JP4019990B2 - 圧電振動片と圧電デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動片と圧電デバイスの製造方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、パッケージ内に圧電振動片を収容した水晶振動子や水晶発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
図12は、このような圧電デバイスに使用される圧電振動片の公知の構成例を示す概略平面図である。
【0003】
図12(a)において、圧電振動片1は、例えば水晶の単結晶から形成されており、縦振動をする主振動部2と、この主振動部2の最も変位が小さくなる位置に設けた幅方向に設けた連結部3,3と、連結部3,3の両端から主振動部2と平行に設けた支持体部4,4を並列的に設けて、基部5で接続した構造である。
【0004】
そして、主振動部2には、その両側に互いに異極となる励振電極6と7が形成されており、各励振電極6,7はそれぞれ連結部3,3、及び支持体部4,4に引き回されて、基部5の箇所で、互いに電気的に分離されている。
これにより、外部から各励振電極6,7に駆動電圧を印加することにより、水晶材料の内部に電界が形成され、主振動部2が振動する。このような振動に基づく振動周波数を取り出すことにより、制御用のクロック信号等の各種信号に利用されるようになっている。
【0005】
ここで、このような構造の圧電振動片1は非常に小型に形成されており、その表面に設けられる励振電極6,7は、その表面および裏面に形成されるだけでなく、内側側面にも形成される。
この場合、励振電極6,7となる電極膜は、最初に圧電振動片1の側面を含む全面に成膜された後で、基部5の箇所で励振電極6と励振電極7とに分離される。このため、その表面および裏面に形成された電極を、これらの面にほぼ垂直に照射される光を使用してフォトリソグラフィの手法により分離するのはさほど困難ではないが、露光されにくい内側側面も完全に分離しなければならず、このような加工は困難が伴う。
【0006】
そこで、図12(a)の圧電振動片1では、基部5の内側に凹部を形成しておき、図12(b)に示すように、この凹部8の内側において、120分程度の短時間でエッチングした場合、水晶材料のエッチング異方性によって形成される傾斜面としてのヒレ部9を利用することによって、垂直方向からの露光を可能として凹部8の内側の電極を分離するようにしている。
尚、基部5の外側端部5aは、電極形成後に水晶ウエハから折り取られることで、外側端部5aの外面にも電極が形成されないようにすることができる。かくして、基部5においてはその表裏面と、凹部8の領域及び基部5の外側端部5aが全て電極膜を除去できるので、励振電極6,7を完全に分離できる。
【0007】
【特許文献1】
特開昭59−104813号
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図12の圧電振動片1においては、基部5の内側側面を完全に露光するために、水晶のエッチング異方性を利用してヒレを積極的に利用する必要から、水晶のエッチング時間を短くし、この領域を露光することで、側面電極を分割していた。
しかしながら、基部5の内側に凹部8を形成すると、構造的に弱くなって、この箇所に応力が集中し、圧電振動片1が破損しやすいという欠点があった。
また、従来のように、積極的にヒレを利用するために、ヒレを残す加工を行うと、圧電振動片の振動特性に影響が出る。特に、圧電振動片を小型に形成する場合には、上述のようにヒレを残すと、圧電振動片のCI(クリスタルインピーダンス)値が上昇する問題がある。したがって、ヒレを利用しない電極分割(分離)の手法が必要とされていた。
【0009】
本発明は、圧電振動片を製造するにあたり、基部に極端に構造的に弱い箇所を形成することなく、適切に電極の分離構造を設けることができるようにした製造方法ならびに圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第1の発明によれば、基部と、この基部から平行に延びる複数の振動腕とを備え、各振動腕に長さ方向に延びる溝を有する圧電振動片を、圧電材料でなる基板をエッチングすることにより形成する製造方法であって、前記基板をエッチングすることにより外形を形成するための外形エッチング工程と、ハーフエッチングにより前記溝を形成する溝形成工程にて、前記溝のハーフエッチングと同時に、前記複数の振動腕の間の股部に、細幅で、かつ底部を塞ぐことで有底とすることによりレジスト塗布工程にて噴霧されるレジストの通過をさまたげるようにされた細溝を形成する工程と、電極となる金属膜を全面に形成する工程と、前記基板の表面及び裏面と交差する角度で、レジストを噴射して塗布する前記レジスト塗布工程と、該レジストの露光・現像工程とを備えており、さらに、前記レジストの噴射塗布工程において、レジストがほとんど付着しないことにより前記細溝内の露出された前記金属膜を除去する工程とを備える圧電振動片の製造方法により、達成される。
