JP2011199849A - 圧電振動片の製造方法、圧電振動片及び圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、周辺領域に粗面が形成された圧電振動片及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 圧電材からなり、少なくとも一主面には不規則な形状の凹凸が設けられた粗面領域を有する圧電基板（ＡＫ）と、圧電基板の両主面上の粗面領域よりも凹凸の少ない領域に形成された励振電極（ＲＤ１、ＲＤ２）と、励振電極から引き出され、粗面領域に形成されて、表面には不規則な形状の凹凸が設けられた引出電極（ＨＤ１、ＨＤ２）と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表面実装型の圧電振動片の製造方法に関する。また圧電振動片、その圧電振動片を有する圧電デバイスに関する。

表面実装型の水晶振動子等の圧電デバイスは、電気機器の小型化に応じて、パッケージ内に固定される圧電振動片も小型化している。その圧電振動片が小型化すると、パッケージ内に圧電振動片を導電性接着剤で固定する際に、接合強度が低下する問題があった。

特許文献１に開示された圧電デバイスは、水晶振動片の外周に格子状の凹凸を形成して、その凹凸面に引出電極を形成している。このため凹凸面の引出電極は導電性接着材との接触面積が大きくなり、水晶振動片がパッケージ内にしっかりと導電性接着剤で固定される。

特開２００８−１０９５３８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された水晶振動片において、格子状の凹凸は、水晶振動片の外周に金属膜を形成する工程、フォトレジストを塗布する工程、格子状のパターンを露光する工程、およびフォトレジストの現像後に水晶をエッチングする工程などを経なければ形成されない。このため水晶振動片に格子状の凹凸を形成する作業工程が多くなり生産性が良くなかった。

本発明は、簡易な工程を経て圧電振動片の周辺領域を粗面状に形成し、圧電振動片がパッケージ内に確実に導電性接着剤で固定される圧電振動片を提供することを目的とする。また、その圧電振動片を簡易な工程で形成する製造方法を提供することを目的とする。

第１観点の圧電振動片は、圧電材からなり、少なくとも一主面には不規則な形状の凹凸が設けられた粗面領域を有する圧電基板と、圧電基板の両主面上の粗面領域よりも凹凸の少ない領域に形成された励振電極と、励振電極から引き出され、粗面領域に形成されて、表面には不規則な形状の凹凸が設けられた引出電極と、を備える。

第２観点の圧電振動片は、第１観点において、粗面領域における凹凸がそれぞれの高低差が不規則である複数の凸部により形成され、引き出し電極における表面の凹凸がそれぞれの高低差が不規則である複数の凸部により形成されている。

第３観点の圧電振動片は、第１観点又は第２観点の圧電振動片において、励振電極は圧電基板の中央部分に形成され、粗面領域は励振電極の外周に形成される。

第４観点の圧電振動片は、第３観点において、圧電基板における少なくとも一主面の中央領域がメサ形状であり、粗面領域における凹凸の最大高低差が、メサ形状となった中央領域の高さの５％以上５０％以下である。圧電振動片がメサ形状に形成され、粗面領域が中央領域の外周に形成されることにより、圧電基板の不要伝播振動が吸収され、振動の閉じ込め効果が増大してＣＩ値を低く抑えることができる。

第５観点の圧電振動片は、第１観点から第４観点において、粗面領域はフッ化カリウム又は９０℃のフッ酸を用いたウエットエッチングで形成される。

第６観点の圧電振動片は、第３観点において、圧電基板における少なくとも一主面の中央領域がメサ形状に形成され、粗面領域が圧電基板の外周領域及び外周領域と中央領域とを所定の角度でつなぐスロープ領域を含む。

第７観点の圧電デバイスは、第１観点から第６観点における圧電振動片と、圧電振動片をキャビティ内に収納し、キャビティ内に形成された接続電極を有するパッケージと、パッケージを密封するリッドと、引出電極と接続電極とを電気的に接続する導電性接着剤と、を備える。

第８観点の圧電振動片の製造方法は、圧電材を使った圧電振動片を製造する方法において、凹凸の高低差が小さい鏡面状の主面を有する圧電基板を用意する工程と、主面の両面に金属膜を形成する工程と、金属膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、圧電基板の中央領域を除く周辺領域のフォトレジスト膜を露光する露光工程と、周辺領域のレジスト膜が除去されて現れる金属膜を除去する工程と、金属膜を除去されて現れる圧電材に対して第１エッチング剤をさらすことにより、中央領域が厚く周辺領域が薄いメサ部を形成する第１エッチング工程と、薄くなった周辺領域に第１エッチング剤とは異なる第２エッチング剤を直接さらすことで、周辺領域に鏡面よりも凹凸の高低差が大きい粗面を形成する第２エッチング工程と、中央領域に励振用の電極である励振電極を形成し、周辺領域に励振電極に接続される引出電極を形成する電極形成工程と、を備える。

第９観点の圧電振動片の製造方法は、圧電材を使った圧電振動片を製造する方法において、凹凸の高低差が小さい鏡面状の主面を有する圧電基板を用意する工程と、主面の両面に金属膜を形成する工程と、圧電基板の中央領域を除く周辺領域のフォトレジスト膜を露光する露光工程と、周辺領域のフォトレジスト膜が除去されて現れる金属膜を除去する工程と、金属膜を除去され現れる圧電材に対して第２エッチング剤をさらすことにより、中央領域が厚く周辺領域が薄いメサ形状を形成するとともに、周辺領域に鏡面よりも凹凸の高低差が大きい粗面を形成する第３エッチング工程と、中央領域に励振用の電極である励振電極を形成し、周辺領域に励振電極に接続される引出電極を形成する電極形成工程と、を備える。

第１０観点の圧電振動片の製造方法は、第８観点又は第９観点において、露光工程で、圧電振動片の主面の片面のみのフォトレジスト膜を露光する。

第１１観点の圧電振動片の製造方法は、第８観点又は第９観点において、露光工程で、圧電振動片の主面の両面のフォトレジスト膜を露光する。

第１２観点の圧電振動片の製造方法は、第８観点から第１１観点において、第２エッチング剤はフッ化カリウムを含む。

第１３観点の圧電振動片の製造方法は、第８観点から第１１観点において、第２エッチング剤はＣＦ_４、Ｃ_４Ｆ_８またはＣＨＦ_３の反応性ガスを含む。

第１４観点の圧電振動片の製造方法は、第８観点から第１１観点において、第１エッチング剤はフッ酸またはバッファードフッ酸を含み、第２エッチング剤は第１エッチング剤のフッ酸よりも温度及び濃度が高いフッ酸を含む。

第１５観点の圧電振動片の製造方法は、圧電材を使った圧電振動片を製造する方法において、凹凸の高低差が小さい鏡面状の主面を有する圧電基板を用意する工程と、主面の両面にフォトレジスト膜を形成する工程と、圧電基板の中央領域を除く周辺領域の外周のフォトレジスト膜を露光及び現像する露光及び現像工程と、フォトレジスト膜を熱処理する工程と、圧電材にサンドブラストを行って周辺領域が中央領域よりも薄いメサ部を形成し、周辺領域に鏡面よりも凹凸の高低差が大きい粗面を形成するサンドブラスト工程と、中央領域に励振用の電極である励振電極を形成し、周辺領域に励振電極に接続される引出電極を形成する電極形成工程と、を備える。

