JP2002374135A - Method for manufacturing piezoelectric vibrating reed, the piezoelectric vibrating reed, and piezoelectric vibrator - Google Patents

Method for manufacturing piezoelectric vibrating reed, the piezoelectric vibrating reed, and piezoelectric vibrator

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JP2002374135A JP2001179975A JP2001179975A JP2002374135A JP 2002374135 A JP2002374135 A JP 2002374135A JP 2001179975 A JP2001179975 A JP 2001179975A JP 2001179975 A JP2001179975 A JP 2001179975A JP 2002374135 A JP2002374135 A JP 2002374135A
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a piezoelectric vibrating reed, which prevents increase of resistance value and disconnection of wiring pattern formed on the step difference around an excitation part, improves flexibility of wiring pattern drawing, reduces the amount of frequency offset generated, when a piezoelectric vibrating reed is fixed, and can prevent main vibration of a piezoelectric vibrating reed from overlapping with mechanical vibration generated in the excitation part, and provide a piezoelectric vibrating reed and a piezoelectric vibrator. SOLUTION: In order to manufacture an inverted mesa type quartz vibrating reed 10, in which a frame body 12 and the excitation part 14 inside the frame 12 are formed, a vibrating reed turning to the original form of the frame 12 is subjected to half-etching, and the excitation part 14 is formed. Half-etching is performed plural number of times so that step differences are formed outside the excitation part 14, thereby forming a step-wise step difference 22 between the frame body 12 and the excitation part 14.

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、圧電振動片の製造
方法および圧電振動片、ならびに圧電振動子に係り、特
に逆メサ型の振動片を用いることとした圧電振動片の製
造方法および圧電振動片、ならびに圧電振動子に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece, a piezoelectric vibrating piece, and a piezoelectric vibrator, and more particularly to a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece using an inverted mesa vibrating piece and a piezoelectric vibrating piece. And a piezoelectric vibrator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、水晶等の薄板片でなる圧電材料の
表面に形成した励振電極を介して駆動電圧を印加するこ
とにより、所定の周波数を得る圧電振動片が知られてい
る。そしてこのような圧電振動片は電子機器の高速化な
どに伴い、基本周波数の向上が求められている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a piezoelectric vibrating reed that obtains a predetermined frequency by applying a drive voltage through an excitation electrode formed on a surface of a piezoelectric material made of a thin plate of quartz or the like. In addition, such a piezoelectric vibrating reed is required to have an improved fundamental frequency as electronic devices operate at higher speeds.

【0003】図8は、従来の逆メサ型の圧電振動片の形
状を示す説明図であり、同図(1)は外観斜視図であ
り、同図(2)は、同図(1)における断面図である。
これらの図に示すように、従来の逆メサ型の圧電振動片
1は一般的には水晶からなり、外形をなす枠体2と、当
該枠体2の中央部分に窪みのように形成された薄板から
なる励振部3とから構成されている。ここで当該励振部
3の厚みは、高周波振動(80MHz以上)を得る目的
から、非常に薄く設定されている(167MHzで10
μm)。このため励振部3だけでは当該励振部3自体の
姿勢を保つだけの強度が無く、その周囲に形成された強
度の有る枠体2によって前記励振部3の保持を行うよう
にしている。
FIG. 8 is an explanatory view showing the shape of a conventional inverted-mesa type piezoelectric vibrating reed. FIG. 8 (1) is an external perspective view, and FIG. 8 (2) is the same as FIG. It is sectional drawing.
As shown in these figures, a conventional inverted-mesa type piezoelectric vibrating reed 1 is generally made of quartz, and has a frame 2 having an outer shape, and is formed like a depression in a central portion of the frame 2. And an excitation unit 3 made of a thin plate. Here, the thickness of the excitation section 3 is set to be very thin (10 MHz at 167 MHz) in order to obtain high-frequency vibration (80 MHz or more).
μm). Therefore, the excitation unit 3 alone does not have enough strength to maintain the posture of the excitation unit 3 itself, and the excitation unit 3 is held by the strong frame 2 formed around the excitation unit 3.

【0004】このような圧電振動片1では、励振部3の
表裏面に励振電極4が形成されているとともに、枠体2
の隅部にマウント電極5が形成されており、これら電極
同士を接続するよう、段差6の表面には配線パターン7
が形成されている。そして前記励振部3の表裏面に設け
られた励振電極4にマウント電極5より電圧を印加する
ことで、あらかじめ設定された周波数を得るようにして
いる。
[0004] In such a piezoelectric vibrating reed 1, the excitation electrodes 4 are formed on the front and back surfaces of the excitation section 3, and the frame 2
A mount electrode 5 is formed at the corner of the step 6, and a wiring pattern 7 is formed on the surface of the step 6 so as to connect these electrodes.
Are formed. By applying a voltage from the mount electrode 5 to the excitation electrodes 4 provided on the front and back surfaces of the excitation section 3, a predetermined frequency is obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
の圧電振動片1では、下記に示すような問題点があっ
た。すなわち従来の逆メサ型の圧電振動片1では、励振
電極4と配線パターン6を形成する際、まず圧電振動片
1の表面にスパッタあるいは蒸着を使用して電極膜を形
成させる。そしてこれら電極膜の上層にレジストを塗布
した後、フォトリソグラフィにて前記電極膜から配線パ
ターン7を形成するが(あるいはマスクを圧電振動片の
表面に置き、スパッタまたは蒸着を利用して配線パター
ン7を形成するようにしてもよい)、枠体2と励振部3
の間の段差6(コーナ部含む)は急な傾斜面になってい
るので、電極膜やレジストの厚みを十分確保することが
できず、このため配線パターン6の抵抗値が増大した
り、あるいは前記段差6の箇所で、断線が生じてしまう
おそれがあった(いわゆる段切れ)。
The above-described conventional piezoelectric vibrating reed 1 has the following problems. That is, in the conventional inverted-mesa type piezoelectric vibrating reed 1, when forming the excitation electrode 4 and the wiring pattern 6, first, an electrode film is formed on the surface of the piezoelectric vibrating reed 1 using sputtering or vapor deposition. After a resist is applied to the upper layer of the electrode film, a wiring pattern 7 is formed from the electrode film by photolithography (or a mask is placed on the surface of the piezoelectric vibrating reed and the wiring pattern 7 is formed by sputtering or vapor deposition. May be formed), the frame 2 and the excitation unit 3
Since the step 6 (including the corner portion) between them has a steeply inclined surface, the thickness of the electrode film or the resist cannot be sufficiently secured, so that the resistance value of the wiring pattern 6 increases, or There was a possibility that disconnection would occur at the step 6 (so-called step disconnection).