【0011】
第1の発明の構成によれば、本発明は、基部と基部から延びる複数の振動腕を備える圧電振動片の製造方法に適用される。この複数の振動腕には、長さ方向に延びる溝と、さらに複数の振動腕どうしの間の股部に、振動腕の長さ方向に延びる細幅の有底の溝とを形成するものである。その形成工程は、外形を形成するために圧電材料でなる基板をエッチングする工程の後で、振動腕に形成する溝のハーフエッチング時に同時に細幅の有底の溝を形成するようにしている。そして、全面に電極となる金属膜を形成した後において、電極膜の形状を形成するためのレジストを塗布する工程では、前記基板の表面及び裏面と交差する角度で、レジストを噴射する。これにより、細幅の有底の溝内には、ほとんどレジストが付着しないことから、金属膜を除去する際には、細幅の有底の溝内に形成されている金属膜も除去されることになる。これにより、複数の振動腕の股部において、細幅の有底の溝を形成した領域で、各振動腕の内側の側面に形成された金属膜どうしは、適切に分離され絶縁されることになる。そして、このような細幅の有底の溝は、従来の振動腕の溝のハーフエッチング工程を利用して形成するようにしたため、工程を増やす必要がなく、製造時間を余分にかけることを必要としないで作ることができる。
さらに、細幅の有底の溝は、このように電極を分離する作用を発揮するだけでなく、有底の溝として構成したことにより、底部を残した構造であるから、前記股部において、細幅の溝は、この溝を挟んだ両側の圧電材料を完全に分割していない。このため、基部の構造が丈夫となり、従来のように、股部に凹部を形成した様な場合と比べて、応力が集中して破損されるようなことがない。
これにより、本発明の効果として、圧電振動片を製造するにあたり、基部に極端に構造的に弱い箇所を形成することなく、適切に電極の分離構造を設けることができる。
【0012】
第2の発明は第1の発明の構成において、前記外形エッチングに先行して、前記振動腕に形成される溝部と前記細幅の有底の溝のパターニングとを同時に行うことを特徴とする。
第2の発明の構成によれば、外形を形成するためのエッチングに先行して、予め、振動腕に形成される溝と、前記細幅の有底の溝のパターニングを同時に行っておくことにより、振動腕の溝形成のためのハーフエッチングの際に、細幅の有底の溝を同時にハーフエッチングすることができる。
【0013】
第3の発明は第1または第2のいずれかの発明の構成において、前記股部の細幅の有底の溝の内側は、前記底部を除き、僅かに傾斜した傾斜面となるように形成することを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、圧電材料のエッチング異方性に基づいて、前記股部の細幅の有底の溝が形成される際には、溝の内側は、前記底部を除き、僅かに傾斜した傾斜面となることで、底部により結合される構造がより丈夫なものとなる。
【0016】
また、上記目的は、第4の発明によれば、基部と、この基部から平行に延びる複数の振動腕とを備え、各振動腕に長さ方向に延びる溝を有する圧電振動片を、パッケージ内に接合する圧電デバイスの製造方法であって、前記圧電振動片の製造工程においては、前記基板をエッチングすることにより外形を形成するための外形エッチング工程と、ハーフエッチングにより前記溝を形成する溝形成工程にて、前記溝のハーフエッチングと同時に、前記複数の振動腕の間の股部に、細幅で、かつ底部を塞ぐことで有底とすることによりレジスト塗布工程にて噴霧されるレジストの通過をさまたげるようにされた細溝を形成する工程と、電極となる金属膜を全面に形成する工程と、前記基板の表面及び裏面と交差する角度で、レジストを噴射して塗布する前記レジスト塗布工程と、該レジストの露光・現像工程とを備えており、さらに、前記レジストの噴射塗布工程において、レジストがほとんど付着しないことにより前記細溝内の露出された前記金属膜を除去する工程とを備え完成後の圧電振動片をパッケージ内に接合した後で、このパッケージを封止するようにした圧電デバイスの製造方法により、達成される。
第4の発明の構成によれば、圧電デバイスの製造工程を増やすことなく、必要とされる工程の時間や、設備等をほとんど変更しないで、第1の発明の作用で説明したように、破損しにくく、しかも微細な線幅の励振電極が精密に形成されることで、小型に構成しても振動性能を損なうことがない圧電振動片をパッケージ内に装備することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1及び図2は、本発明の圧電デバイスの実施の形態を示しており、図1はその概略平面図、図2は図1のB−B線概略断面図である。
