JP2014192646A - 水晶振動片及び水晶デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、振動部に容易に精度の高い加工を行うことができる水晶振動片及び水晶デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】所定の振動数で振動する水晶振動部を有し、所定の形状に形成される水晶振動片の製造方法が、第１平面と該第１平面に対向する第２平面で形成された水晶ウエハ（Ｗ１１０）の少なくとも一方の面上にレジスト（１７１）を塗布する塗布工程（Ｓ１１２）と、水晶振動片の形状に対応する型が形成されている第１スタンパ（１７２）を、レジストが塗布された水晶ウエハに対してプレスするプレス工程（Ｓ１１３）と、第１スタンパをプレスしている最中に、レジストを露光又は加熱する工程（Ｓ１１４）と、水晶ウエハでプレスされたレジストをマスクとして、レジスト及び水晶ウエハをドライエッチング工法又はブラスト工法で加工する加工工程と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、所定の形状に形成される水晶振動片の製造方法、及び水晶振動片を含む水晶デバイスの製造方法に関する。

小型の情報機器や、携帯電話、又は移動体通信機器等には、所定の振動数で振動する水晶振動片が使用される。このような水晶振動片に関しては、例えば、特許文献１では、振動部が凸状に形成された水晶振動片、いわゆるコンベックス型の水晶振動片が開示されている。このような形状によれば、機械的振動により発生した電荷をより多く励振電極の下に集中でき、インピーダンスを小さくすることができる。特許文献１では、フォトマスクを使用した露光及びエッチングにより水晶振動片の凸形状を形成している。

特開２０１２−１９９６０６号公報

しかし、フォトマスクによる露光では半球形の凸形状を精度よく形成することが難しかった。また、エッチング量を調整しながら半球形の凸形状を形成する場合には、多くの時間がかかっていた。

そこで、本発明は、振動部に容易に精度の高い加工を行い凸の半球状の曲面を形成することができる水晶振動片及び水晶デバイスの製造方法の提供を目的とする。

第１観点の水晶振動片の製造方法は、所定の振動数で振動する水晶振動部を有し、所定の形状に形成される水晶振動片の製造方法である。また、水晶振動片の製造方法は、第１平面と該第１平面に対向する第２平面で形成された水晶ウエハの少なくとも一方の面上にレジストを塗布する塗布工程と、水晶振動片の形状に対応する型が形成されている第１スタンパを、レジストが塗布された水晶ウエハに対してプレスするプレス工程と、第１スタンパをプレスしている最中に、レジストを露光又は加熱する工程と、水晶ウエハでプレスされたレジストをマスクとして、レジスト及び水晶ウエハをドライエッチング工法又はブラスト工法で加工する加工工程と、を備える。

第２観点の水晶振動片の製造方法は、第１観点において、塗布工程が第１平面及び第２平面にレジストを塗布し、プレス工程が第１平面及び第２平面に同時に一対の第１スタンパをプレスする。

第３観点の水晶振動片の製造方法は、第１観点において、水晶振動片が、水晶振動部が凸の半球状の曲面に形成され、該水晶振動部の周りに形成される平面状の支持部を有し、塗布工程では第１平面及び第２平面にレジストを塗布し、プレス工程では第１平面に第１スタンパを、平面状の支持部に対応する平面領域のみを有する第２スタンパを、それぞれプレスする。

第４観点の水晶振動片の製造方法は、第１観点から第３観点において、レジストが熱を加えることにより熱硬化する材料から形成され、レジストを露光又は加熱する工程では、レジストを加熱してレジストを硬化する。

第５観点の水晶振動片の製造方法は、第１観点から第３観点において、レジストが紫外線により硬化する材料から形成され、レジストを露光又は加熱する工程では、レジストに紫外線を露光して硬化させる。

第６観点の水晶振動片の製造方法は、第５観点において、第１スタンパが透明なガラス材料で形成されており、レジストを露光する工程では第１スタンパを介して紫外線をレジストに露光する。

第７観点の水晶振動片の製造方法は、第１観点から第６観点において、水晶振動片が結晶方向のＸ軸を中心として回転したＸ軸、Ｙ’軸及びＺ’軸から規定されたＡＴカットの水晶振動片であり、Ｙ’軸方向が水晶振動片の厚さ方向である。

第８観点の水晶デバイスの製造方法は、第１観点から第７観点の水晶振動片が形成される工程と、複数のベース板が形成されたベースウエハが用意される工程と、複数のリッド板が形成されたリッドウエハが用意される工程と、水晶振動片をベース板に載置する工程と、リッド板が水晶振動片を密封するように配置されるようにベースウエハとリッドウエハとを接合する工程と、を備える。