本発明の圧電振動片は、引出電極が粗面状になり導電性接着剤で確実にパッケージに固定することができる。また、本発明の製造方法は粗面状の引出電極を容易に形成することができる。

（ａ）は、圧電振動片１００の平面図である。 （ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、圧電振動子１０００の断面図である。 （ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は、圧電材ウエハ１５０の平面図である。 （ｂ）は、図３（ａ）の点線の枠１６０を拡大した図である。 （ｃ）は、圧電材ウエハ１５０に繋がれたままで、メサ部ＭＢ、周辺領域ＧＢ、電極ＥＬ１及び電極ＥＬ２が形成された圧電振動片１００の図である。 圧電基板の厚み形成工程を示したフローチャートである。 貫通孔の形成工程を示したフローチャーである。 メサ部ＭＢの形成するフローチャートである。 メサ加工エッチング及び粗面加工を別々に行うフローチャートである。 メサ加工エッチング及び粗面加工を同時に行うフローチャートである。 圧電基板ＡＫへの電極形成工程を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は、圧電振動片２００の断面図である。 （ｂ）は、圧電振動子２０００の断面図である。 （ｃ）は、図１０（ｂ）のＥ−Ｅ断面における圧電振動子２０００の断面図である。 平面状圧電基板への粗面加工を行う工程を説明するためのフローチャートである。 逆メサ型圧電基板への粗面加工を行う工程を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は、メサ加工された圧電基板ＡＫにサンドブラスト法により粗面加工を行っている図である。 （ｂ）は、平面型の圧電基板ＡＫにサンドブラスト法により粗面加工を行っている様子を示した図である。 （ｃ）は、逆メサ型の圧電基板ＡＫにサンドブラスト法により粗面加工を行っている様子を示した図である。 サンドブラストを用いて圧電基板への粗面加工及びメサ加工を行う工程を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の公的な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

（第１実施例）
＜圧電振動片１００の構成＞
図１は、圧電振動片１００の構成を説明するための図である。図１を参照して、圧電振動片１００の構成を説明する。図１（ａ）は、圧電振動片１００の平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

圧電振動片１００は、例えば振動周波数が４ＭＨｚであり、Ｘ軸方向に厚み滑り振動をするＡＴカットの水晶振動片である。ＡＴカットは結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に直交する水晶片の主面が、Ｘ軸を回転軸としてＹ軸からＺ軸方向に３５度１５分回転してなる。圧電振動片１００は厚みをＹ′軸方向として、平面外形を矩形状（短冊状）とする。本明細書では、圧電振動片１００の長さをＸ軸方向とし、幅をＺ’軸方向とする。

圧電振動片１００の大きさは、例えば、平面外形の長辺ＬＸが約１ｍｍ、短辺ＷＺが約０．７ｍｍ、厚さＴＹ（図１（ｂ）参照）が約０．０４２ｍｍである。圧電振動片１００は、主面が長方形であり、中央領域が周辺領域に比べて厚く形成された圧電基板ＡＫにより構成されるメサ型の圧電振動片である。

圧電基板ＡＫの中央領域の厚さが厚く形成された領域をメサ部ＭＢ、中央領域に比べて厚さが薄い領域を周辺領域ＧＢとする。メサ部ＭＢは＋Ｙ´軸側と−Ｙ´軸側とに同じ形状に形成されており、表面は凹凸の高低差が小さい鏡面に加工されている。鏡面は、面上の最も高い位置と最も低い位置との高低差が例えば０．１μｍ以下である。＋Ｙ´軸側のメサ部ＭＢ上には励振電極ＲＤ１が、−Ｙ´軸側のメサ部ＭＢ上には励振電極ＲＤ２が形成されている。励振電極ＲＤ１及び励振電極ＲＤ２は、両励振電極に電圧を加えることにより圧電振動片１００に厚み滑り振動を起こさせる。

圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢの表面は、凹凸の高低差が大きい粗面状に加工されている。そのため、周辺領域ＧＢ上に形成され、圧電振動片１００が外部の電極と接続するための電極である引出電極ＨＤ１及び引出電極ＨＤ２の表面も粗面状になっている。引出電極ＨＤ１及び引出電極ＨＤ２はそれぞれ励振電極ＲＤ１及び励振電極ＲＤ２と接続されており、励振電極ＲＤ１及び引出電極ＨＤ１が電極ＥＬ１を、励振電極ＲＤ２及び引出電極ＨＤ２が電極ＥＬ２を構成している。電極ＥＬ１及び電極ＥＬ２は圧電振動片１００の表裏面で対称になるように形成されている。

図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。電極ＥＬ１及び電極ＥＬ２は、クロム（Ｃｒ）層と金（Ａｕ）層とにより構成されている。Ａｕ層は圧電基板ＡＫ上に直接形成することが困難であるため、圧電基板ＡＫ上にＣｒ層を形成し、Ｃｒ層上にＡｕ層を形成している。

＜圧電振動子１０００の構成＞
圧電振動片１００は、パッケージ内に固定されて圧電振動子として使用される。以下に、圧電振動片１００を組み込んだ圧電振動子１０００について図２を参照して説明する。

図２（ａ）は、圧電振動子１０００の断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。圧電振動子１０００は、圧電振動片１００と、パッケージＰＫと、リッドＬＤとを備えている。パッケージＰＫはキャビティＣＴを有する箱型であり、側面部ＳＢとベースＢＳとにより構成されている。リッドＬＤは封止材ＳＧによってパッケージＰＫに接合され、パッケージＰＫ内を密封している。パッケージＰＫの内部の２カ所には接続電極ＳＤが形成されている。パッケージＰＫの外部の２カ所には外部電極ＧＤが形成されている。

圧電振動片１００は、導電性を有する導電性接着材ＤＳにより引出電極ＨＤ１及び引出電極ＨＤ２を通して接続電極ＳＤに固定される。電極ＥＬ１及び電極ＥＬ２と接続電極ＳＤとはそれぞれ電気的にも接続される。また、接続電極ＳＤはパッケージＰＫ内部を貫通する導通配線（不図示）を通して、外部電極ＧＤとそれぞれ電気的に接続されている。そのため、電極ＥＬ１及び電極ＥＬ２と外部電極ＧＤとは電気的に接続されている。圧電振動片１００を振動させる際は、各接続電極ＳＤを通して励振電極ＲＤ１と励振電極ＲＤ２とに電圧が印加される。

