JP3528811B2 - 圧電振動片の電極形成方法、圧電振動片の電極形成用マスク、圧電振動子および圧電発振器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電振動片の電極形
成方法、圧電振動片の電極形成用マスク、圧電振動子お
よび圧電発振器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気回路において一定の周波数を得るた
め、圧電振動子が広く利用されている。図６に代表的な
圧電振動子の説明図を示す。同図（１）は組立図であ
り、同図（２）は等価回路図である。圧電振動子１の製
造は、まず圧電振動片２として水晶等の圧電材料の薄板
を形成し、その両面に一対の励振電極（主電極）６ａを
含む電極６を形成する。この電極６にプラグ８を接続
し、ケース９で封止して圧電振動子１を形成する。

【０００３】圧電材料は、ある方向から力を加えると電
気分極を生じる圧電気効果を有するとともに、電界を加
えるとひずみを生じるという圧電気逆効果を有する。従
って圧電振動片２に対し、一対の主電極６ａを介して交
流電圧を加えると、ある周波数で共振現象が起こる。よ
って圧電振動子１は、その共振周波数の近傍において、
図６（２）のような等価回路で表すことができる。ここ
で、インダクタンスＬ１は振動している部分の質量を、
直列容量Ｃ１は圧電振動片２のコンプライアンスを、抵
抗Ｒ１は圧電振動片の内部摩擦等を表している。また、
並列容量Ｃ０は主電極６ａ間の静電容量であり、次式で
表される。

【数１】 ただしεは誘電率を、Ａは電極の面積を、ｄは主電極６
ａの間隔を表している。そしてこの圧電振動子の共振周
波数ｆは、抵抗Ｒ１を無視すると次式で表される。

【数２】

【０００４】 近年、圧電振動子１には高い周波数での
共振が要求されている。一般に、圧電振動片２の厚さが
薄いほど圧電振動子の共振周波数が高くなるので、例え
ば１００ＭＨｚ以上の共振周波数を得るためには、圧電
振動片の厚さを１６μｍ以下とする必要がある。しかし
圧電振動片２が極端に薄くなると、加工自体が難しくな
ることに加え、剛性が弱くなって自重を支持することが
できなくなり、かえって電気特性に悪影響を及ぼすこと
になる。そこで近時、逆メサ型圧電振動片が提案されて
いる。図７に逆メサ型圧電振動片の説明図を示す。同図
（１）は斜視図であり、同図（２）はＣ−Ｃ線における
断面図である。逆メサ型圧電振動片４は、主電極６ａの
形成部分である主電極形成部分４ａを含む中央部４ｂの
厚さを薄くして高周波での共振を可能とする一方で、そ
の周縁部４ｃの厚さを厚くして剛性を確保したものであ
る。一例をあげれば、周縁部４ｃの厚さは１００μｍ程
度に形成し、主電極形成部分４ａを含む中央部４ｂの厚
さは１０μｍ程度に形成する。なお、電極６の厚さは
０．１μｍ程度である。なお、このような圧電振動片を
メサ型圧電振動片と呼ぶ場合もあるが、本明細書では逆
メサ型圧電振動片と呼ぶことにする。

