JP2012065000A - Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電振動片、およびこれを用いた圧電振動子に関し、特に電極間の短絡を防止した技術に関する。 The present invention relates to a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric vibrator using the same, and more particularly to a technique that prevents a short circuit between electrodes.
従来、圧電振動片の実装形態には、導電性接着剤を塗布してパッケージに固着する形態がある。このように導電性接着剤で圧電振動片を支持すると、この導電性接着剤を硬化するリフロー工程で、圧電振動片、パッケージ、導電性接着剤のそれぞれの線膨張係数の違いによる歪みが固着部分に残ってしまい、固着部分からの振動部への応力が振動に悪影響を与えてしまうという問題があった。これを避けるために、導電性接着剤を塗布する箇所と振動部の間にスリットを設けることが行われている(例えば、特許文献1、2、3参照)。
Conventionally, there is a form in which a piezoelectric vibrating piece is mounted and fixed to a package by applying a conductive adhesive. When the piezoelectric vibrating piece is supported by the conductive adhesive in this way, in the reflow process for curing the conductive adhesive, distortion due to differences in the linear expansion coefficients of the piezoelectric vibrating piece, the package, and the conductive adhesive is fixed. Therefore, there is a problem that the stress from the fixed part to the vibration part adversely affects the vibration. In order to avoid this, a slit is provided between a portion where a conductive adhesive is applied and a vibrating portion (see, for example,
また、強度確保等のために、圧電振動片の中央部に窪みを形成して逆メサ型とすることが行われている(例えば、特許文献1、2参照)。近年においては、この逆メサ型の圧電振動片の益々の小型化が要望されている。逆メサ型の圧電振動片の形状の形成には、量産性の高いウエットエッチングが採用されていることが多い。 In addition, in order to ensure the strength and the like, a recess is formed in the central portion of the piezoelectric vibrating piece to form an inverted mesa type (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In recent years, there has been a demand for further downsizing of the inverted mesa type piezoelectric vibrating piece. For the formation of the shape of the inverted mesa type piezoelectric vibrating piece, wet etching with high mass productivity is often employed.
ところで、このようなウエットエッチングにより外形が形成される圧電振動片に電極を形成する際は、予め圧電振動片全面に金属膜をスパッタ等で形成し、金属膜にレジスト膜を塗布する。次に、励振電極、引出電極の形状に対応したフォトマスクを用いてレジスト膜を感光する。このときレジスト膜の感光は圧電振動片の両面で行なわれる。そして、感光したレジスト膜を除去し、金属膜が露出した部分をエッチングにより除去し、レジスト膜を除去することにより励振電極、引出電極が形成される。 By the way, when an electrode is formed on the piezoelectric vibrating piece whose outer shape is formed by such wet etching, a metal film is previously formed on the entire surface of the piezoelectric vibrating piece by sputtering or the like, and a resist film is applied to the metal film. Next, the resist film is exposed using a photomask corresponding to the shape of the excitation electrode and the extraction electrode. At this time, the resist film is exposed on both sides of the piezoelectric vibrating piece. Then, the exposed resist film is removed, the portion where the metal film is exposed is removed by etching, and the resist film is removed to form the excitation electrode and the extraction electrode.
しかし、圧電振動片の原料となる圧電素板(水晶素板)はそのエッチングにおいて異方性を有するため、結晶方位によりエッチングレートが異なる。このため、ATカットの水晶基板のZ′軸方向の端部の断面には圧電振動片側に食い込む谷の部分が発生する。この谷の部分には上述の金属膜やレジスト膜を形成することは可能であるが、レジスト膜を感光させるための光を圧電振動片の両面から当ててもこの谷の部分には光が照射されずに影の部分となる。よって結果的に谷の部分に形成された金属膜はエッチングされずに残り、これが原因で電極間において短絡する虞があった。 However, since the piezoelectric element plate (crystal element plate) that is a raw material of the piezoelectric vibrating piece has anisotropy in the etching, the etching rate differs depending on the crystal orientation. For this reason, a trough portion that bites into the piezoelectric vibrating piece side is generated in the cross section of the end portion in the Z′-axis direction of the AT-cut quartz crystal substrate. It is possible to form the above-mentioned metal film or resist film in the valley portion, but even if light for exposing the resist film is applied from both sides of the piezoelectric vibrating piece, the valley portion is irradiated with light. Instead, it becomes a shadow. As a result, the metal film formed in the valley portion remains without being etched, which may cause a short circuit between the electrodes.
