JP2007006375A - Piezoelectric resonator and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器に組み込まれる小型化した圧電振動子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a miniaturized piezoelectric vibrator incorporated in an electronic apparatus and a manufacturing method thereof.
従来の屈曲振動モードを備えた圧電振動子は、水晶片を加工して形成されている。そして、圧電振動子は、マウント電極が形成された実装基板上に平面実装されている(例えば、特許文献1参照。)。 A conventional piezoelectric vibrator having a bending vibration mode is formed by processing a crystal piece. And the piezoelectric vibrator is planarly mounted on the mounting board | substrate with which the mount electrode was formed (for example, refer patent document 1).
図11に示す如く、圧電振動子101は、一対の振動腕部102と、振動腕部102を繋ぐ基部103と、基部103から所定方向に延びる支持腕部104とで一体に形成されている。振動腕部102は、厚みを50〜200(μm)有し、振動周波数に応じて長さ及び幅が設定されている。例えば、振動周波数を32.768(KHz)で設計した場合には、振動腕部102の幅W10が100(μm)となり、長さL6が1650(μm)となる。尚、振動腕部102の幅W10及び長さL6は、振動周波数に応じて設計変更される。
As shown in FIG. 11, the
支持腕部104は、基部103の左右方向に突出したL字状の屈曲部105から振動腕部102の外側面に沿って平行に形成されている。支持腕部104のサイズは、長さが振動腕部102の略半分となり、幅が振動腕部102と同じかそれ以上となる。そして、支持腕部104の先端部には端子電極106が形成され、端子電極106が実装基板(図示せず)上のマウント電極(図示せず)と導電性接着剤により固着されている。
The
従来の屈曲振動モードを備えた圧電振動子は、振動腕と基部とを備えて構成されている。振動腕の上下面には溝が形成され、溝の側面を利用して電極が形成されている(例えば、特許文献2参照。)。 A conventional piezoelectric vibrator having a bending vibration mode includes a vibrating arm and a base. Grooves are formed on the upper and lower surfaces of the vibrating arm, and electrodes are formed using the side surfaces of the grooves (see, for example, Patent Document 2).
図12(A)に示す如く、圧電振動子は水晶振動子111であり、水晶振動子111は、一対の振動腕部112と基部113とから成り、振動腕部112の一端部は基部113に接続されている。振動腕部112は上面、下面及び側面を有し、上下面には中立線114を挟むように溝115が形成されている。そして、振動腕部112の幅W12と溝115の幅W13との関係(W13/W12)が、0.35〜0.95の範囲内になるように、溝115の幅W13が設計されている。また、図12(B)は、図12(A)のC−C‘線方向の断面図を示している。図示したように、振動腕部112の厚みT1と溝115の厚みT2との関係(T2/T1)が、0.01〜0.79の範囲内になるように、溝115の厚みT2が設計されている。溝115には、電極116、117が形成されている。この構造により、電気機械変換効率が向上し、等価直列抵抗Rが小さく、品質係数値Qが高く、更に、容量比の小さい水晶振動子が構成されている。
上述したように、圧電振動子は、圧電振動子の端子電極と実装基板上のマウント電極との固着により、実装基板上に支持されている。実装基板上に支持された圧電振動子は、パッケージ内へと収納される。そして、近年における携帯電話機等の電子機器の小型化に伴い、圧電振動子が収納されたパッケージが小型化し、圧電振動子の小型化も求められている。 As described above, the piezoelectric vibrator is supported on the mounting substrate by fixing the terminal electrode of the piezoelectric vibrator and the mount electrode on the mounting substrate. The piezoelectric vibrator supported on the mounting substrate is accommodated in the package. With the recent miniaturization of electronic devices such as mobile phones, the package in which the piezoelectric vibrator is housed is downsized, and the piezoelectric vibrator is also downsized.
圧電振動子101は、支持腕部104の先端部に形成された端子電極106を介して実装基板上に支持されている。そして、振動腕部102の幅W10は一定であり、振動腕部102の上下面及び側面の4面を利用して電極が配置されている。この構造により、振動腕部102を振動させる電界が、振動方向(振動腕部の幅方向)に対して直線的に働かない。そのため、等価直列抵抗Rを小さくするためには振動腕部102の幅を広げ、電極を大きく形成することで電界を大きくする必要がある。その結果、圧電振動子101の幅方向における小型化が実現し難く、パッケージの小型化も図り難いという問題がある。また、圧電振動子101の幅方向における小型化を図るためには、振動腕部102の幅を狭める必要がある。この場合には、電極が小さくなり、電界が小さくなるため、等価直列抵抗Rが大きくなってしまうという問題がある。
The
また、圧電振動子111では、振動腕部112は上面、下面及び側面を有し、上下面には溝115が形成されている。そして、所望の等価直列抵抗R、品質係数値Qを得るために、溝115は振動腕部の幅、厚みに対し、所望の幅及び厚みの範囲に設計されている。しかしながら、振動腕部112に溝115を形成する際のエッチング時間、エッチング液量等のエッチング条件のばらつきにより、精度良く溝115を形成することが困難である。その結果、溝115の形状等のばらつきにより、電気的特性がばらつき、所望の振動周波数が得難いという問題がある。
In the
上述した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明の圧電振動子では、屈曲モードで振動し、上面、下面及び側面を有する一対の振動腕部と、前記振動腕部の一端側と一体に形成されている基部とを有し、前記振動腕部には前記上下面の間を貫通する貫通孔が形成され、前記振動腕部の側面と対向する前記貫通孔の内壁には電極が形成され、且つ前記貫通孔には埋め込み部材が形成されていることを特徴とする。従って、本発明では、振動腕部に貫通孔が形成され、該貫通孔を利用して電極が形成されている。そして、貫通孔には埋め込み部材が形成されている。この構造により、振動腕部の機械的強度を維持しつつ、圧電振動子の小型化を実現し、更に等価直列抵抗Rも小さくすることができる。 In view of the above circumstances, the piezoelectric vibrator of the present invention is configured to vibrate in a bending mode and has a pair of vibrating arm portions having an upper surface, a lower surface, and side surfaces, and one end side of the vibrating arm portion. A base portion formed integrally, and a through-hole penetrating between the upper and lower surfaces is formed in the vibrating arm portion, and an electrode is formed on an inner wall of the through-hole facing the side surface of the vibrating arm portion. An embedded member is formed in the through hole. Therefore, in the present invention, a through hole is formed in the vibrating arm portion, and an electrode is formed using the through hole. An embedded member is formed in the through hole. With this structure, the piezoelectric vibrator can be reduced in size while maintaining the mechanical strength of the vibrating arm, and the equivalent series resistance R can also be reduced.
