JP2003037463A - 圧電素子片及び圧電振動片の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ＡＴカット水晶ウエハ３の一方の面又は
両面を圧電素子片の外形線６ａ、６ｂに沿ってその両側
に所望の幅の狭い範囲を、口径の小さいノズル１から微
細砥粒７を噴射してブラスト加工することにより、断面
コンベックス形状の圧電素子片を製造する。また、ＡＴ
カット水晶ウエハ３の一方の面又は両面に圧電素子片の
外形線に沿って所望の幅の開口部１９、２３、２５を有
するマスク１８、２２、２４を設け、口径の大きいノズ
ル２０から微細砥粒２１を噴射してブラスト加工するこ
とにより、同様に断面コンベックス形状の圧電素子片を
製造する。 【効果】 製造時間を短縮でき、生産性の向上を図れ
る。励振電極を形成する中央領域に面荒れが無く、コン
ベックス形状を制御できるので、ＣＩ値の抑制及びＱ値
等の周波数特性の向上を実現できる。１枚の水晶ウエハ
から多数の圧電素子片を個々にばらつきを生じることな
く、大量生産できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子等の圧
電デバイスに用いるために、例えば水晶ウエハのような
圧電材料薄板から断面コンベックス形状の圧電素子片を
製造する方法、及びそのような圧電素子片の表面に電極
膜を形成した圧電振動片を製造するための方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より携帯電話、ＰＨＳ等の情報通信
機器やコンピュータ等のＯＡ機器、電子時計等の民生機
器を含む様々な電子機器には、電子回路のクロック源と
して圧電振動子、圧電発振器等の圧電デバイスが広く採
用されている。最近は、電子機器の高性能化に伴い、よ
り周波数精度の高い圧電振動子が要求されている。更
に、特に情報通信機器の分野では、装置の小型化・薄型
化に伴う圧電デバイスのより小型化・薄型化が図られ、
また装置の回路基板への実装に適した表面実装型の圧電
デバイスが要求されている。

【０００３】表面実装型の圧電振動子には、圧電材料の
短冊状即ち矩形の薄板からなる圧電素子片に励振電極を
形成したものを、その基端部においてパッケージの接続
端子に導電性接着剤で片持ちにマウントする構造が多く
採用されている。例えば特開平１１−３５５０９４号公
報に記載されるように、このような短冊形の圧電振動子
において、振動片断面を矩形ではなく、励振電極を形成
する中央部から端部に向けて徐々に厚さを薄くしたコン
ベックス形状にすると、振動片端部での振動変位の減衰
量を大きくしてエネルギの閉じ込め効果を高め、Ｑ値等
の周波数特性を向上させ得ること、及び振動片断面が矩
形の場合よりも振動子の大きさを小さくできることが知
られている。

【０００４】従来、このような断面コンベックス形状の
圧電素子片を形成するために、例えばバレル研磨機が使
用されている。バレル研磨機は、水晶ウエハ等の圧電材
料から断面矩形の短冊状に切り出した数百〜数千個もの
多数の圧電振動片を、研磨剤と共にポットに入れ、この
ポットを一定の速度で所定時間回転させることにより、
圧電振動片外周の端縁部分を研削して、その表裏両面に
ついてそれぞれ端縁部分が上向き凸状をなす断面コンベ
ックス形状を形成している。

【０００５】上記特開平１１−３５５０９４号公報には
更に、圧電素子片の断面コンベックス形状を近似的に階
段形状に置き換えること、及びこの階段形状を、レジス
ト寸法を段階的に変えたエッチング等による化学的加工
やサンドブラストなどの機械的加工により製造すること
が記載されている。また、特開平１１−２９８２７８号
公報には、圧電デバイスに使用する圧電振動素子を製造
するために、凹状の研磨面を備えた複数の研磨部材を同
時に回転させることにより、未分離状態の多数の素板チ
ップを同時に加工し、断面コンベックス形状の円形圧電
素板を製造する方法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のバレル研磨機による加工は、第一に、長時間を
要するため、製造効率及び生産性が低いという問題があ
る。例えば４ＭＨｚ程度の低周波数帯で使用する圧電振
動子の場合、４０時間以上もの加工時間を要する。

【０００７】更に、圧電振動片断面のコンベックス形状
が大きくなると、その周波数変化も大きくなるが、上述
したバレル研磨機による加工は、コンベックス形状の制
御が困難で加工精度が比較的低く、しかも個々の圧電素
子片の加工を制御できないため、断面形状のばらつきが
大きくなる。更に、圧電振動片の表面全体に研磨剤が作
用するので、励振電極を形成する中央領域が面荒れし、
そのためＣＩ値等の周波数特性を劣化させる虞があっ
た。

