JP2003046366A - 圧電振動子及びその製造方法 - Google Patents
圧電振動子及びその製造方法Info
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型の圧電基板の面取り加工寸法精度の
低下による圧電振動子の共振特性や周波数温度特性のバ
ラツキ、等価回路定数値のバラツキ等の問題を防止する
ことを可能とするエネルギー閉じ込めに必要な圧電基板
の構造的な加工を高精度に再現性良く実現し、且つ、量
産においても好適な圧電振動子及びその製造方法を提供
することを目的とする。 【解決手段】 厚み滑り振動を主振動として励振する圧
電基板を有する圧電振動子において、圧電基板両主面上
中央部に励振用電極を形成すると共に、圧電基板長手方
向端部と前記励振用電極との間に、フォトリソグラフィ
技法とエッチング技法とを用いて複数の溝または孔を形
成する、或はイオン打込みによりドーピング層を形成す
ることによって励振用電極直下の振動領域にエネルギー
閉じ込めを可能せしめた。
低下による圧電振動子の共振特性や周波数温度特性のバ
ラツキ、等価回路定数値のバラツキ等の問題を防止する
ことを可能とするエネルギー閉じ込めに必要な圧電基板
の構造的な加工を高精度に再現性良く実現し、且つ、量
産においても好適な圧電振動子及びその製造方法を提供
することを目的とする。 【解決手段】 厚み滑り振動を主振動として励振する圧
電基板を有する圧電振動子において、圧電基板両主面上
中央部に励振用電極を形成すると共に、圧電基板長手方
向端部と前記励振用電極との間に、フォトリソグラフィ
技法とエッチング技法とを用いて複数の溝または孔を形
成する、或はイオン打込みによりドーピング層を形成す
ることによって励振用電極直下の振動領域にエネルギー
閉じ込めを可能せしめた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、短冊型圧電基板を
用いた圧電振動子において、圧電基板両主面上中央部の
励振用主電極と圧電基板長辺方向端部との間に複数の溝
または孔を形成し、あるいはドーピングを施した圧電基
板を備えた圧電振動子に関するものである。
用いた圧電振動子において、圧電基板両主面上中央部の
励振用主電極と圧電基板長辺方向端部との間に複数の溝
または孔を形成し、あるいはドーピングを施した圧電基
板を備えた圧電振動子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種電子機器や伝送通信機器に用
いる基準周波数信号源として圧電振動子、例えば水晶振
動子が幅広く使用されている。特に、ＡＴカット水晶基
板を用いた水晶振動子は、広い温度範囲で極めて高い周
波数安定性を有し、更に経時変化特性にも優れており、
且つ、製造技術の進歩により低コストで大量に製造する
ことができるようになったので、移動体通信を中心とす
る各種通信機器で多用されている。
いる基準周波数信号源として圧電振動子、例えば水晶振
動子が幅広く使用されている。特に、ＡＴカット水晶基
板を用いた水晶振動子は、広い温度範囲で極めて高い周
波数安定性を有し、更に経時変化特性にも優れており、
且つ、製造技術の進歩により低コストで大量に製造する
ことができるようになったので、移動体通信を中心とす
る各種通信機器で多用されている。
【０００３】ＡＴカット水晶振動子は、厚み滑り振動モ
ード（Thickness Shear Mode）を主振動として用いられ
ることが多く、今日ではエネルギー閉じ込め型水晶振動
子が主流となり広く用いられている。
ード（Thickness Shear Mode）を主振動として用いられ
ることが多く、今日ではエネルギー閉じ込め型水晶振動
子が主流となり広く用いられている。
【０００４】ここで、エネルギー閉じ込め型水晶振動子
とは、水晶基板の励振用電極のない領域の周波数をf'
o、励振用電極のある部分の共振周波数fo（励振用電極
を付加したことによる質量負荷効果によりfo<f'oとなっ
ている）としたとき、励振用電極のある部分では波動は
自由に伝搬するが、前記励振用電極のない部分（電極端
近傍）に波動がくると水晶基板の厚み方向に平行な面で
反射を起こすので電極直下に定在波をつくりエネルギー
が閉じ込められ、励振用電極のない領域では振動エネル
ギーは指数関数的に減衰するということを利用した水晶
振動子であることは周知の通りである。
とは、水晶基板の励振用電極のない領域の周波数をf'
o、励振用電極のある部分の共振周波数fo（励振用電極
を付加したことによる質量負荷効果によりfo<f'oとなっ
ている）としたとき、励振用電極のある部分では波動は
自由に伝搬するが、前記励振用電極のない部分（電極端
近傍）に波動がくると水晶基板の厚み方向に平行な面で
反射を起こすので電極直下に定在波をつくりエネルギー
が閉じ込められ、励振用電極のない領域では振動エネル
ギーは指数関数的に減衰するということを利用した水晶
振動子であることは周知の通りである。
【０００５】しかし、前記厚み滑り振動モードの共振周
波数近傍には、他に厚み屈曲振動（Thickness Flexural
Mode）、縦振動（Longitudinal Mode）、輪郭滑り振動
（Face Shear Mode）等の不要な振動モードが存在する
ことが知られている。これらの不要な振動モードは水晶
基板の輪郭寸法に依存し、厚み滑り振動により得られる
所望共振周波数に悪影響を及ぼし、それによって生ずる
不要スプリアス、また温度変化に対する周波数及びＣＩ
値（クリスタル・インピーダンス＝水晶振動子の等価抵
抗）の非連続的な変動、所謂、特異現象（Anomalous Ac
tivity Dip）等が問題となっていた。
波数近傍には、他に厚み屈曲振動（Thickness Flexural
Mode）、縦振動（Longitudinal Mode）、輪郭滑り振動
（Face Shear Mode）等の不要な振動モードが存在する
ことが知られている。これらの不要な振動モードは水晶
基板の輪郭寸法に依存し、厚み滑り振動により得られる
所望共振周波数に悪影響を及ぼし、それによって生ずる
不要スプリアス、また温度変化に対する周波数及びＣＩ
値（クリスタル・インピーダンス＝水晶振動子の等価抵
抗）の非連続的な変動、所謂、特異現象（Anomalous Ac
tivity Dip）等が問題となっていた。
【０００６】上述の如き問題を抑制するための対策の一
つとして、従来、水晶基板の周囲の面取り加工を行うこ
とが提案され広く実施されている。面取り加工した水晶
基板の構造は、一般にベベル構造やコンベックス構造と
呼ばれ、図１３（ａ）のは片面ベベル（プラノベベ
ル）、図１３（ｂ）のは両面ベベル（バイベベル）構
造、図１４（ａ）のは片面コンベックス（プラノコンベ
ックス）、図１４（ｂ）のは両面コンベックス（バイコ
ンベックス）の構造が知られている。これら水晶基板の
構造は、水晶基板中央部から長手方向端部に向かって徐
々に板厚を薄くした構造となっている。
つとして、従来、水晶基板の周囲の面取り加工を行うこ
とが提案され広く実施されている。面取り加工した水晶
基板の構造は、一般にベベル構造やコンベックス構造と
呼ばれ、図１３（ａ）のは片面ベベル（プラノベベ
ル）、図１３（ｂ）のは両面ベベル（バイベベル）構
造、図１４（ａ）のは片面コンベックス（プラノコンベ
ックス）、図１４（ｂ）のは両面コンベックス（バイコ
ンベックス）の構造が知られている。これら水晶基板の
構造は、水晶基板中央部から長手方向端部に向かって徐
々に板厚を薄くした構造となっている。
【０００７】これらの面取り加工はバレル研磨装置によ
り行われ、バレル研磨装置には円筒パイプを回転させる
パイピング法、及び、円筒状や球状のバレル槽を公転或
は自転させる高速遊星旋回法などがある。これらバレル
研磨装置に水晶基板と砥粒とを入れて槽を回転させて、
自重によって加圧された水晶基板と砥粒とを接触させそ
の時の摩擦により水晶基板周囲を研磨して面取り加工す
るものである。
り行われ、バレル研磨装置には円筒パイプを回転させる
パイピング法、及び、円筒状や球状のバレル槽を公転或
は自転させる高速遊星旋回法などがある。これらバレル
研磨装置に水晶基板と砥粒とを入れて槽を回転させて、
自重によって加圧された水晶基板と砥粒とを接触させそ
の時の摩擦により水晶基板周囲を研磨して面取り加工す
るものである。
【０００８】上述の如く水晶基板の輪郭に面取り加工を
施すことにより、主振動である厚み滑り振動のエネルギ
ーを閉じ込め、一方、厚み屈曲、縦、輪郭滑り等の副振
動のエネルギーを大きく弱めることができる。つまり、
厚み滑り振動モードにおける振動エネルギーを励振電極
近傍に閉じ込めることが可能となり、更に水晶基板寸法
等に起因する輪郭系振動モードなどの不要スプリアスも
抑圧し、良好な特性を有する水晶振動子を得ることがで
きる。
施すことにより、主振動である厚み滑り振動のエネルギ
ーを閉じ込め、一方、厚み屈曲、縦、輪郭滑り等の副振
動のエネルギーを大きく弱めることができる。つまり、
厚み滑り振動モードにおける振動エネルギーを励振電極
近傍に閉じ込めることが可能となり、更に水晶基板寸法
等に起因する輪郭系振動モードなどの不要スプリアスも
抑圧し、良好な特性を有する水晶振動子を得ることがで
きる。
【０００９】一方、前述の主振動のエネルギーを閉じ込
め、且つ、不要スプリアスの原因となる副振動モードを
抑圧するという効果の再現性を良くするためには、面取
り加工の寸法精度のバラツキを抑えて高精度な加工を維
持する必要がある。
め、且つ、不要スプリアスの原因となる副振動モードを
抑圧するという効果の再現性を良くするためには、面取
り加工の寸法精度のバラツキを抑えて高精度な加工を維
持する必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】今日、携帯電話機等の
通信機器の小型化によりそれに用いられる電子デバイス
