JP2008085631A - Manufacturing method of vibration reed, vibration reed, and vibrator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動片の製造方法、振動片、および振動子に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a vibrating piece, a vibrating piece, and a vibrator.
振動片として、例えば音叉型水晶振動片が知られている。図11は音叉型水晶振動片の一構成例を示す図である。なお、図11(a)は平面図を示し、図11(b)は振動片の一部の斜視図を示している。 As the resonator element, for example, a tuning fork type crystal resonator element is known. FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a tuning fork type crystal vibrating piece. FIG. 11A shows a plan view, and FIG. 11B shows a perspective view of a part of the resonator element.
この音叉型水晶振動片100は、基部103に2本の振動片101a,101bからなる脚部を突出させて構成される。この振動片101a,101bには溝102a,102bが形成され、断面がほぼH型に形成されている。音叉型水晶振動片は、ほぼH型形状とすることで、振動片を小型化するとともに、振動損失をさげ、CI値(クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗)を低下させることができる。
The tuning-fork type
振動片の両方の主面に溝を形成し、振動片の断面をH型とする形成方法として、例えば特許文献1が知られている。図12はこの文献に示される工程の概略を示している。
For example,
図12において、基板110Aの表面と裏面とに金属膜111を形成し、この金属膜111上にフォトレジスト層112を形成し、フォトレジスト層112をパターニングして金属膜111をパターニングする(図12(a))。この金属膜111のパターンは、振動子の外形輪郭に合わせて設計され、また、フォトレジスト層112のパターンは、振動片の溝のパターンに合わせて設計されている。
In FIG. 12, a
はじめに、金属膜111のパターンに合わせたフォトレジスト層112により基板110Aをエッチングすることで振動片の外形輪郭を形成して振動片110を形成し(図12(b))、次に、金属膜111を溝パターンに合わせてパターニングし(図12(c))、次いで溝パターンに合わせて基板110Aをエッチングすることによって振動片110に溝102を形成する(図12(d))。
First, the
上記した製法によれば、振動片に形成される溝の寸法精度は優れているが、振動片の外形輪郭と溝部とを二段階で成形する場合に、振動片の幅が設計値に比べて小さくなり、振動片の外形輪郭が設計パターンと異なるという課題があることが、特許文献2に示されている。
According to the manufacturing method described above, the dimensional accuracy of the groove formed in the resonator element is excellent. However, when the outer contour of the resonator element and the groove are formed in two stages, the width of the resonator element is smaller than the design value.
特許文献2には、金属膜を溝パターンに合わせてパターニングするときに、金属膜111にサイドエッチング113が発生しやすく、このサイドエッチング113は、振動片110に溝114Cを形成するエッチング工程において、振動片110の外形輪郭114Aを更にエッチングするため振動片110を細くし易くなり(図12(d))、振動片110の太さが設計値に比べて小さくなり、振動片110の共振周波数が設計値に比べてずれるという問題を指摘し、これによって、振動片の共振周波数の設計値からのずれが、製造された各振動子で異なることもあり、製造歩留り低下の原因となっていていると指摘している。
In
そこで、特許文献2では、基板110A上に第一の開口部117を形成する金属膜111、および金属膜111と第一の開口部117とを被覆するフォトレジスト膜115を備え(図13(a)、(b))、このフォトレジスト膜115に第二の開口部118を設けておき、第二の開口部118に対応して基板110Aをエッチング(第一のエッチング工程)して振動片110の輪郭を形成し(図13(c))、次に、フォトレジスト膜115を除去した後、振動片110をエッチング(第二のエッチング工程)することによって、第一の開口部117に対応して溝部102を形成する工程(図13(d))が開示されている。
上記した特許文献2に示されるエッチング工程によれば、金属膜がサイドエッチングされることによって、振動片の外形輪郭の寸法が設計値からずれるという問題は解消されるものの、この課題を解決するために用いた、金属膜と第一の開口部とを被覆するフォトレジスト膜の形成精度により、振動片の外形輪郭の寸法が設計値からずれ、振動片の外形輪郭の寸法が設計値からずれるという問題が十分に解決されないという問題がある。
According to the etching process shown in
特許文献2では、振動片の外形輪郭の寸法精度は、金属膜と第一の開口部とを被覆するフォトレジスト膜の精度に大きく影響される。通常、フォトレジスト膜は形成される位置に誤差を含むため、フォトレジスト膜のエッジ位置と金属膜のエッジ位置とを合わせることが困難である。そこで、通常、フォトレジスト膜のエッジ位置を金属膜のエッジ位置よりも余裕を持たせて形成している。図14(a)はフォトレジスト膜の形成状態を示している。フォトレジスト膜115のエッジ位置117は、金属膜111のエッジ位置よりも外側に形成している。これによって、フォトレジスト膜115が金属膜111を覆い残す部分がないようにしている。
In
図14(b)は、フォトレジスト膜115を用いて基板110Aをエッチングした状態を示している。基板110Aはエッチングすることによって振動片110に切り離される。この振動片110の外形形状は、フォトレジスト膜115のエッジ位置117で定まる。フォトレジスト膜115のエッジ位置117は、金属膜111のエッジ位置よりも外側にΔwだけはみ出しているため、エッチングで形成される振動片110の寸法は、設計値よりもフォトレジスト膜が余計に形成されたΔwだけ大きなる。したがって、振動片の共振周波数が設計値からずれるという問題は依然として解決されていないという問題がある。
FIG. 14B shows a state where the
そこで、本発明は上記の課題を解決して、溝部が形成されている振動片の製造に際して、振動片の外形輪郭の寸法精度を高くすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and increase the dimensional accuracy of the outer contour of the resonator element when manufacturing the resonator element in which the groove is formed.