本発明によれば、振動部に容易に精度の高い加工を行い凸の半球状の曲面を形成する水晶振動片及び水晶デバイスの製造方法を提供することができる。

水晶デバイス１００の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、水晶振動片１１０の平面図である。 （ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 水晶デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。 水晶ウエハＷ１１０の平面図である。 水晶ウエハＷ１１０の形成工程を示したフローチャートである。 水晶ウエハＷ１１０の形成工程を示したフローチャートである。 ベースウエハの平面図である。 リッドウエハの平面図である。 水晶デバイス２００の分解斜視図である。 図１０のＤ−Ｄ断面図である。 （ａ）は、水晶振動片２３０の平面図である。 （ｂ）は、図１２（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。 水晶ウエハＷ２１０の平面図である。 水晶ウエハＷ２１０の形成工程を示したフローチャートである。 水晶ウエハＷ２１０の形成工程を示したフローチャートである。

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

（第１実施形態）
＜水晶デバイス１００の構成＞
図１は、水晶デバイス１００の分解斜視図である。水晶デバイス１００は主に、水晶振動片１１０と、ベース板１２０と、リッド板１３０と、により構成されている。水晶振動片１１０には例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットの水晶振動片は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明では、ＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、水晶デバイス１００においては水晶デバイス１００の長辺方向をＸ軸方向、水晶デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。

水晶振動片１１０は、所定の振動数で振動し、＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面が凸の半球状（以下では、「半球」の表記が半楕円球を含むとする。）の曲面に形成される水晶振動部１１１と、平面状の支持部１１２と、を有している。水晶振動部１１１の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面には励振電極１１３が形成されており、支持部１１２には励振電極１１３から引き出された引出電極１１４が形成されている。

ベース板１２０は、＋Ｙ’軸側の面の周囲に封止材１４２（図２（ａ）参照）を介してリッド板１１０に接合される接合面１２２が形成されている。また、ベース板１２０の＋Ｙ’軸側の面の中央には、接合面１２２から−Ｙ’軸方向に凹んだ凹部１２１が形成されている。凹部１２１には一対の接続電極１２３が形成されており、各接続電極１２３は導電性接着剤１４１（図２（ａ）参照）を介して水晶振動片１３０の引出電極１３２に電気的に接続される。また、ベース板１２０の−Ｙ’軸側の面には、水晶デバイス１００をプリント基板等へ実装するための実装端子１２４が形成されている。接続電極１２３は、ベース板１２０をＹ’軸方向に貫通して形成される貫通電極１２５を介して実装端子１２４に電気的に接続されている。

リッド板１３０は、−Ｙ’軸側の面に＋Ｙ’軸方向に凹んだ凹部１３１が形成されている。また、凹部１３１を囲むように接合面１３２が形成されている。接合面１３２は封止材１４２（図２（ａ）参照）を介してベース板１２０の接合面１２２に接合される。

図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。ベース板１２０の接合面１２２とリッド板１３０の接合面１３２とが封止材１４２を介して接合されることにより、水晶デバイス１００内には密閉されたキャビティ１０１が形成される。水晶振動片１１０は、引出電極１１４が導電性接着剤１４１を介してベース板１２０の接続電極１２３に電気的に接合されることによりキャビティ１０１内に配置されている。これにより、励振電極１１３は実装端子１２４に電気的に接続される。

図３（ａ）は、水晶振動片１１０の平面図である。水晶振動部１１１は、楕円状の平面形状を有している。また、水晶振動部１１１の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面には楕円状の励振電極１１３が形成されている。水晶振動部１１１の＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１３から引き出される引出電極１１４は、励振電極１１３から−Ｘ軸側に引き出され、さらに支持部１１２の−Ｚ’軸側の側面を介して支持部１１２の−Ｙ’軸側の面にまで引き出されている。水晶振動部１１１の−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１３（不図示）から引き出される引出電極１１４は、励振電極１１３から−Ｘ軸側に引き出され、さらに支持部１１２の＋Ｚ’軸側の側面を介して支持部１１２の＋Ｙ’軸側の面にまで引き出されている。

図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。水晶振動部１１１の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面は、凸の半楕円球状の曲面に形成されており、励振電極１１３はこの曲面に応じて形成されている。水晶振動片１１０は、水晶振動部１１１の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面が凸の半楕円球状の曲面に形成されていることにより、水晶振動部１１１で発生する振動エネルギーを効率的に閉じ込めることができる。