【０００５】この逆メサ型圧電振動片４に電極６を形成
する方法として、以下の２つの方法がある。第１の方法
はスパッタ法や真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ
法）によるものである。図８に物理蒸着法による電極形
成方法の説明図を示す。同図（１）は側面断面図であ
り、同図（２）はその拡大図である。まず圧電材料のウ
エハ３上に逆メサ型圧電振動片４を形成する（図１参
照）。一方、電極形成部分に開口部１１６を有する電極
形成用マスク１１０を形成し、ウエハの両面に装着す
る。次に物理蒸着法により、電極材料であるＣｒ（下
層）およびＡｕ（上層）を蒸着させて、電極６を形成す
るものである。第２の方法はフォトリソグラフィによる
ものである。この方法では、まず圧電材料のウエハ上に
逆メサ型圧電振動片を形成する。次にその表面全体に電
極材料被膜を形成し、さらにその表面全体にレジスト膜
を形成する。次に電極形状をマスクしてそれ以外の部分
におけるレジスト膜を露光し、現像・除去する。次にレ
ジスト膜の除去部分につき電極材料被膜をエッチングす
る。最後に電極形状に残されたレジスト膜を剥離して、
所望の電極形状を得るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記第１の方法におけ
る物理蒸着法は、電極材料を蒸発させることによりその
分子の活発な運動を利用して被膜を形成するものであ
る。一方、逆メサ型振動片の中央部４ｂは周縁部４ｃに
対し凹陥状に形成されているため、周縁部４ｃに当接す
る電極形成用マスク１１０と中央部４ｂとの間には隙間
が生じる。従って図８（２）に示すように、電極材料の
分子が上記隙間に入り込んで中央部の表面に付着し、主
電極１０６ａの輪郭がぼやけるとともに、電極形成用マ
スクの開口部１１６より主電極１０６ａが大きく形成さ
れてしまうという問題がある。一例をあげれば、設計値
より１０％程度大きく形成されてしまう場合もある。こ
れにより、数式１の電極面積Ａとともに静電容量Ｃ０が
設計値より大きくなり、圧電振動子が設計値とは異なる
電気特性を示すことになる。しかも、形成される主電極
６ａの面積は使用する機械や加工条件により一定しない
ので、一定の電気特性を有する圧電振動子が製造できな
いという問題がある。

【０００７】また、圧電振動片の両面に装着した電極形
成用マスク１１０相互の位置がずれていると、相互に位
置のずれた一対の主電極１０６ａが形成される。この場
合、一対の主電極１０６ａが重なり合う部分の面積が、
数式１の電極面積Ａとなる。従って、静電容量Ｃ０が設
計値より小さくなり、圧電振動子が設計値とは異なる電
気特性を示すことになる。また、一対の主電極１０６ａ
が重なり合う部分の面積は一定しないので、一定の電気
特性を有する圧電振動子が製造できないという問題があ
る。

【０００８】一方、上記第２の方法では、電極材料被膜
の上にレジスト膜が積層され、その現像・除去された部
分を通して電極材料被膜をエッチングするので、主電極
を所定の形状に形成することができる。しかし、フォト
リソグラフィは多くの製造工程を必要とするので、多大
な製造コストが必要となるという問題がある。

【０００９】 本発明は上記問題点に着目し、逆メサ型
圧電振動片に対して物理的蒸着法によって所望形状の主
電極を形成可能とする、圧電振動片の電極形成方法およ
び圧電振動片の電極形成用マスクの提供を目的とする。
また、正確な位置に主電極を形成可能な、圧電振動片の
電極形成方法および圧電振動片の電極形成用マスクの提
供を目的とする。さらに、低コストで主電極を形成可能
な、圧電振動片の電極形成方法および圧電振動片の電極
形成用マスクの提供を目的とする。

【００１０】一方で、高周波での共振が可能であり、安
定した電気特性を有する低コストな圧電振動子を提供す
ることを目的とする。また、高周波発振が可能であり、
安定した電気特性を有する低コストな圧電発振器を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る圧電振動片の電極形成方法は、主電極
形成部分の圧電材料の厚さを他の部分より薄く形成した
圧電振動片に対して物理蒸着法により主電極を形成する
方法であって、前記圧電振動片における前記主電極形成
部分の周縁に向けた突起を前記電極形成用マスクの開口
部における主電極形成部分の周縁に形成し、前記電極形
成用マスクを介して前記圧電振動片に電極材料を物理蒸
着させることにより、所望寸法の前記主電極を形成可能
とした構成とした。これにより、圧電振動片と電極形成
用マスクとの隙間が小さくなり、物理蒸着させる際に、
電極材料の分子がその隙間に入り込んで圧電振動片の表
面に付着することがなくなる。従って、圧電振動片に対
し所望寸法の主電極を形成することができる。