また、本発明では、屈曲モードで振動し、上面、下面及び側面を有する一対の振動腕部と、前記振動腕部の一端側と一体に形成されている基部とを有し、前記振動腕部の延在方向には前記上下面の間を貫通する複数の貫通孔が形成され、前記振動腕部の側面と対向する前記貫通孔の内壁には電極が形成され、且つ前記貫通孔には埋め込み部材が形成されていることを特徴とする。従って、本発明では、貫通孔により梯子形状に形成された振動腕部においても、貫通孔内に埋め込み部材が形成されている。この構造により、振動腕部の機械的強度を向上させつつ、等価直列抵抗Rを小さくすることができる。 The present invention further includes a pair of vibrating arm portions that vibrate in a bending mode and have an upper surface, a lower surface, and a side surface, and a base portion that is formed integrally with one end side of the vibrating arm portion, In the extending direction, a plurality of through-holes penetrating between the upper and lower surfaces are formed, an electrode is formed on the inner wall of the through-hole facing the side surface of the vibrating arm portion, and embedded in the through-hole A member is formed. Therefore, in the present invention, the embedded member is formed in the through hole even in the vibrating arm portion formed in the ladder shape by the through hole. With this structure, it is possible to reduce the equivalent series resistance R while improving the mechanical strength of the vibrating arm portion.
また、本発明の圧電振動子では、前記埋め込み部材は、Ni、Sn−Au合金、ガラスまたはケイ素であることを特徴とする。従って、本発明では、埋め込み部材として圧電振動子の原材料である水晶と剛性が同等あるいは高い材料を用いることで、振動腕部での電気機械変換効率の低下を防ぎ、等価直列抵抗Rが大きくなることを防止できる。 In the piezoelectric vibrator of the present invention, the embedded member is Ni, Sn—Au alloy, glass, or silicon. Therefore, in the present invention, by using a material whose rigidity is equal to or higher than that of the crystal that is the raw material of the piezoelectric vibrator as the embedded member, it is possible to prevent a reduction in electromechanical conversion efficiency at the vibrating arm portion and to increase the equivalent series resistance R. Can be prevented.
また、本発明の圧電振動子では、前記貫通孔の内壁と対向する前記振動腕部の側面には、前記貫通孔の電極と極性が異なる電極が形成されていることを特徴とする。従って、本発明では、振動腕部の側面に電極が効率的に配置されている。この構造により、等価直列抵抗Rの小さい圧電振動子が実現できる。 In the piezoelectric vibrator of the present invention, an electrode having a polarity different from that of the electrode of the through hole is formed on a side surface of the vibrating arm portion facing the inner wall of the through hole. Therefore, in this invention, the electrode is efficiently arrange | positioned on the side surface of the vibrating arm part. With this structure, a piezoelectric vibrator having a small equivalent series resistance R can be realized.
また、本発明の圧電振動子では、前記振動腕部は前記一端側から一定幅で延在し、前記振動腕部の他端側近傍に前記一定幅よりも広い幅となる段差部を有していることを特徴とする。従って、本発明では、振動腕部の他端部側の幅が広くなるように、振動腕部が形成されている。この構造により、実装基板上に支持された際、圧電振動子の重心が振動腕部の中央部近傍に位置し、圧電振動子は安定状態で支持される。 In the piezoelectric vibrator according to the aspect of the invention, the vibrating arm portion may extend from the one end side with a certain width, and may have a step portion that is wider than the certain width near the other end side of the vibrating arm portion. It is characterized by. Therefore, in the present invention, the vibrating arm portion is formed so that the width on the other end side of the vibrating arm portion is widened. With this structure, when supported on the mounting substrate, the center of gravity of the piezoelectric vibrator is located near the center of the vibrating arm portion, and the piezoelectric vibrator is supported in a stable state.
また、本発明の圧電振動子では、前記基部と一体に形成され、前記振動腕部の側面に沿って延在する一対のサイド基部とを有し、前記サイド基部の幅は、前記振動腕部の一定幅よりも狭いことを特徴とする。従って、本発明では、圧電振動子の重心が振動腕部の中央部近傍に位置することで、サイド基部における機械的強度の負担を低減させ、サイド基部の幅を狭めることができる。 In the piezoelectric vibrator of the present invention, the piezoelectric vibrator includes a pair of side bases that are formed integrally with the base and extend along a side surface of the vibration arm, and the width of the side base is the vibration arm. It is characterized by being narrower than a certain width. Therefore, in the present invention, the center of gravity of the piezoelectric vibrator is located in the vicinity of the center portion of the vibrating arm portion, so that the mechanical strength burden on the side base portion can be reduced and the width of the side base portion can be reduced.
また、本発明の圧電振動子の製造方法では、水晶ウエハをエッチングし、振動腕部及び基部とからなる圧電振動子を形成する圧電振動子の製造方法において、前記水晶ウエハを準備し、前記水晶ウエハの両面に第1の金属層を形成した後、前記第1の金属層を選択的に除去し、前記第1の金属層をエッチングマスクとして前記水晶ウエハの両面からエッチングし、前記圧電振動子の外形及び前記振動腕部の貫通孔を形成する工程と、前記第1の金属層を除去した後、前記水晶ウエハに第2の金属層を形成し、前記第2の金属層を選択的に除去し、前記振動腕部の延在方向の側面と対向する前記貫通孔の内壁に電極を形成し、且つ前記貫通孔の内壁と対向する前記振動腕部の側面に前記貫通孔の電極と極性が異なる電極を形成する工程と、前記貫通孔を埋設する埋め込み部材を形成する工程とを有することを特徴とする。従って、本発明では、振動腕部に形状のばらつきの少ない貫通孔を形成し、該貫通孔内に埋め込み部材を形成することができる。この製造方法により、振動腕部の機械的強度を維持しつつ、等価直列抵抗Rの小さい圧電振動子を形成できる。 In the piezoelectric vibrator manufacturing method of the present invention, the crystal wafer is prepared by etching the crystal wafer to form a piezoelectric vibrator including a vibrating arm portion and a base portion. Forming a first metal layer on both sides of the wafer, selectively removing the first metal layer, etching from both sides of the quartz wafer using the first metal layer as an etching mask, and And forming the through-hole of the vibrating arm portion, and removing the first metal layer, forming a second metal layer on the quartz wafer, and selectively forming the second metal layer An electrode is formed on the inner wall of the through hole facing the extending side surface of the vibrating arm portion, and the electrode of the through hole is polar on the side surface of the vibrating arm portion facing the inner wall of the through hole. Forming different electrodes, and Characterized by a step of forming a buried member embedding the hole. Therefore, in the present invention, it is possible to form a through hole with little variation in shape in the vibrating arm portion and to form an embedded member in the through hole. By this manufacturing method, a piezoelectric vibrator having a small equivalent series resistance R can be formed while maintaining the mechanical strength of the vibrating arm portion.