図において、圧電デバイス30は、水晶振動子を構成した例を示しており、この圧電デバイス30は、パッケージ36内に圧電振動片32を収容している。パッケージ36は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。複数の各基板は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間S2を形成するようにされている。
この内部空間S2が圧電振動片を収容するための収容空間である。
すなわち、図2に示されているように、この実施形態では、パッケージ36は、例えば、下から第1の積層基板61、第2の積層基板64、第3の積層基板68を重ねて形成されている。
【0020】
パッケージ36の内部空間S2内の図において左端部付近において、内部空間S2に露出して内側底部を構成する第2の積層基板64には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部31,31が設けられている。
この電極部31,31は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。この各電極部31,31の上に導電性接着剤43,43が塗布され、この導電性接着剤43,43の上に圧電振動片32の基部51が載置されて、導電性接着剤43,43が硬化されるようになっている。尚、導電性接着剤43,43としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を利用することができる。
【0021】
圧電振動片32は、後述する製造工程により、圧電材料として、例えば水晶をエッチングして形成されており、本実施形態の場合、圧電振動片32は、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図3の概略斜視図で示す形状とされている。
すなわち、圧電振動片32は、パッケージ36側と固定される基部51と、この基部51を基端として、図において左方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕34,35を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
【0022】
圧電振動片32の各振動腕34,35には、それぞれ長さ方向に延びる長い有底の溝56,57が形成されている。この各溝56,57は、図3のC−C線切断端面図である図4に示されているように、各振動腕34,35の表裏両面に形成されている。
さらに、図3において、圧電振動片32の基部51の端部(図3では右端部)の幅方向両端付近には、引き出し電極52,53が形成されている。各引き出し電極52,53は、圧電振動片32の基部51の図示しない裏面にも同様に形成されている。
【0023】
これらの各引き出し電極52,53は、上述したように図1に示されているパッケージ側の電極部31,31と導電性接着剤43,43により接続される部分である。そして、各引き出し電極52,53は、図示されているように、各振動腕34,35の溝56,57内に設けた励振電極54,55と接続されている。また、各励振電極54,55は、図4に示されているように各振動腕34,35の両側面にも形成されており、例えば、振動腕34に関しては、溝57内の励振電極54と、その側面部の励振電極55は互いに異極となるようにされている。また、振動腕35に関しては、溝56内の励振電極55と、その側面部の励振電極54は互いに異極となるようにされている。
【0024】
図3と図4を参照して理解されるように、振動腕34と35の互いに向かい合う内側の側面に形成された側面電極部54aと55aは互いに異極となるように、図3に示す振動腕34と振動腕35の間の股部に形成された細溝65の箇所で分離されている。図5は、この細溝65を拡大して示す図であり、図6は説明の便宜のため図5の細溝65をさらに拡大して、やや模式的に示した図である。
これらを参照して細溝65の構造を説明する。
【0025】
図5に示すように、細溝65は、振動腕34,35の長さ方向であるY方向に延びる有底の溝である。この細溝65は基部51の表裏両面に同じ形状で形成されている。図6に示すように、細溝65の三方の壁部68,68,68は、開口部よりも底部67が面積を減少させるような傾斜面となっている。尚、細溝65の内側の形状は、図6よりも図5の方が実際の形態に近い。
細溝65はその溝幅W1が長さD1と比べて極端に小さくされている。
