JP2003179452A

JP2003179452A - 圧電振動子の製造方法

Info

Publication number: JP2003179452A
Application number: JP2001375600A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Shimamura; 徹郎島村; Yukinori Sasaki; 幸紀佐々木; Tetsuya Takahata; 哲也降籏
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2003-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】生産性が向上した圧電振動子の製造方法を提
供することを目的とする。【解決手段】タンタル酸リチウム単結晶のＸカット基
板を薄板化し、このＸカット基板の一面および他面に第
一、第二の励振用電極をそれぞれ形成し、一面と他面が
判別可能な形状を有する圧電振動子素子に加工し、前記
圧電振動子素子を下ケースに実装し、表出した前記第一
の励振用電極をエッチングすることにより周波数調整を
し、前記下ケースを上ケースと接合する圧電振動子の製
造方法において、前記第一の励振用電極の膜厚ｔ１、前
記第二の励振用電極の膜厚ｔ２および前記薄板化したＸ
カット基板の厚みｈをｔ１／ｈ＝０．０２５０．０２５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動体通信機をはじ
めとする各種電気機器に使用される圧電振動子の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器の高周波化に伴いク
ロック源や通信機器の周波数抽出用に使用される圧電振
動子もさらなる高周波化が望まれている。

【０００３】以下に従来の圧電振動子について図７、図
８を用いて説明する。

【０００４】圧電振動子素子５５は一般的に二酸化ケイ
素、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材
料を用いた圧電基板５７およびこの圧電基板５７の一面
および他面に設けられた励振用電極５６からなってい
る。

【０００５】上記圧電振動子素子５５の両端は導電ペー
スト５２によって下ケース５１の内側電極５４に固定さ
れ、この内側電極５４は外部電極端子５３と接続されて
いる。

【０００６】なお、圧電振動子素子５５の形状は一般的
に直方体であり、その形状からその一面および他面の区
別をするのは困難となっている。

【０００７】次に従来の圧電振動子の製造方法を図９〜
図１４を用いて説明する。

【０００８】図９の圧電基板６０を研磨等の方法により
図１０に示すように薄板化する。次に図１１で薄板化さ
れた圧電基板６１の一面および他面に励振用電極５６を
同時に、もしくは一面側の励振用電極５６を形成した
後、他面側の励振用電極５６を形成する。いずれの場合
も一面側および他面側の励振用電極５６の厚みは同程度
である。

【０００９】続いて、図１２でダイシング等の方法によ
り圧電振動子素子５５に個片化した後、図１３で圧電振
動子素子５５を下ケース５１に実装する。

【００１０】次に、周波数調整を行う。この周波数調整
の目的は以下の通りである。

【００１１】すなわち、この圧電基板６１は面内の厚み
ばらつきを有しており、また、各々の圧電基板６１の間
にも平均の厚みばらつきが存在している。

【００１２】そのため、個片化された各々の圧電振動子
素子５５もそれぞれ厚みのばらつきを有している。

【００１３】この厚みのばらつきは圧電振動子の特性に
おいて所望の共振周波数のずれとして現れるため、この
ずれを補正するために周波数調整が行われる。

【００１４】次に周波数調整の方法を説明する。

【００１５】下ケース５１の外部電極端子５３にネット
ワークアナライザーのプローブを接続し、共振周波数を
モニターしながら励振用電極５６上に蒸着もしくはスパ
ッタにより新たな電極を付加するかもしくは励振用電極
５６をエッチングすることにより行われる。

【００１６】すなわち、所望の共振周波数より高い値を
示す場合新たな電極を付加することにより励振用電極５
６の重量を増加させ、また、所望の共振周波数より低い
値を示す場合エッチングにより励振用電極５６の重量を
減少させて圧電振動子素子５５の共振周波数をそれぞれ
補正している。

【００１７】以上のような周波数調整を行った後、図１
４で上ケース５８を下ケース５１に接合し封止してい
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】励振用電極５６の膜厚
は薄板化した圧電基板６１を実測した厚みに応じて設定
されるが、上述のように上記圧電基板６１の面内厚みば
らつきに加え計測時の測定誤差も含まれており、同じ上
記圧電基板から作製した圧電振動子素子には周波数調整
の工程において新たな電極を付加すべきものとエッチン
グをすべきものが混在した状態になっている。

【００１９】高周波化に対応した圧電振動子を製造する
場合必要とされる上記圧電基板６１の厚みがさらに薄く
なり薄板化によって発生する厚みばらつきの大きさは変
わらないため、上記の状態が顕著になり、その結果とし
て生産性が悪くなるという問題点があった。