＜水晶デバイス１００の製造方法＞
図４は、水晶デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。以下、図４のフローチャートを参照して水晶デバイス１００の製造方法について説明する。

図４のステップＳ１０１では、水晶振動片１１０が形成される。水晶振動片１１０は、水晶ウエハＷ１１０に複数の水晶振動片１１０が形成されることにより、一度に多くの水晶振動片が同時に形成される。

図５は、水晶ウエハＷ１１０の平面図である。水晶ウエハＷ１１０には複数の水晶振動片１１０が形成されている。各水晶振動片１１０の周りには水晶ウエハＷ１１０を貫通する貫通溝１６２が形成されており、各水晶振動片１１０は接続部１６１を介して水晶ウエハＷ１１０に接続されている。各水晶振動片１１０は、接続部１６１を切断することにより水晶ウエハＷ１１０から切り離される。以下、水晶ウエハＷ１１０の形成方法を図６及び図７を参照して説明する。

図６及び図７は、水晶ウエハＷ１１０の形成工程を示したフローチャートである。図６及び図７では、各ステップの右側に水晶ウエハＷ１１０の部分断面図が示されている。この断面図は、図５のＣ−Ｃ断面を含む断面図である。

図６のステップＳ１１１では、水晶ウエハＷ１１０が用意される。図６（ａ）は、ステップＳ１１１で用意されたＡＴカットされた水晶ウエハＷ１１０の断面図である。水晶ウエハＷ１１０は、ＡＴカットの水晶材により形成されており、＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面が平面状に形成されている。

ステップＳ１１２では、水晶ウエハＷ１１０にレジスト膜１７１が形成される。図６（ｂ）は、レジスト膜１７１が形成された水晶ウエハＷ１１０の断面図である。水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面にはレジストが塗布されることによりレジスト膜１７１が形成される。ステップＳ１１２は、レジストを塗布する塗布工程であり、塗布されるレジストは例えば紫外線が照射されることにより硬化される紫外線硬化性樹脂である。

ステップＳ１１３では、第１スタンパ１７２をレジスト膜１７１に押し付ける。図６（ｃ）は、第１スタンパ１７２が押し付けられた水晶ウエハＷ１１０の断面図である。第１スタンパ１７２は、水晶振動片１１０の凸の半球状の曲面に対応する凹の半球状の曲面領域１７３と、水晶振動片１１０の支持部１１２に対応する平面領域１７４と、を有している。すなわち、第１スタンパ１７２には、水晶振動片１１０の＋Ｙ’軸側の面又は−Ｙ’軸側の面の表面形状の型が形成されている。ステップＳ１１３では、第１スタンパ１７２を＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面に形成されるレジスト膜１７１に押し付けることによりレジスト膜１７１に水晶振動部１１１を形成する凸の半球状の曲面、及び支持部１１２を形成する平面を形成する。また、第１スタンパ１７２は、例えば紫外線に対して透過率の高い透明なガラス材料又は石英などで形成される。ステップＳ１１３は、水晶ウエハに対してスタンパをプレスするプレス工程である。

ステップＳ１１４では、第１スタンパ１７２をプレスしている最中にレジスト膜１７１を露光する。図６（ｄ）は、レジスト膜１７１が露光された水晶ウエハＷ１１０の断面図である。レジスト膜１７１は、第１スタンパ１７２がプレスされた状態で、紫外線を、第１スタンパ１７２を透過させて照射されることにより露光される。これにより、レジスト膜１７１が硬化される。

図７のステップＳ１１５では、第１スタンパ１７２が水晶ウエハＷ１１０から剥がされる。図７（ａ）は、第１スタンパ１７２が剥がされた後の水晶ウエハＷ１１０の断面図である。水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ軸側及び−Ｙ軸側の面には、水晶振動部１１１を形成する凸の半球状の曲面、及び支持部１１２を形成する平面の形状に形成された硬化されたレジスト膜１７１が形成されている。

