JP3729249B2

JP3729249B2 - 振動片の製造方法、振動片、振動片を有する振動子、発振器及び携帯電話装置

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Publication number: JP3729249B2
Application number: JP2000265591A
Authority: JP
Inventors: 文孝北村; 英雄棚谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: JP2002076806A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば水晶等から成る振動片の製造方法、振動片、この振動片を有する振動子、発信器及びこの振動子を有する携帯電話装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、振動片である例えば音叉型水晶振動片は、例えば図１５に示すように構成されている。
【０００３】
すなわち、音叉型水晶振動片１０は、基部１１と、この基部１１から突出するように形成されていいる２本の腕部１２、１３を有している。そして、この２本の腕部１２，１３には、溝１２ａ及び溝１３ａが設けられている。
【０００４】
この溝１２ａ，１３ａは、図１５においては表れていない腕部１２，１３の裏面にも同様に設けられている。
【０００５】
このため、図１５のＡ−Ａ’断面図である図１６に示すように腕部１２，１３は、その断面形状が略Ｈ状に形成されることになる。
【０００６】
このような略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０は、振動片を小型化しても、腕部１２，１３の振動損失が低くＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）も低く抑えることができるという特性を有する。
【０００７】
このため、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０は、例えば高精度の振動子である共振周波数が３２．７６８ｋＨの振動子の振動片として用いられることが多く、このような高精度の振動子は、時計等の精密機器に用いられる。
【０００８】
ところで、上述のような略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０は、以下の工程を経て製造されている。
【０００９】
先ず、水晶基板１４の図において表面と裏面に、Ｃｒ（クロム）やＡｕ（金）の金属膜１５等がスパッタ等で形成される。この金属膜１５等は、前記略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０の形状になるように形成される。
【００１０】
この状態で、図１７（ａ）に示すように、水晶基板１４をハーフエッチングする。
【００１１】
次に、図１６における溝１２ａ、１３ａに対応する部分を形成するためのエッチングを行うが、これと同時に図１７（ａ）でハーフエッチングした部分の貫通エッチングも行うようになっている。
【００１２】
このような工程を経て図１５に示すような略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０が製造されることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような工程を経て製造される略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０には、図１７（ｂ）に示すようにヒレ状の突起１４ａが形成されてしまう。
【００１４】
一方、この突起１４ａを取り去ることができるようにエッチングに時間をかけると、図１７（ｂ）における溝１２ａ，１３ａが必要以上に深くなったり、或いは溝１２ａ，１３ａが貫通孔となってしまうという問題が生じ、突起１４ａを容易に取り除くことができなかった。
【００１５】
この突起１４ａを有する略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０をパッケージ等に設置して、振動子として使用した場合に、以下のような問題があった。
【００１６】
すなわち、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０をパッケージ等の内部で振動させると、突起１４ａが大きく音叉の左右のバランスが悪いため振動が安定せず、周波数安定性が悪いという問題があった。
【００１７】
また、この突起１４ａにより略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０の振動漏れが大きくなり、振動損失が大きく、ＣＩ値が上昇してしまうという問題があった。
【００１８】
したがって、突起１４ａがある略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０は、例えば高精度の振動子である共振周波数が３２．７６８ｋＨの振動子の振動片として用いても所望の機能を発揮することができないという問題があった。