圧電振動片１００は、中央領域にメサ部ＭＢを有し、周辺領域ＧＢがメサ部ＭＢに対して薄く形成されているため振動エネルギーを圧電振動片１００の中央に閉じ込めることができ、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）値を低く抑えることができる。また、励振電極ＲＤ１及びＲＤ２が、表面が鏡面状のメサ部ＭＢ上に形成されていることもＣＩ値の低減に効果を及ぼしている。さらに、引出電極ＨＤ１及びＨＤ２の表面が粗面状に形成されることによって導電性接着材ＤＳとの接着面積が増す。このことによって引出電極ＨＤ１及びＨＤ２と導電性接着材ＤＳとの固着強度が増し、導通も確保することができることもＣＩ値低減に効果を及ぼしている。また、周辺領域ＧＢを粗面状にすることにより表面に形成される凹凸は、複雑な要因で生じる不要振動を減衰させ、ＣＩ値を良好にする。

＜圧電振動片１００の作製方法＞
圧電振動片１００は、圧電材を基材とする圧電材ウエハ１５０に圧電振動片１００のパターンを形成して作製される。

図３（ａ）は、圧電材ウエハ１５０の平面図である。圧電材ウエハ１５０の周縁部の一部には結晶方向を特定するためのオリエンテーションフラット１５１が形成されている。圧電材ウエハ１５０は人工水晶からなり、表裏面は凹凸の高低差が小さい、たとえば０．１μｍ以下の鏡面になるように研磨等の加工がなされている。直径は３インチまたは４インチである。圧電材ウエハ１５０上には複数の圧電振動片１００が形成される。図３（ａ）には３つの圧電振動片１００の形成例を示している。点線の枠１６０内には、一つの圧電振動片１００が形成されている。

図３（ｂ）は、図３（ａ）の点線の枠１６０を拡大した図である。圧電材ウエハ１５０を貫通した貫通孔１５２を形成することにより圧電振動片１００の平面外形を形成する。この時点では、圧電振動片１００は接続部１５３を通して圧電材ウエハ１５０と繋がっている。圧電振動片１００は圧電材ウエハ１５０と繋がった状態でメサ部ＭＢ、電極ＥＬ１及び電極ＥＬ２を形成することにより、一度に大量の圧電振動片１００を作製することができる。

図３（ｃ）は、圧電材ウエハ１５０に繋がれたままで、メサ部ＭＢ、周辺領域ＧＢ、電極ＥＬ１及び電極ＥＬ２が形成された圧電振動片１００の図である。この後、ダイシングソー（不図示）を用いてダイシングライン１５４に沿って切断することにより、圧電振動片１００は圧電材ウエハ１５０より切り離される。

以下に、圧電材ウエハ１５０から図３（ｃ）に示した圧電振動片１００が形成されるまでを、図４から図９を参照して説明する。

図４は、圧電基板厚み形成工程を示したフローチャートである。そのフローチャートの右側にその関連する図が示されている。圧電材ウエハ１５０は、圧電材ウエハ１５０の取り扱いを容易にするために、圧電材ウエハ１５０の厚さＡＹを圧電基板ＡＫの厚さよりも厚くしている。圧電基板厚み形成工程は、厚さＡＹで、表面に何も形成されていないベアウエハの状態の圧電材ウエハ１５０に、圧電基板ＡＫの厚さＴＹの領域を形成する工程である。図４（ａ）から図４（ｅ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ断面における圧電基板ＡＫの形成過程を示した断面図である。

ステップＳ１０１では、真空蒸着又はスパッタリングにより、表面に何も形成されていない圧電材ウエハ１５０の表裏両面に金属膜が形成される。金属膜は、クロム（Ｃｒ）膜と金（Ａｕ）膜とにより形成される。最初にＣｒ膜が圧電材ウエハ１５０上に形成され、次にＣｒ膜の上にＡｕ膜が形成される。さらに、Ａｕ膜上にはスピンコート等によりフォトレジストが塗布され、フォトレジスト膜ＰＭが形成される（図４（ａ）参照）。

ステップＳ１０２では、圧電材ウエハ１５０の＋Ｙ´軸側の主面に、圧電基板ＡＫのパターンが形成されたフォトマスクを通してフォトレジスト膜ＰＭに紫外線を照射し、圧電基板ＡＫが形成される場所のフォトレジスト膜ＰＭを露光する。その後、フォトレジスト膜ＰＭを現像し、圧電基板ＡＫが形成される位置のフォトレジスト膜ＰＭを除去する（図４（ｂ）参照）。

ステップＳ１０３では、圧電基板ＡＫが形成される位置のフォトレジスト膜ＰＭが除去された箇所のＡｕ膜及びＣｒ膜がエッチングにより除去される（図４（ｃ）参照）。Ａｕ膜はたとえばヨウ素とヨウ化カリウムとの水溶液でエッチングされ、Ｃｒ膜はたとえば硝酸第２セリウムアンモニウムと酢酸との水溶液でエッチングされる。

ステップＳ１０４では、圧電材ウエハ１５０に第１エッチング剤を用いてエッチングを行い、圧電基板ＡＫを構成する位置の圧電材ウエハ１５０の厚さをＴＹにする（図４（ｄ）参照）。圧電材ウエハ１５０が水晶を基材とする場合には、第１エッチング剤として５５％フッ酸又はフッ酸にフッ化アンモニウムを混合した液であるバッファードフッ酸等を用いたウエットエッチングによりエッチングを行うことができる。第１エッチング剤を用いたエッチングでは、エッチングする面を鏡面にエッチングすることができる。粗面の表面の粗さを示す尺度の１つにＰ−Ｖ値がある。Ｐ−Ｖ値は、面上の最も高い位置と最も低い位置との高低差（ＰｅａｋとＶａｌｌｅｙの差）を示した値である。通常のエッチングに用いられるバッファードフッ酸（フッ酸にフッ化アンモニウムを混合した液）のＰ−Ｖ値は０．１μｍ以下である。以下、圧電基板ＡＫへのエッチングは、特に条件を示さない場合は第１エッチング剤による鏡面エッチングであるとする。

ステップＳ１０５では、圧電材ウエハ１５０上に形成されているフォトレジスト膜ＰＭ及びＡｕ膜とＣｒ膜との金属膜を除去する（図４（ｅ）参照）。

図５は、貫通孔形成工程を示したフローチャートである。そのフローチャートの右側にその関連する図が示されている。貫通孔形成工程は、図３（ｂ）に示した圧電基板ＡＫの外形形成を、貫通孔１５２を形成することにより行う。図５（ｆ）から図５（ｋ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ断面における圧電基板ＡＫの形成過程を示した断面図である。

ステップＳ２０１は、図４のステップＳ１０５からの続きの工程となっている。ステップＳ２０１では、圧電基板ＡＫに金属膜及びフォトレジスト膜ＰＭを形成する（図５（ｆ）参照）。金属膜及びフォトレジスト膜ＰＭの形成工程はステップＳ１０１と同じである。

ステップＳ２０２では、貫通孔１５２のパターンが形成されたフォトマスクを用い、貫通孔１５２が形成される場所のフォトレジスト膜ＰＭを露光し、現像する（図５（ｇ）参照）。
ステップＳ２０３では、貫通孔１５２が形成される場所のＡｕ膜とＣｒ膜との金属膜をエッチングする（図５（ｈ）参照）。金属膜のエッチングの方法は、ステップＳ１０３と同様である。