ステップＳ１１６では、水晶ウエハＷ１１０がドライエッチングされる。図７（ｂ）は、ドライエッチングされた後の水晶ウエハＷ１１０の断面図である。水晶ウエハＷ１１０は、ドライエッチングされることにより、水晶ウエハＷ１１０に水晶振動片１１０の外形が形成される。ドライエッチングは、反応性イオンガス又はプラズマガスによって水晶ウエハＷ１１０を化学的な反応によりエッチングする方法であり、レジスト膜１７１を含んだ水晶ウエハＷ１１０の表面の凹凸の形状を保ったままエッチングすることができる。そのため、レジスト膜１７１により形成された表面の形状をそのまま残すように水晶ウエハＷ１１０がエッチングされる。すなわち、レジスト膜１７１により形成された形状が水晶ウエハＷ１１０に転写される。また、水晶ウエハＷ１１０には貫通溝１６２が形成されている。ステップＳ１１６は、ドライエッチング工法により水晶ウエハＷ１１０が加工される加工工程である。

ステップＳ１１７では、水晶ウエハＷ１１０に金属膜１７５及びフォトレジスト１７６が形成される。図７（ｃ）は、金属膜１７５及びフォトレジスト１７６が塗布された水晶ウエハＷ１１０が示されている。金属膜１７５は、水晶ウエハＷ１１０に所定の金属をスパッタリングもしくは真空蒸着などを行うことにより形成される。金属膜１７５は、例えば水晶ウエハＷ１１０に下地としてニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）又はニッケル・タングステン（ＮｉＷ）等の膜を形成し、下地の上面に金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）等を成膜することにより形成される。フォトレジスト１７６は、金属膜１７５の表面にスピンコートなどの手法で均一に塗布される。

ステップＳ１１８では、水晶ウエハＷ１１０の各水晶振動片１１０にそれぞれ励振電極１１３及び引出電極１１４が形成される。図７（ｄ）は、励振電極１１３及び引出電極１１４が形成された水晶ウエハＷ１１０の断面図である。ステップＳ１１８では、マスク１７７を介して励振電極１１３及び引出電極１１４が形成される領域以外に形成されているフォトレジスト１７６が露光され、フォトレジスト１７６が現像される。さらに、フォトレジスト１７６が現像された領域の金属膜１７５がエッチングにより除去されて、励振電極１１３及び引出電極１１４が形成される。

図６及び図７により水晶ウエハＷ１１０に形成された水晶振動片１１０は、最後に接続部１６１が切断されて個々の水晶振動片１１０に分離される。

図４に戻って、ステップＳ２０１では、ベースウエハＷ１２０が形成される。ステップＳ２０１では、水晶材又はガラス等により形成されるウエハに複数のベース板１２０を形成するステップである。

図８は、ベースウエハＷ１２０の平面図である。ベースウエハＷ１２０には複数のベース板１２０が形成されており、各ベース板１２０の＋Ｙ’軸側には凹部１２１及び接合面１２２が形成されている。また、各凹部１２１には接続電極１２３が形成されており接続電極１２３は貫通電極１２５を通して−Ｙ’軸側の面に形成される実装端子１２４（図２参照）に電気的に接続される。ベースウエハＷ１２０に形成される接続電極１２３は、水晶ウエハＷ１１０の励振電極１１１と同様に、例えばクロム（Ｃｒ）による第１層（不図示）と金（Ａｕ）による第２層（不図示）とにより形成されることができる。図８には、二点鎖線でスクライブライン１８１が示されている。このスクライブライン１８１は、後述される図４のステップＳ５０２でベースウエハＷ１２０が切断される線である。

ステップＳ３０１では、リッドウエハＷ１３０が形成される。ステップＳ３０１では、水晶材又はガラス等により形成されるウエハに複数のリッド板１３０を形成するステップである。

図９は、リッドウエハＷ１３０の平面図である。リッドウエハＷ１３０には複数のリッド板１３０が形成されており、各リッド板１３０の−Ｙ’軸側の面には凹部１３１及び接合面１３２が形成されている。図９には、二点鎖線でスクライブライン１８１が示されている。

ステップＳ４０１では、水晶振動片１１０がベースウエハＷ１２０に載置される。ベースウエハＷ１２０の各接続電極１２３には導電性接着剤１４１（図２参照）が形成され、その上に引出電極１１４が導電性接着剤１４１に接合されるように水晶振動片１１０が載置される。

ステップＳ５０１では、ベースウエハＷ１２０とリッドウエハＷ１３０とが接合される。ステップＳ５０１では、まずベースウエハＷ１２０の接合面１２２に封止材１４２（図２参照）が塗布される。その後、リッドウエハＷ１３０の接合面１１２とベースウエハＷ１２０の接合面１２２とが重ね合わされて接合される。

