JP3980850B2 - Manufacturing method of crystal unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶振動子を産業上の技術分野とし、特に振動領域の厚みをエッチングによって小さくした高周波用の水晶振動子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
(発明の背景)水晶振動子例えばATカット型は周波数及び時間の基準源及びフィルタ素子として各種の電子機器に採用される。近年では、通信周波数等の高周波化に伴い、厚みの小さい水晶片が要求される。このようなものの一つに、例えば振動領域の厚みをエッチングによって小さくした水晶片がある。
【0003】
(従来技術の一例)第3図は一従来例を説明する水晶振動子の図である。
水晶振動子はATカットとした水晶片1からなる。水晶片1は振動領域2となる厚みの小さい中央部と、これより厚みの大きい非振動領域3となる外周部とからなる。そして、両主面の振動領域2には励振電極4が非振動領域3には引出電極5が延出する。なお、外周部の非振動領域3は通常では保持領域となる。
【0004】
このようなものでは、第4図(断面図)に示したように、先ず、スパッタリング等により、平板状とした水晶片1の両主面にマスクとしての金属膜6を形成してレジスト液7を塗布する「第4図(a)」。そして、露光によって、レジスト液7の中央部を除去する「同図(b)」。次に、金属膜6の中央部をエッチングし「同図(c)」、水晶片1の主面中央部を露出してレジスト液7を除去する「同図(d)」。
【0005】
次に、水晶片1をHF(フッ化水素)液中に投入して両主面側からエッチングし、振動領域2となる中央部の厚みを非振動領域3となる外周部よりも小さくする「同図(e)」。最後に、金属膜6を除去して「同図(f)」、振動領域2としての両主面中央部に励振電極4を、さらに非振動領域3としての両端外周部に引出電極5を蒸着等によって延出する。なお、通常では図示しない水晶ウェハの状態で形成された後、個々に分割される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
(従来技術の問題点)しかしながら、上記構成の水晶振動子では、金属膜6やレジスト液7の形成や除去を繰り返すため、製造工程を多く要して生産性の悪い問題があった。また、金属膜6やレジスト液7の除去のために、各種の化学液を使用するため、廃液の問題もあった。
【0007】
(発明の目的)本発明は、製造工程を少なくして生産性を高め、廃液の少ない製造となる水晶振動子の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(着目点)本発明は、ATカットに対して双晶となるBTカットはエッチング速度が2/7程度である点に着目した。
【0009】
(解決手段)本発明は、上記の着目点に基づき、水晶片の振動領域(ATカット)に対して非振動領域を双晶化(BTカット化)してエッチングしたことを基本的な解決手段とする。
【0010】
【作用】
本発明は、非振動領域を双晶化(BTカット化)してエッチングしたので、振動領域(ATカット)のエッチング速度が相対的に大きくなり、金属膜(マスク)やレジスト液を不要とする。以下、本発明の一実施例を製造工程を踏まえて説明する。
【0011】
【実施例】
第1図は本発明の一実施例を説明する水晶振動子の図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
水晶振動子は、前述同様にATカットとした厚みの小さい中央部(振動領域)と、これより厚みの大きい外周部(非振動領域)を有する水晶片1からなる「前第3図」。そして、この実施例では、先ず平板状とした水晶片1の外周部にレーザPを照射する「第1図(a)」。なお、ATカットにおける結晶軸(XY'Z')のY'軸を厚みとして、ここではX軸を幅、Z'軸を長さとする。
【0012】
これにより、水晶片1の外周部を中央部に対して双晶化する「同図(b)」。すなわち、外周部のX軸方向が反転してATカットから、概ねBTカットに変化する。但し、中央部はそのままのATカットを維持する。そして、中央部をATカットとして外周部をBTカットとした双晶の水晶片1をHF液中に投入して全体的にエッチングする。
【0013】
このようなものでは、水晶片1の外周部が双晶化したBTカットなので、エッチング速度が中央部の単結晶部より2/7程度遅くなる。例えばHF液を常温25℃とすると、中央部のATカットでは0.07μm/分のエッチング速度であり、外周部では0.02μm/分となる。したがって、水晶片1の中央部が両主面側から先にエッチングされ、結局、中央部の厚みが外周部よりも小さく加工される「第1図(c)」。
【0014】
例えばATカットとした平板状の水晶片の厚みを16.7μm(100MHz)として、外周部を双晶化してエッチングし、中央部を1.7μm(≒1GHz)にすると外周部は12.4μmになる。したがって、外周部を充分な保持強度として高周波数の水晶振動子を得る。
【0015】
これらのことから、レーザPを水晶片1の外周部に照射して双晶化した後、水晶片を露出して全体的にエッチングするのみなので、製造工程を大幅に簡略して生産性を高められる。また、金属膜やレジストを不要にするので、これらを除去するための化学液を排除して廃液を少なくする。
【0016】
【他の事項】
上記実施例では、水晶片1は振動領域2となる中央部の外周全ての厚みを大きくして非振動領域3としたが、例えば第2図に示したように振動領域2の外周一部に非振動領域3を形成してもよく、これらの形状は任意である。
【0017】
【発明の効果】
本発明は、ATカットとした水晶片の振動領域に対して非振動領域を双晶化してエッチングしたので、製造工程を少なくして生産性を高め、廃液の少ない製造となる水晶振動子の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を説明する各製造工程における水晶振動子(水晶片)の断面図である。
【図2】 本発明の他の実施例を説明する水晶振動子の図である。
【図3】 従来例を説明する水晶振動子の図である。
【図4】 従来例を説明する各製造工程における水晶振動子の断面図である。
【符号の説明】
1 水晶片、2 振動領域、3 非振動領域、4 励振電極、5 引出電極、6 金属膜、7 レジスト液.[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a crystal resonator in an industrial technical field, and more particularly to a method for manufacturing a high-frequency crystal resonator in which the thickness of a vibration region is reduced by etching.
[0002]
[Prior art]
(Background of the Invention) A quartz resonator, for example, an AT cut type, is adopted in various electronic devices as a frequency and time reference source and a filter element. In recent years, a crystal piece having a small thickness is required with the increase of the communication frequency and the like. One such example is a crystal piece in which the thickness of the vibration region is reduced by etching, for example.