ステップＳ２０４では、圧電材ウエハ１５０をエッチングして貫通孔１５２を形成し、圧電基板ＡＫの平面外形を形成する（図５（ｉ）参照）。圧電材ウエハ１５０のエッチングの方法に関しては、ステップＳ１０４と同様に５５％フッ酸又はバッファードフッ酸を用いる。
ステップＳ２０５では、圧電材ウエハ１５０上に形成されているフォトレジスト膜ＰＭを除去する（図５（ｊ）参照）。

ステップＳ２０６では、圧電材ウエハ１５０上に形成されている金属膜（Ａｕ膜、Ｃｒ膜）を除去する（図５（ｋ）参照）。図５（ｋ）の圧電基板ＡＫの状態は、図３（ｂ）に示した圧電基板ＡＫの状態に等しい。これらの工程により厚さＴＹの圧電基板ＡＫが用意された。圧電基板ＡＫは、凹凸の高低差が小さく、Ｐ−Ｖ値は０．１μｍ以下である。

図６は、メサ部ＭＢの形成のために、圧電振動片１００に金属膜とフォトレジスト膜とを形成し、圧電振動片１００をエッチングする箇所のフォトレジスト膜と金属膜とを除去するまでのフローチャートである。そのフローチャートの右側にその関連する図が示されている。図６（ｌ）から図６（ｐ）は、図３（ｃ）のＤ−Ｄ断面における圧電振動片１００の形成過程を示した断面図である。

ステップＳ３０１は、図５のステップＳ２０６からの続きの工程であり、圧電基板ＡＫの主面の両面に金属膜を形成する工程である。ステップＳ３０１では、圧電基板ＡＫに金属膜を形成する（図６（ｌ）参照）。圧電基板ＡＫの全面（圧電基板ＡＫの表裏面および側面）にＣｒ膜が形成され、Ｃｒ膜上の全面にＡｕ膜が形成される。Ｃｒ膜及びＡｕ膜の形成は、蒸着又はスパッタリングによって行われる。

ステップＳ３０２は、金属膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程である。Ａｕ膜上にスプレーガンなどを使ってフォトレジストを塗布し、Ａｕ膜上の全面にフォトレジスト膜ＰＭを形成する（図６（ｍ）参照）。

ステップＳ３０３は、圧電基板ＡＫの中央領域を除く周辺領域ＧＢのフォトレジスト膜を露光する露光工程である。ステップＳ３０３では、圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢのパターンが形成されたフォトマスクＰＴ１を用いて圧電基板ＡＫの表裏面のフォトレジスト膜ＰＭを露光する。そしてフォトレジスト膜ＰＭに露光領域ＲＢを形成する（図６（ｎ）参照）。図６（ｎ）では、フォトレジスト膜ＰＭのハッチングがされている領域が露光領域ＲＢである。
ステップＳ３０４では、フォトレジスト膜ＰＭの現像を行い、露光領域ＲＢを除去する（図６（ｏ）参照）。

ステップＳ３０５は、周辺領域ＧＢのフォトレジスト膜ＰＭが除去されて現れる金属膜を除去する工程である。ステップＳ３０５では、圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢに形成されている金属膜（Ａｕ膜、Ｃｒ膜）のエッチングを行う。まずＡｕ膜のエッチングが行われ、その後にＣｒ膜のエッチングが行われる（図６（ｐ）参照）。フォトレジスト膜ＰＭ及び金属膜（Ａｕ膜、Ｃｒ膜）によってエッチングより保護された圧電基板ＡＫ上の中央領域がメサ部ＭＢとなり、圧電基板ＡＫが露出した領域が周辺領域ＧＢとなる。

次に、図７及び図８を参照してメサ加工エッチング工程及び粗面加工エッチング工程について説明する。メサ加工エッチングは、図６のステップＳ３０５で露出させた圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢをエッチングして、圧電基板ＡＫのメサ部ＭＢを形成する。粗面加工エッチングは、フッ化カリウム（ＫＦ）により圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢの表面を粗面に加工する。図７及び図８は、メサ加工エッチング及び粗面加工エッチングの説明のためのフローチャートである。図７又は図８のどちらか１つの工程を行うことによりメサ加工エッチング及び粗面加工エッチングを行う。図７は、メサ加工エッチング及び粗面加工エッチングを別々に行っており、図８は、メサ加工エッチングと粗面加工エッチングとを同時に行っている。図７のステップＳ４０１及び図８のステップＳ５０１は、両工程とも図６のステップＳ３０５の続きの工程である。

図７（ｑ）から図７（ｓ）は、図３（ｃ）のＤ−Ｄ断面における圧電振動片１００の形成過程を示した断面図である。

ステップＳ４０１は、金属膜を除去されて現れる圧電材に対して第１エッチング剤である５５％フッ酸又はバッファードフッ酸等をさらすことにより、圧電基板ＡＫの中央領域が厚く周辺領域ＧＢが薄いメサ部を形成するメサ加工エッチング工程である。メサ加工エッチングにより、圧電基板ＡＫの表裏面の周辺領域ＧＢとメサ部ＭＢとの間には、高さＤＹの段差が形成される（図７（ｑ）参照）。メサ部ＭＢ形成のためのメサ加工エッチングの時間は、例えば、高さＤＹが４μｍである段差をエッチングする際に５５％フッ酸を用いると２分程度である。

ステップＳ４０２では、圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢの粗面加工エッチングを行う。粗面加工エッチングは、周辺領域ＧＢをフッ化カリウムＫＦによりエッチングする（図７（ｒ）参照）。薄くなった周辺領域ＧＢに第１エッチング剤とは異なる第２エッチング剤を直接さらすことで、周辺領域ＧＢに鏡面よりも凹凸の高低差が大きい粗面（約２μｍ）を形成する粗面加工エッチング工程である。第２エッチング剤には、フッ化カリウムＫＦ又は９０℃の５０％フッ酸等が用いられる。フッ化カリウムＫＦを使用した場合のＰ−Ｖ値は、約２μｍである。図７（ｒ１）の点線１８０の拡大図に示すように、第２エッチング剤により粗面加工された後の圧電基板ＡＫの表面は、斜面ＳＹを有する不規則な凹凸が形成される。圧電基板ＡＫの粗面加工された表面の各凸部の頂点は同一平面上にはなく、各凹部の底は同一平面上にはない。この粗面が形成された粗面領域のＰ−Ｖ値の最大値は、周辺領域ＧＢとメサ部ＭＢとの間の高さＤＹの５％以上５０％以下となることが好ましい。

ステップＳ４０３では、圧電基板ＡＫ上のフォトレジスト膜ＰＭ及び金属膜（Ａｕ膜、Ｃｒ膜）の除去を行う（図７（ｓ）参照）。図７（ｓ）の圧電基板ＡＫは、メサ部ＭＢと周辺領域ＧＢとが形成され、周辺領域ＧＢ上が粗面（Ｐ−Ｖ値は約２μｍ）に、メサ部ＭＢ上が鏡面（Ｐ−Ｖ値は０．１μｍ以下）になっている。