本発明では、振動腕部に貫通孔が形成され、貫通孔には埋め込み部材が形成されている。この構造により、振動腕部の機械的強度を維持しつつ、振動腕部での電気機械変換効率の低下を防止している。 In the present invention, a through hole is formed in the vibrating arm portion, and an embedded member is formed in the through hole. With this structure, the mechanical strength of the vibrating arm portion is maintained, and the decrease in electromechanical conversion efficiency at the vibrating arm portion is prevented.
また、本発明では、振動腕部に貫通孔が形成され、貫通孔の内壁に電極が形成されている。貫通孔内の電極と振動腕部の側面の電極とが対向するように形成されている。この構造により、振動腕部に効率的に電極が形成され、圧電振動子の小型化を実現しつつ、等価直列抵抗Rも小さくすることができる。 In the present invention, a through hole is formed in the vibrating arm portion, and an electrode is formed on the inner wall of the through hole. The electrode in the through hole and the electrode on the side surface of the vibrating arm portion are formed to face each other. With this structure, the electrodes can be efficiently formed on the vibrating arm portion, and the equivalent series resistance R can be reduced while realizing miniaturization of the piezoelectric vibrator.
また、本発明では、振動腕部に貫通孔が形成され、貫通孔の内壁には電極が形成されている。この構造により、電極の形成位置のばらつきを防止でき、電気的特性のばらつきを防止することができる。 In the present invention, a through hole is formed in the vibrating arm portion, and an electrode is formed on the inner wall of the through hole. With this structure, variations in electrode formation positions can be prevented, and variations in electrical characteristics can be prevented.
また、本発明では、振動腕部は、少なくとも2つの幅を有するように形成されている。振動腕部の一端側は基部と一体に形成され、他端側には幅広く形成されている領域がある。この構造により、実装基板上に支持された圧電振動子の重心が中心部へと位置し、圧電振動子は安定状態で支持される。 In the present invention, the vibrating arm portion is formed to have at least two widths. One end side of the vibrating arm portion is formed integrally with the base portion, and there is a widely formed region on the other end side. With this structure, the center of gravity of the piezoelectric vibrator supported on the mounting substrate is positioned at the center, and the piezoelectric vibrator is supported in a stable state.
また、本発明では、圧電振動子が、実装基板上に安定状態で支持されることで、支持部への機械的強度が低減され、支持部の幅を狭めることができる。この構造により、圧電振動子の幅方向における小型化を実現できる。 In the present invention, since the piezoelectric vibrator is supported on the mounting substrate in a stable state, the mechanical strength to the support portion is reduced, and the width of the support portion can be reduced. With this structure, the piezoelectric vibrator can be downsized in the width direction.
また、本発明では、振動腕部の上下面からエッチングにより貫通孔を形成する。この製造方法により、上下面での貫通孔の開口部の大きさや形状のばらつきを低減することができる。 In the present invention, through holes are formed by etching from the upper and lower surfaces of the vibrating arm portion. By this manufacturing method, it is possible to reduce variations in the size and shape of the openings of the through holes on the upper and lower surfaces.
以下に、本発明の実施の形態である圧電振動子について、図1〜図5を参照し、詳細に説明する。図1(A)は、本実施の形態である圧電振動子を説明するための平面図である。図1(B)は、図1(A)に示す圧電振動子のA−A‘線方向の断面図であり、圧電振動子の電極構造を説明するための図である。図2は、本実施の形態である圧電振動子の等価直列抵抗値Rと埋め込み部材を構成する材料のヤング率との関係を説明するための図である。図3は、本実施の形態である圧電振動子を説明するための平面図である。図4(A)は、本実施の形態の圧電振動子を説明するための平面図である。図4(B)は、本実施の形態の圧電振動子を説明するための平面図である。図5は、本実施の形態である圧電振動子において、周波数依存性の少ないサイド基部幅と基部長さとの関係を説明するための図である。 Hereinafter, a piezoelectric vibrator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1A is a plan view for explaining the piezoelectric vibrator according to the present embodiment. FIG. 1B is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator shown in FIG. 1A taken along the line A-A ′, and is a view for explaining an electrode structure of the piezoelectric vibrator. FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the equivalent series resistance value R of the piezoelectric vibrator according to the present embodiment and the Young's modulus of the material constituting the embedded member. FIG. 3 is a plan view for explaining the piezoelectric vibrator according to the present embodiment. FIG. 4A is a plan view for explaining the piezoelectric vibrator of the present embodiment. FIG. 4B is a plan view for explaining the piezoelectric vibrator of the present embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the side base width and the base length with less frequency dependency in the piezoelectric vibrator according to the present embodiment.