【０００８】他方、表裏両面が断面コンベックス形状を
なす所謂バイコンベックス形状の圧電素子片は、その基
端部が両面とも平坦でないため、パッケージへのマウン
トが容易ではない。これに対し、その一方の面がコンベ
ックス形状で他方の面が平坦な所謂プラノコンベックス
形状の圧電素子片は、その平坦な面を用いることによ
り、パッケージに導電性接着剤でより容易にかつより強
固にマウントすることができる。ところが、バレル研磨
機による加工では、圧電素子片が常にバイコンベックス
形状に形成され、その一方の面がコンベックス形状で他
方の面が平坦な所謂プラノコンベックス形状の圧電素子
片を加工することはできない。

【０００９】また、特開平１１−３５５０９４号公報に
記載されるように、レジストをその寸法を段階的に変え
てエッチング等する方法は、その工程が複雑で工数が多
く、生産性の低下及びコストの増加を招く虞がある。ま
た、特開平１１−２９８２７８号公報に開示される凹状
研磨面を備えた研磨部材を用いる製造方法は、円形の圧
電振動片を加工するのには適しているが、矩形の圧電振
動片を断面コンベックス形状に加工することは困難であ
る。

【００１０】そこで、本発明は、上述した従来技術の問
題点を解決するべく、断面コンベックス形状の圧電素子
片をより短い加工時間で、励振電極を形成する中央領域
の表面を面荒れさせることなく、しかもそのコンベック
ス形状を比較的容易に制御して製造することができ、か
つ、必要に応じて片面だけを加工したプラノコンベック
ス形状に又は両面加工のバイコンベックス形状に形成で
きる圧電素子片及び圧電振動片の製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するために、例えばＡＴカット水晶ウエハであ
る圧電材料薄板から断面コンベックス形状の圧電素子片
を製造するために、前記圧電材料薄板を少なくともその
一方の面について前記圧電素子片の外形線に沿ってブラ
スト加工する過程を含むことを特徴とする圧電素子片の
製造方法が提供される。

【００１２】このように圧電素子片の外形線に沿ってブ
ラスト加工することにより、非常に短時間で断面をコン
ベックス形状に、励振電極を形成しようとする中央領域
を面荒れさせることなく加工することができる。しか
も、ブラスト加工に使用する砥粒の種類・粒径、ノズル
の口径・噴射圧力等の加工条件を適当に選択することに
より、形成するコンベックス形状を比較的容易に制御す
ることができる。また、圧電材料薄板の一方の面にのみ
ブラスト加工して他方の面が平坦なプラノコンベックス
形状の断面を、又はその表裏両面にブラスト加工するこ
とでバイコンベックス形状の断面を選択することができ
る。更に、１枚の圧電材料薄板から複数の圧電素子片を
製造する場合にも、個々の圧電素子片にばらつきを生じ
ないので、大量生産が可能である。

【００１３】前記ブラスト加工は、圧電素子片の外形線
を中心としてその両側に所望の幅の範囲について行えば
良く、それにより励振電極を形成しようとする中央領域
の表面を面荒れさせることなく、所望のコンベックス形
状の断面を加工することができる。

【００１４】そのために、或る実施例では、圧電素子片
の外形線に沿って形成された開口部を有するマスクを用
いて、前記ブラスト加工を行う。このマスクは、或る実
施例では、圧電材料薄板の加工すべき面上に開口部をパ
ターン形成したフォトレジストである。

【００１５】別の実施例では、前記マスクが、予め開口
部を形成し、圧電材料薄板の加工すべき面上に配置され
る金属プレートであり、繰り返し使用することができ
る。この場合、前記マスクは、矩形の外形形状を有する
圧電素子片を製造するために、矩形の一方の対向する２
辺に沿って設けられた第１開口部を有する第１マスク
と、矩形の他方の対向する２辺に沿って設けられた第２
開口部を有する第２マスクとから構成され、第１マスク
を用いて圧電材料薄板をブラスト加工した後、第２マス
クを用いて更に圧電材料薄板をブラスト加工することに
より、１枚の圧電材料薄板から同時に複数の圧電素子片
を製造することができる。

【００１６】また、或る実施例では、互いに対向するノ
ズルを圧電材料薄板の両側に配置し、その表裏両面を同
時にブラスト加工することにより、バイコンベックス形
状断面の圧電素子片をより短時間で加工することができ
る。