細溝65の溝幅W1は、例えば、0.01mmないし0.03mm程度に形成されることが好ましい。溝幅W1が大き過ぎると、後述する工程上の理由により、側面電極部54aと55aを適切に分離できなくなる。また、溝幅W1が小さすぎる場合にも、電極どうしが接近して、電極の分離ができなくなる。
【0026】
さらに、細溝65は、側面電極部54aと55aとを分離しているだけでなく、底部67を備えることにより、基部51を構成する細溝65両側の圧電材料を結合しており、従来のように、この部分に凹部を形成する構造に比べて基部51の構造を格段に丈夫にしている。これにより、基部51の股部66に応力が加わって、破損することを有効に防止している。
【0027】
また、図2に示すように、パッケージ36の底面のほぼ中央付近には、パッケージ36を構成する2枚の積層基板に連続する貫通孔37a,37bを形成することにより、外部に開口した貫通孔37が設けられている。この貫通孔37を構成する2つの貫通孔のうち、パッケージ内部に開口する第1の孔37bに対して、第2の孔である外側の貫通孔37aは、より大きな内径を備えるようにされている。これにより、貫通孔37は、図2において下向きの段部62を備える段つき開口とされている。この段部62の表面には、金属被覆部が設けられていることが好ましい。
【0028】
ここで、貫通孔37に充填される金属製封止材38としては、例えば、鉛を含有しない封止材が選択されることが好ましく、例えば、銀ロウ、Au/Sn合金、Au/Ge合金等から選択される。これに対応して、段部62の表面の金属被覆部には、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキを形成することが好ましい。
パッケージ36の開放された上端には、蓋体39が接合されることにより、封止されている。蓋体39は、好ましくは、パッケージ36に封止固定した後で、図2に示すように、外部からレーザ光L2を圧電振動片32の後述する金属被覆部に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料,特に、薄板ガラスにより形成されている。
蓋体39として適するガラス材料としては、例えば、ダウンドロー法により製造される薄板ガラスとして、例えば、硼珪酸ガラスが使用される。
さらに、図2において、第2の基板64の内側の一部を除去することにより、凹部42が設けられている。これにより、圧電デバイス30に外部から衝撃が加えられた場合に、圧電振動片32の先端が矢印D方向に変位しても、この圧電振動片32の先端がパッケージ36の内側底部に衝突して破損することが有効に防止されている。
【0029】
次に、図7ないし図10は、本実施形態の圧電振動片32の製造方法の一例を説明するための工程図であり、図7の各工程は、図4に対応した部分の切断端面図にて示した振動腕34,35の切断面に対応した領域について工程順に示されている。また、図7(f)ないし図10では、振動腕34,35の切断面に対応した領域の右側に、図5のD−D線切断端面に対応した領域を示し、さらに、図8(i)以降においては、右端部に図5で示した領域の概略図が工程順に示されている。
これらの図を順次参照しながら、圧電振動片32の製造方法の一例を説明し、あわせて圧電デバイス30の製造方法の一例を説明する。
【0030】
図7(a)において、圧電振動片32を複数もしくは多数分離することができる大きさの圧電材料でなる基板71を用意する。このとき基板71は、工程の進行により音叉型の圧電振動片32とした際には、図3に示す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、圧電材料、例えば水晶の単結晶から切り出されることになる。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平面を時計方向に約マイナス5度乃至プラス5度傾けて形成される。
【0031】
(耐蝕膜の形成工程)
図7(a)に示すように、基板71の表面(表裏面)に、スパッタリングもしくは蒸着等の手法により、耐蝕膜72を形成する。図示されているように、水晶でなる基板71の表裏両面に耐蝕膜72が形成され、耐蝕膜72は、例えば、下地層としてのクロム層と、その上に被覆される金被覆層で構成される。
尚、以下の工程では、基板71の上下両面に同一の加工が行われるので、煩雑さを避けるため、上面についてだけ説明する。
【0032】
(外形のパターニング工程)
次いで、図7(b)に示すように、基板71の表裏の全面にレジスト73を塗布する(レジストの塗布工程)。そして、外形パターニングのためにレジスト73を塗布する。レジスト73としては、例えば、ECA系、PGMEA系のポジ型レジストが好適に使用できる。
【0033】
(外形形成エッチング工程)