図1〜図3を参照し、第1の本実施の形態の圧電振動子を説明する。圧電振動子1は、主に、一対の振動腕部2、3と、基部4とから構成されている。圧電振動子1は、例えば、電気軸をX軸、機械軸をY軸、光軸をZ軸とした水晶原石の直交座標系において、Z軸平面から1°X軸方向に回転させたカット角で板状に薄くスライスした水晶ウエハを加工し、形成されている。そのため、圧電振動子1は、例えば、100〜150(μm)程度の一定の厚みで形成されている。
The piezoelectric vibrator of the first embodiment will be described with reference to FIGS. The
振動腕部2、3は、その一端側が基部4と一体に形成され、音叉形状となっている。振動腕部2、3は、幅W1及び長さL1で設計されている。具体的には、振動腕部2の幅及び長さは、下記の関係式に基づいて、所望の振動周波数に応じて決定される。
The vibrating
また、振動腕部2、3には、幅W2有する貫通孔5、6が形成されている。貫通孔5、6は振動腕部2に点線で示した中立線を中心として対称となるように形成されている。
The vibrating
基部4は、長さL2、幅W3の領域を有し、振動腕部2、3とその一部が一体に形成されている。基部4では、振動腕部2で発生した機械的振動エネルギーを減衰させ、パッケージへの振動漏れを防ぐ領域を有するように設計されている。
The base portion 4 has a region having a length L2 and a width W3, and the vibrating
図1(B)に示す如く、A−A‘線方向の断面では、振動腕部2、3は貫通孔5、6により幅方向(X軸方向)に分離している。
As shown in FIG. 1B, the vibrating
振動腕部2では、貫通孔5により形成された内壁7、8を覆うように同極の電極9、10が形成されている。尚、電極9、10は、その一部が振動腕部2の上下面11、12まで形成されている。そして、内壁7、8に対向する振動腕部2の側面13、14には、電極9、10と極性の異なる電極15、16が形成されている。
In the vibrating
同様に、振動腕部3では、貫通孔6により形成された内壁17、18を覆うように同極の電極19、20が形成されている。尚、電極19、20は、その一部が振動腕部3の上下面21、22まで形成されている。そして、内壁17、18に対向する振動腕部3の側面23、24には、電極19、20と極性の異なる電極25、26が形成されている。
Similarly, in the vibrating
尚、各電極は振動腕部2、3及び基部4に形成された配線を介して、それぞれ同極同士が接続されている。そして、電極及び配線は、例えば、水晶ウエハに対し、クロム(Cr)をスパッタリングした後に、金(Au)をスパッタリングし、所望の形状に形成されている。
Each electrode is connected to the same polarity via wires formed on the vibrating
具体的には、電極9、10、25、26を正極とし、電極15、16、19、20を負極とし、各電極間に直流電圧を印加すると、図示した矢印方向(X幅方向)に電界EXが発生する。そして、振動腕部2、3には、電界EXにより中立線(図1(A)参照)を挟んで伸縮応力が働き、振動腕部2、3は屈曲モードで振動する。上述したように、貫通孔5、6を形成することで、振動腕部2、3の厚み方向(X軸方向に垂直面)全面に電極9、10、19、20が形成されている。この構造により、振動腕部2、3での電極形成領域を溝構造と比較して増大させ、振動腕部2、3には、振動腕部2、3が屈曲動作する方向(X幅方向)に大きな電界EXが発生する。つまり、圧電振動子1の小型化により、振動腕部2、3の幅W1が狭くなった場合でも、貫通孔を形成し振動腕部2、3の厚みを有効利用することで、電界EXの効率良く発生させる。そして、電気機械変換効率を劣化することを防ぎ、等価直列抵抗Rの小さい圧電振動子1を形成することができる。
Specifically, when
図示の如く、貫通孔5、6では、貫通孔5、6に形成された電極間には、Ni、Sn−Au合金、低融点ガラス、ケイ素等から成る埋め込み部材27、28が形成されている。この構造により、振動腕部2、3の貫通孔5、6には埋め込み部材27、28が形成されることで、振動腕部2、3の屈曲モードの振動が乱れ、等価直列抵抗Rが大きくなることを防止できる。具体的には、埋め込み部材27、28として水晶よりも剛性が高いNiやSn−Au合金を用いる場合には、水晶による埋め込み部材が形成された場合よりも等価直列抵抗Rが小さくなる。一方、埋め込み部材27、28として水晶よりも剛性が低い低融点ガラスやケイ素を用いる場合には、水晶による埋め込み部材が形成された場合よりも等価直列抵抗Rが大きくなる。例えば、同一構造の振動腕部で比較すると、等価直列抵抗Rは、Niの場合は21.4(kΩ)、Sn−Au合金の場合は33.8(kΩ)、水晶の場合は47.5(kΩ)、ケイ素の場合は79.3(kΩ)である。つまり、埋め込み部材27、28の剛性が、水晶とほぼ同等か、高いものを用いることで、等価直列抵抗Rを小さくすることができる。しかしながら、埋め込み部材27、28として、貫通孔5、6への充填時における液体状態での取り扱い性、貫通孔5、6内での硬化形状等、種々の要素を考慮し、埋め込み部材27、28を選択することができる。
As shown in the figure, in the through
図2に示す如く、圧電振動子の等価直列抵抗Rは、貫通孔5、6に形成された埋め込み部材27、28を構成する材料のヤング率E(1010Pa)からも対比することができる。上述したように、埋め込み部材27、28がNiから構成される場合には、等価直列抵抗Rは21.4(kΩ)であり、ヤング率Eは21.92(1010Pa)となる。つまり、図の曲線が示すように、埋め込み部材27、28を構成する材料のヤング率E大きい方が、振動腕部2、3の屈曲モードの振動を妨げとならず、等価直列抵抗Rが小さくすることができる。
As shown in FIG. 2, the equivalent series resistance R of the piezoelectric vibrator can be compared with the Young's modulus E (10 10 Pa) of the material constituting the embedded
図3に示す如く、圧電振動子29の振動腕部30、31には、それぞれ3個ずつ貫通孔32〜37が形成されている。貫通孔32〜37の幅はW2であり、振動腕部30、31に点線で示した中立線を中心として対称となるように形成されている。そして、図1(A)の場合と同様に、貫通孔32〜37の内壁には電極が形成され、貫通孔32〜37には埋め込み部材が形成されている。埋め込み部材としては、Ni、Sn−Au合金、低融点ガラス、ケイ素等である。振動腕部30、31に複数の貫通孔32〜37を形成する構造では、個々の貫通孔32〜37は、図1(A)に示す貫通孔5、6よりも、その延在方向の長さは短くなる。そして、振動腕部30、31の貫通孔32〜37が形成される領域では、貫通孔32〜37間に水晶の一体領域38〜41を有し、振動腕部30、31は梯子形状となる。つまり、振動腕部30、31では、一体領域38〜41が一定間隔で配置され、埋め込み部材が一定間隔で形成されている。この構造により、振動腕部30、31での電極形成領域を溝構造と比較して増大させる一方で、振動腕部30、31での機械的強度を図1(A)の構造と比較して更に向上させることができる。
As shown in FIG. 3, three through
尚、図3に示す圧電振動子29の構造は、振動腕部30、31に形成される貫通孔32〜37の数以外は、図1(A)に示す圧電振動子1の構造と同様であるので、その他の構造の説明は図1(A)の説明を参照し、ここではその説明を割愛する。
The structure of the
図4及び図5を参照し、第2の本実施の形態の圧電振動子を説明する。 The piezoelectric vibrator of the second embodiment will be described with reference to FIGS.