【００１７】また、別の実施例では、前記ブラスト加工
の後に、圧電材料薄板を圧電素子片の外形線に沿って切
断する過程を更に含むことにより、従来レーザ割断のよ
うな別個に行われている圧電材料薄板の切断工程を省略
して工数を削減することができ、製造時間をより一層短
くすることができる。

【００１８】更に、本発明によれば、上述した本発明の
方法を用いて断面コンベックス形状の圧電素子片を形成
し、前記圧電素子片の表面に電極膜を所望の形状に形成
する過程を含むことを特徴とする圧電振動片の製造方法
が提供される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施例を
適用して、特に厚みすべりモードの圧電振動子に使用す
る短冊状即ち矩形薄板で所望の断面コンベックス形状を
有する圧電素子片を製造する場合について、添付図面を
参照しつつ詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の第１実施例を用いて圧電
材料の薄板から多数の圧電素子片を加工するための装置
の構成を概略的に示している。この加工装置は、微細砥
粒を連続的に噴射するために垂直下向きに配置した比較
的口径の小さいノズル１を有する。ノズル１の直ぐ下側
には、該ノズルに関して水平方向に移動可能なテーブル
２が配置され、その上に圧電材料薄板としての水晶ウエ
ハ３が水平に保持される。水晶ウエハ３は、非常に薄く
かつ脆弱なため、本実施例ではガラス板等のような補強
プレート４の表面に両面粘着シート５等の適当な接着手
段を用いて貼り付けたものをテーブル２上に載置する。
このとき、水晶ウエハ３及び補強プレート４は、適当な
治具（図示せず）を用いてテーブル２上に位置決めし、
かつ固定するのが好ましい。このような加工装置として
は、例えば一般に市販されているマイクロブラスト装置
を用いることができる。別の実施例では、逆にテーブル
２側を固定し、ノズル１を該テーブルに関して水平方向
に移動可能にすることもできる。

【００２１】図２は、テーブル２上にセットされた方形
の水晶ウエハ３の表面を、ノズル１から噴射する微細砥
粒でブラスト加工する様子を概略的に示している。テー
ブル２は、ノズル１が水晶ウエハ３の表面を、製造しよ
うとする圧電素子片の縦・横方向の外形線６ａ、６ｂに
沿って走査するように移動させる。図３（Ａ）及び
（Ｂ）は、ブラスト加工される水晶ウエハ３の状態を部
分的に拡大してその経過に沿って順に示している。微細
砥粒７は、ノズル１を水晶ウエハ３表面から一定の高さ
で相対的に移動させながら、外形線６ａ、６ｂを中心に
細い噴流として所定の圧力で噴射させる。このとき、ノ
ズル１から出た微細砥粒７は、図示するように或る狭い
角度範囲θに広がり、従って水晶ウエハ３表面は、外形
線６ａ、６ｂを中心としてその両側に所望の幅の比較的
狭い範囲が、それぞれ上向き凸状に削られる。それ以外
の水晶ウエハ３表面の領域、特に圧電振動子の励振電極
を配置する中央領域は、微細砥粒７で加工されないよう
にすることが、後の工程で電極膜を形成する上で好まし
い。

【００２２】ノズル１の口径・水晶ウエハ３表面からの
高さ、使用する微細砥粒７の種類・粒径・噴射圧、テー
ブル２の移動速度等の加工条件は、加工される圧電材料
薄板（本実施例では水晶ウエハ）の種類・厚さ、コンベ
ックス形状、加工範囲、面粗度等に応じて適当に選択す
る。或る実施例では、ノズル１の口径を約０．２mm〜２
mm、好ましくは０．３mmに、水晶ウエハ３表面からノズ
ル１開口までの高さを約２mm〜１０mmに設定する。微細
砥粒７は、粒径約３μｍ〜４０μｍ、好ましくは２７μ
ｍのものを使用し、約０．５〜１．０ＭＰａ、好ましく
は１．０ＭＰａの圧力で噴射する。テーブル２は、ノズ
ル１から微細砥粒を噴射しつつ、例えば１０mm／秒の速
度で図２に示すように移動させ、水晶ウエハ３全面をブ
ラスト加工する。

