JP2018165644A - 振動素子の周波数調整方法、振動素子の製造方法および振動素子 - Google Patents
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これにより、振動腕の共振周波数の調整を効率よくかつ精度よく行うことができる。
これにより、振動腕の共振周波数の調整を効率よくかつ精度よく行うことができる。
このような振動素子の製造方法によれば、振動腕の振動バランスが経時的にずれることによる振動漏れが低減された振動素子を得ることができる。
1.物理量センサー
まず、本適用例の振動素子の製造方法の説明に先立ち、本適用例の振動素子を備える物理量センサーについて簡単に説明する。
図2は、振動素子の平面図である。図3は、図2中のA1−A1線断面図である。なお、図2では、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸およびZ軸を図示しており、各軸を示す矢印の先端側を「+」、基端側を「−」とする。また、X軸に平行な方向を「X軸方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」という。また、+Z軸方向側を「上」、−Z軸方向側を「下」ともいう。また、本実施形態では、X軸、Y軸およびZ軸は、水晶の結晶軸である電気軸、機械軸および光軸にそれぞれ対応している。
振動体4は、水晶基板の結晶軸であるY軸(機械軸)およびX軸(電気軸)で規定されるXY平面に広がりを有し、Z軸(光軸)方向に厚さを有する板状をなしている。すなわち、振動体4は、Zカット水晶板で構成されている。なお、Z軸は、振動体4の厚さ方向と必ずしも一致している必要はなく、常温近傍における周波数の温度による変化を小さくする観点から、厚さ方向に対して若干傾けてもよい。具体的には、Zカット水晶板とは、Z軸に直交した面をX軸およびY軸の少なくとも一方を中心に0度〜10度の範囲で回転させた面が、主面となるようなカット角の水晶板を含む。なお、振動体4は、シリコン等の圧電性を有しないものであってもよく、この場合、振動体4上に圧電素子を適宜設ければよい。
前述した振動体4の表面に設けられている電極膜パターンは、図示しないが、駆動振動腕44〜47に設けられている駆動信号電極および駆動接地電極と、検出振動腕48、49に設けられている検出信号電極および検出接地電極と、これらの電極に対応して基部41に設けられている複数の端子と、を有している。
錘膜パターン5は、図示しないが、前述した電極膜パターン上に設けられている。図2に示すように、複数の錘膜パターン5は、駆動振動腕44、45、46、47の先端部(幅広部441、451、461、471)に設けられている錘膜51、52、53、54(表面層)と、検出振動腕48、49の先端部(幅広部481、491)に設けられている錘膜55、56と、を有している。
次に、物理量センサーの製造方法について、前述した物理量センサー10を製造する場合を例に説明する。
物理量センサー10の製造方法は、図4に示すように、[1]振動素子形成工程(ステップS1)と、[2]実装工程(ステップS2)と、[3]周波数調整工程(ステップS3)と、[4]封止工程(ステップS4)と、を有している。ここで、物理量センサー10の製造方法は、振動素子1の周波数調整方法および振動素子1の製造方法を含んでいる。振動素子1の周波数調整方法は、上記[1]〜[4]工程のうち、少なくとも[3]工程を有している。振動素子1の製造方法は、上記[1]〜[4]工程のうち、少なくとも[1]工程および[3]工程を有している。以下、各工程を順次説明する。
図5は、振動素子形成工程を経て得られた振動素子の平面図である。
次いで、電極膜パターン上に、例えばマスク蒸着により錘膜パターン5aを形成する。
なお、振動素子1aを形成した後に、必要に応じて、検出振動腕48、49の共振周波数と駆動振動腕44〜47の共振周波数との差である離調周波数を調整する離調周波数調整工程を行うことができる。離調周波数調整工程では、例えば、検出振動腕48、49および駆動振動腕44〜47のそれぞれの共振周波数を測定し、その測定結果に基づいて、錘膜55、56の少なくとも一部を除去する。これにより、検出振動腕48、49の共振周波数を調整し、離調周波数を調整することができる。
次に、図示はしないが、ウエハー状態の振動素子1aを水晶基板から切り離し(例えば折り取り部を折り取り)、振動素子1aを、前述したパッケージ11のベース111に実装する(図1参照)。なお、本工程では、リッド112は、ベース111に接合していない。また、本工程では、回路素子14は、ベース111の凹部の下段面に接着剤16によって固定されており、配線パターン13は、導電性接着剤17によってベース111の凹部の上段面に設けられている複数の接続端子に接続されている(図1参照)。
図6は、周波数調整工程における振動素子の平面図である。図7は、周波数調整後の振動素子の平面図である。
次に、ベース111に対して接合部材113によりリッド112を接合し、ベース111の凹部を封止する。これにより、パッケージ11内に振動素子1bを収容する(図1参照)。封止工程は、リッド112を接合する封止工程1と、パッケージ11内を所定の環境、例えば真空状態にして密封する封止工程2と、を含むものである。
ベース111に対するリッド112の接合は、ベース111上に接合部材113(シームリング)を設け、接合部材113上にリッド112を載置して、例えば抵抗溶接機を用いて、ベース111に接合部材113をシーム溶接することによって行われる。
本工程では、シーム溶接によって、接着剤16や導電性接着剤17から発生したガスがパッケージ11内部に発生する。例えば、接着剤16や導電性接着剤17にシリコーン系の接着剤を用いている場合には、パッケージ11内部は、シリコーンを含むガスで充填された状態となる。ここで、前述したように、凹部511〜541の表面は、ダングリングボンドが露出した状態であり、化学的に活性な状態である。そのため、凹部511〜541の表面のダングリングボンドは、接着剤16や導電性接着剤17から発生したガス中に含まれる物質M(例えば、シリコーン分子)と化学的に結合し易い状態にある(図8参照)。それゆえ、シーム溶接時に、例えば数秒程度の短時間で、凹部511〜541の表面のダングリングボンドと物質Mとが結合する。これにより、凹部511〜541の表面全体に膜50が形成され、凹部511〜541の表面は安定化した状態となる(図2参照)。例えば、接着剤16や導電性接着剤17がシリコーン系の接着剤を用いている場合には、シリコーンを含む単分子膜で構成された膜50が形成される。