図4(A)に示す如く、圧電振動子51は、主に、一対の振動腕部52、53と、基部54と、一対のサイド基部55、56とから構成されている。圧電振動子51は、例えば、電気軸をX軸、機械軸をY軸、光軸をZ軸とした水晶原石の直交座標系において、Z軸平面から1°X軸方向に回転させたカット角で板状に薄くスライスした水晶ウエハを加工し、形成されている。そのため、圧電振動子51は、例えば、100〜150(μm)程度の一定の厚みにより形成されている。
As shown in FIG. 4A, the
振動腕部52、53は、その一端側が基部54と一体に形成され、音叉形状となっている。振動腕部52、53の構造は同一構造となるので、以下では振動腕部52を用いて説明する。
The vibrating
振動腕部52は、基部54と一体となる一端側から振動腕部53と平行に延在している。振動腕部52は、段差部57を有し、振動腕部52の一端側から段差部57までは幅W4で形成され、段差部57から他端側までは幅W5で形成されている。段差部57は、振動腕部52に点線で示した中立線を中心として対称となるように形成されている。つまり、振動腕部52は、2種類の幅W4、W5から形成され、W4<W5の関係を満たすように設計されている。尚、振動腕部52に形成される段差部57の位置は、所望の振動周波数に応じて、振動腕部52の長さL3、幅W4、W5等の種々の設計条件に応じて、任意の設計変更が可能である。
The vibrating
具体的には、振動腕部52は、上記の関係式に基づいて、所望の振動周波数に応じた振動腕部52の長さL3、幅W4、W5が決定される。
Specifically, the length L3, the width W4, and W5 of the vibrating
圧電振動子51の振動周波数Fは、振動腕部の幅Wに比例し、振動腕部の長さLの二乗に反比例する関係にある。上述したように、圧電振動子51の振動腕部52は、その段差部57から他端部の幅をW5としており、上記の関係式での振動腕部の幅Wが広くなる。そのため、所望の振動周波数Fを得るためには、振動腕部の長さLを短くする必要がある。その結果、振動腕部52の長さが短くなり、圧電振動子51の長さ方向での小型化が実現される。
The vibration frequency F of the
振動腕部52には、貫通孔58が形成されている。貫通孔58は振動腕部52に点線で示した中立線を中心として対称となるように形成されている。尚、図4(A)に示すB−B‘線方向に示す振動腕部52、53の電極構造及びその効果は、図1(B)を用いて説明した電極構造及びその効果と同様であるので、図1(B)の説明を参照し、ここではその説明を割愛する。
A through
基部54は、長さL4、幅W6の領域を有し、振動腕部52、53及びサイド基部55、56とその一部が一体に形成されている。基部54では、振動腕部52で発生した機械的振動エネルギーを減衰させ、サイド基部55、56を介しての振動漏れを防ぐ領域が必要である。
The
サイド基部55、56は、その一端側の側面の一部が基部54と一体に形成されている。サイド基部55、56は、その間に振動腕部52、53を挟むように、振動腕部52、53と平行となるように形成されている。サイド基部55、56の他端側には、丸印で示した領域に端子電極(図示せず)が形成されており、端子電極が導電性接着剤、例えば、銀ペーストを介して実装基板上の電極と接続している。圧電振動子51は、丸印で示したサイド基部55、56の下方でのみ実装基板と固着した状態で、実装基板上に支持されている。
The
上述したように、振動腕部52、53の一端側は基部54と一体に形成され、振動腕部52、53の他端側には幅W5の領域が形成されている。この構造により、振動腕部52、53の両端における重みのバランスが調整され、圧電振動子51が実装基板上に支持された際には、圧電振動子51の重心が振動腕部52、53の中央部近傍へと位置する。その結果、圧電振動子51が実装基板上に安定状態で支持される。そして、サイド基部55、56に対し、圧電振動子51自体の重み、振動等による機械的強度による影響が低減する。つまり、W7<W4の関係を満たすようにサイド基部55、56の幅W7を設計することが可能となり、圧電振動子51の幅方向での小型化が実現される。
As described above, one end side of the vibrating
図示したように、基部54とサイド基部55とは、幅W8だけ離間している。振動腕部52とサイド基部55とは、幅(W8+W9)だけ離間している。つまり、幅W8は、水晶ウエハを貫通エッチングできる最小幅であり、基部54とサイド基部55との離間幅を小さくしている。そして、圧電振動子51の幅方向を広げることなく、所望の幅W6を有する基部54が形成されている。この構造により、基部54からの振動漏れを防ぐことができる。
As illustrated, the
一方、振動腕部52とサイド基部55との離間幅は、貫通エッチングできる最小幅W8に幅W9だけ更に広げ、振動腕部52とサイド基部55との間に適切な離間幅を確保している。貫通エッチングできる最小幅により振動腕部52を形成することは、マスクずれ、エッチング条件等により困難である。つまり、振動腕部52とサイド基部55との間に適切な離間幅(W8+W9)を有することで、振動腕部52を形成する際に、その外形寸法にばらつきが生じ難い構造となる。その結果、振動腕部52、53の振動周波数Fは振動腕部52、53の幅Wに影響されるが、振動周波数Fに狂いが生じ難い、品質係数Q値の高い圧電振動子51が形成される。
On the other hand, the separation width between the vibrating
尚、水晶ウエハを貫通エッチングできる最小幅W8とは、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、フッ酸を用いてウエットエッチングにより貫通できる幅である。そして、幅W8は25(μm)程度であり、幅W9は50(μm)程度である。 The minimum width W8 capable of penetrating the quartz wafer is a width that can be penetrated by wet etching using, for example, hydrofluoric acid using a known photolithography technique. The width W8 is about 25 (μm), and the width W9 is about 50 (μm).
図4(B)に示す如く、圧電振動子59の振動腕部60、61には、それぞれ3個ずつ貫通孔62〜67が形成されている。貫通孔62〜67は、振動腕部60、61に点線で示した中立線を中心として対称となるように形成されている。そして、図4(A)の場合と同様に、貫通孔62〜67の内壁には電極が形成され、貫通孔62〜67には埋め込み部材が形成されている。埋め込み部材としては、Ni、Sn−Au合金、低融点ガラス、ケイ素等である。振動腕部60、61に複数の貫通孔62〜67を形成する構造では、個々の貫通孔62〜67は、図4(A)に示す貫通孔58よりも、その延在方向の長さは短くなる。そして、振動腕部60、61の貫通孔62〜67が形成される領域では、貫通孔62〜67間に水晶の一体領域68〜71を有し、振動腕部60、61は梯子形状となる。つまり、振動腕部60、61では、一体領域68〜71が一定間隔で配置され、埋め込み部材が一定間隔で形成されている。この構造により、振動腕部60、61での電極形成領域を溝構造と比較して増大させる一方で、振動腕部60、61での機械的強度を図1(A)の構造と比較して更に向上させることができる。
As shown in FIG. 4B, three through-
尚、図4(B)に示す圧電振動子59の構造は、振動腕部60、61に形成される貫通孔62〜67の数以外は、図4(A)に示す圧電振動子51の構造と同様であるので、その他の構造の説明は図4(A)の説明を参照し、ここではその説明を割愛する。
The structure of the
図5では、横軸は、基部の長さL4(μm)を示している。縦軸は、圧電振動子が空中に完全に浮いている状態での周波数と、圧電振動子がパッケージに収納されるために実装基板上に固着された状態での周波数との周波数偏差(ppm)を示している。そして、実線は基部54とサイド基部55、56とが一体となる長さL5が240(μm)の場合を示している。一方、点線は、長さL5が190(μm)の場合を示している。
In FIG. 5, the horizontal axis indicates the base length L4 (μm). The vertical axis shows the frequency deviation (ppm) between the frequency when the piezoelectric vibrator is completely floating in the air and the frequency when the piezoelectric vibrator is fixed on the mounting board in order to be housed in the package. Is shown. A solid line indicates a case where the length L5 in which the
図示したように、実線の場合も、点線の場合も下に凸の曲線となり、下限値において周波数偏差が最も小さくなっている。具体的には、実線が示すように、長さL5が240(μm)の場合には、基部の長さL4が320〜350(μm)程度必要である。一方、長さL5が190(μm)の場合には、基部の長さL4が250〜300(μm)程度必要である。つまり、長さL5が大きくなれば長さL4が大きくなり、長さL5が小さくなれば長さL4が小さくなる。 As shown in the figure, both the solid line and the dotted line are downwardly convex curves, and the frequency deviation is the smallest at the lower limit value. Specifically, as indicated by the solid line, when the length L5 is 240 (μm), the base length L4 needs to be about 320 to 350 (μm). On the other hand, when the length L5 is 190 (μm), the base length L4 needs to be about 250 to 300 (μm). That is, the length L4 increases as the length L5 increases, and the length L4 decreases as the length L5 decreases.