【００２０】そこで本発明は、生産性を向上させること
を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載の発明は、特に、圧電振動子
素子がその一面と他面が判別可能な形状を有するものと
し、かつ、第一の励振用電極の膜厚ｔ１と薄板化したＸ
カット基板の厚みｈの比をｔ１／ｈ＝０．０２５とし、第二の励振用電極の膜厚ｔ２と前記薄板化したＸ
カット基板の厚みｈの比を０．０２５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５としたものであり、第一の励振用電極の膜厚を圧電振動
子が良好な特性を示す電極の膜厚範囲の上限とすること
により、周波数調整の工程において上記第一の励振用電
極をエッチングすればよく、その結果として、生産性の
向上を図る作用を有するものである。

【００２２】また、圧電振動子素子がその一面と他面の
判別が可能な形状を有することにより、第二の励振用電
極が下ケースと対面するように圧電振動子素子を下ケー
スに実装して第一の励振用電極を表出させることがで
き、その結果として、上記作用を補完するものである。

【００２３】本発明の請求項２に記載の発明は、エッチ
ングの方法として真空中でイオンビームもしくはアトム
ビームを照射する方法を用いる請求項１に記載の圧電振
動子の製造方法であり、エッチングの際第一の励振用電
極の温度上昇が起きないため周波数調整を正確に行うこ
とができる効果を有する。

【００２４】本発明の請求項３に記載の発明は、圧電振
動子素子に加工する方法として超音波加工法を用いる請
求項１に記載の圧電振動子の製造方法であり、第一、第
二の励振用電極を有するＸカット基板にチッピングやク
ラックを入れることなく一面と他面が判別可能な形状を
有する圧電振動子素子に加工することができる作用を有
する。

【００２５】本発明の請求項４に記載の発明は、特に、
タンタル酸リチウム単結晶のＸカット基板の一面に第一
の励振用電極を形成した後前記基板の薄板化を行うよう
な製造方法において、圧電振動子素子がその一面と他面
が判別可能な形状を有するものとし、かつ、前記第一の
励振用電極の膜厚ｔ１と薄板化したＸカット基板の厚み
ｈの比をｔ１／ｈ＝０．０２５とし、前記第二の励振用電極の膜厚ｔ２と前記薄板化し
たＸカット基板の厚みｈの比を０．０２５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５としたものであり、上記の製造方法においても請求項１
と同様の作用を有するものである。

【００２６】本発明の請求項５に記載の発明は、エッチ
ングの方法として真空中でイオンビームもしくはアトム
ビームを照射する方法を用いる請求項４に記載の圧電振
動子の製造方法であり、請求項２と同様の作用を有する
ものである。

【００２７】本発明の請求項６に記載の発明は、圧電振
動子素子に加工する方法として超音波加工法を用いる請
求項４に記載の圧電振動子の製造方法であり、請求項３
と同様の作用を有するものである。

【００２８】本発明の請求項７に記載の発明は、特に、
圧電振動子素子がその一面と他面が判別可能な形状を有
するものとし、かつ、第一の励振用電極の膜厚ｔ１と薄
板化したＸカット基板の厚みｈの比をｔ１／ｈ＝０．００１５とし、前記第二の励振用電極の膜厚ｔ２と前記薄板化し
たＸカット基板の厚みｈの比を０．０２５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５としたものであり、第一の励振用電極の膜厚を圧電振動
子が良好な特性を示す電極の膜厚範囲の下限とすること
により、周波数調整の工程において上記第一の励振用電
極に新たな電極もしくは絶縁膜を付加すればよく、その
結果として、生産性の向上を図る作用を有するものであ
る。

【００２９】また、圧電振動子素子がその一面と他面の
判別が可能な形状を有することにより、第二の励振用電
極が下ケースと対面するように圧電振動子素子を下ケー
スに実装して第一の励振用電極を表出させることがで
き、その結果として、上記作用を補完するものである。

【００３０】本発明の請求項８に記載の発明は、周波数
調整の方法として第一の励振用電極の表面に電極膜を付
加する方法を用いる請求項７に記載の圧電振動子の製造
方法であり、請求項７の作用を補完するものである。

【００３１】本発明の請求項９に記載の発明は、周波数
調整の方法として第一の励振用電極の全面に絶縁膜を付
加する方法を用いる請求項７に記載の圧電振動子の製造
方法であり、第一の励振用電極の全面に絶縁膜を付加す
ることにより上記励振用電極に段差が生じないので副振
動の発生を抑制でき、その結果として圧電振動子の特性
を劣化させることなく周波数調整を行うことができるも
のである。