また、膜50が確実に形成されるように加熱工程(アニール工程)を追加してもよい。
次に、真空チャンバ(図示せず)内で貫通孔115からシーム溶接時にパッケージ11内部に発生したガスを排出し、封止材116により貫通孔115を封止する(図1参照)。
以上のようにして物理量センサー10を形成することができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図11は、第2実施形態に係る振動素子を示す図である。
Claims (8)
- 基部と、前記基部から延出している一対の振動腕とを有する振動素子の共振周波数の調整方法であって、
前記一対の振動腕の共振周波数を測定した結果に基づいて、前記一対の振動腕のそれぞれの前記基部とは反対側である先端側の領域の一部に対してエネルギービームを照射して表面層の一部を除去加工する除去工程を含み、
前記基部の厚さ方向からの平面視で、一方の前記振動腕の前記エネルギービームが照射される領域の面積は、他方の前記振動腕の前記エネルギービームが照射される領域の面積と同一であり、
一方の前記振動腕の前記エネルギービームが照射されることで除去される除去深さは、他方の前記振動腕の前記エネルギービームが照射されることで除去される除去深さと異なることを特徴とする振動素子の周波数調整方法。 - 前記一対の振動腕のそれぞれの前記先端側の領域は、前記平面視で、前記振動腕の延出している方向と直交する方向に沿う長さである幅が前記基部側の幅に対して大きい幅広部を含む請求項1に記載の振動素子の周波数調整方法。
- 前記一対の振動腕のそれぞれの前記先端側の領域は、前記平面視で、前記振動腕の前記表面層として錘膜を含み、
前記エネルギービームが照射される領域は、前記錘膜の少なくとも一部を含む領域である請求項1または2に記載の振動素子の周波数調整方法。 - 前記一対の振動腕は、前記平面視で、互いに平行で、かつ、前記基部から同じ向きに延出している請求項1ないし3のいずれか1項に記載の振動素子の周波数調整方法。
- 前記一対の振動腕は、前記平面視で、互いに平行であり、
前記エネルギービームが照射される領域は、前記平面視で、前記基部の重心を通り前記一対の振動腕の延出方向に平行な中心線に対して線対称の位置にある請求項1ないし4のいずれか1項に記載の振動素子の周波数調整方法。 - 前記除去工程の後に、所定の物質が存在する閉空間に前記振動素子を収容することにより、前記エネルギービームを照射して除去した除去箇所の表面に前記所定の物質を付着させる付着工程を行う請求項1ないし5のいずれか1項に記載の振動素子の周波数調整方法。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の振動素子の周波数調整方法を含むことを特徴とする振動素子の製造方法。
- 基部と、前記基部から延出している一対の振動腕とを有する振動素子であって、
前記一対の振動腕は、それぞれ、前記基部とは反対側である先端側の領域の一部に凹部を有し、
前記基部の厚さ方向からの平面視で、一方の前記振動腕の前記凹部の面積は、他方の前記振動腕の前記凹部の面積と同一であり、
一方の前記振動腕の前記凹部の深さは、他方の前記振動腕の前記凹部の深さと異なり、
一方の前記振動腕の前記凹部の表面および他方の前記振動腕の前記凹部の表面には、それぞれ、前記振動腕を構成する材料とは異なる材料を含む膜が設けられていることを特徴とする振動素子。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111351479A (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-30 | 精工爱普生株式会社 | 振动元件、振动元件的制造方法、物理量传感器、惯性测量装置、电子设备以及移动体 |
US11085765B2 (en) | 2018-03-29 | 2021-08-10 | Seiko Epson Corporation | Frequency adjustment method of vibration element, manufacturing method of vibration element, vibration element, physical quantity sensor, inertial measurement device, electronic apparatus, vehicle |
US11967944B2 (en) | 2020-02-20 | 2024-04-23 | Seiko Epson Corporation | Vibrator element, vibrator device, and method of manufacturing vibrator element |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006086702A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Citizen Miyota Co Ltd | 音叉型振動子の周波数調整装置及び周波数調整方法、並びにその方法によって周波数調整された音叉型振動子 |
JP2008198822A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Seiko Epson Corp | パターン形成方法、電子装置の製造方法、および電子装置の製造装置 |
US7802356B1 (en) * | 2008-02-21 | 2010-09-28 | Hrl Laboratories, Llc | Method of fabricating an ultra thin quartz resonator component |
JP2013126104A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Seiko Epson Corp | 振動片の製造方法、振動片、振動子、発振器及び電子機器 |