【００１９】
本発明は、以上の点に鑑み、突起等の不良が生じ難い振動片の製造方法、振動片、振動片を有する振動子、発振器及び携帯電話装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記目的は、請求項１の発明によれば、基部と、この基部から突出して形成される少なくとも複数の振動細棒と、これら複数の振動細棒の各々に溝部が形成されている振動片の製造方法であって、前記基部と前記複数の振動細棒を有する振動片の外形を形成する工程と、前記複数の振動細棒に溝部を形成する工程と、が各別の工程と成っていることを特徴とする振動片の製造方法により、達成される。
【００２８】
前記目的は、請求項１の発明によれば、基部と、この基部から突出して形成される少なくとも複数の振動細棒と、これら複数の振動細棒の各々に溝部が形成されている振動片の製造方法であって、板状の基板の表面に金属膜を形成する工程と、この金属膜にフォトレジスト層を形成する工程と、このフォトレジスト層を振動片の形状に外形パターニングする工程と、前工程で、フォトレジスト層を除去した部分の金属膜をエッチングにより除去する工程と、残ったフォトレジスト層をすべて剥離させる工程と、さらに、フォトレジスト層を基板に形成する工程と、前記振動片の外形が残るようにフォトレジスト層を剥離させると共に、この振動片の前記振動細棒の溝部に相当する部分のフォトレジスト層を剥離させる工程と、前記振動片の外形をエッチングで形成する工程と、前記振動細棒の溝部に相当する金属膜を除去するエッチングの工程と、前記複数の振動細棒にエッチングにより溝部を形成する工程と、残ったレジスト層及び金属膜を除去する工程と、を有することを特徴とする振動片の製造方法である。
【００２９】
請求項１の構成によれば、フォトレジスト層を基板に形成する工程と、前記振動片の外形が残るようにフォトレジスト層を剥離させると共に、この振動片の前記振動細棒の溝部に相当する部分のフォトレジスト層を剥離させる工程とを有するため、溝部形成用のフォトレジストと振動片の外形用のフォトレジストを同じ工程で形成することができる。
【００３０】
従来は外形用のフォトレジストを塗布し、外形をエッチンク等で形成した後、溝部形成用のフォトレジストを塗布していたので、溝部形成用のフォトレジストを塗布する面積が著しく小さい振動片の場合は、フォトレジストの塗布が困難であった。しかし、前記構成によれば、予め、単一の工程で、前記振動片の外形が残るようにフォトレジスト層を剥離させると共に、この振動片の前記振動細棒の溝部に相当する部分のフォトレジスト層を剥離させるので、小さい面積にフォトレジストを塗布する必要はなく、溝部形成用のフォトレジスト膜を容易に形成することができる。
【００３１】
さらに、前記構成によれば、前記振動片の外形をエッチングで形成する工程と、前記振動細棒の溝部に相当する金属膜を除去するエッチングの工程と、が異なった工程と成っているので、前記振動片の外形をエッチングで形成する工程で、突起部等が残らないように十分に時間をかけて外形を形成することができる。また、この工程と異なる前記複数の振動細棒に溝部を形成する工程で、適切な深さに溝部を形成することができる。
すなわち、エッチング工程で、前記振動片の外形を精度良く形成することができると共に、前記溝部も精度良く形成することができるので、高品質な振動片を製造することができる。
【００３２】
請求項２の発明によれば、請求項１の構成において、前記残ったレジスト層及び金属膜を除去する工程の後に、前記複数の振動細棒に形成された溝部を含む領域に電極となる金属膜を形成する工程と、この金属膜にフォトレジスト層を形成する工程と、金属膜を除去する部分のフォトレジスト層を剥離する工程と、エッチングによりフォトレジスト層が剥離された部分の金属膜を除去する工程と、残ったフォトレジスト層をすべて剥離させる工程とを有することを特徴とする振動片の製造方法である。
【００３３】
請求項２の構成によれば、前記複数の振動細棒に形成された溝部を含む領域に電極となる金属膜を形成する工程と、この金属膜にフォトレジスト層を形成する工程と、金属膜を除去する部分のフォトレジスト層を剥離する工程と、エッチングによりフォトレジスト層が剥離された部分の金属膜を除去する工程と、残ったフォトレジスト層をすべて剥離させる工程とを有するので、前記溝部を含む領域に精度良く電極を形成することができる。
【００４２】
前記目的は、請求項３の発明によれば、基部と、この基部から突出して形成される少なくとも複数の振動細棒と、これら複数の振動細棒の各々に形成されている溝部と、を有する振動片であり、この振動片がパッケージ内に収容されている振動子の製造方法であって、板状の基板の表面に金属膜を形成し、この金属膜にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層を振動片の形状に外形パターニングし、前工程で、フォトレジスト層を除去した部分の金属膜をエッチングにより除去し、残ったフォトレジスト層をすべて剥離し、さらに、フォトレジスト層を基板に形成し、前記振動片の外形が残るようにフォトレジスト層を剥離させると共に、この振動片の前記振動細棒の溝部に相当する部分のフォトレジスト層を剥離し、前記振動片の外形をエッチングで形成し、前記振動細棒の溝部に相当する金属膜をエッチングにより除去し、前記複数の振動細棒にエッチングにより溝部を形成し、残ったレジスト層及び金属膜を除去してなることで振動片が構成され、前記振動片を前記パッケージに収容してなることを特徴とした振動子の製造方法により、達成される。