【0006】また圧電振動片1に用いられる圧電片は、
圧電単結晶原石より任意の角度で切り出されたものであ
る。このため励振部3をエッチングによって形成する
際、結晶軸(結晶方位)の違いによって前記エッチング
の進行度合いも異なるので、前記励振部3の周囲に形成
される段差6の斜面には角度差が生じる。圧電振動片1
は通常、圧電単結晶原石をスライスしたウェハ上に複数
形成されるが、急斜面の段差6に配線パターン7を形成
することは段切れ等のおそれが増し、これを防止するた
め配線パターン7を形成する段差6が限定されてしま
い、さらにマウント電極5の位置も限定されてしまうと
いう設計上の制約が生じていた。
The piezoelectric piece used for the piezoelectric vibrating piece 1 is
It is cut out from an original piezoelectric single crystal at an arbitrary angle. For this reason, when the excitation section 3 is formed by etching, the degree of progress of the etching varies depending on the crystal axis (crystal orientation), so that an angle difference occurs on the slope of the step 6 formed around the excitation section 3. . Piezoelectric vibrating reed 1
Is usually formed on a wafer obtained by slicing a rough piezoelectric single crystal, but forming a wiring pattern 7 on a step 6 on a steep slope increases the risk of disconnection and the like, and forming a wiring pattern 7 to prevent this. The step 6 to be formed is limited, and the position of the mount electrode 5 is also limited.

【0007】また圧電振動片1は、その形成後、パッケ
ージ内に封止されるが、その際、マウント電極5をパッ
ケージ内の電極に導電性接着剤を用いて接続する必要が
ある。そしてこの接着剤が硬化する際に枠体2の強度が
低いと、接着剤の硬化時の収縮力や収縮力緩和のための
アニール処理によって枠体2を変形させてしまい、励振
部3の基本周波数を大きく変動させてしまうおそれがあ
った。
After the piezoelectric vibrating reed 1 is formed, it is sealed in a package. At this time, it is necessary to connect the mount electrode 5 to an electrode in the package using a conductive adhesive. If the strength of the frame 2 is low when the adhesive is cured, the frame 2 is deformed by the shrinkage force at the time of curing of the adhesive and the annealing process for relaxing the shrinkage force. There was a risk that the frequency would fluctuate significantly.

【0008】また上述したような圧電振動片1では、励
振部3の厚みと、当該励振部3の各辺の長さとの比(い
わゆる辺比)が大きくなるので、主振動に対して寄生振
動(スプリアス振動)が多く発生し、主振動周波数がジ
ャンプしてしまう問題点があった。
Further, in the piezoelectric vibrating reed 1 as described above, the ratio of the thickness of the excitation section 3 to the length of each side of the excitation section 3 (so-called side ratio) increases, so that the parasitic vibration with respect to the main vibration (Spurious vibration) occurs frequently, and the main vibration frequency jumps.

【0009】本発明は、上記従来の問題点に着目し、励
振部周囲の段差に形成される配線パターンの抵抗値の上
昇や、前記配線パターンの断線を防止するとともに、配
線パターンの引き回しの設計自由度の向上、ならびに圧
電振動片の取り付け時に生じる周波数オフセット量の低
減を図り、さらに圧電振動片の主振動が、励振部に生じ
る機械的副振動に重なるのを防止することのできる圧電
振動片の製造方法および圧電振動片、ならびに圧電振動
子を提供することを目的とする。
The present invention focuses on the above-mentioned conventional problems, and prevents an increase in the resistance value of a wiring pattern formed on a step around an excitation section, disconnection of the wiring pattern, and a design of the wiring pattern layout. A piezoelectric vibrating piece that improves the degree of freedom and reduces the amount of frequency offset that occurs when the piezoelectric vibrating piece is attached, and that prevents the main vibration of the piezoelectric vibrating piece from overlapping with the mechanical auxiliary vibration that occurs in the excitation unit. And a piezoelectric vibrating reed, and a piezoelectric vibrator.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、枠体の中央部
にエッチングによって励振部を形成する際、その段差形
状を複数の階段状にすれば、1段あたりの段差寸法を小
さくすることができ、レジストや配線パターンの厚みが
薄くなることを防止するという知見に基づいてなされた
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to reduce the size of a step per step by forming a plurality of steps at the center of the frame body by etching. This is based on the finding that the thickness of a resist or a wiring pattern is prevented from being reduced.

【0011】すなわち本発明に係る圧電振動片の製造方
法は、圧電材料からなる振動片の内側にエッチングによ
り凹状の窪みを形成し、前記振動片を枠体と、この枠体
の内側に位置する励振部とした後、この励振部に励振電
極を設けるとともに、前記エッチングにより形成される
前記励振部周囲の段差に、前記励振電極から前記枠体に
引き出される配線パターンを形成する圧電振動片の製造
方法であって、前記振動片へのエッチングを複数回行い
前記段差を階段状に形成した後に、この階段状に形成さ
れた前記段差に前記配線パターンを形成し、前記励振電
極を前記枠体に引き出すようにした。なお前記エッチン
グの処理速度を複数回毎に変動させ、さらに励振部が形
成される最終エッチングの処理速度を最も遅くさせるこ
とが望ましい。
That is, in the method of manufacturing a piezoelectric vibrating reed according to the present invention, a concave recess is formed by etching inside a vibrating reed made of a piezoelectric material, and the vibrating reed is positioned on a frame and on the inside of the frame. After forming the excitation section, an excitation electrode is provided on the excitation section, and a step of forming the wiring pattern extending from the excitation electrode to the frame is formed on a step around the excitation section formed by the etching. In the method, after etching the vibrating reed a plurality of times to form the step in a step shape, the wiring pattern is formed on the step formed in the step shape, and the excitation electrode is formed on the frame body. I pulled it out. It is desirable that the processing speed of the etching be changed every plural times, and that the processing speed of the final etching in which the excitation section is formed be minimized.

【0012】また本発明に係る圧電振動片は、振動片の
外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成され
る励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記励
振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前
記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより
前記励振電極を前記枠体に引き出すよう構成した。
In the piezoelectric vibrating reed according to the present invention, a step having a plurality of steps is formed between a frame forming the outer shape of the vibrating reed and an exciting portion formed in a concave shape inside the frame. An excitation electrode is formed in the excitation section, a wiring pattern is provided on the step having a plurality of steps, and the excitation electrode is drawn out to the frame by the wiring pattern.

【0013】そして本発明に係る圧電振動片を、振動片
の片面に断面凹状となる窪みが形成され、前記振動片を
枠体と、この内側に位置する励振部とで構成した逆メサ
型の圧電振動片であって、前記枠体と前記励振部との間
に複数段からなる段差を形成し、前記励振部に励振電極
を形成するとともに、複数段からなる前記段差に配線パ
ターンを設け、当該配線パターンにより前記励振電極を
前記枠体に引き出すよう構成したり、あるいは振動片の
両面に当該振動片が断面H型になるよう窪みを形成し、
前記振動片を枠体と、この内側に位置する励振部とで構
成した逆メサ型の圧電振動片であって、前記枠体と前記
励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記励振
部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前記
段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより前
記励振電極を前記枠体に引き出すよう構成してもよい。
また複数段の前記段差は、前記振動片の両面に形成され
ることが望ましい。
The piezoelectric vibrating reed according to the present invention is an inverted-mesa-type piezoelectric vibrating reed in which a recess having a concave cross section is formed on one surface of the vibrating reed, and the vibrating reed is constituted by a frame and an exciting portion located inside the frame. A piezoelectric vibrating reed, wherein a step having a plurality of steps is formed between the frame and the excitation section, and an excitation electrode is formed on the excitation section, and a wiring pattern is provided on the step having the plurality of steps. The excitation pattern is configured to be drawn out to the frame by the wiring pattern, or a recess is formed on both surfaces of the resonator element such that the resonator element has a cross-sectional H shape,
The vibrating reed is a frame, and an inverted-mesa type piezoelectric vibrating reed configured by an excitation unit located inside the frame, forming a step having a plurality of steps between the frame and the excitation unit, An excitation electrode may be formed on the excitation section, a wiring pattern may be provided on the step having a plurality of steps, and the excitation electrode may be drawn out to the frame by the wiring pattern.
In addition, it is preferable that the plurality of steps are formed on both surfaces of the vibrating reed.

