。The piezoelectric vibrating piece (quartz vibrating piece) 21 thus obtained is provided on the electrode film 12 on one surface thereof.
As a metal having a lower etching rate than the metal forming the electrode film 12, a fine adjustment metal film 16 made of, for example, chromium (Cr) or nickel (Ni) is provided.
【００４１】この金属膜１６の面が、後述する微調面１
９となり、反対側（他方の面）が粗調面１８となる。The surface of the metal film 16 corresponds to the fine adjustment surface 1 described later.
9 and the opposite side (the other surface) becomes the coarse adjustment surface 18.
【００４２】また、電極膜１２の端部とインナーリード
１５，１５とが導電性の接着剤等により電気的に固定さ
れている。このインナーリード１５，１５は、圧電振動
片２１の粗調面１８側の電極膜１２に接続されている。The end of the electrode film 12 and the inner leads 15, 15 are electrically fixed by a conductive adhesive or the like. The inner leads 15, 15 are connected to the electrode film 12 on the side of the rough adjustment surface 18 of the piezoelectric vibrating reed 21.
【００４３】そして、インナーリード１５，１５は、例
えば断面円形もしくは楕円形でなる金属外環１３とこの
内部に充填された絶縁ガラスにより支持されるととも
に、この金属外環１３の反対側から延びるアウターリー
ド１４，１４と接続されている。また、圧電振動片１２
は、一端が塞がれた筒状の金属ケースであるパッケージ
２０の内側に入るように、図示のように金属外環１３の
上端に被嵌されることにより真空封止または窒素封止さ
れている。The inner leads 15, 15 are supported by, for example, a metal outer ring 13 having a circular or elliptical cross section and an insulating glass filled therein, and extend from the opposite side of the metal outer ring 13. It is connected to the leads 14,14. Further, the piezoelectric vibrating reed 12
Is vacuum-sealed or nitrogen-sealed by being fitted to the upper end of a metal outer ring 13 as shown so as to enter the inside of a package 20 which is a cylindrical metal case with one end closed. I have.
【００４４】次に、上述の圧電振動片の周波数を調整す
るための加工装置について説明する。Next, a processing apparatus for adjusting the frequency of the above-described piezoelectric vibrating reed will be described.
【００４５】図３及び図４は、このような加工装置の第
１の実施形態を示すものであり、図３は加工装置３０の
ブロック構成図、図４はその要部の概略斜視図である。FIGS. 3 and 4 show a first embodiment of such a processing apparatus. FIG. 3 is a block diagram of the processing apparatus 30, and FIG. 4 is a schematic perspective view of a main part thereof. .
【００４６】図３及び図４に示す加工装置は、上述した
第１の方法に係る周波数調整方法を実行するための装置
である。The processing apparatus shown in FIGS. 3 and 4 is an apparatus for executing the frequency adjustment method according to the first method described above.
【００４７】加工装置３０は、図３に示すように、真空
チャンバー４０を備えている。真空チャンバー４０に
は、メカニカルブースターポンプ４１を介して、ロータ
リポンプ４２が接続されており、所定の真空度，例え
ば、１０-3Ｔｏｒｒ（１Ｔｏｒｒ＝１３３Ｐａ）程度の
真空度に真空排気されるようになっている。The processing device 30 has a vacuum chamber 40 as shown in FIG. A rotary pump 42 is connected to the vacuum chamber 40 via a mechanical booster pump 41 so that the vacuum chamber 40 is evacuated to a predetermined degree of vacuum, for example, about 10 −3 Torr (1 Torr = 133 Pa). Has become.
【００４８】この真空チャンバー４０内には、搬送手段
４４が設けられており、搬送手段４４は、一方向，すな
わち矢印Ａの方向に沿って、ワークとしての圧電振動片
２１をひとつずつ搬送するようになっている。In the vacuum chamber 40, a transfer means 44 is provided. The transfer means 44 transfers the piezoelectric vibrating reeds 21 as a work one by one in one direction, that is, in the direction of arrow A. It has become.
【００４９】ここで、圧電振動片２１においては、粗調
面１８側の下地層１７と電極膜１２及び微調面１９側の
下地層１７と金属膜１６が、この圧電振動片２１に駆動
電流を印加した場合に、その振動数が、所望の共振周波
数ｆ０よりも、若干低くなる程度の質量となるように、
前の工程で成膜されて送られる。そして、この加工装置
３０により、質量削減方式により、所望の共振周波数ｆ
０になるように周波数調整されるようになっている。Here, in the piezoelectric vibrating reed 21, the underlying layer 17 and the electrode film 12 on the rough adjustment surface 18 side and the underlying layer 17 and the metal film 16 on the fine adjustment surface 19 side apply a drive current to the piezoelectric vibrating reed 21. When the voltage is applied, the vibration frequency becomes a mass slightly lower than the desired resonance frequency f0,
The film is formed and sent in the previous step. Then, the desired resonance frequency f
The frequency is adjusted to be 0.
