JP2009044237A - Frequency adjustment method of piezoelectric device, and piezoelectric device and mask for frequency adjustment - Google Patents

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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the frequency adjustment method of a piezoelectric device, which does not bring about disconnections during frequency adjustment, even when employing a piezoelectric vibrating piece having a lead out electrode in a step part. <P>SOLUTION: In the frequency adjustment method, an excitation electrode of the piezoelectric vibrating piece which has the step part between a vibration part having the excitation electrode formed thereon and a peripheral edge having an input/output electrode formed thereon and has the lead out electrode which electrically connects the excitation electrode and the input/output electrode formed across the step part and has thickness shear vibration as main vibration, is etched after the piezoelectric vibrating piece is mounted on a package base. At least a portion of the excitation electrode placed more on the side of an energy confinement area which is formed elliptically in the vibration part, from a tangent defined for a portion closest to a portion to which the lead out electrode is connected, in the peripheral edge of the excitation electrode, out of a curve along the external shape of the energy confinement area is etched as an etching area. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧電デバイスの周波数調整方法、並びに当該周波数調整方法を実施することにより得ることのできる圧電デバイス、および周波数調整に用いるマスクに係り、特に、振動部と周縁部との間に段差部を有する圧電振動片を実装する圧電デバイスに対して好適な周波数調整方法、圧電デバイス、およびマスクに関する。   The present invention relates to a frequency adjustment method for a piezoelectric device, a piezoelectric device obtainable by performing the frequency adjustment method, and a mask used for frequency adjustment, and in particular, a step portion between a vibration portion and a peripheral portion. The present invention relates to a frequency adjustment method, a piezoelectric device, and a mask that are suitable for a piezoelectric device that mounts a piezoelectric vibrating piece having the above.

圧電振動片を搭載する圧電デバイス(例えば圧電振動子)の製造工程では、バッチ処理により圧電振動片、パッケージ、およびリッドをそれぞれ製造し、パッケージに対して圧電振動片を実装した後に、個々の振動子単位に周波数調整が行われる事が一般的である。   In the manufacturing process of a piezoelectric device (for example, a piezoelectric vibrator) on which a piezoelectric vibrating piece is mounted, a piezoelectric vibrating piece, a package, and a lid are manufactured by batch processing, and after mounting the piezoelectric vibrating piece on the package, individual vibrations are produced. In general, frequency adjustment is performed in units of children.

圧電振動片をパッケージに実装した後に行う周波数調整としては、励振電極に対してスパッタ等を施して重み付けするというものと、イオンレーザ等を照射するイオンミリングにより電極膜の一部を削るというものがある。圧電デバイスの小型・薄型化が進む近年では、後者に掲げた電極膜の削り取りによる周波数調整が行われる事が多い。   The frequency adjustment performed after the piezoelectric vibrating piece is mounted on the package includes weighting by applying sputtering to the excitation electrode, and cutting part of the electrode film by ion milling that irradiates an ion laser or the like. is there. In recent years when piezoelectric devices are becoming smaller and thinner, frequency adjustment is often performed by scraping off the electrode film described in the latter.

しかし、電極膜の削り取りにより周波数調整を行おうとする場合通常、励振電極と共に励振電極に接続された引出電極の一部も削り取られることとなる。こうした場合、メサ型や逆メサ型の圧電振動片のような、振動部と周縁部との間に段差部を有する圧電振動片では、次のような問題が生ずる。   However, when frequency adjustment is performed by scraping off the electrode film, a part of the extraction electrode connected to the excitation electrode is usually scraped off together with the excitation electrode. In such a case, a piezoelectric vibrating piece having a step portion between the vibrating portion and the peripheral portion, such as a mesa type or inverted mesa type piezoelectric vibrating piece, has the following problems.

すなわち、振動部と周縁部との間の段差部、および段差部と平坦部との間に存在する角部に形成される引出電極は、平坦面である振動部や周縁部に形成された電極膜よりも、その肉厚が薄くなるのである。
このため、周波数調整の際に引出電極の一部が削り取られた場合、断線を生じさせる虞がある。
In other words, the stepped portion between the vibrating portion and the peripheral portion, and the extraction electrode formed at the corner portion existing between the stepped portion and the flat portion are the electrodes formed on the vibrating portion and the peripheral portion which are flat surfaces. Its thickness is thinner than the film.
For this reason, when a part of extraction electrode is scraped off at the time of frequency adjustment, there exists a possibility of producing a disconnection.

このような振動部と周縁部との間に段差を有する圧電振動片を採用した圧電振動子の周波数調整を行う場合に好適な手段が、特許文献1に開示されている。特許文献1に示されている圧電振動片は、プラノ逆メサタイプの圧電振動片である。特許文献1には、このような圧電振動片を採用した圧電振動子の周波数調整を行う場合、逆メサ部をパッケージの底板側に向け、圧電振動片のフラット面に形成した励振電極を削り取るようにすれば良いという事が開示されている。
特開2002−246866号公報
Patent Document 1 discloses means suitable for adjusting the frequency of a piezoelectric vibrator employing a piezoelectric vibrating piece having a step between such a vibrating part and a peripheral part. The piezoelectric vibrating piece shown in Patent Document 1 is a plano inverted mesa type piezoelectric vibrating piece. In Patent Literature 1, when performing frequency adjustment of a piezoelectric vibrator employing such a piezoelectric vibrating piece, the reverse mesa portion is directed toward the bottom plate side of the package, and the excitation electrode formed on the flat surface of the piezoelectric vibrating piece is scraped off. It is disclosed that it should be.
JP 2002-246866 A

しかし、特許文献1に開示されている技術は、バイメサ型(両主面に凸部を有するメサ型:以下単にメサ型と称す)やバイ逆メサ型(両主面に凹状陥部を有する逆メサ型:以下単に逆メサ型と称す)の圧電振動片を採用したい場合や、パッケージ形状の制限がある場合などには使用することができない。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 is a bimesa type (mesa type having convex portions on both main surfaces: hereinafter simply referred to as a mesa type) or a bi-reverse mesa type (reverse having concave depressions on both main surfaces). It cannot be used when it is desired to adopt a piezoelectric vibrating piece of “mesa type: hereinafter simply referred to as an inverted mesa type” or when there is a limitation on the package shape.

このため、本発明では、メサ型や逆メサ型のような段差部に引出電極を有する圧電振動片を採用した場合であっても、周波数調整時に断線の虞を生じさせる事の無い圧電デバイスの周波数調整方法、並びに圧電デバイス、および周波数調整用マスクを提供することを目的とする。   For this reason, in the present invention, even when a piezoelectric vibrating piece having an extraction electrode at a stepped portion such as a mesa type or an inverted mesa type is adopted, the piezoelectric device that does not cause a disconnection at the time of frequency adjustment. An object of the present invention is to provide a frequency adjustment method, a piezoelectric device, and a frequency adjustment mask.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適応例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適応例1]励振電極が形成された振動部と、入出力電極が形成された周縁部との間に段差部を備え、前記段差部を跨いで前記励振電極と前記入出力電極とを電気的に接続する引出電極が形成され、厚み滑り振動を主振動とする圧電振動片における前記励振電極をエッチングすることで成す周波数調整方法であって、少なくとも、前記振動部に楕円形状に形成されるエネルギー閉じ込め領域の外形形状に沿う曲線のうち、前記励振電極の周縁部において前記引出電極が接続された部位に最も近接する部位に対して定められる接線よりも、前記エネルギー閉じ込め領域側に位置する励振電極をエッチング領域に定めると共に、少なくとも前記段差部上に形成された前記引出電極を非エッチング領域としてエッチングすることを特徴とする圧電デバイスの周波数調整方法。 [Application Example 1] A stepped portion is provided between a vibrating portion on which an excitation electrode is formed and a peripheral portion on which an input / output electrode is formed, and the excitation electrode and the input / output electrode are electrically connected across the stepped portion. A frequency adjusting method formed by etching the excitation electrode in a piezoelectric vibrating piece having thickness shear vibration as a main vibration, wherein at least the vibration part is formed in an elliptical shape. Of the curves along the outer shape of the energy confinement region, the excitation located on the energy confinement region side with respect to the tangent line defined with respect to the region closest to the region where the extraction electrode is connected in the peripheral portion of the excitation electrode An electrode is defined as an etching region, and at least the extraction electrode formed on the stepped portion is etched as a non-etching region. Frequency adjustment method of the chair.