【００４３】
請求項３の構成によれば、前記基部と前記複数の振動細棒を有する振動片の外形を形成し、これと異なる工程で前記複数の振動細棒に溝部を形成するので、振動片に突起部等が形成されない振動片を有する振動子となる。また、適切な深さに溝部が形成されている振動片であるため、高品質な振動片を有する振動子となる。
【００４４】
好ましくは、請求項４の発明によれば、請求項３の構成において、前記複数の振動細棒に形成されている溝部が、この複数の振動細棒の各々の表面及び裏面に形成されていると共に、これら各々の振動細棒の断面を溝部の深さ方向に形成した場合、その断面が略Ｈ型に形成されることを特徴とする振動子の製造方法である。
【００４５】
請求項４の構成によれば、前記溝部が、複数の振動細棒の各々の表面及び裏面に形成されていると共に、これら各々の振動細棒の断面を溝部の深さ方向に形成した場合、その断面が略Ｈ型に形成される振動片を有する振動子においては、前記溝部の深さ方向に正確に溝部を形成できるので、例えば貫通孔となるようなことを未然に防ぐことができる振動片を有する振動子である。
【００４６】
好ましくは、請求項５の発明によれば、請求項３又は請求項４の構成において、前記溝部に電極が形成される工程を有することを特徴とする振動子の製造方法である。
【００４７】
請求項５の構成によれば、前記溝部に精度良く電極が形成されている振動片を有する振動子である。
【００４８】
好ましくは、請求項６の発明によれば、請求項３乃至請求項５のいずれかの構成において、前記振動片が音叉型水晶振動片により形成されていることを特徴とする振動子の製造方法である。
【００４９】
請求項６の構成によれば、突起部等が形成されず、且つ、適切な深さに溝部が形成されている音叉型水晶振動片を有する振動子となり、高品質な音叉型水晶振動片を有する振動子となる。
【００５０】
好ましくは、請求項７の発明によれば、請求項６の構成において、前記音叉型水晶振動片の共振周波数が略３２ｋＨに成っていることを特徴とする振動子の製造方法である。
【００５１】
請求項７の構成によれば、前記音叉型水晶振動片の共振周波数が略３２ｋＨに成っているので、小型高精度の振動子の機能を十分に発揮できる振動片を有する振動子となる。
【００５２】
好ましくは、請求項８の発明によれば、請求項３乃至請求項７のいずれかの構成において、前記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする振動子の製造方法である。
【００５３】
請求項８の構成によれば、前記パッケージが箱状に形成されている振動子にも適用することができる。
【００５４】
好ましくは、請求項９の発明によれば、請求項３乃至請求項７のいずれかの構成において、前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とする振動子の製造方法である。
【００５５】
請求項９の構成によれば、前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されている振動子にも適用することができる。
【００５６】
前記目的は、請求項１０の発明によれば、基部と、この基部から突出して形成される少なくとも複数の振動細棒と、これら複数の振動細棒の各々に形成されている溝部と、を有する振動片を備え、この振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている発振器の製造方法であって、板状の基板の表面に金属膜を形成し、この金属膜にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層を振動片の形状に外形パターニングし、前工程で、フォトレジスト層を除去した部分の金属膜をエッチングにより除去し、残ったフォトレジスト層をすべて剥離し、さらに、フォトレジスト層を基板に形成し、前記振動片の外形が残るようにフォトレジスト層を剥離させると共に、この振動片の前記振動細棒の溝部に相当する部分のフォトレジスト層を剥離し、前記振動片の外形をエッチングで形成し、前記振動細棒の溝部に相当する金属膜をエッチングにより除去し、前記複数の振動細棒にエッチングにより溝部を形成し、残ったレジスト層及び金属膜を除去してなることで振動片が構成され、しかる後に、前記振動片と前記集積回路を前記パッケージに収容してなることを特徴とする発振器の製造方法により、達成される。
【００５７】
請求項１０の構成によれば、前記基部と前記複数の振動細棒を有する振動片の外形を形成し、これと異なる工程で前記複数の振動細棒に溝部を形成するので、振動片に突起部等が形成されない振動片を有する発振器となる。また、適切な深さに溝部が形成されている振動片であるため、高品質な振動片を有する発振器となる。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００６１】
（略Ｈ型の音叉型水晶振動片について）