も小型化が要求され、水晶振動子においても小型化の開
発が進められ、水晶振動子の小型化に伴って、それに用
いられる水晶基板のサイズも小型化されている。
通信機器の小型化によりそれに用いられる電子デバイス
も小型化が要求され、水晶振動子においても小型化の開
発が進められ、水晶振動子の小型化に伴って、それに用
いられる水晶基板のサイズも小型化されている。
【００１１】しかしながら、現在のバレル研磨装置は水
晶基板の自重を利用して研磨を行うので、水晶基板の小
型化に伴い単位時間当たりの水晶基板の輪郭の加工量が
減少し、それによって研磨加工の時間は長くなり研磨効
率が低下してしまうという問題があった。更に、砥粒は
湿度の影響を受け易く、わずかの湿気で砥粒が固まり易
いため、単なる面取り加工では時間による精度のコント
ロールが困難でありバラツキにも影響を及ぼし易いとい
う問題があった。故に、水晶基板の小型化による研磨加
工の効率の低下、及び研磨加工の条件の変化（湿度によ
る砥粒への影響等）との複合要因により水晶基板の面取
り加工による安定した品質維持が非常に困難になってき
た。
晶基板の自重を利用して研磨を行うので、水晶基板の小
型化に伴い単位時間当たりの水晶基板の輪郭の加工量が
減少し、それによって研磨加工の時間は長くなり研磨効
率が低下してしまうという問題があった。更に、砥粒は
湿度の影響を受け易く、わずかの湿気で砥粒が固まり易
いため、単なる面取り加工では時間による精度のコント
ロールが困難でありバラツキにも影響を及ぼし易いとい
う問題があった。故に、水晶基板の小型化による研磨加
工の効率の低下、及び研磨加工の条件の変化（湿度によ
る砥粒への影響等）との複合要因により水晶基板の面取
り加工による安定した品質維持が非常に困難になってき
た。
【００１２】つまり、水晶基板の面取り加工寸法精度が
低下すると水晶振動子の共振特性や周波数温度特性のバ
ラツキ、等価回路定数値のバラツキが生じ、小型の水晶
振動子を量産する場合、水晶基板の面取り加工精度の低
下は顕著であり、歩留りの低下の大きな要因となってい
た。本発明の目的は、上述した如き従来の面取り加工を
要する圧電基板を用いた圧電振動子の問題点に鑑みなさ
れたものであって、エネルギー閉じ込めに必要な圧電基
板の構造的な加工を高精度に再現性良く実現し、且つ、
量産における歩留りを向上せしめた圧電振動子及びその
製造方法を提供することにある。
低下すると水晶振動子の共振特性や周波数温度特性のバ
ラツキ、等価回路定数値のバラツキが生じ、小型の水晶
振動子を量産する場合、水晶基板の面取り加工精度の低
下は顕著であり、歩留りの低下の大きな要因となってい
た。本発明の目的は、上述した如き従来の面取り加工を
要する圧電基板を用いた圧電振動子の問題点に鑑みなさ
れたものであって、エネルギー閉じ込めに必要な圧電基
板の構造的な加工を高精度に再現性良く実現し、且つ、
量産における歩留りを向上せしめた圧電振動子及びその
製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る圧電振動子及びその製造方法の請求項１
記載の発明は、厚み滑り振動を主振動とする圧電振動子
において、圧電基板両主面上中央部に励振用電極を形成
すると共に、前記圧電基板の厚み滑り振動の伝搬方向端
部と前記励振用電極との間に複数の溝を設けたことを特
徴とする圧電振動子である。
に本発明に係る圧電振動子及びその製造方法の請求項１
記載の発明は、厚み滑り振動を主振動とする圧電振動子
において、圧電基板両主面上中央部に励振用電極を形成
すると共に、前記圧電基板の厚み滑り振動の伝搬方向端
部と前記励振用電極との間に複数の溝を設けたことを特
徴とする圧電振動子である。
【００１４】請求項２記載の発明は、前記圧電振動子が
短冊形であって、前記複数の溝が、前記圧電基板の長辺
と直交する線に対し所望の角度傾斜して設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の圧電振動子である。
短冊形であって、前記複数の溝が、前記圧電基板の長辺
と直交する線に対し所望の角度傾斜して設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の圧電振動子である。
【００１５】請求項３記載の発明は、前記圧電振動子が
短冊形であって、前記複数の溝が、前記圧電基板の長辺
と直交する線に対し所望の角度傾斜し、且つ、前記圧電
基板長辺に平行し且つ前記励振用電極のほぼ中央部を通
過する線に対して線対称に設けられていることを特徴と
する請求項１記載の圧電振動子である。
短冊形であって、前記複数の溝が、前記圧電基板の長辺
と直交する線に対し所望の角度傾斜し、且つ、前記圧電
基板長辺に平行し且つ前記励振用電極のほぼ中央部を通
過する線に対して線対称に設けられていることを特徴と
する請求項１記載の圧電振動子である。
【００１６】請求項４記載の発明は、前記複数の溝が、
前記圧電基板の対向する長辺から延在し、互いに間挿す
るよう配置されていることを特徴とする請求項１記載の
圧電振動子である。
前記圧電基板の対向する長辺から延在し、互いに間挿す
るよう配置されていることを特徴とする請求項１記載の
圧電振動子である。
【００１７】請求項５記載の発明は、前記複数の溝が、
前記圧電基板長辺から、前記圧電基板長辺に平行し且つ
前記励振用電極のほぼ中央部を通過する線付近まで延在
することを特徴とする請求項４記載の圧電振動子であ
る。
前記圧電基板長辺から、前記圧電基板長辺に平行し且つ
前記励振用電極のほぼ中央部を通過する線付近まで延在
することを特徴とする請求項４記載の圧電振動子であ
る。
【００１８】請求項６記載の発明は、前記溝が、所定の
曲率で前記励振用電極側に湾曲していることを特徴とす
る請求項１記載の圧電振動子である。
曲率で前記励振用電極側に湾曲していることを特徴とす
る請求項１記載の圧電振動子である。
【００１９】請求項７記載の発明は、前記溝の長さが、
前記励振用電極辺の長さ以上であることを特徴とする請
求項１，２，３，６記載の圧電振動子である。
前記励振用電極辺の長さ以上であることを特徴とする請
求項１，２，３，６記載の圧電振動子である。
【００２０】請求項８記載の発明は、前記励振用電極の
両側に位置し、該電極にもっとも近接した一対の溝の圧
電基板厚さ方向の深さは、他の溝の深さより浅いことを
特徴とする請求項１，２，３，６，７記載の圧電振動子
である。
両側に位置し、該電極にもっとも近接した一対の溝の圧
電基板厚さ方向の深さは、他の溝の深さより浅いことを
特徴とする請求項１，２，３，６，７記載の圧電振動子
である。
【００２１】請求項９記載の発明は、前記複数の溝の圧
電基板厚さ方向の深さは、前記励振用電極に近い程浅
く、圧電基板長手方向端部に近いほど深くしたことを特
徴とする請求項８記載の圧電振動子である。
電基板厚さ方向の深さは、前記励振用電極に近い程浅
く、圧電基板長手方向端部に近いほど深くしたことを特
徴とする請求項８記載の圧電振動子である。
【００２２】請求項１０記載の発明は、前記励振用電極
と圧電基板長手方向端部との間の所望の位置にある溝の
圧電基板厚さ方向の深さを他の溝の深さより深くしたこ
とを特徴とする請求項１乃至７記載の圧電振動子であ
る。
と圧電基板長手方向端部との間の所望の位置にある溝の
圧電基板厚さ方向の深さを他の溝の深さより深くしたこ
とを特徴とする請求項１乃至７記載の圧電振動子であ
る。
【００２３】請求項１１記載の発明は、前記励振用電極
の両側に位置し、該電極にもっとも近接した一対の溝及
びその次に近接した一対の溝の圧電基板厚さ方向の深さ
は、他の溝の深さより浅いことを特徴とする請求項４及
び５記載の圧電振動子である。
の両側に位置し、該電極にもっとも近接した一対の溝及
びその次に近接した一対の溝の圧電基板厚さ方向の深さ
は、他の溝の深さより浅いことを特徴とする請求項４及
び５記載の圧電振動子である。
【００２４】請求項１２記載の発明は、前記励振用電極
と圧電基板長手方向端部との間の所望の位置にある隣り
合う一組の溝と、該一組の溝とは前記励振用電極を挟ん
で対向する位置にある他の隣り合う一組の溝の圧電基板
厚さ方向の深さをそれ以外の溝の深さより深くしたこと
を特徴とする請求項１１記載の圧電振動子である。
と圧電基板長手方向端部との間の所望の位置にある隣り
合う一組の溝と、該一組の溝とは前記励振用電極を挟ん
で対向する位置にある他の隣り合う一組の溝の圧電基板
厚さ方向の深さをそれ以外の溝の深さより深くしたこと
を特徴とする請求項１１記載の圧電振動子である。
【００２５】請求項１３記載の発明は、厚み滑り振動を
主振動とする圧電振動子において、圧電基板両主面上中
央部に励振用電極を形成すると共に、前記圧電基板の厚
み滑り振動の伝搬方向端部と前記励振用電極との間に複
数の孔を設けたことを特徴とする圧電振動子である。
主振動とする圧電振動子において、圧電基板両主面上中
央部に励振用電極を形成すると共に、前記圧電基板の厚
み滑り振動の伝搬方向端部と前記励振用電極との間に複
数の孔を設けたことを特徴とする圧電振動子である。
【００２６】請求項１４記載の発明は、前記振動子が短
冊形であって、前記複数の孔は、前記圧電基板の短辺方
向に列状に形成したことを特徴とする請求項１３記載の
圧電振動子である。
冊形であって、前記複数の孔は、前記圧電基板の短辺方
向に列状に形成したことを特徴とする請求項１３記載の
圧電振動子である。
【００２７】請求項１５記載の発明は、前記振動子が短
冊形であって、前記孔の列が、前記圧電基板の長辺と直
交する線に対し所望の角度傾斜していることを特徴とす
る請求項１４記載の圧電振動子である。
冊形であって、前記孔の列が、前記圧電基板の長辺と直
交する線に対し所望の角度傾斜していることを特徴とす
る請求項１４記載の圧電振動子である。
【００２８】請求項１６記載の発明は、前記振動子が短
冊形であって、前記孔の列が、前記圧電基板の長辺と直
交する線に対し所望の角度傾斜し、且つ、前記圧電基板