このような特徴を持つ圧電デバイスの周波数調整方法によれば、メサ型や逆メサ型の圧電振動片を採用した圧電デバイスであっても、周波数調整時に引出電極がエッチングされる虞が無く、周波数調整に起因する断線を生じさせる虞も無い。また、エッチング領域には確実に、振動部におけるエネルギー閉じ込め領域が含まれるため、周波数調整をする際の効率も良い。   According to the frequency adjustment method of the piezoelectric device having such a feature, there is no possibility that the extraction electrode is etched at the time of frequency adjustment even if the piezoelectric device adopts a mesa type or a reverse mesa type piezoelectric vibrating piece. There is no risk of disconnection due to adjustment. In addition, since the energy confinement region in the vibration part is surely included in the etching region, the efficiency when adjusting the frequency is good.

[適応例2]励振電極が形成された振動部と、入出力電極が形成された周縁部との間に段差部を備え、前記段差部を跨いで前記励振電極と前記入出力電極とを電気的に接続する引出電極が形成され、厚み滑り振動を主振動とする圧電振動片における前記励振電極をエッチングすることで成す周波数調整方法であって、前記振動部に楕円形状に形成されるエネルギー閉じ込め領域の楕円形状を構成する短軸と長軸の交点を中心として、前記楕円形状の短軸の長さまたは長軸の長さを直径とする円の内側をエッチング領域に定めると共に、少なくとも前記段差部上に形成された前記引出電極を非エッチング領域としてエッチングすることを特徴とする圧電デバイスの周波数調整方法。 [Adaptation example 2] A step portion is provided between the vibrating portion on which the excitation electrode is formed and the peripheral portion on which the input / output electrode is formed, and the excitation electrode and the input / output electrode are electrically connected across the step portion. Is a frequency adjusting method formed by etching the excitation electrode in a piezoelectric vibrating piece having a thickness shear vibration as a main vibration, wherein an extraction electrode to be connected is formed, and energy confinement formed in an elliptical shape in the vibration part Centering on the intersection of the short axis and the long axis constituting the elliptical shape of the region, the inner side of the ellipse-shaped short axis or a circle whose diameter is the length of the long axis is defined as an etching region, and at least the step A method of adjusting a frequency of a piezoelectric device, wherein the extraction electrode formed on a portion is etched as a non-etching region.

このような特徴を有する圧電デバイスの周波数調整方法であっても、上記適応例1と同様に、メサ型や逆メサ型の圧電振動片を採用した圧電デバイスであっても、周波数調整時に引出電極がエッチングされる虞が無く、周波数調整に起因する断線を生じさせる虞も無い。また、エッチング領域には確実に、振動部におけるエネルギー閉じ込め領域が含まれるため、周波数調整をする際の効率も良いという事ができる。   Even in the frequency adjustment method of a piezoelectric device having such characteristics, even in the case of a piezoelectric device employing a mesa-type or inverted-mesa-type piezoelectric vibrating piece as in the first application example, the extraction electrode is used during frequency adjustment. There is no risk of etching, and there is no risk of disconnection due to frequency adjustment. In addition, since the energy region is surely included in the vibration part in the etching region, it can be said that the efficiency when adjusting the frequency is good.

[適応例3]適応例1または適応例2に記載の圧電デバイスの周波数調整方法であって、前記エッチングとしてイオンミリングを採用し、エッチング領域を定めるためのマスクにより、エッチング時に生ずる熱を吸収し、エッチング雰囲気中の温度上昇を抑制することを特徴とする圧電デバイスの周波数調整方法。 [Application Example 3] The piezoelectric device frequency adjusting method according to Application Example 1 or Application Example 2, wherein ion milling is adopted as the etching, and heat generated during etching is absorbed by a mask for defining an etching region. A method for adjusting the frequency of a piezoelectric device, characterized by suppressing temperature rise in an etching atmosphere.

このような方法を採用することによれば、周波数調整時における雰囲気温度の上昇を抑えることができる。よって、周波数調整終了後の温度降下による圧電デバイスの周波数変動を抑えることができる。   By adopting such a method, it is possible to suppress an increase in the atmospheric temperature during frequency adjustment. Therefore, the frequency variation of the piezoelectric device due to the temperature drop after the frequency adjustment is completed can be suppressed.

[適応例4]パッケージ内に少なくとも、振動部と周縁部、および前記振動部と前記周縁部との間に形成された段差部とを有する圧電振動片を収容した圧電デバイスであって、前記振動部に形成された励振電極のうち、少なくとも前記周縁部に形成された入出力電極と電気的な接続が図られる引出電極が接続された部位に形成された金属膜の膜厚よりも、前記振動部におけるエネルギー閉じ込め領域に形成された金属膜の膜厚を薄くしたことを特徴とする圧電デバイス。 [Application Example 4] A piezoelectric device in which a piezoelectric vibrating piece having at least a vibrating portion and a peripheral portion and a step portion formed between the vibrating portion and the peripheral portion is accommodated in a package, and the vibration The vibration is more than the thickness of the metal film formed on the portion of the excitation electrode formed on the portion where the extraction electrode connected to at least the input / output electrode formed on the peripheral portion is connected. A piezoelectric device characterized in that the film thickness of the metal film formed in the energy confinement region in the portion is reduced.

適応例1乃至適応例3のいずれかに示した方法により周波数調整を行うことにより、上記特徴を有する圧電デバイスを製造することができる。このような特徴を有する圧電デバイスによれば、エネルギー閉じ込め領域に形成された金属膜が薄肉化されることにより、圧電デバイスの周波数調整は実現され、引出電極接続部近傍に形成された電極膜は厚肉のまま残存する。このため、製造された圧電デバイスにおいて、引出電極に断線が生じているという事態が無く、圧電デバイス製造後の熱膨張歪みや外部からの機械的衝撃などに起因する断線も防止できる。   By adjusting the frequency by the method shown in any one of the application examples 1 to 3, the piezoelectric device having the above characteristics can be manufactured. According to the piezoelectric device having such characteristics, the frequency adjustment of the piezoelectric device is realized by thinning the metal film formed in the energy confinement region, and the electrode film formed in the vicinity of the extraction electrode connecting portion is Remains thick. For this reason, in the manufactured piezoelectric device, there is no situation where disconnection has occurred in the extraction electrode, and disconnection due to thermal expansion distortion or external mechanical shock after manufacturing the piezoelectric device can be prevented.