図１は本発明の実施形態に係る略Ｈ型の音叉型水晶振動片の製造方法により製造される電極形成前の略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００を示す概略斜視図である。
【００６２】
図１に示すように略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００は、例えば水晶の単結晶から切り出され音叉型に加工されている。この略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００は、図１に示すようにＸ軸が電気軸、Ｙ軸が機械軸及びＺ軸が光軸となるように水晶の単結晶から切り出される。このように電気軸がＸ軸方向に配置されることにより、高精度が要求される携帯電話装置等の電子機器全般に好適な略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００となる。
【００６３】
また、水晶の単結晶から切り出す際、上述のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直交座標系において、Ｘ軸回りに、Ｘ軸とＹ軸とからなるＸＹ平面を反時計方向に約１度乃至５度傾けた、所謂水晶Ｚ板として、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００が形成されている。
【００６４】
この音叉型水晶振動片１００は、基部１３０と、この基部１３０からＹ軸方向に突出するように形成された例えば２本の振動細棒である腕部１２０，１２０とを有している。
【００６５】
この２本の腕部１２０，１２０の表面側には、溝部１２０ａがそれぞれの腕部１２０、１２０に形成されている。この溝部は、２本の腕部１２０，１２０の裏面側（図示せず）にも同様に形成されている。
【００６６】
このように形成されている略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００には、図２で斜線で示されている部分に電極１４０が形成される。すなわち、電極１４０は、基部１３０から２本の腕部１２０，１２０にかけて配置されると共に、電極１４０は、腕部１２０，１２０の側面や溝部１２０ａにも配置されている。
【００６７】
このように配置される電極１４０は、外部から電流が印加されると電界を発生させ、圧電体である水晶の腕部１２０、１２０を振動させるようになっている。
【００６８】
以上のように形成されている略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００は、例えば共振周波数が３２．７６８ｋＨであるにもかかわらず、従来の溝部がない３２．７６８ｋＨの音叉型水晶振動片と比べ、小型となり、例えば図３に示すように構成されている。
【００６９】
すなわち、図３に示す略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００のＹ軸方向の長さは、例えば約２．２ｍｍ程度となっており、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００のＸ軸方向の幅は、約０．５６ｍｍ程度となっている。この寸法は、従来の溝部がない音叉型水晶振動片１０の寸法である、例えば３．６ｍｍ（Ｙ軸方向）、０．６９ｍｍ（Ｘ軸方向）と比べ著しく小さくなっている。
【００７０】
また、図３に示す腕部１２０のＹ軸方向の長さは、例えば約１．６ｍｍ程度であり、各腕部１２０のＸ軸方向の幅は、例えば０．１ｍｍ程度となっている。このような腕部１２０の大きさは、従来の腕部１２の寸法である２．４ｍｍ（Ｙ軸方向）、０．２３ｍｍ（Ｘ軸方向）と比べ、著しく小さくなっている。
【００７１】
一方、この略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００のＺ軸方向である厚みは、例えば約０．１ｍｍ程度となっており、これは、従来の溝部がない音叉型水晶振動片の厚みと略同様となっている。
【００７２】
しかし、図３に示す略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００の腕部１２０には、上述のように溝部１２０ａが形成されており、この溝部１２０ａは、腕部１２０の表面及び裏面においてＹ軸方向に例えば約１．３ｍｍ程度の長さに形成されている。
【００７３】
この溝部１２０ａのＸ軸方向の幅は、図３に示すように例えば約０．０７ｍｍ程度であり、そのＺ軸方向の深さは、例えば約０．０２から０．０４５ｍｍ程度となっている。次に、以上のような小型の略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００の腕部１２０の断面を示したのが図４である。
【００７４】
図４に示すように腕部２０には溝部１２０ａが図において上下方向にそれぞれ設けられているため、その断面形状が略Ｈ形に形成されている。この断面形状が略Ｈ型なので略Ｈ型の音叉型水晶振動片と呼んでいる。
【００７５】
そして、この２カ所の溝部１２０ａには、それぞれ電極１４０が設けられている。また、腕部２０の両側面にも電極１４０がそれぞれ設けられている。
【００７６】