そこで本発明は上記問題点に着目し、圧電振動片に形成された電極間の短絡を防止した圧電振動片、及びこれを用いた圧電振動子を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention focuses on the above-described problems, and an object thereof is to provide a piezoelectric vibrating piece that prevents a short circuit between electrodes formed on the piezoelectric vibrating piece, and a piezoelectric vibrator using the same.
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、以下の適用例として実現することが可能である。
[適用例1]ATカットの圧電素板をウエットエッチング加工した圧電振動片であって、前記圧電振動片においてX軸方向に長辺を有するスリットと、前記スリットと前記圧電振動片のZ′軸側の端部との間に配置されたマウント部と、を有し、前記端部は、X軸方向に延びた第1端面及び第2端面と、段差部と、を有し、前記段差部は、前記第1端面と前記第2端面との間に配置され、Z′軸方向の段差を有することを特徴とする圧電振動片。
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 application examples.
Application Example 1 A piezoelectric vibrating piece obtained by wet-etching an AT-cut piezoelectric element plate, the slit having a long side in the X-axis direction in the piezoelectric vibrating piece, and the Z ′ axis of the slit and the piezoelectric vibrating piece A mount portion disposed between the first end surface and the second end surface extending in the X-axis direction, and a step portion, and the step portion. Is disposed between the first end face and the second end face and has a step in the Z′-axis direction.
圧電振動片においては、圧電振動片全面に金属膜を蒸着し、フォトリソグラフィとエッチングを用いて金属膜の不要部分を除去して電極を形成することが一般的である。そして、圧電振動片のZ′軸側の端部に接する第1端面、第2端面には、エッチングの異方性によりX軸方向に沿って谷部が形成される。よってこの谷部には感光用の光が届かないため、谷部に蒸着した金属膜がエッチングされずに残留することになる。一方、マウント部には導電性接着剤が接続される。このとき導電性接着剤は圧電振動片のZ′軸側の第1端面、第2端面にまで達することがある。したがってこのようなマウント部に導電性接着剤を塗布すると、上述の谷部に残留した金属膜により導電性接着剤同士が短絡する虞がある。しかし上記構成において、第1端面に形成された谷部、第2端面に形成された谷部は段差部により分断されている。さらに段差部は金属膜が除去されたZ′軸方向に延びる辺を有するため、各谷部に残留する金属膜同士は絶縁している。よって、マウント部の第1端面側、第2端面側にそれぞれ導電性接着剤を塗布した場合は、導電性接着剤同士が谷部を介して短絡することがなく、圧電振動片の実装時の歩留を高めることができる。 In the piezoelectric vibrating piece, generally, a metal film is deposited on the entire surface of the piezoelectric vibrating piece, and unnecessary portions of the metal film are removed using photolithography and etching to form electrodes. Then, a trough is formed along the X-axis direction on the first and second end surfaces in contact with the end portion on the Z′-axis side of the piezoelectric vibrating piece due to etching anisotropy. Therefore, since the light for photosensitivity does not reach the valley, the metal film deposited on the valley remains without being etched. On the other hand, a conductive adhesive is connected to the mount portion. At this time, the conductive adhesive may reach the first end surface and the second end surface on the Z′-axis side of the piezoelectric vibrating piece. Therefore, when a conductive adhesive is applied to such a mount portion, the conductive adhesive may be short-circuited by the metal film remaining in the above-described valley portion. However, in the above configuration, the trough formed on the first end surface and the trough formed on the second end surface are divided by the stepped portion. Further, since the step portion has a side extending in the Z′-axis direction from which the metal film has been removed, the metal films remaining in the valley portions are insulated from each other. Therefore, when the conductive adhesive is applied to each of the first end surface side and the second end surface side of the mount portion, the conductive adhesives are not short-circuited via the valley portion, and the piezoelectric vibrating piece is not mounted. Yield can be increased.
また上記構成により、引出電極が形成され基板等に固定されるマウント部から励振電極が形成された部分に至る経路を長くすることができる。これにより、マウント部から励振電極が形成された部分への応力を緩和して、リフローやエージングによる周波数変動を抑制した圧電振動片となる。 Further, with the above configuration, the path from the mount portion where the extraction electrode is formed and fixed to the substrate or the like to the portion where the excitation electrode is formed can be lengthened. Thereby, the stress from the mount portion to the portion where the excitation electrode is formed is relaxed, and the piezoelectric vibrating piece is suppressed in which the frequency fluctuation due to reflow or aging is suppressed.