[適応例5]適応例4に記載の圧電デバイスであって、前記金属膜の膜厚を薄くする部分を、前記エネルギー閉じ込め領域を構成する楕円形状の短軸と長軸の交点を中心として、前記楕円形状の短軸の長さまたは長軸の長さを直径として描かれる円の内側としたことを特徴とする圧電デバイス。 [Adaptation Example 5] In the piezoelectric device according to Adaptation Example 4, the portion where the film thickness of the metal film is reduced is centered on the intersection of the minor axis and the major axis of the elliptical shape constituting the energy confinement region. A piezoelectric device characterized in that the length of the elliptical minor axis or the length of the major axis is inside a circle drawn as a diameter.

このような構成の圧電デバイスであっても、上記適応例4に記載の圧電デバイスと同様な効果を得ることができる。   Even with such a piezoelectric device, the same effect as that of the piezoelectric device described in the adaptation example 4 can be obtained.

[適応例6]適応例4または適応例5に記載の圧電デバイスであって、前記励振電極は矩形とし、前記引出電極は前記励振電極の角部に接続したことを特徴とする圧電デバイス。 [Application Example 6] A piezoelectric device according to Application Example 4 or Application Example 5, wherein the excitation electrode is rectangular, and the extraction electrode is connected to a corner of the excitation electrode.

励振電極を矩形とし、引出電極を励振電極の角部に接続することによれば、引出電極とエッチングにより薄肉化される領域との距離を離すことができる。よって、引出電極がエッチングにより薄肉化されてしまう危険性を低下させることができる。   By making the excitation electrode rectangular and connecting the extraction electrode to the corner of the excitation electrode, the distance between the extraction electrode and the region thinned by etching can be increased. Therefore, the risk that the extraction electrode is thinned by etching can be reduced.

[適応例7]適応例4乃至適応例6のいずれかに記載の圧電デバイスであって、前記圧電振動片を、メサ型、プラノメサ型、逆メサ型、プラノ逆メサ型のいずれかの圧電振動片としたことを特徴とする圧電デバイス。
いずれの形態を有する圧電振動片であっても、適応例4乃至適応例6のいずれかに記載した効果を得ることができるからである。
[Adaptation example 7] The piezoelectric device according to any one of adaptation examples 4 to 6, wherein the piezoelectric vibrating piece is a mesa type, a plano mesa type, a reverse mesa type, or a plano reverse mesa type piezoelectric vibration. A piezoelectric device characterized in that it is a piece.
This is because the effect described in any one of the adaptation examples 4 to 6 can be obtained with the piezoelectric vibrating piece having any form.

[適応例8]圧電デバイスのパッケージに搭載された、振動部と周縁部との間に段差部を有し、厚み滑り振動を主振動とする圧電振動片の振動部に形成された励振電極をイオンミリングする際に用いるマスクであって、金属部材により構成し、前記励振電極上において前記厚み滑り振動が閉じ込められるエネルギー閉じ込め領域の楕円形状を構成する短軸と長軸の交点を中心として、前記楕円形状の短軸の長さまたは長軸の長さを直径とする円形開口部を機械加工により形成したことを特徴とする周波数調整用マスク。 [Adaptation example 8] An excitation electrode mounted on a piezoelectric device package having a step portion between a vibrating portion and a peripheral portion and formed on a vibrating portion of a piezoelectric vibrating piece mainly having thickness-shear vibration. A mask used for ion milling, which is made of a metal member, centering on the intersection of a short axis and a long axis constituting an elliptical shape of an energy confinement region in which the thickness shear vibration is confined on the excitation electrode. A mask for frequency adjustment, characterized in that a circular opening having an elliptical short axis length or a long axis length as a diameter is formed by machining.

楕円形状のエッチング目的範囲に対し、円形のマスクを採用した場合でもエッチングにより圧電デバイスの周波数調整は可能とすることができる。そして、マスクに形成する開口部を円形とし、これを機械加工で形成することによれば、母材とする金属部材の板厚が厚い場合であっても短時間で開口部を形成することが可能となる。さらに、マスクを構成する金属部材の板厚を厚くすることによれば、イオンミリング時に発生する熱を、マスクが吸収することとなり、イオンミリング時の雰囲気温度の上昇を抑えることができる。これにより、周波数調整終了後における圧電デバイスの周波数変動を少なくすることができる。   Even when a circular mask is used for the elliptical etching target range, the frequency of the piezoelectric device can be adjusted by etching. Then, by forming the opening formed in the mask in a circular shape and machining it, the opening can be formed in a short time even when the metal member as the base material is thick. It becomes possible. Further, by increasing the thickness of the metal member constituting the mask, the mask absorbs heat generated during ion milling, and an increase in the ambient temperature during ion milling can be suppressed. Thereby, the frequency fluctuation of the piezoelectric device after completion of frequency adjustment can be reduced.

以下、本発明の圧電デバイスの周波数調整方法、並びに当該周波数調整方法を用いて製造される圧電デバイス、および前記周波数調整方法に使用されるマスクに係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of a frequency adjustment method for a piezoelectric device of the present invention, a piezoelectric device manufactured using the frequency adjustment method, and a mask used in the frequency adjustment method will be described in detail with reference to the drawings. explain.

まず、本発明に係る圧電デバイスの周波数調整方法の実施対象となる圧電デバイスの基本的な形態について、図1を参照して説明する。なお、図1(A)、図1(B)はそれぞれ、圧電デバイスの側断面を示す図であり、図1(C)は同図(B)のリッドを外した状態の平面を示す図である。   First, a basic form of a piezoelectric device that is an object of implementing a frequency adjustment method for a piezoelectric device according to the present invention will be described with reference to FIG. 1A and 1B are diagrams showing a side cross-section of the piezoelectric device, and FIG. 1C is a diagram showing a plan view with the lid of FIG. 1B removed. is there.

以下の実施形態においては、説明を簡単化するために、圧電デバイス10として、圧電振動子を例に挙げて説明する。
本実施形態に係る圧電デバイス10は、圧電振動片20とパッケージ50とを基本構成とする。圧電振動片20は、水晶(SiO2)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)等の圧電現象を生じさせる材料により構成された板材である。圧電振動片20の構成材料としては、前述した単結晶材の他に、チタン酸バリウム(BaTiO3)等の多結晶材や圧電セラミックス等を挙げることができるが、広い温度範囲において安定した振動特性を得られる材料としては、水晶が知られており、本実施形態で取り扱う圧電振動片20も水晶により構成されたものとする。
In the following embodiments, a piezoelectric vibrator will be described as an example of the piezoelectric device 10 in order to simplify the description.
The piezoelectric device 10 according to the present embodiment has a piezoelectric vibration piece 20 and a package 50 as a basic configuration. The piezoelectric vibrating piece 20 is a plate made of a material that causes a piezoelectric phenomenon, such as quartz (SiO 2 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), or the like. Examples of the constituent material of the piezoelectric vibrating piece 20 include a polycrystalline material such as barium titanate (BaTiO 3 ) and piezoelectric ceramics in addition to the single crystal material described above, and stable vibration characteristics over a wide temperature range. It is assumed that quartz is known as a material that can be obtained, and the piezoelectric vibrating piece 20 handled in the present embodiment is also made of quartz.

