JP2006311110A - Piezoelectric vibrator and its manufacturing method - Google Patents

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Tomohiro Matsui
友弘 松井
Hidemitsu Kuboi
秀光 久保井
Taku Miyagawa
卓 宮川
Kazuki Araya
和貴 荒屋
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a piezoelectric vibrator by which it is unnecessary to form extra electrodesto to attain a downsizing, the time needed for frequency adjustment can be shortened and also its frequency can accurately be adjusted. <P>SOLUTION: A frequency adjusting stage comprises: roughly adjusting the frequency by irradiating an excitation portion of an electrode with laser light until the difference between a measured frequency and a set frequency to be adjusted to becomes smaller than a designated value (steps ST4 to ST6); and finely adjusting the frequency after the rough adjustment by irradiating a lead-out wire portion of the electrode with laser light (steps ST7 to ST9). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧電振動子の製造方法及び圧電振動子に関し、特に、レーザトリミング法により周波数調整が行われる圧電振動子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a piezoelectric vibrator manufacturing method and a piezoelectric vibrator, and more particularly to a piezoelectric vibrator whose frequency is adjusted by a laser trimming method and a manufacturing method thereof.

近年、モバイルコンピュータ、ICカード等の小型の情報機器や、携帯電話機等の移動体通信機器等の発達に伴い、それらのクロック源等として用いられる圧電振動子の高精度化及び小型化が大きな目標とされている。
従来においては、圧電振動子の発生する周波数を正確にするために、圧電振動子を気密封止(パッケージング)する前に、例えば、レーザトリミング法等により周波数の調整を行っている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、特許文献1に開示されているように、圧電振動子の両面にそれぞれ形成された電極の互いに重なる部分の一方をレーザ光の照射によりトリミングしようとすると、両面の電極が同時にトリミングされて過剰に電極が除去されてしまうため、周波数の微調整が困難である。このため、特許文献1は、圧電体基板の主面の一方に重なりを持たない不要なダミー電極を形成し、このダミー電極にレーザ光を照射して周波数を正確に調整する技術を開示している。ダミー電極を形成するのは、例えば、電極の引出線部分をトリミングすると断線を起こす可能性があるからである。
特開2002−185286号公報
In recent years, with the development of small information devices such as mobile computers and IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones, it has become a major goal to increase the accuracy and miniaturization of piezoelectric vibrators used as clock sources thereof. It is said that.
Conventionally, in order to make the frequency generated by the piezoelectric vibrator accurate, the frequency is adjusted by, for example, a laser trimming method or the like before the piezoelectric vibrator is hermetically sealed (packaged) (for example, Patent Document 1).
By the way, as disclosed in Patent Document 1, when one of the overlapping portions of the electrodes formed on both surfaces of the piezoelectric vibrator is trimmed by laser light irradiation, the electrodes on both surfaces are trimmed at the same time and excessive. Since the electrodes are removed, fine adjustment of the frequency is difficult. For this reason, Patent Document 1 discloses a technique in which an unnecessary dummy electrode that does not overlap is formed on one of the main surfaces of the piezoelectric substrate, and the frequency is accurately adjusted by irradiating the dummy electrode with laser light. Yes. The reason why the dummy electrode is formed is that, for example, if the lead line portion of the electrode is trimmed, disconnection may occur.
JP 2002-185286 A

しかしながら、特許文献1に開示された技術では、余分なダミー電極を形成するスペースが必要であり、圧電振動子の小型化が難しい。また、ダミー電極にレーザを照射したときの周波数の変化量は、互いに重なる部分の電極にレーザ光を照射したときの周波数の変化量と比較して非常に小さいため、所望の周波数に調整するまでに長時間を要し、生産性を低下させる原因となる。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 requires a space for forming an extra dummy electrode, and it is difficult to reduce the size of the piezoelectric vibrator. In addition, the amount of change in frequency when the dummy electrode is irradiated with laser is very small compared to the amount of change in frequency when the overlapped portion of the electrode is irradiated with laser light. It takes a long time to reduce productivity.

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、余分な電極形成の必要がなく小型化が可能で、周波数調整に要する時間を短縮できると共に正確に調整できる圧電振動子の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to reduce the size without requiring the formation of an extra electrode, shorten the time required for frequency adjustment, and adjust accurately. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a piezoelectric vibrator.