[適用例2]前記スリットのX軸方向に長辺を有する端面にはZ軸方向に長辺を有する第2の段差部が配置されたことを特徴とする適用例1に記載の圧電振動片。
スリットのX軸方向に長辺を有する端面にも上述同様にX軸方向に延びた谷部が形成されるため、導電性接着剤がこの端面に及ぶ場合にも導電性接着剤同士が短絡する虞がある。しかし、この端面にも段差部を設けることにより、導電性接着剤同士の短絡を防止して圧電振動片の実装時の歩留を高めることができる。
Application Example 2 The piezoelectric vibrating piece according to Application Example 1, wherein a second step portion having a long side in the Z-axis direction is disposed on an end surface having a long side in the X-axis direction of the slit. .
Since a trough extending in the X-axis direction is also formed on the end surface having the long side in the X-axis direction of the slit, the conductive adhesive is short-circuited even when the conductive adhesive reaches this end surface. There is a fear. However, by providing a step portion on this end face, it is possible to prevent a short circuit between the conductive adhesives and to increase the yield when mounting the piezoelectric vibrating piece.
[適用例3]前記段差部は、前記端部からZ′軸方向へ突き出た凸部、または前記端部の一部を切り欠く凹部であることを特徴とする適用例1または2に記載の圧電振動片。
これにより、段差部は圧電振動片の外形を形成する工程と同時に形成することが可能であるので、コストをかけることなく圧電振動片の実装の歩留を高めることができる。
[Application Example 3] In the application example 1 or 2, the step portion is a convex portion protruding in the Z′-axis direction from the end portion or a concave portion in which a part of the end portion is notched. Piezoelectric vibrating piece.
Accordingly, the stepped portion can be formed simultaneously with the step of forming the outer shape of the piezoelectric vibrating piece, so that the yield of mounting the piezoelectric vibrating piece can be increased without cost.
[適用例4]前記マウント部の前記第1端面側及び前記第2端面側にそれぞれ設けられ、前記圧電振動片に形成された励振電極に接続された一対の引出電極を有し、前記一対の引出電極のいずれか一方が反対面に引き回されることにより、前記一対の引出電極は前記圧電振動片の同一面に配置されたことを特徴とする適用例1乃至3のいずれか1例に記載の圧電振動片。 Application Example 4 The present invention includes a pair of extraction electrodes provided on the first end surface side and the second end surface side of the mount portion, respectively, and connected to excitation electrodes formed on the piezoelectric vibrating piece. In any one of the application examples 1 to 3, the pair of extraction electrodes are arranged on the same surface of the piezoelectric vibrating piece by drawing one of the extraction electrodes to the opposite surface. The piezoelectric vibrating piece according to the description.
マウント部の引出電極が形成された部分に導電性接着剤を塗布すると、マウント部は圧電振動片の機械的接続と電気的接続を同時に行うことになる。よって実装工程を簡略化してコストを抑制することができる。 When a conductive adhesive is applied to the portion of the mount portion where the extraction electrode is formed, the mount portion simultaneously performs mechanical connection and electrical connection of the piezoelectric vibrating piece. Therefore, the mounting process can be simplified and the cost can be suppressed.
[適用例5]前記圧電振動片は、薄肉にウエットエッチング加工された薄肉部を有し、前記スリットを挟むように前記薄肉部と前記マウント部とが配置され、前記励振電極は、前記薄肉部に配置されたことを特徴とする適用例1乃至4のいずれか1例に記載の圧電振動片。
これにより、圧電振動片の高周波化を図ることができる。
Application Example 5 The piezoelectric vibrating piece includes a thin portion that is thinly etched by wet etching, the thin portion and the mount portion are disposed so as to sandwich the slit, and the excitation electrode includes the thin portion 5. The piezoelectric vibrating piece according to any one of Application Examples 1 to 4, wherein the piezoelectric vibrating piece is disposed in the area.
Thereby, the high frequency of the piezoelectric vibrating piece can be achieved.
[適用例6]前記薄肉部は、前記マウント部の反対側の端部までを薄肉にウエットエッチング加工された形状であることを特徴とする適用例5に記載の圧電振動片。
これにより、圧電振動片の自由端側が軽量化されるので、実装後の圧電振動片の耐衝撃性を高めることができる。
[Application Example 6] The piezoelectric vibrating piece according to Application Example 5, wherein the thin-walled portion has a shape that is wet-etched into a thin-walled portion up to the opposite end of the mount portion.
Thereby, since the free end side of the piezoelectric vibrating piece is reduced in weight, it is possible to improve the impact resistance of the piezoelectric vibrating piece after mounting.