【0014】また本発明に係る圧電振動片を、振動片の
外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成され
る励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記励
振部の面積縮小により、前記励振部のスプリアス低減を
図るよう構成した。そして前記励振部の厚みに対する辺
長さの比が50以下になるよう前記励振部の面積を設定
することが望ましく、さらに前記圧電振動片の材料は、
水晶が望ましい。
In the piezoelectric vibrating reed according to the present invention, a step having a plurality of steps is formed between a frame forming an outer shape of the vibrating reed and an exciting portion formed in a recess inside the frame. The structure is such that the spuriousness of the excitation unit is reduced by reducing the area of the excitation unit. And it is desirable to set the area of the excitation section so that the ratio of the side length to the thickness of the excitation section is 50 or less, furthermore, the material of the piezoelectric vibrating piece,
Quartz is preferred.

【0015】そして本発明に係る圧電発信器を、振動片
の外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成さ
れる励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記
励振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる
前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンによ
り前記励振電極を前記枠体に引き出した圧電振動片と、
この圧電振動片の枠体に引き出された前記配線パターン
に導電性接着剤を介して接続される端子電極を有したベ
ース基板と、当該ベース基板を覆い前記圧電振動片の封
止をなすカバーとを有するよう構成した。
In the piezoelectric oscillator according to the present invention, a step having a plurality of steps is formed between a frame forming the outer shape of the resonator element and an exciting portion formed in a recess inside the frame. A piezoelectric vibrating reed in which an excitation electrode is formed in the excitation section, a wiring pattern is provided on the step having a plurality of steps, and the excitation electrode is drawn out to the frame by the wiring pattern,
A base substrate having a terminal electrode connected to the wiring pattern drawn out to the frame of the piezoelectric vibrating reed via a conductive adhesive, and a cover covering the base substrate and sealing the piezoelectric vibrating reed. It was comprised so that it might have.

【0016】従来、枠体と励振部との間は、1段の段差
で形成されていたが、本発明では枠体と励振部との間を
複数段の段差で構成している。このように枠体と励振部
との間を階段状に構成すれば、配線パターンを形成する
ための金属膜を段差表面にスパッタや蒸着で形成する
際、前記金属膜の厚みと個々の段差の高さとの比率が小
さくなり(金属膜が乗り上げる高さが小さくなる)、金
属膜の厚みが変動する(薄くなる)のを防止することが
できる。またフォトリソグラフィに使用するレジスト膜
についても、同様の理由でその厚みを確保することがで
き、スパッタ装置に圧電振動片を投入した場合、前記レ
ジスト膜によって下層に配置される金属膜の保護を確実
に行わせることができる。
Conventionally, the frame and the excitation section are formed with one step, but in the present invention, the frame and the excitation section are formed with a plurality of steps. If the space between the frame and the excitation unit is configured in a step-like manner as described above, when a metal film for forming a wiring pattern is formed on the surface of the step by sputtering or vapor deposition, the thickness of the metal film and the height of each step are different. The ratio with the height is reduced (the height on which the metal film rides is reduced), and the thickness of the metal film is prevented from fluctuating (thinning). The resist film used for photolithography can also have a sufficient thickness for the same reason, and when a piezoelectric vibrating reed is put into a sputtering apparatus, the resist film ensures protection of a metal film disposed below. Can be performed.

【0017】これらの要因により、前記金属膜からフォ
トエッチング等によって形成される配線パターンの膜厚
も十分確保することが可能となり、前記配線パターンの
抵抗値が低減するのを防止したり、さらには配線パター
ンに断線(段切れ)が生じるのを防止することができ
る。また階段状の段差は、片側あるいは両側に窪みが形
成された圧電振動片に対して適用することが可能であ
り、さらに両側に窪みが形成された圧電振動片において
は、いずれかの片面側に階段状の段差を形成してもよ
い。
Due to these factors, it is possible to ensure a sufficient thickness of the wiring pattern formed by photo-etching or the like from the metal film, thereby preventing the resistance value of the wiring pattern from being reduced, Disconnection (step disconnection) in the wiring pattern can be prevented. Also, the step-like step can be applied to a piezoelectric vibrating piece having a dent formed on one side or both sides, and in a piezoelectric vibrating piece having a dent formed on both sides, it can be applied to either one side. A step-like step may be formed.

【0018】また段差斜面が急な場合であっても、この
段差間を複数段に形成すれば、段差先端部を結ぶ斜面の
角度を緩やかにすることができる。このため圧電振動片
の切り出される結晶軸(結晶方位)に左右されず、励振
部に隣接するどの斜面からも配線パターンを引き出すこ
とが可能になり、パターン引き回しなど設計自由度を向
上させることができる。
Further, even when the step slope is steep, if the steps are formed in a plurality of steps, the angle of the slope connecting the leading end of the step can be made gentle. For this reason, the wiring pattern can be drawn out from any slope adjacent to the excitation unit without being influenced by the crystal axis (crystal orientation) from which the piezoelectric vibrating piece is cut out, and the degree of design freedom such as pattern routing can be improved. .

【0019】ところで枠体と励振部との間に形成される
段差を階段状にすれば、前記励振部の面積を縮小させる
ことができる。そして励振部の面積、すなわち励振部を
構成する辺寸法を小さくすれば、励振部の厚みに対する
辺長さの比を小さくすることが可能となり、この辺比が
小さい側では励振部のスプリアス振動が発生する間隔を
広げることか可能になる。このため励振部に生じる主振
動とスプリアス振動とが重ならないよう、励振部の寸法
を設定することが容易になり、設計の自由度を高めるこ
とができる。
If the step formed between the frame and the excitation section is stepped, the area of the excitation section can be reduced. If the area of the excitation section, that is, the side dimensions forming the excitation section, is reduced, the ratio of the side length to the thickness of the excitation section can be reduced, and spurious vibration of the excitation section occurs on the side where the side ratio is small. Can be extended. For this reason, it is easy to set the dimensions of the excitation unit so that the main vibration and the spurious vibration generated in the excitation unit do not overlap, and the degree of freedom in design can be increased.

【0020】またこのような圧電振動片を導電性接着剤
を用いてベース基板に接続すると、前記導電性接着剤の
硬化時に収縮力や、アニール処理による応力緩和が枠体
に加わる。しかし当該枠体と励振部との間の段差を階段
状にしたので、段差の位置する範囲が広域になり、枠体
のねじり剛性が高くなっている。このため前記収縮力が
枠体に加わっても、当該枠体の変形量を小さくすること
ができるので、枠体の内側に配置された励振版の周波数
変動を最小限に抑えることが可能になる。
When such a piezoelectric vibrating reed is connected to the base substrate using a conductive adhesive, a contraction force and a stress relaxation due to an annealing treatment are applied to the frame when the conductive adhesive is cured. However, since the step between the frame and the excitation unit is stepped, the range where the step is located is wide, and the torsional rigidity of the frame is high. For this reason, even if the contraction force is applied to the frame, the amount of deformation of the frame can be reduced, so that the frequency fluctuation of the excitation plate arranged inside the frame can be minimized. .