【００１２】また、前記圧電振動片を形成したウエハに
おける所定位置に形成した嵌合凹部と前記電極形成用マ
スクにおける所定位置に形成した嵌合凸部とを嵌合させ
ることにより前記圧電振動片と前記電極形成用マスクと
を位置合わせした上で、前記電極形成用マスクを介して
前記圧電振動片に電極材料を物理蒸着させる構成とし
た。従って、簡単な嵌合作業により正確な位置に主電極
を形成することができる。

【００１３】また前記嵌合凹部の形成は、前記ウエハに
おける前記圧電振動片の形成と並行して行う構成とし
た。これにより、嵌合凹部の形成工程を別途追加する必
要がなく、低コストで主電極を形成することができる。

【００１４】一方、本発明に係る圧電振動片の電極形成
用マスクは、主電極形成部分の圧電材料の厚さを他の部
分より薄く形成した圧電振動片に対して物理蒸着法によ
り主電極を形成するための電極形成用マスクであって、
前記圧電振動片における前記主電極形成部分の周縁に向
けた突起を前記電極形成用マスクの開口部における主電
極形成部分の周縁に形成し、所望寸法の前記主電極を形
成可能とした構成とした。これにより、圧電振動片に対
し所望寸法の主電極を形成することができる。

【００１５】また、前記圧電振動片を形成したウエハに
おける所定位置に形成した嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸
部を所定位置に形成して、前記圧電振動片との位置合わ
せを可能とした構成とした。これにより、正確な位置に
主電極を形成することができる。

【００１６】一方、本発明に係る圧電振動子は、請求項
１ないし３に記載の圧電振動片の電極形成方法を使用し
て製造された圧電振動片と、この圧電振動片に接続され
た基部材と、前記圧電振動片を密封する封止部材とを備
えた構成とした。これにより、高周波での共振が可能で
あり、安定した電気特性を有する低コストの圧電振動子
を提供するすることができる。

【００１７】一方、本発明に係る圧電発振器は、表面に
導電パターンが形成されたベース部に集積回路を配置
し、請求項１ないし３に記載の圧電振動片の電極形成方
法を使用して製造された圧電振動片を前記ベース部上に
配置して前記ベース部または支持部に固定し、前記圧電
振動片を密封する封止部材を設置した構成とした。これ
により、高周波発振が可能であり、安定した電気特性を
有する低コストの圧電発振器を提供することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る圧電振動片の電極形
成用マスク、圧電振動片の電極形成方法、圧電振動子お
よび圧電発振器の好ましい実施の形態を、添付図面に従
って詳細に説明する。なお以下に記載するのは本発明の
実施形態の一態様にすぎず、本発明はこれらに限定され
るものではない。

【００１９】 最初に、実施形態に係る圧電振動片の電
極形成用マスクについて説明する。図１は逆メサ型圧電
振動片を形成したウエハおよび実施形態に係る電極形成
用マスクの斜視図である。図２は電極形成用の突起の説
明図であって図１のＡ−Ａ線における側面断面図であ
り、同図（１）は展開図であり、同図（２）は装着図で
ある。図３は位置合わせ用の嵌合部の説明図であって図
１のＢ−Ｂ線における側面断面図であり、同図（１）は
展開図であり、同図（２）は装着図である。

【００２０】実施形態に係る圧電振動片の電極形成用マ
スクは、逆メサ型圧電振動片４に対して物理蒸着法によ
り主電極６ａを形成するための電極形成用マスク１０で
あって、逆メサ型圧電振動片４の主電極形成部分４ａの
周縁に向けた突起１４を電極形成用マスク１０の開口部
１６における主電極形成部分１６ａの周縁に形成すると
ともに、逆メサ型圧電振動片４を形成したウエハ３にお
ける所定位置に形成した嵌合凹部５と嵌合可能な嵌合凸
部１５を所定位置に形成したものである。

【００２１】一般に逆メサ型圧電振動片（以下、逆メサ
型振動片と呼ぶ）は、生産性向上のため、圧電材料のウ
エハ上に同時に複数個形成される。なお、図１では簡単
のため１個の逆メサ型振動片４のみを記載しているが、
現実にはウエハ３上に複数個の逆メサ型振動片が形成さ
れている。逆メサ型振動片４は、連結部３ａのみにより
ウエハ３と連結され、後述するように電極６の形成後こ
の連結部３ａから折り取って、圧電振動子の製造に使用
される。