水晶により構成される圧電振動片20は、その結晶構造の組成(カット角)により、主振動の振動モードを異ならせる。本実施形態で取り扱う圧電振動片20は、主振動の振動モードを厚み滑り振動とするもので、カット角としては、ATカット、BTカット、あるいはSCカットと呼ばれるカット角で切り出された水晶片により構成されるものである。   The piezoelectric vibrating piece 20 made of quartz varies the vibration mode of the main vibration depending on the composition (cut angle) of the crystal structure. The piezoelectric vibrating reed 20 handled in the present embodiment uses a thickness-shear vibration as the vibration mode of the main vibration. The cut angle is a crystal piece cut at a cut angle called AT cut, BT cut, or SC cut. It is composed.

また、本実施形態の圧電振動片20は、ATカット圧電振動片の中でも、メサ型と呼ばれるタイプのものである。圧電振動片20を構成する圧電素板は、厚肉とされる振動部24と、振動部24の周囲に配置された薄肉の周縁部22とから構成されており、表裏面双方の振動部24と周縁部22との間に段差部23を有するものである。   In addition, the piezoelectric vibrating piece 20 of the present embodiment is of a type called a mesa type among AT-cut piezoelectric vibrating pieces. The piezoelectric element plate constituting the piezoelectric vibrating piece 20 includes a thick vibrating portion 24 and a thin peripheral portion 22 disposed around the vibrating portion 24, and the vibrating portions 24 on both the front and back surfaces. And a stepped portion 23 between the peripheral portion 22 and the peripheral portion 22.

本実施形態に係る圧電振動片20は、振動部24、周縁部22ともに矩形状を成し、振動部24には同じく矩形状を成す励振電極26が形成され、周縁部22には入出力電極30が形成される。そして、励振電極26と入出力電極30との間には、段差部23を跨いで両者を電気的に接続する引出電極28が形成される。   In the piezoelectric vibrating piece 20 according to the present embodiment, both the vibrating portion 24 and the peripheral portion 22 have a rectangular shape, and the vibrating portion 24 has an excitation electrode 26 having the same rectangular shape, and the peripheral portion 22 has an input / output electrode. 30 is formed. An extraction electrode 28 is formed between the excitation electrode 26 and the input / output electrode 30 to electrically connect both of them across the step portion 23.

このような構成の圧電振動片20では、主振動である厚み滑り振動のエネルギーは、図1(C)に破線で示すような楕円形状に集中し、当該楕円形状で示される領域は、エネルギー閉じ込め領域26aと呼ばれている。   In the piezoelectric vibrating piece 20 having such a configuration, the energy of the thickness shear vibration which is the main vibration is concentrated in an elliptical shape as indicated by a broken line in FIG. 1C, and the region indicated by the elliptical shape is an energy confinement. This is called a region 26a.

パッケージ50は、パッケージベース36とリッド32、および両者を接合するためのシームリング34とから構成される。パッケージベース36は、例えば図1(A)に示すような箱型状のものや、図1(B)に示すような平板状のものを挙げることができる。いずれも、セラミックスシートを焼成することにより形成するものや、金属により形成するものが知られているが、金属によりパッケージベース36を構成する場合には、内外端子や配線とパッケージベース本体との間の絶縁を図る必要がある。パッケージベース36には少なくとも、実装用外部端子40、内部搭載端子38、および実装用外部端子40と内部搭載端子38とを電気的に接続する配線パターン(不図示)が備えられる。   The package 50 includes a package base 36, a lid 32, and a seam ring 34 for joining the two. Examples of the package base 36 include a box shape as shown in FIG. 1A and a flat shape as shown in FIG. In both cases, a ceramic sheet is formed by firing or a metal sheet is formed. However, when the package base 36 is made of metal, the inner and outer terminals or wiring and the package base main body are arranged. It is necessary to insulate. The package base 36 includes at least mounting external terminals 40, internal mounting terminals 38, and wiring patterns (not shown) that electrically connect the mounting external terminals 40 and the internal mounting terminals 38.

リッド32は、平板状の蓋体であり、金属、ガラス、あるいはセラミックスにより構成されることが一般的である。構成部材としては、線膨張率が、上述したパッケージベース36を構成する部材に近似しているものであることが望ましい。このため、パッケージベース36をセラミックスとした場合、金属ではコバール、ガラスではソーダガラス等を採用する事が一般的である。   The lid 32 is a flat lid and is generally made of metal, glass, or ceramics. As a constituent member, it is desirable that the linear expansion coefficient is similar to the member constituting the package base 36 described above. For this reason, when the package base 36 is made of ceramic, it is common to employ Kovar for metal and soda glass for glass.

シームリング34は、上述したパッケージベース36とリッド32とを接合する際に用いる接合部材である。また、パッケージベース36を平板状のものとする場合には、圧電振動片20を収容するためのキャビティ42を構成するスペーサとしての役割も担う。
なお、シームリング34を用いたパッケージベース36とリッド32との接合は、従来より知られているシーム溶接の技術を用いれば良い。
The seam ring 34 is a joining member used when joining the package base 36 and the lid 32 described above. Further, when the package base 36 has a flat plate shape, it also serves as a spacer constituting the cavity 42 for housing the piezoelectric vibrating piece 20.
In addition, what is necessary is just to use the technique of the seam welding conventionally known for joining of the package base 36 and the lid 32 using the seam ring 34.

次に、上記のような基本構成を有する圧電デバイス10に対する周波数調整方法について説明する。
本発明の圧電デバイスの周波数調整方法は、エッチングにより励振電極26を削る周波数調整を実施する際、特定形状のマスクを用いてエッチング範囲を定めた事を特徴とするものである。よって、マスクの形状により、種々異なる実施形態を奏することとなる。まず、第1の実施形態として、図2、図3に示すような開口部62を有するマスク60を用いて周波数調整を行う場合について説明する。
Next, a frequency adjustment method for the piezoelectric device 10 having the above basic configuration will be described.
The frequency adjustment method for a piezoelectric device according to the present invention is characterized in that an etching range is determined using a mask having a specific shape when performing frequency adjustment for removing the excitation electrode 26 by etching. Therefore, various embodiments are produced depending on the shape of the mask. First, as a first embodiment, a case where frequency adjustment is performed using a mask 60 having an opening 62 as shown in FIGS. 2 and 3 will be described.

本実施形態で使用するマスク60は、金属部材により構成されており、図3に示すような楕円形状の開口部62を有するものである。この楕円形状は、矩形状に形成された励振電極26を有する振動部24に発生する厚み滑り振動の振動エネルギーが閉じ込められる、エネルギー閉じ込め領域26a(図1(C)参照)の形状と合致させる。   The mask 60 used in this embodiment is made of a metal member and has an elliptical opening 62 as shown in FIG. This elliptical shape matches the shape of the energy confinement region 26a (see FIG. 1C) in which the vibration energy of the thickness shear vibration generated in the vibration part 24 having the excitation electrode 26 formed in a rectangular shape is confined.

励振電極26をエッチングする際、振動エネルギーが集中する部位をエッチングする方が、励振電極26の質量降下量に対する周波数変化量を大きくすることができ、周波数調整の効率が良くなるためである。   This is because, when the excitation electrode 26 is etched, the frequency change amount with respect to the mass drop amount of the excitation electrode 26 can be increased by etching the portion where the vibration energy is concentrated, and the frequency adjustment efficiency is improved.