【0021】なお本発明では枠体と励振部との間を階段
状の段差で形成することとしたが、上記作用を満足する
ものであれば、これら個々の段差高さは、均一であった
り、また異なる寸法であってもよい。また段差を形成す
るために複数行われるエッチングの速度を個々に変更す
れば、エッチング時間の短縮を図ることができ、さらに
励振部が形成される最終エッチングの処理速度を最も遅
くすれば、エッチングの時間に若干の誤差が生じても、
処理速度が遅いためエッチングの進行が進まず、励振部
の厚み誤差を少なくすることが可能になる。
In the present invention, the step between the frame and the exciting portion is formed by a step-like step. However, as long as the above-mentioned function is satisfied, the height of each step is uniform. And different dimensions. In addition, the etching time can be shortened by individually changing the etching speed of a plurality of etchings performed to form a step, and if the processing speed of the final etching in which the excitation unit is formed is minimized, the etching speed can be reduced. Even if there is a slight error in time,
Since the processing speed is low, the progress of the etching does not proceed, and the thickness error of the excitation unit can be reduced.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る圧電振動片の
製造方法および圧電振動片、ならびに圧電振動子に好適
な具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る水晶振動片の形状を示す説
明図であり、同図(1)は外観斜視図であり、同図
(2)は、同図(1)における断面図であり、同図
(3)は、同図(2)における要部拡大図である。これ
らの図に示すように、本実施の形態に係る圧電振動片と
なる水晶振動片10は、外形をなす枠体12と、この枠
体12の内側に形成される薄板状の励振部14とから構
成されている。ここで当該励振部14の厚みは、高周波
振動(80MHz以上)を得る目的から、非常に薄く設
定されている(本実施の形態では約10μm)。このた
め励振部14だけでは当該励振部14自体の姿勢を保つ
だけの強度が無く、その周囲に形成された強度の有る枠
体12によって前記励振部14の保持を行うようにして
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece, a piezoelectric vibrating piece, and a piezoelectric vibrator according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view showing the shape of a quartz-crystal vibrating piece according to the present embodiment. FIG. 1A is an external perspective view, and FIG. 1B is a sectional view in FIG. FIG. 3 (3) is an enlarged view of a main part in FIG. 2 (2). As shown in these drawings, a quartz-crystal vibrating reed 10 serving as a piezoelectric vibrating reed according to the present embodiment includes a frame 12 having an outer shape, and a thin plate-shaped excitation portion 14 formed inside the frame 12. It is composed of Here, the thickness of the excitation section 14 is set to be very thin (about 10 μm in the present embodiment) in order to obtain high-frequency vibration (80 MHz or more). For this reason, the excitation unit 14 alone does not have sufficient strength to maintain the posture of the excitation unit 14 itself, and the excitation unit 14 is held by the strong frame 12 formed around the excitation unit 14.

【0023】このような水晶振動片10では、励振部1
4の表裏面に励振電極16がそれぞれ形成されていると
ともに、枠体2の隅部には前記励振電極16に対応した
マウント電極18が形成されている。そしてこれら電極
同士を接続するよう、励振電極16とマウント電極18
の間には配線パターン20が引き回されており、前記マ
ウント電極18に電圧を印加することで、励振部14の
厚みによりあらかじめ設定される周波数を得るようにし
ている。
In such a crystal vibrating piece 10, the excitation unit 1
Excitation electrodes 16 are respectively formed on the front and back surfaces of No. 4 and a mount electrode 18 corresponding to the excitation electrodes 16 is formed at a corner of the frame 2. Then, the excitation electrode 16 and the mount electrode 18 are connected so as to connect these electrodes.
A wiring pattern 20 is routed between them, and by applying a voltage to the mount electrode 18, a frequency preset by the thickness of the excitation unit 14 is obtained.

【0024】ところで前記枠体12と励振部14との間
には、同図(2)に示すように階段状の段差22が設け
られており、枠体12と励振部14との間の高低差を吸
収するようにしている。ここで前述した配線パターン2
0は、階段状の段差22の上層に形成されることとなる
が、同図(3)に示すように、個々の段差の高さhと、
配線パターン20の厚みとの比率が、枠体12と励振部
14の間を1段の段差で形成した場合(従来の段差形
状)に比べて小さくなるので、配線パターン20が個々
の段差を乗り上げる際に、前記配線パターン20の厚み
が薄くなるのを防止することができる。
As shown in FIG. 2B, a step 22 is provided between the frame 12 and the excitation section 14 so that the height between the frame 12 and the excitation section 14 is high. I try to absorb the difference. Here, the wiring pattern 2 described above
0 is formed in the upper layer of the step-like step 22, and as shown in FIG.
Since the ratio of the thickness of the wiring pattern 20 to the thickness of the wiring body 20 is smaller than that in the case where the gap between the frame body 12 and the excitation section 14 is formed by one step (the conventional step shape), the wiring pattern 20 rides over each step. At this time, it is possible to prevent the thickness of the wiring pattern 20 from being reduced.

【0025】また配線パターン20をフォトリソグラフ
ィによって形成する場合でも、枠体12と励振部14と
の間に階段状の段差を形成し、個々の段差の高さを低く
設定しておけば、個々の段差の高さと、レジストを塗布
した際の厚みとの比率が小さくなり、レジスト膜が個々
の段差を乗り上げる際に、前記レジスト膜の厚みが薄く
なるのを防止することができる。このため配線パターン
20を形成するための金属膜の保護を確実に行うことが
でき、前記金属膜の膜厚が薄くなるのを防止することが
可能になる。さらに個々の段差の高さや段数を任意に選
択できることから、励振部14の周囲にエッチングによ
って形成される斜面の角度に左右されず、配線パターン
20を形成することが可能になり、パターン引き回しに
おける設計の自由度を向上させることができる。
Even when the wiring pattern 20 is formed by photolithography, if a step-like step is formed between the frame 12 and the excitation section 14 and the height of each step is set low, the individual The ratio between the height of the step and the thickness when the resist is applied is reduced, and when the resist film rides over each step, the thickness of the resist film can be prevented from being reduced. For this reason, protection of the metal film for forming the wiring pattern 20 can be reliably performed, and it is possible to prevent the thickness of the metal film from becoming thin. Further, since the height and the number of steps of each individual step can be arbitrarily selected, the wiring pattern 20 can be formed without being influenced by the angle of the slope formed by etching around the excitation section 14, and the design in pattern routing can be realized. Degree of freedom can be improved.

【0026】発明者は、上記発明に対し、種々の実験と
検討を実施し、その効果の実証を行った。下記に示す表
1は、検討用サンプルの詳細データであり、表2は同サ
ンプルによる実験結果の比較を示している。
The inventor conducted various experiments and studies on the above-mentioned invention, and demonstrated the effects thereof. Table 1 below shows detailed data of the test sample, and Table 2 shows a comparison of experimental results with the sample.