長辺方向に平行し且つ前記励振用電極のほぼ中央部を通
過する線に対して線対称に設けられていることを特徴と
する請求項１３又は１４記載の圧電振動子である。
冊形であって、前記孔の列が、前記圧電基板の長辺と直
交する線に対し所望の角度傾斜し、且つ、前記圧電基板
長辺方向に平行し且つ前記励振用電極のほぼ中央部を通
過する線に対して線対称に設けられていることを特徴と
する請求項１３又は１４記載の圧電振動子である。
【００２９】請求項１７記載の発明は、前記複数の列
が、前記圧電基板の対向する長辺から延在し、互いに間
挿するよう配置されていることを特徴とする請求項１３
又は１４記載の圧電振動子である。
が、前記圧電基板の対向する長辺から延在し、互いに間
挿するよう配置されていることを特徴とする請求項１３
又は１４記載の圧電振動子である。
【００３０】請求項１８記載の発明は、前記複数の列
が、前記圧電基板長辺から、前記圧電基板長辺に平行し
且つ前記励振用電極のほぼ中央部を通過する線付近まで
延在することを特徴とする請求項１７記載の圧電振動子
である。
が、前記圧電基板長辺から、前記圧電基板長辺に平行し
且つ前記励振用電極のほぼ中央部を通過する線付近まで
延在することを特徴とする請求項１７記載の圧電振動子
である。
【００３１】請求項１９記載の発明は、前記列が、所望
の曲率で前記励振用電極側に湾曲していることを特徴と
する請求項１４記載の圧電振動子である。
の曲率で前記励振用電極側に湾曲していることを特徴と
する請求項１４記載の圧電振動子である。
【００３２】請求項２０記載の発明は、前記孔が、千鳥
格子状に配列したことを特徴とする請求項１３記載の圧
電振動子である。
格子状に配列したことを特徴とする請求項１３記載の圧
電振動子である。
【００３３】請求項２１記載の発明は、前記列の長さ
が、前記励振用電極の長さ以上であることを特徴とする
請求項１４，１５，１６，１９記載の圧電振動子であ
る。
が、前記励振用電極の長さ以上であることを特徴とする
請求項１４，１５，１６，１９記載の圧電振動子であ
る。
【００３４】請求項２２記載の発明は、前記励振用電極
に近い前記孔の圧電基板厚さ方向の深さが、他の孔の深
さより浅いことを特徴とする請求項１３，２０記載の圧
電振動子である。
に近い前記孔の圧電基板厚さ方向の深さが、他の孔の深
さより浅いことを特徴とする請求項１３，２０記載の圧
電振動子である。
【００３５】請求項２３記載の発明は、前記励振用電極
と圧電基板長手方向端部との間の所望の位置にある複数
の孔の圧電基板厚さ方向の深さを他の孔の深さより深く
したことを特徴とする請求項１３，２０記載の圧電振動
子である。
と圧電基板長手方向端部との間の所望の位置にある複数
の孔の圧電基板厚さ方向の深さを他の孔の深さより深く
したことを特徴とする請求項１３，２０記載の圧電振動
子である。
【００３６】請求項２４記載の発明は、前記孔の圧電基
板厚さ方向の深さを、前記励振用電極に近いほど浅く、
圧電基板長手方向端部に近いほど深くしたことを特徴と
する請求項１３，２０記載の圧電振動子である。
板厚さ方向の深さを、前記励振用電極に近いほど浅く、
圧電基板長手方向端部に近いほど深くしたことを特徴と
する請求項１３，２０記載の圧電振動子である。
【００３７】請求項２５記載の発明は、前記励振用電極
に近い前記列を構成する孔の圧電基板厚さ方向の深さ
が、他の列に含まれる孔の深さより浅いことを特徴とす
る請求項１４，１５，１６，１７，１８，１９記載の圧
電振動子である。
に近い前記列を構成する孔の圧電基板厚さ方向の深さ
が、他の列に含まれる孔の深さより浅いことを特徴とす
る請求項１４，１５，１６，１７，１８，１９記載の圧
電振動子である。
【００３８】請求項２６記載の発明は、前記列を構成す
る孔の圧電基板厚さ方向の深さを、前記励振用電極に近
い列の孔ほど浅く、圧電基板長手方向端部に近い列の孔
ほど深くしたことを特徴とする請求項１４，１５，１
６，１７，１８，１９記載の圧電振動子である。
る孔の圧電基板厚さ方向の深さを、前記励振用電極に近
い列の孔ほど浅く、圧電基板長手方向端部に近い列の孔
ほど深くしたことを特徴とする請求項１４，１５，１
６，１７，１８，１９記載の圧電振動子である。
【００３９】請求項２７記載の発明は、前記励振用電極
と圧電基板長手方向端部との間の所望の位置にある列を
構成する孔の圧電基板厚さ方向の深さを他の列を構成す
る孔の深さより深くしたことを特徴とする請求項１４，
１５，１６，１９記載の圧電振動子である。
と圧電基板長手方向端部との間の所望の位置にある列を
構成する孔の圧電基板厚さ方向の深さを他の列を構成す
る孔の深さより深くしたことを特徴とする請求項１４，
１５，１６，１９記載の圧電振動子である。
【００４０】請求項２８記載の発明は、前記励振用電極
にもっとも近接した一対の列及びその次に近接した一対
の列を構成する孔の圧電基板厚さ方向の深さが、他の列
を構成する孔の深さより浅いことを特徴とする請求項１
７及び１８記載の圧電振動子である。
にもっとも近接した一対の列及びその次に近接した一対
の列を構成する孔の圧電基板厚さ方向の深さが、他の列
を構成する孔の深さより浅いことを特徴とする請求項１
７及び１８記載の圧電振動子である。
【００４１】請求項２９記載の発明は、厚み滑り振動を
主振動とする圧電振動子において、圧電基板両主面上中
央部に励振用電極を形成すると共に、前記圧電基板の厚
み滑り振動の伝搬方向端部と前記励振用電極との間に添
加物を添加したことを特徴とする圧電振動子である。
主振動とする圧電振動子において、圧電基板両主面上中
央部に励振用電極を形成すると共に、前記圧電基板の厚
み滑り振動の伝搬方向端部と前記励振用電極との間に添
加物を添加したことを特徴とする圧電振動子である。
【００４２】請求項３０記載の発明は、前記添加物を、
イオン打込み技術或は気相熱拡散技術を用いて添加した
ことを特徴とする請求項２９記載の圧電振動子である。
イオン打込み技術或は気相熱拡散技術を用いて添加した
ことを特徴とする請求項２９記載の圧電振動子である。
【００４３】請求項３１の発明は、単一のウェーハ上で
あって、圧電振動子の励振用電極と該圧電振動子個片の
長手方向端部との間に位置する部位に複数の溝または孔
を形成する工程或は添加物を添加する工程と、単一のウ
ェーハ上であって、各圧電振動子個片に対応し、圧電振
動子個片の端部或は端部付近に位置する部位にスルーホ
ールを形成する工程と、単一のウェーハ上に圧電振動子
個片の励振用電極及びリード電極を夫々複数形成する工
程と、前記スルーホールに導体膜を形成する工程と、前
記単一のウェーハを複数の圧電振動子に分割する工程と
からなることを特徴とする圧電振動子の製造方法であ
る。
あって、圧電振動子の励振用電極と該圧電振動子個片の
長手方向端部との間に位置する部位に複数の溝または孔
を形成する工程或は添加物を添加する工程と、単一のウ
ェーハ上であって、各圧電振動子個片に対応し、圧電振
動子個片の端部或は端部付近に位置する部位にスルーホ
ールを形成する工程と、単一のウェーハ上に圧電振動子
個片の励振用電極及びリード電極を夫々複数形成する工
程と、前記スルーホールに導体膜を形成する工程と、前
記単一のウェーハを複数の圧電振動子に分割する工程と
からなることを特徴とする圧電振動子の製造方法であ
る。
【００４４】請求項３２に発明は、上記溝または孔を形
成する工程と上記スルーホールを形成する工程とを同時
に行うことを特徴とする請求項３１記載の圧電振動子の
製造方法である。
成する工程と上記スルーホールを形成する工程とを同時
に行うことを特徴とする請求項３１記載の圧電振動子の
製造方法である。
【００４５】請求項３３記載の発明は、上記励振用電極
及びリード電極を形成する工程と上記スルーホールに導
体膜を形成する工程とを同時に行うことを特徴とする請
求項３１または３２記載の圧電振動子の製造方法であ
る。
及びリード電極を形成する工程と上記スルーホールに導
体膜を形成する工程とを同時に行うことを特徴とする請
求項３１または３２記載の圧電振動子の製造方法であ
る。
【００４６】
【発明の実施の形態】以下、図示した実施の形態例に基
づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る
圧電振動子の一例としてＡＴカット水晶振動子を示す図
であって、図１（ａ）は水晶振動子１の斜視図、図１
（ｂ）は前記水晶振動子１をパッケージ２本体内に実装
した状態を示す斜視図、図１（ｃ）はそのＡ−Ａ断面図
である。この水晶振動子１は、短冊平板状のＡＴカット
水晶基板の両主面に励振用電極３及びリード電極４を導
電性材料膜にて形成すると共に、パッケージ開口側のＡ
Ｔカット水晶基板主面上リード電極４が延出する基板端
部に切欠き部を設けた凹所５の内壁にリード電極４と接
続する導体膜６を有している。導体膜６はリード電極４
の延長上にあって反対側の主面にまで到達している。凹
所５をスルーホール７とすることによって上側のリード
電極４を下面付近にまで延在することができる。
づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る
圧電振動子の一例としてＡＴカット水晶振動子を示す図
であって、図１（ａ）は水晶振動子１の斜視図、図１
（ｂ）は前記水晶振動子１をパッケージ２本体内に実装
した状態を示す斜視図、図１（ｃ）はそのＡ−Ａ断面図
である。この水晶振動子１は、短冊平板状のＡＴカット
水晶基板の両主面に励振用電極３及びリード電極４を導
電性材料膜にて形成すると共に、パッケージ開口側のＡ
Ｔカット水晶基板主面上リード電極４が延出する基板端
部に切欠き部を設けた凹所５の内壁にリード電極４と接
続する導体膜６を有している。導体膜６はリード電極４
の延長上にあって反対側の主面にまで到達している。凹
所５をスルーホール７とすることによって上側のリード
電極４を下面付近にまで延在することができる。
【００４７】更に、前記励振用電極３とＡＴカット水晶