本発明に係る圧電振動子の製造方法は、圧電体基板の両主面に、互いに重なる電圧印加のための励起部分と互いに重ならない電気的接続のための引出線部分とをもつように電極を形成する電極形成工程と、電極にレーザ光を照射して周波数調整を行う周波数調整工程とを有し、周波数調整工程は、電極の励起部分にレーザ光を照射してトリミングする粗調整工程及び電極の引出線部分にレーザ光を照射してトリミングする微調整工程の双方を有する、ことを特徴としている。
この構成によれば、周波数調整工程において、レーザ光の照射に対して周波数が大きく変化する電極の励起部分とレーザ光の照射に対して周波数が小さく変化する引出線部分の双方にレーザ光を照射して周波数調整を行うことにより、周波数調整に要する時間を短縮できると共に周波数を正確に調整できる。
In the method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to the present invention, electrodes are provided on both main surfaces of a piezoelectric substrate so as to have excitation portions for applying voltage that overlap each other and lead portions for electrical connection that do not overlap each other. An electrode forming step to be formed, and a frequency adjusting step for adjusting the frequency by irradiating the electrode with laser light, and the frequency adjusting step includes irradiating the excitation portion of the electrode with laser light and trimming the rough adjusting step and the electrode And a fine adjustment step of performing trimming by irradiating the lead line portion with laser light.
According to this configuration, in the frequency adjustment process, both the excitation part of the electrode whose frequency changes greatly with laser light irradiation and the leader part whose frequency changes small with laser light irradiation are irradiated with laser light. By adjusting the frequency, the time required for frequency adjustment can be shortened and the frequency can be adjusted accurately.

上記構成において、周波数調整工程は、測定した周波数と設定周波数との違いが所定以下となるまで電極の励起部分にレーザ光を照射して周波数を粗調整し、粗調整をした後に、電極の引出線部分にレーザ光を照射して周波数の微調整を行う構成を採用できる。
この構成によれば、粗調整により大まかな周波数調整を行ったのちに、測定した周波数と設定周波数との違いをある程度まで小さくした後に周波数の微調整が行われるので、周波数調整工程に要する時間を大幅に短縮できると共に、引出線部分へのレーザ光の照射量、照射時間を短縮できるので、レーザ光の照射により引出線部分が断線するのを防ぐことができる。
In the above-described configuration, the frequency adjustment step irradiates the excitation portion of the electrode with laser light until the difference between the measured frequency and the set frequency is equal to or less than a predetermined value, coarsely adjusts the frequency, and then performs electrode adjustment. A configuration in which the line portion is irradiated with laser light to finely adjust the frequency can be employed.
According to this configuration, after performing rough frequency adjustment by coarse adjustment, fine adjustment of the frequency is performed after reducing the difference between the measured frequency and the set frequency to some extent, so the time required for the frequency adjustment process is reduced. In addition to being significantly shortened, the amount of irradiation and the irradiation time of the laser beam to the leader line part can be shortened, so that the leader part can be prevented from being disconnected by the laser beam irradiation.

上記構成において、電極形成工程は、電極を励起部分と引出線部分とからなるように形成する構成を採用できる。
この構成によれば、電極形成工程において、電極を圧電体基板に電圧を印加するための励起部分と励起部分を電気的に接続するための引出線部分とで電極を構成するため、余分な電極が不要となり、結果として、圧電振動子を小型化できる。
The said structure WHEREIN: The structure which forms an electrode so that it may consist of an excitation part and a leader part can be employ | adopted for an electrode formation process.
According to this configuration, in the electrode forming step, the electrode is constituted by the excitation portion for applying a voltage to the piezoelectric substrate and the lead wire portion for electrically connecting the excitation portion. As a result, the piezoelectric vibrator can be miniaturized.

上記構成において、電極形成工程において、電極の励起部分と引出線部分との幅が等しくなるように形成する構成を採用できる。
この構成によれば、引出線部分の面積を十分に確保することができるので、引出線部分へのレーザ光の照射により引出線部分が断線してしまうのを防止できる。
The said structure WHEREIN: The structure formed so that the width | variety of the excitation part and leader line part of an electrode may become equal in an electrode formation process is employable.
According to this configuration, since the area of the leader line portion can be sufficiently secured, it is possible to prevent the leader line portion from being disconnected due to the irradiation of the laser beam to the leader line portion.

本発明に係る圧電振動子は、圧電体基板の両主面に、互いに重なる電圧印加のための励起部分と互いに重ならない電気的接続のための引出線部分とをもつように電極が形成された圧電振動子であって、電極の励起部分及び引出線部分の双方の一部がレーザ光の照射によりトリミングされていることを特徴としている。
この構成によれば、励起部分及び引出線部分の双方がレーザ光の照射によりトリミングされているので、周波数調整工程が短縮化されて製造コストが低減されると共に周波数が正確に調整された圧電振動子が得られる。
In the piezoelectric vibrator according to the present invention, electrodes are formed on both main surfaces of the piezoelectric substrate so as to have an excitation portion for applying voltage that overlaps with each other and a leader portion for electrical connection that does not overlap with each other. The piezoelectric vibrator is characterized in that a part of both the excitation part and the lead line part of the electrode are trimmed by laser light irradiation.
According to this configuration, since both the excitation part and the leader line part are trimmed by laser light irradiation, the frequency adjustment process is shortened, the manufacturing cost is reduced, and the piezoelectric vibration in which the frequency is accurately adjusted. A child is obtained.