【００５０】真空チャンバー４０内には、イオン化され
た粒子の照射手段３３，３４，３５（以下、「照射手
段」という）が設けられている。この照射手段は、本実
施形態では、好ましくは、三種類設定されており、粗調
用の照射手段３３，粗微調用の照射手段３４と、微調用
の照射手段３５が設けられている。各照射手段は同じ構
成であるが、微調用の照射手段３５は、粗調用の照射手
段３３及び粗微調用の照射手段３４よりも後段に配置さ
れていて、かつ上記ワークである圧電振動片２１を挟ん
で向かい合わせに配置されている。そして、粗調用の照
射手段３３及び粗微調用の照射手段３４は、搬送される
圧電振動片２１の粗調面１８に対向しており、微調用の
照射手段３５は、微調面１９に対向している。In the vacuum chamber 40, irradiation means 33, 34, 35 for ionized particles (hereinafter referred to as "irradiation means") are provided. In the present embodiment, three types of irradiation means are preferably set, and irradiation means 33 for coarse adjustment, irradiation means 34 for coarse / fine adjustment, and irradiation means 35 for fine adjustment are provided. Each irradiation unit has the same configuration, but the irradiation unit 35 for fine adjustment is disposed downstream of the irradiation unit 33 for coarse adjustment and the irradiation unit 34 for coarse / fine adjustment, and the piezoelectric vibrating reed 21 which is the work described above. Are arranged facing each other. The irradiation unit 33 for coarse adjustment and the irradiation unit 34 for coarse / fine adjustment face the coarse adjustment surface 18 of the piezoelectric vibrating reed 21 being conveyed, and the irradiation unit 35 for fine adjustment faces the fine adjustment surface 19. ing.
【００５１】ここで、照射手段の構成を説明する。照射
手段３３には、アルゴンガスのガスボンベ３９が所定の
電磁駆動弁４３を介して接続されており、また、照射手
段３３には、直流電源３６が接続されている。Here, the configuration of the irradiation means will be described. A gas cylinder 39 of argon gas is connected to the irradiation unit 33 via a predetermined electromagnetically driven valve 43, and a DC power supply 36 is connected to the irradiation unit 33.
【００５２】照射手段３３は、本実施形態では、イオン
ガンが用いられている。この照射手段３３は、図４に示
すように、例えば、ステンレス製の筒体３３ａを有し、
この筒体３３ａ内には、上記直流電源３６と接続された
図示しない電極棒が収容されている。この電極棒は、筒
体３３ａとは絶縁されており、かつステンレス製の筒体
３３ａの外周部は、アースシールドされている。As the irradiation means 33, in this embodiment, an ion gun is used. As shown in FIG. 4, the irradiation unit 33 has, for example, a cylindrical body 33a made of stainless steel.
An electrode rod (not shown) connected to the DC power supply 36 is accommodated in the cylindrical body 33a. The electrode rod is insulated from the cylinder 33a, and the outer periphery of the stainless steel cylinder 33a is grounded.
【００５３】これにより、上述のように、真空チャンバ
ー４０内が、例えば１０-3Ｔｏｒｒ程度の真空度に真空
排気され、アルゴンガスボンベ３９からのアルゴンガス
が、筒体３３ａ内に送られるようになっている。これに
より、筒体３３ａ内でアルゴンガスが、例えば１０-1乃
至１０-2Ｔｏｒｒ程度充填された状態にて、上記電極棒
に直流電源３６から直流電流が印加されると、筒体３３
ａ内でアルゴンプラズマが発生するようになっている。Thus, as described above, the inside of the vacuum chamber 40 is evacuated to a vacuum degree of, for example, about 10 −3 Torr, and the argon gas from the argon gas cylinder 39 is sent into the cylinder 33a. ing. Accordingly, when a DC current is applied from the DC power source 36 to the electrode rods in a state where the argon gas is filled in the cylinder 33a at, for example, about 10 -1 to 10 -2 Torr, the cylinder 33
Ar plasma is generated within a.
【００５４】このプラズマの作用によりアルゴンガスが
イオン化され、このイオン化されたアルゴンガスが筒体
３３ａの先端の開口３３ｂから照射される。そして、イ
オン化された粒子であるアルゴンガスは、ワークである
圧電振動片２１の粗調面１８に当たるようになってい
る。The argon gas is ionized by the action of the plasma, and the ionized argon gas is irradiated from the opening 33b at the tip of the cylindrical body 33a. Then, the argon gas, which is ionized particles, strikes the rough adjustment surface 18 of the piezoelectric vibrating reed 21 which is a work.