図８（ｒ´）から図８（ｓ´）は、図３（ｃ）のＤ−Ｄ断面における圧電振動片１００の形成過程を示した断面図である。

ステップＳ５０１は、金属膜を除去され現れる圧電材に対して第２エッチング剤をさらすことにより、中央領域が厚く周辺領域ＧＢが薄いメサ形状を形成するとともに、周辺領域ＧＢに鏡面よりも凹凸の高低差が大きい粗面を形成するエッチング工程である。これは、メサ加工エッチングと粗面加工エッチングとを同時に行うことに相当する。ステップＳ５０１では、圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢを第２エッチング剤によりエッチングする。このエッチングにより、圧電基板ＡＫの表裏面の周辺領域ＧＢとメサ部ＭＢとの間には高さＤＹの段差が形成され、同時に周辺領域ＧＢの表面が粗面状に加工される（図８（ｒ´）参照）。高さＤＹを４μｍとして形成する時、エッチングの時間は、第２エッチング剤に９０℃に加熱されたフッ化カリウムＫＦを用いた場合、３０分から１時間程度である。

ステップＳ５０２では、フォトレジスト膜ＰＭ、Ａｕ膜、Ｃｒ膜の除去を行う（図８（ｓ´）参照）。図８（ｓ´）の圧電基板ＡＫは、メサ部ＭＢと周辺領域ＧＢとが形成され、周辺領域ＧＢ上が粗面に、メサ部ＭＢ上が鏡面になっている。

図８ではメサ加工エッチング及び粗面加工エッチングが同時に行われており、図７に比べて工程数が少ない。しかし、図８のステップＳ５０１でのフッ化カリウムＫＦのエッチングは時間が１時間程度かかる。図７のステップＳ４０１のメサ加工エッチングでは、５５％フッ酸を使って２分程度の時間で済む。

図９は、圧電基板ＡＫへの電極形成工程を説明するためのフローチャートである。電極形成工程は、中央領域に励振用の電極である励振電極ＲＤ１及びＲＤ２を形成し、周辺領域ＧＢに励振電極ＲＤ１及びＲＤ２に接続される引出電極ＨＤ１及びＨＤ２を形成する工程である。図９（ｔ）から図９（ｗ）は、図３（ｃ）のＤ−Ｄ断面における圧電振動片１００の形成過程を示した断面図である。圧電基板ＡＫへの電極形成工程では、周辺領域ＧＢが粗面状に加工された後の圧電基板ＡＫに電極ＥＬ１及び電極ＥＬ２が形成される。また、図９のステップＳ６０１は図７又は図８のステップＳ４０３又はステップＳ５０２から続く工程である。

ステップＳ６０１では、圧電基板ＡＫの全面（圧電基板ＡＫの表裏面、および側面）にＣｒ膜が真空蒸着又はスパッタリングによって形成され、Ｃｒ膜上の全面にＡｕ膜が真空蒸着又はスパッタリングによって形成される。圧電基板ＡＫの中央領域であるメサ部ＭＢの表面は鏡面状に形成されているため、メサ部ＭＢ上に形成されたＣｒ層の表面も鏡面状に形成される。さらにＡｕ層の表面も鏡面状に形成される。Ａｕ層の表面は、中央領域の表面と同じように、Ｐ−Ｖ値は０．１μｍ以下である。圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢの表面は粗面上に形成されているため、周辺領域ＧＢ上に形成されたＣｒ層の表面も粗面状に形成される。さらにＡｕ層の表面も粗面状に形成される。Ａｕ層の表面は、周辺領域ＧＢの表面と同じように、Ｐ−Ｖ値は約２μｍ以上である。さらに、Ａｕ膜上の全面にフォトレジスト膜ＰＭが形成される（図９（ｔ）参照）。Ｃｒ膜及びＡｕ膜の形成には蒸着又はスパッタリングが用いられる。フォトレジスト膜ＰＭの塗布には、スプレーガンなどが用いられる。

ステップＳ６０２では、電極ＥＬ１のパターン形状を有するフォトマスク（不図示）を使用してフォトレジスト膜ＰＭの露光及び現像を行う（図９（ｕ）参照）。これにより、フォトレジスト膜ＰＭを電極ＥＬ１及び電極ＥＬ２と同様な形状に形成する。電極ＥＬ１と電極ＥＬ２とは圧電基板ＡＫの表裏で対称であるため、同じパターンを有するフォトマスクが圧電基板ＡＫの表裏の電極形成に使用される。

ステップＳ６０３では、Ａｕ膜及びＣｒ膜のエッチングが行われる（図９（ｖ）参照）。まず、フォトレジスト膜ＰＭが形成されていない箇所のＡｕ膜のエッチングが行われ、次にＡｕ膜が形成されていない箇所のＣｒ膜のエッチングが行われる。その結果、圧電基板ＡＫ上には、フォトレジスト膜ＰＭが露光されていない箇所のＡｕ膜とＣｒ膜とが残ることになる。

ステップＳ６０４では、フォトレジスト膜ＰＭを除去する（図９（ｗ）参照）。図９（ｗ）は、図３（ｃ）のＤ−Ｄ断面の断面図と同じになる。圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢの表面は粗面上に形成されているため、周辺領域ＧＢ上に形成されたＡｕ層の表面も粗面状に形成される。そのため、圧電振動片１００の引出電極ＨＤ１及び引出電極ＨＤ２は、鏡面上に形成された引出電極よりも表面積を大きく形成することができる。

以上に示したように、圧電振動片１００では、粗面加工によって引出電極の表面積を大きく形成することができる。また、粗面加工を行う場合、従来は金属膜及びフォトレジスト膜の形成、露光と現像、金属膜及びフォトレジスト膜の除去を行わなければならなかった。しかし、第１実施例ではメサ加工エッチングと粗面加工とを同時又は互いに連続して行うことにより、大幅に工程数を減らすことができる。

第１実施例では、粗面加工のためのエッチングにフッ化カリウムＫＦを用いた。ＫＦは、常温で固体であり潮解性を有する。ＫＦの水溶液は弱アルカリ性を示す。

また、以上の説明では粗面加工に用いるエッチャントとしてフッ化カリウムＫＦ又は高温（例えば９０℃）高濃度（例えば５０％）のフッ酸等を用いたウエットエッチングにより粗面加工を行ったが、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３等を用いたドライエッチングでも粗面加工を行うことができる。さらに、サンドブラスト法によっても粗面加工を行うことができる。サンドブラスト法に関しては後述する。

さらに、図５に説明した貫通穴形成工程は、圧電振動片１００の形成工程のどの工程の間にでも入れることができる。例えば、図８で説明したメサ加工工程の後に行っても良いし、図４で説明した圧電基板ＡＫの厚さ調整工程の前に行っても良い。

（第２実施例）
第１実施例の圧電振動片１００は、表裏両面の主面にメサ部ＭＢを有していた。しかし、メサ部ＭＢは主面の片側の面にのみ形成されていてもよい。第２実施例として、主面の片側の面のみにメサ部ＭＢが形成された圧電振動片２００について説明する。