【００２３】水晶ウエハ３の厚さが薄い場合には、ノズ
ル１を１回走査するだけで、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示
すように外形線６ａ、６ｂに沿って所望のコンベックス
形状をブラスト加工し、かつ水晶ウエハ３を完全に切断
して、同時に多数の所望の圧電素子片を加工することが
できる。水晶ウエハ３が厚い場合には、ノズル１を複数
回走査して、外形線６ａ、６ｂに沿って繰り返しブラス
ト加工を行うことにより、同様に所望の断面コンベック
ス形状を有する多数の圧電素子片を加工することができ
る。複数回の走査では、各回毎に上述したノズル１の口
径・水晶ウエハ３表面からの高さ、使用する微細砥粒７
の種類・粒径・噴射圧、テーブル２の移動速度等の加工
条件を変更しかつ制御することにより、所望の加工状態
で所望のコンベックス形状を得ることができる。

【００２４】この水晶ウエハ３を例えばホットプレート
（図示せず）で加熱して補強プレート４から剥離させか
つ洗浄すると、図４に示すようにプラノコンベックス形
状の矩形水晶薄板からなる圧電素子片８が得られる。こ
の圧電素子片８の表裏両面に、従来公知の方法を用いて
１対の励振電極９及び引出電極１０を形成して、本発明
の圧電振動片１１を製造する。圧電振動片１１は、図５
に例示するように一方の基端部で引出電極１０を、セラ
ミック等の絶縁材料からなる矩形箱状のベース１２表面
の接続電極１３に導電性接着剤１４で片持ちに固定して
実装する。ベース１２の上端にシールリング１５を介し
て金属製の蓋１６を接合してパッケージ１７を封止する
と、表面実装型圧電振動子が完成する。

【００２５】図６（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施例の変
形例によりブラスト加工される水晶ウエハ３の状態を、
図３と同様に部分的に拡大してその経過に沿って順に示
している。この変形例では、先ず第１実施例の場合と同
様にして、図６（Ａ）に示すように水晶ウエハ３を外形
線６ａ、６ｂに沿ってその上面から途中まで、下面側に
或る厚みの部分を残してブラスト加工し、コンベックス
形状の断面を加工する。次に図６（Ｂ）に示すように、
残した前記部分を同じく外形線６ａ、６ｂに沿って、例
えばレーザ割断のような従来公知の適当な手法により切
断する。この後、同様に水晶ウエハ３をホットプレート
等で加熱して補強プレート４から剥離させかつ洗浄する
ことにより、上面が凸状コンベックス形状で下面側を垂
直に切断したプラノコンベックス断面の矩形水晶薄板か
らなる圧電素子片が得られる。

【００２６】図７（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施例の別
の変形例によりブラスト加工される水晶ウエハ３の状態
を、図３と同様に部分的に拡大してその経過に沿って順
に示している。この変形例では、微細砥粒を噴射する一
対のノズル１ａ、１ｂを互いに対向して水平に配設し、
その中間に水晶ウエハ３を、適当な治具又は保持手段を
用いて垂直に、かつ前記両ノズルに関して移動可能に配
置する。第１実施例の場合と同様に、両ノズル１ａ、１
ｂを圧電素子片の外形線に６ａ、６ｂ沿って相対的に移
動させながら、微細砥粒７ａ、７ｂを同時に噴射するこ
とにより、水晶ウエハ３の表裏両面を同時にブラスト加
工する。

【００２７】図６の変形例の場合と同様に、先ず図７
（Ａ）に示すように水晶ウエハ３を外形線６ａ、６ｂに
沿ってその両面から途中まで、中心に或る厚みの部分を
残してブラスト加工し、両面をそれぞれコンベックス形
状に加工する。次に図７（Ｂ）に示すように、残した前
記部分を同じく外形線６ａ、６ｂに沿って、同じく例え
ばレーザ割断のような公知の適当な手法により切断す
る。これにより、その周縁に沿って垂直な切断面を挟ん
で両面がコンベックス形状をなすバイコンベックス断面
の矩形水晶薄板からなる圧電素子片８が得られる。

【００２８】図８は、本発明の第２実施例により水晶ウ
エハ３をブラスト加工して、断面コンベックス形状を有
する多数の圧電素子片を製造する要領を示している。第
１実施例と同様にガラス板等の補強プレート４の表面に
両面粘着シート５で貼り付けた水晶ウエハ３の表面に
は、フォトレジストからなるマスク１８が形成されてい
る。マスク１８は、水晶ウエハ３表面にフォトレジスト
を塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターン形
成することにより、製造しようとする圧電素子片の縦・
横方向の外形線６ａ、６ｂを中心に所望の幅の格子状溝
からなる開口部１９が設けられている。開口部１９は、
マスク１８で圧電振動片の励振電極を形成する中央領域
が覆われるように設けるのが、後の工程で電極膜を形成
する上で好ましい。