【００３２】本発明の請求項１０に記載の発明は、圧電
振動子素子に加工する方法として超音波加工法を用いる
請求項７に記載の圧電振動子の製造方法であり、請求項
３と同様の作用を有するものである。

【００３３】本発明の請求項１１に記載の発明は、特
に、タンタル酸リチウム単結晶のＸカット基板の一面に
第一の励振用電極を形成した後前記基板の薄板化を行う
ような製造方法において、圧電振動子素子がその一面と
他面が判別可能な形状を有するものとし、かつ、第一の
励振用電極の膜厚ｔ１と薄板化したＸカット基板の厚み
ｈの比をｔ１／ｈ＝０．００１５とし、第二の励振用電極の膜厚ｔ２と前記薄板化したＸ
カット基板の厚みｈの比を０．０２５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５としたものであり、上記の製造方法においても請求項７
と同様の作用を有する。

【００３４】本発明の請求項１２に記載の発明は、周波
数調整の方法として第一の励振用電極の表面に電極膜を
付加する方法を用いる請求項１１に記載の圧電振動子の
製造方法であり、請求項８と同様の作用を有するもので
ある。

【００３５】本発明の請求項１３に記載の発明は、周波
数調整の方法として第一の励振用電極の全面に絶縁膜を
付加する方法を用いる請求項１１に記載の圧電振動子の
製造方法であり、請求項９と同様の作用を有するもので
ある。

【００３６】本発明の請求項１４に記載の発明は、圧電
振動子素子に加工する方法として超音波加工法を用いる
請求項１１に記載の圧電振動子の製造方法であり、請求
項３と同様の作用を有するものである。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の圧電振動子の製造
方法について実施の形態および図面を用いて説明する。

【００３８】（実施の形態１）本発明の実施の形態１お
よび図１により請求項１〜３に記載の発明を説明する。

【００３９】図１は本発明の圧電振動子の製造方法の工
程フローチャートである。

【００４０】１１はタンタル酸リチウム単結晶Ｘカット
基板（以下ＬＴＸカット基板と記す）を薄板化する工程
である。

【００４１】例えば圧電振動子の中心周波数を８５ＭＨ
ｚにする場合、ＬＴＸカット基板の厚みを２２μｍ程度
にする。薄板化する方法としては、研磨法、研削法、エ
ッチング法等が挙げられる。

【００４２】次に、１２は上記基板の一面および他面に
第一、第二の励振用電極を形成する工程であり、材料と
して例えば金を用いて蒸着法もしくはスパッタ法により
形成する。

【００４３】このとき形成する第一の励振用電極の膜厚
をｔ１、薄板化されたＬＴＸカット基板の厚みをｈとし
た場合、ｔ１／ｈ＝０．０２５となるように第一の励振
用電極を形成することが望ましい。

【００４４】例えば、ｈが２２μｍであればｔ１は０．
５５μｍ、すなわち５５０ｎｍである。

【００４５】なお、上記材料に金以外を用いる場合はｔ
１の値は以下のように設定する。

【００４６】すなわち、金の密度をρとし、所望の材料
の密度をρ₀とするとｔ１／ｈ＝（ρ／ρ₀）×０．０２
５である。

【００４７】そして、実施の形態１〜４で述べる材料に
金以外の材料を用いる場合はすべてにおいて励振用電極
の膜厚の設定値に（ρ／ρ₀）をかければよい。

【００４８】第二の励振用電極の膜厚は薄板化されたＬ
ＴＸカット基板の厚みｈに応じて調整する。ここで第二
の励振用電極の膜厚をｔ２とすると０．０２５＞ｔ２／
ｈ＞０．００１５の範囲で形成する。

【００４９】次に１３は個片化工程であり、励振用電極
を形成したＬＴＸカット基板を圧電振動子素子に加工す
る。この加工する方法としては、超音波加工法によって
行う。

【００５０】なお、圧電振動子素子はその一面と他面が
判別可能な形状を有していなくてはならない。

【００５１】１４は個片化された圧電振動子素子を下ケ
ースに実装する工程であり、この個片化された圧電振動
子素子はその形状から一面および他面が判別できるた
め、第二の励振用電極が下ケースの底面と対面するよう
に実装する。

【００５２】１５は周波数調整工程であり、第一の励振
用電極をエッチングすることによって周波数の調整を行
う。このエッチングの方法としては真空中でイオンビー
ムもしくはアトムビームを照射する方法が挙げられる。

【００５３】これらの方法によれば、エッチングの際第
一の励振用電極の温度を上昇させることがないため、熱
によるこの励振用電極の膨張が起きず、正確に周波数調
整することができる。