＜圧電振動片２００の構成＞
図１０（ａ）は、圧電振動片２００の断面図である。圧電振動片２００は、＋Ｙ′軸側の面のみにメサ部ＭＢが形成されている。また、＋Ｙ′軸側の面の周辺領域ＧＢは粗面加工されており、粗面上に形成されている引出電極ＨＤ１及びＨＤ２の表面も粗面になっている。粗面加工は−Ｙ′軸側の面のメサ加工していない面に施すことも可能だが、粗面加工はメサ部加工面に行う場合に作業を効率化することができるため、＋Ｙ′軸側の面のメサ部ＧＢに形成した方が好ましい。

図１０（ｂ）は、圧電振動子２０００の断面図である。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）のＥ−Ｅ断面における圧電振動子２０００の断面図である。圧電振動子２０００は、リッドＬＤと、パッケージＰＫと、圧電振動片２００とから構成される。パッケージＰＫはキャビティＣＴを有する箱型であり、側面部ＳＢとベースＢＳとにより構成される。第１実施例のパッケージＰＫと同様に、パッケージＰＫは接続電極ＳＤと外部電極ＧＤとを有している。それぞれ圧電振動片２００の引出電極ＨＤ１及び引出電極ＨＤ２と導電性接着材ＤＳを通して接続されている。圧電振動片２００の周辺領域ＧＢ上に形成された引出電極ＨＤ１及び引出電極ＨＤ２の表面は粗面になっているため、導電性接着材ＤＳと引出電極ＨＤ１及び引出電極ＨＤ２との接着面積は引出電極ＨＤ１及びＨＤ２の表面が鏡面に形成された場合よりも大きくなる。このことにより、導電性接着材ＤＳと引出電極ＨＤ１及び引出電極ＨＤ２との接着強度が増し、電気の導通も確保される。

＜圧電振動片２００の作製方法＞
圧電振動片２００の作製方法は基本的には図４から図９に示した圧電振動片１００の作製方法と同じである。＋Ｙ´軸側の面のみにメサ部ＭＢを形成するためには、図６のステップＳ３０3において＋Ｙ´軸側の面のみのフォトレジスト膜ＰＭを露光する。そのため、メサ加工エッチング及び粗面加工は＋Ｙ´軸側の面のみが行われることになる。

（第３実施例）
第１実施例、第２実施例ではメサ部ＭＢを有する圧電基板ＡＫの加工について説明した。メサ部ＭＢを持たない平面状の圧電基板ＡＫ又はメサ部ＭＢの厚さが周辺領域ＧＢよりも薄く形成されている逆メサ状の圧電基板ＡＫでも、粗面加工を行うことはできる。以下に平面状及び逆メサの圧電基板ＡＫへの粗面加工に関して説明する。

＜平面状圧電基板への粗面加工＞
図１１は、平面状圧電基板への粗面加工を行う工程を説明するためのフローチャート及びその説明のための図である。

ステップＳ７０１は、図５のステップＳ２０５から続く工程である。ステップＳ７０１では、圧電材ウエハ１５０及び圧電基板ＡＫの全体にフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜ＰＭを形成する（図１１（ａ）参照）。

ステップＳ７０２では、圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢのパターンが形成されたフォトマスクを通してフォトレジスト膜ＰＭを露光し、現像する（図１１（ｂ）参照）。
ステップＳ７０３では、フォトレジスト膜ＰＭの、現像され除去された箇所に形成されている金属膜（Ｃｒ膜、Ａｕ膜）をエッチングにより除去する（図１１（ｃ）参照）。

ステップＳ７０４では、圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢをＫＦエッチングにより粗面を形成する（図１１（ｄ）参照）。図１１（ｄ）は図１１（ｃ）の点線１７０内を拡大した図である。ステップＳ７０５では、圧電基板ＡＫ上のフォトレジスト膜ＰＭを除去し（図１１（ｅ）参照）、ステップＳ７０６では圧電基板ＡＫ上の金属膜（Ａｕ膜、Ｃｒ膜）を除去する（図１１（ｆ）参照）。

ステップＳ７０６の後は、図９に示した電極形成工程に進む。図１１（ｆ）の圧電基板ＡＫは、＋Ｙ´軸側の面の周辺領域ＧＢが粗面加工をされており、周辺領域ＧＢ上に形成される引出電極の表面も粗面状に形成することができる。

＜逆メサ型圧電基板への粗面加工＞
図１２は、逆メサ型圧電基板への粗面加工を行う工程を説明するためのフローチャート及びその説明のための図である。

ステップＳ８０１では、圧電材ウエハ１５０上に金属膜（Ａｕ膜、Ｃｒ膜）を形成し、その上にフォトレジスト膜ＰＭを形成する（図１２（ａ）参照）。

ステップＳ８０２では、圧電材ウエハ１５０上のフォトレジスト膜ＰＭを、逆メサ部ＧＭのパターンが形成されたフォトマスクを通して露光し、現像する。さらに、逆メサ部ＧＭが形成される領域の金属膜（Ａｕ膜、Ｃｒ膜）をエッチングして除去する（図１２（ｂ）参照）。

ステップＳ８０３では、第１エッチング剤である５５％フッ酸又はバッファードフッ酸で浸して圧電材ウエハ１５０をエッチングして逆メサ部ＧＭを形成する。そして、圧電材ウエハ１５０上のフォトレジスト膜ＰＭ、金属膜（Ａｕ膜、Ｃｒ膜）を除去する（図１２（ｃ）参照）。

ステップＳ８０４では、圧電材ウエハ１５０上に金属膜（Ｃｒ膜、Ａｕ膜）を形成し、Ａｕ膜上にフォトレジスト膜ＰＭを形成する。さらに、周辺領域ＧＢのパターンが形成されたフォトマスクを通してフォトレジスト膜ＰＭを露光し、現像する。そして、周辺領域ＧＢの金属膜（Ａｕ膜、Ｃｒ膜）をエッチングして除去する（図１２（ｄ）参照）。

ステップＳ８０５では、第２エッチング剤であるフッ化カリウムＫＦでＫＦエッチングを行い、周辺領域ＧＢを粗面加工する（図１２（ｅ）参照）。

ステップＳ８０６では、圧電材ウエハ１５０上のフォトレジスト膜ＰＭ、金属膜（Ａｕ膜、Ｃｒ膜）を除去する（図１２（ｆ）参照）。図１２（ｆ）は、２つの逆メサ型圧電振動片が形成されている領域を示している。この後に、表面に電極が形成され、逆メサ型圧電振動片ごとに切り離される。

（第４実施例）
＜サンドブラスト法による粗面加工＞
以上の実施例では、粗面加工を主にウエットエッチング又はドライエッチングにより行う工程を示した。しかし、サンドブラスト法を使用して粗面加工を行っても良い。図１３を参照してサンドブラスト法による粗面加工について説明する。