[適用例7]前記薄肉部は、前記圧電振動片のX軸方向の端部までを薄肉にウエットエッチング加工された形状であることを特徴とする適用例6に記載の圧電振動片。
これにより、実装後の圧電振動片の耐衝撃性をさらに高めることができる。
[Application Example 7] The piezoelectric vibrating piece according to Application Example 6, wherein the thin-walled portion has a shape that is wet-etched thinly to the end in the X-axis direction of the piezoelectric vibrating piece.
Thereby, the impact resistance of the piezoelectric vibrating piece after mounting can be further enhanced.
[適用例8]適用例3乃至7のいずれか1例に記載の圧電振動片の前記一対の引出電極が配置された面を基板側に向け、前記一対の引出電極と前記基板とを導電性接着剤を介して接続したことを特徴とする圧電振動子。
これにより、実装時の導電性接着剤同士の短絡を防止した圧電振動子となる。
Application Example 8 The surface of the piezoelectric vibrating piece according to any one of Application Examples 3 to 7 on which the pair of extraction electrodes is disposed is directed to the substrate side, and the pair of extraction electrodes and the substrate are electrically conductive. A piezoelectric vibrator characterized by being connected through an adhesive.
As a result, a piezoelectric vibrator is obtained in which a short circuit between the conductive adhesives during mounting is prevented.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
本実施形態に係る圧電振動片を図1に示す。図1(a)は平面図、図1(b)は底面図、図1(c)は図1(a)のA−A線断面図、図1(d)は図1(a)のB−B線断面図である。本実施形態に係る圧電振動片10は、圧電素板としてATカットの水晶素板を用い、ウエットエッチングにより、短辺をX軸方向、長辺をZ′軸方向となるように外形を形成した逆メサ型の圧電振動片10である。またウエットエッチングで外形を形成する工程においてスリット30、第2のスリット31も同時に形成している。
A piezoelectric vibrating piece according to this embodiment is shown in FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a bottom view, FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A, and FIG. 1D is B in FIG. FIG. The piezoelectric vibrating
Z′軸方向に延びた第2のスリット31は、圧電振動片10の−Z′軸側の端部12を第1端面16と第2端面20とに分断するとともに、スリット30のX軸方向の長辺(辺32)を有する端面32aを2つに分断している。よって第2のスリット31は、後述のように段差部及び第2の段差部を、一つに融合させたものとなる。またスリット30、第2のスリット31により圧電振動片10の−Z′軸側にはT字型の貫通穴が形成されることになる。
The
そしてスリット30と第1辺14に挟まれた領域がマウント部42となり、スリット30と第2辺18に挟まれた領域がマウント部44となり、このマウント部42、44に引出電極52、54が形成されるとともに導電性接着剤56が塗布される。したがって圧電振動片10は、−Z′軸側の端部12を固定端とし、+Z′軸側の端部22を自由端として片持ち支持状態で導電性接着剤56により支持される。
The region sandwiched between the
さらに圧電振動片10のほぼ中央には薄肉部46が形成されている。薄肉部46は圧電振動片10の外形を形成する工程とは別に、圧電振動片10の一方の主面側からハーフエッチングにより形成される。なお薄肉部46の周囲は、圧電振動片10の外形の厚みと同じとなっているので、圧電振動片10の強度を維持することができる。
Further, a
薄肉部46は、より詳細にみると、厚みが一定ではなく、薄肉部40の周縁において圧電振動片10の主面の法線から傾斜した傾斜面(不図示)を有し、周縁に向かうにつれて厚みが増すように形成される。よって励振電極48、50はこのような傾斜面(不図示)を避け、薄肉部46の中央部であって圧電振動片10の主面と平行な面上に形成される。
In more detail, the
同様に水晶の異方性により、圧電振動片10のX軸方向の端部58、62に沿った端面60、64にはZ′軸に沿った稜線を有する後述の山部66(図2参照)が形成される。また第2のスリットのZ′軸方向に延びる端面31aにも山部66(図2参照)が形成される。
Similarly, due to the anisotropy of the quartz crystal, an
一方、−Z′軸方向の端部12の第1端面16、第2端面20には後述の谷部68(図2参照)が形成されている。同様にスリット30のX軸方向に長辺(辺32)を有する端面32a、および+Z′軸方向の端部22のX軸方向の長辺を有する端面24にも谷部68(図2参照)が形成される。