そして、図7(c)に示すように、外形パターニングのために所定のパターン幅のマスク74(図示せず)を配置し、露光後、感光したレジスト73を除去して、除去したレジスト部分に対応して、Au,Crの順に耐蝕膜72も除去する。
次に、図7(d)に示すように、圧電振動片32の外形から外側の部分を露出させて、図7(e)に示すように、全面にレジスト74を塗布する。
次いで、図7(f)に示すように、圧電振動片32の外形から外側の部分と、各振動腕の溝部分だけでなく、右端の図に示すように、細溝に対応した部分のレジスト74を除去する。すなわち、振動腕の溝部とともに、細溝の部分も同時にパターニングする。
【0034】
そして、図8(g)に示すように、圧電振動片32の外形から外側の部分として露出した基板71に関して、例えば、フッ酸溶液をエッチング液として、圧電振動片の外形のエッチングを行う(エッチング工程)。このエッチング工程は、6時間ないし15時間で、フッ酸溶液の濃度や種類、温度等により変化する。この実施形態では、エッチング液として、フッ酸、フッ化アンモニウムを用いて、その濃度として容量比1:1、温度65度±1度(摂氏)の条件により、12時間程度でエッチング工程が完了する。
すなわち、本実施形態では、従来の圧電振動片と異なり、エッチング異方性に基づくヒレの形成がないように、長いエッチング時間をかけている。
しかしながら、このようなヒレを残さない工程とすることで、圧電振動片の振動腕の両側面形状の対称性を向上させることができ、振動特性を向上させて、CI値を低く抑えることができる。
【0035】
(ハーフエッチング工程)
圧電振動片の外形が形成されたら、次に図8(h)に示すように、振動腕の溝部と細溝の部分の耐蝕膜72を除去する。
耐蝕膜72を除去して露出した基板71について、さらに、図8(i)に示すように、フッ酸溶液等を用いて、振動腕の溝部と細溝の部分のハーフエッチングを行う。
この実施形態では、エッチング液として、フッ酸、フッ化アンモニウムを用いて、その濃度として容量比1:1、温度65度±1度(摂氏)の条件により、30分ないし60分程度でエッチング工程が完了する。
これにより、振動腕の溝56,57が形成されると同時に、底部67を備えた細溝65も形成される。
すなわち、ここでは、従来の圧電デバイスの圧電振動片を形成するための製造工程の一部である振動腕の溝56,57を形成するためのハーフエッチング工程を利用しているので、工程を増やすことなく、必要とされる工程の時間や、設備等をほとんど変更しないで、図3で説明したような機能を備えた細溝65を得ることができる。
【0036】
次に、図8(i)に示すように、レジスト74を除去し、図9(k)の状態とする。この状態は図3の圧電振動片32の電極が形成されていない状態である。
続いて、図9(l)に示すように、全面に電極を形成するための金属膜75を蒸着またはスパッタリング等の手法により形成する。この金属膜は、耐蝕膜と同じ下地層としてのクロム層と、その上に被覆される金被覆層で構成することができる。
【0037】
(電極膜の形成工程)
(電極形成におけるレジストの塗布工程)
次に、図9(m)に示すように、基板71の表面及び裏面と交差する角度で、レジスト76を矢印Tに示すように噴射して塗布する。この実施形態では、レジスト76は所謂スプレーレジストであり、その噴射角度は、基板71の表面及び裏面に対して、90度程度とする。
ここで、レジスト76は、本実施形態の製造工程に適合するように、揮発性の高い溶剤で希釈され、基板71にレジスト76が半乾燥状態で付着するという性質を備えたものが適しており、具体的には、5cpないし40cp程度の粘性を備えたレジスト溶液として、例えばECA系やPGMEA系のポジ型レジストを用いて、1μmないし3μmのレジスト厚になるように、噴射回数として2ないし4回程度噴射することにより行う。
【0038】
この場合、噴射されたレジスト76は、この細溝65内には、ほとんど入り込まない。つまり、細溝65は極めて狭い溝幅(図6のW1参照)しか備えていない。しかも底部67が存在することから、噴射されたレジスト76の流れを形成する気流は、底部67に妨げられて、細溝65内を適切に通過することができない。このため、図9(m)の右端の図に示すように、細溝65の壁面68や底面67には、ほとんどレジスト76が付着しない。底面67の前端部67aは、きわめて細い(厚みが薄い)ため、レジスト76がほとんど付着しないか、付着しても微量である。
【0039】
このようにして、図9(m)で示されるようにレジスト76が塗布された状態において、図10(n)に示すように、電極が形成されるべき領域(図3参照)とそうでない領域とを分けるマスキング(図示せず)がなされて、露光され、レジスト76を除去して、取り除くべき金属膜を露出させる。