【００５５】そして、粗微調用の照射手段３４及び微調
用の照射手段３５も照射手段３３と同様の構成となって
おり、順次イオン化されたアルゴンガスを圧電振動片２
１のそれぞれ対応する粗調面１８と微調面１９に照射す
るようになっている。The irradiating means 34 for coarse and fine adjustment and the irradiating means 35 for fine adjustment have the same configuration as that of the irradiating means 33.
Irradiation is performed on each of the coarse adjustment surface 18 and the fine adjustment surface 19 corresponding to each of the reference numerals 1.
【００５６】また、図３に示すように、この各照射手段
３３，３４，３５と圧電振動片２１との間には、シャッ
ター４８が介在されている。シャッター４８は、図４に
示すように、シャッター駆動手段４５により駆動され
て、マスク４６の開口を開閉することにより、イオン化
されたアルゴンガスの照射を遮断，開放することができ
るようになっている。As shown in FIG. 3, a shutter 48 is interposed between each of the irradiation means 33, 34, 35 and the piezoelectric vibrating piece 21. As shown in FIG. 4, the shutter 48 is driven by shutter driving means 45 to open and close the opening of the mask 46, so that the irradiation of the ionized argon gas can be cut off and opened. .
【００５７】一方、各照射手段３３，３４，３５に対応
して、ネットワークアナライザ３１，３１，３１が設定
されており、これらは、コンピュータ等でなる外部演算
装置３８と接続されている。各ネットワークアナライザ
３１は、フィクスチャ３２及び接触手段４７を介して、
各ワークである圧電振動片２１と電気的に接続されてい
る。On the other hand, network analyzers 31, 31, 31 are set corresponding to the respective irradiating units 33, 34, 35, and these are connected to an external arithmetic unit 38 such as a computer. Each network analyzer 31 is connected via the fixture 32 and the contact means 47 to
Each work is electrically connected to the piezoelectric vibrating reed 21.
【００５８】ネットワークナライザ３１は、内部に高周
波の発生源を有しており、フィクスチャ３２を介して、
各圧電振動片２１のリード１４（図２参照）に駆動電流
を印加することにより、加工中の各圧電振動片２１の共
振周波数をモニタすることができるようになっている。The network narizer 31 has a high-frequency source inside, and via a fixture 32,
By applying a drive current to the leads 14 (see FIG. 2) of each piezoelectric vibrating reed 21, the resonance frequency of each piezoelectric vibrating reed 21 during processing can be monitored.
【００５９】フィクスチャ３２は、モニタリング手段と
してのネットワークナライザ３１と圧電振動片２１との
接続手段であって、アルゴンイオンが照射される圧電振
動片２１のリード１４に帯電したプラス電荷を直流成分
もしくは低周波数成分として除去し、ネットワークナラ
イザ３１に伝えられないようにするものである。このた
め、フィクスチャ３２は、一方が圧電振動片２１のリー
ド１４に接続され、他方が設置されたコイルや抵抗等で
なる低周波数除去手段を備えている。The fixture 32 is a connecting means between the network narizer 31 as a monitoring means and the piezoelectric vibrating reed 21, and converts a positive charge charged on the lead 14 of the piezoelectric vibrating reed 21 irradiated with argon ions into a DC component or It is removed as a low frequency component so that it is not transmitted to the network narizer 31. For this purpose, the fixture 32 has a low frequency removing means, one of which is connected to the lead 14 of the piezoelectric vibrating reed 21 and the other of which is a coil, a resistor or the like.
【００６０】外部演算装置３８は、ネットワークナライ
ザ３１による測定結果から加工中の圧電振動片２１の周
波数を取得し、調整目標の周波数と比較することによっ
て、各照射手段３３，３４，３５における加工レートを
演算により決定する。この演算結果に基づいて、外部演
算装置３８は、例えば直流電源３６やシャター駆動手段
４５等の駆動を制御することにより、加工装置３０の運
転制御を行うようになっている。The external processing unit 38 obtains the frequency of the piezoelectric vibrating piece 21 being processed from the measurement result by the network narizer 31 and compares it with the frequency of the adjustment target, thereby obtaining the processing rate in each of the irradiation means 33, 34, 35. Is determined by calculation. Based on the calculation result, the external calculation device 38 controls the operation of the processing device 30 by controlling, for example, the driving of the DC power supply 36, the shutter driving means 45, and the like.
【００６１】本実施形態の加工装置３０は、以上のよう
に構成されており、その加工は次のように実行される。The processing apparatus 30 of this embodiment is configured as described above, and the processing is executed as follows.