【００２２】一方、本実施形態に係る電極形成用マスク
１０は、ウエハ３の両面に装着するため２枚作成する。
その材料は、ステンレス鋼板等の金属材料とするのが好
ましい。電極形成用マスク１０の外形は、ウエハ３の外
形より若干大きく形成する。また電極形成用マスク１０
の中央部には、ウエハ３の外形形状に対応した凹陥部１
０ａを形成し、ウエハを装着可能とする。凹陥部１０ａ
の深さはウエハ３の厚さの半分程度とする。なお凹陥部
１０ａは、後述するハーフエッチングと同様の方法によ
り形成する。

【００２３】一方、電極形成用マスク１０には、電極６
形成用の開口部１６を形成する。電極６は逆メサ型振動
片における主電極形成部分４ａからプラグ８との接続部
分にわたって形成するので（図６参照）、その形状に対
応した開口部１６を電極形成用マスク１０に形成する。
なお図１には示していないが、裏面に形成された電極に
連続する電極７（図７（１）参照）も同時に形成すべ
く、開口部を形成する。そして開口部１６における主電
極形成部分１６ａの周縁には、逆メサ型振動片４におけ
る主電極形成部分４ａの周縁に向けた突起１４を形成す
る。具体的には開口部１６において、主電極６ａに連な
る電極６の形成部分（図７（１）参照）を除いて、主電
極形成部分１６ａの周縁全体に突起１４を形成する。な
おこれに加えて、主電極６ａに連なって中央部４ｂに形
成される電極６の形成部分にも、突起１４を延長形成す
るのが好ましい。これにより、電極６の全体を所望形状
に形成することができる。

【００２４】突起１４の高さは、図２（２）のように装
着した場合に、突起の先端面が逆メサ型振動片の中央部
４ｂの表面と一致するように設定する。これにより、電
極形成用マスク１０と逆メサ型振動片４との間に隙間が
なくなり、所望形状の主電極を形成することができる。
もっとも、ウエハ上における逆メサ型振動片４の寸法の
ばらつきを考慮して、突起１４と中央部４ｂの表面との
間に若干の隙間を生じるように、突起１４の高さを設定
するのがむしろ好ましい。逆メサ型振動片４の中央部４
ｂは薄板であり、突起１４の当接による破損を防止する
必要があるからである。

【００２５】また、電極形成用マスク１０には嵌合凸部
１５を形成し、後述するようにウエハ３に形成する嵌合
凹部５と嵌合することにより、逆メサ型振動片４との位
置合わせを可能とする。ウエハ３では、逆メサ型振動片
４の形成部分でない四隅などに勘合凹部５を形成する必
要があり、電極形成用マスク１０では、この勘合凹部５
の位置に対応した所定位置に勘合凸部１５を形成する。
嵌合凹部５は後述するように貫通孔として形成するの
で、嵌合凸部１５はピン形状に形成する。その高さは、
電極形成用マスク１０の凹陥部１０ａの深さと一致させ
るのが好ましい。その場合、凹陥部１０ａをハーフエッ
チングにより形成する作業と並行して、低コストで嵌合
凸部１５を形成することができる。

【００２６】次に、上記電極形成用マスク１０を使用し
た、実施形態に係る圧電振動片の電極形成方法について
説明する。図４に、実施形態に係る電極形成方法を含
む、圧電振動片の製造方法のフローチャートを示す。実
施形態に係る圧電振動片の電極形成方法は、逆メサ型振
動片４に対して物理蒸着法により主電極６ａを形成する
方法であって、ウエハ３における逆メサ型振動片４の形
成と並行してウエハにおける所定位置に嵌合凹部５を形
成し、この嵌合凹部５と上記電極形成用マスク１０にお
ける所定位置に形成した嵌合凸部１５とを嵌合させるこ
とにより逆メサ型振動片４と電極形成用マスク１０とを
位置合わせした上で、上記電極形成用マスク１０を介し
て逆メサ型振動片４に電極材料を物理蒸着させるもので
ある。

