JP2012191660A - Method for manufacturing piezoelectric vibration piece - Google Patents
Method for manufacturing piezoelectric vibration piece Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012191660A JP2012191660A JP2012130329A JP2012130329A JP2012191660A JP 2012191660 A JP2012191660 A JP 2012191660A JP 2012130329 A JP2012130329 A JP 2012130329A JP 2012130329 A JP2012130329 A JP 2012130329A JP 2012191660 A JP2012191660 A JP 2012191660A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- vibrating piece
- piezoelectric vibrating
- metal film
- etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、主面の外周に階段領域を設けた圧電振動片の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece in which a step region is provided on the outer periphery of a main surface.
ＡＴカットの水晶振動片などは厚み滑り振動片の代表的なものとして知られている。これらの圧電振動片をパッケージ内に収納した圧電振動子、または圧電振動片および発振回路をパッケージ内に収納し圧電発振器は、各種の電子機器に周波数の基準源として広く採用される。圧電振動子または圧電発振器の周波数帯域は、一般に２ＭＨｚ〜１００ＭＨｚであり小型化が進んでいる。例えば５ＭＨｚ以下の周波帯域の圧電振動片では、圧電振動片の主面の外周に傾斜領域を設けるベベル加工やコンベックス加工等の曲面加工が施される。 An AT-cut crystal vibrating piece is known as a typical thickness-shear vibrating piece. A piezoelectric vibrator in which these piezoelectric vibrating pieces are housed in a package, or a piezoelectric vibrator in which a piezoelectric vibrating piece and an oscillation circuit are housed in a package, is widely used as a frequency reference source in various electronic devices. The frequency band of a piezoelectric vibrator or a piezoelectric oscillator is generally 2 MHz to 100 MHz, and miniaturization is progressing. For example, in a piezoelectric vibrating piece having a frequency band of 5 MHz or less, curved surface processing such as bevel processing or convex processing for providing an inclined region on the outer periphery of the main surface of the piezoelectric vibrating piece is performed.
ベベル加工やコンベックス加工等の曲面加工は、特許文献１に開示されるように、一般にバレル研磨法と呼ばれる方法で圧電振動片の外周に傾斜領域を形成している。バレル研磨法は、球形の研磨容器、円筒形の研磨容器または太鼓状の研磨容器の中に研磨剤と複数の圧電振動片とが入れられた状態で研磨容器が回転することで、圧電振動片の主面の外周を研磨する。そして、圧電振動片の研磨後に、各圧電振動片に対して励振電極が形成される。 In curved surface processing such as bevel processing and convex processing, as disclosed in Patent Document 1, an inclined region is formed on the outer periphery of the piezoelectric vibrating piece by a method generally called barrel polishing. In the barrel polishing method, a piezoelectric vibrating piece is obtained by rotating a polishing container in a state where an abrasive and a plurality of piezoelectric vibrating pieces are placed in a spherical polishing container, a cylindrical polishing container, or a drum-shaped polishing container. Polish the outer periphery of the main surface of. Then, after polishing the piezoelectric vibrating piece, an excitation electrode is formed for each piezoelectric vibrating piece.
しかしながら、適切な傾斜領域を形成するためには、圧電振動片の大きさに合わせて複数の研磨容器を用意しなければならなかった。このため多品種少量生産には不適な場合があった。また、バレル研磨法では圧電振動片を研磨した後に、各圧電振動片に個別に電極を形成しなければならないため、量産性が悪いという問題があった。 However, in order to form an appropriate inclined region, a plurality of polishing containers had to be prepared in accordance with the size of the piezoelectric vibrating piece. For this reason, there are cases where it is unsuitable for high-mix low-volume production. Further, the barrel polishing method has a problem in that mass productivity is poor because an electrode must be individually formed on each piezoelectric vibrating piece after polishing the piezoelectric vibrating piece.
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、適切な傾斜領域が形成され、量産性を向上させた圧電振動片の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece in which an appropriate inclined region is formed and mass productivity is improved.
第１観点の圧電振動片の製造方法は、圧電材を基材とする圧電基板上に励振電極が形成された圧電振動片を製造する製造方法において、圧電基板の表面に第１層金属膜と前記第１層金属膜の表面に第２層金属膜を形成する金属膜形成工程と、金属膜形成工程後に、圧電材ウエハに貫通溝を形成して圧電基板の外形を形成する貫通溝形成工程と、第２層金属膜を残したまま貫通溝形成工程後に現れた前記第１層金属膜をその側面よりエッチングする第１金属膜エッチング工程と、第１金属膜エッチング工程後に、側面がエッチングされた第１金属膜を保護膜として圧電基板をエッチングしてメサ段部を形成するメサ段部形成工程と、を備える。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a manufacturing method of a piezoelectric vibrating piece in which an excitation electrode is formed on a piezoelectric substrate having a piezoelectric material as a base material. A metal film forming step of forming a second layer metal film on the surface of the first layer metal film, and a through groove forming step of forming a through groove in the piezoelectric material wafer and forming an outer shape of the piezoelectric substrate after the metal film forming step A first metal film etching step that etches the first layer metal film that appears after the through-groove forming step while leaving the second layer metal film, and a side surface that is etched after the first metal film etching step. And a mesa step forming step of forming a mesa step by etching the piezoelectric substrate using the first metal film as a protective film.
第２観点の圧電振動片の製造方法は、第１観点において、第１金属膜エッチング工程とメサ段部形成工程とを複数回繰り返すことにより、複数のメサ段部を形成する。 According to a second aspect of the method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece, in the first aspect, the first metal film etching step and the mesa step portion forming step are repeated a plurality of times to form a plurality of mesa step portions.
本発明は、主面の外周に適切な傾斜領域を形成し、量産性を向上させた圧電振動片の製造方法を提供できる。 The present invention can provide a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece in which an appropriate inclined region is formed on the outer periphery of the main surface and mass productivity is improved.
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。 Hereinafter, an official embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the scope of the present invention is not limited to these forms unless otherwise specified in the following description.
（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断面における圧電振動片１００の断面図である。
(First embodiment)
<Configuration of Piezoelectric Vibrating Piece 100>
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the piezoelectric vibrating piece 100. With reference to FIG. 1, the configuration of the piezoelectric vibrating piece 100 will be described. FIG. 1A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 100. FIG. 1B is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrating piece 100 taken along the line AA in FIG.
図１（ａ）は、圧電振動片１００の平面図である。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１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。 FIG. 1A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 100. The piezoelectric vibrating piece 100 is, for example, an AT-cut quartz crystal vibrating piece having a vibration frequency of 4 MHz and performing thickness-shear vibration in the X-axis direction. The AT cut is formed by rotating the main surface of the crystal piece 1 perpendicular to the Y axis of the crystal axis (XYZ) from the Y axis to the Z axis direction by 35 degrees 15 minutes with the X axis as the rotation axis. The piezoelectric vibrating piece 100 has a thickness of the Y′-axis direction and a planar outer shape of a rectangular shape (strip shape). In this specification, the length of the piezoelectric vibrating piece 100 is the X-axis direction, and the width is the Z′-axis direction.
圧電振動片１００の大きさは、例えば、平面外形の長辺ＬＸが約５．２５ｍｍ、短辺ＷＺが約１．８０ｍｍ、厚さＴＹ（図１（ｂ）参照）が約０．４２ｍｍである。圧電振動片１００は、主面が長方形であり、中央部が外周部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は、表面及び裏面の外周部に外周側ほど薄肉になる階段状の領域（以下、階段領域とする。）ＢＢが形成されている。階段領域ＢＢは外周側の段差ＣＧと内周側の段差ＣＮとの２段の段差で構成されている。圧電基板ＡＫの外周側の段差ＣＧの外側の面を基部ＢＡ、圧電基板ＡＫの内周側の段差ＣＮの外側の面を第１メサ段部Ｆ１、内周側の段差ＣＮの内側の面を第２メサ段部Ｆ２とする。 As for the size of the piezoelectric vibrating piece 100, for example, the long side LX of the planar outer shape is about 5.25 mm, the short side WZ is about 1.80 mm, and the thickness TY (see FIG. 1B) is about 0.42 mm. . The piezoelectric vibrating piece 100 is a mesa-type piezoelectric vibrating piece including a piezoelectric substrate AK having a main surface that is rectangular and a central portion formed thicker than an outer peripheral portion. The piezoelectric substrate AK is formed with a stepped region (hereinafter referred to as a stepped region) BB that is thinner toward the outer peripheral side at the outer peripheral portions of the front surface and the back surface. The staircase region BB is composed of two steps, an outer peripheral step CG and an inner peripheral step CN. The outer surface of the step CG on the outer peripheral side of the piezoelectric substrate AK is the base BA, the outer surface of the step CN on the inner peripheral side of the piezoelectric substrate AK is the first mesa step F1, and the inner surface of the step CN on the inner periphery. The second mesa step F2 is assumed.
第１メサ段部Ｆ１の平面外形の大きさは、基部ＢＡの平面外形の各辺をＸ軸方向に長さＤＸ１、Ｚ’軸方向に長さＤＺ１だけ内側方向に小さくしている。また、第２メサ段部Ｆ２の平面外形の大きさは、第１メサ段部Ｆ１の平面外形の各辺をＸ軸方向に長さＤＸ２、Ｚ’軸方向に長さＤＺ２だけ内側方向に小さくしている。ＤＸ１、ＤＸ２、ＤＺ１、ＤＺ２の各大きさは、それぞれ約１〜１０μｍである。 The size of the planar outline of the first mesa step portion F1 is such that each side of the planar outline of the base BA is reduced inward by a length DX1 in the X-axis direction and a length DZ1 in the Z′-axis direction. Further, the size of the planar outline of the second mesa step portion F2 is such that each side of the planar outline of the first mesa step portion F1 is smaller inward by a length DX2 in the X-axis direction and a length DZ2 in the Z′-axis direction. is doing. Each size of DX1, DX2, DZ1, and DZ2 is about 1 to 10 μm.