本発明は、溝部を有する振動片を製造する方法であって、基板に金属膜を形成し、この金属膜をマスクとして基板をエッチングして振動片の外形と溝部とを形成する方法である。 The present invention is a method of manufacturing a resonator element having a groove portion, in which a metal film is formed on a substrate, and the substrate is etched using the metal film as a mask to form an outer shape and a groove portion of the resonator element.
本発明の製造する方法は、一つの振動片に対して2つの金属膜を対向させて形成する工程であって、両金属膜の外側の縁部は振動片の外形形状に対応し、対向する内側の縁部はそれぞれ振動片の溝部の縁部に対応する金属膜を基板上に形成する金属膜形成工程と、この金属膜を用いてエッチングを行うエッチング工程とを備える。 The manufacturing method of the present invention is a step of forming two metal films opposite to one vibrating piece, and the outer edges of both metal films correspond to the outer shape of the vibrating piece and face each other. Each of the inner edges includes a metal film forming process for forming a metal film corresponding to the edge of the groove of the resonator element on the substrate, and an etching process for performing etching using the metal film.
そして、このエッチング工程は、2つの対向する金属膜の外側の各縁部により基板をエッチングして振動片の外形を形成する第1のエッチング工程と、2つの金属膜の対向する内側の各縁部により基板をエッチングして振動片の溝部を形成する第2のエッチング工程の2つの工程とする。 The etching process includes a first etching process in which the substrate is etched by the outer edges of the two opposing metal films to form the outer shape of the resonator element, and the inner edges of the two metal films facing each other. Two steps of a second etching step of forming the groove portion of the resonator element by etching the substrate by the portion are used.
第1のエッチング工程および第2のエッチング工程のいずれの工程も、金属膜の縁部により基板をエッチングして振動片の外形および振動片の溝部を形成するため、フォトレジスト膜の寸法誤差により生じる設計値との誤差を除くことができ、振動片の外形形状の寸法精度を高めることができる。 Both of the first etching step and the second etching step are caused by a dimensional error of the photoresist film because the substrate is etched by the edge portion of the metal film to form the outer shape of the vibrating piece and the groove portion of the vibrating piece. An error from the design value can be eliminated, and the dimensional accuracy of the outer shape of the resonator element can be increased.
また、本発明の製造する方法では、金属膜のパターニングは初期の段階で行い、溝部の形成時には行わないため、既成した金属膜の端部がサイドエッチングされることがなく、これによる振動片の外形形状の設計値からのずれも防ぐことができる。 In the manufacturing method of the present invention, the patterning of the metal film is performed at an early stage, and is not performed at the time of forming the groove, so that the end of the formed metal film is not side-etched. Deviation from the design value of the outer shape can also be prevented.
第1のエッチング工程において、対向する2つの金属膜間にレジスト層を設けた状態でエッチングを行う。このレジスト層は、対向する2つの金属膜間の基板上、および両金属膜の内側の縁部と外側縁部の中間の金属膜上とを連続して覆う。 In the first etching step, etching is performed with a resist layer provided between two opposing metal films. This resist layer continuously covers the substrate between the two opposing metal films and the metal film between the inner edge and the outer edge of both metal films.