上記構成において、前記電極は、前記励起部分と前記引出線部分との幅が等しくなるように形成されていると共に、前記圧電体基板の長手方向の両端部から中途までそれぞれ形成されている構成を採用できる。
この構成によれば、引出線部分の面積を十分に確保することができるので、引出線部分へのレーザ光の照射により引出線部分が断線してしまうのを防止できる。
In the above configuration, the electrodes are formed so that the widths of the excitation portion and the leader portion are equal, and are formed from both ends in the longitudinal direction of the piezoelectric substrate to midway. Can be adopted.
According to this configuration, since the area of the leader line portion can be sufficiently secured, it is possible to prevent the leader line portion from being disconnected due to the irradiation of the laser beam to the leader line portion.

本発明によれば、余分な電極形成の必要がなくて圧電振動子の小型化が可能となる。
また、本発明によれば、周波数調整に要する時間を短縮できると共に周波数を正確に調整できる。
According to the present invention, it is not necessary to form an extra electrode, and the piezoelectric vibrator can be miniaturized.
In addition, according to the present invention, the time required for frequency adjustment can be shortened and the frequency can be adjusted accurately.

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る圧電振動子を示す図であって、(a)は圧電振動子を上方から見た平面図であり、(b)は圧電振動子の断面図である。
この圧電振動子は、図1に示すように、いわゆるストリップ型の圧電振動子であり、矩形状に形成された圧電体基板10、圧電体基板10の両主面としての上面10a及び下面10bにそれぞれ形成された上面電極20及び下面電極30等から構成される。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1A and 1B are diagrams showing a piezoelectric vibrator according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view of the piezoelectric vibrator viewed from above, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator. .
As shown in FIG. 1, this piezoelectric vibrator is a so-called strip-type piezoelectric vibrator. The piezoelectric substrate 10 is formed in a rectangular shape, and the upper surface 10a and the lower surface 10b are both main surfaces of the piezoelectric substrate 10. The upper electrode 20 and the lower electrode 30 are formed respectively.

圧電体基板10は、例えば、タンタル酸リチウム(LiTaO3)から形成されている。
上面電極20及び下面電極30は、圧電体基板10の表面にNi−Cr膜及びAu膜の順に積層された薄膜からなり、その膜厚は、例えば、Ni−Cr膜が50nm程度、Au膜が200nm程度である。このように、上面電極20および下面電極30をNi−Cr及びAuの薄膜で形成するのは、Au膜だけでは、圧電体基板2との接着強度が弱いため、接着強度を向上すべく、Au膜と圧電体基板10との間にNi−Cr膜を介在させている。尚、Ni−Crに代えてCr、Auに代えてAgあるいはこれらの混合物を用いることが可能である。
The piezoelectric substrate 10 is made of, for example, lithium tantalate (LiTaO3).
The upper surface electrode 20 and the lower surface electrode 30 are formed of a thin film in which a Ni—Cr film and an Au film are sequentially laminated on the surface of the piezoelectric substrate 10, and the film thickness thereof is, for example, about 50 nm for the Ni—Cr film and the Au film. It is about 200 nm. In this way, the upper electrode 20 and the lower electrode 30 are formed of Ni—Cr and Au thin films because the Au film alone has a weak adhesive strength with the piezoelectric substrate 2. A Ni—Cr film is interposed between the film and the piezoelectric substrate 10. In place of Ni—Cr, Cr or Au can be used instead of Cr or a mixture thereof.

上面電極20及び下面電極30は、圧電体基板10の幅方向の全域に形成されていると共に、圧電体基板10の長手方向の両端部から中途までそれぞれ形成されている。
また、上面電極20及び下面電極30は、それぞれ励起部分20A,30A及び引出線部分20B,30Bから構成されている。励起部分20A,30Aと引出線部分20B,30Bとは、その長さ(長手方向)及び幅(短手方向)が等しくなるように形成されている。
励起部分20A,30Aは、圧電体基板10を間に挟んで互いに重なる部分であり、これらにより圧電体基板10に電圧が印加される。この励起部分20A,30Aは、後述するように、圧電振動子の製造工程において、その一部がレーザ光の照射によりトリミングされる。
引出線部分20B,30Bは、互いに重ならない部分であり、これらは励起部分20A,30Aを後述する外部接続電極と電気的に接続する部分である。この引出線部分20B,30Bは、後述するように、圧電振動子の製造工程において、その一部がレーザ光の照射によりトリミングされる。
The upper surface electrode 20 and the lower surface electrode 30 are formed all over the width direction of the piezoelectric substrate 10 and are formed from both ends in the longitudinal direction of the piezoelectric substrate 10 to the middle.
Moreover, the upper surface electrode 20 and the lower surface electrode 30 are comprised from excitation part 20A, 30A and leader part 20B, 30B, respectively. The excitation portions 20A and 30A and the leader portions 20B and 30B are formed so that the length (longitudinal direction) and the width (short direction) are equal.
The excitation portions 20A and 30A are portions that overlap each other with the piezoelectric substrate 10 interposed therebetween, and a voltage is applied to the piezoelectric substrate 10 by these. As will be described later, a part of the excitation portions 20A and 30A is trimmed by laser light irradiation in the piezoelectric vibrator manufacturing process.
The lead wire portions 20B and 30B are portions that do not overlap each other, and these are portions that electrically connect the excitation portions 20A and 30A to an external connection electrode described later. As will be described later, a part of the leader lines 20B and 30B is trimmed by laser light irradiation in the manufacturing process of the piezoelectric vibrator.