【００２９】水晶ウエハ３の上方には、口径の大きいノ
ズル２０を垂直下向きに配置する。ノズル２０からは、
微細砥粒２１が水晶ウエハ３に向けて実質的に均一な密
度で噴射され、マスク１８の開口部１９から露出する水
晶ウエハ３の表面を一様にブラスト加工する。ノズル２
０の口径が水晶ウエハ３の加工領域全体をカバーし得る
大きさの場合には、ノズル２０の位置を水晶ウエハ３に
関して固定した状態で加工できるので、好都合である。
また、ノズル２０の口径が水晶ウエハ３の加工領域全体
をカバーし得ない大きさの場合には、ノズル２０を水晶
ウエハ３に関して相対的に移動させながら微細砥粒２１
を噴射して、水晶ウエハ３の加工領域全体を一様に加工
する。

【００３０】図９（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施例におい
てブラスト加工される水晶ウエハ３の状態を、図３と同
様に部分的に拡大してその経過に沿って順に示してい
る。本実施例では、小さい口径のノズルを使用して集中
的に微細砥粒を吹き付ける第１実施例の場合と異なり、
微細砥粒２１がマスク１８の開口部１９を介して水晶ウ
エハ３の露出面に吹き付けるので、図９（Ａ）に示すよ
うに水晶ウエハ３表面が、外形線６ａ、６ｂを中心とす
る上向き凹状に研削される。ノズル２０の水晶ウエハ３
表面からの高さ、使用する微細砥粒２１の種類・粒径・
噴射圧・噴射時間等の加工条件は、加工される圧電材料
薄板（本実施例では水晶ウエハ）の種類・厚さ、加工し
ようとするコンベックス形状、面粗度等に応じて適当に
選択する。また、これらの加工条件は、必要に応じて加
工の途中で変更することができる。

【００３１】ブラスト加工は、水晶ウエハ３の上面から
途中まで、下面側に或る厚みの部分を残すように行う。
次に図９（Ｂ）に示すように、残した前記部分を外形線
６ａ、６ｂに沿って、例えばレーザ割断のような適当な
手法により切断する。この後、水晶ウエハ３からマスク
１８を除去し、ホットプレート等で加熱して補強プレー
ト４から剥離させかつ洗浄する。これにより、上面が凹
状コンベックス形状で下面側を垂直に切断したプラノコ
ンベックス断面の矩形水晶薄板からなる圧電素子片が得
られる。

【００３２】図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施例の
変形例によりブラスト加工される水晶ウエハ３の状態
を、図３と同様に部分的に拡大してその経過に沿って順
に示している。この変形例では、図９に示す第２実施例
のマスク１８と同様にフォトレジストをパターン形成し
たマスク１８ａ、１８ｂが、水晶ウエハ３の両面に設け
られている。微細砥粒を噴射する一対のノズル２０ａ、
２０ｂを互いに対向して水平に配設し、その中間位置に
水晶ウエハ３を、適当な治具又は保持手段を用いて垂直
に配置する。第２実施例の場合と同様に、両ノズル２０
ａ、２０ｂから微細砥粒２１ａ、２１ｂを均一な密度で
同時に噴射することにより、水晶ウエハ３の表裏両面を
同時にブラスト加工する。

【００３３】図１０（Ａ）に示すように、マスク１８
ａ、１８ｂの開口部１９ａ、１９ｂから露出する水晶ウ
エハ３の表面は、それぞれ外形線６ａ、６ｂを中心とす
る外向き凹状に研削される。ブラスト加工は、水晶ウエ
ハ３の表面から途中まで、中心に或る厚みの部分を残す
ように行う。同様に、ノズル２０ａ、２０ｂの水晶ウエ
ハ３表裏各面からの離隔距離、使用する微細砥粒２１の
種類・粒径・噴射圧・噴射時間等の加工条件は、加工さ
れる圧電材料薄板（本実施例では水晶ウエハ）の種類・
厚さ、加工しようとするコンベックス形状、面粗度等に
応じて適当に選択する。また、これらの加工条件は、必
要に応じて加工の途中で変更することができる。次に、
水晶ウエハ３からマスク１８ａ、１８ｂを除去した後、
図１０（Ｂ）に示すように、残した前記部分を外形線６
ａ、６ｂに沿って、例えばレーザ割断のような適当な手
法により切断する。これにより、その周縁に沿って垂直
な切断面を挟んで両面がコンベックス形状をなすバイコ
ンベックス断面の矩形水晶薄板からなる圧電素子片が得
られる。