このレジスト層は、第1のエッチング工程によって振動片の外形を形成する際に、振動片の溝部をエッチングしないように保護する。 This resist layer protects the groove of the vibrating piece from being etched when the outer shape of the vibrating piece is formed by the first etching step.
また、第2のエッチング工程において、第1のエッチング工程で形成したレジスト層を除去した状態でエッチングを行う。レジスト層を除去することで、レジスト層で覆われていた金属膜の内側縁部が露出する。この金属膜の内側縁部は、振動片に形成する溝部の縁部に対応する。 In the second etching step, etching is performed in a state where the resist layer formed in the first etching step is removed. By removing the resist layer, the inner edge of the metal film covered with the resist layer is exposed. The inner edge of the metal film corresponds to the edge of the groove formed in the vibrating piece.
基板上に対向する金属膜のペアを複数形成することにより、一つの基板から複数の振動片を製造することができる。なお、この際、音叉型振動片にように、複数の振動片が連結された形状である場合には、これら複数の振動片の長さ方向の一端を基部によって連結することができる。この基部は、基板から振動片をエッチングによって形成する際に、基板を切り出すようレジスト層を形成しておく等によって、振動片の外形を形成する第1のエッチング工程と同時に形成することができ、さらに、レジスト層のパターンによって振動片基部とを連結して形成することができる。なお、基板は水晶基板等の圧電性単結晶を用いることができる。 By forming a plurality of opposing metal film pairs on the substrate, a plurality of vibrating pieces can be manufactured from one substrate. At this time, in the case of a shape in which a plurality of vibrating pieces are connected like the tuning fork type vibrating piece, one end in the length direction of the plurality of vibrating pieces can be connected by the base. This base portion can be formed simultaneously with the first etching step for forming the outer shape of the resonator element by, for example, forming a resist layer so as to cut out the substrate when the resonator element is formed by etching from the substrate. Further, it can be formed by connecting the resonator element base portion with the pattern of the resist layer. As the substrate, a piezoelectric single crystal such as a quartz substrate can be used.
また、本発明の他の態様は、溝部を有する振動片とすることができ、本発明の製造方法を用いて振動片の外形形状および溝部を形成することで製造することができる。 Moreover, the other aspect of the present invention can be a vibrating piece having a groove, and can be manufactured by forming the outer shape of the vibrating piece and the groove using the manufacturing method of the present invention.
また、本発明のさらに別の態様は、溝部を有する振動片をパッケージ内に収納してなる振動子とすることができ、本発明の製造方法を用いて振動片の外形形状および溝部を形成し、形成した振動片をパッケージ内に収納することで製造することができる。 Still another embodiment of the present invention can be a vibrator in which a vibrating piece having a groove portion is housed in a package, and the outer shape of the vibrating piece and the groove portion are formed using the manufacturing method of the present invention. It can be manufactured by storing the formed resonator element in a package.
本発明によれば、振動片の輪郭形成用の第1のエッチング工程、および振動片の溝部形成用の第2のエッチング工程の両工程において、フォトレジスト膜をマスクとして用いることなく、先にパターニングされた金属膜をマスクとしてエッチングするため、フォトレジスト膜の寸法誤差に影響されることはなく、また、溝形成用の金属膜のパターンがサイドエッチングを受けることはないため、振動片の輪郭の寸法精度を向上させることができる。 According to the present invention, in both the first etching process for forming the contour of the resonator element and the second etching process for forming the groove of the resonator element, the patterning is first performed without using the photoresist film as a mask. Since the etched metal film is used as a mask, it is not affected by the dimensional error of the photoresist film, and the pattern of the groove forming metal film is not subjected to side etching. The dimensional accuracy can be improved.
本発明の振動片の製造方法によれば、溝部が形成されている振動片の製造に際して、振動片の外形輪郭の寸法精度を高くすることができる。 According to the method for manufacturing a resonator element of the present invention, when manufacturing the resonator element in which the groove is formed, the dimensional accuracy of the outer contour of the resonator element can be increased.