On the other hand, valleys 68 (see FIG. 2) described later are formed on the
また圧電振動片10には、励振電極48、50と引出電極52、54が形成されている。励振電極48、50は薄肉部46の中央部において互いに対向するように圧電振動片10の両面に形成されている。
In addition,
引出電極52は励振電極48からマウント部42にまで引き出された態様で形成されている。引出電極54は励振電極50から圧電振動片10のX軸方向の端部62にあり圧電振動片10の長辺を有する端面64を経由して引出電極50と同一面側のマウント部44にまで引き出された態様で形成されている。励振電極48、50及び引出電極52、54は、圧電振動片10全面に金属膜を蒸着し、励振電極48、50、引出電極52、54を形成する部分を残して金属膜をエッチングすることにより形成される。
The
そして、励振電極48、50は、励振電極48、50に印加される交流電圧により薄肉部46において厚みすべり振動を所定の共振周波数で発生させることができる。
The
本実施形態においては、引出電極52,54が形成され基板90(図1(c)参照)等に固定されるマウント部42、44から励振電極48、50が形成された部分に至る経路がスリット30により長くなっている。これにより、マウント部42、44から励振電極48、50が形成された部分への応力を緩和して、リフローやエージングによる周波数変動を抑制した圧電振動片10となる。
In the present embodiment, the path from the
図3に圧電振動片の製造工程(外形形成工程)を示す模式図、図4に圧電振動片の製造工程(薄肉部形成工程)の模式図、図5に圧電振動片の圧電振動片の製造工程(電極形成工程)の模式図を示す。次に本実施形態に係る圧電振動片の製造工程について説明する。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the manufacturing process (outer shape forming process) of the piezoelectric vibrating piece, FIG. 4 is a schematic diagram of the manufacturing process (thin wall portion forming process) of the piezoelectric vibrating piece, and FIG. The schematic diagram of a process (electrode formation process) is shown. Next, the manufacturing process of the piezoelectric vibrating piece according to this embodiment will be described.
図3に示すように、最初に圧電振動片の外形を形成する。まず図3(a)に示すように、圧電素板としてATカットの水晶基板74を用意し、水晶基板74においてレジスト膜76を塗布する。そして図3(b)に示すように、水晶基板74のZ′軸方向を長辺、X軸方向を短辺とする矩形の外形と、T字の貫通孔(スリット30、第2のスリット31)の形状に対応したフォトマスク78を用いてレジスト膜76を露光し、図3(c)に示すように感光したレジスト膜76aを除去する。そして図3(d)に示すように、水晶基板74が露出した部分を貫通させるまでエッチングし、図3(e)に示すようにレジスト膜76を除去する。このとき、X軸方向の端部(端部58、端部62)をそれぞれ長辺として有する端面(端面60、端面64)、第2のスリット31の端面31aには後述の山部66(図2参照)が形成され、Z′軸方向の端部12の第1端面16、第2端面20、およびスリット30のX軸方向の長辺(辺32)を有する端面32aには後述の谷部68(図2参照)が形成される。
As shown in FIG. 3, the outer shape of the piezoelectric vibrating piece is first formed. First, as shown in FIG. 3A, an AT-
図4に示すように、次に薄肉部46を形成する。まず図4(a)に示すように、圧電振動片10の外形が形成された水晶基板74にレジスト膜80を塗布する。そして図4(b)に示すように薄肉部46の形状に対応したフォトマスク82を用いてレジスト膜80を感光し、図4(c)に示すように感光したレジスト膜80aを除去する。そして図4(d)に示すように水晶基板74が露出した部分をハーフエッチングし、図4(e)に示すようにレジスト膜80を除去する。
Next, as shown in FIG. 4, a
図5に示すように、最後に外形が形成された水晶基板74に励振電極48、50、引出電極52、54を形成する。まず図5(a)に示すように、スパッタ等により水晶基板74の全面にCrやAu等による金属膜84を蒸着する。このとき水晶基板74の端面にも金属膜84が蒸着する。そして図5(b)に示すように金属膜84が蒸着した水晶基板74の全面にレジスト膜86を塗布する。このとき水晶基板74の端面にもレジスト膜86が塗布される。次に図5(c)に示すように圧電振動片10の両面の励振電極48、50、引出電極52、54の形状に対応したフォトマスク88を用いレジスト膜86を露光する。このとき露光させる光は水晶基板74の法線方向から両面に照射されるが、第1端面16、第2端面20、端面32aに形成される後述の谷部68(図2参照)には光が到達しないので、谷部68(図2参照)に塗布されたレジスト膜86は感光しない。次に図5(d)に示すように感光したレジスト膜86aを除去し、図5(e)に示すように励振電極48、50、引出電極52、54に対応する部分以外の金属膜84を露出させエッチングを行なう。このとき第1端面16、第2端面20、端面32aに形成される谷部68(図2参照)に蒸着した金属膜84は露出しないためエッチングされず残留することになる。最後に図5(f)に示すように、レジスト膜86を除去することにより圧電振動片10が形成される。