【００３４】図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第３
実施例により水晶ウエハ３をブラスト加工して、断面コ
ンベックス形状を有する多数の圧電素子片を製造する要
領を示している。本実施例では、第２実施例のフォトレ
ジストからなるマスクに代えて、繰り返し使用可能な薄
い金属板からなるマスクを使用する。

【００３５】先ず、図１１（Ａ）に示すように、第１及
び第２実施例と同様にガラス板等の補強プレート４の表
面に両面粘着シート５で貼り付けた水晶ウエハ３の表面
上に、薄い金属板からなる第１マスク２２を配置する。
第１マスク２２には、製造しようとする圧電素子片の一
方の、例えば縦方向の外形線６ａを中心に所望の幅を有
する複数の平行なスリットからなる開口部２３が設けら
れている。水晶ウエハ３の上方には、第２実施例と同様
に口径の大きいノズル２０を垂直下向きに配置し、微細
砥粒２１を水晶ウエハ３に向けて実質的に均一な密度で
噴射し、第１マスク２２の開口部２３から露出する水晶
ウエハ３の表面を一様にブラスト加工する。次に、第１
マスク２２を外して、第２マスク２４を水晶ウエハ３の
表面上に配置する。第２マスク２４には、製造しようと
する圧電素子片の他方、例えば横方向の外形線６ｂを中
心に所望の幅を有する複数の平行なスリットからなる開
口部２５が設けられている。そして、ノズル２０から微
細砥粒２１を水晶ウエハ３に向けて実質的に均一な密度
で噴射し、第２マスク２４の開口部２５から露出する水
晶ウエハ３の表面を一様にブラスト加工する。

【００３６】第１及び第２マスク２２、２４は、いずれ
の開口部２３、２５も圧電振動片の励振電極を形成する
中央領域が露出しないように設けるのが、後の工程で電
極膜を形成する上で好ましい。また、第２実施例の場合
と同様に、ノズル２０の口径が水晶ウエハ３の加工領域
全体をカバーし得る大きさの場合には、ノズル２０の位
置を水晶ウエハ３に関して固定した状態で加工できる
が、ノズル２０の口径が水晶ウエハ３の加工領域全体を
カバーし得ない大きさの場合には、ノズル２０を水晶ウ
エハ３に関して相対的に移動させながら微細砥粒２１を
噴射して、水晶ウエハ３の加工領域全体を一様に加工す
る。

【００３７】図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施例にお
いてブラスト加工される水晶ウエハ３の状態を、図３と
同様に部分的に拡大してその経過に沿って順に示してい
る。本実施例のマスク２２、２４は、その下面の開口部
２３、２５の両側に或る一定の幅の部分が、水晶ウエハ
３表面との間に或る一定の厚さの隙間２６を画定するよ
うに削除されている。このため、ノズル２０から噴射さ
れた微細砥粒２１は、開口部２３、２５から水晶ウエハ
３の露出面に吹き付けられると同時に、その一部が隙間
２６に入り込んで該隙間に面する水晶ウエハ３表面を研
削する。これにより水晶ウエハ３表面は、図１２（Ａ）
に示すように、中央部分が外形線６ａ、６ｂを中心とす
る上向き凹状をなし、かつ両側部分が上向き凸状をなす
断面形状にブラスト加工される。ノズル２０の水晶ウエ
ハ３表面からの高さ、使用する微細砥粒２１の種類・粒
径・噴射圧・噴射時間等の加工条件は、加工される圧電
材料薄板（本実施例では水晶ウエハ）の種類・厚さ、加
工しようとするコンベックス形状、面粗度等に応じて適
当に選択する。また、これらの加工条件は、必要に応じ
て加工の途中で変更することができる。

【００３８】ブラスト加工は、水晶ウエハ３の上面から
途中まで、下面側に或る厚みの部分を残すように行う。
第１及び第２マスク２２、２４を用いて水晶ウエハ３を
ブラスト加工した後、図１２（Ｂ）に示すように、残し
た前記部分を外形線６ａ、６ｂに沿って、例えばレーザ
割断のような適当な手法により切断する。これにより、
上面が外側に凹状かつ内側に凸状のコンベックス形状を
なしかつ下面側が垂直に切断されたプラノコンベックス
の断面を有する矩形水晶薄板からなる圧電素子片が得ら
れる。