以下、本発明の振動片の製造方法、振動片および振動子について図を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the method for manufacturing a resonator element, the resonator element, and the vibrator of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
はじめに、図1,2を用いて、略H型の音叉型水晶振動片について説明する。 First, a substantially H-shaped tuning fork type crystal vibrating piece will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の実施形態に係る、断面形状が略H型の音叉型水晶振動片の外形形状を説明するための概略斜視図である。なお、図1(a)は電極形成前の状態を示し、図1(b)は電極を形成した後の状態を示している。なお、図1、2に示す構成は、例えば前記した特許文献1に示されるように、通常に知られた構成であり、以下に説明は、音叉型水晶振動片の構成において特許文献1を参照して示している。
FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining an outer shape of a tuning-fork type crystal vibrating piece having a substantially H-shaped cross section according to an embodiment of the present invention. 1A shows a state before electrode formation, and FIG. 1B shows a state after electrode formation. The configuration shown in FIGS. 1 and 2 is a commonly known configuration as shown, for example, in
図1に示すように、断面形状が略H型である音叉型水晶振動片1は、例えば水晶の単結晶から切り出して音叉型に加工され。この略H型の音叉型水晶振動片1は、例えば、X軸方向を電気軸、Y軸方向を機械軸、およびZ軸方向を光軸となるように水晶の単結晶から切り出される。このように電気軸がX軸方向に配置されることにより、高精度の振動片が得られる。
As shown in FIG. 1, a tuning fork type
また、水晶の単結晶から切り出す際、上述したX軸、Y軸及びZ軸からなる直交座標系において、X軸回りに、X軸とY軸とからなるXY平面を反時計方向に約1度から5度傾けたいわゆる水晶Z板とすることができる。 Further, when cutting from a single crystal of quartz, in the orthogonal coordinate system composed of the X-axis, Y-axis and Z-axis described above, the XY plane composed of the X-axis and Y-axis is rotated about 1 degree counterclockwise around the X-axis. A so-called crystal Z plate tilted 5 degrees from the angle can be obtained.
この音叉型水晶振動片1は、基部3と、この基部3からY軸方向に突出するように形成された例えば2本の振動片1a、1bによって脚部を構成している。
The tuning fork type
この2本の振動片1a,1bの表面側および裏面側には、溝部2a、2bが形成されている。なお、裏面側の溝部は図示していない。
略H型の音叉型水晶振動片1の振動片1a、1bには、図1(b)中の斜線で示す部分に電極4a、5a、および4b、5bが形成される。なお、ここでは、電極4a、4bは振動片1a、1bの溝部2a、2b内に設けられ、電極5a、5bは振動片1a、1bの脚部の側面に設けられる。この電極4a、5a、および4b、5bは、外部から電流が印加されると電界を発生して、圧電体である水晶の脚部を振動させる。
振動片に溝部を設けて断面形状をほぼH型形状とすることで、振動片を小型化するとともに、振動損失をさげ、CI値(クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗)を低下させるという効果を奏することができる。 Providing a groove on the resonator element and making the cross-sectional shape substantially H-shaped reduces the size of the resonator element, reduces vibration loss, and reduces the CI value (crystal impedance or equivalent series resistance). Can do.
図2は振動片の断面形状を示している。なお、図2(a)は、2本の振動片の断面図を示し、図2(b)は1本の振動片の一部を切り取った斜視図を示している。 FIG. 2 shows a cross-sectional shape of the resonator element. 2A shows a cross-sectional view of two vibrating pieces, and FIG. 2B shows a perspective view of a part of one vibrating piece.