【００２７】最初に、フォトリソグラフィによりウエハ
３に逆メサ型振動片４を形成する。具体的には、まず圧
電材料から切り出したウエハの表面に、耐フッ酸性の耐
食膜をスパッタ法などにより形成する（ステップ７
０）。次に耐食膜の上にレジスト膜を形成する（ステッ
プ７２）。次に、逆メサ型振動片の外形部などブランク
を形成すべき部分（以下、ブランク部分と呼ぶ）に透光
部を設けたフォトマスクＡを、ウエハ３上に装着する
（ステップ７３）。このフォトマスクＡには、嵌合凹部
５としての貫通孔を形成すべき部分にも透光部を設けて
おくことにより、以下のブランク部分の形成と並行して
嵌合凹部５を形成することができる。なお嵌合凹部５
は、ウエハ３における逆メサ型振動片４の形成部分でな
い四隅などの所定位置に形成する。次に、このフォトマ
スクＡを介してレジスト膜を露光し、現像してブランク
部分のレジストを除去する（ステップ７４）。さらにブ
ランク部分の耐食膜をエッチングして、ウエハ表面を露
出させる（ステップ７６）。

【００２８】続けて、逆メサ型振動片の中央部４ｂに相
当する部分に透光部を設けたフォトマスクＢを、ウエハ
３上に装着する（ステップ７７）。次に、このフォトマ
スクＢを介してレジスト膜を露光し、現像して中央部４
ｂのレジストを除去する（ステップ７８）。ここで、フ
ォトマスクＡで露光したブランク部分につき、ウエハ３
を構成する圧電材料をエッチングする（ステップ８
０）。これにより、ウエハ３に必要なブランクが形成さ
れるとともに、嵌合凹部５としての貫通孔が形成され
る。

【００２９】次に、中央部４ｂの耐食膜をエッチングし
て、ウエハ３の表面を露出させる（ステップ８２）。そ
してフォトマスクＢで露光した中央部４ｂにつき、ウエ
ハ３を構成する圧電材料をハーフエッチングする（ステ
ップ８４）。ハーフエッチングは、エッチング対象物と
エッチング液との接触時間を管理することにより、所望
の深さまでエッチングするものである。なお共振周波数
をチューニングするため、各振動片につき個別のエッチ
ングを追加してもよい。その後、残っているレジスト膜
およびその下の耐食膜を剥離する（ステップ８６）。以
上により、ウエハ３上に逆メサ型振動片４の外形形状が
完成する（ステップ８８）。

【００３０】次に、ウエハ３上の逆メサ型振動片４に電
極６を形成する。具体的には、まず上記のように構成し
た電極形成用マスク１０をウエハ３に装着する（ステッ
プ９０）。その際、電極形成用マスク１０の所定位置に
形成した嵌合凸部１５を、ウエハ３の所定位置に形成し
た嵌合凹部５に嵌合して、逆メサ型振動片４と電極形成
用マスク１０とを位置合わせする。次にこれらをスパッ
タ装置に装着し、電極形成用マスク１０を介して逆メサ
型振動片４に、下層となるＣｒ膜および上層となるＡｕ
膜の順に電極材料を物理蒸着させて、電極６を形成する
（ステップ９２）。

【００３１】電極６の形成後、振動片をウエハから折り
取る（ステップ９４）。さらに共振周波数をチューニン
グするため、電極６の厚さを微調整する（ステップ９
６）。以上により、逆メサ型振動片４が完成する（ステ
ップ９８）。

【００３２】次に、上記電極形成方法を使用した、実施
形態に係る圧電振動子について説明する。図５（１）に
実施形態に係る圧電振動子の斜視図を示す。実施形態に
係る圧電振動子２１は、上記電極形成方法を使用して製
造された逆メサ型振動片４と、この逆メサ型振動片４に
接続されたプラグ２８と、前記逆メサ型振動片を密封す
るケース２９とを備えたものである。すなわち、上記電
極形成方法を使用して製造された逆メサ型振動片４に対
して、基部材である外部リードを備えたプラグ２８を電
気的に接続して取り付け、封止部材であるケース２９に
より逆メサ型振動片４を封止して構成する。これによ
り、高周波での共振が可能であり、安定した電気特性を
有する低コストの圧電振動子を提供することができる。