【００３９】図１３は、第３実施例の変形例によりブラ
スト加工される水晶ウエハ３の状態を、図３と同様に部
分的に拡大してその経過に沿って順に示している。この
変形例では、第３実施例の第１及び第２マスク２２、２
４と同一の構成を有する２組の第１マスク２２ａ、２２
ｂ及び第２マスク２４ａ、２４ｂを水晶ウエハ３の表裏
両面に使用する。先ず、図１１（Ａ）に関連して上述し
たように、第１マスク２２ａ、２２ｂをそれぞれ水晶ウ
エハ３の表裏各面に配置し、製造しようとする圧電素子
片の縦方向の外形線６ａに沿ってブラスト加工を行う。
次に、図１１（Ｂ）と同様に、第２マスク２４ａ、２４
ｂをそれぞれ水晶ウエハ３の表裏各面に配置し、製造し
ようとする圧電素子片の縦方向の外形線６ｂに沿ってブ
ラスト加工を行う。

【００４０】図１３（Ａ）に示すように、微細砥粒を噴
射する一対のノズル２０ａ、２０ｂを互いに対向して水
平に配設し、その中間位置に前記第１又は第２マスクを
装着した水晶ウエハ３を、適当な治具又は保持手段を用
いて垂直に配置する。第３実施例の場合と同様に、両ノ
ズル２０ａ、２０ｂから微細砥粒２１ａ、２１ｂを均一
な密度で同時に噴射することにより、水晶ウエハ３の表
裏両面を同時にブラスト加工する。これにより、水晶ウ
エハ３の各面は、中央部分が外形線６ａ、６ｂを中心と
する上向き凹状をなし、かつ両側部分が上向き凸状をな
す断面形状にブラスト加工される。ノズル２０の水晶ウ
エハ３表面からの高さ、使用する微細砥粒２１の種類・
粒径・噴射圧・噴射時間等の加工条件は、加工される圧
電材料薄板（本実施例では水晶ウエハ）の種類・厚さ、
加工しようとするコンベックス形状、面粗度等に応じて
適当に選択する。また、これらの加工条件は、必要に応
じて加工の途中で変更することができる。

【００４１】ブラスト加工は、図１３（Ａ）に示すよう
に、水晶ウエハ３の表面から途中まで、中心に或る厚み
の部分を残すように行う。水晶ウエハ３の両面を外形線
６ａ、６ｂに沿ってブラスト加工した後、図１３（Ｂ）
に示すように、残した前記部分を外形線６ａ、６ｂに沿
って、例えばレーザ割断のような適当な手法により切断
する。これにより、その周縁に沿って垂直な切断面を挟
んで両面が上述した凹凸のコンベックス形状をなすバイ
コンベックス断面の矩形水晶薄板からなる圧電素子片が
得られる。

【００４２】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、これに様々な変形・変更を加えて実施し得ること
は当業者に明らかである。例えば、水晶以外のタンタル
酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の様々な圧電材料を用
いた圧電振動片についても、同様に適用することができ
る。また、水晶ウエハの両面をブラスト加工する場合、
各面の加工条件を異ならしめることにより、圧電素子片
の表裏各面で異なるコンベックス形状の断面に加工する
こともできる。

【００４３】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明の
圧電素子片の製造方法によれば、圧電材料薄板を圧電素
子片の外形線に沿ってブラスト加工することにより、非
常に短時間でコンベックス形状の断面を、励振電極を形
成する中央領域を面荒れさせることなく加工でき、かつ
そのコンベックス形状を制御できるので、生産性の向上
を図り、ＣＩ値を低く抑制しかつＱ値等の周波数特性を
向上させた圧電振動子を効率よく製造することが可能に
なる。しかも、１枚の圧電材料薄板から複数の圧電素子
片を製造する場合にも、個々の圧電素子片にばらつきを
生じないので、高品質の圧電素子片を大量生産すること
が可能で、製造コストの大幅な低減を実現できる。ま
た、圧電材料薄板の片面にのみをブラスト加工したプラ
ノコンベックス形状の断面と、その表裏両面をブラスト
加工したバイコンベックス形状の断面とを、必要に応じ
て選択でき、特にプラノコンベックス形状の断面を有す
る場合には、平坦な面を利用してパッケージにマウント
することにより、圧電振動子の組立作業が容易で、マウ
ント強度及び耐衝撃性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に使用する加工装置の概略
構成図。