このような電極１４０は、図示しない電源に接続されているとともに、これらの側面側の電極１４０と溝部側の電極１４０には、それぞれ極性の異なる電圧が交互に印加されるようになっている。そして、例えば溝部側の電極１４０にプラスの電圧を印加し、側面側の電極１４０にマイナスの電圧を印加した場合、電界が発生することになる。
【００７７】
この電界が生じることによって、腕部１２０は、振動するが、この略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００は、溝部１２０ａがあり、この溝部１２０ａ内に電極１４０が設けられているため、発生する電界が腕部１２０の内部に広く分布するため、腕部１２０の振動損失が小さく、ＣＩ値を抑えることができる振動片となる。したがって、上述のように従来の溝部のない音叉型水晶振動片と比べ小型でも高精度の振動片となる。
【００７８】
（セラミックパッケージ音叉型振動子、シリンダータイプ音叉型振動子、音叉水晶発振器及びデジタル携帯電話）
このような略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００を用いたものとして、以下、セラミックパッケージ音叉型振動子、シリンダータイプ音叉型振動子、音叉水晶発振器及びデジタル携帯電話について簡単に説明する。
【００７９】
図５は、セラミックパッケージ音叉型振動子２００の構成を示す概略断面図である。図５に示すように、セラミックパッケージ音叉型振動子２００は、その内側に空間を有する箱状のパッケージ２１０を有している。このパッケージ２１０には、その底部にベース部２１１を備えている。このベース部２１１は、例えばアルミナ等のセラミックス等で形成されている。
【００８０】
ベース部２１１の上には、封止部２１２が設けられており、この封止部２１２は、ベース部２１１と同様の材料から形成されている。また、この封止部２１２の上には蓋体２１３が載置され、これらベース部２１１、封止部２１２及び蓋体２１３で、中空の箱体を形成することになる。
【００８１】
このように形成されているパッケージ２１０のベース部２１１上にはパッケージ側電極２１４が設けられている。このパッケージ側電極２１４の上には導電性接着剤等を介して電極１４０が形成されてた略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００の端部が固定されている。
【００８２】
この略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００は、パッケージ側電極２１４から一定の駆動電圧が与えられると振動するようになっている。
【００８３】
このような共振周波数が３２．７６８ｋＨの略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００を用いた例として、図６に示すデジタル携帯電話３００がある。
【００８４】
図６は、デジタル携帯電話３００の回路ブロックを示す概略図である。図６に示すように、デジタル携帯電話３００で送信する場合は、使用者が、自己の声をマイクロフォンに入力すると、信号はパルス幅変調・符号化のブロックと変調器／復調器のブロックを経てトランスミッター、アンテナスイッチを介しアンテナから送信されることになる。
【００８５】
一方、他人の電話から送信された信号は、アンテナで受信され、アンテナスイッチ、受信フィルター等を経て、レシーバーから変調器／復調器のブロックに入力される。そして、変調又は復調された信号がパルス幅変調・符号化のブロックを経てスピーカーに声として出力されるようになっている。
【００８６】
このうち、アンテナスイッチや変調器／復調器ブロック等を制御するためにコントローラが設けられている。
【００８７】
このコントローラは、上述の他に表示部であるＬＣＤや数字等の入力部であるキー、さらにはＲＡＭやＲＯＭ等も制御するため、高精度であることが求められ、この高精度なコントローラの要求に応えられるように高精度の上述のセラミックパッケージ音叉振動子２００が用いられることになる。
【００８８】
ところで、図５に示すセラミックパッケージ音叉振動子２００の略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００の下方で、ベース部２１１の上に、図７に示すように集積回路４１０を配置すると音叉水晶発振器４００となる。
【００８９】
すなわち、音叉水晶発振器４００では、その内部に配置された、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００が振動すると、その振動は、集積回路４１０に入力され、その後、所定の周波数信号を取り出すことで、発振器として機能することになる。
【００９０】
図８は、シリンダータイプ音叉振動子５００の構成を示す概略図である。
【００９１】
図８に示すようにシリンダータイプ音叉振動子５００は、その内部に略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００を収容するための金属製のキャップ５３０を有している。このキャップ５３０は、ステム５２０に対して圧入され、その内部が真空状態に保持されるようになっている。
【００９２】