【００５４】１６において下ケースに上ケースを接合し
て封止する。

【００５５】以下１２の電極形成工程について詳述す
る。

【００５６】形成する第一の励振用電極の膜厚をｔ１／
ｈ＝０．０２５となるように規定しているが、このｔ１
／ｈ＝０．０２５という値は振動子素子において良好な
特性を得ることができる第一の励振用電極の膜厚の上限
を意味しており、この膜厚が厚くなりすぎると上記電極
の重量が重くなりすぎてしまい、その結果、振動の共振
尖鋭度が下がってしまう。

【００５７】また、第二の励振用電極の膜厚は０．０２
５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５の範囲に規定している。

【００５８】この範囲は良好な特性を得ることができる
第二の励振用電極の膜厚の上限および下限である。

【００５９】１１において薄板化されたＬＴＸカット基
板はねらいの厚みに対して厚みばらつきを有している。
この厚みばらつきには上記基板間の平均の厚みばらつき
と上記基板の面内の厚みばらつきがある。

【００６０】前者は一枚一枚の上記基板における厚みの
平均値のばらつきのことで、後者は一枚の上記基板の中
の厚み分布のことである。

【００６１】ここで薄板化工程での上記基板のねらいの
厚みをｈとし、実際の厚みをｈaとすると第二の励振用
電極の膜厚ｔ２は次のように決定される。

【００６２】ｔ２＝０．０１３２５ｈ＋０．３８６（ｈ−ｈａ）数式１なお、ｈ−ｈａの範囲は次の通りである。

【００６３】｜ｈ−ｈａ｜＜０．０３０４４ｈ数式２なお、数式１の第一項の係数は（第二の励振用電極の膜
厚の上限＋第二の励振用電極の膜厚の下限）／２であ
り、ねらいの厚みｈと合致したものにこれと等しい膜厚
の励振用電極を形成し、これより薄いＬＴＸカット基板
にはねらいの膜厚との偏差に応じて厚い膜を、これより
厚いＬＴＸカット基板にはねらいの膜厚との偏差に応じ
て薄い膜を形成することを意味している。

【００６４】数式１の第二項は偏差の調整分であり、こ
の係数はＬＴＸカット基板の密度と金の密度比である。

【００６５】数式２によってｈ−ｈａの範囲を規定する
のはｔ２が膜厚の上限と下限に入るようにするためであ
る。

【００６６】これら数式１および数式２より数式３が導
出される。

【００６７】０．０２５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５数式３このようにｔ２を決定して第二の励振用電極を形成する
ことによって薄板化されたＬＴＸカット基板間の厚みば
らつきを補正することができる。

【００６８】例えば上記ｈ＝２２μｍの場合であれば±
０．６７μｍの範囲のＬＴＸカット基板の厚みであれば
補正できる。

【００６９】さて、ここで示したＬＴＸカット基板の厚
みとは面内の平均の厚みである。この平均値に対して各
圧電基板内で厚みがばらついている。これは各々の圧電
振動子素子が厚みばらつきを有し、圧電振動子の特性に
おいて所望共振周波数からのずれとして現れてくる。こ
のずれを第一の励振用電極をエッチングすることにより
補正する。

【００７０】１５においては周波数を測定しながら調整
を行う。

【００７１】第一の励振用電極は膜厚の上限いっぱいに
形成してあるので最大の調整幅は２．５９×（膜厚上限
−膜厚下限）×ｈである。この２．５９の係数は金の密
度とＬＴＸカット基板の密度との比である。

【００７２】例えば上記ｈ＝２２μｍの場合であれば最
大で１．３４μｍの範囲で調整できる。

【００７３】以上のように第一の励振用電極の膜厚を上
限いっぱいに形成しておくことにより周波数調整の工程
ではこの電極をエッチングをすればよく、その結果とし
て、生産性の向上を図ることができるものである。

【００７４】（実施の形態２）本発明の実施の形態２お
よび図２、図３により請求項４〜６に記載の発明を説明
する。

【００７５】図２は本実施の形態２の圧電振動子の製造
方法の工程フローチャートである。

【００７６】２１は電極形成工程でありＬＴＸカット基
板の一面に第一の励振用電極を形成する。以下、製造工
法、励振用電極の膜厚の設定および電極材料は実施の形
態１と同様である。