【００６２】先ず、真空チャンバー４０内は、上述した
ように、メカニカルブースターポンプ４１及びロータリ
ポンプ４２により、例えば１０-3Ｔｏｒｒ程度の真空度
に真空排気される。この状態にて、搬送手段４４によ
り、ワークである圧電振動片２１は、矢印Ａ方向に搬送
されて、照射手段３３に対応する位置まで移動される。
この時、圧電振動片２１の粗調面１８が照射手段３３と
対向される。First, as described above, the inside of the vacuum chamber 40 is evacuated by the mechanical booster pump 41 and the rotary pump 42 to a degree of vacuum of, for example, about 10 -3 Torr. In this state, the piezoelectric vibrating reed 21, which is a work, is transported in the direction of arrow A by the transport unit 44 and moved to a position corresponding to the irradiation unit 33.
At this time, the rough adjustment surface 18 of the piezoelectric vibrating reed 21 faces the irradiation unit 33.
【００６３】そして、アルゴンガスボンベ３９からのア
ルゴンガスが、各照射手段３３，３４，３５の各筒体３
３ａ，３４ａ，３５ａ内に送られる。Then, the argon gas from the argon gas cylinder 39 is supplied to each cylinder 3 of each of the irradiation means 33, 34, 35.
3a, 34a and 35a.
【００６４】これにより、各筒体内ではアルゴンガス
が、例えば１０-1乃至１０-2Ｔｏｒｒ程度充填された状
態となり、筒体内の電極棒に直流電源３６から直流電流
が印加されると、筒体内でアルゴンプラズマが発生す
る。このプラズマの作用によりアルゴンガスがイオン化
され、このイオン化されたアルゴンガスが筒体３３ａの
先端の開口３３ｂから照射される。そして、イオン化さ
れた粒子であるアルゴンガスは、ワークである圧電振動
片２１の粗調面１８に当たる。これにより、粗調面１８
は、金または銀の電極膜であるから、図７に示されてい
るように、比較的高いエッチングレートにより加工され
る。この加工はネットワークナライザ３１によりモニタ
されながら、圧電振動片２１の周波数ｆ１は、２０００
ｐｐｍ程度の所望の共振周波数ｆ０からのずれがある状
態から、所望の目標とされる共振周波数ｆ０に対して２
００ｐｐｍ程度のずれになるまで、外部演算装置３８に
制御されつつ質量減少方式による周波数調整がなされ
る。As a result, each cylinder is filled with, for example, about 10 -1 to 10 -2 Torr of argon gas, and when a DC current is applied from the DC power supply 36 to the electrode rods in the cylinder, Generates argon plasma. The argon gas is ionized by the action of the plasma, and the ionized argon gas is irradiated from the opening 33b at the tip of the cylindrical body 33a. Then, the argon gas, which is ionized particles, impinges on the rough adjustment surface 18 of the piezoelectric vibrating reed 21 which is a work. Thereby, the rough adjustment surface 18
Is a gold or silver electrode film, and is processed at a relatively high etching rate as shown in FIG. While this processing is monitored by the network narizer 31, the frequency f1 of the piezoelectric vibrating reed 21 becomes 2000
From the state where there is a deviation from the desired resonance frequency f0 of about ppm,
Until the deviation becomes about 00 ppm, the frequency is adjusted by the mass reduction method while being controlled by the external arithmetic unit 38.
【００６５】次いで、圧電振動片２１は、搬送手段４４
によりさらに矢印Ａ方向へ送られて粗微調用の照射手段
３４により、その粗調面１８が上記同様にエッチング加
工される。この場合、照射手段３３と同等または若干低
い加工レートで粗微調としてのエッチングを行い、所望
の目標とされる共振周波数ｆ０に対して５０ｐｐｍ程度
のずれになるまで周波数調整を行う。Next, the piezoelectric vibrating reed 21 is
Is further sent in the direction of arrow A, and the coarsely adjusted surface 18 is etched by the irradiation means 34 for coarse and fine adjustment in the same manner as described above. In this case, etching as coarse and fine adjustment is performed at a processing rate equal to or slightly lower than that of the irradiation unit 33, and frequency adjustment is performed until a deviation from a desired target resonance frequency f0 is about 50 ppm.
【００６６】最後に、圧電振動片２１は、搬送手段４４
によりさらに矢印Ａ方向へ送られる。この時、微調用の
照射手段３５は、図４にて説明したように、他の照射手
段とは反対の向きに配置されているので、圧電振動片２
１が搬送手段４４により微調用の照射手段３５に対応し
た位置まで送られると、この照射手段３５は、圧電振動
片２１の粗調面１８とは反対の面に設けられている微調
面１９と対向することになる。Finally, the piezoelectric vibrating reed 21 is moved
Is further sent in the direction of arrow A. At this time, the irradiation means 35 for fine adjustment is arranged in the opposite direction to the other irradiation means as described with reference to FIG.
When 1 is sent to the position corresponding to the fine adjustment irradiation means 35 by the transport means 44, the irradiation means 35 and the fine adjustment surface 19 provided on the surface of the piezoelectric vibrating reed 21 opposite to the coarse adjustment surface 18 are moved. Will face each other.
【００６７】そして、上記と同様に、微調用の照射手段
３５から、圧電振動片２１の微調面１９に対して、アル
ゴンガスが照射される。照射面である圧電振動片２１の
微調面１９は、上述したように、エッチングレートの比
較的低い金属，この実施形態では、クロムやニッケルに
よる金属膜で形成されている。したがって、微調面１９
は、図７に示されているように、クロム（Ｃｒ）または
ニッケル（Ｎｉ）の低いエッチングレートにより加工さ
れることにより、精密な質量減少による調整が可能とな
る。このため、微調用の照射手段３５により、微調面１
９は、所望の目標とされる共振周波数ｆ０に対して、従
来よりも一層精密に例えば、プラスマイナス１ｐｐｍ程
度のばらつきになるまで周波数調整を行うことができ
る。Then, similarly to the above, the fine adjustment surface 19 of the piezoelectric vibrating reed 21 is irradiated with argon gas from the fine adjustment irradiation means 35. As described above, the fine adjustment surface 19 of the piezoelectric vibrating reed 21 as the irradiation surface is formed of a metal having a relatively low etching rate, in this embodiment, a metal film of chromium or nickel. Therefore, the fine adjustment surface 19
As shown in FIG. 7, by being processed at a low etching rate of chromium (Cr) or nickel (Ni), it is possible to perform adjustment by precise mass reduction. Therefore, the fine adjustment surface 1 is adjusted by the fine adjustment irradiation means 35.
No. 9 is capable of performing frequency adjustment with respect to a desired target resonance frequency f0 more precisely than before, for example, up to a variation of about ± 1 ppm.
【００６８】したがって、この加工装置３０によれば、
例えば、高周波タイプの圧電振動片２１を製造する場合
にも、目標とされる共振周波数ｆ０に対して、極めて精
密に合わせ込むことができ、図８に示すように、調整後
の周波数のばらつきが、きわめて狭い範囲になるように
加工することが可能となる。Therefore, according to this processing device 30,
For example, even when the high-frequency type piezoelectric vibrating reed 21 is manufactured, it can be adjusted very precisely with respect to the target resonance frequency f0, and as shown in FIG. Therefore, it is possible to process so as to have a very narrow range.
【００６９】これにより、このように加工した圧電振動
片２１を用いて、図２に示す圧電振動子１０や圧電発振
器等の高性能な圧電デバイスを得ることができる。Thus, a high-performance piezoelectric device such as the piezoelectric vibrator 10 or the piezoelectric oscillator shown in FIG. 2 can be obtained by using the piezoelectric vibrating reed 21 thus processed.
【００７０】図５及び図６は、加工装置の第２の実施形
態を示すものであり、図５は加工装置６０のブロック構
成図、図６はその要部の概略斜視図である。FIGS. 5 and 6 show a second embodiment of the processing apparatus. FIG. 5 is a block diagram of the processing apparatus 60, and FIG. 6 is a schematic perspective view of a main part thereof.
【００７１】図５及び図６に示す加工装置は、上述した
図１の第２の方法に係る周波数調整方法を実行するため
の装置である。図５及び図６に示す加工装置において、
第１の実施形態である図３及び図４の加工装置３０と同
一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複
する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。The processing apparatus shown in FIGS. 5 and 6 is an apparatus for executing the above-described frequency adjustment method according to the second method shown in FIG. In the processing apparatus shown in FIGS. 5 and 6,
3 and 4 of the first embodiment have the same reference numerals as those of the processing apparatus 30 in FIG. 3 and have the same configuration. Therefore, a duplicate description will be omitted, and the following description will focus on differences.
【００７２】図５及び図６において、加工装置６０にお
いては、微調用の照射手段３５は、粗調用の照射手段３
３，粗微調用の照射手段３４と同じ向きに設定されてい
る。また、粗調用の照射手段３３及び粗微調用の照射手
段３４よりも後段で、微調用の照射手段３５の前段に
は、ワークである圧電振動片２１を反転させるための反
転手段６２を備える点が第１の実施形態の加工装置３０
と異なる。5 and 6, in the processing apparatus 60, the irradiation means 35 for fine adjustment is the irradiation means 3 for coarse adjustment.
3. The direction is set to the same direction as the irradiation means 34 for coarse / fine adjustment. In addition, a reversing means 62 for reversing the piezoelectric vibrating reed 21 which is a work is provided after the irradiation means 33 for coarse adjustment and the irradiation means 34 for coarse and fine adjustment, and before the irradiation means 35 for fine adjustment. Is the processing device 30 of the first embodiment.
And different.
【００７３】この反転手段６２は、図６に示されている
ように、圧電振動片２１を把持する把持手段６２ａと、
把持した圧電振動片２１を矢印に示すように反転させる
ように駆動する反転駆動手段６１を備えている。As shown in FIG. 6, the reversing means 62 includes a gripping means 62a for gripping the piezoelectric vibrating reed 21;
Inversion driving means 61 is provided for driving the gripped piezoelectric vibrating reed 21 to be inverted as shown by the arrow.
【００７４】加工装置６０は以上のように構成されてお
り、その加工は次のように実行される。The processing device 60 is configured as described above, and the processing is executed as follows.
【００７５】先ず、真空チャンバー４０内は、加工装置
３０と同様のメカニズムにより真空排気され、圧電振動
片２１は、搬送手段４４によって、矢印Ａ方向に送られ
る。一方、各照射手段３３，３４，３５においては、加
工装置３０と同様に、アルゴンガスを照射するようにな
っている。First, the inside of the vacuum chamber 40 is evacuated by the same mechanism as that of the processing device 30, and the piezoelectric vibrating reed 21 is sent in the direction of arrow A by the transfer means 44. On the other hand, each of the irradiating units 33, 34, and 35 is configured to irradiate an argon gas similarly to the processing apparatus 30.
【００７６】加工装置６０では、粗調及び粗微調の照射
手段３３，３４による加工は、上記加工装置３０と同様
に行われる。粗微調用の照射手段３４による加工が済ん
だ圧電振動片２１は、搬送手段４４により、矢印Ａ方向
に送られると、途中で反転手段６２により反転される。In the processing apparatus 60, the processing by the irradiation means 33 and 34 for coarse adjustment and coarse adjustment is performed in the same manner as the processing apparatus 30 described above. The piezoelectric vibrating reed 21, which has been processed by the coarse / fine adjustment irradiation means 34, is sent in the direction of the arrow A by the transfer means 44, and is inverted by the inversion means 62 on the way.
【００７７】すなわち、反転手段６２は、把持手段６２
ａにより圧電振動片２１を把持して、駆動手段６１が圧
電振動片２１を把持した把持手段６２ａを、その圧電振
動片の粗調面１８が、図６の紙面背後の方向に面してい
る状態から、矢印のように反転させて、微調面１９が紙
面背後に向くように反転させる。That is, the reversing means 62 is
The driving means 61 grips the piezoelectric vibrating piece 21 with the piezoelectric vibrating piece 21, and the rough adjustment surface 18 of the piezoelectric vibrating piece faces in the direction behind the paper of FIG. 6. From the state, the fine adjustment surface 19 is inverted as shown by the arrow so that the fine adjustment surface 19 faces the back of the paper.
【００７８】反転が終了した状態で、圧電振動片２１
は、搬送手段４４によりさらに矢印Ａ方向に搬送され
て、微調用の照射手段３５に対応した位置まで送られる
と、この照射手段３５は、他の照射手段３３，３４と同
じ向きに配置されているから、反転された微調面１９と
対向することになる。When the reversal is completed, the piezoelectric vibrating reed 21
Is further conveyed in the direction of arrow A by the conveying means 44 and sent to a position corresponding to the irradiation means 35 for fine adjustment. This irradiation means 35 is arranged in the same direction as the other irradiation means 33 and 34 and Therefore, it faces the inverted fine adjustment surface 19.
【００７９】そして、上述の加工装置３０と同様に、微
調用の照射手段３５から、圧電振動片２１の微調面１９
に対して、アルゴンガスが照射される。この場合、照射
面である圧電振動片２１の微調面１９は、上述したよう
に、エッチングレートの比較的低い金属，この実施形態
では、クロムによる金属膜で形成されている。したがっ
て、微調面１９は、図７に示されているように、クロム
（Ｃｒ）またはニッケル（Ｎｉ）の低いエッチングレー
トにより加工される。Then, similarly to the above-mentioned processing apparatus 30, the fine adjustment surface 19 of the piezoelectric vibrating reed 21 is supplied from the fine adjustment irradiation means 35.
Is irradiated with argon gas. In this case, the fine adjustment surface 19 of the piezoelectric vibrating reed 21 which is the irradiation surface is formed of a metal film having a relatively low etching rate, in this embodiment, a metal film of chromium, as described above. Therefore, the fine adjustment surface 19 is processed with a low etching rate of chromium (Cr) or nickel (Ni) as shown in FIG.
【００８０】かくして、この加工装置６０においても、
加工装置３０と同じ作用効果を得ることができる。Thus, in the processing apparatus 60,
The same operation and effect as the processing device 30 can be obtained.
【００８１】本発明は上述の実施形態や各変形例の個別
の態様に限定されず、各実施形態の構成は任意に組み合
わせることができる。The present invention is not limited to the individual embodiments of the above-described embodiments and modifications, and the configurations of the embodiments can be arbitrarily combined.
【００８２】[0082]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、エ
ッチングによる周波数調整における周波数のずれ量を小
さくして、精密に周波数調整できる方法を提供し、あわ
せて、このようにして調整される高品位の圧電振動子と
圧電振動片の周波数調整方法及び周波数調整用の加工装
置を提供することができる。As described above, according to the present invention, there is provided a method capable of precisely adjusting the frequency by reducing the amount of frequency shift in the frequency adjustment by etching, and also adjusting the frequency in this manner. It is possible to provide a method of adjusting the frequency of a high-quality piezoelectric vibrator and a piezoelectric vibrating piece, and a processing apparatus for adjusting the frequency.
【００８３】[0083]
【図１】本発明の周波数調整方法を説明するための図で
あり、（ａ）はその第１の方法を示す図、（ｂ）はその
第２の方法を示す図。1A and 1B are diagrams for explaining a frequency adjustment method of the present invention, wherein FIG. 1A is a diagram illustrating a first method, and FIG. 1B is a diagram illustrating a second method.
【図２】本発明の実施形態に係る加工方法が適用される
圧電振動子を示しており、（ａ）はその概略正面、
（ｂ）はそのパッケージを除いた概略側断面図。2A and 2B show a piezoelectric vibrator to which a processing method according to an embodiment of the present invention is applied, wherein FIG.
(B) is a schematic side sectional view excluding the package.
【図３】図１（ａ）に示す周波数調整方法を実行するた
めの第１の実施形態に係る加工装置のブロック構成図。FIG. 3 is a block diagram of a processing apparatus according to a first embodiment for executing the frequency adjustment method shown in FIG.
【図４】図３の加工装置の要部の概略斜視図。FIG. 4 is a schematic perspective view of a main part of the processing apparatus of FIG. 3;
【図５】図１（ｂ）に示す周波数調整方法を実行するた
めの第２の実施形態に係る加工装置のブロック構成図。FIG. 5 is a block diagram of a processing apparatus according to a second embodiment for executing the frequency adjustment method shown in FIG. 1 (b).
【図６】図５の加工装置の要部の概略斜視図。FIG. 6 is a schematic perspective view of a main part of the processing apparatus of FIG. 5;
【図７】アルゴンイオンによる各種の金属についてその
エッチングレートを示すグラフ。FIG. 7 is a graph showing etching rates of various metals by argon ions.
【図８】本発明の実施形態に係る周波数調整方法により
周波数調整を行った場合の調整結果を示すグラフ。FIG. 8 is a graph showing an adjustment result when frequency adjustment is performed by the frequency adjustment method according to the embodiment of the present invention.
【図９】従来の圧電振動片の金属膜のようすを示す概略
断面図。FIG. 9 is a schematic sectional view showing a state of a metal film of a conventional piezoelectric vibrating reed.
【図１０】従来の周波数調整方法により周波数調整を行
った場合の調整結果を示すグラフ。FIG. 10 is a graph showing an adjustment result when frequency adjustment is performed by a conventional frequency adjustment method.
１０ 圧電振動子 １１ 圧電素子 １２ 電極膜 １３ 金属外環 １４ アウターリード １５ インナーリード １６ （微調用の）金属膜 １７ 下地層 １８ 粗調面 １９ 微調面 ３０，６０ （周波数調整用）加工装置 ３１ ネットワークナライザ ３２ フィクスチャ ３３ 粗調用の照射手段 ３４ 粗微調用の照射手段 ３５ 微調用の照射手段 ３８ 外部演算装置 ４４ 搬送手段 ４５ シャッター駆動手段 ４８ シャッター DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Piezoelectric vibrator 11 Piezoelectric element 12 Electrode film 13 Metal outer ring 14 Outer lead 15 Inner lead 16 Metal film (for fine adjustment) 17 Underlayer 18 Rough surface 19 Fine surface 30, 60 (For frequency adjustment) Processing device 31 Network Narizer 32 Fixture 33 Irradiation means for coarse adjustment 34 Irradiation means for coarse / fine adjustment 35 Irradiation means for fine adjustment 38 External processing unit 44 Transport means 45 Shutter drive means 48 Shutter
Claims (8)
極を形成し、この電極に駆動電流を印加することで、所
定の振動を行う圧電振動片の前記金属膜を質量削減方式
にて周波数調整する方法であって、 前記圧電振動片の一方の面の最表面には、他方の面の金
属膜よりもエッチングレートが低い金属により金属膜が
設けられており、 前記他方の面の金属膜をエッチングすることにより粗調
を行い、 前記一方の面の金属膜をエッチングすることにより微調
を行うようにしたことを特徴とする圧電振動片の周波数
調整方法。1. An electrode made of a metal film is formed on both sides of a plate-shaped piezoelectric material, and a driving current is applied to the electrode so that the metal film of the piezoelectric vibrating piece that performs predetermined vibration is reduced in mass. In a method of adjusting a frequency, a metal film is provided on a top surface of one surface of the piezoelectric vibrating reed by a metal having an etching rate lower than a metal film of the other surface, and a metal on the other surface is provided. A method for adjusting the frequency of a piezoelectric vibrating reed, wherein coarse adjustment is performed by etching a film, and fine adjustment is performed by etching the metal film on the one surface.
属膜が設けられ、前記一方の面には、クロムまたはニッ
ケルにより金属膜が設けられている請求項１に記載の圧
電振動片の周波数調整方法。2. The piezoelectric vibrating reed according to claim 1, wherein the other surface is provided with a metal film made of gold or silver, and the one surface is provided with a metal film made of chromium or nickel. Frequency adjustment method.
オンによるプラズマエッチングにより行われる請求項１
または２のいずれかに記載の圧電振動片の周波数調整方
法。3. The etching according to claim 1, wherein the etching is performed by plasma etching using argon (Ar) ions.
Or the method of adjusting the frequency of the piezoelectric vibrating reed according to any one of the above items.
極を形成し、この電極に駆動電流を印加することで、所
定の振動を行う圧電振動片と、 この圧電振動片を収容するパッケージとを有しており、 前記圧電振動片の一方の面の最表面には、他方の面の金
属膜よりもエッチングレートが低い金属により金属膜が
設けられていることをを特徴とする圧電振動子。4. A piezoelectric vibrating piece that forms predetermined electrodes by forming electrodes made of a metal film on both sides of a plate-shaped piezoelectric material and applying a drive current to the electrodes, and a package that accommodates the piezoelectric vibrating piece. Wherein the outermost surface of one surface of the piezoelectric vibrating reed is provided with a metal film made of a metal having a lower etching rate than the metal film on the other surface. Child.
に送る手段と、 この搬送される圧電振動片の電極膜でなる粗調面に対向
して、イオン化された粒子を照射する粗調用の照射手段
と、 この粗調用の照射手段の後段に配置されており、前記圧
電振動片の粗調面とは反対の面にて、前記電極膜を構成
する金属よりもエッチングレートの低い金属により形成
された金属膜でなる微調面に対向して、イオン化された
粒子を照射する微調用の照射手段とを備えることを特徴
とする圧電振動片の加工装置。5. A means for feeding a piezoelectric vibrating reed in one direction in a vacuum chamber, and a means for irradiating ionized particles to face a coarsely-adjusted surface formed of an electrode film of the conveyed piezoelectric vibrating reed. Irradiating means, which is arranged at a stage subsequent to the irradiating means for coarse adjustment, and is formed of a metal having an etching rate lower than that of the metal constituting the electrode film on a surface opposite to the rough adjustment surface of the piezoelectric vibrating piece. A fine-tuning irradiating means for irradiating the ionized particles opposite to the fine-tuning surface made of the metal film.
照射手段と反対向きに配置されている請求項５に記載の
圧電振動片の加工装置。6. The piezoelectric vibrating reed processing apparatus according to claim 5, wherein the irradiation unit for fine adjustment is arranged in a direction opposite to the irradiation unit for coarse adjustment.
て、前記圧電振動片を反転する手段を有し、 前記微調用の照射手段は、前記粗調用の照射手段と同じ
向きに配置されている請求項５に記載の圧電振動片の加
工装置。7. A step for inverting the piezoelectric vibrating reed at a stage subsequent to the coarse adjustment irradiation means, wherein the fine adjustment irradiation means is arranged in the same direction as the coarse adjustment irradiation means. An apparatus for processing a piezoelectric vibrating reed according to claim 5.
手段が、イオン化されたアルゴン（Ａｒ）ガスを照射す
る構成とした請求項５ないし７のいずれかに記載の圧電
振動片の加工装置。8. The processing apparatus for a piezoelectric vibrating piece according to claim 5, wherein the irradiation unit for coarse adjustment and the irradiation unit for fine adjustment are configured to irradiate ionized argon (Ar) gas. .
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