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【0027】実験に用いられた水晶振動片はATカット
のものが使用されている。そして表1に示すように、パ
ッケージの制約上、従来例と実施例の外形形状を揃える
必要が有るため、励振部12の形状が実施例(階段状の
段差形状)においては、若干小さくなっている。
An AT-cut quartz-crystal vibrating piece used in the experiment was used. As shown in Table 1, the external shape of the conventional example and that of the embodiment need to be equalized due to the restrictions of the package. Therefore, the shape of the excitation unit 12 is slightly reduced in the embodiment (stepped step shape). I have.

【0028】そして本実施の形態に係る水晶振動片10
のクリスタルインピーダンスの平均値を従来のものと比
較すると、表2に示すように、振動片におけるクリスタ
ルインピーダンスの値が低くなり、さらにばらつきの度
合いが小さくなっているのが判明する。
The quartz-crystal vibrating piece 10 according to the present embodiment
When the average value of the crystal impedance of the resonator element is compared with that of the conventional crystal impedance, as shown in Table 2, it is found that the value of the crystal impedance in the resonator element is low and the degree of variation is further reduced.

【0029】また水晶振動片10をベース基板に導電性
接着剤を用いて取り付け、マウント直後の周波数と応力
緩和用のアニールプロセスを通った後の周波数のずれを
検証した。表2に示すように段差を階段状にした方が、
アニール工程を終了させた後の周波数のずれが少なくな
り、周波数歩留まりの立場から有利であることが判明し
た。
Further, the quartz vibrating reed 10 was attached to the base substrate using a conductive adhesive, and the difference between the frequency immediately after mounting and the frequency after passing through an annealing process for stress relaxation was verified. As shown in Table 2, it is better to make the steps stepwise.
It has been found that the frequency shift after the completion of the annealing step is reduced, which is advantageous from the viewpoint of frequency yield.

【0030】図2は、本実施の形態に係る水晶振動片を
ベース基板に取り付けた水晶振動子の形態を示し、同図
(1)は、水晶振動子の断面図であり、同図(2)は、
同振動子の上面図であり、同図(3)は、水晶振動片に
加わる外力の説明図である。
FIG. 2 shows a form of a crystal resonator in which the crystal resonator element according to the present embodiment is mounted on a base substrate. FIG. 2A is a cross-sectional view of the crystal resonator, and FIG. )
FIG. 3 is a top view of the vibrator, and FIG. 3C is an explanatory diagram of an external force applied to a crystal resonator element.

【0031】同図(1)および同図(2)に示すよう
に、本実施の形態に係る水晶振動片10では、枠体12
に形成されたマウント電極18をベース基板24の表面
に設けられた接続用電極26に導電性接着剤28によっ
て取り付ける。そしてベース基板24の背面側に形成さ
れる端子電極30と、水晶振動片10側の電気的導通を
図った後は、ベース基板24の表側よりカバー32を被
せ、前記水晶振動片10を封止し、これを水晶振動子3
4とする。
As shown in FIGS. 1A and 1B, in the quartz-crystal vibrating piece 10 according to the present embodiment, the frame 12
The mounting electrode 18 formed on the base substrate 24 is attached to a connection electrode 26 provided on the surface of the base substrate 24 by a conductive adhesive 28. After electrical connection between the terminal electrode 30 formed on the back side of the base substrate 24 and the crystal vibrating piece 10 is achieved, a cover 32 is placed on the front side of the base substrate 24 to seal the crystal vibrating piece 10. And this is the crystal oscillator 3
4 is assumed.

【0032】このような工程を経て水晶振動子34は製
造されるが、水晶振動片10のマウント電極18と、ベ
ース基板24に形成された接続用電極26とを、導電性
接着剤28で接続する際、当該導電性接着剤28の硬化
による体積縮小が生じる。そして一対のマウント電極1
8間に導電性接着剤28からの外力が加わると、同図
(3)に示すように、枠体12に変形が生じ(変形の方
向は、図中、矢印36を参照)、この枠体12の変形に
伴い、励振部14にも変形が起こり、当該励振部14に
主振動数が設定値から大きく外れてしまうおそれがあ
る。通常は、ベース基板24とともに水晶振動片10を
恒温槽などに投入し、加熱によるアニール処理を施すこ
とで、導電性接着剤28からの外力を緩和し、励振部1
4の主振動数を設定値付近に戻すのであるが、前述の枠
体12の強度が低いと変形量が大きくなり、アニール処
理後でも励振部14の主振動数が設定値の付近に移動し
なくなるという可能性がある。しかし本実施の形態に係
る水晶振動片10では、枠体12と励振部14との間に
階段状の段差22を形成したことから、当該段差22の
位置する範囲が広域になり、枠体12のねじり剛性が高
くなっている。このため表2に示すように導電性接着剤
28の縮小力が枠体12に加わっても、当該枠体12の
変形量を小さくすることが可能となり、枠体12の内側
に配置された励振版の周波数変動を最小限に抑えること
ができる。
The quartz resonator 34 is manufactured through the above steps. The mount electrode 18 of the quartz resonator blank 10 and the connection electrode 26 formed on the base substrate 24 are connected by the conductive adhesive 28. In doing so, the volume of the conductive adhesive 28 is reduced by curing. And a pair of mounting electrodes 1
When an external force from the conductive adhesive 28 is applied to the frame 8, the frame 12 is deformed as shown in FIG. 3C (see the arrow 36 in the figure for the direction of the deformation), and the frame 12 is deformed. With the deformation of 12, the excitation unit 14 is also deformed, and the main frequency of the excitation unit 14 may greatly deviate from the set value. Usually, the quartz vibrating reed 10 is put into a constant temperature bath or the like together with the base substrate 24 and subjected to an annealing process by heating, so that the external force from the conductive adhesive 28 is reduced, and the excitation unit 1
The main frequency of No. 4 is returned to the vicinity of the set value. However, if the strength of the frame 12 described above is low, the amount of deformation increases, and even after annealing, the main frequency of the excitation unit 14 moves to the vicinity of the set value. It may be gone. However, in the quartz-crystal vibrating reed 10 according to the present embodiment, since the step-like step 22 is formed between the frame 12 and the excitation section 14, the range in which the step 22 is located becomes wide, and the frame 12 Has increased torsional rigidity. For this reason, as shown in Table 2, even if the contracting force of the conductive adhesive 28 is applied to the frame 12, the amount of deformation of the frame 12 can be reduced, and the excitation disposed inside the frame 12 can be reduced. Frequency fluctuations of the plate can be minimized.

【0033】図3は、本実施の形態に係る水晶振動片に
おける励振部の斜視図である。同図に示すように枠体1
2の大きさを従来の水晶振動片と同一にし、階段状の段
差22を形成すると、逆メサ部となる励振部14の辺寸
法(面積)が縮小するが、辺比(寸法/厚み)の値が小
さくなるとスプリアス抑制においても有利になる。図4
は、励振部に設定される主振動と、前記励振部に生じる
スプリアス振動のモードチャートを示すグラフであり、
同図(1)は、寸法比が低域の場合を示し、同図(2)
は、寸法比が高域である場合を示す。
FIG. 3 is a perspective view of an excitation unit in the crystal resonator element according to the present embodiment. As shown in FIG.
2 is the same as that of the conventional quartz-crystal vibrating piece and the step-like step 22 is formed, the side dimension (area) of the excitation section 14 serving as the reverse mesa section is reduced, but the side ratio (size / thickness) is reduced. A smaller value is advantageous in spurious suppression. FIG.
Is a graph showing a main vibration set in the excitation unit, and a mode chart of spurious vibration generated in the excitation unit,
FIG. 1A shows a case where the dimensional ratio is in a low range, and FIG.
Indicates a case where the dimensional ratio is in a high range.