ステップＳ５０２では、ベースウエハＷ１２０とリッドウエハＷ１３０とが切断される。図８及び図９に示されたスクライブライン１８１に沿ってベースウエハＷ１２０とリッドウエハＷ１３０とが切断されることにより、水晶デバイス１００が個々に切断される。

スタンパを基板に押し当てることで微細加工を行う技法はナノインプリントと呼ばれる。水晶デバイス１００では、このようなナノインプリントの技法により水晶振動片１１０が作製されることにより、凸の半球状の曲面などの３次元形状を精密に形成することができる。そのため、作製された水晶振動片１００の形状の誤差が小さく、水晶振動片１００の特性が安定する。また、今後さらなる水晶振動片の小型化が進んでいくと考えられるが、このような場合、水晶振動片はさらに高い加工精度が求められる。スタンパにより微細加工を行うナノインプリントの技法を用いることにより、水晶振動片のさらなる小型化にも対応することができる。さらに、上記の方法は露光が容易であり、露光量を調整しながら半球形の凸形状を形成する場合に比べて加工時間を短縮することができる。

また、従来は、水晶振動片に凸の半球状の曲面を形成する場合に、ドラムに研磨剤と水晶振動片とを多数入れ、ドラムを回転させて物理的に研削する方法で行われる場合があった。しかし、この方法では、水晶振動片の表面に傷が発生すること、及び加工時間が長くなるという問題点があった。上記のナノインプリントの方法では、物理的な研削を行わないため表面に傷がない均一な状態に仕上げることが可能であり、加工時間も短縮することができる。

（第２実施形態）
水晶デバイスは、水晶振動片が水晶振動部を囲むように形成される枠部を有し、ベース板及びリッド板がそれぞれ枠部を挟んで重ね合わされることにより形成される３枚重ねの水晶デバイスとして形成されてもよい。以下に３枚重ねの水晶デバイスである水晶デバイス２００について説明する。また、第１実施形態と同じ部分に関しては第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

＜水晶デバイス２００の構成＞
図１０は、水晶デバイス２００の分解斜視図である。水晶デバイス２００は、主に水晶振動片２１０と、ベース板２２０と、リッド板２３０と、により形成されている。水晶振動片２１０は、例えばＡＴカットの水晶材により形成される。水晶振動片２１０は、＋Ｙ’軸側の面が楕円球体状に形成されている水晶振動部２１１と、水晶振動部２１１を囲むように形成されている枠部２１５と、水晶振動部２１１と枠部２１５とを連結している連結部２１６と、を有している。枠部２１５と連結部２１６とは平面を有している。また、水晶振動部２１１と枠部２１５との間の連結部２１６以外の空間は、水晶振動片をＹ軸方向に貫通する貫通溝２１７となっている。水晶振動部２１１には励振電極２１３が形成されており、励振電極２１３からは、連結部２１６を介して引出電極２１４が枠部２１５にまで引き出されている。

ベース板２２０は、＋Ｙ軸側の面に枠部２１５に接合される接合面２２２が形成されており、＋Ｙ’軸側の面の中央には、接合面２２２から−Ｙ’軸方向に凹んでいる凹部２２１が形成されている。接合面２２２の−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角、及び＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角には水晶振動片２１０の引出電極２１４に接続される接続電極２２３が形成されている。また、ベース板２２０の四隅の側面は、内側に凹んだキャスタレーション２２６が形成されている。ベース板２２０の−Ｙ’軸側の面には一対の実装端子２２４が形成されており、実装端子２２４は、キャスタレーション２２３を介して接続電極２２３に電気的に接続されている。

リッド板２３０は、−Ｙ’軸側の面に＋Ｙ’軸方向に凹んだ凹部２３１が形成されている。また、凹部２３１を囲むように接合面２３２が形成されている。接合面２３２は封止材１４２（図１１参照）を介して水晶振動片２１０の枠部２１５に接合される。

図１１は、図１０のＤ−Ｄ断面図である。ベース板２２０の接合面２２２と水晶振動片２１０の枠部２１５の−Ｙ’軸側の面とが封止材１４２を介して接合され、リッド板２３０の接合面２３２と水晶振動片２１０の枠部２１５の＋Ｙ’軸側の面とが封止材１４２を介して接合される。これにより、水晶デバイス２００内には密閉されたキャビティ２０１が形成され、キャビティ２０１には水晶振動部２１１が配置される。また、ベース板２２０に形成される接続電極２２３と水晶振動片２１０の引出電極２１４とが電気的に接続されることにより、励振電極２１３と実装端子２２４とが電気的に接続される。