As shown in FIG. 5, the
このようにして形成された圧電振動片10は、励振電極48、50、引出電極52、54に係る金属膜84以外に、第1端面16、第2端面20、端面32aに形成された金属膜84を有することになる。なお圧電振動片10のX軸方向の端部(端部58、端部62)を長辺として有する端面(端面60、端面64)に形成された金属膜84はエッチングにより除去される。
The piezoelectric vibrating
上述の圧電振動片10を用い、引出電極52、54が形成されたマウント部42、44を基板90側に向け、引出電極52、54に導電性接着剤56を塗布して圧電振動片10を基板90に接着して圧電振動子を形成する。このとき導電性接着剤56は圧電振動片10のZ′軸側(−Z′軸側)の第1辺14、第2辺18にまで及び、第1辺14を長辺として有する第1端面16、第2辺18を長辺として有する第2端面20にまで達することがある。同様に導電性接着剤56は、スリット30のX軸方向の長辺(辺32)を有する端面32aにまで達することがある。
Using the above-described
したがってこのようなマウント部42、44に導電性接着剤56を塗布すると、後述の谷部68(図2参照)に残留した金属膜84によりマウント部42に塗布された導電性接着剤56とマウント部44に塗布された導電性接着剤56が短絡する虞がある。
Accordingly, when the
しかし本実施形態において、第1端面16に形成された谷部68(図2参照)、第2端面20に形成された谷部68(図2参照)は段差部(第2のスリット31)により分断されている。同様に端面32aに形成された谷部68(図2参照)も第2の段差部(第2のスリット31)により分断されている。さらに第2のスリット31(段差部、第2の段差部)は金属膜84が除去されたZ′軸方向に延びる端面31aを有するため、各谷部68(図2参照)に残留する金属膜84同士は絶縁している。よって、マウント部の第1端面16側(マウント部42)、第2端面20側(マウント部44)にそれぞれ導電性接着剤56を塗布した場合は、導電性接着剤56同士が谷部68(図2参照)を介して短絡することがなく、圧電振動片10の実装時の歩留を高めることができる。
However, in the present embodiment, the valley portion 68 (see FIG. 2) formed on the
なお、本実施形態のようにマウント部42、44の引出電極52、54が形成された部分に導電性接着剤56を塗布すると、マウント部42、44は圧電振動片10の機械的接続と電気的接続を同時に行うことになる。よって実装工程を簡略化してコストを抑制することができる。
Note that when the
図6、図7に本実施形態の段差部の変形例を示す。本実施形態において、段差部(第2の段差部)は他の形態で形成することができる。例えば図6に示すように第1辺15と第2辺19とをZ′軸方向に互いにずらし、第1辺15と第2辺19とを接続しZ′軸方向に延びる辺92より段差部を形成することができる。同様にスリットのX軸方向の辺32においてもZ′軸方向に辺93を形成することにより段差部を形成することができる。
6 and 7 show a modification of the step portion of the present embodiment. In the present embodiment, the step portion (second step portion) can be formed in other forms. For example, as shown in FIG. 6, the first side 15 and the second side 19 are shifted from each other in the Z′-axis direction, and the step portion is connected from the
また図7に示すように圧電振動片10の−Z′軸側の端部12から−Z′軸方向に突き出た凸部94により段差部を形成し、スリット30においてもX軸方向に延びる辺32から+Z′軸方向に突き出た凸部96により第2の段差部を形成することができる。いずれの場合においても凸部94、96はZ′軸方向に延びる辺、端面を有するため、凸部94、96により分断された端面同士の短絡を防止することができる。なお凸部94、96は矩形ではなく図2に示したような三角形状でも良いが、後述のようにその頂角が鋭角となるように形成する必要がある。また凸部の代わりに端部12を切り欠いて形成する凹部、端面32aを切り欠く凹部により形成することができる。そしてこの2つの凹部を融合させることにより上述の第2のスリット31が形成される。
Further, as shown in FIG. 7, a stepped portion is formed by a
図8、9に本実施形態の薄肉部の変形例を示す。図8(a)は平面図、図8(b)は底面図、図8(c)は図8(a)のA−A線断面図、図8(d)は図8(a)のB−B線断面図である。また図9(a)は平面図、図9(b)は底面図、図9(c)は図9(a)のA−A線断面図、図9(d)は図9(a)のB−B線断面図である。 8 and 9 show modifications of the thin portion of the present embodiment. 8A is a plan view, FIG. 8B is a bottom view, FIG. 8C is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 8A, and FIG. 8D is B in FIG. FIG. 9 (a) is a plan view, FIG. 9 (b) is a bottom view, FIG. 9 (c) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 9 (a), and FIG. 9 (d) is FIG. 9 (a). It is a BB sectional view.