【0034】これらの図に示すように高辺比になるほ
ど、スプリアス(図中黒丸38を参照)の数が多くなっ
ている。なお本実施の形態で述べるスプリアスとは、励
振部14に生じる機械的な振動を示すものであり、前記
励振部14の寸法を整数で割った波長で生じる周波数
や、励振部14の各辺を任意の整数で割った際の最小公
倍数で生じる周波数などが該当する。そしてこのスプリ
アス振動と励振部14との振動数が一致すると、主振動
の振幅を正常に検出できなくなるという障害が生じる。
As shown in these figures, the higher the side ratio, the larger the number of spurious components (see black circles 38 in the figure). Note that the spurious described in the present embodiment indicates mechanical vibration generated in the excitation unit 14, and indicates a frequency generated at a wavelength obtained by dividing the dimension of the excitation unit 14 by an integer, and each side of the excitation unit 14. The frequency that occurs at the least common multiple when divided by an arbitrary integer corresponds. If the frequency of the spurious vibration and the frequency of the excitation unit 14 match, an obstacle occurs that the amplitude of the main vibration cannot be detected normally.

【0035】なお励振部14の主振動は、厚みすべり振
動と呼ばれ、その振動数をfとすると、
The main vibration of the excitation section 14 is called a thickness shear vibration.

【数式1】 で設定される。[Formula 1] Is set by

【0036】ここで主振動の周波数fの値が設定される
と、上述の通り、この主振動の値にスプリアス振動が一
致しないよう励振部14の寸法を設定する必要がある
が、同図(2)に示すように通常、逆メサAT型の水晶
振動片では、通常その辺比は100前後であり、スプリ
アスの回避が非常に難しいものとなっている。
When the value of the frequency f of the main vibration is set here, it is necessary to set the dimensions of the excitation section 14 so that the spurious vibration does not coincide with the value of the main vibration, as described above. As shown in 2), usually, the side ratio of the inverted-mesa AT type quartz-crystal vibrating piece is around 100, and it is very difficult to avoid spurious.

【0037】しかし枠体12と励振部14との間に階段
状の段差22を形成することにより、励振部14を形成
する各辺の長さを縮小させることができるので、同図
(1)に示すように辺比を従来の半分程度(辺比50)
まで低減させることが可能になり、スプリアスの回避を
容易にし、設計自由度を高めることができる。
However, by forming a step-like step 22 between the frame 12 and the excitation section 14, the length of each side forming the excitation section 14 can be reduced. As shown in the figure, the side ratio is about half of the conventional one (side ratio 50)
This makes it possible to easily avoid spurious emissions and increase the degree of freedom in design.

【0038】このような水晶振動片10の製造手順を以
下に説明する。図5〜図7は、本実施の形態に係る水晶
振動片における階段状の段差の製造プロセスを示した工
程説明図である。
The procedure for manufacturing such a crystal resonator element 10 will be described below. 5 to 7 are process explanatory diagrams showing a manufacturing process of a step-like step in the crystal resonator element according to the present embodiment.

【0039】図5(1)に示すように水晶ウェハ40の
両面を鏡面仕上げした後、同図(2)に示すように、水
晶ウェハ40の両面に、Crを10〜100nm、Au
を50〜300nm、蒸着あるいはスパッタリングで成
膜し、フッ酸の耐食膜42を形成する。
After both surfaces of the crystal wafer 40 are mirror-finished as shown in FIG. 5A, as shown in FIG.
Is formed to a thickness of 50 to 300 nm by vapor deposition or sputtering to form a corrosion-resistant film 42 of hydrofluoric acid.

【0040】そして同図(3)に示すようにAu/Cr
からなる耐食膜42の上層に、フォトレジストを塗布
し、乾燥させ、レジスト膜44を形成する。次いで同図
(4)に示すように、レジスト膜44の表面に凹陥部4
6の耐食膜42のエッチングパターン部を抜いたステン
レス製のマスク48を水晶ウェハ40に密着させる。
Then, as shown in FIG.
A photoresist is applied to the upper layer of the corrosion-resistant film 42 made of and dried to form a resist film 44. Next, as shown in FIG.
A stainless steel mask 48 from which the etching pattern portion of the corrosion-resistant film 42 of No. 6 is removed is brought into close contact with the quartz wafer 40.

【0041】このようにマスク48をレジスト膜44に
密着させた後は、同図(5)に示すように、水晶ウェハ
40の全面に酸素プラズマをかけてマスク48から露出
するエッチングパターン部のレジスト膜44を除去し、
Au/Crからなる耐食膜42を露出させる。
After the mask 48 is brought into close contact with the resist film 44 in this manner, as shown in FIG. 5 (5), oxygen plasma is applied to the entire surface of the quartz wafer 40, and the resist in the etching pattern portion exposed from the mask 48 is exposed. Removing the membrane 44,
The corrosion-resistant film 42 made of Au / Cr is exposed.

【0042】そして図6(1)に示すように、Au/C
rからなる耐食膜42をエッチングで除去し、水晶ウェ
ハ40の表面を露出させた後は、同図(2)に示すよう
に、露出した水晶ウェハ40の表面をフッ酸等のエッチ
ング液で、所定の厚さまでハーフエッチングする。この
ようにハーフエッチングを行った後は、同図(3)に示
すように凹陥部46より若干大きな凹陥部50を有した
ステンレス製のマスク52をレジスト膜44に密着さ
せ、同図(4)に示すように、水晶ウェハ40の全面に
酸素プラズマをかけてマスク52から露出するエッチン
グパターン部のレジスト膜44を除去し、Au/Crか
らなる耐食膜42を露出させる。
Then, as shown in FIG. 6A, Au / C
After the corrosion-resistant film 42 made of r is removed by etching to expose the surface of the quartz wafer 40, as shown in FIG. 2B, the exposed surface of the quartz wafer 40 is etched with an etchant such as hydrofluoric acid. Half-etch to a predetermined thickness. After the half-etching is performed in this manner, a stainless steel mask 52 having a recess 50 slightly larger than the recess 46 is brought into close contact with the resist film 44 as shown in FIG. As shown in (2), oxygen plasma is applied to the entire surface of the quartz wafer 40 to remove the resist film 44 in the etching pattern portion exposed from the mask 52, thereby exposing the corrosion-resistant film 42 made of Au / Cr.