また、キャップ５３０に収容された略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００を保持すうためのリード５１０が２本配置されている。
【００９３】
このようなシリンダータイプ音叉振動子５００に外部より電流等を印加すると略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００の腕部１２０が振動し、振動子として機能することになる。
【００９４】
（略Ｈ型の音叉型水晶振動片の製造方法）
以上のような、セラミックパッケージ音叉型振動子２００、デジタル携帯電話３００、音叉水晶発振器４００及びシリンダータイプ音叉型振動子５００に用いられる略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００の製造方法を以下に説明する。
【００９５】
先ず、図９（ａ）に示すように水晶Ｚ板の基板を板状に加工する。この水晶Ｚ板は、上述のように、水晶の単結晶から切り出す際、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直交座標系において、Ｘ軸回りに、Ｘ軸とＹ軸とからなるＸＹ平面を反時計方向に約１度乃至５度傾けたものである。
【００９６】
次に、水晶Ｚ板基板１０１の表面及び裏面に図示しないスパッタ装置でＣｒ（クロム）、Ａｕ（金）の金属膜１０２を形成する。
【００９７】
そして、このように形成した金属膜１０２の上に図９（ｃ）に示すようにフォトレジスト層１０３を形成する。
【００９８】
次に、図３に示す略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００の外形の内側１０４と枠部１０５にフォトレジスト１０３が残るようにフォトレジスト層を一部除去し、外形パターニングを行う。この状態を断面で示したのが図１０（ｄ）であり、斜視図で示したのが、図１１（ａ）である。
【００９９】
この状態では、図１１（ａ）に示すように、図３の略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００を浮かび上がらせるように、フォトレジスト層１０３が形成される。
【０１００】
次に図１０（ｅ）に示すように、図１０（ｄ）でフォトレジスト層１０３が形成されていない部分の金属膜１０２をエッチングにより除去する。
【０１０１】
したがって、図１１（ｂ）に示すように金属膜１０２が除去された部分には、水晶Ｚ板基板１０１が表れることになる。
【０１０２】
次に、図１０（ｆ）に示すように、図１０（ｅ）で残っていたフォトレジスト層１０３をすべて除去する。
【０１０３】
次に、図１２（ｇ）に示すように、水晶Ｚ板基板１０１の全面にフォトレジスト層１０３を形成する。
【０１０４】
そして、図１２（ｈ）に示すように、フォトレジスト層１０３の一部を除去すする。具体的には、図３に示す略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００の外形の内側１０４及び枠部１０５以外の部分のフォトレジスト層１０３を除去するだけでなく、図３の溝部１２０ａ相当する部分のフォトレジスト層１０３も除去する溝部パターニングを行う。
【０１０５】
本実施の形態では、この工程で既に溝部１２０ａエッチングで使用するフォトレジスト層１０３を形成し終わっている。
【０１０６】
したがって、従来のように振動片の外形エッチングが終わり、既に腕部１２０が細く形成された後にフォトレジストを塗布する場合は、最も広く用いられているフォトレジストのスピンコート装置での塗布ができず、上述のフォトレジスト層１０３を形成できなかった。一方、スプレーコート装置等を用いたフォトレジストの塗布で、上述のフォトレジスト層１０３を形成することは可能であるが、この場合、フォトレジストの膜厚均一性が悪く、また、高度な塗布技術を必要とし、装置価格も高くコストの大幅な上昇をもたらすとい問題があった。
【０１０７】
これに対し、本実施の形態では、最も広く用いられているフォトレジストのスピンコート装置での塗布が可能であるため、正確に且つ容易にフォトレジスト層１０３を形成でき、製品の品質が向上するだけでなく生産性も向上することになる。
【０１０８】
次に、図１２（ｉ）に示すように、外形エッチングを行う。すなわち、図３の略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００の外形の内側１０４と枠部１０５のみを残し外形エッチングを行う。
【０１０９】
このとき、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００の外形に突起部であるヒレが残らないように、十分な時間をかけてエッチングする。
【０１１０】
本実施の形態では、外形エッチングの工程では、腕部１２０の溝部１２０ａ形成のためにエッチングを行わないため、従来のように、溝部１２０ａが深く形成しすぎることや、誤ってに溝部を貫通孔にしてしまうことを考慮せずに十分なエッチングを行うことができる。
【０１１１】
続いて、図１３（ｊ）に示すように、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００の腕部１２０の溝部１２０ａに相当する部分の金属膜１２０を除去しる。
