JP2003017965A - 水晶振動子の製造方法 - Google Patents
水晶振動子の製造方法Info
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims abstract description 40
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 11
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】直接接合によって貼りあわせた水晶ウェハのエ
ッチングによる外形加工を容易にして、生産性を高めた
水晶振動子の製造方法を提供する。 【構成】２枚の水晶ウェハの主面を親水化して仮接合
し、前記仮接合した水晶ウェハを加熱して直接接合して
なる水晶振動子の製造方法において、前記水晶ウェハの
仮接合及び加熱を真空雰囲気中で処理した製造方法とす
る。２枚の水晶ウェハの主面を親水化して仮接合し、前
記仮接合した水晶ウェハを加熱して直接接合してなる水
晶振動子の製造方法において、前記水晶ウェハを加圧し
ながら、又は加圧とともに超音波を加えながら加熱した
製造方法とする。
ッチングによる外形加工を容易にして、生産性を高めた
水晶振動子の製造方法を提供する。 【構成】２枚の水晶ウェハの主面を親水化して仮接合
し、前記仮接合した水晶ウェハを加熱して直接接合して
なる水晶振動子の製造方法において、前記水晶ウェハの
仮接合及び加熱を真空雰囲気中で処理した製造方法とす
る。２枚の水晶ウェハの主面を親水化して仮接合し、前
記仮接合した水晶ウェハを加熱して直接接合してなる水
晶振動子の製造方法において、前記水晶ウェハを加圧し
ながら、又は加圧とともに超音波を加えながら加熱した
製造方法とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水晶振動子の製造方
法を産業上の技術分野とし、特に２枚の水晶ウェハを直
接接合してなる角速度センサ素子としての音叉状水晶片
の接合方法に関する。
法を産業上の技術分野とし、特に２枚の水晶ウェハを直
接接合してなる角速度センサ素子としての音叉状水晶片
の接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】（発明の背景）音叉型水晶振動子を用い
た各速度センサ素子は、自動車の誘導システムやカメラ
等の手ぶれ防止装置に使用され、その需要が拡大しつつ
ある。このようなものの一つに、２枚の水晶片を直接接
合によって貼り合わせたものがある。
た各速度センサ素子は、自動車の誘導システムやカメラ
等の手ぶれ防止装置に使用され、その需要が拡大しつつ
ある。このようなものの一つに、２枚の水晶片を直接接
合によって貼り合わせたものがある。
【０００３】（従来技術の一例）第２図は一従来例を説
明する音叉型水晶振動子（音叉状水晶片）の製造工程図
である。音叉状水晶片１は、先ず、結晶軸（ＸＹＺ）の
Ｚ軸に主面が概ね直交したＺ板からなる２枚の水晶ウェ
ハ２（ａｂ）を直接接合によって貼り合わせてなる。但
し、音叉状水晶片１の幅方向となる±Ｘ軸方向を逆にし
て直接接合する。長さはＹ軸、厚みはＺ軸である（未図
示）。
明する音叉型水晶振動子（音叉状水晶片）の製造工程図
である。音叉状水晶片１は、先ず、結晶軸（ＸＹＺ）の
Ｚ軸に主面が概ね直交したＺ板からなる２枚の水晶ウェ
ハ２（ａｂ）を直接接合によって貼り合わせてなる。但
し、音叉状水晶片１の幅方向となる±Ｘ軸方向を逆にし
て直接接合する。長さはＹ軸、厚みはＺ軸である（未図
示）。
【０００４】直接接合は、各水晶ウェハ２（ａｂ）を鏡
面研磨して主面を親水化（ＯＨ基化）する（第３図）。
そして、２枚の水晶ウェハ２（ａｂ）の主面を対向して
押圧し、両者を仮接合する。さらに、仮接合した水晶ウ
ェハ２（ａｂ）を転移点温度５７３℃以下の例えば約５
４０℃の温度で加熱する。これにより、仮接合した接合
面のＨ2Ｏ（水）が気化し、シロキサン結合（Ｓi−Ｏ−
Ｓi）となる（第４図）。このようなものでは、言わば
原子間結合となり、接合強度が極めて高い。
面研磨して主面を親水化（ＯＨ基化）する（第３図）。
そして、２枚の水晶ウェハ２（ａｂ）の主面を対向して
押圧し、両者を仮接合する。さらに、仮接合した水晶ウ
ェハ２（ａｂ）を転移点温度５７３℃以下の例えば約５
４０℃の温度で加熱する。これにより、仮接合した接合
面のＨ2Ｏ（水）が気化し、シロキサン結合（Ｓi−Ｏ−
Ｓi）となる（第４図）。このようなものでは、言わば
原子間結合となり、接合強度が極めて高い。