基板長手方向端部との間に、前記基板長手方向端部と平
行な励振用電極辺８に平行に複数の溝９を形成してい
る。これらの溝の深さは、前記励振用電極から前記基板
長手方向端部に向かって徐々に深くなっている。
基板長手方向端部との間に、前記基板長手方向端部と平
行な励振用電極辺８に平行に複数の溝９を形成してい
る。これらの溝の深さは、前記励振用電極から前記基板
長手方向端部に向かって徐々に深くなっている。
【００４８】尚、前記スルーホール７は図２に示すよう
な実施形態を用いてもよい。図２（ａ）は、水晶振動子
１４の斜視図であって励振用電極１０とＡＴカット水晶
基板長手方向端部との間に穴状のスルーホール１１を設
けて前記励振用電極１０からリード電極１２を当該スル
ーホール１１まで延出し、他方の面に貫通したスルーホ
ール１１内に形成した導体膜１３に接続している。図２
（ｂ）は、水晶振動子１４をパッケージ１５本体内に実
装した状態を示す斜視図、図２（ｃ）はそのＡ−Ａ断面
図である。
な実施形態を用いてもよい。図２（ａ）は、水晶振動子
１４の斜視図であって励振用電極１０とＡＴカット水晶
基板長手方向端部との間に穴状のスルーホール１１を設
けて前記励振用電極１０からリード電極１２を当該スル
ーホール１１まで延出し、他方の面に貫通したスルーホ
ール１１内に形成した導体膜１３に接続している。図２
（ｂ）は、水晶振動子１４をパッケージ１５本体内に実
装した状態を示す斜視図、図２（ｃ）はそのＡ−Ａ断面
図である。
【００４９】前記穴状のスルーホール１１を水晶基板の
両端側付近に設け、下面側のリード電極を上面まで延在
するようにすれば、水晶振動子１４をパッケージ１５本
体内に実装する際に上下の方向性がなくなり、いずれの
面を下向きにしても接続できるようになるので作業性が
向上する。尚、図１に示した凹陥状のスルーホール７を
水晶基板両端側に設け、水晶振動子の上下方向性をなく
すことも可能である。
両端側付近に設け、下面側のリード電極を上面まで延在
するようにすれば、水晶振動子１４をパッケージ１５本
体内に実装する際に上下の方向性がなくなり、いずれの
面を下向きにしても接続できるようになるので作業性が
向上する。尚、図１に示した凹陥状のスルーホール７を
水晶基板両端側に設け、水晶振動子の上下方向性をなく
すことも可能である。
【００５０】図１（ｂ）のパッケージ２内に形成された
凹陥部の段差上に形成されたパッド１６に対して各リー
ド電極４を接続する際には、水晶基板下面に形成したリ
ード電極４についてはパッド１６に載置して導電性接着
剤或は半田（バインダ）にて接続を行い、上側のリード
電極４についてはスルーホール７内の導電膜６と他方の
パッド１７とを導電性接着剤等１８により接続する。従
って、上下のリード電極４を各パッド１６，１７に対し
て接続する作業において、夫々一回の導電性接着剤等１
８の塗布により完了できるので生産性を向上することが
できる。
凹陥部の段差上に形成されたパッド１６に対して各リー
ド電極４を接続する際には、水晶基板下面に形成したリ
ード電極４についてはパッド１６に載置して導電性接着
剤或は半田（バインダ）にて接続を行い、上側のリード
電極４についてはスルーホール７内の導電膜６と他方の
パッド１７とを導電性接着剤等１８により接続する。従
って、上下のリード電極４を各パッド１６，１７に対し
て接続する作業において、夫々一回の導電性接着剤等１
８の塗布により完了できるので生産性を向上することが
できる。
【００５１】ここで、ＡＴカット水晶基板上に形成した
複数の溝について、以下詳細に説明する。図１及び図２
に示した水晶振動子は、平行平板の水晶基板の両主面の
中央部に配置された励振用電極と水晶基板長手方向端部
との間に、所定の間隔で複数個の溝９が形成されてい
る。当該溝９は、水晶基板にフォトリソグラフィ技法と
エッチング技法とを用いて形成しており、溝９の深さを
基板の長手方向端部へ近づくほど深くした構造としてい
る。
複数の溝について、以下詳細に説明する。図１及び図２
に示した水晶振動子は、平行平板の水晶基板の両主面の
中央部に配置された励振用電極と水晶基板長手方向端部
との間に、所定の間隔で複数個の溝９が形成されてい
る。当該溝９は、水晶基板にフォトリソグラフィ技法と
エッチング技法とを用いて形成しており、溝９の深さを
基板の長手方向端部へ近づくほど深くした構造としてい
る。
【００５２】上述した構造とすることにより図３（ａ）
に示すように、水晶基板２０（実線で示した）は点線で
示したバイベベル構造１９の水晶基板と擬似的に等価と
なり、水晶基板端部への主振動モード（ここでは、厚み
すべり振動モード）の振動エネルギーの漏洩を防止し、
スプリアスの要因となる副振動モードを抑圧せしめ、励
振用電極部直下に主振動モードの振動エネルギーを閉じ
込めることができる。
に示すように、水晶基板２０（実線で示した）は点線で
示したバイベベル構造１９の水晶基板と擬似的に等価と
なり、水晶基板端部への主振動モード（ここでは、厚み
すべり振動モード）の振動エネルギーの漏洩を防止し、
スプリアスの要因となる副振動モードを抑圧せしめ、励
振用電極部直下に主振動モードの振動エネルギーを閉じ
込めることができる。
【００５３】尚、図３（ｂ）に示すように、複数個設け
た溝のうち励振用電極３に近接した溝２１を除いて、少
なくとも一の溝２２の深さを他の溝の深さより深くし
て、点線２３で示した如く所定の部位を絞り込んだ構造
としても良い。この場合、溝が深い部位で振動エネルギ
ーを閉じ込めることができる。また、こうした構造とす
ることにより水晶基板長手方向端部に近接した溝２４に
おいて、導電性接着剤等の励振用電極３への流れ込みを
防ぐことができるという効果も得られる。
た溝のうち励振用電極３に近接した溝２１を除いて、少
なくとも一の溝２２の深さを他の溝の深さより深くし
て、点線２３で示した如く所定の部位を絞り込んだ構造
としても良い。この場合、溝が深い部位で振動エネルギ
ーを閉じ込めることができる。また、こうした構造とす
ることにより水晶基板長手方向端部に近接した溝２４に
おいて、導電性接着剤等の励振用電極３への流れ込みを
防ぐことができるという効果も得られる。
【００５４】ここで、互いに深さの異なる複数の溝を一
括処理にてフォトリソグラフィ技法とエッチング技法に
より形成する手段について詳細に述べる。水晶基板は、
結晶軸方向により異方性を有するため、図４（ａ）に示
すようにエッチングを行い溝を形成したとき、Ｘ軸方向
に溝の断面を観察すると溝の側壁２５，２６の傾斜度
は、エッチング終点で夫々θ１，θ２となる性質を有し
ている。
括処理にてフォトリソグラフィ技法とエッチング技法に
より形成する手段について詳細に述べる。水晶基板は、
結晶軸方向により異方性を有するため、図４（ａ）に示
すようにエッチングを行い溝を形成したとき、Ｘ軸方向
に溝の断面を観察すると溝の側壁２５，２６の傾斜度
は、エッチング終点で夫々θ１，θ２となる性質を有し
ている。
【００５５】図４（ｂ）に示す如く溝側壁の傾斜度は、
フォトリソグラフィ技法で形成した保護膜２７で覆われ
ていないエッチングすべき開口幅ｓの部位をエッチング
する過程で傾斜度θ１，θ２が形成されるまで、深さ
（水晶基板厚さ）方向に向かってエッチングは進行し、
深さｄの点Ｃに到達したとき、つまり傾斜度θ１＝ｔａ
ｎ−１（ＣＰ／ＡＰ），θ２＝ｔａｎ−１（ＣＱ／Ｂ
Ｑ）の側壁２５，２６の形成が完了した時点でエッチン
グの終点となり、それ以降はエッチングは進行しない。
フォトリソグラフィ技法で形成した保護膜２７で覆われ
ていないエッチングすべき開口幅ｓの部位をエッチング
する過程で傾斜度θ１，θ２が形成されるまで、深さ
（水晶基板厚さ）方向に向かってエッチングは進行し、
深さｄの点Ｃに到達したとき、つまり傾斜度θ１＝ｔａ
ｎ−１（ＣＰ／ＡＰ），θ２＝ｔａｎ−１（ＣＱ／Ｂ
Ｑ）の側壁２５，２６の形成が完了した時点でエッチン
グの終点となり、それ以降はエッチングは進行しない。
【００５６】即ち、開口幅ｓの大きさによって側壁の形
成時間（エッチング終点時間）が異なるため、それによ
って深さｄが変わってくる。
成時間（エッチング終点時間）が異なるため、それによ
って深さｄが変わってくる。
【００５７】本願出願人は、この性質に着眼してエネル
ギー閉じ込め型水晶振動子の設計に際し、図４（ａ）に
示す如く開口幅ｓ１≠ｓ２とすれば、深さｄ１≠ｄ２と
なることを利用して、深さの相異なる複数の溝をフォト
リソグラフィ技法とエッチング技法を用いて一括処理す
ることを可能せしめ、所望の特性を満足する水晶振動子
の実現に至った。
ギー閉じ込め型水晶振動子の設計に際し、図４（ａ）に
示す如く開口幅ｓ１≠ｓ２とすれば、深さｄ１≠ｄ２と
なることを利用して、深さの相異なる複数の溝をフォト
リソグラフィ技法とエッチング技法を用いて一括処理す
ることを可能せしめ、所望の特性を満足する水晶振動子
の実現に至った。
【００５８】以下に、水晶基板上に溝をフォトリソグラ
フィ技法とエッチング技法とにより一括形成する手法に
ついて図５を用いて説明する。水晶基板２８を用意し
（図５（ａ））、両主面上に保護膜２９を塗布する（図
５（ｂ））。フォトリソグラフィにより溝に対応する部
位に穴３０の開いたマスク等の露光手段３１を用いて保
護膜２９を露光し（図５（ｃ））、現像を行い溝を形成
する所定の部位のみ水晶基板を露出させる（図５
（ｄ））。エッチングにより複数の溝３２を一括形成し
（図５（ｅ））、保護膜２９を剥離する（図５
（ｆ））。
フィ技法とエッチング技法とにより一括形成する手法に
ついて図５を用いて説明する。水晶基板２８を用意し
（図５（ａ））、両主面上に保護膜２９を塗布する（図
５（ｂ））。フォトリソグラフィにより溝に対応する部
位に穴３０の開いたマスク等の露光手段３１を用いて保
護膜２９を露光し（図５（ｃ））、現像を行い溝を形成
する所定の部位のみ水晶基板を露出させる（図５
（ｄ））。エッチングにより複数の溝３２を一括形成し
（図５（ｅ））、保護膜２９を剥離する（図５
（ｆ））。