ここで、上述したように、圧電振動子51は、丸印(図4(A)参照)で示したサイド基部55、56の他端側の端子電極(図示せず)により実装基板上に支持されている。長さL5の最低値は、圧電振動子51を中空部に支持し続けるために必要な長さ、つまり、機械的強度を確保する長さを考慮しつつ、周波数偏差との関係で決定される。一方、長さL5の最大値は、圧電振動子が収納されるパッケージサイズとの関係で決定される。つまり、本実施の形態では、パッケージサイズの縮小化を考慮しつつ、例えば、基部54の長さL4が250〜350(μm)の範囲で設計されることで、サイド基部55、56は振動漏れ等の周波数依存性の少ない幅W7で形成されることが可能となる。
Here, as described above, the
尚、本実施の形態では、振動腕部が2つの幅を有する構造について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、振動腕部が基部から離間するにつれて階段状に幅広く形成されている等、振動腕部が複数の幅を有するように形成されていてもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。 In the present embodiment, the structure in which the vibrating arm portion has two widths has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, the vibrating arm portion may be formed so as to have a plurality of widths, for example, the vibrating arm portion is formed in a stepped manner as the vibrating arm portion is separated from the base portion. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
次に、本発明の実施の形態である圧電振動子の製造方法について、図6〜図10を参照し、詳細に説明する。図6(A)は、本実施の形態である圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。図6(B)は、本実施の形態である圧電振動子の製造方法を説明するための平面図である。図7(A)及び(B)は、本実施の形態である圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。図8(A)及び(B)は、本実施の形態である圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。図9(A)〜(C)は、本実施の形態である圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。図10(A)は、本実施の形態である圧電振動子の製造方法を説明するための平面図である。図10(B)は、本実施の形態である圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。尚、圧電振動子の製造方法を説明するための断面図は、振動腕部の貫通孔が形成されている領域の断面図である。 Next, a method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 6A is a cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the piezoelectric vibrator according to the present embodiment. FIG. 6B is a plan view for explaining the method for manufacturing the piezoelectric vibrator according to the present embodiment. 7A and 7B are cross-sectional views for explaining the method of manufacturing the piezoelectric vibrator according to the present embodiment. 8A and 8B are cross-sectional views for explaining the method for manufacturing the piezoelectric vibrator according to the present embodiment. 9A to 9C are cross-sectional views for explaining the method for manufacturing the piezoelectric vibrator according to the present embodiment. FIG. 10A is a plan view for explaining the manufacturing method of the piezoelectric vibrator according to the present embodiment. FIG. 10B is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the piezoelectric vibrator according to the present embodiment. The cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the piezoelectric vibrator is a cross-sectional view of a region where the through-hole of the vibrating arm portion is formed.
先ず、図6及び図7を参照し、圧電振動子の製造方法における第1の実施の形態について説明する。 First, a first embodiment of a method for manufacturing a piezoelectric vibrator will be described with reference to FIGS.
図6(A)に示す如く、電気軸をX軸、機械軸をY軸、光軸をZ軸とした水晶原石の直交座標系において、Z軸平面から1°X軸方向に回転させたカット角で板状に薄くスライスした水晶ウエハ71を準備する。そして、水晶ウエハ71の両面にクロム(Cr)72をスパッタリングした後に、金(Au)73をスパッタリングし、エッチングマスクとして用いる金属層74を形成する。その後、公知のフォトリソグラフィ技術により、圧電振動子の外形に沿った開口部及び貫通孔が形成される領域に開口部が設けられるように、金属層74を選択的に除去する。
As shown in FIG. 6A, in a rectangular crystal orthogonal coordinate system in which the electrical axis is the X axis, the mechanical axis is the Y axis, and the optical axis is the Z axis, the cut is rotated by 1 ° from the Z axis plane in the X axis direction. A
図6(B)に示す如く、金属層74をエッチングマスクとして用い、例えば、フッ酸を用いてウエットエッチングにより、水晶ウエハ71の両面から圧電振動子75の外形及び貫通孔76を形成する。その後、金属層74を除去する。このエッチング工程により、水晶ウエハ71には支持バー77が形成され、複数の圧電振動子75が支持バー77と一体となることで、圧電振動子75は水晶ウエハ71に支持されている。
As shown in FIG. 6B, the outer shape of the
また、本実施の形態では、貫通孔76とすることで、水晶ウエハ71の上下面から溝を形成する場合と比較すると、エッチング時間、エッチング液量等のエッチング条件のばらつきによる溝形状のずれ(溝幅、溝深さ)を考慮する必要がない。また、水晶ウエハ71の両面からエッチングすることで、貫通孔76の開口大きさを等しくすることができる。その結果、圧電振動子75は、貫通孔形状のずれによる電気的特性のばらつきが生じ難い構造となる。そして、容易な製造方法により、所望の振動周波数を有する圧電振動子75を形成でき、歩留まりも向上させることができる。
Further, in the present embodiment, since the through
図7(A)に示す如く、水晶ウエハ71の両面、貫通孔76内及び圧電振動子75の側面にクロム(Cr)78をスパッタリングした後に、金(Au)79をスパッタリングし、金属層80を形成する。その後、公知のフォトリソグラフィ技術により、金属層80を選択的に除去し、電極、配線(図示せず)、端子電極(図示せず)を形成する。
As shown in FIG. 7A, after chromium (Cr) 78 is sputtered on both sides of the
図7(B)に示す如く、貫通孔76に埋め込み部材81を形成する。埋め込み部材81は、例えば、Ni、Sn−Au合金、低融点ガラスまたはケイ素から形成される。ここで、低融点ガラスから成る埋め込み部材81を形成する場合、液体状態の低融点ガラスは、液体の表面張力が利用され、貫通孔76間に充填される。そして、低融点ガラスが貫通孔76間で固化した後、熱処理を行うことで、低融点ガラスは貫通孔76内に、ほぼ一定形状で硬化する。尚、ケイ素も低融点ガラスと同様な方法により貫通孔76を埋設する。また、NiやSn−Au合金の場合には、貫通孔76内壁の電極を利用し、メッキ処理により貫通孔76を埋設する。
As shown in FIG. 7B, an embedded
最後に、水晶ウエハ71から圧電振動子75を離脱させ、圧電振動子75が完成する。このとき、図6(B)に示したように、圧電振動子75は、基部82に形成された凹部83内から延在する部分が支持バー77と接続し、水晶ウエハ71に支持されている。この構造により、圧電振動子75が水晶ウエハ71から離脱する際に、切り欠き部分が凹部83内に収まり、基部82から突出することを防止できる。その結果、パッケージサイズが小型化された場合でも、切り欠き部分がパッケージに引っ掛かることのない圧電振動子75を形成できる。
Finally, the
尚、上述した第1の実施の形態では、圧電振動子75の外形及び貫通孔76を1回のエッチング工程で形成する場合について説明したがこの場合に限定するものではない。例えば、2回のエッチング工程により、貫通孔76を形成した後、エッチングマスクを換えて圧電振動子75の外形を形成する場合でもよい。また、同様に、圧電振動子75の外形を形成した後に、貫通孔を形成する場合でもよい。
In the above-described first embodiment, the case where the outer shape of the
次に、図8を参照し、圧電振動子の製造方法における第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、水晶ウエハに圧電振動子及び貫通孔を形成する工程及び水晶ウエハから圧電振動子を離脱する工程は、第1の実施の形態と同様である。そのため、第1の実施の形態と同様の工程に関しては、第1の実施の形態の説明を参照し、ここではその説明を割愛する。 Next, a second embodiment of the piezoelectric vibrator manufacturing method will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the step of forming the piezoelectric vibrator and the through hole in the quartz wafer and the step of removing the piezoelectric vibrator from the quartz wafer are the same as those in the first embodiment. Therefore, for the same steps as those in the first embodiment, the description of the first embodiment is referred to and the description thereof is omitted here.