[0003]
(Example of Prior Art) FIG. 3 is a diagram of a crystal resonator for explaining one conventional example.
The crystal resonator is composed of a
[0004]
In such a case, as shown in FIG. 4 (cross-sectional view), first, a
[0005]
Next, the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
(Problems of the prior art) However, in the crystal resonator having the above-described configuration, since the formation and removal of the
[0007]
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a method for producing a crystal resonator which can reduce the number of production steps to increase productivity and produce less waste liquid.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(Points of interest) The present invention has focused on the point that the etching rate of the BT cut, which is twinned with respect to the AT cut, is about 2/7.
[0009]
(Solution) The present invention is based on the above point of interest, and basically etches a non-vibration region twinned (BT cut) with respect to a vibration region (AT cut) of a crystal piece. And
[0010]
[Action]
In the present invention, since the non-vibration region is etched by twinning (BT cut), the etching rate of the vibration region (AT cut) is relatively increased, and a metal film (mask) and a resist solution are not required. . Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on the manufacturing process.
[0011]
【Example】
FIG. 1 is a diagram of a crystal resonator illustrating one embodiment of the present invention. In addition, the same number is attached | subjected to the same part as a prior art example, and the description is simplified or abbreviate | omitted.
The quartz crystal resonator is composed of a
[0012]
Thus, the outer peripheral portion of the
[0013]
In such a case, since the outer peripheral portion of the
[0014]
For example, when the thickness of a flat crystal piece made of AT cut is 16.7 μm (100 MHz), the outer peripheral portion is twinned and etched, and the central portion is 1.7 μm (≈1 GHz), the outer peripheral portion becomes 12.4 μm. Therefore, a high-frequency crystal resonator is obtained with the outer peripheral portion having sufficient holding strength.
[0015]
From these facts, the laser P is irradiated to the outer periphery of the
[0016]
[Other matters]
In the above embodiment, the
[0017]
【The invention's effect】
The present invention, since the etching of the non-vibration region with respect to the vibration region of the crystal blank which was AT-cut and twinned, increase productivity by reducing the manufacturing steps, manufacturing of the crystal resonator to be less production of waste Can provide a method .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a crystal resonator (crystal piece) in each manufacturing process for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram of a crystal resonator illustrating another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram of a crystal resonator for explaining a conventional example.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a crystal resonator in each manufacturing process for explaining a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 crystal piece, 2 vibration region, 3 non-vibration region, 4 excitation electrode, 5 extraction electrode, 6 metal film, 7 resist solution.
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