【００７７】２２は上記電極を形成したＬＴＸカット基
板を薄板化する工程であり、この電極を形成した面と反
対の面を加工することにより薄板化する。

【００７８】２３は第二の励振用電極の形成工程であり
薄板化したＬＴＸカット基板の他面に形成する。

【００７９】なお、本実施の形態２では、第二の励振用
電極よりも第一の励振用電極を先に形成しているが、こ
の順序は任意であり、各電極の膜厚規定を順守すれば上
記順序を変更しても同様の効果が得られるものである。

【００８０】２４は個片化工程であり、上記基板を一面
と他面が判別可能な形状を有する圧電振動子素子に加工
する。

【００８１】２５は実装工程であり、個片化された圧電
振動子素子を下ケースに実装する工程であり、この個片
化された圧電振動子素子はその形状から一面および他面
が判別できるため、第二の励振用電極が下ケースの底面
と対面するように実装する。

【００８２】２６は周波数調整工程であり、第一の励振
用電極をエッチングすることによって周波数の調整を行
う。

【００８３】２７は封止工程であり、下ケースに上ケー
スを接合して封止する。

【００８４】さて、本実施の形態２が実施の形態１と異
なる点は第一の励振用電極を形成した後にＬＴＸカット
基板の薄板化を行うことであり、以下の利点を有する。

【００８５】すなわち、一般に市販されている直径３イ
ンチもしくは直径４インチのＬＴＸカット基板をも使用
できる利点がある。

【００８６】すなわち、直径３インチもしくは直径４イ
ンチのＬＴＸカット基板を用いて実施の形態２で示した
製造方法を行った場合、直径３インチもしくは直径４イ
ンチのＬＴＸカット基板は板面と垂直なへき開面を有す
るため、例えば直接２２μｍの厚みに薄板化すると割れ
やすくなる。

【００８７】しかし、本実施の形態２に示す製造方法に
よれば直径３インチもしくは直径４インチのＬＴＸカッ
ト基板のままで切断工程まで取り扱うことができる。

【００８８】以下図３を用いて具体的に説明する。図３
（ａ）〜（ｄ）はそれぞれの製造工程を示す断面図であ
り、３２は直径３インチで０．３５ｍｍのＬＴＸカット
基板、３１は第一の励振用電極である。

【００８９】まず（ａ）で直径３インチで０．３５ｍｍ
のＬＴＸカット基板の一面に励振用電極３１を形成す
る。中心周波数を実施の形態１と同様８５ＭＨｚとした
場合、励振用電極３１の厚みｔ１は０．５５μｍであ
る。

【００９０】次に（ｂ）でこの電極３１の面を接着面と
してガラス板３３を接着する。使用するガラス板３３の
厚みは２ｍｍである。

【００９１】次に（ｃ）でＬＴＸカット基板３２を薄板
化する。この薄板化したＬＴＸカット基板３４の厚みは
中心周波数を実施の形態１と同様８５ＭＨｚとした場合
２２μｍである。

【００９２】厚みが薄くなると表面の加工歪みが相対的
に大きな割合を占めるようになるので第二の励振用電極
３５を形成する基板３４の面は鏡面仕上げが望ましい。

【００９３】すなわち、研磨等により薄板化した基板３
４の表面には加工ひずみが発生しており、この基板３４
の厚みが薄くなるに従い応力の影響が顕著となり、その
結果、この基板３４にそりが発生する。

【００９４】したがって、鏡面仕上げにすることにより
この応力を大幅に低減し、基板３４のそりの発生を抑制
する効果がある。

【００９５】薄板化が終了した後基板３４の厚みを測定
する。この測定方法としてはレーザーを用いる。

【００９６】すなわち、基板３４は透明であるのでレー
ザーで境界からの反射と表面の反射を観測することによ
り厚みを精度よく測定することができる。

【００９７】その後、（ｄ）で基板３４とガラス板３３
を接着したまま第二の励振用電極３５を形成する。

【００９８】圧電振動子素子への個片化はガラス板３３
に接着した状態で行えばよく、圧電振動子素子に個片化
した後各々の圧電振動子素子の接着剤を除去しガラス板
を剥離するとよい。

【００９９】以下、製造工程として実装工程、周波数調
整工程、封止工程と続くが、いずれの工程も実施の形態
１と同様の方法により行われる。

【０１００】なお、図２および図３において第一の励振
用電極３１を第二の励振用電極３５よりも先に形成して
いるが、この順序は任意であり、各電極の膜厚規定を順
守すれば上記順序を変更しても同様の効果が得られるも
のである。

【０１０１】以上の方法によれば実施の形態１と同様の
効果に加え、市販されている直径３インチもしくは直径
４インチのＬＴＸカット基板を用いることができるため
容易かつ安価に製造することができる。