尚、上記の圧電振動子の仕様について例示すると、設定周波数10MHz、圧電体基板10の寸法が長さ3.2mm程度、幅0.4mm程度、厚さ0.2mm程度、上面電極20及び下面電極30の長さはそれぞれ2.0mm程度、励起部分20A,30Aの長さはそれぞれ0.8mm程度である。   As an example of the specification of the piezoelectric vibrator, the set frequency is 10 MHz, the dimensions of the piezoelectric substrate 10 are about 3.2 mm in length, about 0.4 mm in width, about 0.2 mm in thickness, the upper surface electrode 20 and the lower surface electrode. The length of 30 is about 2.0 mm, and the length of the excitation portions 20A and 30A is about 0.8 mm.

ここで、図2は、上記圧電振動子の使用方法の一例を説明するための断面図である。
図2に示すように、圧電振動子は、例えば、セラミックス製のパッケージ本体50Aと蓋50Bからなるパッケージ50内に搭載されている。
圧電振動子は、導電性樹脂60,61によりパッケージ本体50Aの底面に固定され、上面電極20は、その引出線部分20Bが導電性樹脂60を介してパッケージ本体50Aの底面から外部に突出するように設けられた外部接続電極70に電気的に接続されており、下面電極30は、その引出線部分30Bが導電性樹脂61を介してパッケージ本体50Aの底面から外部に突出するように設けられた外部接続電極71に電気的に接続されている。
そして、蓋50Bはパッケージ50内を気密封止するようにパッケージ本体50Aに固定されている。このように、圧電振動子をパッケージ50に搭載して使用することにより、圧電振動子の信頼性を高めることができる。
Here, FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining an example of a method of using the piezoelectric vibrator.
As shown in FIG. 2, the piezoelectric vibrator is mounted in a package 50 including, for example, a ceramic package body 50A and a lid 50B.
The piezoelectric vibrator is fixed to the bottom surface of the package body 50 </ b> A by the conductive resins 60 and 61, and the top electrode 20 has a lead wire portion 20 </ b> B protruding outside from the bottom surface of the package body 50 </ b> A through the conductive resin 60. The lower surface electrode 30 is provided such that the lead wire portion 30B protrudes from the bottom surface of the package body 50A to the outside through the conductive resin 61. The external connection electrode 71 is electrically connected.
The lid 50B is fixed to the package body 50A so as to hermetically seal the inside of the package 50. Thus, by using the piezoelectric vibrator mounted on the package 50, the reliability of the piezoelectric vibrator can be improved.

図3は、上記圧電振動子の使用方法の他の例を説明するための図である。
図3に示すように、圧電振動子は、図2に示したのと同様に、セラミックス製のパッケージ150内に搭載されているが、図2で示した構成との相違点は、パッケージ150は、直列に接続された内部コンデンサ100A,100Bを内蔵している。
FIG. 3 is a diagram for explaining another example of how to use the piezoelectric vibrator.
As shown in FIG. 3, the piezoelectric vibrator is mounted in a ceramic package 150 as shown in FIG. 2. However, the difference from the configuration shown in FIG. Internal capacitors 100A and 100B connected in series are incorporated.

内部コンデンサ100Aの一端は、パッケージ本体150Aの底面から外部に突出するように設けられた外部接続電極80に電気的に接続され、他端はパッケージ本体150Aの底面から外部に突出するように設けられたグラウンド端子82に電気的に接続されている。
内部コンデンサ100Bの一端は、パッケージ本体150Aの底面から外部に突出するように設けられた外部接続電極81に電気的に接続され、他端はグラウンド端子82に電気的に接続されている。
One end of the internal capacitor 100A is electrically connected to an external connection electrode 80 provided so as to protrude outside from the bottom surface of the package body 150A, and the other end is provided so as to protrude outside from the bottom surface of the package body 150A. The ground terminal 82 is electrically connected.
One end of the internal capacitor 100B is electrically connected to an external connection electrode 81 provided so as to protrude from the bottom surface of the package body 150A, and the other end is electrically connected to a ground terminal 82.

この例では、圧電振動子は、3端子をもつことになり、外部接続電極80,81が入出力として使用される。
このようなパッケージ150を使用することにより、携帯電話機等の移動体通信機器等の基板に圧電振動子を搭載する際にコンデンサを搭載する必要がなくなるので、部品点数を削減できる。
In this example, the piezoelectric vibrator has three terminals, and the external connection electrodes 80 and 81 are used as input and output.
By using such a package 150, it is not necessary to mount a capacitor when mounting a piezoelectric vibrator on a substrate of a mobile communication device such as a mobile phone, so the number of components can be reduced.