【０１１２】
そして、図１３（ｋ）に示すように水晶Ｚ板基板１０１を、上述のように例えば約０．０２から０．０４５ｍｍ程度の深さにエッチングして、溝部１２０ａを両面に形成し、断面形状を図示するような略Ｈ型にする。
【０１１３】
このようにして、図１に示す略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００が略出来上がることになる。
【０１１４】
次に、図２に示す電極１４０形成の工程を、一方の腕部１２０の断面図を用いて説明する。
【０１１５】
先ず、図１４（ａ）に示すように、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００全面に金属膜１０２をスパッタ等で形成する。
【０１１６】
そして、図１４（ａ）で形成された金属膜１０２の上にフォトレジスト層１０３を設ける（図１４（ｂ））。
【０１１７】
次に、図２の電極１４０を形成しない部分に相当する部分のフォトレジスト層を除去する（図１４（ｃ））。そして、エッチングを行うと、フォトレジスト層が設けられていなかった部分の金属膜１０２が除去される。
【０１１８】
最後に、残ったフォトレジスト層１０３を剥離させれば、図２及び図４に示すように電極１４０を形成することができる。
【０１１９】
そして、このように電極１４０が形成された略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００を枠部１０５から分離することで、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００が製造される。
【０１２０】
製造された略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００は、突起部であるヒレ等は形成されていないため、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００が本来有する特性を十分に発揮することができる。また、このように製造された音叉型水晶振動片１００を、上述のセラミックパッケージ音叉振動子２００、デジタル携帯電話３００、音叉水晶発振器４００及びシリンダータイプ音叉振動子５００等に適用することにより、高精度なセラミックパッケージ音叉振動子２００、デジタル携帯電話３００、音叉水晶発振器４００及びシリンダータイプ音叉振動子５００等となる。
また、本実施の形態では、３２．７３８ｋＨの音叉型水晶振動子を例に説明したが、１５ｋＨ乃至１５５ｋＨの音叉型水晶振動子に適用できることは明らかである。
【０１２１】
なお、上述の実施の形態に係る略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００は、上述の例のみならず、他の電子機器、携帯情報端末、さらに、テレビジョン、ビデオ機器、所謂ラジカセ、パーソナルコンピュータ等の時計内蔵機器及び時計にも用いられることは明らかである。
【０１２２】
さらに、本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。そして、上記実施の形態の構成は、その一部を省略したり、上述していない他の任意の組み合わせに変更することができる。
【０１２３】
【発明の効果】
本発明によれば、突起等の不良が生じ難い振動片の製造方法、振動片、振動片を有する振動子、発振器及び携帯電話装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る略Ｈ型の音叉型水晶振動片の製造方法により製造される電極形成前の略Ｈ型の音叉型水晶振動片を示す概略斜視図である。
【図２】図１の略Ｈ型の音叉型水晶振動片に電極が形成された状態を示す概略斜視図である。
【図３】図１に示す略Ｈ型の音叉型水晶振動片の寸法を示す概略図である。
【図４】図２の略Ｈ型の音叉型水晶振動片の腕部の概略断面図である。
【図５】セラミックパケージ音叉型振動子の構成を示す概略断面図である。
【図６】デジタル携帯電話の回路ブロックを示す概略図である。
【図７】音叉水晶発振器の構成を示す概略断面図である。
【図８】シリンダータイプ音叉振動子の構成を示す概略図である。
【図９】略Ｈ型の音叉型水晶振動片の製造方法の具体的工程を示す概略断面図である。
【図１０】図９の後の工程を示す概略断面図である。
【図１１】略Ｈ型の音叉型水晶振動片の製造方法の具体的工程を示す概略斜視図である。
【図１２】図１０の後の工程を示す概略断面図である。
【図１３】図１２の後の工程を示す概略断面図である。
【図１４】図２に示す電極の形成工程を示す腕部の概略断面図である。
【図１５】従来の音叉型水晶振動片の構成を示す概略図である。
【図１６】図１５のＡ−Ａ’断面図である。
【図１７】従来の音叉型水晶振動片の製造工程の一部を示す概略図である。
【符号の説明】
１００・・・略Ｈ型の音叉型水晶振動片
１０１・・・水晶Ｚ板基板
１０２・・・金属膜
１０３・・・フォトレジスト層
１０４・・・振動片の外形の内側
１０５・・・枠部
１２０・・・腕部
１２０ａ・・・溝部
１３０・・・基部
１４０・・・電極
２００・・・セラミックパッケージ音叉振動子