【０００５】次に、直接接合した水晶ウェハ（一体化ウ
ェハとする）３の両主面に音叉状とした例えばＡuから
なるマスク４としての金属膜を形成し、エッチングによ
って外形加工して個々の音叉状水晶片１を得る。その
後、音叉振動を励起する図示しない駆動電極及び回転力
を検出するセンサ電極を形成して角速度センサ素子を構
成する。
ェハとする）３の両主面に音叉状とした例えばＡuから
なるマスク４としての金属膜を形成し、エッチングによ
って外形加工して個々の音叉状水晶片１を得る。その
後、音叉振動を励起する図示しない駆動電極及び回転力
を検出するセンサ電極を形成して角速度センサ素子を構
成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の一体化ウェハ３では、直接接
合の製造工程に起因して次の問題があった。すなわち、
直接接合の各製造工程は大気中で行われる。このため、
一体化ウェハ３とした水晶ウェハ２（ａｂ）間に気泡が
吸着して、例えばエッチング時にエッチング液が侵入し
て外形加工を困難にする問題があった。
しかしながら、上記構成の一体化ウェハ３では、直接接
合の製造工程に起因して次の問題があった。すなわち、
直接接合の各製造工程は大気中で行われる。このため、
一体化ウェハ３とした水晶ウェハ２（ａｂ）間に気泡が
吸着して、例えばエッチング時にエッチング液が侵入し
て外形加工を困難にする問題があった。
【０００７】また、仮接合した水晶ウェハ２（ａｂ）の
互いのＯＨ基化を加熱のみによって反応させてＨ2Ｏを
気化させるので、加熱時間を１５〜３０分以上要し、生
産性を低下させる問題もあった。
互いのＯＨ基化を加熱のみによって反応させてＨ2Ｏを
気化させるので、加熱時間を１５〜３０分以上要し、生
産性を低下させる問題もあった。
【０００８】（発明の目的）本発明は、エッチングによ
る外形加工を容易にして、生産性を高めた水晶振動子の
製造方法を提供することを目的とする。
る外形加工を容易にして、生産性を高めた水晶振動子の
製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、親水化した水
晶ウェハの仮接合及び加熱を真空雰囲気中で処理したこ
とを第１解決手段とする（請求項１）。また、水晶ウェ
ハを加圧しながら又は加圧とともに超音波を加えながら
加熱したことを第２解決手段とする（請求項２）。ま
た、水晶ウェハの仮接合、加圧又は加圧とともに超音波
の印加、及び加熱は真空雰囲気中で処理したことを第３
解決手段とする（請求項３）。そして、これらの直接接
合によって得た水晶ウェハ２（ａｂ）をエッチングによ
って個々の水晶片に外形加工したことを第４解決手段と
する（請求項４）。
晶ウェハの仮接合及び加熱を真空雰囲気中で処理したこ
とを第１解決手段とする（請求項１）。また、水晶ウェ
ハを加圧しながら又は加圧とともに超音波を加えながら
加熱したことを第２解決手段とする（請求項２）。ま
た、水晶ウェハの仮接合、加圧又は加圧とともに超音波
の印加、及び加熱は真空雰囲気中で処理したことを第３
解決手段とする（請求項３）。そして、これらの直接接
合によって得た水晶ウェハ２（ａｂ）をエッチングによ
って個々の水晶片に外形加工したことを第４解決手段と
する（請求項４）。
【００１０】
【作用】本発明は、第１解決手段によって気泡の吸着を
防止する。また、第２解決手段によってシロキサン結合
の反応を活性化する。また、第３解決手段によって気泡
の吸着を防止してシロキサン結合の反応を活性化する。
そして、第４解決手段によってエッチングを容易にす
る。以下、本発明の一実施例を説明する。
防止する。また、第２解決手段によってシロキサン結合
の反応を活性化する。また、第３解決手段によって気泡
の吸着を防止してシロキサン結合の反応を活性化する。
そして、第４解決手段によってエッチングを容易にす
る。以下、本発明の一実施例を説明する。
【００１１】
【第１実施例】第１図は本発明の第１実施例を説明する
音叉状水晶片の製造工程図である。なお、前従来例と同
一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略す
る。音叉状水晶片１は、前述したように±Ｘ軸方向を逆
にした２枚の水晶ウェハ２（ａｂ）を直接接合（シロキ
サン結合）によって貼り合わせ、エッチングによって外
形加工する。そして、駆動電極及びセンサ電極を形成す
る。
音叉状水晶片の製造工程図である。なお、前従来例と同
一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略す