図8(A)に示す如く、水晶ウエハ84に圧電振動子85の外形及び貫通孔86を形成した後、水晶ウエハ84の両面、貫通孔86内及び圧電振動子85の側面にクロム(Cr)87をスパッタリングした後に、金(Au)88をスパッタリングし、金属層89を形成する。その後、公知のフォトリソグラフィ技術により、金属層89を選択的に除去し、貫通孔86内に電極を形成する。
As shown in FIG. 8A, after forming the outer shape of the
図8(B)に示す如く、貫通孔86に埋め込み部材90を形成する。埋め込み部材90は、例えば、Ni、Sn−Au合金、低融点ガラスまたはケイ素から形成される。埋め込み部材90の形成方法は、図7(B)を用いて説明した方法と同様である。その後、水晶ウエハ84の両面にクロム(Cr)91をスパッタリングした後に、金(Au)92をスパッタリングし、金属層93を形成する。そして、公知のフォトリソグラフィ技術により、金属層93を選択的に除去し、電極及び配線等を形成する。最後に、水晶ウエハ84から圧電振動子85を離脱させ、圧電振動子85が完成する。
As shown in FIG. 8B, an embedded
尚、上述した第2の実施の形態においても、圧電振動子85の外形及び貫通孔86の形成工程は、第1の実施の形態のように、1回のエッチング工程の場合でも、2回のエッチング工程の場合でもよい。
In the second embodiment described above, the outer shape of the
次に、図9及び図10を参照し、圧電振動子の製造方法における第3の実施の形態について説明する。 Next, a third embodiment of the piezoelectric vibrator manufacturing method will be described with reference to FIGS.
図9(A)に示す如く、電気軸をX軸、機械軸をY軸、光軸をZ軸とした水晶原石の直交座標系において、Z軸平面から1°X軸方向に回転させたカット角で板状に薄くスライスした水晶ウエハ94を準備する。そして、水晶ウエハ94の両面にクロム(Cr)95をスパッタリングした後に、金(Au)96をスパッタリングし、エッチングマスクとして用いる金属層97を形成する。その後、公知のフォトリソグラフィ技術により、貫通孔98が形成される領域に開口部が設けられるように、金属層97を選択的に除去する。
As shown in FIG. 9A, in a rectangular crystal orthogonal coordinate system in which the electrical axis is the X axis, the mechanical axis is the Y axis, and the optical axis is the Z axis, the cut is rotated by 1 ° from the Z axis plane in the X axis direction. A
図9(B)に示す如く、金属層97をエッチングマスクとして用い、例えば、フッ酸を用いてウエットエッチングにより、水晶ウエハの両面から貫通孔98を形成する。水晶ウエハ94の両面及び貫通孔98内にクロム(Cr)99をスパッタリングした後に、金(Au)100をスパッタリングし、金属層101を形成する。その後、公知のフォトリソグラフィ技術により、金属層101を選択的に除去し、貫通孔98内に電極を形成する。そして、金属層101を除去した後、貫通孔98に埋め込み部材102を形成する。埋め込み部材102は、例えば、Ni、Sn−Au合金、低融点ガラスまたはケイ素から形成される。埋め込み部材102の形成方法は、図7(B)を用いて説明した方法と同様である。
As shown in FIG. 9B, through
図9(C)に示す如く、水晶ウエハ94の両面にクロム(Cr)103をスパッタリングした後に、金(Au)104をスパッタリングし、金属層105を形成する。その後、公知のフォトリソグラフィ技術により、圧電振動子の外形に沿った開口部が形成されるように、金属層105を選択的に除去する。
As shown in FIG. 9C, after chromium (Cr) 103 is sputtered on both sides of the
図10(A)に示す如く、金属層105をエッチングマスクとして用い、例えば、フッ酸を用いてウエットエッチングにより、水晶ウエハ94の両面から圧電振動子106の外形を形成する。その後、金属層105を除去する。このエッチング工程により、水晶ウエハ94には支持バー107が形成され、複数の圧電振動子106が支持バー107と一体となることで、圧電振動子106は水晶ウエハ94に支持されている。
As shown in FIG. 10A, the outer shape of the
図10(B)に示す如く、水晶ウエハ94の両面にクロム(Cr)108をスパッタリングした後に、金(Au)109をスパッタリングし、金属層110を形成する。その後、公知のフォトリソグラフィ技術により、金属層110を選択的に除去し、電極及び配線等を形成する。最後に、水晶ウエハ94から圧電振動子106を離脱させ、圧電振動子106が完成する。圧電振動子106を離脱する際の基部111の凹部112の形状は、上述した通りである。
As shown in FIG. 10B, after chromium (Cr) 108 is sputtered on both surfaces of the
尚、本実施の形態では、水晶ウエハをエッチングする際のエッチングマスクとして、電極を形成する金属層と同じ金属層を用いる場合について説明したが、この場合に限定する必要はない。例えば、エッチングマスクとして用いられるその他の金属層、フォトレジスト等を用いる場合でも良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。 In this embodiment, the case where the same metal layer as the metal layer that forms the electrode is used as an etching mask when the quartz wafer is etched is not necessarily limited to this case. For example, another metal layer used as an etching mask, a photoresist, or the like may be used. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 圧電振動子
2、3 振動腕部
4 基部
5、6 貫通孔
9、10、15、16、19、20、25、26 電極
27、28 埋め込み部材
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記振動腕部の一端側と一体に形成されている基部とを有し、
前記振動腕部には前記上下面の間を貫通する貫通孔が形成され、前記振動腕部の側面と対向する前記貫通孔の内壁には電極が形成され、且つ前記貫通孔には埋め込み部材が形成されていることを特徴とする圧電振動子。 A pair of vibrating arms that vibrate in a bending mode and have upper, lower and side surfaces;
A base portion formed integrally with one end side of the vibrating arm portion;
A through hole penetrating between the upper and lower surfaces is formed in the vibrating arm portion, an electrode is formed on an inner wall of the through hole facing the side surface of the vibrating arm portion, and an embedded member is formed in the through hole A piezoelectric vibrator characterized by being formed.