図１（ｂ）に示されるように、第１メサ段部Ｆ１は基部ＢＡの＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側に形成され、第２メサ段部Ｆ２は第１メサ段部Ｆ１の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側に形成されている。基部ＢＡから見た第１メサ段部Ｆ１の高さはＤＹ１であり、第１メサ段部Ｆ１から見た第２メサ段部Ｆ２の高さはＤＹ２である。ＤＹ１、ＤＹ２の高さは、それぞれ約１〜１０μｍである。 As shown in FIG. 1B, the first mesa step portion F1 is formed on the + Y ′ axis side and the −Y ′ axis side of the base portion BA, and the second mesa step portion F2 is + Y of the first mesa step portion F1. It is formed on the 'axis side and the -Y' axis side. The height of the first mesa step F1 viewed from the base BA is DY1, and the height of the second mesa step F2 viewed from the first mesa step F1 is DY2. The heights of DY1 and DY2 are about 1 to 10 μm, respectively.
圧電振動片１００は、＋Ｚ’軸側の第２メサ段部Ｆ２上に励振電極ＥＬＲ１が形成されており、−Ｚ’軸側の第２メサ段部Ｆ２上に励振電極ＥＬＲ２が形成されている。励振電極ＥＬＲ１及び励振電極ＥＬＲ２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Ｘ軸方向の厚み滑り振動を起こさせる。また、励振電極ＥＬＲ１及び励振電極ＥＬＲ２は、圧電振動片１００が外部の電極と接続するための電極であり圧電振動片１００の外周部付近に形成される引出電極ＥＬＨ１及び引出電極ＥＬＨ２とそれぞれ接続されている。励振電極ＥＬＲ１及び引出電極ＥＬＨ１と、励振電極ＥＬＲ２及び引出電極ＥＬＨ２とが、それぞれ電極ＥＬ１及び電極ＥＬ２を構成する。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る。 In the piezoelectric vibrating piece 100, the excitation electrode ELR1 is formed on the second mesa step portion F2 on the + Z ′ axis side, and the excitation electrode ELR2 is formed on the second mesa step portion F2 on the −Z ′ axis side. . The excitation electrode ELR1 and the excitation electrode ELR2 cause a thickness shear vibration in the X-axis direction in the piezoelectric vibrating piece 100 by applying a voltage to both the excitation electrodes. The excitation electrode ELR1 and the excitation electrode ELR2 are electrodes for connecting the piezoelectric vibrating piece 100 to an external electrode, and are connected to the extraction electrode ELH1 and the extraction electrode ELH2 formed near the outer periphery of the piezoelectric vibrating piece 100, respectively. ing. The excitation electrode ELR1 and the extraction electrode ELH1, and the excitation electrode ELR2 and the extraction electrode ELH2 constitute the electrode EL1 and the electrode EL2, respectively. The electrodes EL1 and EL2 are formed so as to be symmetrical on the front and back surfaces of the piezoelectric vibrating piece 100.
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。 The electrode EL1 and the electrode EL2 are composed of a chromium (Cr) layer and a gold (Au) layer. Since it is difficult to form the Au layer directly on the piezoelectric substrate AK, the Cr layer is formed on the piezoelectric substrate AK, and the Au layer is formed on the Cr layer.
圧電振動片１００は、外周部に階段領域ＢＢを有することにより圧電基板ＡＫに形成した振動エネルギーを中央の平坦部に閉じ込めることができ、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）等を良好にする。さらに、輪郭すべりなどの不要モードを減衰させることができる。 Since the piezoelectric vibrating piece 100 has the staircase region BB on the outer peripheral portion, the vibration energy formed on the piezoelectric substrate AK can be confined in the central flat portion, and the crystal impedance (CI) and the like are improved. Furthermore, unnecessary modes such as contour slip can be attenuated.
＜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について説明する。
<Configuration of Piezoelectric Vibrator 1000>
The piezoelectric vibrating piece 100 is fixed in a package and used as a piezoelectric vibrator. Hereinafter, a piezoelectric vibrator 1000 incorporating the piezoelectric vibrating piece 100 will be described.
図２（ａ）は、圧電振動子１０００の断面図である。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は凹型の箱であり、側面部ＳＢとベースＢＳとにより構成されている。パッケージＰＫ及びリッドＬＤはガラス、セラミックまたは水晶材料等により形成される。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。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ＥＬＨ１及び引出電極ＥＬＨ２を通してパッケージＰＫの内部の２カ所に形成されている接続電極ＳＤにそれぞれ固定される。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、パッケージＰＫの外部の２カ所に形成されている外部電極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ことになる。 FIG. 2A is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator 1000. The piezoelectric vibrator 1000 includes a piezoelectric vibrating piece 100, a package PK, and a lid LD. The package PK is a concave box, and includes a side part SB and a base BS. The package PK and the lid LD are made of glass, ceramic, quartz material or the like. The lid LD is bonded to the package PK by a sealing material SG, and seals the inside of the package PK. The piezoelectric vibrating reed 100 is fixed to the connection electrodes SD formed at two locations inside the package PK through the extraction electrode ELH1 and the extraction electrode ELH2 by the conductive adhesive DS having conductivity. The electrodes EL1 and EL2 and the connection electrode SD are electrically connected to each other. The connection electrode SD is electrically connected to external electrodes GD formed at two locations outside the package PK through conductive wiring (not shown) penetrating the inside of the package PK. Therefore, the electrodes EL1 and EL2 and the external electrode GD are electrically connected.
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面における圧電振動子１０００の断面図である。パッケージＰＫの内部には２カ所に接続電極ＳＤが形成されており、各接続電極ＳＤには電極ＥＬ１の引出電極ＥＬＨ１と電極ＥＬ２の引出電極ＥＬＨ２とがそれぞれ導電性接着材ＤＳを通して接着されている。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ＥＬＲ１と励振電極ＥＬＲ２とに電圧が印加される。 FIG. 2B is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator 1000 in the BB cross section of FIG. Connection electrodes SD are formed at two locations inside the package PK, and the extraction electrode ELH1 of the electrode EL1 and the extraction electrode ELH2 of the electrode EL2 are bonded to each connection electrode SD through the conductive adhesive DS. . When the piezoelectric vibrating piece 100 is vibrated, a voltage is applied to the excitation electrode ELR1 and the excitation electrode ELR2 through each connection electrode SD.
＜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。
<Method for Manufacturing Piezoelectric Vibrating Piece 100>
The piezoelectric vibrating piece 100 is manufactured by forming a pattern of the piezoelectric vibrating piece 100 on a piezoelectric material wafer 150 having a piezoelectric material as a base material.
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、例えば厚さ約０．４２ｍｍの人工水晶からなり、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。 FIG. 3A is a plan view of the piezoelectric material wafer 150. An orientation flat 151 for specifying the crystal direction is formed on a part of the peripheral edge of the piezoelectric material wafer 150. The piezoelectric material wafer 150 is made of, for example, an artificial quartz having a thickness of about 0.42 mm and has a diameter of 3 inches or 4 inches. A plurality of piezoelectric vibrating pieces 100 are formed on the piezoelectric material wafer 150. FIG. 3A shows an example in which three piezoelectric vibrating pieces 100 are formed. One piezoelectric vibrating piece 100 is formed in the dotted frame 160.
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を貫通した貫通溝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と繋がった状態で階段領域ＢＢ、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。 FIG. 3B is an enlarged view of the dotted frame 160 in FIG. The planar outer shape of the piezoelectric vibrating piece 100 is formed by forming the through groove 152 penetrating the piezoelectric material wafer 150. At this time, the piezoelectric vibrating piece 100 is connected to the piezoelectric material wafer 150 through the connection portion 153. By forming the staircase region BB, the electrode EL1, and the electrode EL2 while the piezoelectric vibrating piece 100 is connected to the piezoelectric material wafer 150, a large amount of the piezoelectric vibrating piece 100 can be manufactured at a time.
図３（ｃ）は、圧電材ウエハ１５０に繋がれたままで、階段領域ＢＢ、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。 FIG. 3C is a diagram of the piezoelectric vibrating piece 100 in which the staircase region BB, the electrode EL1, and the electrode EL2 are formed while being connected to the piezoelectric material wafer 150. Thereafter, the piezoelectric vibrating piece 100 is separated from the piezoelectric material wafer 150 by cutting along the dicing line 154 using a dicing saw (not shown).
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７を参照して説明する。 Hereinafter, a process until the piezoelectric vibrating piece 100 shown in FIG. 3C is formed from the piezoelectric material wafer 150 will be described with reference to FIGS.