【0043】次いで、図7(1)に示すように、Au/
Crからなる耐食膜42をエッチングで除去し、水晶ウ
ェハ40の表面を露出させ、同図(2)に示すように、
水晶ウェハ40をフッ酸等のエッチング液で、階段状の
段差22が形成されるよう、所定の厚さまでハーフエッ
チングすればよい。
Next, as shown in FIG.
The corrosion resistant film 42 made of Cr is removed by etching to expose the surface of the quartz wafer 40, and as shown in FIG.
The crystal wafer 40 may be half-etched to a predetermined thickness with an etchant such as hydrofluoric acid so that the step 22 is formed.

【0044】そして階段状の段差22が形成された後
は、同図(3)に示すように表面に残ったレジスト膜4
4を剥離し、その後、同図(4)に示すように水晶ウェ
ハ40の表面に残ったAu/Crからなる耐食膜42を
剥離すればよい。このような手順を行えば枠体12と励
振部14との間に階段状の段差22を形成することがで
きる。
After the step 22 is formed, the resist film 4 remaining on the surface as shown in FIG.
4 and then the corrosion-resistant film 42 of Au / Cr remaining on the surface of the crystal wafer 40 as shown in FIG. By performing such a procedure, a step-like step 22 can be formed between the frame body 12 and the excitation unit 14.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
電振動片の製造方法を、圧電材料からなる振動片の内側
にエッチングにより凹状の窪みを形成し、前記振動片を
枠体と、この枠体の内側に位置する励振部とした後、こ
の励振部に励振電極を設けるとともに、前記エッチング
により形成される前記励振部周囲の段差に、前記励振電
極から前記枠体に引き出される配線パターンを形成する
圧電振動片の製造方法であって、前記振動片へのエッチ
ングを複数回行い前記段差を階段状に形成した後に、こ
の階段状に形成された前記段差に前記配線パターンを形
成し、前記励振電極を前記枠体に引き出す手順とし、
As described above, according to the present invention, a method for manufacturing a piezoelectric vibrating reed is provided by forming a concave recess by etching inside a vibrating reed made of a piezoelectric material, After the excitation portion is located inside the frame, an excitation electrode is provided on the excitation portion, and a wiring pattern led out from the excitation electrode to the frame on a step formed around the excitation portion formed by the etching. A method of manufacturing a piezoelectric vibrating reed, wherein the step of etching the vibrating reed a plurality of times to form the step in a step shape, and then forming the wiring pattern on the step formed in the step shape, A step of pulling out the excitation electrode to the frame,

【0046】また本発明に係る圧電振動片を、振動片の
外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成され
る励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記励
振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前
記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより
前記励振電極を前記枠体に引き出したり、また振動片の
外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成され
る励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記励
振部の面積縮小により、前記励振部のスプリアス低減を
図ることとし、
In the piezoelectric vibrating reed according to the present invention, a step having a plurality of steps is formed between a frame forming the outer shape of the vibrating reed and an exciting portion formed in a recess inside the frame. Forming an excitation electrode in the excitation section, providing a wiring pattern on the step having a plurality of steps, pulling out the excitation electrode to the frame by the wiring pattern, and a frame that forms the outer shape of the resonator element, A step formed of a plurality of steps is formed between the exciting portion formed in a concave shape inside the frame body, and by reducing the area of the exciting portion, the spurious of the exciting portion is reduced.

【0047】さらに本発明に係る圧電発信器を、振動片
の外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成さ
れる励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記
励振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる
前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンによ
り前記励振電極を前記枠体に引き出した圧電振動片と、
この圧電振動片の枠体に引き出された前記配線パターン
に導電性接着剤を介して接続される端子電極を有したベ
ース基板と、当該ベース基板を覆い前記圧電振動片の封
止をなすカバーとを有したことから、
Further, the piezoelectric oscillator according to the present invention is characterized in that a step having a plurality of steps is formed between a frame forming the outer shape of the vibrating reed and an exciting portion formed in a recess inside the frame. A piezoelectric vibrating reed in which an excitation electrode is formed in the excitation section, a wiring pattern is provided on the step having a plurality of steps, and the excitation electrode is drawn out to the frame by the wiring pattern,
A base substrate having a terminal electrode connected to the wiring pattern drawn out to the frame of the piezoelectric vibrating reed via a conductive adhesive, and a cover covering the base substrate and sealing the piezoelectric vibrating reed. From having

【0048】励振部周囲の段差に形成される配線パター
ンの抵抗値の上昇や、前記配線パターンの断線を防止す
るとともに、配線パターンの引き回しの設計自由度の向
上、ならびに圧電振動片の取り付け時に生じる周波数オ
フセット量の低減を図り、さらに圧電振動片の主振動
が、励振部に生じる機械的副振動に重なるのを防止する
ことが可能になる。
It is possible to prevent an increase in the resistance value of the wiring pattern formed on the step around the excitation portion and the disconnection of the wiring pattern, to improve the degree of freedom in designing the wiring pattern, and to attach the piezoelectric vibrating piece. The frequency offset amount can be reduced, and the main vibration of the piezoelectric vibrating piece can be prevented from overlapping the mechanical auxiliary vibration generated in the excitation unit.

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

【図1】本実施の形態に係る水晶振動片の形状を示す説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a shape of a quartz-crystal vibrating piece according to the present embodiment.

【図2】本実施の形態に係る水晶振動片をベース基板に
取り付けた水晶振動子の形態を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a form of a crystal resonator in which a crystal resonator element according to the present embodiment is mounted on a base substrate.

【図3】本実施の形態に係る水晶振動片における励振部
の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of an excitation unit in the crystal resonator element according to the present embodiment.

【図4】励振部に設定される主振動と、前記励振部に生
じるスプリアス振動のモードチャートを示すグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing a mode chart of a main vibration set in an excitation unit and a spurious vibration generated in the excitation unit.

【図5】本実施の形態に係る水晶振動片における階段状
の段差の製造プロセスを示した工程説明図である。
FIG. 5 is a process explanatory view showing a manufacturing process of a step-like step in the quartz-crystal vibrating piece according to the present embodiment.

【図6】本実施の形態に係る水晶振動片における階段状
の段差の製造プロセスを示した工程説明図である。
FIG. 6 is a process explanatory view showing a manufacturing process of a step-like step in the quartz-crystal vibrating piece according to the present embodiment.

【図7】本実施の形態に係る水晶振動片における階段状
の段差の製造プロセスを示した工程説明図である。
FIG. 7 is a process explanatory view showing a manufacturing process of a step-like step in the quartz-crystal vibrating piece according to the present embodiment.