図１２（ａ）は、水晶振動片２３０の平面図である。水晶振動片２３０は、水晶振動部２１１の平面形状が楕円状に形成されており、水晶振動部２１１の周りを囲む枠部２１５の外形は矩形状に形成されている。連結部２１６は水晶振動部２１１の−Ｘ軸側に接合されることにより連結部２１６と枠部２１５とを連結している。水晶振動部２１１の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面には励振電極２１３が形成されている。＋Ｙ’軸側の面の励振電極２１３からは、連結部２１６を介して枠部２１５に引き出され、さらに貫通溝２１７の−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の側面２１８を介して枠部２１５の−Ｙ’軸側の面に引き出され、枠部２１５の−Ｙ’軸側の面の−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角にまで引出電極２１４が引き出されている。また、−Ｙ’軸側に形成されている励振電極２１３からは、連結部２１６を介して枠部２１５に引き出され、枠部２１５の−Ｙ’軸側の面の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角にまで引出電極２１４が引き出されている。

図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。水晶振動片２３０の水晶振動部２１１は、＋Ｙ’軸側の面が半球状に形成されており、−Ｙ’軸側の面は平面状に形成されている。

＜水晶デバイス２００の製造方法＞
水晶デバイス２００は、水晶デバイス１００と同様に、図４のフローチャートに沿って形成されることができる。ただし、水晶デバイス２００では、ステップＳ１０１においては水晶振動片２３０が水晶ウエハＷ２１０に形成された状態であり、ステップＳ４０１では、水晶ウエハとベースウエハとが接合され、ステップＳ５０１では、水晶ウエハとリッドウエハとが接合される。また、ステップＳ５０２では、ベースウエハ、水晶ウエハ、及びリッドウエハがスクライブラインで切断されることにより個々の水晶デバイス２００がウエハから切り離される。以下に図４のステップＳ１０１の水晶ウエハＷ２１０が形成される工程について説明する。

図１３は、水晶ウエハＷ２１０の平面図である。水晶ウエハＷ２１０には複数の水晶振動片２１０が形成されている。各水晶振動片２１０は、貫通溝２１７、水晶振動部２１１、連結部２１６、及び枠部２１５が形成されており、さらに励振電極２１３及び引出電極２１４が形成されている。各水晶振動片２１０のＸ軸方向及びＺ’軸方向には、スクライブライン１８１を挟んで水晶振動片２１０同士が隣接している。

図１４及び図１５は、水晶ウエハＷ２１０の形成工程を示したフローチャートである。図１４及び図１５では、各ステップの右側に水晶ウエハＷ２１０の部分断面図が示されている。この断面図は、図１３のＦ−Ｆ断面を含む断面図である。以下に、図１４及び図１５を参照して、図１３の水晶ウエハＷ２１０の形成方法について説明する。

図１４のステップＳ６１１では、水晶ウエハＷ２１０が用意される。図１４（ａ）は、ステップＳ６１１で用意された水晶ウエハＷ２１０の断面図である。水晶ウエハＷ２１０は、ＡＴカットの水晶材により形成されており、＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面が平面状に形成されている。

ステップＳ６１２では、水晶ウエハＷ２１０にレジスト膜１７１が形成される。図１４（ｂ）は、レジスト膜１７１が形成された水晶ウエハＷ２１０の断面図である。水晶ウエハＷ２１０の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面にはレジストが塗布されることによりレジスト膜１７１が形成される。ステップＳ６１２は、レジストを塗布する塗布工程である。

ステップＳ６１３では、第１スタンパ２７２及び第２スタンパ２７３をレジスト膜１７１に押し付ける。図１４（ｃ）は、第１スタンパ２７２及び第２スタンパ２７５が押し付けられた水晶ウエハＷ２１０の断面図である。第１スタンパ２７２は水晶ウエハＷ２１０の＋Ｙ’軸側の面に、第２スタンパ２７５は水晶ウエハＷ２１０の−Ｙ’軸側の面にそれぞれ押し付けられている。第１スタンパ２７２は、水晶振動片２１０の凸の半球状の曲面に対応する凹の半球状の曲面領域２７３を有している。第２スタンパ２７５は、水晶振動片２１０の−Ｙ’軸側の面に対応する平面領域２７４を有している。すなわち、第１スタンパ２７２には水晶振動片２１０の＋Ｙ’軸側の面の表面形状又はその一部の型が形成され、第２スタンパ２７５には水晶振動片２１０の−Ｙ’軸側の面の表面形状又はその一部の型が形成されている。ステップＳ６１３は、水晶ウエハＷ２１０に対して第１スタンパ２７２及び第２スタンパ２７５をプレスするプレス工程である。