また、矩形状の励振電極26に対し、矩形状の励振電極26に内接する大きさ以下の楕円の内部をエッチング範囲に定めることにより、励振電極26の角部に接続した引出電極28がエッチングされる虞が無くなる。このため、段差部23を跨ぐ引出電極28がエッチングされる虞も無く、エッチングに起因する断線も防止することができる。   In addition, with respect to the rectangular excitation electrode 26, the extraction electrode 28 connected to the corner of the excitation electrode 26 is etched by setting the inside of an ellipse having a size not larger than the size inscribed in the rectangular excitation electrode 26 as an etching range. There is no risk of being lost. For this reason, there is no possibility that the extraction electrode 28 straddling the step portion 23 is etched, and disconnection due to etching can be prevented.

本実施形態に係るエッチングは、ドライエッチング、具体的には、イオンレーザを用いたイオンミリングという手法で行うようにすると良い。すなわち、図2のようにマスク60を配置した圧電デバイス(リッド32無し)の圧電振動片20に対し、マスク60の開口部62を介してイオンレーザを照射することで、励振電極26の一部を選択的に削り取るのである。   Etching according to the present embodiment may be performed by dry etching, specifically, ion milling using an ion laser. That is, a part of the excitation electrode 26 is obtained by irradiating the piezoelectric vibrating piece 20 of the piezoelectric device (without the lid 32) with the mask 60 as shown in FIG. Is selectively scraped off.

なお、上記のようなドライエッチングは、真空チャンバ等の中に圧電デバイスを配置し、不活性雰囲気の中で行われることが望ましい。
このような手法で励振電極26の削り取りを行う事により、周波数調整量に応じた微小なエッチングが可能となり、エッチング面の平坦化も実現可能となる。
Note that the dry etching as described above is preferably performed in an inert atmosphere by disposing a piezoelectric device in a vacuum chamber or the like.
By removing the excitation electrode 26 by such a method, it is possible to perform minute etching according to the frequency adjustment amount, and to realize flattening of the etching surface.

次に、本発明の圧電デバイスの周波数調整方法に係る第2の実施形態について、図4、図5を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態では、図4、図5に示すように、円形の開口部62a,62bを有するマスク60a,60bを用いてエッチングを行うことを特徴とする。   Next, a second embodiment of the piezoelectric device frequency adjusting method of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, etching is performed using masks 60a and 60b having circular openings 62a and 62b.

マスク60a,60bに形成する円形開口部62a,62bの直径は、矩形状の励振電極26が形成された圧電振動片20におけるエネルギー閉じ込め領域26aを構成する楕円の短辺27、または長辺29の長さと、その直径とを合わせたものとする。マスク60a,60bの開口形状をこのような形状とし、エッチング時に投影される円の中心とエネルギー閉じ込め領域26aを構成する楕円の短辺27と長辺29の交点とを合致させることにより、エッチング領域にはエネルギー閉じ込め領域26aが含まれることとなり、効率的な周波数調整が可能となる。   The diameters of the circular openings 62a and 62b formed in the masks 60a and 60b are such that the elliptical short side 27 or the long side 29 constituting the energy confinement region 26a in the piezoelectric vibrating piece 20 in which the rectangular excitation electrode 26 is formed. The length and its diameter shall be combined. The opening shape of the masks 60a and 60b is set to such a shape, and the center of the circle projected at the time of etching is matched with the intersection of the short side 27 and the long side 29 of the ellipse constituting the energy confinement region 26a. Includes the energy confinement region 26a, and an efficient frequency adjustment is possible.

また、励振電極26の角部は、マスク60a,60bに形成された円の曲率に応じて非エッチング領域となるため、角部に接続された引出電極28がエッチングされる虞が無い。よって、振動部24と周縁部22の間の段差部23を跨ぐ引出電極28に周波数調整に、起因した断線を生じさせる虞も無い。   Further, since the corner portion of the excitation electrode 26 becomes a non-etched region according to the curvature of the circle formed in the masks 60a and 60b, there is no possibility that the extraction electrode 28 connected to the corner portion is etched. Therefore, there is no possibility of causing disconnection due to the frequency adjustment in the extraction electrode 28 straddling the step portion 23 between the vibration portion 24 and the peripheral portion 22.

エッチング領域を円形とすることによれば当然に、マスク60a,60bに形成する開口部62a,62bも円形となる。微細形状を有する開口部の形成は、エッチングにより成されることが一般的であるが、図4、図5に示すような円形の開口部62a,62bであれば、ドリル等による機械加工も可能となる。機械加工により開口部62a,62bを形成する場合、短時間で垂直な孔開け加工が可能なため、マスク60a,60bを構成する金属部材の板厚を厚くすることができる。   If the etching regions are circular, the openings 62a and 62b formed in the masks 60a and 60b are naturally circular. In general, the opening having a fine shape is formed by etching. However, the circular openings 62a and 62b as shown in FIGS. 4 and 5 can be machined by a drill or the like. It becomes. When the openings 62a and 62b are formed by machining, vertical drilling can be performed in a short time, so that the thickness of the metal members constituting the masks 60a and 60b can be increased.

マスク60a,60bを構成する金属板材の板厚を厚くすると、マスク60a,60bの熱容量が増大するため、エッチング時に発生する熱をマスク60a,60bが吸収することとなる。このため、チャンバ内部の雰囲気の温度上昇を抑えることができ(温度変化が少なく)、周波数調整後における圧電デバイス10の周波数変動を少なくすることができる。   When the plate thickness of the metal plate material constituting the masks 60a and 60b is increased, the heat capacity of the masks 60a and 60b increases, so that the heat generated during the etching is absorbed by the masks 60a and 60b. For this reason, the temperature rise of the atmosphere inside the chamber can be suppressed (the temperature change is small), and the frequency fluctuation of the piezoelectric device 10 after the frequency adjustment can be reduced.

次に、本発明の圧電デバイスの周波数調整方法に係る他の実施形態について、図6を参照しつつ詳細に説明する。上記実施形態ではいずれも、励振電極26の中心Oを基準として、励振電極26の長軸72と、それに直交する方向の短軸70を取り、励振電極26を4つの象限に分けた場合、いずれの象限においてもエッチング領域が同一形状となるように、マスク60(60a,60b)の開口部62(62a,62b)の形状を定めていた。しかしながら本発明では、少なくともエッチング時に、引出電極28をエッチングする事無く効率的に周波数調整を行うことができれば良いため、図6に示すような開口部62cを有するマスク60cを使用してエッチングを行うようにしても良い。   Next, another embodiment of the frequency adjustment method for a piezoelectric device of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In any of the above embodiments, when the major axis 72 of the excitation electrode 26 and the minor axis 70 in the direction orthogonal to the major axis 72 of the excitation electrode 26 are taken as a reference and the excitation electrode 26 is divided into four quadrants, In this quadrant, the shape of the opening 62 (62a, 62b) of the mask 60 (60a, 60b) is determined so that the etched regions have the same shape. However, in the present invention, it is sufficient that the frequency can be adjusted efficiently without etching the extraction electrode 28 at least during etching. Therefore, etching is performed using a mask 60c having an opening 62c as shown in FIG. You may do it.

具体的には、励振電極26の短軸70を中心として、引出電極28側に位置する2つの象限では、エネルギー閉じ込め領域26aの形状に沿った曲線の内側がエッチング領域となるように開口を形成し、短軸70を介した反対側、すなわち圧電振動片20の先端側に位置する2つの象限では、励振電極26の外形形状に倣った矩形状の開口を形成することで、開口部62cを形成するというものである。   Specifically, in the two quadrants located on the extraction electrode 28 side with the short axis 70 of the excitation electrode 26 as the center, an opening is formed so that the inside of the curve along the shape of the energy confinement region 26a is an etching region. In the two quadrants located on the opposite side of the short axis 70, that is, on the distal end side of the piezoelectric vibrating piece 20, the opening 62c is formed by forming a rectangular opening that follows the outer shape of the excitation electrode 26. It is to form.