振動片1の脚部には溝部2が脚部の長さ方向に沿って設けられているため、その断面形状は図2に示すように略H形となる。この断面形状が略H型なことから、略H型の音叉型水晶振動片と呼んでいる。振動片1a,1bは、その表面および裏面の2カ所に溝部2a、2bを有し、当該溝部の内面にそれぞれ電極4a,4bが設けられている。また、振動片の両側面にも電極5a,5bがそれぞれ設けられている。
Since the
このような電極4a,4b,5a,5bは、図示しない電源に接続されているとともに、これらの側面側の電極5と溝部側の電極4には、それぞれ極性の異なる電圧が交互に印加されるようになっている。例えば溝部側の電極4にプラスの電圧を印加し、側面側の電極5にマイナスの電圧を印加した場合、電界が発生する。この電界が生じることによって、振動片の脚部は振動するが、この略H型の音叉型水晶振動片1は、溝部2があり、この溝部2内に電極4が設けられているため、発生する電界が脚部の内部に広く分布するため、脚部の振動損失を小さくし、CI値を抑えることができる。この構成によれば、溝部を有しない音叉型水晶振動片と比べ小型でも高精度の振動片となる。
次に、本発明の振動片の製造工程について、図3のフローチャート、および図4〜図9の工程図を用いて説明する。なお、図6は、本発明の振動片の製造工程において、振動片の外形を形成する第1のエッチング工程を示し、図7は本発明の振動片の製造工程において、振動片の溝部を形成する第2のエッチング工程を示している。なお、ここで示す工程は、振動片の外形および溝部を形成する工程を除いた工程は、例えば前記した特許文献2に開示される通常知られる工程を利用することができる。
Next, the manufacturing process of the resonator element according to the invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and the process diagrams of FIGS. 6 shows a first etching process for forming the outer shape of the resonator element in the resonator element manufacturing process of the present invention, and FIG. 7 shows forming the groove portion of the resonator element in the resonator element manufacturing process of the present invention. A second etching step is shown. In addition, the process shown here can utilize the normally known process disclosed by above-mentioned
はじめに、水晶の基板10Aを準備する。水晶基板10Aは例えばウエハー状の基板を用いることができる。水晶基板10Aの材質は限定されないが、水晶、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶、ホウ酸リチウム単結晶、ランガサイト単結晶等の圧電単結晶を用いることができる。基板はZ板、X板(Y板)のいずれであってもよく、またZ板やX板(Y板)のオフセット基板であってよい。
First, a
水晶基板10Aの表面をエッチングすることによって表面の加工変質層を除去し、次いで、水晶基板10Aを洗浄することによって、パーティクルを減らす。この際の洗浄液としては、例えば、アルカリ系洗剤、超純水、イソプロピルアルコール(ELグレード)などを用いることができる。
The surface of the
次に、水晶基板10Aの両面1a、1b上に、それぞれ金属膜11を形成する。金属膜11は、水晶基板をエッチング用のマスクとして機能し得る材質からなる。この金属膜11に用いる材質は特に限定されないが、例えば、Crスパッタ層12を下地とし、その上にAuスパッタ層13を積層した多層膜を用いることができる。また、この他、下地をTi層とし、その上にAu層を積層した多層膜や、タングステン層などを用いることができる(S1)(図4(a))。
Next, the
次に、各金属膜11(Crスパッタ層12、Auスパッタ層13)上に、フォトレジスト膜15を形成して被覆する。次いで、フォトレジスト膜15をパターニングし、パターニングされたフォトレジスト膜15を得る。このフォトレジスト膜15のパターニングは、振動片の外形形状と振動片の溝部を、エッチングで形成する際の位置を縁部の位置を定めることになる。フォトレジスト膜15のパターニングは、通常の露光方法によって実施でき、露光時には例えばコンタクトアライナーを使用することができる(S2)(図4(b))。
Next, a photoresist film 15 is formed and coated on each metal film 11 (
次に、パターニングされたフォトレジスト膜15を用いて金属膜11をエッチングし、フォトレジスト膜15のパターンを金属膜11に転写し、パターニングされた金属膜11を形成する。この金属膜11において、図4(c)中の符号20で示す間隔は溝部の幅に相当し、図4(c)中の符号21で示す間隔は隣接する振動片間の間隔に相当する(S3)(図4(c))。
Next, the
次に、パターニングされた金属膜11およびこの金属膜11の間に形成される溝部をカバーするレジスト層16をパターニングして設ける。なお、ここで、レジスト層16は、少なくとも溝部をカバーする程度であれば済む。したがって、金属膜11の外側の縁部上は、レジスト層16で覆われることはなく、金属膜が露出した状態である(S4)(図4(d))。
Next, a patterned
次に、金属膜11によって水晶基板10Aをエッチングし、振動片10の外形形状を形成する。このエッチングによって、水晶基板10Aから振動片10の脚部が切り離される。また、このとき、溝部は、レジスト層16によってエッチングされずに残ることになる(S5)(図5(a))。
Next, the
次に、レジスト層16を剥離して除去し(S6)(図5(b))、金属膜11の内側縁部の位置で溝部をエッチングする(S7)(図5(c))。エッチングによって溝部2を形成した後、金属膜11を剥離して除去する(S8)(図5(d))。
Next, the resist
図6は、振動片の外形を形成する第1のエッチング工程を示している。なお図6(a)は図4(c)に対応し、図6(b)は図4(d)に対応し、図6(c)は図5(a)に対応している。 FIG. 6 shows a first etching step for forming the outer shape of the resonator element. 6 (a) corresponds to FIG. 4 (c), FIG. 6 (b) corresponds to FIG. 4 (d), and FIG. 6 (c) corresponds to FIG. 5 (a).