２１０・・・パッケージ
２１１・・・ベース部
２１２・・・封止部
２１３・・・蓋体
２１４・・・パッケージ側電極
３００・・・デジタル携帯電話
４００・・・音叉水晶発振器
４１０・・・集積回路
５００・・・シリンダータイプ音叉振動子
５１０・・・リード
５２０・・・ステム
５３０・・・キャップ

Claims

基部と、
この基部から突出して形成される少なくとも複数の振動細棒と、
これら複数の振動細棒の各々に溝部が形成されている振動片の製造方法であって、
板状の基板の表面に金属膜を形成する工程と、
この金属膜にフォトレジスト層を形成する工程と、
このフォトレジスト層を振動片の形状に外形パターニングする工程と、
前工程で、フォトレジスト層を除去した部分の金属膜をエッチングにより除去する工程と、
残ったフォトレジスト層をすべて剥離させる工程と、
さらに、フォトレジスト層を基板に形成する工程と、
前記振動片の外形が残るようにフォトレジスト層を剥離させると共に、この振動片の前記振動細棒の溝部に相当する部分のフォトレジスト層を剥離させる工程と、
前記振動片の外形をエッチングで形成する工程と、
前記振動細棒の溝部に相当する金属膜を除去するエッチングの工程と、
前記複数の振動細棒にエッチングにより溝部を形成する工程と、
残ったレジスト層及び金属膜を除去する工程と、を有することを特徴とする振動片の製造方法。
前記残ったレジスト層及び金属膜を除去する工程の後に、
前記複数の振動細棒に形成された溝部を含む領域に電極となる金属膜を形成する工程と、
この金属膜にフォトレジスト層を形成する工程と、
金属膜を除去する部分のフォトレジスト層を剥離する工程と、
エッチングによりフォトレジスト層が剥離された部分の金属膜を除去する工程と、
残ったフォトレジスト層をすべて剥離させる工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の振動片の製造方法。
基部と、
この基部から突出して形成される少なくとも複数の振動細棒と、
これら複数の振動細棒の各々に形成されている溝部と、を有する振動片であり、
この振動片がパッケージ内に収容されている振動子の製造方法であって、
板状の基板の表面に金属膜を形成し、
この金属膜にフォトレジスト層を形成し、
このフォトレジスト層を振動片の形状に外形パターニングし、
前工程で、フォトレジスト層を除去した部分の金属膜をエッチングにより除去し、
残ったフォトレジスト層をすべて剥離し、
さらに、フォトレジスト層を基板に形成し、
前記振動片の外形が残るようにフォトレジスト層を剥離させると共に、この振動片の前記振動細棒の溝部に相当する部分のフォトレジスト層を剥離し、
前記振動片の外形をエッチングで形成し、
前記振動細棒の溝部に相当する金属膜をエッチングにより除去し、
前記複数の振動細棒にエッチングにより溝部を形成し、
残ったレジスト層及び金属膜を除去してなることで振動片が構成され、
前記振動片を前記パッケージに収容してなることを特徴とした振動子の製造方法。
前記複数の振動細棒に形成されている溝部が、この複数の振動細棒の各々の表面及び裏面に形成されていると共に、これら各々の振動細棒の断面を溝部の深さ方向に形成した場合、その断面が略Ｈ型に形成されることを特徴とする請求項３に記載の振動子の製造方法。
前記溝部に電極が形成される工程を有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の振動子の製造方法。
前記振動片が音叉型水晶振動片により形成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の振動子の製造方法。
前記音叉型水晶振動片の共振周波数が略３２ｋＨに成っていることを特徴とする請求項６に記載の振動子の製造方法。
前記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の振動子の製造方法。
前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の振動子の製造方法。
基部と、
この基部から突出して形成される少なくとも複数の振動細棒と、
これら複数の振動細棒の各々に形成されている溝部と、を有する振動片を備え、
この振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている発振器の製造方法であって、
板状の基板の表面に金属膜を形成し、
この金属膜にフォトレジスト層を形成し、
このフォトレジスト層を振動片の形状に外形パターニングし、
前工程で、フォトレジスト層を除去した部分の金属膜をエッチングにより除去し、
残ったフォトレジスト層をすべて剥離し、
さらに、フォトレジスト層を基板に形成し、
前記振動片の外形が残るようにフォトレジスト層を剥離させると共に、この振動片の前記振動細棒の溝部に相当する部分のフォトレジスト層を剥離し、
前記振動片の外形をエッチングで形成し、
前記振動細棒の溝部に相当する金属膜をエッチングにより除去し、
前記複数の振動細棒にエッチングにより溝部を形成し、
残ったレジスト層及び金属膜を除去してなることで振動片が構成され、
しかる後に、前記振動片と前記集積回路を前記パッケージに収容してなることを特徴とする発振器の製造方法。