【００３３】次に、上記電極形成方法を使用した、実施
形態に係る圧電発振器について説明する。図５（２）に
実施形態に係る圧電発振器の側面断面図を示す。実施形
態に係る圧電発振器３１は、表面に導電パターンが形成
されたベース部に集積回路３３を配置し、上記電極形成
方法を使用して製造された逆メサ型振動片４をベース部
上に配置してベース部または支持部に固定し、逆メサ型
振動片４を密封する封止部材を設置したものである。す
なわち、まずベース部であるセラミック製の基板３２に
所定の導電パターン（不図示）を形成し、そのダイパタ
ーン上に集積回路３３をダイボンディングするとともに
各端子を導電パターンに接続することにより実装する。
この基板３２上または図示しない支持台を介して、上記
電極形成方法を使用して製造された逆メサ型振動片４
を、導電性接着剤３５により固定する。さらにシールリ
ング３６を介して、封止部材であるキャップ３４によ
り、この逆メサ型振動片４を封止する。これにより、高
周波発振が可能であり、安定した電気特性を有する低コ
ストの圧電発振器を提供することができる。また、圧電
発振器とほぼ同様のパッケージで圧電振動子を得ること
もできる。

【００３４】実施形態に係る圧電振動片の電極形成用マ
スクを、実施形態に係る圧電振動片の電極形成方法に従
って使用することにより、逆メサ型振動片に対し所望寸
法の主電極を形成することができる。すなわち、逆メサ
型振動片における主電極形成部分の周縁に向けた突起を
電極形成用マスクの開口部における主電極形成部分の周
縁に形成し、電極形成用マスクを介して逆メサ型振動片
に電極材料を物理蒸着させる構成としたので、逆メサ型
振動片と電極形成用マスクとの隙間が小さくなり、物理
蒸着させる際に、電極材料の分子がその隙間に入り込ん
で逆メサ型振動片の表面に付着することがなくなる。従
って、主電極の輪郭がシャープに形成され、逆メサ型振
動片に対し所望寸法の主電極を形成することができる。
これにより、設計値通りに数式１の電極面積Ａおよび静
電容量Ｃ０を得ることができ、所望の電気特性を有する
圧電振動子を得ることができる。さらに主電極が常に一
定の面積に形成されるので、一定の電気特性を有する圧
電振動子を製造することができる。

【００３５】また、実施形態に係る圧電振動片の電極形
成用マスクを、実施形態に係る圧電振動片の電極形成方
法に従って使用することにより、製造工程数の少ないス
パッタ法や真空蒸着法などの物理蒸着法を使用して、逆
メサ型振動片に対し所望寸法の主電極を形成することが
できる。従って、多くの製造工程を必要とするフォトリ
ソグラフィを使用することなく、低コストにより逆メサ
型振動片に対し所望寸法の主電極を形成することができ
る。

【００３６】また、実施形態に係る圧電振動片の電極形
成用マスクを、実施形態に係る圧電振動片の電極形成方
法に従って使用することにより、スプリアス振動を回避
することが可能となる。一般に振動子は、主振動周波数
がスプリアス振動周波数と一致しないように設計するの
が基本である。ところで逆メサ型振動片では、主電極形
成部分における厚さ寸法に対する長さ寸法の比率（辺
比）が高くなるが、一般に高辺比になるほどスプリアス
振動モードは多くなる。しかし従来の電極形成方法で
は、圧電振動子の電気特性が設計値と必ずしも一致して
いなかったので、スプリアス振動の回避が困難であっ
た。この点上記実施形態では、所望の電気特性を有する
圧電振動子を得ることができるので、スプリアス振動を
確実に回避することが可能となる。