このような開口部62cを有するマスク60cを用いてエッチングを行うようにすれば、少なくとも振動部24におけるエネルギー閉じ込め領域26aに係る励振電極26をエッチングすることができ、励振電極26の角部に接続された引出電極28がエッチングされることは避けることができる。   If etching is performed using the mask 60 c having such an opening 62 c, at least the excitation electrode 26 related to the energy confinement region 26 a in the vibration part 24 can be etched and connected to the corner of the excitation electrode 26. Etching of the extracted extraction electrode 28 can be avoided.

また、上記実施形態ではいずれも、励振電極26の長軸72を基準として線対称にエッチングを行うように記載している。しかしながら、本発明の圧電デバイスの周波数調整方法の目的は、段差部23を跨ぐ引出電極28の断線を防ぎつつ、効率的に周波数調整を行う事であるため、以下のような形状の開口部を有するマスクを用いてエッチングを行うようにしても良い。   In the above-described embodiments, the etching is described so as to be axisymmetric with respect to the long axis 72 of the excitation electrode 26. However, since the purpose of the frequency adjustment method of the piezoelectric device of the present invention is to perform frequency adjustment efficiently while preventing disconnection of the extraction electrode 28 straddling the step portion 23, an opening having the following shape is formed. Etching may be performed using a mask having the same.

すなわち、図7に示すように、励振電極26の中心を基準とする短軸70、長軸72により分けられる4つの象限のうち、引出電極28が接続された象限のみ、エネルギー閉じ込め領域26の形状に沿った曲線の内側がエッチング領域となるように開口を形成し、他の象限では、励振電極26の外形形状に倣った矩形状の開口を形成することで、マスク60dの開口部62dを形成するというものである。   That is, as shown in FIG. 7, only the quadrant to which the extraction electrode 28 is connected among the four quadrants divided by the short axis 70 and the long axis 72 with the center of the excitation electrode 26 as a reference, the shape of the energy confinement region 26 The opening 62d of the mask 60d is formed by forming a rectangular opening that conforms to the outer shape of the excitation electrode 26 in the other quadrants. It is to do.

なお、引出電極28が接続された象限に対応する開口は、エネルギー閉じ込め領域26aの形状に沿った曲線上であって、引出電極28の接続位置と最も近接する個所(引出電極28とエネルギー閉じ込め領域26aとの距離がΔlとなる位置)に定められる接線の内側がエッチング領域となるように形成しても良い(図8参照)。   Note that the opening corresponding to the quadrant to which the extraction electrode 28 is connected is on a curve along the shape of the energy confinement region 26a and is located closest to the connection position of the extraction electrode 28 (the extraction electrode 28 and the energy confinement region). It may be formed so that the inner side of the tangent line determined at the position where the distance to 26a becomes Δl becomes an etching region (see FIG. 8).

次に、上記のような周波数調整方法により製造される圧電デバイス10の特徴について説明する。上記のような圧電デバイス10はいずれも、励振電極26における引出電極28の接続部近傍を避けるようにしてエネルギー閉じ込め領域26aをエッチングするようにしている。このため、上記実施形態に係る圧電デバイス10における圧電振動片20の励振電極26を拡大視すると、図9に示すような状態を見て取ることができる。   Next, features of the piezoelectric device 10 manufactured by the frequency adjusting method as described above will be described. In any of the piezoelectric devices 10 as described above, the energy confinement region 26 a is etched so as to avoid the vicinity of the connection portion of the extraction electrode 28 in the excitation electrode 26. For this reason, when the excitation electrode 26 of the piezoelectric vibrating piece 20 in the piezoelectric device 10 according to the above embodiment is enlarged, a state as shown in FIG. 9 can be seen.

すなわち、励振電極26における引出電極接続部28a近傍の電極膜の肉厚よりも、エネルギー閉じ込め領域26aの電極膜の肉厚の方が薄く、両者の間に段差を有するのである。   That is, the thickness of the electrode film in the energy confinement region 26a is smaller than the thickness of the electrode film in the vicinity of the extraction electrode connection portion 28a in the excitation electrode 26, and there is a step between the two.

次に、上述した本発明の圧電デバイスの周波数調整方法を有効に適応可能な圧電デバイスの形態についての変形例を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す変形例はいずれも、その殆どの構成を図1に示す圧電デバイスと同様としている。したがって、その機能を同一とする箇所には同一の符号を図面に付して、詳細な説明は省略するものとする。   Next, a modified example of the form of the piezoelectric device to which the above-described piezoelectric device frequency adjusting method of the present invention can be effectively applied will be described with reference to the drawings. In all of the modifications shown below, most of the configurations are the same as those of the piezoelectric device shown in FIG. Accordingly, portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図10に示す第1の変形例は、圧電振動片としてプラノメサ型のものを採用した圧電デバイス10aである。プラノメサ型の圧電振動片20aとは、一方の主面において、周縁部22に対して振動部24を凸状に形成し、両者の間に段差部23を有する圧電振動片のことをいう。   A first modification shown in FIG. 10 is a piezoelectric device 10a that employs a planomesa type piezoelectric vibrating piece. The planomesa-type piezoelectric vibrating piece 20a refers to a piezoelectric vibrating piece in which a vibrating portion 24 is formed in a convex shape with respect to the peripheral edge portion 22 on one main surface, and a step portion 23 is provided therebetween.

このような形状の圧電振動片20aを採用する場合には、平坦面をパッケージ開口側に配置すれば良いとも考えられるが、この場合、パッケージの底板(図10ではパッケージベース36)と、凸状の振動部24との接触が懸念される。また、凸状の振動部24とパッケージベース36との接触を避けるために、パッケージベース36を多段にし、底板に凹陥部を形成することもできるがこの場合、パッケージを製造するための工程数が多くなる。そして、パッケージの構造を変えず、実装用の導電性接着剤52の量を増やした場合には、導電性接着剤52の流れ出しによる短絡や、導電フィラーの間にバインダが入り込む事による断線、抵抗の増大などが生じ易くなると考えられる。   When the piezoelectric vibrating piece 20a having such a shape is adopted, it is considered that a flat surface may be disposed on the package opening side. In this case, the bottom plate of the package (the package base 36 in FIG. 10) and the convex shape are used. There is a concern about contact with the vibrating portion 24. Further, in order to avoid contact between the convex vibration part 24 and the package base 36, the package base 36 can be multi-staged and a concave part can be formed on the bottom plate. In this case, however, the number of steps for manufacturing the package is reduced. Become more. When the amount of the conductive adhesive 52 for mounting is increased without changing the package structure, a short circuit due to the flow of the conductive adhesive 52, a breakage due to a binder entering between the conductive fillers, resistance It is considered that an increase in the number of the particles tends to occur.

よって、凸状の振動部24をパッケージの開口側へ向けて配置することで、パッケージの底板と振動部との接触や、パッケージ製造時の工程数の増加を避けることができ、導電性接着剤52の流れ出しによる短絡や、導電性接着剤52の構成に起因する断線等を抑制することができる。   Therefore, by disposing the convex vibration part 24 toward the opening side of the package, contact between the bottom plate of the package and the vibration part and an increase in the number of processes during the manufacture of the package can be avoided, and the conductive adhesive Short circuit due to the flow of 52, disconnection due to the configuration of the conductive adhesive 52, and the like can be suppressed.