る。音叉状水晶片１は、前述したように±Ｘ軸方向を逆
にした２枚の水晶ウェハ２（ａｂ）を直接接合（シロキ
サン結合）によって貼り合わせ、エッチングによって外
形加工する。そして、駆動電極及びセンサ電極を形成す
る。
【００１２】そして、この実施例では、２枚の水晶ウェ
ハ２（ａｂ）を親水化（ＯＨ基化）した後、速やかに真
空中に移動して仮接合及び加熱する。例えば真空チャン
バー内に水晶ウェハ２（ａｂ）を移動し、遠隔操作によ
って加圧するとともに超音波を加えながら処理される。
ここでは、真空チャンバー内の真空度を1.0×10-3torr
以下とする。
ハ２（ａｂ）を親水化（ＯＨ基化）した後、速やかに真
空中に移動して仮接合及び加熱する。例えば真空チャン
バー内に水晶ウェハ２（ａｂ）を移動し、遠隔操作によ
って加圧するとともに超音波を加えながら処理される。
ここでは、真空チャンバー内の真空度を1.0×10-3torr
以下とする。
【００１３】このような、製造方法であれば、親水化後
速やかに真空中に移動して仮接合及び加熱処理するの
で、接合面には気泡が吸着しない状態で仮接合及び加熱
による直接接合がなされる。したがって、エッチングに
よる外形加工を容易にする。また、この例では水晶ウェ
ハ２（ａｂ）を加圧した状態で超音波を加えながら加熱
するので、両者間の化学反応を促進する。したがって、
直接接合に要する時間を短縮できる。
速やかに真空中に移動して仮接合及び加熱処理するの
で、接合面には気泡が吸着しない状態で仮接合及び加熱
による直接接合がなされる。したがって、エッチングに
よる外形加工を容易にする。また、この例では水晶ウェ
ハ２（ａｂ）を加圧した状態で超音波を加えながら加熱
するので、両者間の化学反応を促進する。したがって、
直接接合に要する時間を短縮できる。
【００１４】
【他の事項】上記実施例では、水晶ウェハ２（ａｂ）を
加圧した状態で超音波を加えながら加熱したが、加圧の
みであったとしてもよい。但し、超音波を加えた方が化
学反応を促進する。また、熱圧着あるいは超音波熱圧着
によって活性化した後、加熱してもよい。また、Ｚ板と
した音叉状水晶片を例として説明するが、これに限らず
全ての切断角度の直接接合の水晶片に適用できる。
加圧した状態で超音波を加えながら加熱したが、加圧の
みであったとしてもよい。但し、超音波を加えた方が化
学反応を促進する。また、熱圧着あるいは超音波熱圧着
によって活性化した後、加熱してもよい。また、Ｚ板と
した音叉状水晶片を例として説明するが、これに限らず
全ての切断角度の直接接合の水晶片に適用できる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、親水化した水晶ウェハの仮接
合及び加熱を真空雰囲気中で処理したこと、並びに水晶
ウェハを加圧しながら又は加圧とともに超音波を加えな
がら加熱したことを基本的な解決手段とするので、エッ
チングによる外形加工を容易にして、生産性を高めた水
晶振動子の製造方法を提供できる。
合及び加熱を真空雰囲気中で処理したこと、並びに水晶
ウェハを加圧しながら又は加圧とともに超音波を加えな
がら加熱したことを基本的な解決手段とするので、エッ
チングによる外形加工を容易にして、生産性を高めた水
晶振動子の製造方法を提供できる。
【図１】本発明の一実施例を説明する製造工程図で水晶
ウェハの貼り合わせ図である。
ウェハの貼り合わせ図である。
【図２】従来例を説明する製造工程図で水晶ウェハの貼
り合わせ図である。
り合わせ図である。
【図３】従来例を説明する親水化した水晶ウェハの断面
図である。
図である。
【図４】従来例を説明する直接接合（シロキサン結合）
による一体化ウェハの断面図である。
による一体化ウェハの断面図である。
１ 音叉状水晶片、２ 水晶ウェハ、３ 一体化ウェ
ハ、４ マスク、５ 真空雰囲気．
ハ、４ マスク、５ 真空雰囲気．
Claims (4)
- 【請求項1】２枚の水晶ウェハの主面を親水化して仮接
合し、前記仮接合した水晶ウェハを加熱して直接接合し
てなる水晶振動子の製造方法において、前記水晶ウェハ
の仮接合及び加熱を真空雰囲気中で処理したことを特徴
とする水晶振動子の製造方法。 - 【請求項２】２枚の水晶ウェハの主面を親水化して仮接
合し、前記仮接合した水晶ウェハを加熱して直接接合し
てなる水晶振動子の製造方法において、前記水晶ウェハ
を加圧しながら、又は加圧とともに超音波を加えながら
加熱したことを特徴とする水晶振動子の製造方法。 - 【請求項３】請求項２において、前記水晶ウェハの仮接
合、熱圧着又は超音波熱圧着、及び加熱は真空雰囲気中