図１３（ａ）は、メサ加工された圧電基板ＡＫにサンドブラスト法により粗面加工を行っている図である。サンドブラスト法は、研磨材ＫＺを圧電基板ＡＫの表面上に吹き付けることにより粗面を形成する加工法である。圧電基板ＡＫの加工したい領域のパターンを持つ金属マスクＫＭを挟んで研磨材ＫＺを噴射することにより、圧電基板ＡＫの表面を粗面加工することができる。図１３（ａ）では、圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢのみに粗面加工を行っており、メサ部ＭＢは金属マスクＫＭによって保護されている。サンドブラスト法によって粗面加工された圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢのＰ−Ｖ値は、研磨材ＫＺの粒子の粒径によって変わるが、約１０〜３０μｍが好ましい。

サンドブラスト法は、粗面形成のために金属膜及びフォトレジスト膜等の形成、フォトレジスト膜の露光と現像、金属膜及びフォトレジスト膜等の除去工程を行う必要が無く、金属マスクＫＭを通して対象物の対称領域のみに研磨材ＫＺを吹き付け粗面加工を行うことができる。そのため、メサ型の圧電基板ＡＫだけではなく、平面型、逆メサ型等のエッチングによる粗面加工に手間のかかる圧電基板ＡＫにも簡単に粗面加工を行うことができる。

図１３（ｂ）は、平面型の圧電基板ＡＫへ粗面加工を行っている様子を示した図である。図１１に示したように、ウエットエッチングにより粗面加工を行うこともできるが、平面型ではメサ部ＭＢを形成しないため、粗面加工をするためだけにフォトレジスト膜を形成し、露光と現像とを行わなければならない。サンドブラスト法を用いれば、圧電材ウエハ１５０がベアウエハの状態、図５（ｋ）の状態等、周辺領域ＧＢの圧電基板ＡＫが露出している状態であれば粗面加工が可能である。

図１３（ｃ）は、逆メサ型の圧電基板ＡＫへ粗面加工を行っている様子を示した図である。図１２に示したように、ウエットエッチングにより粗面加工を行うこともできるが、逆メサ型では逆メサ部ＧＭを粗面加工するわけではないため、粗面加工をするためだけに金属膜、フォトレジスト膜を形成し、露光と現像とを行わなければならない。サンドブラスト法を用いれば、圧電材ウエハ１５０がベアウエハの状態、図１２（ｃ）の状態等、周辺領域ＧＢの圧電基板ＡＫが露出している状態であれば粗面加工が可能である。

＜サンドブラスト法によるメサ部形成及び粗面加工＞
サンドブラスト法を用いて粗面加工を行うとともに圧電基板ＡＫにメサ加工を行うこともできる。図１４を参照して、サンドブラスト法を用いて圧電基板ＡＫに粗面加工及びメサ加工を行う方法を説明する。

図１４は、サンドブラストを用いて圧電基板への粗面加工及びメサ加工を行う工程を説明するためのフローチャートである。図１４（ａ）から図１４（ｆ）は、それぞれステップＳ９０１からステップＳ９０６を説明するための図である。

ステップＳ９０１は、図５のステップＳ２０６から続く工程である。ステップＳ９０１では、圧電材ウエハ１５０及び圧電基板ＡＫの全体にフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜ＰＭを形成する（図１４（ａ）参照）。

ステップＳ９０２では、圧電基板ＡＫの中央領域を除く周辺領域ＧＢの外周ＧＢ１（図１４（ｃ）参照）のフォトレジスト膜ＰＭを露光する露光工程である。ステップＳ９０２では、圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢの外周ＧＢ１のパターンが形成されたフォトマスクＰＴ２を用いて圧電基板ＡＫの表裏面のフォトレジスト膜ＰＭを露光する。そしてフォトレジスト膜ＰＭに露光領域ＲＢを形成する（図１４（ｂ）参照）。図１４（ｂ）では、フォトレジスト膜ＰＭのハッチングがされている領域が露光領域ＲＢである。

ステップＳ９０３では、フォトレジスト膜ＰＭの現像を行い、露光領域ＲＢのフォトレジスト膜ＰＭを除去する（図１４（ｃ）参照）。フォトレジスト膜ＰＭの露光領域ＲＢが除去された後の圧電基板ＡＫでは、周辺領域ＧＢの外周ＧＢ１のフォトレジスト膜ＰＭが除去されている。

ステップＳ９０４では、フォトレジスト膜ＰＭの熱処理を行う。フォトレジスト膜ＰＭの外周には、図１４（ｃ）に示されるように、角を有する段差ＰＭ１が形成されている。フォトレジスト膜ＰＭは熱処理されることにより段差ＰＭ１の角が丸く削られて、周辺領域ＧＢの外周ＧＢ１と中央領域とをつなぐスロープ領域ＳＰが形成される（図１４（ｄ）参照）。圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢは、外周ＧＢ１とスロープ領域ＳＰとにより形成されている。また、スロープ領域ＳＰは、Ｘ―Ｚ’平面からＹ’軸方向に角度ＳＰ１傾いたスロープ状に形成される。角度ＳＰ１は５度から８０度に形成されることが望ましく、フォトレジスト膜ＰＭの厚さ、熱処理の温度及び時間により角度ＳＰ１を調節することができる。

ステップＳ９０５では、圧電基板ＡＫにサンドブラストが行われることにより、圧電基板ＡＫに粗面加工及びメサ加工がなされる。図１４（ｄ）に示された圧電基板ＡＫにサンドブラストを行った場合、圧電基板ＡＫの外形には、フォトレジスト膜ＰＭの外形が圧電基板ＡＫに転写される。つまり、圧電基板ＡＫの外形は、サンドブラストが行われる前のフォトレジスト膜ＰＭを含んだ圧電基板ＡＫの形状と同形状に形成される。そのため、圧電基板ＡＫの中央領域にはメサ部ＭＢが形成される。また、周辺領域ＧＢには、粗面加工がなされる（図１４（ｅ）参照）。

ステップＳ９０６は、圧電基板ＡＫに励振電極及び引出電極等の電極が形成される。電極の形成は図９に示された電極形成工程と同様である。圧電基板ＡＫの周辺領域ＧＢに形成される電極は、周辺領域ＧＢの粗面を反映して電極の表面も粗面状に形成される。

以上、本発明の最適な実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。

例えば、本実施形態ではベースとリッドとを直接接合して圧電デバイスを形成したが、圧電振動片が励振部と励振部を囲む枠部とを有し、ベース及びリッドが圧電振動片の枠部を介して封止材により接合される３枚重ねの圧電振動片であっても良い。この場合、ベース及びリッドと接合される枠部の面に粗面加工が行われることにより、封止材の接合面積が増し、ベース及び枠部と、リッド及び枠部との固着強度を増大させることができる。また、励振部がメサ形状に形成され、励振部の周辺領域が粗面加工された場合は、励振部における不要伝播振動が吸収され、振動の閉じ込め効果が増大してＣＩ値を低く抑えることができる。

また、本実施形態では圧電基板ＡＫの圧電材料として、水晶を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、圧電材料としては水晶以外にも例えば、ＬｉＴａＯ_３（リチウムタンタレート）なども適用可能である。また、金Ａｕの代わりに銀Ａｇ等を使用し、クロムＣｒの代わりにニッケルＮｉ、チタンＴｉまたはタングステンＷ等を使用することも可能である。