【０１０２】（実施の形態３）本発明の実施の形態３お
よび図４により請求項７〜１０に記載の発明を説明す
る。

【０１０３】実施の形態１および実施の形態２では、周
波数調整の方法としてエッチングを用いた。

【０１０４】本実施の形態３では、周波数調整の方法と
して第一の励振用電極に電極もしくは絶縁膜を付加する
方法によって行う。

【０１０５】エッチングにより周波数調整を行う場合第
一の励振用電極の膜厚を圧電振動子素子が良好な特性を
示す膜厚範囲の下限とすることが特徴である。

【０１０６】図４は本実施の形態３の圧電振動子の製造
方法の工程フローチャートである。なお、特に記さない
限り、製造工法および電極材料は実施の形態１と同様の
ものとする。

【０１０７】まず、４１でＬＴＸカット基板を薄板化
し、４２でこのＬＴＸカット基板の一面に第一の励振用
電極を形成する。

【０１０８】この電極の膜厚をｔ１、薄板化されたＬＴ
Ｘカット基板の厚みをｈとした場合、この上電極の厚み
は０．００１５×ｈにする。

【０１０９】例えば圧電振動子の中心周波数を実施の形
態２と同様８５ＭＨｚとした場合ｈは２２μｍであるの
でｔ１は０．０３３μｍ、すなわち３３ｎｍになる。

【０１１０】また、ＬＴＸカット基板の他面に第二の励
振用電極を形成する。なお、実施の形態１と同様の理由
からこの励振用電極の膜厚をｔ２とした場合、０．０２
５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５となるようにこの励振用電
極を形成する。

【０１１１】次に４３で一面と他面が判別可能な形状を
有する圧電振動子素子に加工し、４４で個片化された圧
電振動子素子を下ケースに実装する。

【０１１２】ついで４５で周波数調整を行う。

【０１１３】以下、周波数調整について詳述する。

【０１１４】第一の励振用電極に電極膜を付加すること
により周波数調整を行う場合、新たに形成した電極膜と
この第一の励振用電極との間に段差が生じないように付
加する。

【０１１５】すなわち、段差が生じることによって副振
動が発生して主振動の特性を劣化させてしまうおそれが
あるため、上記第一の励振用電極の外側にはみ出さない
ように電極膜を付加する。

【０１１６】一方、第一の励振用電極に絶縁膜を付加す
ることにより周波数調整を行う場合、圧電振動子素子の
全面に絶縁膜を付加することができるため特性劣化を発
生させることなく周波数調整を行うことができる。

【０１１７】なお、絶縁膜の材料としては比重の高い材
料を用いることにより付加する絶縁膜の膜厚をより薄く
でき、その結果、周波数調整を迅速に行うことができる
ため、例えば酸化タンタルや酸化ニオブのような比重の
比較的高い材料を用いることが望ましい。

【０１１８】上記電極膜もしくは絶縁膜を付加する方法
としては、蒸着もしくはスパッタを用いる方法が挙げら
れる。

【０１１９】上記方法の有用な点はサイズが極めて小さ
い振動子素子であっても、特性を劣化させることなく周
波数調整をすることができる点である。

【０１２０】また、絶縁膜を形成する場合は、上記作用
に加え、絶縁膜が圧電振動子素子の保護膜としての役割
も果たすので信頼性が向上する作用も有する。

【０１２１】以上の周波数調整を行った後、４６で下ケ
ースに上ケースを接合して封止する。

【０１２２】このような製造方法によれば周波数調整の
工程で電極もしくは絶縁膜を付加すればよく、その結果
として、生産性の向上を図ることができるものである。

【０１２３】（実施の形態４）本実施の形態４および図
５、図６により請求項１１〜１４に記載の発明を説明す
る。本実施の形態４は、実施の形態３と同様周波数調整
の工程において第一の励振用電極に電極もしくは絶縁膜
を付加する製造方法であるが、異なる点は実施の形態２
と同様第一の励振用電極を形成した後にＬＴＸカット基
板の薄板化を行う点である。

【０１２４】したがって、各励振用電極の膜厚の設定は
実施の形態３と、製造工法は実施の形態２とそれぞれ同
様であり、周波数調整の工程において第一の励振用電極
に電極もしくは絶縁膜を付加する製造方法においても市
販されている直径３インチもしくは直径４インチのＬＴ
Ｘカット基板を用いることができるため容易かつ安価に
製造することができる。