図４は、圧電基板外形形成工程を示したフローチャート及びその説明のための図である。圧電基板外形形成工程は、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から図３（ｂ）に示した圧電振動片１００の外形形成を、貫通溝１５２を形成することにより行う。図４（ａ）から図４（ｆ）は、図３（ｂ）のＣ−Ｃ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。 FIG. 4 is a flowchart showing a piezoelectric substrate outer shape forming step and a diagram for explaining the same. In the outer shape forming process of the piezoelectric substrate, the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 100 shown in FIG. 3B is formed from the piezoelectric material wafer 150 in a bare wafer state where nothing is formed on the surface by forming the through grooves 152. . FIG. 4A to FIG. 4F are cross-sectional views showing the formation process of the piezoelectric vibrating piece 100 in the CC cross section of FIG. 3B.
ステップＳ１０１は、表面に何も形成されていない圧電材ウエハ１５０の両側の主面に金属膜が蒸着又はスパッタリングにより形成する金属膜形成工程である。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（図４（ａ）参照）。後述するサイドエッチングにおいてエッチング液が側面から入り込むように、Ｃｒ膜及びＡｕ膜は厚めに形成することが好ましい。たとえばＣｒ膜が１５０Å以上、Ａｕ膜は１０００Å以上が好ましい。 Step S101 is a metal film forming process in which a metal film is formed by vapor deposition or sputtering on the main surfaces on both sides of the piezoelectric material wafer 150 on which nothing is formed. The metal film is formed of a chromium (Cr) film and a gold (Au) film. First, a Cr film is formed on the piezoelectric material wafer 150, and then an Au film is formed on the Cr film (see FIG. 4A). The Cr film and the Au film are preferably formed thick so that the etching solution enters from the side surface in the side etching described later. For example, the Cr film is preferably 150 mm or more and the Au film is preferably 1000 mm or more.
ステップＳ１０２では、Ａｕ膜の上にスピンコートなどによりフォトレジストが塗布される。さらに、フォトレジストがプリベイクさせられることにより、フォトレジスト膜ＲＭが形成される（図４（ｂ）参照）。 In step S102, a photoresist is applied on the Au film by spin coating or the like. Further, a photoresist film RM is formed by pre-baking the photoresist (see FIG. 4B).
ステップＳ１０３では、貫通溝１５２のパターンが形成されたフォトマスクＰＭ１を通してフォトレジスト膜ＲＭに紫外線ＵＶが照射される。そして、貫通溝１５２を形成する場所のフォトレジスト膜ＲＭが露光される（図４（ｃ）参照）。フォトレジスト膜ＲＭの貫通溝１５２が形成される場所には露光領域ＲＢが形成される。 In step S103, the photoresist film RM is irradiated with ultraviolet rays UV through the photomask PM1 in which the pattern of the through groove 152 is formed. Then, the photoresist film RM where the through groove 152 is to be formed is exposed (see FIG. 4C). An exposure region RB is formed at a location where the through groove 152 of the photoresist film RM is formed.
ステップＳ１０４では、フォトレジスト膜ＲＭが現像され、露光領域ＲＢのフォトレジスト膜ＲＭが除去される（図４（ｄ）参照）。 In step S104, the photoresist film RM is developed, and the photoresist film RM in the exposure region RB is removed (see FIG. 4D).
ステップＳ１０５では、露光領域ＲＢ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（ｅ）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。Ａｕ膜及びＣｒ膜が除去された箇所には圧電材ウエハ１５０の表面が表れている。 In step S105, the Au film and the Cr film where the exposure region RB has been removed are removed by etching (see FIG. 4E). For example, the Au film is etched with an aqueous solution of iodine and potassium iodide, and the Cr film is etched with an aqueous solution of, for example, ceric ammonium nitrate and acetic acid. The surface of the piezoelectric material wafer 150 appears at the place where the Au film and the Cr film are removed.
ステップＳ１０６では、Ａｕ膜及びＣｒ膜が除去された箇所の圧電材ウエハ１５０がフッ酸などでウエットエッチングされ、貫通溝１５２が形成される（図４（ｆ）参照）。貫通溝１５２により囲まれた領域は圧電基板ＡＫとなる。 In step S106, the piezoelectric material wafer 150 where the Au film and the Cr film have been removed is wet-etched with hydrofluoric acid or the like to form a through groove 152 (see FIG. 4F). A region surrounded by the through groove 152 is a piezoelectric substrate AK.
次に、圧電振動片１００の階段領域ＢＢの形成方法について、図５及び図６を参照して説明する。また、図５（ｈ）から図５（ｌ）及び図６（ｍ）から図６（ｑ）は、図３（ｃ）のＤ−Ｄ断面における圧電振動片１００の形成過程を示している。 Next, a method for forming the staircase region BB of the piezoelectric vibrating piece 100 will be described with reference to FIGS. 5 (h) to 5 (l) and FIGS. 6 (m) to 6 (q) show the formation process of the piezoelectric vibrating piece 100 in the DD section of FIG. 3 (c).
図５は、階段領域ＢＢの形成のために、圧電基板ＡＫに新たにフォトレジスト膜ＲＭを形成し、圧電基板ＡＫ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及びその説明のための図である。 FIG. 5 is a flowchart for forming a new photoresist film RM on the piezoelectric substrate AK for forming the staircase region BB, and removing the photoresist film and the metal film at the location where the piezoelectric substrate AK is etched, and the flowchart. It is a figure for description.
ステップＳ２０１は、図４のステップＳ１０６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上のフォトレジスト膜ＲＭを除去する（図５（ｈ）参照）。 Step S201 is a continuation process from step S106 of FIG. In step S201, the photoresist film RM on the piezoelectric substrate AK is removed (see FIG. 5H).
ステップＳ２０２では、Ａｕ膜上にスプレーガンなどを使ってフォトレジストが塗布され、プリベイクによりフォトレジスト膜が形成される。このフォトレジスト膜形成工程は、Ａｕ膜上の全面及び圧電基板ＡＫの側面にフォトレジスト膜ＲＭが形成される（図５（ｉ）参照）。 In step S202, a photoresist is applied onto the Au film using a spray gun or the like, and a photoresist film is formed by prebaking. In this photoresist film forming step, a photoresist film RM is formed on the entire surface of the Au film and on the side surface of the piezoelectric substrate AK (see FIG. 5I).
ステップＳ２０３では、圧電基板ＡＫの外周部にメサ段差部を形成するためのフォトマスクＰＭ２を用いてフォトレジスト膜ＲＭが表裏面から露光される。このレジストパターン形成工程は、フォトレジスト膜ＲＭにレジストパターンＲＰを形成する（図５（ｊ）参照）。図５（ｊ）では、フォトレジスト膜ＲＭのハッチングがされている領域が露光領域ＲＢであり、フォトレジスト膜ＲＭの露光領域ＲＢ以外の領域がレジストパターンＲＰとなる。 In step S203, the photoresist film RM is exposed from the front and back surfaces using a photomask PM2 for forming a mesa stepped portion on the outer peripheral portion of the piezoelectric substrate AK. In this resist pattern forming step, a resist pattern RP is formed on the photoresist film RM (see FIG. 5J). In FIG. 5J, the region where the photoresist film RM is hatched is the exposure region RB, and the region other than the exposure region RB of the photoresist film RM is the resist pattern RP.
ステップＳ２０４では、フォトレジスト膜ＲＭの現像を行い、露光領域ＲＢを除去する（図５（ｋ）参照）。 In step S204, the photoresist film RM is developed to remove the exposure region RB (see FIG. 5 (k)).
ステップＳ２０５は、金属膜パターン形成工程である。ステップＳ２０５では、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５（ｌ）参照）。レジストパターンＲＰによってエッチングより保護された領域の金属膜（Ａｕ膜、Ｃｒ膜）が金属膜パターンＫＰとなる。金属膜エッチング後の圧電基板ＡＫには、±Ｘ軸側の外周部には幅ＤＸ１、±Ｚ’軸側の外周部には幅ＤＺ１（図１（ａ）参照）の露出部が形成される。 Step S205 is a metal film pattern forming process. In step S205, the Au film is first etched, and then the Cr film is etched (see FIG. 5L). The metal film (Au film, Cr film) in the region protected by etching with the resist pattern RP becomes the metal film pattern KP. In the piezoelectric substrate AK after the metal film etching, an exposed portion having a width DX1 is formed on the outer peripheral portion on the ± X axis side, and an exposed portion having a width DZ1 (see FIG. 1A) is formed on the outer peripheral portion on the ± Z ′ axis side. .
次に、図６を参照してメサ加工エッチングの工程について説明する。メサ加工エッチングは、図５のステップＳ２０５で露出させた領域の圧電基板ＡＫをエッチングして、圧電振動片１００の階段領域ＢＢを形成する。図６は、メサ加工エッチングの説明のためのフローチャート及びその説明のための図である。また、図６のステップＳ３０１は図５のステップＳ２０５の続きの工程である。 Next, the mesa processing etching process will be described with reference to FIG. In the mesa processing etching, the piezoelectric substrate AK in the region exposed in step S205 of FIG. 5 is etched to form the staircase region BB of the piezoelectric vibrating piece 100. FIG. 6 is a flowchart for explaining mesa processing etching and a diagram for explaining the same. Step S301 in FIG. 6 is a continuation process of step S205 in FIG.