【００５９】ここで、前述の水晶基板のエッチングの性
質を更に応用し、励振用電極から延出したリード電極を
他方の面へ導出するためのスルーホールの形成も前述の
溝形成工程にて一括形成にて処理することができる。即
ち、図６に示す如く、上述の水晶基板のエッチングの性
質を考慮して、溝幅ｓに対してスルーホール３３の開口
断面幅ｔを、ｓ＜＜ｔとすれば、水晶基板の両主面から
エッチングを同時または交互に行うことによって、水晶
基板厚さ方向の中心で夫々のスルーホール形成部位に形
成される凹陥底部を互いに到達させ貫通させることがで
きる。
質を更に応用し、励振用電極から延出したリード電極を
他方の面へ導出するためのスルーホールの形成も前述の
溝形成工程にて一括形成にて処理することができる。即
ち、図６に示す如く、上述の水晶基板のエッチングの性
質を考慮して、溝幅ｓに対してスルーホール３３の開口
断面幅ｔを、ｓ＜＜ｔとすれば、水晶基板の両主面から
エッチングを同時または交互に行うことによって、水晶
基板厚さ方向の中心で夫々のスルーホール形成部位に形
成される凹陥底部を互いに到達させ貫通させることがで
きる。
【００６０】前記スルーホール３３が形成されるまでに
は、溝３２は溝幅ｓがスルーホール開口幅ｔに比して極
めて小さいので、所定の傾斜度θｓをもって既にエッチ
ング終点に到達しているので、溝３２とスルーホール３
３は一括形成にて処理が可能となる。尚、溝３２の側壁
傾斜度θｓとスルーホール３３の側壁傾斜度θｔとの関
係は、θｓ＝θｔであることは言うまでもない。
は、溝３２は溝幅ｓがスルーホール開口幅ｔに比して極
めて小さいので、所定の傾斜度θｓをもって既にエッチ
ング終点に到達しているので、溝３２とスルーホール３
３は一括形成にて処理が可能となる。尚、溝３２の側壁
傾斜度θｓとスルーホール３３の側壁傾斜度θｔとの関
係は、θｓ＝θｔであることは言うまでもない。
【００６１】次に、図７及び図８を用いて本発明に係る
水晶振動子の他の実施例について説明する。図７（ａ）
は、励振用電極辺３４にほぼ平行な溝３５であって溝３
５の長さを電極辺３４以上としたパターン、図７（ｂ）
は、圧電基板長辺と直交する線から、圧電基板長手方向
端部３７に向けて所望の角度傾斜して形成した溝３８の
パターン、図７（ｃ）は、圧電基板主面上で圧電基板長
辺３６と直交する線から、圧電基板長手方向端部３７に
向けて所望の角度傾斜し、且つ、圧電基板長手方向に平
行し、励振用電極のほぼ中央を通過する線に対して線対
称となるよう形成した溝３９のパターン、図７（ｄ）
は、圧電基板の対向する長辺３６から延在し、且つ、圧
電基板長手方向端部３７に向けて所望の角度傾斜させて
互いに間挿するように形成した溝４０のパターン、図７
（ｅ）は、圧電基板短辺の二等分線３８上の所望部位か
ら所望の曲率で励振用電極３側に湾曲して形成した溝４
１のパターンである。
水晶振動子の他の実施例について説明する。図７（ａ）
は、励振用電極辺３４にほぼ平行な溝３５であって溝３
５の長さを電極辺３４以上としたパターン、図７（ｂ）
は、圧電基板長辺と直交する線から、圧電基板長手方向
端部３７に向けて所望の角度傾斜して形成した溝３８の
パターン、図７（ｃ）は、圧電基板主面上で圧電基板長
辺３６と直交する線から、圧電基板長手方向端部３７に
向けて所望の角度傾斜し、且つ、圧電基板長手方向に平
行し、励振用電極のほぼ中央を通過する線に対して線対
称となるよう形成した溝３９のパターン、図７（ｄ）
は、圧電基板の対向する長辺３６から延在し、且つ、圧
電基板長手方向端部３７に向けて所望の角度傾斜させて
互いに間挿するように形成した溝４０のパターン、図７
（ｅ）は、圧電基板短辺の二等分線３８上の所望部位か
ら所望の曲率で励振用電極３側に湾曲して形成した溝４
１のパターンである。
【００６２】図８（ａ）は、圧電基板長手方向端部３７
と前記励振用電極３との間に複数の孔４２を設け、孔４
２が短辺３７方向に列状になっているパターン、図８
（ｂ）は、圧電基板長辺３６と直交する線から、圧電基
板長手方向端部３７に向けて所望の角度傾斜して形成し
た列状の孔４３のパターン、図８（ｃ）は、圧電基板長
辺３６と直交する線から、圧電基板長手方向端部３７に
向けて所望の角度傾斜し、且つ、圧電基板長手方向に平
行し、励振用電極３のほぼ中央部を通過する線に対して
線対称となるよう形成した列状の孔４４のパターン、図
８（ｄ）は、圧電基板長辺３６から延在し、且つ、圧電
基板長手方向端部３７に向けて所望の角度傾斜させて互
いに間挿するように形成した列状の孔４５のパターン、
図８（ｅ）は、圧電基板短辺３７の二等分線上の所望部
位から所望の曲率で前記励振用電極３側に湾曲して形成
した列状の孔４６のパターン、図８（ｆ）は、圧電基板
長手方向端部３７と前記励振用電極３との間に千鳥格子
状に配列してなる複数の列状の孔４７からなるパター
ン、図８（ｇ）は、圧電基板長手方向端部３７と前記励
振用電極３との間にランダムに形成した孔４８からなる
パターンである。
と前記励振用電極３との間に複数の孔４２を設け、孔４
２が短辺３７方向に列状になっているパターン、図８
（ｂ）は、圧電基板長辺３６と直交する線から、圧電基
板長手方向端部３７に向けて所望の角度傾斜して形成し
た列状の孔４３のパターン、図８（ｃ）は、圧電基板長
辺３６と直交する線から、圧電基板長手方向端部３７に
向けて所望の角度傾斜し、且つ、圧電基板長手方向に平
行し、励振用電極３のほぼ中央部を通過する線に対して
線対称となるよう形成した列状の孔４４のパターン、図
８（ｄ）は、圧電基板長辺３６から延在し、且つ、圧電
基板長手方向端部３７に向けて所望の角度傾斜させて互
いに間挿するように形成した列状の孔４５のパターン、
図８（ｅ）は、圧電基板短辺３７の二等分線上の所望部
位から所望の曲率で前記励振用電極３側に湾曲して形成
した列状の孔４６のパターン、図８（ｆ）は、圧電基板
長手方向端部３７と前記励振用電極３との間に千鳥格子
状に配列してなる複数の列状の孔４７からなるパター
ン、図８（ｇ）は、圧電基板長手方向端部３７と前記励
振用電極３との間にランダムに形成した孔４８からなる
パターンである。
【００６３】ここで、前述の変形実施例で示したＡＴカ
ット水晶基板上に形成する溝または孔のパターンの深さ
は、図９（ａ）に示す如く溝または孔の深さｄ１を一定
とした構造や、図９（ｂ）に示す如く励振用電極３にも
っとも近接した溝または孔の深さｄ２を他の溝より浅い
ことを特徴とした構造や、図９（ｃ）に示す如く励振用
電極３から水晶基板長手方向端部３７に向かって溝また
は孔の深さを暫時大きくした（ｄ３＜ｄ４＜ｄ５）こと
を特徴とした構造が考えられる。
ット水晶基板上に形成する溝または孔のパターンの深さ
は、図９（ａ）に示す如く溝または孔の深さｄ１を一定
とした構造や、図９（ｂ）に示す如く励振用電極３にも
っとも近接した溝または孔の深さｄ２を他の溝より浅い
ことを特徴とした構造や、図９（ｃ）に示す如く励振用
電極３から水晶基板長手方向端部３７に向かって溝また
は孔の深さを暫時大きくした（ｄ３＜ｄ４＜ｄ５）こと
を特徴とした構造が考えられる。
【００６４】尚、図８（ｇ）のランダムに設けた孔４８
の場合、その孔４８の深さは、図１０（ａ）に示すよう
に圧電基板短辺３７方向の励振用電極３の端部に平行な
位置４９を基準とし、該基準位置４９から孔の中心まで
の距離ｘにおいて、当該距離が圧電基板長手方向端部に
近づくにしたがって、図１０（ｂ）の如く孔の深さｙを
適宜設定すれば良い。
の場合、その孔４８の深さは、図１０（ａ）に示すよう
に圧電基板短辺３７方向の励振用電極３の端部に平行な
位置４９を基準とし、該基準位置４９から孔の中心まで
の距離ｘにおいて、当該距離が圧電基板長手方向端部に
近づくにしたがって、図１０（ｂ）の如く孔の深さｙを
適宜設定すれば良い。
【００６５】また、上記変形実施例における溝または孔
の形成においても、水晶基板にフォトリソグラフィ技法
とエッチング技法とを用いれば容易に形成することがで
きるは言うまでもない。
の形成においても、水晶基板にフォトリソグラフィ技法
とエッチング技法とを用いれば容易に形成することがで
きるは言うまでもない。
【００６６】更に、エネルギー閉じ込め型振動子の設計
にあたって、上述の溝または孔のパターンの選定及び溝
または孔の深さの設定は、エネルギー閉じ込めに要する
励振用電極の電極膜厚や電極寸法を考慮して、設計者の
設計思想に基づいて適宜設定すれば良い。
にあたって、上述の溝または孔のパターンの選定及び溝
または孔の深さの設定は、エネルギー閉じ込めに要する
励振用電極の電極膜厚や電極寸法を考慮して、設計者の
設計思想に基づいて適宜設定すれば良い。
【００６７】上述の如く、溝または孔の加工をフォトリ
ソグラフィ技法とエッチング技法を用いることにより、
当該溝または孔の寸法や位置を高精度に形成せしめ、更
に量産においても好適な加工手段であるので、従来の小
型水晶基板の面取り加工に比して加工バラツキを極めて
抑制することができ、且つ、再現性も優れているので、
水晶振動子の共振特性や温度特性等の諸特性のバラツキ
や等価回路定数値のバラツキも低減することができる。
ソグラフィ技法とエッチング技法を用いることにより、
当該溝または孔の寸法や位置を高精度に形成せしめ、更
に量産においても好適な加工手段であるので、従来の小
型水晶基板の面取り加工に比して加工バラツキを極めて
抑制することができ、且つ、再現性も優れているので、
水晶振動子の共振特性や温度特性等の諸特性のバラツキ
や等価回路定数値のバラツキも低減することができる。
【００６８】次に、励振用電極と水晶基板長手方向端部
との間に添加物（dopant）を添加する（doping）ことに
より水晶基板の励振用電極直下の振動領域にエネルギー
を閉じ込める手法について以下説明する。
との間に添加物（dopant）を添加する（doping）ことに
より水晶基板の励振用電極直下の振動領域にエネルギー
を閉じ込める手法について以下説明する。
【００６９】ＡＴカット水晶振動子の励振用電極へ電圧