次いで、図10(o)に示すように、露出した金属膜を、例えば、ヨウ化カリウム等のエッチング液を用いて、ウエットエッチングにより除去する。これにより、取り除くべき金属膜がエッチングにより全て除去される。特に、細溝65内は、その壁面68や底面67には、もともと、ほとんどレジスト76が付着ておらず、底面67の前端部67aも同様であるため、これらの領域の金属膜は完全に除去される。これにより、図3で説明した側面電極部54aと55aとを適切に分離することができる。
最後に、図10(p)に示すように、不要となったレジスト76を全て剥離する。
【0040】
以上により、図3で説明した構造の圧電振動片32が完成する。
したがって、図3のように完成した圧電振動片32は、図1及び図2に示すように、パッケージ36の内部に、導電性接着剤43を利用して接合される。その後で、このパッケージ36にロウ材(例えば、低融点ガラス)を用いて蓋体39を接合する。さらに、真空中でパッケージ36を加熱して貫通孔37を介してパッケージ36内を脱ガスし、この貫通孔37を封止材38で真空封止することで、圧電デバイス30を完成することができる。
【0041】
かくして、本実施形態によれば、圧電振動片32の外形を形成するために圧電材料でなる基板71をエッチングする工程の後で、振動腕に形成する溝56,57のハーフエッチング時に同時に細幅の有底の溝65を形成するようにしている。そして、全面に電極となる金属膜75を形成した後において、電極膜の形状を形成するためのレジスト76を塗布する工程では、基板71の表面及び裏面と交差する角度で、レジスト76を噴射するようにしたものである。
【0042】
これにより、細幅の有底の溝65内には、製造途中でほとんどレジスト76が付着しないことから、金属膜75を除去する際に、エッチング液に浸漬させれば、細幅の有底の溝65内に形成されている金属膜75も除去されることになる。これにより、図3で説明した圧電振動片32の振動腕34,35の股部66において、細幅の有底の溝65を形成した領域で、各振動腕34,35の内側の側面に形成された図4に示す側面電極部54aと55aどうしは、適切に分離され絶縁されることになる。そして、このような細幅の有底の溝65は、従来の振動腕の溝のハーフエッチング工程を利用して形成するようにしたため、工程を増やす必要がなく、製造時間を余分にかけることを必要としないで作ることができる。
【0043】
さらに、細幅の有底の溝65は、このように電極を分離する作用を発揮するだけでなく、底部67を備えることにより、細幅の溝65は、この溝を挟んだ両側の圧電材料を完全に分割していない。このため、基部51の構造が丈夫となり、従来のように、股部66に凹部を形成した様な場合と比べて、応力が集中して破損されるようなことがない。
【0044】
図11は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン308及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ309を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるコントローラ(CPU)301を備えている。
コントローラ301は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのLCDや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部302や、RAM,ROM等でなる情報記憶手段(メモリ)303の制御を行うようになっている。このため、コントローラ301には、圧電デバイス30が取り付けられて、その出力周波数をコントローラ301に内蔵された所定の分周回路(図示せず)等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このコントローラ301に取付けられる圧電デバイス30は、圧電デバイス30単体でなくても、圧電デバイス30と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【0045】
コントローラ301は、さらに、温度補償水晶発振器(TCXO)305と接続され、温度補償水晶発振器305は、送信部307と受信部306に接続されている。これにより、コントローラ301からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器305により修正されて、送信部307及び受信部306に与えられるようになっている。
【0046】
このように、デジタル式携帯電話装置300のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイス30を利用することにより、パッケージに収容されている圧電振動片32が振動により破損しにくく、しかも製造工程が簡略されていることで低コストで製造できることにより、信頼性の高い品質を備えた低コストで製造できるデジタル式携帯電話装置300を得ることができる。