ステップＳ３０１では、フッ酸などで圧電基板ＡＫのメサ加工エッチングが行われる。メサ加工エッチングにより、圧電基板ＡＫの表裏面の外周部には、高さＤＹ１、±Ｘ軸側の幅ＤＸ１、±Ｚ’軸側の幅ＤＺ１の第１メサ段部が形成される（図６（ｍ）参照）。ステップＳ３０１は、金属膜パターンＫＰを保護膜として圧電基板ＡＫをエッチングして第１メサ段部Ｆ１（図１（ａ）参照）を形成する第１メサ段部形成工程である。 In step S301, mesa processing etching of the piezoelectric substrate AK is performed with hydrofluoric acid or the like. By mesa processing etching, first mesa stepped portions having height DY1, ± X-axis side width DX1, and ± Z′-axis side width DZ1 are formed on the outer peripheral portions of the front and back surfaces of piezoelectric substrate AK (FIG. 6). (See (m)). Step S301 is a first mesa step portion forming step of forming the first mesa step portion F1 (see FIG. 1A) by etching the piezoelectric substrate AK using the metal film pattern KP as a protective film.
図７に、図６（ｍ）に示した圧電基板ＡＫの点線部１７０の拡大図を示す。ステップＳ３０１のメサ加工エッチングでは、図７の圧電基板サイドエッチング領域ＳＥに示すように、フッ酸などが回り込んでＣｒ層下の圧電基板ＡＫも僅かにエッチングされる。そのため、Ｃｒ層の露出面積はＡｕ層の露出面積よりも大きくなっている。 FIG. 7 shows an enlarged view of the dotted line portion 170 of the piezoelectric substrate AK shown in FIG. In the mesa processing etching in step S301, as shown in the piezoelectric substrate side etching region SE in FIG. 7, hydrofluoric acid or the like enters and the piezoelectric substrate AK under the Cr layer is slightly etched. Therefore, the exposed area of the Cr layer is larger than the exposed area of the Au layer.
ステップＳ３０２及びステップＳ３０３では、レジストパターンＲＰが残っている状態で金属膜パターンＫＰが側面（Ｘ軸又はＺ’軸方向）からサイドエッチングされる。
ステップＳ３０２では、硝酸第２セリウムアンモニウムと酢酸との水溶液を使ってＣｒ層のサイドエッチングが行われる。Ｃｒ層のサイドエッチングは、Ａｕ層がＣｒ層の上面に形成され、Ｃｒ層の側面が露出した状態でエッチングが行われることをいう。Ｃｒ層がＡｕ層で覆われてＣｒ層の側面が露出した状態で、Ｃｒ層のウエットエッチングをした場合、Ｃｒ層の側面からその内側方向へエッチングされる。Ｃｒ層の側面のエッチング量は±Ｘ軸方向に幅ＤＸ２となる量を目安とする（図６（ｎ）参照）。
In step S302 and step S303, the metal film pattern KP is side-etched from the side surface (X-axis or Z′-axis direction) with the resist pattern RP remaining.
In step S302, side etching of the Cr layer is performed using an aqueous solution of ceric ammonium nitrate and acetic acid. Side etching of the Cr layer means that etching is performed with the Au layer formed on the upper surface of the Cr layer and the side surfaces of the Cr layer exposed. When the Cr layer is covered with the Au layer and the side surface of the Cr layer is exposed, the wet etching of the Cr layer is performed from the side surface of the Cr layer toward the inside thereof. The amount of etching of the side surface of the Cr layer is set to an amount that becomes the width DX2 in the ± X axis direction (see FIG. 6 (n)).
ステップＳ３０３では、ヨウ素とヨウ化カリウムとの水溶液でＡｕ層のサイドエッチングが行われる。Ａｕ層のサイドエッチングは、フォトレジスト膜ＲＭがＡｕ層の上面に形成され、Ａｕ層の側面が露出した状態でエッチングが行われることをいう。Ａｕ層はＣｒ層のサイドエッチングと同じ幅ＤＸ２だけエッチングされるように行われる（図６（ｏ）参照）。 In step S303, side etching of the Au layer is performed with an aqueous solution of iodine and potassium iodide. Side etching of the Au layer means that etching is performed with the photoresist film RM formed on the upper surface of the Au layer and the side surfaces of the Au layer exposed. The Au layer is etched so as to have the same width DX2 as the side etching of the Cr layer (see FIG. 6 (o)).
ステップＳ３０４では、フッ酸などで圧電基板ＡＫのメサ加工エッチングが行われる（図６（ｐ）参照）。このメサ加工エッチングでは圧電基板ＡＫがＹ’軸方向に高さＤＹ２だけエッチングされる。これによって第２メサ段部Ｆ２（図１（ａ）参照）が形成される。ステップＳ３０４は、第２メサ段部形成工程である。 In step S304, the mesa processing etching of the piezoelectric substrate AK is performed with hydrofluoric acid or the like (see FIG. 6 (p)). In this mesa processing etching, the piezoelectric substrate AK is etched by the height DY2 in the Y′-axis direction. Thereby, the second mesa step portion F2 (see FIG. 1A) is formed. Step S304 is a second mesa step forming process.
ステップＳ３０４のメサ加工エッチングが終了した時点で、圧電基板ＡＫの外形は圧電振動片１００の外形に形作られる。更に、ここからメサ加工エッチングの工程を繰り返してさらに階段領域ＢＢのメサ段部を形成することも可能である。その場合は、ルートＲ１に示すようにステップＳ３０４からステップＳ３０２へ戻る。ルートＲ１を繰り返した回数だけ、段部の数を増やすことができる。ステップＳ３０４後に階段領域ＢＢの形成を終了する場合は、ルートＲ２を進んでステップＳ３０５に向かう。 When the mesa processing etching in step S304 is completed, the outer shape of the piezoelectric substrate AK is formed into the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 100. Furthermore, it is also possible to form a mesa step portion of the staircase region BB by repeating the mesa processing etching step from here. In that case, the process returns from step S304 to step S302 as indicated by route R1. The number of steps can be increased by the number of times the route R1 is repeated. When the formation of the staircase region BB is finished after step S304, the route proceeds along route R2 toward step S305.
ステップＳ３０５では、圧電基板ＡＫ上に残っているレジストパターンＲＰと、Ａｕ膜と、Ｃｒ膜との除去が行われる（図６（ｑ）参照）。圧電基板ＡＫ上には階段領域ＢＢが形成されている。 In step S305, the resist pattern RP, Au film, and Cr film remaining on the piezoelectric substrate AK are removed (see FIG. 6 (q)). A staircase region BB is formed on the piezoelectric substrate AK.
図５の及び図６で示された階段領域ＢＢの形成工程（ステップＳ２０１〜Ｓ３０５）では、金属膜としてクロムＣｒと金Ａｕとを用いた。しかし、金属膜をクロムＣｒ層のみとして階段領域ＢＢを形成することも可能である。たとえばステップＳ２０１でＣｒ層のみを形成し、ステップＳ２０５ではＣｒ層のエッチングが行われる。さらにステップＳ３０２において，Ｃｒ層のサイドエッチングが行われる。この場合、ステップＳ３０３は行われない。 In the step of forming the staircase region BB shown in FIGS. 5 and 6 (steps S201 to S305), chromium Cr and gold Au were used as the metal film. However, it is also possible to form the staircase region BB using only the chromium Cr layer as the metal film. For example, only the Cr layer is formed in step S201, and the Cr layer is etched in step S205. Further, in step S302, side etching of the Cr layer is performed. In this case, step S303 is not performed.
またステップＳ２０１でＣｒ層とＡｕ層とが形成されたとしても、図６のステップＳ３０２に示したＣｒ層のエッチングの工程のみを行い、ステップＳ３０３のＡｕ層のエッチングを行わなくても良い。この場合、Ｃｒ層のサイドエッチングは、Ａｕ層がＣｒ層の上面に形成され、フォトレジスト膜ＲＭがＡｕ層の上面に形成された図６（ｎ）状態で行われる。そして、Ｃｒ層の側面のみが露出した状態で、Ｃｒ層の側面からその内側方向へエッチングされる。 Even if the Cr layer and the Au layer are formed in step S201, only the etching process of the Cr layer shown in step S302 of FIG. 6 may be performed, and the etching of the Au layer in step S303 may not be performed. In this case, the side etching of the Cr layer is performed in the state of FIG. 6 (n) in which the Au layer is formed on the upper surface of the Cr layer and the photoresist film RM is formed on the upper surface of the Au layer. Then, the etching is performed from the side surface of the Cr layer toward the inside thereof with only the side surface of the Cr layer exposed.
さらに、ステップＳ３０２に示したＣｒ層のエッチングと、ステップＳ３０３に示したＡｕ層のエッチングとの順序は逆になっても良い。しかし、ステップＳ３０１では図７に示したようにＣｒ層の露出面積はＡｕ層の露出面積よりも大きくなっており、Ｃｒ層の方がＡｕ層よりもエッチングしやすい。そのため、Ｃｒ層のエッチングを先に行い、Ａｕ層のエッチングは、Ｃｒ層のエッチングを先に行ってＡｕ層の露出面積を大きくした後に行う方が好ましい。また、Ａｕ層がＣｒ層まで拡散していた場合など、Ａｕ層を先にエッチングするとＣｒ層の一部までもエッチングされることがある。このようなことを防ぐためにもＣｒ層のエッチングを先に行う方が好ましい。 Furthermore, the order of the etching of the Cr layer shown in step S302 and the etching of the Au layer shown in step S303 may be reversed. However, in step S301, as shown in FIG. 7, the exposed area of the Cr layer is larger than the exposed area of the Au layer, and the Cr layer is easier to etch than the Au layer. Therefore, it is preferable that the Cr layer is etched first, and the Au layer is etched after the Cr layer is etched first to increase the exposed area of the Au layer. Further, when the Au layer is diffused to the Cr layer, when the Au layer is etched first, a part of the Cr layer may be etched. In order to prevent this, it is preferable to first etch the Cr layer.