次に、本発明の圧電デバイスに係る第2の変形例について図11に示す。図11に示す第2の変形例は、圧電振動片として逆メサ型のものを採用した圧電デバイス10bである。逆メサ型の圧電振動片20bとは、両主面に形成された凹状陥部の間に形成された薄肉部を振動部24とし、振動部24の周囲に位置する周縁部22を厚肉とする圧電振動片のことをいう。   Next, a second modification of the piezoelectric device of the present invention is shown in FIG. A second modification shown in FIG. 11 is a piezoelectric device 10b that employs an inverted mesa type piezoelectric vibrating piece. The reverse mesa-type piezoelectric vibrating piece 20b has a thin portion formed between concave recesses formed on both main surfaces as a vibrating portion 24, and a peripheral portion 22 positioned around the vibrating portion 24 is thick. This means a piezoelectric vibrating piece.

このような構成の圧電振動片20bであっても、振動部24と周縁部22との間に介在される段差部23を跨ぐ引出電極28は、平坦面に形成される電極膜の膜厚よりも薄くなるため、上述したような周波数調整方法を採用することが好適である。   Even in the piezoelectric vibrating piece 20b having such a configuration, the extraction electrode 28 straddling the stepped portion 23 interposed between the vibrating portion 24 and the peripheral portion 22 has a thickness greater than that of the electrode film formed on the flat surface. Therefore, it is preferable to employ the frequency adjustment method as described above.

また、本発明の圧電デバイスに係る第3の変形例として図12に示す圧電デバイス10cを挙げることができる。図12に示す圧電デバイス10cは、圧電振動片として、プラノ逆メサ型のものを採用した圧電デバイスである。プラノ逆メサ型の圧電振動片20cとは、薄肉の振動部24を形成する際に、一方の主面にのみ凹状陥部を形成し、他方の主面を平坦面として構成されたものである。   Moreover, a piezoelectric device 10c shown in FIG. 12 can be given as a third modified example related to the piezoelectric device of the present invention. A piezoelectric device 10c shown in FIG. 12 is a piezoelectric device that employs a plano inverted mesa type piezoelectric vibrating piece. The plano inverted mesa type piezoelectric vibrating piece 20c is configured such that when the thin vibrating portion 24 is formed, a concave recess is formed only on one main surface and the other main surface is a flat surface. .

このような構成の圧電振動片20cであっても、凹状陥部をパッケージ開口側へ向けて実装した場合には、エッチングが成される面に段差部23を備えることとなる。このため、上述したような周波数調整方法を採用することが好適である。   Even in the piezoelectric vibrating piece 20c having such a configuration, when the recessed portion is mounted toward the package opening side, the stepped portion 23 is provided on the surface where etching is performed. For this reason, it is preferable to employ the frequency adjustment method as described above.

なお、上記実施形態では、ドライエッチングの一種としてイオンミリングを挙げたが、イオンミリングに替えてプラズマCVMなどの技術を用いても良い。
また、上記実施形態では、圧電デバイスの例として圧電振動子を挙げて説明しているが、本発明の適用範囲としては、図13に示すような圧電発振器100等、パッケージ中に圧電振動片20以外の電子部品(図13中ではIC)を含む圧電デバイスも本発明の圧電デバイスに含まれる。
In the above embodiment, ion milling is mentioned as a kind of dry etching, but a technique such as plasma CVM may be used instead of ion milling.
In the above embodiment, the piezoelectric vibrator is described as an example of the piezoelectric device. However, as an application range of the present invention, the piezoelectric vibrating piece 20 in the package such as the piezoelectric oscillator 100 shown in FIG. Piezoelectric devices including other electronic components (IC in FIG. 13) are also included in the piezoelectric device of the present invention.

さらに、上記実施形態ではいずれも、励振電極のエッチングは、圧電振動片をパッケージベースに収容した後に実施する旨記載した。しかしながら本発明に係る圧電デバイスの周波数調整方法は、バッチ処理によりウエハ上に形状形成された圧電振動片(例えば図14のような形態)に対して、折り取り前の工程で施すようにしても良い。このような形態の圧電振動片に対して個別的にエッチングを行ったとしても、周波数調整としての効果を得ることができるからである。   Further, in all of the above embodiments, it is described that the excitation electrode is etched after the piezoelectric vibrating piece is accommodated in the package base. However, the frequency adjustment method for a piezoelectric device according to the present invention may be applied to a piezoelectric vibrating piece (for example, a form as shown in FIG. 14) formed on a wafer by batch processing in a step before folding. good. This is because even if the piezoelectric vibrating piece having such a form is individually etched, the effect of frequency adjustment can be obtained.

圧電デバイスの基本的構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of a piezoelectric device. 周波数調整を行う際の、圧電デバイスとマスクとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a piezoelectric device and a mask at the time of performing frequency adjustment. マスクの基本的構成と、その配置を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of a mask, and its arrangement | positioning. 円形開口部を有するマスクを用いた周波数調整方法についての説明を行うための第1の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example for demonstrating the frequency adjustment method using the mask which has a circular opening part. 円形開口部を有するマスクを用いた周波数調整方法についての説明を行うための第2の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example for demonstrating the frequency adjustment method using the mask which has a circular opening part. 励振電極の短軸に対して非対称、長軸に対して対称としたエッチング領域を定める開口部を有するマスクを用いた周波数調整方法についての説明を行うための図である。It is a figure for demonstrating the frequency adjustment method using the mask which has the opening part which defines the etching area | region which was asymmetrical with respect to the short axis of an excitation electrode, and was symmetrical with respect to the long axis. 励振電極の短軸、長軸双方に対して非対称としたエッチング領域を定める開口部を有するマスクを用いた周波数調整方法についての説明を行うための図である。It is a figure for demonstrating the frequency adjustment method using the mask which has the opening part which defines the etching area | region which was asymmetrical with respect to both the short axis and the long axis of an excitation electrode. 図8に示すマスクの応用形態を示す図である。It is a figure which shows the application form of the mask shown in FIG. 発明に係る圧電デバイスにおける圧電振動片の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the piezoelectric vibrating piece in the piezoelectric device which concerns on invention. 発明に係る周波数調整方法を好適に適用可能な圧電デバイスについての第1の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification about the piezoelectric device which can apply the frequency adjustment method which concerns on invention suitably. 発明に係る周波数調整方法を好適に適用可能な圧電デバイスについての第2の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification about the piezoelectric device which can apply the frequency adjustment method which concerns on invention suitably. 発明に係る周波数調整方法を好適に適用可能な圧電デバイスについての第3の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd modification about the piezoelectric device which can apply the frequency adjustment method which concerns on invention suitably. 発明に係る圧電デバイスに含まれる圧電デバイスの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the piezoelectric device contained in the piezoelectric device which concerns on invention. 発明に係る圧電デバイスの周波数調整方法を実施する対象となる圧電振動片の形態例を示す図である。It is a figure which shows the example of a form of the piezoelectric vibration piece used as the object which implements the frequency adjustment method of the piezoelectric device which concerns on invention.