【０１２５】さて、以上の実施の形態１〜４に共通する
ことであるが、本発明は圧電振動子素子がその一面およ
び他面の判別が可能な形状を有することによって可能に
なるものであり、その一例として図５に示す。切りかき
８を設けることにより切りかき８に対して励振用電極２
および励振用電極３の位置が一義的に決定され、製造工
程においては、例えば画像認識装置等を用いることによ
り一面および他面を判別して第二の励振用電極を下ケー
スの底面に対面するように実装することができる。

【０１２６】また、この形状の圧電振動子に加工するに
は、例えば、図６に示す工具６Ｋを用いることで得るこ
とができる。図６の工具６Ｋを複数個、縦横に配列した
工具を作製し、上記工具６ＫとＬＴＸカット基板の接面
に炭化ケイ素等の研磨材を塗布した後工具６ＫをＬＴＸ
カット基板に押し当てながら超音波でＬＴＸカット基板
の垂直方向に振動させる。

【０１２７】この超音波の振動により上記研磨剤がＬＴ
Ｘカット基板を徐々に削るため、ＬＴＸカット基板にチ
ッピングやクラックを入れることなく図５に示す圧電振
動子素子を得ることができる。

【０１２８】上記方法によれば垂直な端面を有する圧電
振動子素子を得ることができるので副振動の発生を少な
くすることができ、その結果として圧電振動子の特性の
低下を抑制することができる。

【０１２９】なお、図５において励振用電極２および励
振用電極３の位置を逆にすることも可能であり、また、
一面と他面が判別可能な圧電振動子素子の形状として図
５の形状に限定されるものではない。

【０１３０】

【発明の効果】本発明は、特に、圧電振動子素子がその
一面と他面が判別可能な形状を有するものとし、かつ、
第一の励振用電極の膜厚ｔ１と薄板化したＸカット基板
の厚みｈの比をｔ１／ｈ＝０．０２５とし、第二の励振用電極の膜厚ｔ２と前記薄板化したＸ
カット基板の厚みｈの比を０．０２５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５としたものであり、前記第一の励振用電極の膜厚を圧電
振動子が良好な特性を示す膜厚範囲の上限とすることに
より、周波数調整の工程において上記第一の励振用電極
をエッチングすればよく、その結果として、生産性の向
上を図る作用を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による圧電振動子の製造
工程のフローチャート