を印加すると、その振動レスポンスには、主振動モード
である厚味滑り振動とスプリアスの要因となる輪郭滑り
振動等の副振動モードとが混在するという問題があり、
これを解決するためにＡＴカット水晶基板の一部分にの
み励振用電極を形成し、且つ、ＡＴカット水晶基板の、
特に小型の水晶基板において励振用電極と基板長手方向
端部との間に溝または孔を設けることによって、励振用
電極直下に主振動のエネルギーを閉じ込め、副振動モー
ドを抑圧せしめた優れた水晶振動子を実現し得るのは前
述の通りである。
を印加すると、その振動レスポンスには、主振動モード
である厚味滑り振動とスプリアスの要因となる輪郭滑り
振動等の副振動モードとが混在するという問題があり、
これを解決するためにＡＴカット水晶基板の一部分にの
み励振用電極を形成し、且つ、ＡＴカット水晶基板の、
特に小型の水晶基板において励振用電極と基板長手方向
端部との間に溝または孔を設けることによって、励振用
電極直下に主振動のエネルギーを閉じ込め、副振動モー
ドを抑圧せしめた優れた水晶振動子を実現し得るのは前
述の通りである。
【００７０】本願出願人は、更に本願発明に係る他の実
施例として、図１１に示すように気相熱拡散技術やＬＳ
Ｉの製造等で広く用いられているイオン打込み（Ion Im
plantation ）技術を応用して、励振用電極３と水晶基
板長手方向端部３７との間にドーピング層５０を形成す
ることによって、励振用電極直下に主振動のエネルギー
を閉じ込め、副振動を抑圧した水晶振動子が実現できる
ことに思い至った。
施例として、図１１に示すように気相熱拡散技術やＬＳ
Ｉの製造等で広く用いられているイオン打込み（Ion Im
plantation ）技術を応用して、励振用電極３と水晶基
板長手方向端部３７との間にドーピング層５０を形成す
ることによって、励振用電極直下に主振動のエネルギー
を閉じ込め、副振動を抑圧した水晶振動子が実現できる
ことに思い至った。
【００７１】ここでは、イオン打込みを用いたドーピン
グ層５０の形成について以下詳細に説明する。イオン打
込み技術は、添加物をイオン化し更にそれを加速してイ
オンビームとしてＬＳＩで用いられるシリコン等の基板
中へ叩き込む技術であって、イオンビームのエネルギー
を数百ｅＶ以上とすると基板へ照射されたイオンは表面
層に入り込み、基板表面の原子を真空中へたたき出す、
所謂スパッタリング現象が発生する。更に、加速電圧を
上昇させていくと、イオンは基板表面から基板厚さ方向
へ更に深くまで入り込んでいく。
グ層５０の形成について以下詳細に説明する。イオン打
込み技術は、添加物をイオン化し更にそれを加速してイ
オンビームとしてＬＳＩで用いられるシリコン等の基板
中へ叩き込む技術であって、イオンビームのエネルギー
を数百ｅＶ以上とすると基板へ照射されたイオンは表面
層に入り込み、基板表面の原子を真空中へたたき出す、
所謂スパッタリング現象が発生する。更に、加速電圧を
上昇させていくと、イオンは基板表面から基板厚さ方向
へ更に深くまで入り込んでいく。
【００７２】イオン打込み装置は、質量分析計が付いて
いるので特定のイオン種だけを選択して打込むことがで
きるので、同一の添加物元素に対して、打込み深さや量
に応じて異なるイオン種を選択できる。また、打込まれ
るイオンの量もイオン電流として、基板に流れる電流を
測定することで正確に求められ、打込み深さもイオン種
と加速電圧で決まるので、添加物の量及び深さ共に制御
できる。従って、水晶振動子の量産工程においてもイオ
ン打込み手法は好適な工法である。
いるので特定のイオン種だけを選択して打込むことがで
きるので、同一の添加物元素に対して、打込み深さや量
に応じて異なるイオン種を選択できる。また、打込まれ
るイオンの量もイオン電流として、基板に流れる電流を
測定することで正確に求められ、打込み深さもイオン種
と加速電圧で決まるので、添加物の量及び深さ共に制御
できる。従って、水晶振動子の量産工程においてもイオ
ン打込み手法は好適な工法である。
【００７３】ＡＴカット水晶基板の励振用電極３と水晶
基板長手方向端部３７との間にドーピング層５０を形成
するには、先ず、ＡＴカット水晶基板主面上へ保護膜を
塗布し、フォトリソグラフィ技法によりドーピング層形
成領域のみ水晶基板を露出させる。ボロン（Ｂ）やリン
（Ｐ）等の添加物を適宜選定し、イオン打込みによりド
ーピングを行いドーピング層を形成後保護膜を剥離す
る。
基板長手方向端部３７との間にドーピング層５０を形成
するには、先ず、ＡＴカット水晶基板主面上へ保護膜を
塗布し、フォトリソグラフィ技法によりドーピング層形
成領域のみ水晶基板を露出させる。ボロン（Ｂ）やリン
（Ｐ）等の添加物を適宜選定し、イオン打込みによりド
ーピングを行いドーピング層を形成後保護膜を剥離す
る。
【００７４】前述の処理を行うことによって、図１１に
示すように励振用電極直下のＡＴカット水晶基板の両側
に形成されたドーピング層５０により主振動モードのエ
ネルギーのみを前記励振用電極直下領域に閉じ込めるこ
とができ、副振動モードは抑圧され、優れた振動特性を
備えた水晶振動子５１を実現することができる。
示すように励振用電極直下のＡＴカット水晶基板の両側
に形成されたドーピング層５０により主振動モードのエ
ネルギーのみを前記励振用電極直下領域に閉じ込めるこ
とができ、副振動モードは抑圧され、優れた振動特性を
備えた水晶振動子５１を実現することができる。
【００７５】尚、前述した図１１の水晶振動子５１は、
励振用電極３とドーピング層５０の境界付近で波動を反
射させ所望のエネルギーを閉じ込めた構造としている
が、他の実施例として、所望のエネルギーを閉じ込め、
面取り加工と同等の効果を得るためにドーピング層形成
領域の断面の深さを溝や孔を形成した場合と等価となる
よう設定してもよい。即ち、溝や孔に代えてドーピング
層形成領域を形成することにより、溝や孔を設けた場合
と同様の効果を得ることができる。
励振用電極３とドーピング層５０の境界付近で波動を反
射させ所望のエネルギーを閉じ込めた構造としている
が、他の実施例として、所望のエネルギーを閉じ込め、
面取り加工と同等の効果を得るためにドーピング層形成
領域の断面の深さを溝や孔を形成した場合と等価となる
よう設定してもよい。即ち、溝や孔に代えてドーピング
層形成領域を形成することにより、溝や孔を設けた場合
と同様の効果を得ることができる。
【００７６】次に、上述した如き本発明に係る水晶振動
子の製造方法について図１２に基づいて説明する。尚、
ここで一例として図１に示したＡＴカット水晶振動子を
製造する方法について図示説明するが、図１以外に示し
た溝または孔を形成した水晶基板を有する水晶振動子に
ついての製造手順は図１の水晶振動子の製造手順に準じ
るものである。
子の製造方法について図１２に基づいて説明する。尚、
ここで一例として図１に示したＡＴカット水晶振動子を
製造する方法について図示説明するが、図１以外に示し
た溝または孔を形成した水晶基板を有する水晶振動子に
ついての製造手順は図１の水晶振動子の製造手順に準じ
るものである。
【００７７】先ず、図１２（ａ）の如く個片５２となる
部分が未分離で複数連結された状態にある単一のウェー
ハ５３を準備する。図１２（ｂ）は、単一のウェーハ５
３上の各個片５２の励振用電極３と該個片の長手方向端
部３７との間に位置する部位に複数の溝９をフォトリソ
グラフィ技法とエッチング技法により形成する工程であ
る。図１２（ｃ）は、単一のウェーハ５３上であって、
各個片５２に対応し個片５２の端部３７に位置する部位
にスルーホール７を形成する工程である。スルーホール
７の位置は各個片において定められた位置とする。この
例では各個片５２間の境界線５４に沿った位置とする。
部分が未分離で複数連結された状態にある単一のウェー
ハ５３を準備する。図１２（ｂ）は、単一のウェーハ５
３上の各個片５２の励振用電極３と該個片の長手方向端
部３７との間に位置する部位に複数の溝９をフォトリソ
グラフィ技法とエッチング技法により形成する工程であ
る。図１２（ｃ）は、単一のウェーハ５３上であって、
各個片５２に対応し個片５２の端部３７に位置する部位
にスルーホール７を形成する工程である。スルーホール
７の位置は各個片において定められた位置とする。この
例では各個片５２間の境界線５４に沿った位置とする。
【００７８】図１２（ｄ）は、電極形状がかたどられた
マスク等の手段を用いた真空蒸着やスパッタ成膜、或は
フォトリソグラフィ技法等を用いて、励振用電極３、該
励振用電極３から延出するリード電極４を形成する工程
である。尚、この工程と同時に、或は前後してスルーホ
ールの内壁の適所に導体膜６を形成して一方のリード電
極４との導通を確保する。
マスク等の手段を用いた真空蒸着やスパッタ成膜、或は
フォトリソグラフィ技法等を用いて、励振用電極３、該
励振用電極３から延出するリード電極４を形成する工程
である。尚、この工程と同時に、或は前後してスルーホ
ールの内壁の適所に導体膜６を形成して一方のリード電
極４との導通を確保する。
【００７９】図１２（ｅ）は、複数の個片５２が連結さ
れた単一のウェーハ５３をダイシング・ソー等の切断手
段を用いて個片５２に分割する工程である。斯かる製造
手順により図に示したＡＴカット水晶振動子５２（１）
が完成する。
れた単一のウェーハ５３をダイシング・ソー等の切断手
段を用いて個片５２に分割する工程である。斯かる製造
手順により図に示したＡＴカット水晶振動子５２（１）
が完成する。
【００８０】図２のような点対称に位置する２つの穴状
のスルーホールを有する水晶振動子の場合には、個片を
複数連結した単一ウェーハの各個片の境界線５４上から
内側寄りの位置にスルーホール１１を形成することとな
る。更に、図１２（ｂ）の溝または孔の形成工程と図１
２（ｃ）のスルーホールの形成とを同時に行うことは前
述の通り水晶基板のエッチングの性質を利用することに
より可能であり、リードタイム短縮に寄与する。