図8に示すように、薄肉部47は+Z′軸方向の端部22にまでを薄肉にウエットエッチング加工して形成することができる。圧電振動片10は、+Z′軸方向の端部22が自由端となるので、この部分が軽量化されるので、実装後の圧電振動片10の耐衝撃性を高めることができる。さらに図9に示すように、薄肉部47aは、X軸方向の端部58、62にまでを薄肉にウエットエッチング加工して形成することができる。これにより、実装後の圧電振動片10の耐衝撃性をさらに高めることができる。
As shown in FIG. 8, the
図2に水晶基板の端面形状のシミュレーション結果を示し、図2(a)はシミュレーションに用いる圧電振動片(その1)の模式図とC−C線断面形状、図2(b)はシミュレーションに用いる圧電振動片(その1)の模式図とD−D線断面形状、図2(c)はシミュレーションに用いる圧電振動片(その2)の模式図とE−E線断面形状である。 FIG. 2 shows a simulation result of the end face shape of the quartz substrate, FIG. 2 (a) is a schematic diagram of the piezoelectric vibrating reed (part 1) used for the simulation and a cross-sectional shape taken along the line CC, and FIG. 2 (b) is used for the simulation. FIG. 2C is a schematic diagram of the piezoelectric vibrating reed (part 2) used for the simulation, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line E-E.
本願発明者は、水晶基板の端面形状のシミュレーションを行なった。シミュレーションに用いる圧電振動片(その1)は、図2(a)、図2(b)に示すように、Z′軸方向を長辺、X軸方向を短辺とする矩形の逆メサ型の圧電振動片であって、マウント部42、44、スリット30、薄肉部46が、この順にZ′軸方向に配置されたものである。即ち本実施形態における段差部、第2の段差部を有しない構成である。そして図2(a)に示すC−C線断面、図2(b)に示すD−D線断面における圧電振動片の端面形状のシミュレーションを行なった。すると図2(a)に示すように、X軸方向の端部58、62を長辺として有する端面60、64においては、厚み方向の両端に比べて厚み方向の中央部分が盛り上がり、Z′軸方向に稜線を有する山部66が形成されることがわかる。同様にスリット30のZ′軸方向に延びる辺34の端面36に山部66が形成される。これにより第2のスリット31の端面31aにも山部66が形成されることがわかる。この山部66の斜面にはレジスト膜を感光させる光が到達し、影となる部分は存在しないので、山部66の斜面に形成された金属膜は除去することができる。
The inventor of the present application performed a simulation of the end face shape of the quartz substrate. As shown in FIGS. 2A and 2B, the piezoelectric vibrating piece (part 1) used for the simulation is a rectangular inverted mesa type having a long side in the Z′-axis direction and a short side in the X-axis direction. The piezoelectric vibrating piece includes
一方、図2(b)に示すようにZ軸方向の端部12を長辺として有する端面17においては、厚み方向の両端に比べて、厚み方向の中央部分が抉れるようにエッチングされ、端面17において谷部68が形成されていることがわかる。本実施形態においてこの谷部68は、端部12の第1端面16及び第2端面20、スリット30のX軸方向の長辺(辺32)を有する端面32aに発生する。上述のようにレジスト膜の露光に用いる光は、圧電振動片10の法線方向から両面に照射されるため、谷部68には光は到達せず影となる。したがってこの部分に蒸着した金属膜は、その金属膜上に形成されたレジスト膜が感光しないので、除去できないことがわかる。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, the end surface 17 having the
一方、さらに本願発明者は、図2(c)に示すように圧電振動片(その1)のスリット30に90度の頂角を有する三角形状の凸部70(第2の段差部)を設けた場合の、E−E線断面における圧電振動片(その2)の端面形状をシミュレーションした。この場合、凸部70を形成する辺はZ′軸に対して45度傾いていることになるが、図2(c)に示すように、わずかながら凸部70を形成する辺に接する端面は谷部72を形成している。しかしこの角度を小さくする(鋭角にする)ことにより、この端面形状は図2(a)に示す断面形状に接近し、谷部72は消滅するものと考えられる。
On the other hand, as shown in FIG. 2C, the present inventor further provided a triangular convex portion 70 (second stepped portion) having an apex angle of 90 degrees in the
10………圧電振動片、12………端部、14………第1辺、15………第1辺、16………第1端面、18………第2辺、19………第2辺、20………第2端面、22………端部、24………端面、30………スリット、31………第2のスリット、31a………端面、32………辺、32a………端面、34………辺、36………端面、42………マウント部、44………マウント部、46………薄肉部、47………薄肉部、47a………薄肉部、48………励振電極、50………励振電極、52………引出電極、54………引出電極、56………導電性接着剤、58………端部、60………端面、62………端部、64………端面、66………山部、68………谷部、70………凸部、72………谷部、74………水晶基板、76………レジスト膜、76a………レジスト膜、78………フォトマスク、80………レジスト膜、80a………レジスト膜、82………フォトマスク、84………金属膜、86………レジスト膜、86a………レジスト膜、88………フォトマスク、90………基板、92………辺、93………辺、94………凸部、96………凸部。 