前記振動腕部の一端側と一体に形成されている基部とを有し、
前記振動腕部の延在方向には前記上下面の間を貫通する複数の貫通孔が形成され、前記振動腕部の側面と対向する前記貫通孔の内壁には電極が形成され、且つ前記貫通孔には埋め込み部材が形成されていることを特徴とする圧電振動子。 A pair of vibrating arms that vibrate in a bending mode and have upper, lower and side surfaces;
A base portion formed integrally with one end side of the vibrating arm portion;
A plurality of through holes penetrating between the upper and lower surfaces are formed in the extending direction of the vibrating arm portion, an electrode is formed on an inner wall of the through hole facing the side surface of the vibrating arm portion, and the through hole A piezoelectric vibrator characterized in that an embedded member is formed in the hole.
前記水晶ウエハを準備し、前記水晶ウエハの両面に第1の金属層を形成した後、前記第1の金属層を選択的に除去し、前記第1の金属層をエッチングマスクとして前記水晶ウエハの両面からエッチングし、前記圧電振動子の外形及び前記振動腕部の貫通孔を形成する工程と、
前記第1の金属層を除去した後、前記水晶ウエハに第2の金属層を形成し、前記第2の金属層を選択的に除去し、前記振動腕部の延在方向の側面と対向する前記貫通孔の内壁に電極を形成し、且つ前記貫通孔の内壁と対向する前記振動腕部の側面に前記貫通孔の電極と極性が異なる電極を形成する工程と、
前記貫通孔を埋設する埋め込み部材を形成する工程とを有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。 In a method for manufacturing a piezoelectric vibrator that etches a quartz wafer and forms a piezoelectric vibrator composed of a vibrating arm and a base,
After preparing the crystal wafer and forming a first metal layer on both sides of the crystal wafer, the first metal layer is selectively removed, and the crystal wafer is formed using the first metal layer as an etching mask. Etching from both sides, forming the outer shape of the piezoelectric vibrator and the through-hole of the vibrating arm,
After removing the first metal layer, a second metal layer is formed on the quartz wafer, the second metal layer is selectively removed, and faces the side surface in the extending direction of the vibrating arm portion. Forming an electrode on the inner wall of the through hole, and forming an electrode having a polarity different from that of the electrode of the through hole on a side surface of the vibrating arm portion facing the inner wall of the through hole;
And a step of forming an embedded member for embedding the through hole.
前記水晶ウエハを準備し、前記水晶ウエハの両面に第1の金属層を形成した後、前記第1の金属層を選択的に除去し、前記第1の金属層をエッチングマスクとして前記水晶ウエハの両面からエッチングし、前記圧電振動子の外形及び前記振動腕部の貫通孔を形成する工程と、
前記第1の金属層を除去した後、前記水晶ウエハに第2の金属層を形成し、前記第2の金属層を選択的に除去し、前記振動腕部の延在方向の側面と対向する前記貫通孔の内壁に電極を形成した後、前記貫通孔を埋設する埋め込み部材を形成する工程と、
前記水晶ウエハに第3の金属層を形成し、前記第3の金属層を選択的に除去し、前記貫通孔の内壁と対向する前記振動腕部の側面に前記貫通孔の電極と極性が異なる電極を形成する工程とを有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。 In a method for manufacturing a piezoelectric vibrator that etches a quartz wafer and forms a piezoelectric vibrator composed of a vibrating arm and a base,
After preparing the crystal wafer and forming a first metal layer on both sides of the crystal wafer, the first metal layer is selectively removed, and the crystal wafer is formed using the first metal layer as an etching mask. Etching from both sides, forming the outer shape of the piezoelectric vibrator and the through-hole of the vibrating arm,
After removing the first metal layer, a second metal layer is formed on the quartz wafer, the second metal layer is selectively removed, and faces the side surface in the extending direction of the vibrating arm portion. Forming an embedding member for embedding the through hole after forming an electrode on the inner wall of the through hole;
A third metal layer is formed on the quartz wafer, the third metal layer is selectively removed, and the polarity of the electrode of the through hole is different from the side surface of the vibrating arm portion facing the inner wall of the through hole. A method of manufacturing a piezoelectric vibrator, comprising: forming an electrode.
前記水晶ウエハを準備し、前記水晶ウエハの両面に第1の金属層を形成した後、前記第1の金属層を選択的に除去し、前記第1の金属層をエッチングマスクとして前記水晶ウエハの両面からエッチングし、前記振動腕部の貫通孔を形成する工程と、
前記第1の金属層を除去した後、前記水晶ウエハに第2の金属層を形成し、前記第2の金属層を選択的に除去し、前記振動腕部の延在方向の側面と対向する前記貫通孔の内壁に電極を形成した後、前記貫通孔を埋設する埋め込み部材を形成する工程と、
前記水晶ウエハに第3の金属層を形成し、前記第3の金属層を選択的に除去し、前記第3の金属層をエッチングマスクとして前記水晶ウエハの両面からエッチングし、前記圧電振動子の外形を形成する工程と、
前記第3の金属層を除去した後、前記水晶ウエハに第4の金属層を形成し、前記第4の金属層を選択的に除去し、前記貫通孔の内壁と対向する前記振動腕部の側面に前記貫通孔の電極と極性が異なる電極を形成する工程とを有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。 In a method for manufacturing a piezoelectric vibrator that etches a quartz wafer and forms a piezoelectric vibrator composed of a vibrating arm and a base,
After preparing the crystal wafer and forming a first metal layer on both sides of the crystal wafer, the first metal layer is selectively removed, and the crystal wafer is formed using the first metal layer as an etching mask. Etching from both sides, forming a through-hole of the vibrating arm part,
After removing the first metal layer, a second metal layer is formed on the quartz wafer, the second metal layer is selectively removed, and faces the side surface in the extending direction of the vibrating arm portion. Forming an embedding member for embedding the through hole after forming an electrode on the inner wall of the through hole;
Forming a third metal layer on the quartz wafer, selectively removing the third metal layer, etching from both sides of the quartz wafer using the third metal layer as an etching mask, and Forming the outer shape;
After removing the third metal layer, a fourth metal layer is formed on the quartz wafer, the fourth metal layer is selectively removed, and the vibrating arm portion facing the inner wall of the through hole is formed. Forming a electrode having a polarity different from that of the electrode of the through hole on a side surface.
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