JP2014092500A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Seiko Epson Corp | 振動片、振動子、電子デバイス、電子機器、および移動体 |
JP2015087279A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子の感度検出方法、振動素子の感度調整方法、振動素子および電子機器 |
JP2015090275A (ja) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子の製造方法 |
JP2015212651A (ja) * | 2014-05-02 | 2015-11-26 | セイコーエプソン株式会社 | 機能素子、機能素子の製造方法、電子デバイス、電子機器および移動体 |
JP2016220118A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 | 圧電振動片の製造方法、圧電振動片及び圧電振動子 |
WO2016204110A1 (ja) * | 2015-06-15 | 2016-12-22 | 株式会社村田製作所 | 圧電振動子の製造方法 |
-
2017
- 2017-03-28 JP JP2017062422A patent/JP6848589B2/ja active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006086702A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Citizen Miyota Co Ltd | 音叉型振動子の周波数調整装置及び周波数調整方法、並びにその方法によって周波数調整された音叉型振動子 |
JP2008198822A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Seiko Epson Corp | パターン形成方法、電子装置の製造方法、および電子装置の製造装置 |
US7802356B1 (en) * | 2008-02-21 | 2010-09-28 | Hrl Laboratories, Llc | Method of fabricating an ultra thin quartz resonator component |
JP2013126104A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Seiko Epson Corp | 振動片の製造方法、振動片、振動子、発振器及び電子機器 |
JP2014092500A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Seiko Epson Corp | 振動片、振動子、電子デバイス、電子機器、および移動体 |
JP2015087279A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子の感度検出方法、振動素子の感度調整方法、振動素子および電子機器 |
JP2015090275A (ja) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子の製造方法 |
JP2015212651A (ja) * | 2014-05-02 | 2015-11-26 | セイコーエプソン株式会社 | 機能素子、機能素子の製造方法、電子デバイス、電子機器および移動体 |
JP2016220118A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 | 圧電振動片の製造方法、圧電振動片及び圧電振動子 |
WO2016204110A1 (ja) * | 2015-06-15 | 2016-12-22 | 株式会社村田製作所 | 圧電振動子の製造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11085765B2 (en) | 2018-03-29 | 2021-08-10 | Seiko Epson Corporation | Frequency adjustment method of vibration element, manufacturing method of vibration element, vibration element, physical quantity sensor, inertial measurement device, electronic apparatus, vehicle |
CN111351479A (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-30 | 精工爱普生株式会社 | 振动元件、振动元件的制造方法、物理量传感器、惯性测量装置、电子设备以及移动体 |
US11402208B2 (en) | 2018-12-21 | 2022-08-02 | Seiko Epson Corporation | Vibration element, method of manufacturing vibration element, physical quantity sensor, inertial measurement unit, electronic device, and vehicle |
CN111351479B (zh) * | 2018-12-21 | 2024-02-20 | 精工爱普生株式会社 | 振动元件、振动元件的制造方法、物理量传感器、惯性测量装置、电子设备以及移动体 |
US11967944B2 (en) | 2020-02-20 | 2024-04-23 | Seiko Epson Corporation | Vibrator element, vibrator device, and method of manufacturing vibrator element |
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Publication number | Publication date |
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