また、ＡＴカットの水晶片を代表として説明したが、ＢＴカットの水晶片、音叉型の水晶片であってもよい。さらに圧電デバイスとして、圧電振動子以外に、発振回路を含む集積回路ＩＣを組み込んだ圧電発振器として構成することも可能である。

また、以上の実施例によって１枚の圧電基板ＡＫ上に複数の機械的に結合した振動領域をもつフィルタであるモノリシックフィルタを作製することも可能である。

１００、２００、３００、４００ 圧電振動片
１５０ 圧電材ウエハ
１０００、２０００ 圧電振動子
ＡＫ 圧電基板
ＡＹ 圧電材ウエハ１５０の厚さ
ＢＳ ベース
ＣＴ キャビティ
ＤＳ 導電性接着材
ＥＬ１、ＥＬ２ 電極
ＧＢ 周辺領域
ＧＭ 逆メサ部
ＨＤ１、ＨＤ２ 引出電極
ＫＭ 金属マスク
ＫＺ 研磨材
ＬＤ リッド
ＭＢ メサ部
ＰＫ パッケージ
ＰＭ フォトレジスト膜
ＰＭ１ フォトレジスト膜の段差
ＰＴ１、ＰＴ２ フォトマスク
ＲＤ１、ＲＤ２ 励振電極
ＳＢ 側面部
ＳＤ 接続電極
ＳＧ 封止材
ＳＰ スロープ領域
ＳＹ 斜面

Claims (15)

1. 圧電材からなり、少なくとも一主面には不規則な形状の凹凸が設けられた粗面領域を有する圧電基板と、
   前記圧電基板の両主面上の前記粗面領域よりも凹凸の高低差が小さい領域に形成された励振電極と、
   前記励振電極から引き出され、前記粗面領域に形成されて、表面には不規則な形状の凹凸が設けられた引出電極と、を備える圧電振動片。
2. 請求項１の圧電振動片において、前記粗面領域における凹凸はそれぞれの高低差が不規則である複数の凸部により形成され、前記引き出し電極における表面の凹凸はそれぞれの高低差が不規則である複数の凸部により形成されている圧電振動片。
3. 請求項１又は請求項２に記載の圧電振動片において、前記励振電極は前記圧電基板の中央部分に形成され、前記粗面領域は前記励振電極の外周に形成された圧電振動片。
4. 請求項３の圧電振動片において、前記圧電基板における少なくとも一主面の前記中央領域がメサ形状であり、前記粗面領域における凹凸の最大高低差が、メサ形状となった前記中央領域の高さの５％以上５０％以下である圧電振動片。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項の圧電振動片において、前記粗面領域はフッ化カリウム又は９０℃のフッ酸を用いたウエットエッチングで形成された圧電振動片。
6. 請求項３の圧電振動片において、前記圧電基板における少なくとも一主面の前記中央領域がメサ形状に形成され、前記粗面領域は前記圧電基板の外周領域及び前記外周領域と前記中央領域とを所定の角度でつなぐスロープ領域を含む圧電振動片。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の圧電振動片と、
   前記圧電振動片をキャビティ内に収納し、前記キャビティ内に形成された接続電極を有するパッケージと、
   前記パッケージを密封するリッドと、
   前記引出電極と前記接続電極とを電気的に接続する導電性接着剤と、
   を備える圧電デバイス。
8. 圧電材を使った圧電振動片を製造する方法において、
   凹凸の高低差が小さい鏡面状の主面を有する圧電基板を用意する工程と、
   前記主面の両面に金属膜を形成する工程と、
   前記金属膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
   前記圧電基板の中央領域を除く周辺領域の前記フォトレジスト膜を露光する露光工程と、
   前記周辺領域の前記レジスト膜が除去されて現れる前記金属膜を除去する工程と、
   前記金属膜が除去されて現れる前記圧電材に対して第１エッチング剤をさらすことにより、前記中央領域が厚く前記周辺領域が薄いメサ部を形成する第１エッチング工程と、
   薄くなった前記周辺領域に第１エッチング剤とは異なる第２エッチング剤を直接さらすことで、前記周辺領域に前記鏡面よりも凹凸の高低差が大きい粗面を形成する第２エッチング工程と、
   前記中央領域に励振用の電極である励振電極を形成し、前記周辺領域に前記励振電極に接続される引出電極を形成する電極形成工程と、
   を備える圧電振動片の製造方法。
9. 圧電材を使った圧電振動片を製造する方法において、
   凹凸の高低差が小さい鏡面状の主面を有する圧電基板を用意する工程と、
   前記主面の両面に金属膜を形成する工程と、
   前記金属膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
   前記圧電基板の中央領域を除く周辺領域の前記フォトレジスト膜を露光する露光工程と、
   前記周辺領域の前記フォトレジスト膜が除去されて現れる前記金属膜を除去する工程と、
   前記金属膜が除去されて現れる前記圧電材に対して第２エッチング剤をさらすことにより、前記中央領域が厚く前記周辺領域が薄いメサ形状を形成するとともに、前記周辺領域に前記鏡面よりも凹凸の高低差が大きい粗面を形成する第３エッチング工程と、
   前記中央領域に励振用の電極である励振電極を形成し、前記周辺領域に前記励振電極に接続される引出電極を形成する電極形成工程と、
   を備える圧電振動片の製造方法。
10. 前記露光工程は、前記圧電振動片の主面の片面のみの前記フォトレジスト膜を露光する請求項８又は請求項９に記載の圧電振動片の製造方法。
11. 前記露光工程が、前記圧電振動片の主面の両面のフォトレジスト膜を露光する請求項８又は請求項９に記載の圧電振動片の製造方法。
12. 前記第２エッチング剤はフッ化カリウムを含む請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の圧電振動片の製造方法。
13. 前記第２エッチング剤はＣＦ_４、Ｃ_４Ｆ_８またはＣＨＦ_３の反応性ガスを含む請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の圧電振動片の製造方法。
14. 前記第１エッチング剤はフッ酸またはバッファードフッ酸を含み、前記第２エッチング剤は第１エッチング剤のフッ酸よりも温度及び濃度が高いフッ酸を含む請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の圧電振動片の製造方法。
15. 圧電材を使った圧電振動片を製造する方法において、
    凹凸の高低差が小さい鏡面状の主面を有する圧電基板を用意する工程と、
    前記主面の両面にフォトレジスト膜を形成する工程と、
    前記圧電基板の中央領域を除く周辺領域の外周の前記フォトレジスト膜を露光及び現像する露光及び現像工程と、
    前記フォトレジスト膜を熱処理する工程と、
    前記圧電材にサンドブラストを行って前記周辺領域が前記中央領域よりも薄いメサ部を形成し、前記周辺領域に前記鏡面よりも凹凸の高低差が大きい粗面を形成するサンドブラスト工程と、
    前記中央領域に励振用の電極である励振電極を形成し、前記周辺領域に前記励振電極に接続される引出電極を形成する電極形成工程と、
    を備える圧電振動片の製造方法。