上記の実施例では第１メサ段部の形成をステップＳ３０１で行ったが、ステップＳ１０６の後に行うことも可能である。図４（ｆ）の圧電基板ＡＫにはＣｒ層の下部に図７に示すような圧電基板サイドエッチング領域ＳＥ（図４（ｆ）では突出部ＴＳは形成されていない）があり、Ｃｒ層の露出面積が大きくなっているため、Ｃｒ層のエッチングを行いやすい。そのため、ステップＳ１０６の後にＣｒ層のサイドエッチングを行い、Ｃｒ層のサイドエッチング後にＡｒ層のサイドエッチングを行って圧電基板ＡＫの表裏面の外周部を露出させ、圧電基板ＡＫをメサ加工エッチングすることでも容易にメサ段部を形成できる。また、Ａｒ層のサイドエッチングは行わず、Ｃｒ層のサイドエッチングのみを行うことでもメサ段部を形成することができる。 In the above embodiment, the formation of the first mesa step portion is performed in step S301. However, it may be performed after step S106. The piezoelectric substrate AK in FIG. 4 (f) has a piezoelectric substrate side etching region SE (not shown in FIG. 4 (f) where the protrusion TS is not formed) as shown in FIG. Since the exposed area is large, the Cr layer is easily etched. Therefore, side etching of the Cr layer is performed after step S106, side etching of the Ar layer is performed after side etching of the Cr layer to expose the outer peripheral portions of the front and back surfaces of the piezoelectric substrate AK, and the piezoelectric substrate AK is etched by mesa processing. However, the mesa step can be easily formed. Further, the mesa step portion can be formed by performing only the side etching of the Cr layer without performing the side etching of the Ar layer.
図８は、圧電振動片１００への電極形成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。圧電振動片１００への電極形成工程では、階段領域ＢＢが形成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８のステップＳ４０１は図６のステップＳ３０５から続く工程である。 FIG. 8 is a flowchart for explaining an electrode forming process on the piezoelectric vibrating piece 100 and a diagram for explaining the process. In the electrode forming step on the piezoelectric vibrating piece 100, the electrodes EL1 and EL2 are formed on the piezoelectric substrate AK after the staircase region BB is formed. Further, step S401 in FIG. 8 is a process continued from step S305 in FIG.
ステップＳ４０１では、圧電基板ＡＫの全面（圧電基板ＡＫの表裏面、階段領域ＢＢ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。さらに、Ａｕ膜上には全面にフォトレジスト膜ＲＭが形成される（図８（ｒ）参照）。Ｃｒ膜及びＡｕ膜の形成には蒸着又はスパッタリングを用いる。フォトレジスト膜ＲＭの形成では、フォトレジストがスプレーガンなどにより塗布され、フォトレジストの塗布後にはプリベイクが行われる。 In step S401, a Cr film is formed on the entire surface of the piezoelectric substrate AK (front and back surfaces, stepped region BB and side surfaces of the piezoelectric substrate AK), and an Au film is formed on the entire surface of the Cr film. Further, a photoresist film RM is formed on the entire surface of the Au film (see FIG. 8 (r)). Vapor deposition or sputtering is used to form the Cr film and the Au film. In the formation of the photoresist film RM, the photoresist is applied by a spray gun or the like, and pre-baking is performed after the application of the photoresist.
ステップＳ４０２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ＲＭの露光及び現像が行われる。これにより、電極ＥＬ１の形状と同様なＡｕ膜が現れる。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（図８（ｓ）参照）。 In step S402, the photoresist film RM is exposed and developed using a photomask (not shown) having the pattern shape of the electrode EL1. Thereby, an Au film having the same shape as the electrode EL1 appears. Since the electrodes EL1 and EL2 are symmetrical on the front and back of the piezoelectric substrate AK, a photomask having the same pattern is used for forming the electrodes on the front and back of the piezoelectric substrate AK (see FIG. 8S).
ステップＳ４０３では、Ａｕ膜及びＣｒ膜のエッチングが行われる。まず、フォトレジスト膜ＲＭ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膜のエッチングを行う。その結果、圧電基板ＡＫ上には、フォトレジスト膜ＲＭ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（図８（ｔ）参照）。 In step S403, the Au film and the Cr film are etched. First, the etching of the Au film at a portion where the photoresist film RM is not formed is performed, and then the Cr film is etched at a portion where the Au film is not formed. As a result, the Au film and the Cr film that are not exposed to the photoresist film RM remain on the piezoelectric substrate AK (see FIG. 8 (t)).
ステップＳ４０４では、フォトレジスト膜ＲＭを除去する。フォトレジスト膜ＲＭを除去した状態を示した図８（ｕ）は、図３（ｃ）のＤ−Ｄ断面の断面図となる。 In step S404, the photoresist film RM is removed. FIG. 8 (u) showing a state where the photoresist film RM has been removed is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.
以上に示したように、圧電振動片１００では、露光技術を使用して階段領域ＢＢを形成する。そのため、バレル研磨法を用いた場合に比べ、加工時の形状誤差を小さくすることができ、圧電振動片１００の特性値のばらつきを抑えることができる。また、微小化が進む圧電振動片１００の形状に合わせて、平面方向に厚さの薄い階段領域ＢＢを形成することができる。このため励振電極ＥＬＲ1及び励振電極ＥＬＲ２を形成するための平面の面積を確保することが容易になる。さらに、バレル研磨法では、階段領域ＢＢを形成した後に、各圧電振動片１００の電極を個別に形成していた。しかし、実施例のような階段領域ＢＢの形成方法では、圧電材ウエハ１５０から取り外すことなく階段領域ＢＢを形成するため、一度に大量の圧電振動片１００の電極を形成することができる。 As described above, in the piezoelectric vibrating piece 100, the staircase region BB is formed using the exposure technique. Therefore, compared to the case where the barrel polishing method is used, the shape error at the time of processing can be reduced, and variations in the characteristic value of the piezoelectric vibrating piece 100 can be suppressed. In addition, a thin staircase region BB can be formed in the planar direction in accordance with the shape of the piezoelectric vibrating piece 100 that is increasingly miniaturized. For this reason, it becomes easy to ensure the area of the plane for forming the excitation electrode ELR1 and the excitation electrode ELR2. Further, in the barrel polishing method, after forming the staircase region BB, the electrodes of each piezoelectric vibrating piece 100 are individually formed. However, in the method of forming the staircase region BB as in the embodiment, since the staircase region BB is formed without being removed from the piezoelectric material wafer 150, a large number of electrodes of the piezoelectric vibrating piece 100 can be formed at a time.
さらに、実施例に示した階段領域ＢＢの形成では、一度のＡｕ層、Ｃｒ層およびフォトレジスト膜ＲＭを形成すれば、複数のメサ段部を形成することができる。また、ステップＳ３０２及びステップＳ３０３のＡｕ層及びＣｒ層のエッチング量、ステップＳ３０４の圧電基板ＡＫのメサ加工エッチングにおける圧電基板ＡＫのエッチング量及び回数を調節することにより、階段領域ＢＢの幅、高さ、メサ段部の段数等を調節することができる。特に第１メサ段部Ｆ１の平面の形状及び大きさは自由に決めることができる。 Furthermore, in the formation of the staircase region BB shown in the embodiment, a plurality of mesa steps can be formed by forming a single Au layer, Cr layer, and photoresist film RM. Further, by adjusting the etching amount of the Au layer and the Cr layer in step S302 and step S303, and the etching amount and the number of times of the piezoelectric substrate AK in the mesa processing etching of the piezoelectric substrate AK in step S304, the width and height of the staircase region BB are adjusted. The number of the mesa steps can be adjusted. In particular, the shape and size of the plane of the first mesa step portion F1 can be freely determined.
（第２実施例）
第１実施例の圧電振動片１００は、表裏面で同じ形状の階段領域ＢＢが形成されていた。しかし、階段領域ＢＢは表裏面で異なる形状又は片側の面のみに形成されていても良い。図９に、片側の面のみに階段領域ＢＢが形成された圧電振動片２００を示す。
(Second embodiment)
In the piezoelectric vibrating piece 100 of the first example, the step region BB having the same shape was formed on the front and back surfaces. However, the staircase region BB may be formed on the front and back surfaces having different shapes or only on one side. FIG. 9 shows a piezoelectric vibrating piece 200 in which a staircase region BB is formed only on one surface.
＜圧電振動片２００の構成＞
図９（ａ）は、圧電振動片２００の＋Ｙ’軸側の平面図である。圧電振動片２００は、例えば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。圧電振動片２００の＋Ｙ’軸側の面には圧電振動片１００と同じ形状の階段領域ＢＢが形成されている。
<Configuration of Piezoelectric Vibrating Piece 200>
FIG. 9A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 200 on the + Y′-axis side. The piezoelectric vibrating piece 200 is, for example, an AT-cut crystal vibrating piece that performs thickness-shear vibration in the X-axis direction. A step region BB having the same shape as that of the piezoelectric vibrating piece 100 is formed on the surface on the + Y′-axis side of the piezoelectric vibrating piece 200.