で処理した水晶振動子の製造方法。 - 【請求項４】請求項１、２又は３による製造方法の直接
接合によって得た水晶ウェハをエッチングによって個々
の水晶片に外形加工した水晶振動子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001203045A JP2003017965A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 水晶振動子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001203045A JP2003017965A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 水晶振動子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003017965A true JP2003017965A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=19039749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001203045A Pending JP2003017965A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 水晶振動子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003017965A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005098841A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 音叉型水晶振動子、角速度センサ素子、角速度センサ及び音叉型水晶振動子の製造方法。 |
| JP2007243378A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Epson Toyocom Corp | 圧電振動子及びその製造方法 |
| JP2008131062A (ja) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電振動片の製造方法、圧電振動片および圧電デバイス |
| WO2009031258A1 (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-12 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | 水晶デバイス及び水晶デバイスの製造方法 |
| JP4993204B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2012-08-08 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電振動子及びその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0256916A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 半導体基板の接合方法 |
| JPH11316125A (ja) * | 1998-05-06 | 1999-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ及びその製造方法 |
| JP2001122697A (ja) * | 1999-10-26 | 2001-05-08 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 直接接合による水晶素子の製造方法 |
-
2001
- 2001-07-04 JP JP2001203045A patent/JP2003017965A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8261427B2 (en) | 2007-09-03 | 2012-09-11 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Methods for manufacturing crystal devices |
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