10 ......... Piezoelectric vibrating piece, 12 ......... End, 14 ......... First side, 15 ......... First side, 16 ......... First end surface, 18 ......... Second side, 19 ... ... second side, 20 ......... second end face, 22 ......... end, 24 ......... end face, 30 ......... slit, 31 ......... second slit, 31a ......... end face, 32 ... ... side, 32a ... end face, 34 ......... side, 36 ... end face, 42 ... mount part, 44 ... mount part, 46 ... thin part, 47 ... thin part, 47a ......... Thin portion, 48 ......... Excitation electrode, 50 ......... Excitation electrode, 52 ......... Extraction electrode, 54 ......... Extraction electrode, 56 ......... Conductive adhesive, 58 ......... End, 60 ......... End face, 62 ......... End face, 64 ......... End face, 66 ......... Mountain, 68 ......... Valley, 70 ......... Convex, 72 ......... Valley, 74 ... ... Quartz substrate, 76 ... ... Resist film, 76a ......... Resist film, 78 ...... Photo mask, 80 ......... Resist film, 80a ......... Resist film, 82 ...... Photo mask, 84 ...... Metal film, 86 ...... Resist film, 86a... Resist film, 88... Photomask, 90... Substrate, 92... Side, 93... Side, 94.
Claims (8)
前記圧電振動片においてX軸方向に長辺を有するスリットと、
前記スリットと前記圧電振動片のZ′軸側の端部との間に配置されたマウント部と、を有し、
前記端部は、X軸方向に延びた第1端面及び第2端面と、段差部と、を有し、
前記段差部は、
前記第1端面と前記第2端面との間に配置され、Z′軸方向の段差を有することを特徴とする圧電振動片。 A piezoelectric vibrating piece obtained by wet-etching an AT-cut piezoelectric base plate,
A slit having a long side in the X-axis direction in the piezoelectric vibrating piece;
A mount portion disposed between the slit and the end portion on the Z′-axis side of the piezoelectric vibrating piece,
The end portion includes a first end surface and a second end surface extending in the X-axis direction, and a stepped portion,
The step portion is
A piezoelectric vibrating piece, which is disposed between the first end surface and the second end surface and has a step in the Z′-axis direction.
前記一対の引出電極のいずれか一方が反対面に引き回されることにより、前記一対の引出電極は前記圧電振動片の同一面に配置されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の圧電振動片。 A pair of extraction electrodes provided on the first end surface side and the second end surface side of the mount portion, respectively, connected to excitation electrodes formed on the piezoelectric vibrating piece;
4. The device according to claim 1, wherein one of the pair of extraction electrodes is routed to an opposite surface so that the pair of extraction electrodes are arranged on the same surface of the piezoelectric vibrating piece. The piezoelectric vibrating piece according to item 1.
前記励振電極は、前記薄肉部に配置されたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の圧電振動片。 The piezoelectric vibrating piece has a thin portion that has been wet etched into a thin wall, and the thin portion and the mount portion are disposed so as to sandwich the slit,
The piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the excitation electrode is disposed in the thin portion.
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JP2014057236A (en) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Seiko Epson Corp | Vibration piece, vibrator, oscillator, electronic apparatus and moving body |
JP2016048867A (en) * | 2014-08-28 | 2016-04-07 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | Method for manufacturing crystal element |
JP2017017434A (en) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | Thickness-sliding quartz crystal element |
-
2010
- 2010-09-14 JP JP2010205225A patent/JP2012065000A/en not_active Withdrawn
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