【００３７】一方、平板状の振動片と比べ逆メサ型振動
片では、主電極形成部分の圧電材料の厚さが薄くなる
が、電気抵抗の増加を防止するため電極の厚さは圧電材
料とともに薄くすることができない。よって、圧電材料
の厚さに対する電極の厚さの比率が大きくなる。する
と、主電極形成部分に振動エネルギーが閉じこめられ、
振動片の外形形状ではなく主電極の形状によりスプリア
ス振動モードが決定されることになる。しかし従来の電
極形成方法では、所望寸法の主電極を形成できなかった
ので、スプリアス振動モードを予測することが困難であ
った。この点上記実施形態では、所望寸法の主電極を形
成することができるから、スプリアス振動モードを予測
および制御することが可能となり、スプリアス振動を確
実に回避することが可能となる。

【００３８】なお上述した実施形態では、両面に凹陥部
を有する逆メサ型振動片を前提にして説明したが、片面
のみに凹陥部を有する逆メサ型振動片に対しても、本発
明を適用することができる。その場合、凹陥部を有する
側に装着する電極形成用マスクについてのみ突起１４を
形成すればよい。なお位置合わせ用の嵌合凸部は、実施
形態と同様に両側の電極形成用マスクに形成する。

【００３９】また、逆メサ型振動片を形成したウエハに
おける所定位置に形成した嵌合凹部と電極形成用マスク
における所定位置に形成した嵌合凸部とを嵌合させるこ
とにより逆メサ型振動片と電極形成用マスクとを位置合
わせした上で、電極形成用マスクを介して圧電振動片に
電極材料を物理蒸着させる構成としたので、簡単な嵌合
作業により正確な位置に主電極を形成することができ
る。数式１の電極面積Ａは、一対の主電極６ａが重なり
合う部分の面積であるが、上記により設計値通りに数式
１の電極面積Ａを得ることができる。よって、所望の電
気特性を有する圧電振動子を得ることができる。また数
式１の電極面積Ａが常に一定に形成されるので、一定の
電気特性を有する圧電振動子を製造することができる。

【００４０】なお上述した実施形態では、嵌合凹部を貫
通孔とし嵌合凸部をピン形状としたが、嵌合凹部を窪み
孔とし、嵌合凸部はその深さに対応した高さを有するピ
ン形状としてもよい。この場合、電極形成用マスクの凹
陥部の深さは、ピンの高さと一致させるのが好ましい。
これにより、凹陥部１０ａをハーフエッチングにより形
成する作業と並行して、低コストで嵌合凸部１５を形成
することができる。

【００４１】また、ウエハにおける嵌合凹部の形成は、
ウエハにおける逆メサ型振動片の形成と並行して行う構
成としたので、嵌合凹部の形成工程を別途追加する必要
がなく、低コストで主電極を形成することができる。

【００４２】なお上述した実施形態では、フォトマスク
Ａの装着工程（ステップ７３）から、フォトマスクＡで
露光した部分のウエハのエッチング工程（ステップ８
０）までにおいて、並行して嵌合凹部の形成を行った
が、フォトマスクＢの装着工程（ステップ７７）から、
フォトマスクＢで露光した部分のウエハのハーフエッチ
ング工程（ステップ８４）までにおいて、並行して嵌合
凹部の形成を行ってもよい。この場合、嵌合凹部として
上述した窪み孔を形成することができる。また上記いず
れの場合も、全ての工程において並行して嵌合凹部を形
成するのが好ましいが、一部の工程においてのみ並行し
て嵌合凹部を形成してもよい。その場合にも低コストで
主電極を形成することができる。

【００４３】

【発明の効果】主電極形成部分の圧電材料の厚さを他の
部分より薄く形成した圧電振動片に対して物理蒸着法に
より主電極を形成する方法であって、前記圧電振動片に
おける前記主電極形成部分の周縁に向けた突起を前記電
極形成用マスクの開口部における主電極形成部分の周縁
に形成し、前記電極形成用マスクを介して前記圧電振動
片に電極材料を物理蒸着させることにより、所望寸法の
前記主電極を形成可能とした構成としたので、圧電振動
片に対し所望寸法の主電極を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】逆メサ型圧電振動片を形成したウエハおよび実
施形態に係る電極形成用マスクの投影図である。