次に、上記圧電振動子の製造方法について図4ないし図6を参照して説明する。
ここで、図4は圧電振動子の製造手順を示す工程図であり、図5はレーザ光の照射位置と周波数の変化量との関係を説明するための図であり、図6は周波数調整工程における処理手順の一例を示すフローチャートである。
圧電振動子の製造工程は、図4に示すように、電極を形成する電極形成工程PR10、圧電振動子をパッケージに搭載する工程PR20、圧電振動子の周波数を調整する周波数調整工程PR30、圧電振動子を搭載したパッケージを気密封止する工程PR40等からなる。
まず、電極形成工程PR10では、矩形状に形成された圧電体基板10に、周知の膜形成技術を用いて、上面電極20及び下面電極30を形成する。
工程PR20では、圧電体基板10に上面電極20及び下面電極30を形成して得られた圧電振動子を図2や図3で説明したようなパッケージに搭載する。
Next, a method for manufacturing the piezoelectric vibrator will be described with reference to FIGS.
Here, FIG. 4 is a process diagram showing the manufacturing procedure of the piezoelectric vibrator, FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the irradiation position of the laser beam and the amount of change in frequency, and FIG. 6 is the frequency adjustment process. It is a flowchart which shows an example of the process sequence in.
As shown in FIG. 4, the piezoelectric vibrator manufacturing process includes an electrode forming process PR10 for forming an electrode, a process PR20 for mounting the piezoelectric vibrator on a package, a frequency adjusting process PR30 for adjusting the frequency of the piezoelectric vibrator, and a piezoelectric vibration. The process PR40 etc. which airtightly seal the package carrying the child.
First, in the electrode formation process PR10, the upper surface electrode 20 and the lower surface electrode 30 are formed on the piezoelectric substrate 10 formed in a rectangular shape using a known film formation technique.
In step PR20, the piezoelectric vibrator obtained by forming the upper surface electrode 20 and the lower surface electrode 30 on the piezoelectric substrate 10 is mounted on the package described with reference to FIGS.

そして、周波数調整工程PR30では、パッケージに搭載された状態(気密封止される前)の圧電振動子の上面電極20にレーザ光を照射して周波数調整を行う。
周波数調整工程PR30は、例えば、上面電極20の励起部分20Aにレーザ光を照射して周波数を粗調整する工程と、上面電極20の引出線部分20Bにレーザ光を照射して周波数を微調整する工程とを有する。
In the frequency adjustment step PR30, the frequency adjustment is performed by irradiating the upper surface electrode 20 of the piezoelectric vibrator mounted on the package (before being hermetically sealed) with laser light.
In the frequency adjustment step PR30, for example, a step of irradiating the excitation portion 20A of the upper surface electrode 20 with laser light to coarsely adjust the frequency, and a step of irradiating the lead wire portion 20B of the upper surface electrode 20 with laser light to finely adjust the frequency. Process.

ここで、圧電振動子は、レーザ光を同じ照射量で照射しても、その照射する位置によって周波数の変化量が異なることが知られている。具体的には、図5に示すように、圧電振動子の長手方向において、励起部分20Aの中央位置にレーザ光を照射した場合に周波数変化量が一番大きく、引出線部分20Bに向かうに従って周波数変化量が小さくなる。本実施形態では、このことを利用して、励起部分20Aにレーザ光を照射して周波数を粗調整し、引出線部分20Bにレーザ光を照射して周波数を微調整する。   Here, it is known that even if the piezoelectric vibrator irradiates laser light with the same irradiation amount, the amount of change in frequency differs depending on the irradiation position. Specifically, as shown in FIG. 5, in the longitudinal direction of the piezoelectric vibrator, the amount of frequency change is greatest when the central position of the excitation portion 20A is irradiated with laser light, and the frequency changes toward the leader line portion 20B. The amount of change becomes smaller. In the present embodiment, utilizing this, the excitation portion 20A is irradiated with laser light to roughly adjust the frequency, and the leader portion 20B is irradiated with laser light to finely adjust the frequency.

また、図5に示すように、レーザ光の照射位置を圧電振動子の長手方向において変えると、異なる周波数変化量が得られるが、圧電振動子の幅方向(短手方向)において照射位置を変えても得られる周波数変化量は略同じであることが知られている。
このため、本実施形態では、図5に示すように、ドット状のレーザ光を励起部分20A及び引出線部分20Bに照射すると共に、照射位置を変更する場合には、励起部分20Aにおいては照射位置をDA1,DA2,DA3あるいは引出線部分20BにおいてはDB1,DB2,DB3の如く、圧電振動子の幅方向に順次移動させる。これにより、レーザ光の照射毎の周波数変化量を励起部分20A及び引出線部分20Bのそれぞれにおいて略一定にすることができる。
Further, as shown in FIG. 5, when the irradiation position of the laser beam is changed in the longitudinal direction of the piezoelectric vibrator, a different amount of frequency change can be obtained, but the irradiation position is changed in the width direction (short direction) of the piezoelectric vibrator. However, it is known that the obtained frequency change amounts are substantially the same.
For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 5, when irradiating the excitation part 20A and the leader line part 20B with the dot-shaped laser beam and changing the irradiation position, the irradiation position in the excitation part 20A Are sequentially moved in the width direction of the piezoelectric vibrator, such as DB1, DB2, and DB3, in the lead line portion 20B. Thereby, the frequency change amount for each irradiation of the laser beam can be made substantially constant in each of the excitation portion 20A and the leader portion 20B.