【図２】図１の装置を用いて水晶ウエハを加工する要領
を示す斜視図。

【図３】Ａ図及びＢ図は、第１実施例において水晶ウエ
ハの加工の経過を順に示す拡大断面図。

【図４】第１実施例により製造された圧電素子片の部分
断面斜視図。

【図５】図４の圧電素子片を用いた圧電振動子の断面
図。

【図６】Ａ図及びＢ図は、第１実施例の変形例において
水晶ウエハの加工の経過を順に示す図３と同様の拡大
図。

【図７】Ａ図及びＢ図は、第１実施例の別の変形例にお
いて水晶ウエハの加工の経過を順に示す図３と同様の拡
大断面図。

【図８】本発明の第２実施例における水晶ウエハの加工
要領を示す概略斜視図。

【図９】Ａ図及びＢ図は、第２実施例において水晶ウエ
ハの加工の経過を順に示す図３と同様の拡大断面図。

【図１０】Ａ図及びＢ図は、第２実施例の変形例におい
て水晶ウエハの加工の経過を順に示す図９と同様の拡大
断面図。

【図１１】Ａ図及びＢ図は、第３実施例における水晶ウ
エハの加工要領を示す概略斜視図。

【図１２】Ａ図及びＢ図は、第３実施例において水晶ウ
エハの加工の経過を順に示す図３と同様の拡大断面図。

【図１３】Ａ図及びＢ図は、第３実施例の変形例におい
て水晶ウエハの加工の経過を順に示す図３図と同様の拡
大断面図。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ ノズル ２ テーブル ３ 水晶ウエハ ４ 補強プレート ５ 両面粘着シート ６ａ、６ｂ 外形線 ７、７ａ、７ｂ 微細砥粒 ８ 圧電素子片 ９ 励振電極 １０ 引出電極 １１ 圧電振動片 １２ ベース １３ 接続電極 １４ 導電性接着剤 １５ シールリング １６ 蓋 １７ パッケージ １８、１８ａ、１８ｂ マスク １９、１９ａ、１９ｂ、２３、２５ 開口部 ２０、２０ａ、２０ｂ ノズル ２１、２１ａ、２１ｂ 微細砥粒 ２２、２２ａ、２２ｂ 第１マスク ２４、２４ａ、２４ｂ 第２マスク ２６ 隙間

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Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電材料薄板から断面コンベックス形
   状の圧電素子片を製造するために、前記圧電材料薄板を
   少なくともその一方の面について前記圧電素子片の外形
   線に沿ってブラスト加工する過程を含むことを特徴とす
   る圧電素子片の製造方法。
2. 【請求項２】 前記ブラスト加工を、前記圧電素子片
   の外形線を中心としてその両側に所望の幅の範囲につい
   て行うことを特徴とする請求項１に記載の圧電素子片の
   製造方法。
3. 【請求項３】 前記圧電素子片の外形線に沿って形成
   された開口部を有するマスクを用いて、前記ブラスト加
   工を行うことを特徴とする請求項１に記載の圧電素子片
   の製造方法。
4. 【請求項４】 前記マスクが、前記圧電材料薄板の加
   工すべき面上に前記開口部をパターン形成したフォトレ
   ジストであることを特徴とする請求項３に記載の圧電素
   子片の製造方法。
5. 【請求項５】 前記マスクが、予め前記開口部を形成
   し、前記圧電材料薄板の加工すべき面上に配置された金
   属プレートであることを特徴とする請求項３に記載の圧
   電素子片の製造方法。
6. 【請求項６】 前記マスクが、矩形の外形形状を有す
   る前記圧電素子片を製造するために、前記矩形の一方の
   対向する２辺に沿って設けられた第１開口部を有する第
   １マスクと、前記矩形の他方の対向する２辺に沿って設
   けられた第２開口部を有する第２マスクとからなり、前
   記第１マスクを用いて前記圧電材料薄板をブラスト加工
   した後、前記第２マスクを用いて更に前記圧電材料薄板
   をブラスト加工することを特徴とする請求項５に記載の
   圧電素子片の製造方法。
7. 【請求項７】 互いに対向するノズルを前記圧電材料
   薄板の両側に配置し、その表裏両面を同時にブラスト加
   工することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載
   の圧電素子片の製造方法。
8. 【請求項８】 前記ブラスト加工の後に、前記圧電材
   料薄板を前記圧電素子片の外形線に沿って切断する過程
   を更に含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
   に記載の圧電素子片の製造方法。
9. 【請求項９】 前記圧電材料薄板がＡＴカット水晶ウ
   エハであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか
   に記載の圧電素子片の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９のいずれかに記載の
    方法を用いて断面コンベックス形状の圧電素子片を形成
    し、前記圧電素子片の表面に電極膜を所望の形状に形成
    する過程を含むことを特徴とする圧電振動片の製造方
    法。