図９（ｂ）は、図９（ａ）のＥ―Ｅ断面における圧電振動片２００の断面図である。−Ｙ’軸側の面には階段領域ＢＢが形成されておらず、平坦な面になっている。−Ｙ’軸側の面に形成された励振電極ＥＬＲ２は、＋Ｙ’軸側の面に形成された励振電極ＥＬＲ１と同じ形状、大きさを有している。 FIG. 9B is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrating piece 200 taken along the line EE in FIG. The step region BB is not formed on the surface at the −Y′-axis side, and is a flat surface. The excitation electrode ELR2 formed on the surface on the −Y′-axis side has the same shape and size as the excitation electrode ELR1 formed on the surface on the + Y′-axis side.
圧電振動片２００は、片面のみにメサ段部が形成されているプラノメサ構造を有している。メサ段部は、片面のみに形成された場合でも表裏両面にメサ段部を有しないストリップ構造と比べると、振動エネルギーを励振電極下に集中させることができるため、ＣＩ値を低下させるのに十分に有効である。 The piezoelectric vibrating piece 200 has a plano mesa structure in which a mesa step portion is formed only on one side. Even when the mesa step portion is formed only on one side, the vibration energy can be concentrated under the excitation electrode as compared with the strip structure that does not have the mesa step portion on both the front and back surfaces, so that it is sufficient for lowering the CI value. It is effective for.
＜圧電振動片２００の作製方法＞
圧電振動片２００の作製方法は、基本的には圧電振動片１００と同じである。ただし、圧電振動片２００は片側の面のみに階段領域ＢＢを形成すれば良いため、図５及び図６で説明した階段領域ＢＢの形成方法では、圧電基板ＡＫの片側の面のみの加工を行えばよい。具体的には、図５のステップＳ２０１の金属膜の蒸着の工程では、圧電基板ＡＫの＋Ｙ’軸側の面のみに金属膜を蒸着すればよい。そのため、ステップＳ２０２では、圧電基板ＡＫの＋Ｙ’軸側の面にのみにフォトレジストを塗布すればよい。更に、ステップＳ２０３では＋Ｙ’軸側の面のみを露光すればよい。
<Method for Manufacturing Piezoelectric Vibrating Piece 200>
The method of manufacturing the piezoelectric vibrating piece 200 is basically the same as that of the piezoelectric vibrating piece 100. However, since the piezoelectric vibrating piece 200 only needs to form the staircase region BB on only one surface, the method for forming the staircase region BB described with reference to FIGS. 5 and 6 performs processing on only one surface of the piezoelectric substrate AK. Just do it. Specifically, in the step of depositing the metal film in step S201 in FIG. 5, the metal film may be deposited only on the surface on the + Y′-axis side of the piezoelectric substrate AK. For this reason, in step S202, a photoresist may be applied only to the surface on the + Y′-axis side of the piezoelectric substrate AK. In step S203, only the surface on the + Y′-axis side needs to be exposed.
（第３実施例）
＜圧電振動片３００の構成＞
図１０（a）は、圧電振動片３００の平面図である。圧電振動片３００は、例えば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。圧電振動片３００の圧電基板ＡＫの外形は、圧電振動片１００の圧電基板ＡＫの平面外形と同様の形状を有している。圧電振動片３００には、２つの電極ＥＬ１と電極ＥＬ２とが形成されている。＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面との平面領域にはそれぞれ励振電極ＥＬＲ１及び励起電極ＥＬＲ２が形成されており、＋Ｘ軸側の辺の全体に形成された引出電極ＥＬＨ１及び−Ｘ軸側の辺の全体に形成された引出電極ＥＬＨ２とそれぞれ接続している。また、励起電極ＥＬＲ１及び励起電極ＥＬＲ2の四隅には電極が形成されていない領域である切欠部ＫＫがある。
(Third embodiment)
<Configuration of Piezoelectric Vibrating Piece 300>
FIG. 10A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 300. The piezoelectric vibrating piece 300 is, for example, an AT-cut crystal vibrating piece that performs thickness-shear vibration in the X-axis direction. The outer shape of the piezoelectric substrate AK of the piezoelectric vibrating piece 300 has the same shape as the planar outer shape of the piezoelectric substrate AK of the piezoelectric vibrating piece 100. The piezoelectric vibrating piece 300 is formed with two electrodes EL1 and EL2. Excitation electrodes ELR1 and ELR2 are respectively formed in the plane regions of the surface on the + Y′-axis side and the surface on the −Y′-axis side, and the extraction electrodes ELH1 and −H formed on the entire side on the + X-axis side. Each is connected to an extraction electrode ELH2 formed on the entire side on the X-axis side. In addition, there are cutout portions KK that are regions where no electrodes are formed at the four corners of the excitation electrode ELR1 and the excitation electrode ELR2.
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＦ−Ｆ断面における圧電振動片３００の断面図である。圧電振動片３００に形成されている電極ＥＬ１及び電極ＥＬ２は、圧電基板ＡＫの表裏面で対称に形成される。また、圧電振動片１００と同様に、電極は圧電基板ＡＫの表面にＣｒ層が形成され、Ｃｒ層の表面にＡｕ層が形成されている。 FIG. 10B is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrating piece 300 taken along the line FF in FIG. The electrodes EL1 and EL2 formed on the piezoelectric vibrating piece 300 are formed symmetrically on the front and back surfaces of the piezoelectric substrate AK. Similarly to the piezoelectric vibrating piece 100, the electrode has a Cr layer formed on the surface of the piezoelectric substrate AK and an Au layer formed on the surface of the Cr layer.
＜圧電振動片３００の作製方法＞
圧電振動片３００の圧電基板ＡＫは圧電振動片１００の圧電基板ＡＫと同様の形状をしているが、圧電基板ＡＫ上に形成される電極の形状は圧電振動片３００と圧電振動片１００とでは異なっている。そのため、圧電振動片３００の電極の形成は、図７のステップＳ４０２において、圧電振動片３００用のフォトマスクを使用してフォトレジスト膜ＲＭを露光し、現像する。
<Method for Manufacturing Piezoelectric Vibrating Piece 300>
The piezoelectric substrate AK of the piezoelectric vibrating piece 300 has the same shape as the piezoelectric substrate AK of the piezoelectric vibrating piece 100, but the shape of the electrode formed on the piezoelectric substrate AK is different between the piezoelectric vibrating piece 300 and the piezoelectric vibrating piece 100. Is different. Therefore, the electrodes of the piezoelectric vibrating piece 300 are formed by exposing and developing the photoresist film RM using a photomask for the piezoelectric vibrating piece 300 in step S402 in FIG.
＜圧電振動子３０００の構成＞
図１０（ｃ）は、圧電振動子３０００の断面図である。圧電振動子３０００は、リッドＬＤと、パッケージＰＫと、圧電振動片３００とにより構成されている。圧電振動片３００はパッケージＰＫ内の接続電極ＳＤに導電性接着材ＤＳを通して固定される。また、接続電極ＳＤは、パッケージＰＫの外部に形成されている外部電極ＧＤと電気的に接続されている。パッケージＰＫ内は、リッドＬＤが封止材ＳＧによりパッケージＰＫに接着されることにより封止される。
<Configuration of Piezoelectric Vibrator 3000>
FIG. 10C is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator 3000. The piezoelectric vibrator 3000 includes a lid LD, a package PK, and a piezoelectric vibrating piece 300. The piezoelectric vibrating piece 300 is fixed to the connection electrode SD in the package PK through the conductive adhesive DS. The connection electrode SD is electrically connected to the external electrode GD formed outside the package PK. The package PK is sealed by bonding the lid LD to the package PK with a sealing material SG.
図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）のＧ−Ｇ断面における圧電振動子３０００の断面図である。圧電振動片３００は、引出電極ＥＬＨ１及び引出電極ＥＬＨ２の各引出電極の±Ｚ’軸方向の両端側で導電性接着材ＤＳにより接続電極ＳＤと接続される。つまり圧電振動片３００は、４カ所でパッケージＰＫに固定されている。 FIG. 10D is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator 3000 taken along the line GG in FIG. The piezoelectric vibrating piece 300 is connected to the connection electrode SD by the conductive adhesive DS on both ends in the ± Z′-axis direction of the extraction electrodes ELH1 and ELH2. That is, the piezoelectric vibrating piece 300 is fixed to the package PK at four places.
圧電振動片３００は、励起電極ＥＬＲ１及び励振電極ＥＬＲ２の四隅に切欠部ＫＫを備えることにより、導電性接着材ＤＳと引出電極ＥＬＨ１及び引出電極ＥＬＨ２との接着部と、励起電極ＥＬＲ１及び励起電極ＥＬＲ２との距離が大きくなる。そのため、導電性接着材ＤＳの塗布量が多くなってしまった場合、及び圧電振動片３００をパッケージＰＫに取り付ける際に圧電振動片３００に位置ずれがあった場合等でも、導電性接着材ＤＳと励振電極ＥＬＲ１及び励振電極ＥＬＲ２との接触を防止することができる。また、電極パターンは表裏両面間で対称となっており、圧電振動片３００では±Ｘ軸方向への方向性がなく、圧電振動片３００を接続電極３００に固着する場合の作業を容易にすることができる。 The piezoelectric vibrating piece 300 includes notches KK at the four corners of the excitation electrode ELR1 and the excitation electrode ELR2, so that the adhesion portion between the conductive adhesive DS and the extraction electrode ELH1 and the extraction electrode ELH2, the excitation electrode ELR1 and the excitation electrode ELR2 are provided. And the distance will increase. Therefore, even when the application amount of the conductive adhesive DS has increased, and when the piezoelectric vibrating reed 300 is misaligned when the piezoelectric vibrating reed 300 is attached to the package PK, the conductive adhesive DS and Contact with the excitation electrode ELR1 and the excitation electrode ELR2 can be prevented. Further, the electrode pattern is symmetrical between the front and back surfaces, and the piezoelectric vibrating piece 300 has no directivity in the ± X-axis direction, facilitating work when the piezoelectric vibrating piece 300 is fixed to the connection electrode 300. Can do.