【図２】本発明の一実施の形態による圧電振動子の製造
工程のフローチャート

【図３】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の一実施の形
態の製造工程を示す断面図

【図４】本発明の一実施の形態による圧電振動子の製造
工程のフローチャート

【図５】本発明の一実施の形態による圧電振動子素子の
斜視図

【図６】本発明の一実施の形態による圧電振動子素子の
作製工具の斜視図

【図７】上ケース接合前の圧電振動子の斜視図

【図８】従来の圧電振動子素子の斜視図

【図９】従来の圧電振動子の製造工程を示す斜視図

【図１０】従来の圧電振動子の製造工程を示す斜視図

【図１１】従来の圧電振動子の製造工程を示す斜視図

【図１２】従来の圧電振動子の製造工程を示す斜視図

【図１３】従来の圧電振動子の製造工程を示す斜視図

【図１４】従来の圧電振動子の製造工程を示す斜視図

【符号の説明】

１薄板化されたＬＴＸカット基板２励振用電極３励振用電極８切りかき１１薄板化工程１２励振用電極形成工程１３個片化工程１４実装工程１５周波数調整工程１６封止工程２１励振用電極形成工程２２薄板化工程２３励振用電極形成工程２４個片化工程２５実装工程２６周波数調整工程２７封止工程３１第一の励振用電極３２ＬＴＸカット基板３３ガラス板３４薄板化されたＬＴＸカット基板３５第二の励振用電極４１薄板化工程４２励振用電極形成工程４３個片化工程４４実装工程４５周波数調整工程４６封止工程５１下ケース５２導電ペースト５３外部電極端子５４内側電極５５圧電振動子素子５６励振用電極５７圧電基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者降籏哲也大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5J108 BB01 CC08 FF04 HH04 KK01 KK02 KK05 MM14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンタル酸リチウム単結晶のＸカット基
板を薄板化し、このＸカット基板の一面および他面に第
一、第二の励振用電極をそれぞれ形成し、前記第一、第
二の励振用電極を有するＸカット基板を用いて一面と他
面が判別可能な形状を有する圧電振動子素子に加工し、
前記第二の励振用電極が下ケースと対面するように前記
圧電振動子素子を前記下ケースに実装し、表出した前記
第一の励振用電極をエッチングすることにより前記圧電
振動子素子の周波数調整をし、前記下ケースを上ケース
と接合する圧電振動子の製造方法において、前記第一の
励振用電極の膜厚ｔ１と前記薄板化したＸカット基板の
厚みｈの比をｔ１／ｈ＝０．０２５とし、前記第二の励振用電極の膜厚ｔ２と前記薄板化し
たＸカット基板の厚みｈの比を０．０２５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５とすることを特徴とした圧電振動子の製造方法。
【請求項２】エッチングの方法として真空中でイオン
ビームもしくはアトムビームを照射する方法を用いる請
求項１に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項３】圧電振動子素子に加工する方法として超
音波加工法を用いる請求項１に記載の圧電振動子の製造
方法。
【請求項４】タンタル酸リチウム単結晶のＸカット基
板の一面に第一の励振用電極を形成し、このＸカット基
板の前記第一の励振用電極の未形成面を薄板化し、他面
に第二の励振用電極を形成し、前記第一、第二の励振用
電極を有するＸカット基板を用いて一面と他面が判別可
能な形状を有する圧電振動子素子に加工し、前記第二の
励振用電極が下ケースと対面するように前記圧電振動子
素子を前記下ケースに実装し、表出した前記第一の励振
用電極をエッチングすることにより前記圧電振動子素子
の周波数調整をし、前記下ケースを上ケースと接合する
圧電振動子の製造方法において、前記第一の励振用電極
の膜厚ｔ１と前記薄板化したＸカット基板の厚みｈの比
をｔ１／ｈ＝０．０２５とし、前記第二の励振用電極の膜厚ｔ２と前記薄板化し
たＸカット基板の厚みｈの比を０．０２５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５とすることを特徴とした圧電振動子の製造方法。
【請求項５】エッチングの方法として真空中でイオン
ビームもしくはアトムビームを照射する方法を用いる請
求項４に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項６】圧電振動子素子に加工する方法として超
音波加工法を用いる請求項４に記載の圧電振動子の製造
方法。
【請求項７】タンタル酸リチウム単結晶のＸカット基
板を薄板化し、このＸカット基板の一面および他面に第
一、第二の励振用電極をそれぞれ形成し、前記第一、第
二の励振用電極を有するＸカット基板を用いて一面と他
面が判別可能な形状を有する圧電振動子素子に加工し、
前記第二の励振用電極が下ケースと対面するように前記
圧電振動子素子を前記下ケースに実装し、前記圧電振動
子素子の周波数調整をし、前記下ケースを上ケースと接
合する圧電振動子の製造方法において、前記第一の励振
用電極の膜厚ｔ１と前記薄板化したＸカット基板の厚み
ｈの比をｔ１／ｈ＝０．００１５とし、前記第二の励振用電極の膜厚ｔ２と前記薄板化し
たＸカット基板の厚みｈの比を０．０２５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５とすることを特徴とした圧電振動子の製造方法。
【請求項８】周波数調整の方法として第一の励振用電
極の表面に電極膜を付加する方法を用いる請求項７に記
載の圧電振動子の製造方法。
【請求項９】周波数調整の方法として第一の励振用電
極の全面に絶縁膜を付加する方法を用いる請求項７に記
載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１０】圧電振動子素子に加工する方法として
超音波加工法を用いる請求項７に記載の圧電振動子の製
造方法。
【請求項１１】タンタル酸リチウム単結晶のＸカット
基板の一面に第一の励振用電極を形成し、このＸカット
基板の前記第一の励振用電極の未形成面を薄板化し、他
面に第二の励振用電極を形成し、前記第一、第二の励振
用電極を有するＸカット基板を用いて一面と他面が判別
可能な形状を有する圧電振動子素子に加工し、前記第二
の励振用電極が下ケースと対面するように前記圧電振動
子素子を前記下ケースに実装し、前記圧電振動子素子の
周波数調整をし、前記下ケースを上ケースと接合する圧
電振動子の製造方法において、前記第一の励振用電極の
膜厚ｔ１と前記薄板化したＸカット基板の厚みｈの比をｔ１／ｈ＝０．００１５とし、前記第二の励振用電極の膜厚ｔ２と前記薄板化し
たＸカット基板の厚みｈの比を０．０２５＞ｔ２／ｈ＞０．００１５とすることを特徴とした圧電振動子の製造方法。
【請求項１２】周波数調整の方法として第一の励振用
電極の表面に電極膜を付加する方法を用いる請求項１１
に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１３】周波数調整の方法として第一の励振用
電極の全面に絶縁膜を付加する方法を用いる請求項１１
に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１４】圧電振動子素子に加工する方法として
超音波加工法を用いる請求項１１に記載の圧電振動子の
製造方法。