符号の説明Explanation of symbols

10………圧電デバイス、20………圧電振動片、22………周縁部、23………段差部、24………振動部、26………励振電極、26a………エネルギー閉じ込め領域。28………引出電極、30………入出力電極、32………リッド、34………シームリング、36………パッケージベース、50………パッケージ。   10 ......... Piezoelectric device, 20 ......... Piezoelectric vibrating piece, 22 ......... Peripheral part, 23 ......... Step part, 24 ......... Vibrating part, 26 ...... Excitation electrode, 26a ......... Energy confinement region . 28... Extraction electrode 30... I / O electrode 32... Lid 34... Seam ring 36 36 Package base 50 Package

Claims (8)

励振電極が形成された振動部と、入出力電極が形成された周縁部との間に段差部を備え、前記段差部を跨いで前記励振電極と前記入出力電極とを電気的に接続する引出電極が形成され、厚み滑り振動を主振動とする圧電振動片における前記励振電極をエッチングすることで成す周波数調整方法であって、
少なくとも、前記振動部に楕円形状に形成されるエネルギー閉じ込め領域の外形形状に沿う曲線のうち、前記励振電極の周縁部において前記引出電極が接続された部位に最も近接する部位に対して定められる接線よりも、前記エネルギー閉じ込め領域側に位置する励振電極をエッチング領域に定めると共に、少なくとも前記段差部上に形成された前記引出電極を非エッチング領域としてエッチングすることを特徴とする圧電デバイスの周波数調整方法。
A drawer having a step portion between the vibration portion on which the excitation electrode is formed and the peripheral portion on which the input / output electrode is formed, and electrically connecting the excitation electrode and the input / output electrode across the step portion A method of adjusting the frequency formed by etching the excitation electrode in the piezoelectric vibrating piece in which an electrode is formed and thickness shear vibration is a main vibration,
At least a tangent line that is defined with respect to a portion that is closest to the portion to which the extraction electrode is connected in the peripheral portion of the excitation electrode among the curves along the outer shape of the energy confinement region formed in an elliptical shape in the vibration portion. In addition, the excitation electrode located on the energy confinement region side is defined as an etching region, and at least the extraction electrode formed on the stepped portion is etched as a non-etching region, and the frequency adjustment method of the piezoelectric device is characterized by .
励振電極が形成された振動部と、入出力電極が形成された周縁部との間に段差部を備え、前記段差部を跨いで前記励振電極と前記入出力電極とを電気的に接続する引出電極が形成され、厚み滑り振動を主振動とする圧電振動片における前記励振電極をエッチングすることで成す周波数調整方法であって、
前記振動部に楕円形状に形成されるエネルギー閉じ込め領域の楕円形状を構成する短軸と長軸の交点を中心として、前記楕円形状の短軸の長さまたは長軸の長さを直径とする円の内側をエッチング領域に定めると共に、少なくとも前記段差部上に形成された前記引出電極を非エッチング領域としてエッチングすることを特徴とする圧電デバイスの周波数調整方法。
A drawer having a step portion between the vibration portion on which the excitation electrode is formed and the peripheral portion on which the input / output electrode is formed, and electrically connecting the excitation electrode and the input / output electrode across the step portion A method of adjusting the frequency formed by etching the excitation electrode in the piezoelectric vibrating piece in which an electrode is formed and thickness shear vibration is a main vibration,
A circle whose diameter is the length of the short axis or the length of the long axis of the elliptical shape, centered on the intersection of the short axis and the long axis constituting the elliptical shape of the energy confinement region formed in the elliptical shape in the vibration part A method for adjusting a frequency of a piezoelectric device, wherein the etching region is defined as an etching region, and at least the extraction electrode formed on the step portion is etched as a non-etching region.
請求項1または請求項2に記載の圧電デバイスの周波数調整方法であって、
前記エッチングとしてイオンミリングを採用し、エッチング領域を定めるためのマスクにより、エッチング時に生ずる熱を吸収し、エッチング雰囲気中の温度上昇を抑制することを特徴とする圧電デバイスの周波数調整方法。
A method for adjusting a frequency of a piezoelectric device according to claim 1 or 2,
A method for adjusting a frequency of a piezoelectric device, which employs ion milling as the etching, absorbs heat generated during etching by a mask for defining an etching region, and suppresses temperature rise in an etching atmosphere.
パッケージ内に少なくとも、振動部と周縁部、および前記振動部と前記周縁部との間に形成された段差部とを有する圧電振動片を収容した圧電デバイスであって、
前記振動部に形成された励振電極のうち、少なくとも前記周縁部に形成された入出力電極と電気的な接続が図られる引出電極が接続された部位に形成された金属膜の膜厚よりも、前記振動部におけるエネルギー閉じ込め領域に形成された金属膜の膜厚を薄くしたことを特徴とする圧電デバイス。
A piezoelectric device containing a piezoelectric vibrating piece having at least a vibrating portion and a peripheral portion, and a step portion formed between the vibrating portion and the peripheral portion in a package,
Of the excitation electrodes formed in the vibration part, at least than the film thickness of the metal film formed in the site where the extraction electrode that is electrically connected to the input / output electrode formed in the peripheral part is connected, A piezoelectric device characterized in that the thickness of a metal film formed in an energy confinement region in the vibration part is reduced.
請求項4に記載の圧電デバイスであって、
前記金属膜の膜厚を薄くする部分を、
前記エネルギー閉じ込め領域を構成する楕円形状の短軸と長軸の交点を中心として、前記楕円形状の短軸の長さまたは長軸の長さを直径として描かれる円の内側としたことを特徴とする圧電デバイス。
The piezoelectric device according to claim 4,
A portion for reducing the thickness of the metal film,
Centering on the intersection of the elliptical short axis and the long axis constituting the energy confinement region, the length of the elliptical short axis or the length of the long axis is the inside of a circle drawn as a diameter, Piezoelectric device.
請求項4または請求項5に記載の圧電デバイスであって、
前記励振電極は矩形とし、前記引出電極は前記励振電極の角部に接続したことを特徴とする圧電デバイス。
The piezoelectric device according to claim 4 or 5, wherein
The piezoelectric device is characterized in that the excitation electrode has a rectangular shape, and the extraction electrode is connected to a corner of the excitation electrode.
請求項4乃至請求項6のいずれかに記載の圧電デバイスであって、
前記圧電振動片を、メサ型、プラノメサ型、逆メサ型、プラノ逆メサ型のいずれかの圧電振動片としたことを特徴とする圧電デバイス。
The piezoelectric device according to any one of claims 4 to 6,
A piezoelectric device characterized in that the piezoelectric vibrating piece is any one of a mesa type, a plano mesa type, a reverse mesa type, and a plano reverse mesa type piezoelectric vibrating piece.
圧電デバイスのパッケージに搭載された、振動部と周縁部との間に段差部を有し、厚み滑り振動を主振動とする圧電振動片の振動部に形成された励振電極をイオンミリングする際に用いるマスクであって、
金属部材により構成し、
前記励振電極上において前記厚み滑り振動が閉じ込められるエネルギー閉じ込め領域の楕円形状を構成する短軸と長軸の交点を中心として、前記楕円形状の短軸の長さまたは長軸の長さを直径とする円形開口部を機械加工により形成したことを特徴とする周波数調整用マスク。
When ion milling the excitation electrode mounted on the piezoelectric device package, which has a step between the vibrating part and the peripheral part, and is formed on the vibrating part of the piezoelectric vibrating piece with thickness shear vibration as the main vibration A mask to use,
Composed of metal members,
The length of the short axis of the elliptical shape or the length of the long axis is defined as the diameter around the intersection of the short axis and the long axis constituting the elliptical shape of the energy confinement region where the thickness shear vibration is confined on the excitation electrode. A frequency adjustment mask, wherein a circular opening to be formed is formed by machining.
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