次に、周波数調整の具体的な手順について図6を参照して説明する。
先ず、電極形成工程PR10を経て得られた圧電振動子の発生する周波数を測定する(ステップST1)。尚、周波数調整においては電極をトリミングすることで周波数が高まるので、電極形成工程PR10では、この周波数調整を予定して、電極20,30を形成した時点での周波数が設定周波数よりも低くなるようにしている。
Next, a specific procedure for frequency adjustment will be described with reference to FIG.
First, the frequency generated by the piezoelectric vibrator obtained through the electrode formation process PR10 is measured (step ST1). In the frequency adjustment, the frequency is increased by trimming the electrode. Therefore, in the electrode formation process PR10, the frequency adjustment is scheduled so that the frequency when the electrodes 20 and 30 are formed is lower than the set frequency. I have to.

次に、測定した周波数と設定周波数(例えば、10MHz)とを比較し(ステップST2)、周波数の粗調整を行うか、あるいは、微調整を行うかを選択する(ステップST3)。
具体的には、例えば、測定周波数が設定周波数より50ppm以上低い場合には、粗調整を選択し、50ppm未満の場合には、周波数の微調整を行う。
Next, the measured frequency is compared with a set frequency (for example, 10 MHz) (step ST2), and it is selected whether the frequency is coarsely adjusted or finely adjusted (step ST3).
Specifically, for example, when the measurement frequency is 50 ppm or more lower than the set frequency, coarse adjustment is selected, and when the measurement frequency is less than 50 ppm, fine adjustment of the frequency is performed.

周波数の粗調整を選択した場合には、上記したように、励起部分20Aの照射位置DA1へドット状のレーザ光を照射し(ステップST4)、再び周波数を測定し(ステップST5)、この測定周波数と設定周波数とを比較して粗調整を終了するかを判断する(ステップST6)。例えば、上記と同様に、測定周波数が設定周波数より50ppm以上低い場合には、粗調整を継続し、50ppm未満の場合には、粗調整を終了する。粗調整を継続する場合には、レーザ光の照射位置を圧電振動子の幅方向に変更しながら行う。   When coarse adjustment of the frequency is selected, as described above, the irradiation position DA1 of the excitation portion 20A is irradiated with dot-shaped laser light (step ST4), and the frequency is measured again (step ST5). Is compared with the set frequency to determine whether or not the rough adjustment is to be finished (step ST6). For example, similarly to the above, when the measurement frequency is 50 ppm or more lower than the set frequency, the coarse adjustment is continued, and when it is less than 50 ppm, the coarse adjustment is terminated. When the rough adjustment is continued, the laser light irradiation position is changed in the width direction of the piezoelectric vibrator.

粗調整を終了した場合には、周波数の微調整を行うべく、引出線部分20Bへレーザ光を照射する(ステップST7)。そして、周波数を測定し(ステップST8)、測定周波数が設定周波数とを比較して周波数の微調整を終了するかを判断する(ステップST9)。例えば、測定周波数が設定周波数と一致する、あるいは、その違いが極わずかと判断した場合には、周波数の微調整を終了する。測定周波数と設定周波数との違いが大きい場合には、上記したように、レーザ光の照射位置を圧電振動子の幅方向に変更しながら微調整を継続する。   When the rough adjustment is finished, the leader line portion 20B is irradiated with laser light to finely adjust the frequency (step ST7). Then, the frequency is measured (step ST8), and the measured frequency is compared with the set frequency to determine whether the fine adjustment of the frequency is finished (step ST9). For example, when it is determined that the measurement frequency matches the set frequency or the difference is very small, fine adjustment of the frequency is terminated. When the difference between the measurement frequency and the set frequency is large, fine adjustment is continued while changing the irradiation position of the laser light in the width direction of the piezoelectric vibrator as described above.

上記のような手順で周波数の粗調整及び微調整が行われた圧電振動子の電極20には、励起部分20A及び引出線部分20Bの双方にレーザ光の照射によるトリミング箇所が発生する。
そして、周波数調整を行った後のパッケージを気密封止することにより、圧電振動子の製造が完了する。
In the electrode 20 of the piezoelectric vibrator that has been subjected to the coarse adjustment and fine adjustment of the frequency in the above procedure, trimming portions are generated by laser light irradiation in both the excitation portion 20A and the leader portion 20B.
Then, the package after the frequency adjustment is hermetically sealed to complete the manufacture of the piezoelectric vibrator.