（第４実施例）
圧電基材ＡＫの周囲に枠を有した圧電振動片でも、圧電振動片１００と同様の方法でメサ段部を形成することができる。以下に、枠部ＷＢを有した圧電振動片４００について説明する。
(Fourth embodiment)
Even in the piezoelectric vibrating piece having a frame around the piezoelectric substrate AK, the mesa step portion can be formed in the same manner as the piezoelectric vibrating piece 100. Hereinafter, the piezoelectric vibrating piece 400 having the frame portion WB will be described.
＜圧電振動片４００の構成＞
図１１（ａ）は、圧電振動片４００の平面図である。圧電振動片４００は、例えば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。圧電振動片４００は振動部ＳＨと枠部ＷＢとにより構成されており、振動部ＳＨと枠部ＷＢとは２カ所の接続部１５３において互いに接続されている。振動部ＳＨは圧電振動片１００の圧電基板ＡＫと同様の形状を有しており、電極も同様に取り付けられている。枠部ＷＢは振動部ＳＨを取り囲むように形成されており、圧電振動片４００を圧電振動子４０００に取り付けた時には、枠部ＷＢは圧電振動子４０００の側面部ＳＢとしての働きをする。振動部ＳＨに形成されている引出電極ＥＬＨ１及び引出電極ＥＬＨ２は、接続部１５３を通り、枠部ＷＢの角ＴＥ１及び角ＴＥ２にまで形成されている。
<Configuration of Piezoelectric Vibrating Piece 400>
FIG. 11A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 400. The piezoelectric vibrating piece 400 is, for example, an AT-cut crystal vibrating piece that performs thickness-shear vibration in the X-axis direction. The piezoelectric vibrating piece 400 includes a vibrating portion SH and a frame portion WB, and the vibrating portion SH and the frame portion WB are connected to each other at two connection portions 153. The vibrating portion SH has the same shape as the piezoelectric substrate AK of the piezoelectric vibrating piece 100, and the electrodes are also attached in the same manner. The frame part WB is formed so as to surround the vibration part SH. When the piezoelectric vibrating piece 400 is attached to the piezoelectric vibrator 4000, the frame part WB functions as the side face part SB of the piezoelectric vibrator 4000. The extraction electrode ELH1 and extraction electrode ELH2 formed in the vibration part SH pass through the connection part 153 and are formed up to the corner TE1 and the corner TE2 of the frame part WB.
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＨ−Ｈ断面における断面図である。枠部ＷＢと振動部ＳＨとの間には貫通溝１５２が形成されている。枠部ＷＢの厚さＤＺＷは振動部ＳＨの厚さＤＺＳと同じでも良いし、異なっていても良い。 FIG.11 (b) is sectional drawing in the HH cross section of Fig.11 (a). A through groove 152 is formed between the frame part WB and the vibration part SH. The thickness DZW of the frame part WB may be the same as or different from the thickness DZS of the vibration part SH.
図１１（ｃ）は、組立前の圧電振動子４０００の断面図である。圧電振動子４０００は、リッドＬＤと、ベースＢＳと、圧電振動片４００とにより形成されている。引出電極ＥＬＨ１及び引出電極ＥＬＨ２はそれぞれ角ＴＥ１及び角ＴＥ２において、ベースＢＳに形成された接続電極ＳＤと導電性接着材ＤＳにより接着される。また、リッドＬＤとベースＢＳと圧電振動片４００とは、例えば水晶を基材としている。この場合は、リッドＬＤとベースＢＳと圧電振動片４００との接合はシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）技術によって行われる。シロキサン結合技術は水晶同士を直接接合する。 FIG. 11C is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator 4000 before assembly. The piezoelectric vibrator 4000 is formed by a lid LD, a base BS, and a piezoelectric vibrating piece 400. The extraction electrode ELH1 and the extraction electrode ELH2 are bonded to the connection electrode SD formed on the base BS by the conductive adhesive DS at the corners TE1 and TE2, respectively. Further, the lid LD, the base BS, and the piezoelectric vibrating piece 400 are made of, for example, quartz as a base material. In this case, the lid LD, the base BS, and the piezoelectric vibrating piece 400 are joined by a siloxane bond (Si—O—Si) technique. Siloxane bonding technology directly bonds the crystals together.
＜圧電振動片４００の作製方法＞
圧電振動片４００の作製方法は、基本的には図４から図７に示した圧電振動片１００の作製方法と同じであるが、図４に示した圧電基板外形形成工程において、振動部ＳＨと枠部ＷＢとを分けるための貫通溝１５２を形成する。また、図５のステップＳ２０３において、枠部ＷＢのフォトレジスト膜ＲＭも露光すれば枠部ＷＢの厚さＤＺＷを薄く形成することができ、露光しなければ枠部ＷＢの厚さは圧電材ウエハ１５０と同じ厚さに形成することができる。
<Method for Manufacturing Piezoelectric Vibrating Piece 400>
The manufacturing method of the piezoelectric vibrating piece 400 is basically the same as the manufacturing method of the piezoelectric vibrating piece 100 shown in FIGS. 4 to 7, but in the piezoelectric substrate outer shape forming process shown in FIG. A through groove 152 for separating the frame portion WB is formed. Further, in step S203 of FIG. 5, if the photoresist film RM of the frame portion WB is also exposed, the thickness DZW of the frame portion WB can be reduced, and if not exposed, the thickness of the frame portion WB is set to the piezoelectric material wafer. The same thickness as 150 can be formed.
第１実施例から第４実施例におけるリッドＬＤ、パッケージＰＫ又はベースＢＳの基材は、ガラス、セラミックまたは水晶材料等により形成される。しかし、以下の理由により特に水晶材料を使用することが好ましい。 The base material of the lid LD, the package PK, or the base BS in the first to fourth embodiments is formed of glass, ceramic, quartz material, or the like. However, it is particularly preferable to use a quartz material for the following reasons.
工業材料の硬さを表わす指標の一つにヌープ硬度がある。ヌープ硬度は数値が高ければ硬く、低ければ柔らかい。リッドＬＤ、パッケージＰＫ又はベースＢＳに使用される代表的なガラスであるホウケイ酸ガラスは、ヌープ硬度が５９０ｋｇ／ｍｍ２である。また、水晶のヌープ硬度は７１０〜７９０ｋｇ／ｍｍ２である。そのため圧電振動子では、リッドＬＤ、パッケージＰＫ又はベースＢＳにガラスの代わりに水晶を使用する方が圧電振動子の硬度を高くすることができる。また、圧電振動子を所定の硬度にする場合には、リッドＬＤ、パッケージＰＫ又はベースＢＳに使われるガラスの厚みを厚くする必要があるが、水晶であれば厚みが薄くてもよい。つまり、同じ硬度の圧電振動子であればリッドＬＤ、パッケージＰＫ又はベースＢＳに水晶を使用すると、小型化・低背化が可能となる。 One of the indices representing the hardness of industrial materials is Knoop hardness. Knoop hardness is hard when the numerical value is high, and soft when it is low. Borosilicate glass, which is a typical glass used for lid LD, package PK or base BS, has a Knoop hardness of 590 kg / mm 2 . Further, the Knoop hardness of quartz is 710 to 790 kg / mm 2 . Therefore, in the piezoelectric vibrator, the hardness of the piezoelectric vibrator can be increased by using quartz instead of glass for the lid LD, the package PK, or the base BS. In addition, when the piezoelectric vibrator has a predetermined hardness, it is necessary to increase the thickness of the glass used for the lid LD, the package PK, or the base BS. That is, if a piezoelectric vibrator having the same hardness is used for the lid LD, the package PK, or the base BS, the size and the height can be reduced.
また、圧電振動子の作製時、または圧電振動子のプリント基板への取り付け時には圧電振動子に熱が加えられる。その時に、リッドＬＤ、パッケージＰＫ又はベースＢＳに水晶材料とは異なる種類の材料を使用する場合、圧電振動子内には熱膨張係数の差による応力が加わる。熱膨張係数の差が大きいとこの応力も大きくなり、特に第４実施例における圧電振動片４００では強度の弱い枠部ＷＢの角等が破損することがある。そのため、リッドＬＤ及びベースＢＳと圧電振動片４００との熱膨張係数の差を小さくすることが望まれる。リッドＬＤ及びベースＢＳに水晶を使用することは、リッドＬＤ及びベースＢＳにガラスを使用した場合に比べて圧電振動片４００との熱膨張係数の差を小さくし、圧電振動子内の応力を小さくすることができるため好ましい。さらに、上記の通り、ガラスを使用した場合に比べて圧電振動子の小型化・低背化が可能となるため好ましい。 Further, heat is applied to the piezoelectric vibrator when the piezoelectric vibrator is manufactured or attached to the printed circuit board. At that time, when a material of a type different from the quartz material is used for the lid LD, the package PK, or the base BS, stress due to a difference in thermal expansion coefficient is applied to the piezoelectric vibrator. If the difference in thermal expansion coefficient is large, this stress also increases. In particular, in the piezoelectric vibrating piece 400 in the fourth embodiment, the corners of the weak frame portion WB may be damaged. Therefore, it is desired to reduce the difference in thermal expansion coefficient between the lid LD and base BS and the piezoelectric vibrating piece 400. The use of quartz for the lid LD and the base BS reduces the difference in thermal expansion coefficient with the piezoelectric vibrating piece 400 and reduces the stress in the piezoelectric vibrator compared to the case where glass is used for the lid LD and the base BS. This is preferable because it can be performed. Furthermore, as described above, the piezoelectric vibrator can be reduced in size and height as compared with the case where glass is used, which is preferable.