【図２】電極形成用の突起の説明図であって図１のＡ−
Ａ線における側面断面図であり、（１）は展開図であ
り、（２）は装着図である。

【図３】位置合わせ用の嵌合部分の説明図であって図１
のＢ−Ｂ線における側面断面図であり、（１）は展開図
であり、（２）は装着図である。

【図４】実施形態に係る電極形成方法を含む、圧電振動
片の製造方法のフローチャートである。

【図５】（１）は実施形態に係る圧電振動子の説明図で
あり、（２）は実施形態に係る圧電発振器の側面断面図
である。

【図６】代表的な圧電振動子の説明図であり、（１）は
組立図であり、（２）は等価回路図である。

【図７】逆メサ型圧電振動片の説明図であり、（１）は
投影図であり、（２）はＣ−Ｃ線における断面図であ
る。

【図８】物理蒸着法による電極形成方法の説明図であ
り、（１）は側面断面図であり、（２）はその拡大図で
ある。

【符号の説明】

１………圧電振動子、２………圧電振動片、３………ウ
エハ、３ａ………連結部、４………逆メサ型圧電振動
片、４ａ………主電極形成部、４ｂ………中央部、４ｃ
………周縁部、５………嵌合凹部、６………電極、６ａ
………主電極、８………プラグ、９………ケース、１０
………電極形成用マスク、１０ａ………凹陥部、１４…
……突起、１５………嵌合凸部、１６………開口部、１
６ａ………主電極形成部分、２１………圧電振動子、２
８………プラグ、２９………ケース、３１………圧電発
振器、３２………基板、３３………集積回路、３４……
…キャップ、３５………導電性接着剤、３６………シー
ルリング、１０６ａ………主電極、１１０………電極形
成用マスク、１１６………開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03H 3/02 H01L 41/09 H01L 41/22 H03H 9/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主電極形成部分の圧電材料の厚さを他の
   部分より薄く形成した圧電振動片に対して物理蒸着法に
   より主電極を形成する方法であって、前記圧電振動片に
   おける前記主電極形成部分の周縁に向けた突起を電極形
   成用マスクの開口部における主電極形成部分の周縁に形
   成し、前記電極形成用マスクを介して前記圧電振動片に
   電極材料を物理蒸着させることにより、所望寸法の前記
   主電極を形成可能としたことを特徴とする圧電振動片の
   電極形成方法。
2. 【請求項２】 前記圧電振動片を形成したウエハにおけ
   る所定位置に形成した嵌合凹部と前記電極形成用マスク
   における所定位置に形成した嵌合凸部とを嵌合させるこ
   とにより前記圧電振動片と前記電極形成用マスクとを位
   置合わせした上で、前記電極形成用マスクを介して前記
   圧電振動片に前記電極材料を物理蒸着させることを特徴
   とする請求項１に記載の圧電振動片の電極形成方法。
3. 【請求項３】 前記嵌合凹部の形成は、前記ウエハにお
   ける前記圧電振動片の形成と並行して行うことを特徴と
   する請求項２に記載の圧電振動片の電極形成方法。
4. 【請求項４】 主電極形成部分の圧電材料の厚さを他の
   部分より薄く形成した圧電振動片に対して物理蒸着法に
   より主電極を形成するための電極形成用マスクであっ
   て、前記圧電振動片における前記主電極形成部分の周縁
   に向けた突起を前記電極形成用マスクの開口部における
   主電極形成部分の周縁に形成し、所望寸法の前記主電極
   を形成可能としたことを特徴とする圧電振動片の電極形
   成用マスク。
5. 【請求項５】 前記圧電振動片を形成したウエハにおけ
   る所定位置に形成した嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部を
   所定位置に形成して、前記圧電振動片との位置合わせを
   可能としたことを特徴とする請求項４に記載の圧電振動
   片の電極形成用マスク。