図6(a)において、水晶基板10Aに、Crスパッタ層12を下地とし、そのCrスパッタ層12上にAuスパッタ層13を積層した多層膜からなる金属膜11をパターニングして形成する。このパターニングにより形成される金属膜11は、対向配置する2つの部分を有し、両部分の外側の縁部の位置は振動片10の外形形状を定め、内側の縁部の位置は振動片10が有する溝部の内側の縁部を定める。内側の縁部の位置間の間隔20は、溝部の溝幅と対応する。
6A, a
図6(b)において、対向配置する2つの金属膜11部分の間隔20と、両金属膜11の内側縁部から金属膜11上にかけて連続してレジスト層16を設ける。このレジスト層16は、金属膜11部分の間隔20と対応する幅16Aと、金属膜11の内側縁部から金属膜11上にかけての幅16Bを有する。この幅16Aに加えて、金属膜11と重なる幅16Bの部分を設けることによって、レジスト層6の形成誤差に係わらず、少なくとも溝部に相当する金属膜11の内側の縁部の位置間の間隔20をレジスト層で覆うことができる。
In FIG. 6B, a resist
また、レジスト層16の幅16Bは、金属膜11の外側の縁部までは延長せず、金属膜11の外側の縁部の近傍部分は金属膜11が露出する。これによって、図6(c)に示すように、金属膜11によって水晶基板10Aをエッチングする場合には、この金属膜11の外側の縁部は、水晶基板10Aをエッチングする縁部分の位置を定める。これによって、振動片のレジスト層の形成誤差の影響を受けることなく、振動片に外形形状の寸法を定めることができる。
Further, the
図7は、振動片の溝部を形成する第2のエッチング工程を示している。なお図7(a)は図5(b)に対応し、図7(b)は図5(c)に対応し、図7(c)は図5(d)に対応している。 FIG. 7 shows a second etching process for forming the groove of the resonator element. 7 (a) corresponds to FIG. 5 (b), FIG. 7 (b) corresponds to FIG. 5 (c), and FIG. 7 (c) corresponds to FIG. 5 (d).
図7(a)において、振動片に外形形状を形成した後、レジスト層16を除去する。このレジスト層16の除去は、金属膜11に対して影響を及ぼさないので、従来にようにサイドエッチングの影響を受けることはなく、金属膜11の縁部の位置はパターニングで形成した位置から変化することはない。
In FIG. 7A, after the outer shape is formed on the resonator element, the resist
図7(b)による第2のエッチング工程では、基板10Aは対向配置される金属膜11の内側縁部の位置でエッチングされ、この縁部間に間隔20の幅で溝部が形成される。
In the second etching step according to FIG. 7B, the
したがって、振動片10の外形を形成するエッチング面30は、金属膜11の外側縁部11Aで定まり、振動片10の溝部2を形成するエッチング面31は、金属膜11の内側縁部11Bで定まる。
Therefore, the
エッチングの具体的方法は限定されず、ドライエッチングあるいはウエットエッチングを用いることができる。 The specific method of etching is not limited, and dry etching or wet etching can be used.
なお、金属マスクのエッチング方法それ自体や基板のエッチング方法それ自体は、例えば特許文献2に開示されるように公知である。
The metal mask etching method itself and the substrate etching method itself are known, for example, as disclosed in
金属マスクのエッチング用エッチャントとしては、よう素とよう化カリウムの水溶液が好ましく、クロム用エッチャントとしては、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸の水溶液が好ましい。また、金とクロムを同時にエッチングする場合には硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸と塩酸の水溶液が好ましい。 The etchant for etching the metal mask is preferably an aqueous solution of iodine and potassium iodide, and the etchant for chromium is preferably an aqueous solution of ceric ammonium nitrate and perchloric acid. In the case of simultaneously etching gold and chromium, an aqueous solution of ceric ammonium nitrate, perchloric acid and hydrochloric acid is preferable.
また、基板のエッチング用エッチャントとしては、例えばフッ化水素溶液、フッ化水素アンモニウム溶液、バッファードフッ酸溶液(フッ化水素アンモニウムとフッ化アンモニウムの混合液)水酸化ナトリウム溶液などがある。 Examples of the etchant for etching the substrate include a hydrogen fluoride solution, an ammonium hydrogen fluoride solution, a buffered hydrofluoric acid solution (a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and ammonium fluoride), a sodium hydroxide solution, and the like.