ステップＳ６１４では、第１スタンパ２７２及び第２スタンパ２７５をプレスしている最中にレジスト膜１７１を露光する。図１４（ｄ）は、レジスト膜１７１が露光された水晶ウエハＷ２１０の断面図である。レジスト膜１７１は、第１スタンパ２７２及び第２スタンパ２７５がプレスされた状態で、第１スタンパ２７２及び第２スタンパ２７５を介して露光される。これにより、レジスト膜１７１が硬化される。

図１５のステップＳ６１５では、第１スタンパ２７２及び第２スタンパ２７５が水晶ウエハＷ２１０から剥がされる。図１５（ａ）は、第１スタンパ２７２及び第２スタンパ２７５が剥がされた後の水晶ウエハＷ２１０の断面図である。水晶ウエハＷ２１０の＋Ｙ軸側の面には、水晶振動部２１１の＋Ｙ’軸側の面を形成する凸の半球状の曲面が形成されたレジスト膜１７１が形成され、−Ｙ’軸側の面には、水晶振動部２１１の−Ｙ’軸側の面を形成する平面の形状に形成された硬化されたレジスト膜１７１が形成されている。

ステップＳ６１６では、水晶ウエハＷ２１０がドライエッチングされる。図１５（ｂ）は、ドライエッチングされた後の水晶ウエハＷ２１０の断面図である。水晶ウエハＷ２１０は、＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面がドライエッチングされることにより、＋Ｙ’軸側の面に凸の半球状の曲面が形成され、−Ｙ’軸側の面に平面が形成され、貫通溝２１７が形成される。連結部２１６は、水晶ウエハＷ２１０の＋Ｙ’軸側のみがドライエッチングされるため、＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の両面がドライエッチングされる貫通溝２１７とは異なり貫通しない状態で形成される。ステップＳ６１６は、ドライエッチング工法により水晶ウエハＷ２１０が加工される加工工程である。

ステップＳ６１７では、水晶ウエハＷ２１０に金属膜１７５及びフォトレジスト１７６が形成される。図１５（ｃ）は、金属膜１７５及びフォトレジスト１７６が塗布された水晶ウエハＷ２１０が示されている。ステップＳ６１７では、水晶ウエハＷ２１０に励振電極２１３及び引出電極２１４を形成するために、水晶ウエハＷ２１０の全面に金属膜１７５及びフォトレジスト１７６が形成される。

ステップＳ６１８では、水晶ウエハＷ２１０の各水晶振動片２１０にそれぞれ励振電極２１３及び引出電極２１４が形成される。図１５（ｄ）は、電極が形成された水晶ウエハＷ２１０の断面図である。ステップＳ６１８では、マスク２７７を介して励振電極２１３及び引出電極２１４が形成される領域以外に形成されているフォトレジスト１７６が露光され、フォトレジスト１７６が現像される。さらに、フォトレジスト１７６が現像された領域の金属膜１７５がエッチングにより除去されて、励振電極２１３及び引出電極２１４が形成される。

以上、本発明の最適な実施形態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形態に様々な変更及び変形を加えて実施することができる。

例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、レジストの材料として紫外線硬化性樹脂が用いられたが、熱硬化型のレジストが用いられても良い。この場合には、スタンパを押し付けた状態でレジスト膜を加熱することによりレジスト膜を所定の形状に形成することができる。また、レジストの材料として熱可塑性樹脂が用いられても良い。この場合は、スタンパをレジスト膜に押し付ける前にレジスト膜を加熱し、スタンパを押し付けた状態でレジスト膜を冷却することによりレジスト膜を所定の形状に形成することができる。さらに、上記の実施形態では、ドライエッチング工法により水晶ウエハがエッチングされたが、粉体状の研磨剤を高速で飛ばすことによりエッチングを行うブラスト工法により行われても良い。

また、第１実施形態の一部と第２実施形態の一部とを互いに組み合わされて実施しても良い。例えば、第１実施形態において第２実施形態のように水晶振動部の−Ｙ’軸側の面が平面状に形成されても良いし、第２実施形態において第１実施形態のように水晶振動部の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の両面が曲面状に形成されても良い。さらに、上記実施形態では、水晶振動部の表面を凸の曲面状に加工したが、段差、斜面などが組み合わされて凸状の表面形状を有するメサ形状、凹状の表面形状を有する逆メサ形状など、様々な三次元形状に加工されても良い。