のスルーホールを有する水晶振動子の場合には、個片を
複数連結した単一ウェーハの各個片の境界線５４上から
内側寄りの位置にスルーホール１１を形成することとな
る。更に、図１２（ｂ）の溝または孔の形成工程と図１
２（ｃ）のスルーホールの形成とを同時に行うことは前
述の通り水晶基板のエッチングの性質を利用することに
より可能であり、リードタイム短縮に寄与する。
【００８１】また、図１１に示すような励振用電極３と
水晶基板長手方向端部３７との間にドーピング層５０を
形成した水晶振動子５１の場合には、図１２（ｂ）の溝
または孔の形成工程を水晶基板の励振用電極３と水晶基
板長手方向端部３７との間に添加物をイオン打込み装置
により添加する工程に置き換えれば良い。尚、斯かるド
ーピング層５０の形成工程は、図１２（ｃ）のスルーホ
ール形成工程と前後してもかまわない。
水晶基板長手方向端部３７との間にドーピング層５０を
形成した水晶振動子５１の場合には、図１２（ｂ）の溝
または孔の形成工程を水晶基板の励振用電極３と水晶基
板長手方向端部３７との間に添加物をイオン打込み装置
により添加する工程に置き換えれば良い。尚、斯かるド
ーピング層５０の形成工程は、図１２（ｃ）のスルーホ
ール形成工程と前後してもかまわない。
【００８２】上述したごとき本発明に係る水晶振動子
は、今日の小型の水晶振動子に用いられる小型の水晶基
板に面取り加工と同等な溝または孔加工をフォトリソグ
ラフィ技法とエッチング技法とにより、高精度にバラツ
キ無く、且つ、安定した再現性とによって実現し得るの
で、共振特性や温度特性等の諸特性及び等価回路定数値
のバラツキを抑制せしめたエネルギー閉じ込め型水晶振
動子を提供できる。
は、今日の小型の水晶振動子に用いられる小型の水晶基
板に面取り加工と同等な溝または孔加工をフォトリソグ
ラフィ技法とエッチング技法とにより、高精度にバラツ
キ無く、且つ、安定した再現性とによって実現し得るの
で、共振特性や温度特性等の諸特性及び等価回路定数値
のバラツキを抑制せしめたエネルギー閉じ込め型水晶振
動子を提供できる。
【００８３】また、励振用電極と水晶基板長手方向端部
との間にドーピング層を形成することによって、励振用
電極直下に主振動のエネルギーのみを閉じ込めることが
可能となったので、上述と同様に共振特性や温度特性等
の諸特性及び等価回路定数値のバラツキを抑制せしめた
エネルギー閉じ込め型水晶振動子を提供できる。
との間にドーピング層を形成することによって、励振用
電極直下に主振動のエネルギーのみを閉じ込めることが
可能となったので、上述と同様に共振特性や温度特性等
の諸特性及び等価回路定数値のバラツキを抑制せしめた
エネルギー閉じ込め型水晶振動子を提供できる。
【００８４】更に、本発明に係る水晶振動子の製造方法
は量産において極めて好適であり、バラツキが無く歩留
りも高いので、量産性の極めて高い製造方法を提供でき
る。
は量産において極めて好適であり、バラツキが無く歩留
りも高いので、量産性の極めて高い製造方法を提供でき
る。
【００８５】以上、ＡＴカット水晶基板を用いた圧電振
動子及びその製造方法を本発明の実施例として説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、他の圧電
材料、例えばランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）
や四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、圧電セラミッ
ク基板などの圧電材料についても本発明を適用すること
ができるのは言うまでもない。
動子及びその製造方法を本発明の実施例として説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、他の圧電
材料、例えばランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）
や四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、圧電セラミッ
ク基板などの圧電材料についても本発明を適用すること
ができるのは言うまでもない。
【００８６】
【発明の効果】本発明に係る圧電振動子及びその製造方
法は、以上説明した如く構成したので下記の如く優れた
効果を奏する。請求項１乃至２８の発明は、今日の小型
の圧電振動子に用いられる小型の圧電基板に面取り加工
と同等な溝または孔加工をフォトリソグラフィ技法とエ
ッチング技法とにより、高精度にバラツキ無く、且つ、
安定した再現性とによって実現し得るので、共振特性や
温度特性等の諸特性及び等価回路定数値のバラツキを抑
制せしめたエネルギー閉じ込め型圧電振動子を提供でき
るという優れた効果を奏する。
法は、以上説明した如く構成したので下記の如く優れた
効果を奏する。請求項１乃至２８の発明は、今日の小型
の圧電振動子に用いられる小型の圧電基板に面取り加工
と同等な溝または孔加工をフォトリソグラフィ技法とエ
ッチング技法とにより、高精度にバラツキ無く、且つ、
安定した再現性とによって実現し得るので、共振特性や
温度特性等の諸特性及び等価回路定数値のバラツキを抑
制せしめたエネルギー閉じ込め型圧電振動子を提供でき
るという優れた効果を奏する。
【００８７】請求項２９および３０の発明は、励振用電
極と圧電基板長手方向端部との間にドーピング層を形成
することによって、励振用電極直下に主振動のエネルギ
ーのみ閉じ込めることを可能せしめたので、共振特性や
温度特性等の諸特性及び等価回路定数値のバラツキを抑
制せしめたエネルギー閉じ込め型圧電振動子を提供する
ことができるという優れた効果を奏する。
極と圧電基板長手方向端部との間にドーピング層を形成
することによって、励振用電極直下に主振動のエネルギ
ーのみ閉じ込めることを可能せしめたので、共振特性や
温度特性等の諸特性及び等価回路定数値のバラツキを抑
制せしめたエネルギー閉じ込め型圧電振動子を提供する
ことができるという優れた効果を奏する。
【００８８】請求項３１の発明は、圧電振動子をバッチ
処理にてバラツキの無い、且つ、高い歩留りで製造する
ことが可能であるので大量生産において極めて好適であ
るという優れた効果を奏する。
処理にてバラツキの無い、且つ、高い歩留りで製造する
ことが可能であるので大量生産において極めて好適であ
るという優れた効果を奏する。
【００８９】請求項３２の発明は、溝また孔の形成工程
とスルーホール形成工程とを同時に行うことができるの
で、リードタイムを短縮をすることができるため生産効
率を高めることに優れた効果を奏する。
とスルーホール形成工程とを同時に行うことができるの
で、リードタイムを短縮をすることができるため生産効
率を高めることに優れた効果を奏する。
【００９０】請求項３３の発明は、励振用電極とリード
電極を形成する工程とスルーホールに導電膜を形成する
工程とを同時に行うことができるので、リードタイムを
短縮することができるため生産効率を高めることに優れ
た効果を奏する。
電極を形成する工程とスルーホールに導電膜を形成する
工程とを同時に行うことができるので、リードタイムを
短縮することができるため生産効率を高めることに優れ
た効果を奏する。
【図１】本発明に係る実施形態を説明するための図であ
って、（ａ）は圧電振動子の斜視図、（ｂ）は圧電振動
子をパッケージ内にマウントした状態を示す斜視図、
（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。
って、（ａ）は圧電振動子の斜視図、（ｂ）は圧電振動
子をパッケージ内にマウントした状態を示す斜視図、
（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明に係る他の実施形態を説明するための図
であって、（ａ）は圧電振動子の斜視図、（ｂ）は圧電
振動子をパッケージ内にマウントした状態を示す斜視
図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。
であって、（ａ）は圧電振動子の斜視図、（ｂ）は圧電
振動子をパッケージ内にマウントした状態を示す斜視
図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る圧電振動子
の励振用電極と圧電基板長手方向端部との間に形成する
溝の構造を示す断面図である。
の励振用電極と圧電基板長手方向端部との間に形成する
溝の構造を示す断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、圧電基板のエッチングの
性質を説明するための断面図である。
性質を説明するための断面図である。
【図５】（ａ）乃至（ｆ）は、圧電基板にフォトリソグ
ラフィ技法とエッチング技法とを用いて溝を形成する手
法を説明するための断面図である。
ラフィ技法とエッチング技法とを用いて溝を形成する手
法を説明するための断面図である。
【図６】本発明に係る溝とスルーホールの一括形成を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図７】（ａ）乃至（ｅ）は、本発明に係る圧電基板に
形成する溝パターンを説明するための平面図である。
形成する溝パターンを説明するための平面図である。
【図８】（ａ）乃至（ｇ）は、本発明に係る圧電基板に
形成する孔によるパターンを説明するための平面図であ
る。
形成する孔によるパターンを説明するための平面図であ
る。
【図９】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る圧電基板に
形成した溝または孔の深さを説明するための図である。
形成した溝または孔の深さを説明するための図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る圧電基板
にランダムに形成した孔の深さを説明するための図であ