本発明においては、金属マスクを被覆するフォトレジスト膜の材質は、基板用エッチャントに対して耐久性でなければならない。このような材質としては、例えば、ノボラック樹脂系ポジ型レジスト、主鎖切断(崩壊)型ポジ型レジスト、環化ポリイソプレン−アジド化合物系ネガ型レジスト、フェノール樹脂−アジド化合物系ネガ型レジスト、溶解抑制型電子線ポジ型レジスト、架橋型電子線ネガレジストなどがある。 In the present invention, the material of the photoresist film covering the metal mask must be durable to the substrate etchant. Such materials include, for example, novolak resin-based positive resist, main chain cutting (collapse) -type positive resist, cyclized polyisoprene-azide compound-based resist, phenol resin-azide compound-based resist, dissolution There are a suppression electron beam positive resist, a cross-linked electron beam negative resist, and the like.
次に、電極を形成する工程を、図8,図9の断面図を用いて説明する。 Next, the process of forming an electrode will be described with reference to the cross-sectional views of FIGS.
先ず、略H型の振動片の水晶10Aの全面に電極膜をスパッタ等で形成する。ここでは、電極膜は、例えばCrスパッタ層17の下地の上にAuスパッタ層18を積層することで形成することができる(S9)(図8(a))。
First, an electrode film is formed on the entire surface of the
次に、形成された電極膜17,18の上にレジスト層19を成膜し(S10)(図8(b))、感光性樹脂に電極のパターンを露光によってパターニングし(S11)(図8(c))、電極を形成しない部分に相当する部分のレジスト層を除去し(S12)(図8(d))、その後、エッチングを行うと、フォトレジスト層が設けられていなかった部分の電極膜18が除去される。残ったレジスト層19を剥離することで(S13)、電極を形成することができる。 Next, a resist layer 19 is formed on the formed electrode films 17 and 18 (S10) (FIG. 8B), and an electrode pattern is patterned on the photosensitive resin by exposure (S11) (FIG. 8). (C)), the portion of the resist layer corresponding to the portion where the electrode is not formed is removed (S12) (FIG. 8 (d)), and then etching is performed, and the portion of the electrode where the photoresist layer is not provided The film 18 is removed. The electrode can be formed by peeling off the remaining resist layer 19 (S13).
その後、振動片1a,1bの一部に周波数調整の用いる粗調膜22を蒸着して積層する。粗調膜22としては、例えばCr蒸着膜22aを蒸着した上に、Ag蒸着膜22b蒸着する(S14)(図9(a)、(b))。
Thereafter, a rough adjustment film 22 used for frequency adjustment is deposited and laminated on a part of the vibrating
これにより、略H型の音叉型水晶振動片1の各振動片1a,1bの脚部に形成した溝部2a,2bおよび側面部に電極を形成することができる。
Thereby, an electrode can be formed in the
図10は、振動子の構成を示す概略断面図である。この振動子40は、例えば、その内側に空間を有する箱状のパッケージ41を有する。パッケージ41は、収納容器42と封止用蓋43を備える。この収納容器42は、例えばアルミナ等のセラミックス等で形成することができ、収納容器42の上部の縁部を封止用蓋43で閉じることで内部を密閉する。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the vibrator. The
このように形成されているパッケージ41の収納容器42内にはパッケージ側電極(図示しない)が設けられている。このパッケージ側電極の上には導電性接着剤等を介して電極(図示しない)が形成された略H型の音叉型水晶振動片1の端部が固定される。
A package-side electrode (not shown) is provided in the
この略H型の音叉型水晶振動片1は、パッケージ側電極から一定の駆動電圧が与えられることによって振動する。
The substantially H-shaped tuning-fork type
また、このように製造された音叉型水晶振動片1は、上述したセラミックパッケージに収納してなる振動子40に適用する他、デジタル携帯電話、音叉水晶発振器、ジャイロ等に適用することができる。
Further, the tuning fork type
また、本発明の振動片1は、上述の例に限らず、他の電子機器、携帯情報端末、さらに、テレビジョン、ビデオ機器、所謂ラジカセ、パーソナルコンピュータ等の時計内蔵機器及び時計にも用いることができ、さらに、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
Further, the
また、上記実施の形態の構成は、その一部を省略したり、上述していない他の任意の組み合わせに変更することができる。 Moreover, the structure of the said embodiment can abbreviate | omit a part, or can be changed into the other arbitrary combinations which are not mentioned above.