ここで、図7は、本実施形態の製造方法で製造された(周波数調整された)複数の圧電振動子の周波数測定結果を示すグラフである。尚、図7において、比較のために、励起部分20Aのみにレーザ光を照射して周波数調整した複数の圧電振動子の周波数測定結果も併せて示す。
図7から分かるように、本実施形態によれば、励起部分20Aのみにレーザ光を照射して周波数調整したものと比べて、設定周波数からのバラツキが大きく改善しているのがわかる。
Here, FIG. 7 is a graph showing the frequency measurement results of a plurality of piezoelectric vibrators manufactured (frequency adjusted) by the manufacturing method of the present embodiment. For comparison, FIG. 7 also shows the frequency measurement results of a plurality of piezoelectric vibrators whose frequencies are adjusted by irradiating only the excitation portion 20A with laser light.
As can be seen from FIG. 7, according to the present embodiment, it can be seen that the variation from the set frequency is greatly improved as compared with the frequency adjusted by irradiating only the excitation portion 20 </ b> A with laser light.

以上のように、本実施形態によれば、電極20,30を励起部分20A,30Aと引出線部分20B,30Bで構成し、余分な電極を形成しないため、結果として、圧電振動子を小型化できる。
また、本実施形態によれば、周波数調整時に、上記のステップST4〜ステップST6において説明したように、粗調整により設定周波数との違いをある程度の値まで小さくし、その後に周波数の微調整を行うので、引出線部分20Bだけにレーザ光を照射して周波数調整する場合に比べて調整に要する時間を大幅に短縮できると共に、微調整により周波数を正確に調整できる。
さらに、本実施形態によれば、周波数の粗調整を行うことにより、引出線部分20Bへのレーザ光の照射量を必要最低限に抑えることができ、引出線部分20Bの過剰なトリミングが原因で断線するのを防止できる。
As described above, according to the present embodiment, the electrodes 20 and 30 are configured by the excitation portions 20A and 30A and the lead wire portions 20B and 30B, and no extra electrode is formed. As a result, the piezoelectric vibrator is reduced in size. it can.
Further, according to the present embodiment, at the time of frequency adjustment, as described in steps ST4 to ST6 above, the difference from the set frequency is reduced to a certain value by rough adjustment, and then the frequency is finely adjusted. Therefore, the time required for the adjustment can be greatly shortened as compared with the case where the frequency adjustment is performed by irradiating only the leader line portion 20B with the laser beam, and the frequency can be accurately adjusted by fine adjustment.
Furthermore, according to the present embodiment, the amount of laser light applied to the leader line portion 20B can be suppressed to the minimum necessary by performing rough adjustment of the frequency, due to excessive trimming of the leader line portion 20B. It can prevent disconnection.

上記実施形態では、上面電極20にレーザ光を照射して周波数調整する場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、下面電極30にレーザ光を照射して周波数調整することもできるし、上面電極20,下面電極30の双方にレーザ光を照射して周波数調整することもできる。   In the above embodiment, the case of adjusting the frequency by irradiating the upper surface electrode 20 with laser light has been described. However, the present invention is not limited to this, and the frequency can be adjusted by irradiating the lower surface electrode 30 with laser light. The frequency can be adjusted by irradiating both the upper surface electrode 20 and the lower surface electrode 30 with laser light.

上記実施形態では、周波数の粗調整の後に微調整をした場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、最初に周波数を測定し、この測定周波数と設定周波数との差に基づいて粗調整に必要なレーザ光の照射量及び微調整に必要なレーザ光の照射量を決定して粗調整と微調整とを同時に行う構成とすることも可能である。   In the above embodiment, the case where the fine adjustment is performed after the coarse adjustment of the frequency has been described. However, the present invention is not limited to this, and the frequency is measured first, and the coarse adjustment is performed based on the difference between the measurement frequency and the set frequency. It is also possible to adopt a configuration in which coarse adjustment and fine adjustment are performed simultaneously by determining the irradiation amount of laser light necessary for adjustment and the irradiation amount of laser light necessary for fine adjustment.

上記実施形態では、ドット状のレーザ光を圧電振動子の幅方向に移動させながら照射する場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、照射方法や照射位置を適宜変更することは可能である。   In the above embodiment, the case of irradiating the dot-shaped laser light while moving in the width direction of the piezoelectric vibrator has been described. However, the present invention is not limited to this, and the irradiation method and irradiation position can be changed as appropriate. It is.

上記実施形態では、圧電体基板10をタンタル酸リチウムで形成した場合について説明したが、例えば、圧電体基板として水晶基板を用いることも可能である。   In the above embodiment, the case where the piezoelectric substrate 10 is formed of lithium tantalate has been described. However, for example, a quartz substrate can be used as the piezoelectric substrate.

上記実施形態では、電極が励起部分と引出線部分とからなる構成の場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、その他の部分をもつ電極の場合にも本発明を適用可能である。   In the above embodiment, the case where the electrode has a configuration including the excitation portion and the leader portion has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to an electrode having other portions. .