【0047】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、パッケージ内に圧電振動片を収容するものであれば、水晶振動子、水晶発振器、ジャイロ、角度センサ等の名称にかかわらず、全ての圧電振動片とこれを利用した圧電デバイスに適用することができる。
また、上述の実施形態では、パッケージにセラミックを使用した箱状のものを利用しているが、このような形態に限らず、金属製のシリンダー状のケース等のパッケージと同等のものに圧電振動片を収容するものであれば、いかなるパッケージやケースを伴うものについても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の圧電デバイスの実施形態を示す概略平面図。
【図2】 図1のB−B線概略断面図。
【図3】 図1の圧電デバイスのパッケージに収容される圧電振動片の概略斜視図。
【図4】 図3のC−C線切断端面図。
【図5】 図3の圧電振動片の股部に形成される細溝の領域を示す概略斜視図。
【図6】 図5の領域をさらに拡大して模式的に示す概略斜視図。
【図7】 図1の圧電デバイスに収容された圧電振動片の製造工程を順番に示す概略工程図。
【図8】 図1の圧電デバイスに収容された圧電振動片の製造工程を順番に示す概略工程図。
【図9】 図1の圧電デバイスに収容された圧電振動片の製造工程を順番に示す概略工程図。
【図10】 図1の圧電デバイスに収容された圧電振動片の製造工程を順番に示す概略工程図。
【図11】 本発明の実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図12】 従来の圧電振動片の構成例を示す概略平面図。
【符号の説明】
30・・・圧電デバイス、32・・・圧電振動片 、34,35・・・振動腕、56,57・・・溝、65・・・細溝、66・・・股部。
Claims (4)
- 基部と、この基部から平行に延びる複数の振動腕とを備え、各振動腕に長さ方向に延びる溝を有する圧電振動片を、圧電材料でなる基板をエッチングすることにより形成する製造方法であって、
前記基板をエッチングすることにより外形を形成するための外形エッチング工程と、
ハーフエッチングにより前記溝を形成する溝形成工程にて、前記溝のハーフエッチングと同時に、前記複数の振動腕の間の股部に、細幅で、かつ底部を塞ぐことで有底とすることによりレジスト塗布工程にて噴霧されるレジストの通過をさまたげるようにされた細溝を形成する工程と、
電極となる金属膜を全面に形成する工程と、
前記基板の表面及び裏面と交差する角度で、レジストを噴射して塗布する前記レジスト塗布工程と、
該レジストの露光・現像工程と
を備えており、
さらに、前記レジストの噴射塗布工程において、レジストがほとんど付着しないことにより前記細溝内の露出された前記金属膜を除去する工程と
を備える
ことを特徴とする、圧電振動片の製造方法。 - 前記外形エッチングに先行して、前記振動腕に形成される溝部と前記細幅の有底の溝のパターニングとを同時に行うことを特徴とする請求項1に記載の圧電振動片の製造方法。
- 前記股部の細幅の有底の溝の内側は、前記底部を除き、僅かに傾斜した傾斜面となるように形成することを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の圧電振動片の製造方法。
- 基部と、この基部から平行に延びる複数の振動腕とを備え、各振動腕に長さ方向に延びる溝を有する圧電振動片を、パッケージ内に接合する圧電デバイスの製造方法であって、
前記圧電振動片の製造工程においては、
前記基板をエッチングすることにより外形を形成するための外形エッチング工程と、
ハーフエッチングにより前記溝を形成する溝形成工程にて、前記溝のハーフエッチングと同時に、前記複数の振動腕の間の股部に、細幅で、かつ底部を塞ぐことで有底とすることによりレジスト塗布工程にて噴霧されるレジストの通過をさまたげるようにされた細溝を形成する工程と、
電極となる金属膜を全面に形成する工程と、
前記基板の表面及び裏面と交差する角度で、レジストを噴射して塗布する前記レジスト塗布工程と、
該レジストの露光・現像工程と
を備えており、
さらに、前記レジストの噴射塗布工程において、レジストがほとんど付着しないことにより前記細溝内の露出された前記金属膜を除去する工程と
を備え
完成後の圧電振動片をパッケージ内に接合した後で、このパッケージを封止するようにした
ことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
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