る。
にランダムに形成した孔の深さを説明するための図であ
る。
【図１１】本発明に係る他の実施形態を説明するための
図であって、（ａ）は圧電振動子の斜視図、（ｂ）は圧
電振動子をパッケージ内にマウントした状態を示す斜視
図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である
図であって、（ａ）は圧電振動子の斜視図、（ｂ）は圧
電振動子をパッケージ内にマウントした状態を示す斜視
図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である
【図１２】（ａ）乃至（ｅ）は、本発明に係る圧電振動
子の製造工程を説明するための図である。
子の製造工程を説明するための図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、従来のベベル構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、従来のコンベックス構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
１ 圧電振動子
２ パッケージ
３ 励振用電極
４ リード電極
５ 切欠き部
６ 導電膜
７ スルーホール
８ 励振用電極辺
９ 溝
１０ 励振用電極
１１ スルーホール
１２ リード電極
１３ 導電膜
１４ 圧電振動子
１５ パッケージ
１６ パッド
１７ パッド
１８ 導電性接着剤
１９ 点線
２０ 圧電基板
２１ 溝
２２ 溝
２３ 点線
２４ 溝
２５ 側壁
２６ 側壁
２７ 保護膜
２８ 圧電基板
２９ 保護膜
３０ 穴
３１ マスク
３２ 溝
３３ スルーホール
３４ 励振用電極辺
３５ 溝
３６ 長辺
３７ 短辺
３８ 溝
３９ 溝
４０ 溝
４１ 溝
４２ 孔
４３ 孔
４４ 孔
４５ 孔
４６ 孔
４７ 孔
４８ 孔
４９ 基準線
５０ ドーピング層
５１ 圧電振動子
５２ 個片
５３ 単一ウェーハ
５４ 境界線
Claims (33)
- 【請求項１】 厚み滑り振動を主振動とする圧電振動子
において、圧電基板両主面上中央部に励振用電極を形成
すると共に、前記圧電基板の厚み滑り振動の伝搬方向端
部と前記励振用電極との間に複数の溝を設けたことを特
徴とする圧電振動子。 - 【請求項２】 前記圧電振動子が短冊型であって、前記
複数の溝は、前記圧電基板の長辺と直交する線に対し所
望の角度傾斜して設けられていることを特徴とする請求
項1記載の圧電振動子。 - 【請求項３】 前記圧電振動子が短冊型であって、前記
複数の溝は、前記圧電基板の長辺と直交する線に対し所
望の角度傾斜し、且つ、前記圧電基板長辺に平行し且つ
前記励振用電極のほぼ中央部を通過する線に対して線対
称に設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧
電振動子。 - 【請求項４】 前記複数の溝は、前記圧電基板の対向す
る辺から延在し、互いに間挿するよう配置されているこ
とを特徴とする請求項1記載の圧電振動子。 - 【請求項５】 前記複数の溝は、前記圧電基板の辺か
ら、前記圧電基板の辺に平行し且つ前記励振用電極のほ
ぼ中央部を通過する線付近まで延在することを特徴とす
る請求項４記載の圧電振動子。 - 【請求項６】 前記溝が、所定の曲率で前記励振用電極
側に湾曲していることを特徴とする請求項1記載の圧電
振動子。 - 【請求項７】 前記溝の長さは、前記励振用電極辺の長
さ以上であることを特徴とする請求項１，２，３，６記
載の圧電振動子。 - 【請求項８】 前記励振用電極の両側に位置し、該電極
にもっとも近接した一対の溝の圧電基板厚さ方向の深さ
は、他の溝の深さより浅いことを特徴とする請求項１，
２，３，６，７記載の圧電振動子。 - 【請求項９】 前記複数の溝の圧電基板厚さ方向の深さ
は、前記励振用電極に近い程浅く、圧電基板長手方向端
部に近いほど深くしたことを特徴とする請求項８記載の
圧電振動子。 - 【請求項１０】 前記励振用電極と圧電基板長手方向端
部との間の所望の位置にある溝の圧電基板厚さ方向の深
さを他の溝の深さより深くしたことを特徴とする請求項
１乃至７記載の圧電振動子。 - 【請求項１１】 前記励振用電極の両側に位置し、該電
極にもっとも近接した一対の溝及びその次に近接した一
対の溝の圧電基板厚さ方向の深さは、他の溝の深さより
浅いことを特徴とする請求項４及び５記載の圧電振動
子。 - 【請求項１２】 前記励振用電極と圧電基板長手方向端
部との間の所望の位置にある隣り合う一組の溝と、該一
組の溝とは前記励振用電極を挟んで対向する位置にある
他の隣り合う一組の溝の圧電基板厚さ方向の深さをそれ
以外の溝の深さより深くしたことを特徴とする請求項１
１記載の圧電振動子。 - 【請求項１３】 厚み滑り振動を主振動とする圧電振動
子において、圧電基板両主面上中央部に励振用電極を形
成すると共に、前記圧電基板の厚み滑り振動の伝搬方向
端部と前記励振用電極との間に複数の孔を設けたことを
特徴とする圧電振動子。 - 【請求項１４】 前記圧電振動子が短冊形であって、前
記複数の孔は、前記圧電基板の短辺方向に列状に形成し
たことを特徴とする請求項１３記載の圧電振動子。 - 【請求項１５】 前記圧電振動子が短冊形であって、前
記孔の列が、前記圧電基板の長辺と直交する線に対し所
望の角度傾斜していることを特徴とする請求項１４記載
の圧電振動子。 - 【請求項１６】 前記圧電振動子が短冊形であって、前
記孔の列が、前記圧電基板の長辺と直交する線に対し所
望の角度傾斜し、且つ、前記圧電基板長辺方向に平行し
且つ前記励振用電極のほぼ中央部を通過する線に対して
線対称に設けられていることを特徴とする請求項１３又
は１４記載の圧電振動子。 - 【請求項１７】 前記複数の列は、前記圧電基板の対向
する辺から延在し、互いに間挿するよう配置されている
ことを特徴とする請求項１３又は１４記載の圧電振動
子。 - 【請求項１８】 前記複数の列が、前記圧電基板の辺か
ら、前記圧電基板の辺に平行し且つ前記励振用電極のほ
ぼ中央部を通過する線付近まで延在することを特徴とす
る請求項１７記載の圧電振動子。 - 【請求項１９】 前記列が、所望の曲率で前記励振用電
極側に湾曲していることを特徴とする請求項１４記載の
圧電振動子。 - 【請求項２０】 前記孔が、千鳥格子状に配列したこと
を特徴とする請求項１３記載の圧電振動子。 - 【請求項２１】 前記列の長さは、前記励振用電極の長
さ以上であることを特徴とする請求項１４，１５，１
６，１９記載の圧電振動子。 - 【請求項２２】 前記励振用電極に近い前記孔の圧電基
板厚さ方向の深さは、他の孔の深さより浅いことを特徴
とする請求項１３，２０記載の圧電振動子。 - 【請求項２３】 前記励振用電極と圧電基板長手方向端
部との間の所望の位置にある複数の孔の圧電基板厚さ方
向の深さを他の孔の深さより深くしたことを特徴とする
請求項１３，２０記載の圧電振動子。 - 【請求項２４】 前記孔の圧電基板厚さ方向の深さは、
前記励振用電極に近いほど浅く、圧電基板長手方向端部
に近いほど深くしたことを特徴とする請求項１３，２０
記載の圧電振動子。 - 【請求項２５】 前記励振用電極に近い前記列を構成す
る孔の圧電基板厚さ方向の深さは、他の列に含まれる孔
の深さより浅いことを特徴とする請求項１４，１５，１
６，１７，１８，１９記載の圧電振動子。 - 【請求項２６】 前記列を構成する孔の圧電基板厚さ方
向の深さは、前記励振用電極に近い列の孔ほど浅く、圧
電基板長手方向端部に近い列の孔ほど深くしたことを特
徴とする請求項１４，１５，１６，１７，１８，１９記
載の圧電振動子。 - 【請求項２７】 前記励振用電極と圧電基板長手方向端
部との間の所望の位置にある列を構成する孔の圧電基板
厚さ方向の深さを他の列を構成する孔の深さより深くし
たことを特徴とする請求項１４，１５，１６，１９記載
の圧電振動子。 - 【請求項２８】 前記励振用電極にもっとも近接した一
対の列及びその次に近接した一対の列を構成する孔の圧
電基板厚さ方向の深さは、他の列を構成する孔の深さよ
り浅いことを特徴とする請求項１７及び１８記載の圧電
振動子。 - 【請求項２９】 厚み滑り振動を主振動とする圧電振動
子において、圧電基板両主面上中央部に励振用電極を形
成すると共に、前記圧電基板の厚み滑り振動の伝搬方向
端部と前記励振用電極との間に添加物を添加したことを
特徴とする圧電振動子。 - 【請求項３０】 前記添加物は、イオン打込み技術或は
気相熱拡散技術を用いて添加したことを特徴とする請求
項２９記載の圧電振動子。 - 【請求項３１】 単一のウェーハ上であって、圧電振動
子の励振用電極と該圧電振動子個片の長手方向端部との
間に位置する部位に複数の溝または孔を形成する工程或
は添加物を添加する工程と、単一のウェーハ上であっ
て、各圧電振動子個片に対応し、圧電振動子個片の端部
或は端部付近に位置する部位にスルーホールを形成する
工程と、単一のウェーハ上に圧電振動子個片の励振用電
極及びリード電極を夫々複数形成する工程と、前記スル
ーホールに導体膜を形成する工程と、前記単一のウェー
ハを複数の圧電振動子に分割する工程とからなることを
特徴とする圧電振動子の製造方法。 - 【請求項３２】 上記溝または孔を形成する工程と上記
スルーホールを形成する工程とを同時に行うことを特徴
とする請求項３１記載の圧電振動子の製造方法。 - 【請求項３３】 上記励振用電極及びリード電極を形成
する工程と上記スルーホールに導体膜を形成する工程と
を同時に行うことを特徴とする請求項３１または３２記
載の圧電振動子の製造方法。
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| JP2003046366A5 JP2003046366A5 (ja) | 2008-05-22 |
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