本発明の一実施形態に係る圧電振動子を示す図であって、(a)は圧電振動子を上方から見た平面図であり、(b)は(a)におけるA−A線方向の断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the piezoelectric vibrator which concerns on one Embodiment of this invention, Comprising: (a) is the top view which looked at the piezoelectric vibrator from upper direction, (b) is the cross section of the AA line direction in (a). FIG. 圧電振動子をパッケージに搭載した一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example which mounted the piezoelectric vibrator in the package. 圧電振動子をパッケージに搭載した他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example which mounted the piezoelectric vibrator in the package. 本発明の一実施形態に係る圧電振動子の製造手順を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacture procedure of the piezoelectric vibrator which concerns on one Embodiment of this invention. レーザ光の照射位置と周波数の変化量との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the irradiation position of a laser beam, and the variation | change_quantity of a frequency. 周波数調整工程における処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence in a frequency adjustment process. 周波数調整後に測定した周波数の設定周波数からのバラツキを示すグラフである。It is a graph which shows the variation from the setting frequency of the frequency measured after frequency adjustment.

符号の説明Explanation of symbols

10…圧電体基板
20…上面電極(電極)
20A…励起部分
20B…引出線部分
30…下面電極(電極)
50,150…パッケージ
50A,150A…パッケージ本体
50B,150B…蓋
60,61…導電性樹脂
70,71,80,81…外部接続電極
82…グラウンド端子
100A,100B…内蔵コンデンサ
10 ... piezoelectric substrate 20 ... upper surface electrode (electrode)
20A ... excitation portion 20B ... leader portion 30 ... lower electrode (electrode)
50, 150 ... packages 50A, 150A ... package main bodies 50B, 150B ... lids 60, 61 ... conductive resins 70, 71, 80, 81 ... external connection electrodes 82 ... ground terminals 100A, 100B ... built-in capacitors

Claims (8)

圧電体基板の両主面に、互いに重なる電圧印加のための励起部分と互いに重ならない電気的接続のための引出線部分とをもつように電極を形成する電極形成工程と、前記電極にレーザ光を照射して周波数調整を行う周波数調整工程とを有し、
前記周波数調整工程は、前記電極の励起部分にレーザ光を照射して周波数を粗調整する工程及び前記電極の引出線部分にレーザ光を照射して周波数を微調整する工程の双方を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
An electrode forming step of forming electrodes on both principal surfaces of the piezoelectric substrate so as to have an excitation portion for applying a voltage overlapping each other and a leader portion for electrical connection not overlapping each other; and a laser beam on the electrode A frequency adjustment step of adjusting the frequency by irradiating
The frequency adjusting step includes both a step of irradiating a laser beam to the excitation portion of the electrode to roughly adjust the frequency and a step of irradiating a laser beam to the lead portion of the electrode to finely adjust the frequency. A method for manufacturing a piezoelectric vibrator.
前記周波数調整工程は、測定した周波数と設定周波数との違いが所定以下となるまで前記電極の励起部分にレーザ光を照射して周波数を粗調整し、前記粗調整をした後に、前記電極の引出線部分にレーザ光を照射して周波数の微調整を行うことを特徴とする請求項1に記載の圧電振動子の製造方法。 The frequency adjustment step irradiates the excitation portion of the electrode with a laser beam until the difference between the measured frequency and the set frequency is equal to or less than a predetermined value, and then roughly adjusts the frequency, and after performing the rough adjustment, the electrode is extracted. 2. The method of manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the line portion is irradiated with laser light to finely adjust the frequency. 前記電極形成工程は、前記電極を前記励起部分と前記引出線部分とからなるように形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の圧電振動子の製造方法。 3. The method of manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein in the electrode forming step, the electrode is formed to include the excitation portion and the lead wire portion. 前記電極形成工程において、前記電極の励起部分と引出線部分との幅が等しくなるように形成することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の圧電振動子の製造方法。 4. The method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein in the electrode forming step, the excitation portion and the leader portion of the electrode are formed to have the same width. 圧電体基板の両主面に、互いに重なる電圧印加のための励起部分と互いに重ならない電気的接続のための引出線部分とをもつように電極が形成された圧電振動子であって、
前記電極の励起部分及び引出線部分の双方の一部がレーザ光の照射によりトリミングされていることを特徴とする圧電振動子。
A piezoelectric vibrator in which electrodes are formed on both main surfaces of a piezoelectric substrate so as to have an excitation part for voltage application overlapping each other and a lead part for electrical connection not overlapping each other,
A part of both an excitation part and a leader line part of the electrode is trimmed by laser light irradiation.
前記圧電体基板は、矩形状に形成され、
前記電極は、前記励起部分と前記引出線部分との幅が等しくなるように形成されていると共に、前記圧電体基板の長手方向の両端部から中途までそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項5に記載の圧電振動子。
The piezoelectric substrate is formed in a rectangular shape,
The electrode is formed so that the widths of the excitation part and the leader line part are equal, and each electrode is formed from both longitudinal ends of the piezoelectric substrate to midway. Item 6. The piezoelectric vibrator according to Item 5.
パッケージ内に搭載されていることを特徴とする請求項5又は6に記載の圧電振動子。 The piezoelectric vibrator according to claim 5 or 6, wherein the piezoelectric vibrator is mounted in a package. 前記圧電体基板は、タンタル酸リチウムにより形成されていることを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載の圧電振動子。
The piezoelectric vibrator according to claim 5, wherein the piezoelectric substrate is made of lithium tantalate.
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