上記実施形態では、水晶振動片がＡＴカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカットなどであっても同様に適用できる。また、音叉型水晶振動片についても適用できる。また、本実施例では支持部、連結部又は枠部の平面を有する水晶振動片を説明したが、これら支持部等がなく凸状の曲面のみを有する水晶振動片であっても適用できる。

１００、２００ … 水晶デバイス
１０１、２０１ … キャビティ
１１０、２１０ … 水晶振動片
１１１、２１１ … 水晶振動部
１１２ … 支持部
１１３、２１３ … 励振電極
１１４、２１４ … 引出電極
１２０、２２０ … ベース板
１２１ … 凹部
１２２ … 接合面
１２３ … 接続電極
１２４、２２４ … 実装端子
１２５ … 貫通電極
１３０、２３０ … リッド板
１３１ … 凹部
１３２ … 接合面
１４１ … 導電性接着剤
１４２ … 封止材
１６１ … 接続部
１６２ … 貫通溝
１７１ … レジスト膜
１７２、２７２ … 第１スタンパ
１７３、２７３ … 曲面領域
１７４、２７４ … 平面領域
１７５ … 金属膜
１７６ … フォトレジスト
１７７、２７７ … マスク
１８１ … スクライブライン
２１５ … 枠部
２１６ … 連結部
２１７ … 貫通溝
２７５ … 第２スタンパ
Ｗ１１０ … 水晶ウエハ
Ｗ１２０ … ベースウエハ
Ｗ１３０ … リッドウエハ

Claims (8)

1. 所定の振動数で振動する水晶振動部を有し、所定の形状に形成される水晶振動片の製造方法において、
   第１平面と該第１平面に対向する第２平面で形成された水晶ウエハの少なくとも一方の面上にレジストを塗布する塗布工程と、
   前記水晶振動片の形状に対応する型が形成されている第１スタンパを、前記レジストが塗布された前記水晶ウエハに対してプレスするプレス工程と、
   前記第１スタンパをプレスしている最中に、前記レジストを露光又は加熱する工程と、
   前記水晶ウエハでプレスされた前記レジストをマスクとして、前記レジスト及び前記水晶ウエハをドライエッチング工法又はブラスト工法で加工する加工工程と、
   を備える、水晶振動片の製造方法。
2. 前記塗布工程は、前記第１平面及び前記第２平面に前記レジストを塗布し、
   前記プレス工程は、前記第１平面及び前記第２平面に同時に一対の前記第１スタンパをプレスする請求項１に記載の水晶振動片の製造方法。
3. 前記水晶振動片は、前記水晶振動部が凸の半球状の曲面に形成され、該水晶振動部の周りに形成される平面状の支持部を有し、
   前記塗布工程は、前記第１平面及び前記第２平面に前記レジストを塗布し、
   前記プレス工程は、前記第１平面に前記第１スタンパを、前記平面状の支持部に対応する平面領域のみを有する第２スタンパを、それぞれプレスする請求項１に記載の水晶振動片の製造方法。
4. 前記レジストが熱を加えることにより熱硬化する材料から形成され、
   前記レジストを露光又は加熱する工程は、前記レジストを加熱して前記レジストを硬化する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の水晶振動片の製造方法。
5. 前記レジストが紫外線により硬化する材料から形成され、
   前記レジストを露光又は加熱する工程は、前記レジストに紫外線を露光して硬化させる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の水晶振動片の製造方法。
6. 前記第１スタンパは透明なガラス材料で形成されており、
   前記レジストを露光する工程は、前記第１スタンパを介して前記紫外線を前記レジストに露光する請求項５に記載の水晶振動片の製造方法。
7. 前記水晶振動片は結晶方向のＸ軸を中心として回転したＸ軸、Ｙ’軸及びＺ’軸から規定されたＡＴカットの水晶振動片であり、
   前記Ｙ’軸方向が前記水晶振動片の厚さ方向である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の水晶振動片の製造方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の水晶振動片が形成される工程と、
   複数のベース板が形成されたベースウエハが用意される工程と、
   複数のリッド板が形成されたリッドウエハが用意される工程と、
   前記水晶振動片を前記ベース板に載置する工程と、
   前記リッド板が前記水晶振動片を密封するように配置されるように前記ベースウエハと前記リッドウエハとを接合する工程と、
   を備える水晶デバイスの製造方法。