【図8】従来の逆メサ型の圧電振動片の形状を示す説明
図である。
FIG. 8 is an explanatory view showing the shape of a conventional inverted-mesa type piezoelectric vibrating reed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………圧電振動片、2………枠体、3………励振部、
4………励振電極、5………マウント電極、6………段
差、7………配線パターン、10………水晶振動片、1
2………枠体、14………励振部、16………励振電
極、18………マウント電極、20………配線パター
ン、22………段差、24………ベース基板、26……
…接続用電極、28………導電性接着剤、30………端
子電極、32………カバー、34………水晶振動子、3
6………矢印、38………黒丸、40………水晶ウェ
ハ、42………耐食膜、44………レジスト膜、46…
……凹陥部、48………マスク、50………凹陥部、5
2………マスク
1 ... Piezoelectric vibrating reed, 2 ... Frame, 3 ... Exciting part,
4 ... Excitation electrode, 5 ... Mount electrode, 6 ... Step, 7 ... Wiring pattern, 10 ... Crystal vibrating piece, 1
2 ... frame, 14 ... excitation part, 16 ... excitation electrode, 18 ... mount electrode, 20 ... wiring pattern, 22 ... step, 24 ... base substrate, 26 ... …
... Connection electrodes, 28... Conductive adhesive, 30... Terminal electrodes 32... Cover 34.
6, arrows, 38, black circles, 40, quartz wafers, 42, corrosion-resistant films, 44, resist films, 46
... Recesses, 48 masks, 50 recesses, 5
2 ... mask

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Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電材料からなる振動片の内側にエッチ
ングにより凹状の窪みを形成し、前記振動片を枠体と、
この枠体の内側に位置する励振部とした後、この励振部
に励振電極を設けるとともに、前記エッチングにより形
成される前記励振部周囲の段差に、前記励振電極から前
記枠体に引き出される配線パターンを形成する圧電振動
片の製造方法であって、前記振動片へのエッチングを複
数回行い前記段差を階段状に形成した後に、この階段状
に形成された前記段差に前記配線パターンを形成し、前
記励振電極を前記枠体に引き出したことを特徴とする圧
電振動片の製造方法。
1. A concave recess is formed inside a vibrating reed made of a piezoelectric material by etching, and the vibrating reed is formed as a frame,
After the excitation portion is located inside the frame, an excitation electrode is provided on the excitation portion, and a wiring pattern led out from the excitation electrode to the frame on a step formed around the excitation portion formed by the etching. A method of manufacturing a piezoelectric vibrating reed, wherein the step of etching the vibrating reed a plurality of times to form the step in a step shape, and then forming the wiring pattern on the step formed in the step shape, A method for manufacturing a piezoelectric vibrating reed, wherein the excitation electrode is drawn out to the frame.
【請求項2】 前記エッチングの処理速度を複数回毎に
変動させたことを特徴とする請求項1に記載の圧電振動
片の製造方法。
2. The method for manufacturing a piezoelectric vibrating reed according to claim 1, wherein the processing speed of the etching is changed every plural times.
【請求項3】 励振部が形成される最終エッチングの処
理速度を最も遅くしたことを特徴とする請求項2に記載
の圧電振動片の製造方法。
3. The method of manufacturing a piezoelectric vibrating reed according to claim 2, wherein the processing speed of the final etching for forming the excitation section is minimized.
【請求項4】 振動片の外形をなす枠体と、この枠体の
内側に窪み状に形成される励振部との間に複数段からな
る段差を形成し、前記励振部に励振電極を形成するとと
もに、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、
当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き
出したことを特徴とする圧電振動片。
4. A step having a plurality of steps is formed between a frame forming the outer shape of the resonator element and an excitation section formed in a recess inside the frame, and an excitation electrode is formed on the excitation section. And providing a wiring pattern on the step having a plurality of steps,
A piezoelectric vibrating reed, wherein the excitation electrode is drawn out to the frame by the wiring pattern.
【請求項5】 振動片の片面に断面凹状となる窪みが形
成され、前記振動片を枠体と、この内側に位置する励振
部とで構成した逆メサ型の圧電振動片であって、前記枠
体と前記励振部との間に複数段からなる段差を形成し、
前記励振部に励振電極を形成するとともに、複数段から
なる前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターン
により前記励振電極を前記枠体に引き出したことを特徴
とする圧電振動片。
5. An inverted-mesa type piezoelectric vibrating reed, wherein a recess having a concave cross section is formed on one surface of the vibrating reed, and the vibrating reed comprises a frame and an excitation unit located inside the frame. Forming a step comprising a plurality of steps between the frame and the excitation unit,
A piezoelectric vibrating reed, wherein an excitation electrode is formed in the excitation section, a wiring pattern is provided on the step having a plurality of steps, and the excitation electrode is drawn out to the frame by the wiring pattern.
【請求項6】 振動片の両面に当該振動片が断面H型に
なるよう窪みを形成し、前記振動片を枠体と、この内側
に位置する励振部とで構成した逆メサ型の圧電振動片で
あって、前記枠体と前記励振部との間に複数段からなる
段差を形成し、前記励振部に励振電極を形成するととも
に、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、当
該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き出
したことを特徴とする圧電振動片。
6. An inverted-mesa type piezoelectric vibrator in which a recess is formed on both surfaces of a vibrating bar so that the vibrating bar has an H-shaped cross section, and the vibrating bar includes a frame and an excitation unit located inside the frame. Forming a plurality of steps between the frame and the excitation section, forming an excitation electrode on the excitation section, and providing a wiring pattern on the plurality of steps, A piezoelectric vibrating reed, wherein the excitation electrodes are drawn out to the frame by a pattern.
【請求項7】 複数段の前記段差は、前記振動片の両面
に形成されることを特徴とする請求項6に記載の圧電振
動片。
7. The piezoelectric vibrating reed according to claim 6, wherein the plurality of steps are formed on both surfaces of the vibrating reed.
【請求項8】 振動片の外形をなす枠体と、この枠体の
内側に窪み状に形成される励振部との間に複数段からな
る段差を形成し、前記励振部の面積縮小により、前記励
振部のスプリアス低減を図ることを特徴とする圧電振動
片。
8. A step formed of a plurality of steps is formed between a frame forming an outer shape of a resonator element and an excitation section formed in a concave shape inside the frame, and by reducing the area of the excitation section, A piezoelectric vibrating reed, wherein spurious reduction of the excitation section is reduced.
【請求項9】 前記励振部の厚みに対する辺長さの比が
50以下になるよう前記励振部の面積を設定することを
特徴とする請求項8に記載の圧電振動片。
9. The piezoelectric vibrating reed according to claim 8, wherein the area of the excitation section is set such that a ratio of a side length to a thickness of the excitation section is 50 or less.
【請求項10】 前記圧電振動片は、水晶からなること
を特徴とする請求項4乃至請求項9のいずれかに記載の
圧電振動片。
10. The piezoelectric vibrating reed according to claim 4, wherein the piezoelectric vibrating reed is made of quartz.
【請求項11】 振動片の外形をなす枠体と、この枠体
の内側に窪み状に形成される励振部との間に複数段から
なる段差を形成し、前記励振部に励振電極を形成すると
ともに、複数段からなる前記段差に配線パターンを設
け、当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に
引き出した圧電振動片と、この圧電振動片の枠体に引き
出された前記配線パターンに導電性接着剤を介して接続
される端子電極を有したベース基板と、当該ベース基板
を覆い前記圧電振動片の封止をなすカバーとを有したこ
とを特徴とする圧電振動子。
11. A step having a plurality of steps is formed between a frame forming an outer shape of a resonator element and an excitation section formed in a recess inside the frame, and an excitation electrode is formed on the excitation section. In addition, a wiring pattern is provided on the step formed of a plurality of steps, and the excitation electrode is drawn out to the frame by the wiring pattern, and the wiring pattern drawn out to the frame of the piezoelectric vibration piece is electrically connected to the wiring pattern. A piezoelectric vibrator, comprising: a base substrate having a terminal electrode connected through a conductive adhesive; and a cover covering the base substrate and sealing the piezoelectric vibrating reed.
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