1,1a,1b 振動片
1A 音叉型振動片
2,2a,2b 溝部
3 基部
4,4a,4b 電極
5,5a,5b 電極
10 振動片
10A 水晶基板
11 金属膜
11A 金属膜外側縁部
11B 金属膜内側縁部
12 Crスパッタ膜
13 Auスパッタ膜
15 レジスト膜
16 レジスト層
16A 溝部幅
16B 金属膜幅
17 Crスパッタ膜
18 Auスパッタ膜
19 レジスト膜
20 金属膜間間隔
21 振動片間間隔
22 粗調膜
22a Cr蒸着膜
22b Ag蒸着膜
30,31 エッチング面
40 振動子
41 パッケージ
42 収納容器
43 封止用蓋
100 音叉型振動片
101A 音叉型振動片
101a,101b 振動片
102a,102b 溝部
103 基部
111 金属膜
112 レジスト膜
110 振動片
110A 基板
114A,114B,114C エッチング面
115 レジスト層
117 第一の開口部
118 第二の開口部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
基板に金属膜を形成し、この金属膜をマスクとして基板をエッチングして振動片の外形と溝部とを形成する方法であり、
一つの振動片に対して2つの金属膜を対向させて形成する工程であって、両金属膜の外側の縁部は振動片の外形形状に対応し、対向する内側の縁部はそれぞれ振動片の溝部の縁部に対応する金属膜を基板上に形成する金属膜形成工程と、
前記2つの対向する金属膜の外側の各縁部により基板をエッチングして振動片の外形を形成する第1のエッチング工程と、
前記2つの金属膜の対向する内側の各縁部により基板をエッチングして振動片の溝部を形成する第2のエッチング工程と
を備えることを特徴とする、振動片の製造方法。 A method of manufacturing a resonator element having a groove,
It is a method of forming a metal film on a substrate and etching the substrate using the metal film as a mask to form the outer shape and groove of the resonator element.
It is a step of forming two metal films facing one vibrating piece, the outer edges of both metal films corresponding to the outer shape of the vibrating piece, and the opposite inner edges are respectively vibrating pieces Forming a metal film corresponding to the edge of the groove on the substrate,
A first etching step of etching the substrate by the outer edges of the two opposing metal films to form the outer shape of the resonator element;
And a second etching step of forming a groove portion of the resonator element by etching the substrate with each of the opposite inner edges of the two metal films.
振動片の外形形状および溝部は、請求項1〜6のいずれか一つの請求項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする、振動片。 A resonator element having a groove,
The external shape and groove part of a vibration piece were manufactured by the manufacturing method as described in any one of Claims 1-6, The vibration piece characterized by the above-mentioned.
振動子が備える振動片の外形形状および溝部は、請求項1〜6のいずれか一つの請求項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする、振動子。 A vibrator in which a resonator element having a groove is housed in a package,
7. The vibrator according to claim 1, wherein the outer shape and the groove of the resonator element included in the vibrator are manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 6.
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---|---|---|---|---|
JP2010074257A (en) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Citizen Finetech Miyota Co Ltd | Method of manufacturing piezoelectric vibration piece |
JP2010183537A (en) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Seiko Instruments Inc | Piezoelectric vibration element manufacturing method and piezoelectric vibration element, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, and radio clock |
CN102009945A (en) * | 2010-11-11 | 2011-04-13 | 北京自动化控制设备研究所 | Method for machining micro-mechanical quartz tuning fork gyro sensitive structure |
JP2012085278A (en) * | 2010-09-17 | 2012-04-26 | Citizen Holdings Co Ltd | Manufacturing method of crystal vibrator piece |
JP2015088963A (en) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | Manufacturing method of vibration piece, vibrator, electronic apparatus, and mobile body |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010074257A (en) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Citizen Finetech Miyota Co Ltd | Method of manufacturing piezoelectric vibration piece |
JP2010183537A (en) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Seiko Instruments Inc | Piezoelectric vibration element manufacturing method and piezoelectric vibration element, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, and radio clock |
JP2012085278A (en) * | 2010-09-17 | 2012-04-26 | Citizen Holdings Co Ltd | Manufacturing method of crystal vibrator piece |
CN102009945A (en) * | 2010-11-11 | 2011-04-13 | 北京自动化控制设备研究所 | Method for machining micro-mechanical quartz tuning fork gyro sensitive structure |
JP2015088963A (en) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | Manufacturing method of vibration piece, vibrator, electronic apparatus, and mobile body |
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