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。 The optimum embodiment of the present invention has been described in detail above. However, as will be apparent to those skilled in the art, the present invention can be implemented with various modifications and variations within the technical scope thereof.
たとえば、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、ＬｉＴａＯ3（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。 For example, in the present embodiment, the explanation has been given by taking quartz as an example of the piezoelectric material of the piezoelectric substrate AK. However, this is merely an example, and for example, LiTaO3 (lithium tantalate) can be applied besides the quartz as the piezoelectric material. Is possible. Further, silver Ag or the like can be used instead of gold Au, and nickel Ni, titanium Ti, tungsten W, or the like can be used instead of chromium Cr.
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。 Moreover, although the AT-cut crystal piece has been described as a representative, a BT-cut crystal piece may be used. Furthermore, the piezoelectric device can also be configured as a piezoelectric oscillator incorporating an integrated circuit IC including an oscillation circuit in addition to the piezoelectric vibrator.
１００、２００、３００、４００ 圧電振動片
１５０ 圧電材ウエハ
１５１ オリエンテーションフラット
１５２ 貫通溝
１５３ 接続部
１５４ ダイシングライン
１６０ 圧電材ウエハ１５０の拡大部
１０００、２０００、３０００、４０００ 圧電振動子
ＡＫ 圧電基板
ＢＡ 基部
ＢＢ 階段領域
ＢＳ ベース
ＣＮ 圧電基板ＡＫの内周側の段差
ＣＧ 圧電基板ＡＫの外周側の段差
ＤＳ 導電性接着材
ＤＸ１、ＤＸ２、ＤＹ１、ＤＹ２、ＤＺ１、ＤＺ２ 段差
ＥＬ１、ＥＬ２ 電極
ＥＬＲ１、ＥＬＲ２ 励振電極
ＥＬＨ１、ＥＬＨ２ 引出電極
Ｆ１ 第１メサ段部
Ｆ２ 第２メサ段部
ＧＤ 外部電極
ＫＫ 切欠部
ＫＰ 金属膜パターン
ＬＤ リッド
ＰＭ１、ＰＭ２ フォトマスク
ＲＭ フォトレジスト膜
ＲＰ レジストパターン
ＳＢ 側面部
ＳＤ 接続電極
ＳＥ 圧電基板サイドエッチング領域
ＳＧ 封止材
ＳＨ 振動部
ＴＳ 突出部
ＷＢ 枠部
100, 200, 300, 400 Piezoelectric vibrating piece 150 Piezoelectric material wafer 151 Orientation flat 152 Through groove 153 Connection portion 154 Dicing line 160 Enlarged portion of the piezoelectric material wafer 150 1000, 2000, 3000, 4000 Piezoelectric vibrator AK Piezoelectric substrate BA Base BB Step region BS Base CN Step on the inner periphery side of the piezoelectric substrate AK Step difference on the outer periphery side of the CG piezoelectric substrate AK DS Conductive adhesive DX1, DX2, DY1, DY2, DZ1, DZ2 Step EL1, EL2 electrode ELR1, ELR2 Excitation electrode ELH1 ELH2 Lead electrode F1 First mesa step F2 Second mesa step GD External electrode KK Notch KP Metal film pattern LD Lid PM1, PM2 Photomask RM Photoresist film RP Resist pattern SB Side surface SD Connection electrode S Piezoelectric substrate separate regions SG sealant SH vibrating section TS protrusion WB frame portion
Claims (2)
前記圧電基板の表面に第１層金属膜と前記第１層金属膜の表面に第２層金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜形成工程後に、前記圧電材ウエハに貫通溝を形成して前記圧電基板の外形を形成する貫通溝形成工程と、
前記第２層金属膜を残したまま、前記貫通溝形成工程後に現れた前記第１層金属膜をその側面よりエッチングする第１金属膜エッチング工程と、
前記第１金属膜エッチング工程後に、側面がエッチングされた前記第１金属膜を保護膜として前記圧電基板をエッチングしてメサ段部を形成するメサ段部形成工程と、
を備える圧電振動片の製造方法。 In a manufacturing method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece in which an excitation electrode is formed on a piezoelectric substrate based on a piezoelectric material,
A metal film forming step of forming a first layer metal film on the surface of the piezoelectric substrate and a second layer metal film on the surface of the first layer metal film;
A through groove forming step of forming a through groove in the piezoelectric material wafer to form an outer shape of the piezoelectric substrate after the metal film forming step;
A first metal film etching step of etching the first layer metal film that has appeared after the through groove forming step from the side surface while leaving the second layer metal film ;
A mesa step portion forming step of forming a mesa step portion by etching the piezoelectric substrate using the first metal film whose side surface is etched as a protective film after the first metal film etching step;
A method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece.
The method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to claim 1 , wherein a plurality of mesa step portions are formed by repeating the first metal film etching step and the mesa step portion forming step a plurality of times.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012130329A JP5364185B2 (en) | 2010-02-24 | 2012-06-08 | Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010038193 | 2010-02-24 | ||
| JP2010038193 | 2010-02-24 | ||
| JP2012130329A JP5364185B2 (en) | 2010-02-24 | 2012-06-08 | Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010069446A Division JP5059897B2 (en) | 2010-02-24 | 2010-03-25 | Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012191660A true JP2012191660A (en) | 2012-10-04 |
| JP5364185B2 JP5364185B2 (en) | 2013-12-11 |
Family
ID=47084265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012130329A Expired - Fee Related JP5364185B2 (en) | 2010-02-24 | 2012-06-08 | Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5364185B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10103710B2 (en) | 2014-10-02 | 2018-10-16 | Seiko Epson Corporation | Resonator, oscillator, electronic apparatus, and mobile object |
| JP2021175077A (en) * | 2020-04-24 | 2021-11-01 | セイコーエプソン株式会社 | Method for manufacturing vibration element, vibration element, and vibrator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003073200A (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Daishinku Corp | Etching method and etch profile shaped product made by the method |
-
2012
- 2012-06-08 JP JP2012130329A patent/JP5364185B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003073200A (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Daishinku Corp | Etching method and etch profile shaped product made by the method |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10103710B2 (en) | 2014-10-02 | 2018-10-16 | Seiko Epson Corporation | Resonator, oscillator, electronic apparatus, and mobile object |
| JP2021175077A (en) * | 2020-04-24 | 2021-11-01 | セイコーエプソン株式会社 | Method for manufacturing vibration element, vibration element, and vibrator |
| JP7456264B2 (en) | 2020-04-24 | 2024-03-27 | セイコーエプソン株式会社 | Vibration element manufacturing method, vibration element and vibrator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5364185B2 (en) | 2013-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5059897B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece | |
| JP5296113B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device | |
| JP5239748B2 (en) | Quartz crystal | |
| US9231184B2 (en) | Piezoelectric resonator element and piezoelectric resonator | |
| JP4460612B2 (en) | Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof | |
| JP4629094B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric device and manufacturing method thereof | |
| JP5123962B2 (en) | Tuning fork type piezoelectric vibrating piece, piezoelectric frame, piezoelectric device, tuning fork type piezoelectric vibrating piece, and method for manufacturing piezoelectric frame | |
| JP4714770B2 (en) | Tuning fork type piezoelectric vibrating piece and method for manufacturing tuning fork type piezoelectric vibrating piece | |
| CN102195598B (en) | Piezoelectric resonator and method of manufacturing piezoelectric resonator | |
| JP5216288B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece, method for manufacturing piezoelectric device | |
| JP2008067345A (en) | At cut quartz crystal resonator element and method for manufacturing the same | |
| JP2012085253A (en) | Surface-mounted crystal device and method of manufacturing crystal device | |
| JP2003110388A (en) | Piezoelectric oscillator element and manufacturing method thereof, and piezoelectric device | |
| US8410861B2 (en) | Piezoelectric vibrator, oscillator, electronic equipment and radio-controlled timepiece, and method of manufacturing piezoelectric vibrator | |
| JP4771070B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device | |
| US20130063001A1 (en) | Piezoelectric device and method of manufacturing piezoelectric device | |
| US20120068579A1 (en) | Method for Manufacturing a Piezoelectric Device and the Same | |
| JP5364185B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece | |
| JP5987321B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, method for manufacturing piezoelectric vibrating piece, piezoelectric device, and electronic apparatus | |
| JP2009152988A (en) | Piezoelectric vibration chip, piezoelectric device and manufacturing methods for them | |
| JP2009071640A (en) | Method for beveling piezoelectric vibrating raw substrate, piezoelectric vibrating reed, and piezoelectric vibrator | |
| JP2003060481A (en) | Piezoelectric oscillation element and manufacturing method therefor, and piezoelectric device | |
| JP2007053670A (en) | Elastic boundary wave element | |
| JP3734127B2 (en) | Piezoelectric vibrator, piezoelectric oscillator, and method of manufacturing piezoelectric vibration element used therefor | |
| JPH04294622A (en) | Production of piezoelectric element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130617 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130709 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130902 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130906 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |