JP4411967B2 - 圧電振動デバイスの周波数調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧電振動デバイスの周波数調整方法に関する。

圧電振動デバイスの製造工程の１つに、発振周波数を調整する工程があり、従来の周波数調整方法では、複数の圧電振動デバイスの周波数調整を行う場合、周波数調整装置を用いてまとめて複数の圧電振動デバイスの中心周波数を予め設定した目標周波数に調整する（例えば、特許文献１参照。）。なお、圧電振動デバイスには、その筐体であるパッケージ内に圧電振動ウエハから形成された１つの振動部が載置されており、振動部の周波数が調整される。

下記する特許文献１に開示の水晶振動子（本明細書でいう振動部）の周波数調整方法は、水晶振動子の中心周波数を、予め設定した目標周波数に調整する方法であり、水晶振動子に形成した電極の厚さを可変させて周波数調整を行う方法である。この方法を詳細すると、周波数測定手段で中心周波数を測定し、目標周波数よりも高ければ電極材料付加手段で電極材料である銀の粒子を電極に付着させ、電極を厚くする。また目標周波数よりも低ければ電極除去手段によりイオンを電極に衝突させて電極を削り、電極を薄くする。このように電極の厚さを加減させることにより、周波数を調整する。
特開平１０−１２６１８７号公報

ところで、周波数調整前の複数の圧電振動デバイスの振動部が有する夫々の中心周波数には、バラツキがある。そのため、複数の振動部の許容周波数範囲は広く、これらの複数の振動部を同時に周波数調整を行うには、周波数調整工程にかなりの調整時間を有する。この調整時間は、振動部の数が増えるにつれて、すなわち複数の振動部の許容周波数範囲が広くなるにつれて、増えるため、圧電振動デバイスの量産において好ましくない。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、圧電振動デバイスの周波数調整工程における調整時間を短縮する圧電振動デバイスの周波数調整方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る圧電振動デバイスの周波数調整方法は、少なくとも１つ以上の圧電振動ウエハから少なくとも１つ以上形成された振動部を搭載する圧電振動デバイスの前記振動部の周波数を調整する周波数調整方法であって、周波数調整の周波数の対象を圧電振動ウエハの中心周波数とし、前記圧電振動ウエハの中心周波数は、当該圧電振動ウエハにおける振動部の平均周波数であり、予め設定した許容周波数範囲内において周波数範囲を複数の周波数グループに分類する分類工程と、前記分類工程において分類した前記周波数グループ毎に、それぞれ周波数調整幅を設定する調整幅設定工程と、を有し、前記周波数調整は、前記振動部に金属膜を蒸着する蒸着工程と、前記振動部に形成された金属膜を除去する除去工程とによって行ない、かつ、これら前記蒸着工程と前記除去工程との少なくとも一工程を複数回行ない、前記調整幅設定工程では、前記周波数調整を行うにつれて前記周波数調整幅の範囲が狭くなるよう設定し、前記振動部が電極形成された状態の少なくとも１つ以上の前記圧電振動ウエハが有する中心周波数値によって、この圧電振動ウエハを前記周波数グループに分類し、さらに、周波数調整を行なった前記振動部を前記圧電振動デバイスの筐体であるパッケージに配した後に、イオンミーリング法を用いて前記振動部に形成された前記金属膜をエッチングするエッチング工程を有することを特徴とする。具体的に、前記除去工程において前記周波数調整幅の範囲が狭くなるよう設定してもよい。なお、ここでいう圧電振動ウエハが有する中心周波数とは、少なくとも１つ以上の圧電振動ウエハそれぞれに形成する複数の振動部の平均周波数のことをいう。また、各振動部の上限周波数、または下限周波数の平均周波数を中心周波数と定義してもよい。また、例えば、１つの振動部のみを形成する圧電振動ウエハの場合、同時に周波数調整を行なう他の圧電振動ウエハに対応させて、１つの振動部の任意の周波数を中心周波数と定義してもよく、同時に周波数調整を行なう他の圧電振動ウエハがない場合、任意に中心周波数と定義してもよい。すなわち、中心周波数は任意に定義可能である。上記構成において、前記圧電振動デバイスは音叉型圧電振動デバイスであってもよい。また、上記構成において、前記周波数調整の各工程において、前記分類工程において分類する前記周波数グループの数を可変させてもよい。

本発明によれば、分類工程と調整幅設定工程とを有し、振動部が電極形成された状態の少なくとも１つ以上の圧電振動ウエハが有する中心周波数値によって、この圧電振動ウエハを周波数グループに分類するので、周波数の調整変動量を各周波数グループ毎に設定した調整変動量に変換することが可能となる。そのため、従来の周波数調整方法における周波数の調整変動量と比較して、周波数調整する圧電振動ウエハの中心周波数にバラツキがあったとしても、周波数の調整変動量を抑えることが可能となり、周波数調整量を減らすことが可能となる。その結果、周波数調整量を低減に伴い、周波数調整の工程における所要時間を短縮することが可能となる。また、周波数の調整変動量を抑えることが可能となるので、周波数調整の精度の向上を図ることが可能となる。なお、本発明の作用効果は、圧電振動ウエハの数の増加に伴って顕著に表れ、好ましい。すなわち、圧電振動デバイスの量産によって同時に調整する複数の振動部の許容周波数範囲が広くなった場合であっても、目標周波数の周波数範囲を広げることが可能となる。そのため、従来の狭い許容周波数範囲において、その範囲の上下限付近の中心周波数を有するウエハを不良品としていたが、本発明によれば、許容周波数範囲を広げてそのウエハを不良品にせずに、良品にすることが可能となる。また、水晶ウエハの数が増加することによって、充填効率を上げることが可能となり、蒸着装置の稼働率を上昇させることが可能となる。また、本発明によれば、さらにエッチング工程を有するので、具体的に振動部毎に異なる金属膜のエッチング量を周波数グループ毎に設定して、各周波数グループにおける金属膜のエッチング量が多くなるのを防止することが可能となる。そのため、周波数調整時間の短縮を図ることが可能となる。

具体的に、上記構成において、周波数調整は、上記振動部に金属膜を蒸着する蒸着工程によって行なってもよい。

この場合、分類工程と調整幅設定工程とを有し、周波数調整は、上記振動部に金属膜を蒸着する蒸着工程によって行なっているので、具体的にウエハ毎に異なる金属膜の蒸着量を周波数グループ毎に設定して、各周波数グループにおける金属膜の蒸着量が多くなるのを防止することが可能となる。

また、上記構成において、周波数調整は、上記振動部に形成された金属膜を除去する除去工程によって行なってもよい。

この場合、分類工程と調整幅設定工程とを有し、周波数調整は、上記振動部に形成された金属膜を除去する除去工程によって行なっているので、具体的にウエハ毎に異なる金属膜の除去量を周波数グループ毎に設定して、各周波数グループにおける金属膜の除去量が多くなるのを防止することが可能となる。

また、上記構成において、周波数調整は、上記蒸着工程と上記除去工程とによって行なってもよい。

この場合、分類工程と調整幅設定工程とを有し、周波数調整は、上記した蒸着工程と除去工程とによって行なっているので、上記した蒸着工程および除去工程による作用効果を有するとともに、各単一工程と比較してさらに周波数の調整変動量を抑えて、周波数調整の精度の向上を図ることが可能となる。

また、上記構成において、上記蒸着工程と上記除去工程とを複数回行なってもよい。

この場合、蒸着工程と除去工程とを複数回行なっているので、１回と比較して各工程における周波数の調整変動量を抑えて、周波数調整の精度の向上を図ることが可能となる。

また、上記構成において、上記エッチング工程の前に、上記振動部に金属膜を蒸着する第２の蒸着工程を有してもよい。

この場合、エッチング工程による作用効果を有するとともに、さらに、エッチング工程を行う前に行う第２の蒸着工程を有しているので、具体的に振動部毎に異なる金属膜の蒸着量を周波数グループ毎に設定して、各周波数グループにおける金属膜の蒸着量が多くなるのを防止することが可能となる。そのため、周波数調整時間の短縮を図ることが可能となり、周波数調整を行なった振動部をパッケージに配した後の単一のエッチング工程と比較して、周波数調整の精度の向上を図ることが可能となる。また、イオンミーリング法を用いたエッチング工程の前に金属膜を蒸着することにより、イオンミーリング（エッチング）を均一に行なうことが可能となり、周波数のバラツキを縮小することが可能となる。すなわち、イオンミーリング（エッチング）の生産性を向上させることと、加工量を一定にすることとが可能となるため、イオンミーリング（エッチング）後の周波数のバラツキ幅を縮減することが可能となる。

本発明にかかる圧電振動デバイスの周波数調整方法によれば、圧電振動デバイスの周波数調整工程における調整時間を短縮することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態では、圧電振動デバイスとして音叉型水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。

本願発明にかかる音叉型水晶振動子１（以下、水晶振動子という）を図１に示す。

この水晶振動子１は、筐体であるセラミック製パッケージ２（以下、パッケージという）と、振動部である音叉型水晶振動片３（以下、水晶振動片という）と、平板状蓋であるキャップ（図示省略）とからなる。

水晶振動片３は、水晶ウエハ（図示省略）から約２００〜３００個切出し形成される。この水晶振動片３は、図１に示すように、基部３１と、２本の脚部３２、３３からなる音叉部３４とからなり、基部３１から２本の脚部３２、３３が同一方向に突出して一体形成されている。また、脚部３２、３３には、それぞれ第１及び第２の励振電極３５、３６が形成され（図２参照）、基部３１には、リード端子４１、４２が設けられている。これら第１及び第２の励振電極３５、３６は、それぞれリード端子４１、４２により下記する電極配線（図示省略）に接続されている。

第１の励振電極３５は、図２に示すように、一方の脚部３２の表裏面（主面）３２ａと他方の脚部３３の側面（図示省略）とに設けられ、それぞれが接続されている。同様にして、第２の励振電極３６は、他方の脚部３３の表裏面（主面）３３ａと一方の脚部３２の側面（図示省略）とに設けられ、それぞれが接続されている。これら励振電極３５、３６は、クロム（Ｃｒ）及び金（Ａｕ）が真空蒸着法、スパッタ法等を用いた金属蒸着によって形成された薄膜である。

パッケージ２は、一面が開放された箱形状からなり、この箱型内部には水晶振動片３を載置するための支持体２１が設けられている。この支持体２１には、電極配線が施されている。そして、パッケージ２の一面に、キャップが接合され、パッケージ２内部に載置された水晶振動片３が気密封止される。

この上記した構成からなる水晶振動片３をパッケージ内部に気密封止する前に、水晶振動片３の発振周波数を調整する。この調整には、以下に示す構成が含まれた調整装置（図示省略）が用いられる。

調整装置には、水晶振動片３の発振周波数の測定前に、発振周波数を調整して合わせ込む目標周波数の値を設定する周波数設定手段（図示省略）と、予め設定した許容周波数範囲内において周波数範囲を３つの周波数グループＧ（周波数順に上から上周波数グループＧ１、中周波数グループＧ２、下周波数グループＧ３とする。図３参照）に分類する分類手段（図示省略）と、分類手段により分類された３つの周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３毎に、それぞれ周波数調整幅を設定する調整幅設定手段（図示省略）と、が含まれている。これらの構成を含む調整装置により、水晶振動片３が電極形成された状態の水晶ウエハの中心周波数値によって、この水晶ウエハが３つの周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３のいずれかに分類される。なお、ここでいう水晶ウエハが有する中心周波数とは、少なくとも１つ以上の水晶ウエハそれぞれに形成する２００〜３００個の水晶振動片３の平均周波数のことをいう。また、この実施の形態に限定されずに、例えば、各水晶振動片３の上限周波数、または下限周波数の平均周波数を中心周波数と定義してもよい。また、例えば、１つの水晶振動片３のみを形成する水晶ウエハの場合、同時に周波数調整を行なう他の圧電振動ウエハに対応させて、１つの水晶振動片３の任意の周波数を中心周波数と定義してもよく、同時に周波数調整を行なう他の水晶ウエハがない場合、任意に中心周波数と定義してもよい。すなわち、中心周波数は任意に定義可能である。

次に、上記した構成からなる水晶振動子１の製造方法および、調整装置を用いた周波数調整方法を図３を用いて以下に説明する。なお、本実施の形態では、２０枚の水晶ウエハをまとめて周波数調整する。

まず、フォトリソグラフィ法を用いて水晶ウエハ上に約２００〜３００個の水晶振動片３を形成する。そして、これら水晶振動片３上に第１及び第２の励振電極３５、３６を形成する（電極形成工程）。その後、発振周波数の調整装置（図示省略）に水晶ウエハを配し、発振周波数を調整する。また、発振周波数の調整装置に２０枚の水晶ウエハを配する際、それぞれの水晶ウエハをナンバリングする。

なお、水晶振動片３の発振周波数の調整前に、調整装置の周波数設定手段により発振周波数を調整して合わせ込む目標周波数の値を設定する。次に、予め設定した許容周波数範囲内において周波数範囲を、調整装置の分類手段により３つの周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３に分類する（本発明でいう分類工程）。分類工程において分類した３つの周波数グループ毎に、調整装置の調整幅設定手段によりそれぞれ周波数調整幅を設定する（本発明でいう調整幅設定工程）。そして、電極形成工程後に測定した水晶ウエハの中心周波数に基づいて、各水晶ウエハを周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３に分類する。

次に、電極形成工程後に測定した水晶ウエハの発振周波数が、目標周波数より高い場合、脚部３２、３３のそれぞれ先端領域（以下、音叉部先端領域Ａ１という）に、Ａｇからなる金属膜を真空蒸着法を用いて蒸着させて（本発明でいう蒸着工程、図３に示す１回目Ａｇ蒸着工程）、発振周波数を下げる。なお、本実施の形態における水晶ウエハへの金属膜の蒸着は、バッチ処理にて行なう（下記する蒸着に関しても同様）。また、蒸着は、抵抗加熱式の蒸着装置を用いており、各周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３によって蒸着量はそれぞれ異なる。

１回目Ａｇ蒸着工程後に測定した発振周波数が、目標周波数より低い場合、脚部３２、３３のそれぞれ音叉部先端領域Ａ１をレーザで照射して、音叉部先端領域Ａ１に蒸着した金属膜を飛散させて（本発明でいう除去工程、図３に示す１回目レーザ工程）、発振周波数を上げる。

振動片形成工程後に測定した発振周波数が、目標周波数より高い場合、脚部３２、３３のそれぞれ音叉部先端領域Ａ１に、Ａｇからなる金属膜を真空蒸着法を用いて蒸着させて（本発明でいう蒸着工程）、発振周波数を下げる（２回目Ａｇ蒸着工程）。

２回目Ａｇ蒸着工程後に測定した発振周波数が、目標周波数より低い場合、脚部３２、３３のそれぞれ音叉部先端領域Ａ１をレーザで照射して、音叉部先端領域Ａ１に蒸着した金属膜を飛散させて（本発明でいう除去工程、図３に示す２回目レーザ工程）、発振周波数を上げる。

そして、２回目レーザ工程後に測定した発振周波数が、目標周波数と同一になると、周波数調整を終えて、水晶ウエハ上の複数個の水晶振動片３を個々の音叉型振動片３に分割するよう切断する。そして、切断した各水晶振動片３をパッケージ２内の支持体２１に接着させて載置し、水晶振動子１をアニールする。水晶振動子１をアニールした後に、パッケージ２の上部にキャップを接合させて、パッケージ２内部に載置した水晶振動片３を気密封止させ、動作特性を検査して水晶振動子１を製造する。

上記したように、本実施の形態にかかる水晶振動子１の周波数調整方法によれば、分類工程と調整幅設定工程とを有し、水晶振動片３が電極形成された状態の少なくとも１つ以上の水晶ウエハが有する中心周波数値によって、この水晶ウエハを周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３に分類するので、周波数の調整変動量を各周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３毎に設定した調整変動量に変換することができる。そのため、従来の周波数調整方法における周波数の調整変動量と比較して、周波数調整する２０枚の水晶ウエハの中心周波数にバラツキがあったとしても、周波数の調整変動量を抑えることができ、周波数調整量を減らすことができる。その結果、周波数調整量を低減に伴い、周波数調整の工程における所要時間を短縮することができる。また、周波数の調整変動量を抑えることができるので、周波数調整の精度の向上を図ることができる。

また、本発明の作用効果は、水晶ウエハの数の増加に伴って顕著に表れ、好ましい。すなわち、水晶振動子１の量産によって同時に調整する複数の水晶ウエハの許容周波数範囲が広くなった場合であっても、目標周波数の周波数範囲を広げることができる。そのため、従来の狭い許容周波数範囲において、その範囲の上下限付近の中心周波数を有する水晶ウエハを不良品としていたが、本発明によれば、許容周波数範囲を広げてその水晶ウエハを不良品にせずに、良品として用いることができる。また、水晶ウエハの数が増加することによって、充填効率を上げることができ、蒸着装置の稼働率を上昇させることができる。

また、周波数調整は、水晶振動片３に金属膜を蒸着する蒸着工程によって行なっているので、具体的に水晶ウエハ毎に異なる金属膜の蒸着量を周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３毎に設定して、各周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３における金属膜の蒸着量が多くなるのを防止することができる。

また、周波数調整は、水晶振動片３に形成された金属膜を除去する除去工程によって行なっているので、具体的に水晶ウエハ毎に異なる金属膜の除去量を周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３毎に設定して、各周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３における金属膜の除去量が多くなるのを防止することができる。

また、周波数調整は、上記した蒸着工程と除去工程とによって行なっているので、上記した蒸着工程および除去工程による作用効果を有するとともに、各単一工程と比較してさらに周波数の調整変動量を抑えて、周波数調整の精度の向上を図ることができる。また、蒸着工程と除去工程とをそれぞれ２回ずつ行なっているので、１回と比較して各工程における周波数の調整変動量を抑えて、周波数調整の精度の向上を図ることができる。

また、水晶振動１には、上記した水晶振動子１の周波数調整方法により発振周波数が調整された水晶振動片３が搭載されているので、水晶振動子１は、上記した周波数調整方法により得られる作用効果を有することができる。

なお、本実施の形態では、水晶振動片３が、水晶ウエハから約２００〜３００個切出し形成されているが、これに限定されるものではなく、任意の数に設定可能である。また、水晶ウエハから１つ切出し形成されてもよい。

また、本発明は、周波数調整幅が各周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３ごとに独立して設定されている。そのため、本実施の形態では、３つの周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３の周波数調整幅を同一範囲幅に設定しているが、これに限定されるものではない。すなわち、各水晶ウエハの周波数バラツキの幅がそれぞれ異なるため、この周波数バラツキに対応して、各周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３の周波数調整幅をそれぞれ異なる周波数調整幅に設定してもよい。例えば、図４に示すように、３つの周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３の周波数調整幅を任意に設定してもよい。この図４に示す周波数調整方法は、上記した本実施の形態と異なる他の実施の形態である。なお、この図４に示す工程は、上記した図３に示す工程と同一であり、その説明を省略する。この図４に示す周波数調整方法では、電極形成工程後から１回目Ａｇ蒸着工程後にかけて周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３の周波数範囲の幅を変えることなく、周波数値がシフトのみするよう周波数調整幅が設定され、その後工程である１回目レーザ工程から徐々に周波数調整が行なわれており、徐々に周波数範囲の幅が狭くなるよう設定されている。この時、電極形成後および１回目Ａｇ蒸着後における各周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３の周波数範囲がそれぞれ隣合う周波数グループと一部重複するように周波数調整幅が設定されてもよい。また、１回目レーザ後の各周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３の周波数範囲に示すように、各周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３の周波数範囲が連続しない部分が存在するように周波数調整幅が設定してもよい。また、２回目Ａｇ蒸着後のように、最終工程前に周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３が同一の周波数範囲に設定されてもよい。

また、本実施の形態では、複数枚の水晶ウエハをまとめて周波数調整するが、これに限定されるものではなく、１枚ずつ水晶ウエハを周波数調整してもよい。しかしながら、複数枚の水晶ウエハをまとめて周波数調整することが好ましい。また、本実施の形態では、水晶ウエハの数を２０枚としているが、これに限定されるものでなく、任意の数の水晶ウエハに対して同時に周波数調整を行なってもよい。

また、本実施の形態では、圧電振動デバイスとして音叉型水晶振動子を用いているが、これに限定されるものではなく、厚みすべり振動する水晶振動子や水晶フィルタであってもよい。なお、圧電振動デバイスとして、厚みすべり振動するものを用いた場合、ＡＴカット水晶ウエハを用いるため、その周波数調整方法には、上記した音叉型水晶振動子と異なりレーザによる除去工程が含まれない。これは、ＡＴカット水晶ウエハでは、レーザ照射によりパラメータが大幅に変化することに関係している。

また、本実施の形態では、周波数グループを３つに分類したが、これに限定されるものではない。例えば、５つの周波数グループなど任意の数の周波数グループに分類してもよく、周波数グループの数の増加に伴って周波数調整の精度が向上する。また、各工程（図３に示す各工程参照）において、３つの周波数グループに分類しているが、周波数グループの数を各工程において可変させてもよい。例えば、図３を参照して、２回目Ａｇ蒸着後における水晶振動片３の周波数グループを３つから２つの周波数グループに可変させ、２回目レーザ後における水晶振動片３の周波数グループを２つから１つの周波数グループに可変させてもよい。具体的に、図４に示す２回目Ａｇ蒸着工程や２回目レーザ工程などにおける周波数グループＧ（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）がこの形態に該当する。

また、本実施の形態では、Ａｇからなる金属膜を蒸着しているが、これに限定されるものではなく、ＣｒやＡｕ等の金属膜であってもよい。

また、本実施の形態では、蒸着工程と除去工程とにより周波数調整を行なった水晶振動片３をパッケージ２内部に載置してキャップにより気密封止するが、周波数調整はこれに限定されることではなく、以下に示すようにパッケージ２内部に載置後においても行なってもよい。

例えば、水晶振動片３のパッケージ２への載置後に、さらに、発振周波数を目標周波数に合わせ込むように、イオンミーリング法を用いて、蒸着工程により蒸着させた金属膜の層が一様になるようエッチングして（本発明でいうエッチング工程）、発振周波数の最終調整を行なう。また、この時のエッチング量は、蒸着工程において測定した発振周波数によって可変するよう設定されており、本実施の形態では約５００ｐｐｍの範囲内で可変可能に設定されている。そして、エッチング工程において発振周波数の最終調整を行い、発振周波数を予め設定した発振周波数に合わせ込み、水晶振動子１をアニールする。水晶振動子１をアニールした後に、パッケージ２の上部にキャップを接合させて、パッケージ２内部に載置した水晶振動片３を気密封止させ、動作特性を検査して水晶振動子１を製造する。この場合、エッチング工程を有するので、具体的に水晶振動片３毎に異なる金属膜のエッチング量を周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３毎に設定して、各周波数グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３における金属膜のエッチング量が多くなるのを防止することができる。そのため、周波数調整時間の短縮を図ることができる。なお、水晶振動片３のパッケージ２への搭載後は、中心周波数のバラツキが少ないため、必ずしも周波数グループに分類して周波数調整を行なわなくてもよい。

また、上記した例と異なる方法として、エッチング工程の前に、例えば、パーシャル蒸着法を用いて水晶振動片３に金属膜を蒸着してもよい（本発明でいう第２の蒸着工程）。この場合、エッチング工程による作用効果を有するとともに、さらに、エッチング工程を行う前に行う第２の蒸着工程を有しているので、周波数調整を行なった水晶振動片３をパッケージ２に配した後の単一のエッチング工程と比較して、周波数調整の精度の向上を図ることができる。また、イオンミーリング法を用いたエッチング工程の前に第２の蒸着工程を行ない水晶振動片３に金属膜を蒸着することにより、イオンミーリング（エッチング）を均一に行なうことができ、周波数のバラツキを縮小することができる。すなわち、イオンミーリング（エッチング）の生産性を向上させることと、加工量を一定にすることとができるため、イオンミーリング（エッチング）後の周波数のバラツキ幅を縮減することができる（例えば、イオンミーリング約±３〜５ｐｐｍが、約±１〜２ｐｐｍになる。）。また、第２の蒸着工程にパーシャル蒸着法を用いた場合、加熱をせずに金属膜の形成を行なうことができ、パッケージ２載置後の水晶振動片３に金属膜を形成するのに好ましい。また、第２の蒸着工程は、周波数調整の最終調整工程の１つとして行なうので、パーシャル蒸着による金属膜の膜厚を薄くすることができる。そのため、パーシャル蒸着によって形成する金属膜の膜厚が厚くなることで金属膜が剥がれ易くなるという金属膜の剥がれの影響を無くすことができる。さらに、１回目Ａｇ蒸着工程および２回目Ａｇ蒸着工程により形成した金属膜上に金属膜を形成することで金属膜の膜厚を厚くして、水晶振動片３の素地への接着力の強度を強めることができる。

また、本実施の形態では、蒸着工程と除去工程とをそれぞれ２回ずつ行なっているが、これに限定されるものではなく、電極形成後に測定した中心周波数によってそれぞれ任意の回数の蒸着工程および除去工程を行なってもよい。例えば、蒸着工程と除去工程とをそれぞれ２回以上行なってもよい。また、蒸着工程、除去工程、蒸着工程を順に行なってもよい。また、除去工程、蒸着工程、除去工程および蒸着工程を順に行なってもよい。また、除去工程、蒸着工程および除去工程を順に行なってもよい。蒸着工程、除去工程、蒸着工程を順に行なってもよい。

また、本実施の形態では、水晶振動片３をパッケージ２に配した後のエッチング工程のみにイオンミーリング法を用いているが、これに限定されるものではなく、パッケージ２に配する前の水晶振動片３に対する除去工程において、レーザ工程ではなくイオンミーリング法を用いたエッチング工程を行なってもよい。

また、本実施の形態では、全ての周波数グループにおいて、同一の工程を行なっているがこれに限定されるものではなく、例えば、電極形成後に測定した中心周波数によって分類される周波数グループのうち、予め設定した周波数グループにおいては、その周波数グループに分類した水晶振動子の周波数調整を行なわないよう設定してもよい。すなわち、予め設定した周波数グループでは、蒸着工程と除去工程とを行なわなくてもよく、周波数調整工程における調整時間を短縮することができる。

本発明は、圧電振動デバイスの周波数調整を行なう圧電振動デバイスの周波数調整方法に適用できる。特に圧電振動ウエハが水晶ウエハであるときに好適である。また、圧電振動デバイスが水晶振動子であるときに好ましく利用可能である。また、圧電振動デバイスが水晶フィルタである時も本発明を利用可能である。

本実施の形態にかかる音叉型水晶振動子の内部構成を示す断面図である。 本実施の形態にかかる音叉型水晶振動片上の励振電極及び金属膜の形成位置を示す図である。 本実施の形態にかかる水晶ウエハの発振周波数を調整する各工程と発振周波数との関係を示したグラフである。 本実施の他の形態にかかる水晶ウエハの発振周波数を調整する各工程と発振周波数との関係を示したグラフである。

符号の説明

１ 水晶振動子（圧電振動デバイス）
２ パッケージ
３ 振動片（振動部）
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ 周波数グループ

Claims (6)

1. 少なくとも１つ以上の圧電振動ウエハから少なくとも１つ以上形成された振動部を搭載する圧電振動デバイスの前記振動部の周波数を調整する周波数調整方法であって、
   周波数調整の周波数の対象を圧電振動ウエハの中心周波数とし、
   前記圧電振動ウエハの中心周波数は、当該圧電振動ウエハにおける振動部の平均周波数であり、
   予め設定した許容周波数範囲内において周波数範囲を複数の周波数グループに分類する分類工程と、
   前記分類工程において分類した前記周波数グループ毎に、それぞれ周波数調整幅を設定する調整幅設定工程と、を有し、
   前記周波数調整は、前記振動部に金属膜を蒸着する蒸着工程と、前記振動部に形成された金属膜を除去する除去工程とによって行ない、かつ、これら前記蒸着工程と前記除去工程との少なくとも一工程を複数回行ない、
   前記調整幅設定工程では、前記周波数調整を行うにつれて前記周波数調整幅の範囲が狭くなるよう設定し、
   前記振動部が電極形成された状態の少なくとも１つ以上の前記圧電振動ウエハが有する中心周波数値によって、この圧電振動ウエハを前記周波数グループに分類し、
   さらに、周波数調整を行なった前記振動部を前記圧電振動デバイスの筐体であるパッケージに配した後に、イオンミーリング法を用いて前記振動部に形成された前記金属膜をエッチングするエッチング工程を有することを特徴とする圧電振動デバイスの周波数調整方法。
2. 請求項１に記載の圧電振動デバイスの周波数調整方法において、
   前記蒸着工程と前記除去工程とを複数回行なうことを特徴とする圧電振動デバイスの周波数調整方法。
3. 請求項１または２に記載の圧電振動デバイスの周波数調整方法において、
   前記除去工程において前記周波数調整幅の範囲が狭くなるよう設定することを特徴とする圧電振動デバイスの周波数調整方法。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスの周波数調整方法において、
   前記エッチング工程の前に、前記振動部に金属膜を蒸着する第２の蒸着工程を有することを特徴とする圧電振動デバイスの周波数調整方法。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスの周波数調整方法において、
   前記圧電振動デバイスは、音叉型圧電振動デバイスであることを特徴とする圧電振動デバイスの周波数調整方法。
6. 請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイスの周波数調整方法において、
   前記周波数調整の各工程において、前記分類工程において分類する前記周波数グループの数を可変させることを特徴とする圧電振動デバイスの周波数調整方法。

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