JP4485760B2 - 水晶素板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶振動子等の電子部品に使用される水晶素板の製造方法のうち、特に温度特性が優れた水晶素板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の一つである温度補償型水晶発振器などに使用されるような水晶振動子には、高い精度の温度特性が要求されるため、回転Ｙカットの一種で、その回転角度により温度特性が決定する所謂ＡＴカット水晶振動子が使用されている。
【０００３】
このＡＴカット水晶振動子に使用される水晶素板の製造方法としては、従来では図３のような工程の製造方法が用いられていた。即ち、まずランバードといわれる加工されたブロック状の人工水晶に対しＸ線を用いて切断する角度を決定し、ワイヤソーなどを用いて決定した切断角度で人工水晶を切断して複数枚の水晶ウエハを形成する。尚、人工水晶の切断工程時、及びその後工程である水晶ウエハの厚み調整工程時において、ウエハの軸回転の角度が若干変化してしまう。このため可能な限り水晶ウエハの加工仕上がり厚みに近い厚みにて、更にＸ線による高精度な軸方向測定を行い、所望の回転軸からの誤差を±７．５秒程度の範囲内で管理された上で水晶ウエハは次の工程に移される。
【０００４】
仕上がり厚みまで加工された水晶ウエハは、次工程にて所望するサイズの外形形状の水晶素板に加工されるが、その外形寸法や加工精度により、ＡＴカットで形成した水晶素板の主振動である厚みすべり振動とは異なる寄生振動が水晶素板に発生してしまう恐れがある。そのため、水晶ウエハを複数枚並べ、ホットメルトタイプの接着剤などで水晶ウエハを貼り合わせてブロック状にした後、この水晶ウエハのブロックをワイヤソーで切断し、更に切断面をラッピング加工により所定の外形寸法まで加工する外形整形方法を行っている。
【０００５】
その後、接着剤で貼り合わせた状態になっている水晶素板を一枚一枚剥離して、必要性があるならバレル加工などを施した上で、化学エッチングにより水晶素板としての所望の厚みに加工し、水晶素板が完成する。
【０００６】
更に今日では、外形整形方法として、一枚の大きな水晶ウエハを格子状にダイシング加工して複数個の水晶素板を形成する方法も用いられている
【０００７】
前述のような水晶素板の製造方法については、以下のような文献が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−２６６４２８号公報
【特許文献２】
特開２００１−５３０３６号公報
【０００９】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術で開示した水晶素板の製造方法においては、約１０ｍｍ角の水晶ウエハを複数枚貼り合わせてブロックを形成しているが、水晶ウエハ同士を貼り付ける際の基準となる外形寸法が一辺１０ｍｍ程度であるために、貼り合わせ時に水晶ウエハが傾いて貼り付けられることがある。
【００１１】
このため、温度特性に対し影響が大きい回転Ｙ方向の切断角度の管理は±７．５秒程度の高精度で管理されているものの、水晶ウエハを貼り合わせた際の各水晶ウエハ相互間の角度ズレは±数度程度になってしまい、この水晶ウエハブロックから切り出される水晶素板の温度特性には各々の水晶素板により差異が生じてしまう場合がある。
【００１２】
又、外形整形方法として、一枚の大きな水晶ウエハを格子状にダイシング加工して複数個の水晶素板を形成する方法においては、ダイシングテープに水晶ウエハを貼り付けるときに、水晶ウエハの外形形状を検知し、その外形形状に合った位置で貼り付けを行っている。しかし、この場合では、水晶ウエハの外形形状に対する回転角精度を適切な値に維持することは可能であるが、水晶ウエハの外形形状そのものの精度が必ずしも正確でないため、この水晶ウエハから切り出した水晶素板の温度特性が、所望の規格範囲内である保証が出来ないこともある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述した問題点を解決するために成されたものであり、水晶ウエハから複数個の水晶素板をダイシング加工により形成する水晶素板の製造方法において、ダイシングテープへ外形が円形状の水晶ウエハを貼り付ける工程の前又は後に、該水晶ウエハ内部に光を透過させて結晶軸方向を検知し、ダイシングブレードの走行方向に対する該水晶ウエハの軸方向位置を適正値に補正する工程を設けることを特徴とする水晶素板の製造方法である。
【００１４】
従って、本発明における水晶素板の製造方法では、ダイシングテープへ水晶ウエハを貼り付ける工程の前又は後に、該水晶ウエハに光を透過させて結晶軸方向を検知し、ダイシングブレードの切断方向に対する該水晶ウエハの軸方向位置を適正値に補正する工程を設けることにより、水晶ウエハに軸方向を示すオリフラなどを形成する必要がなくなる。
【００１５】
又、従来では水晶ウエハを矩形状にし各辺方向で軸方向を表していたが、本発明により、水晶ウエハの外形形状を、矩形状より水晶ウエハ主面の平面平行度を良くできる円形状にすることができる作用を成す。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による水晶素板の製造方法の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に関わる水晶素板の製造方法の一工程を示すブロック図である。図２は本発明に関わる水晶ウエハの形態を示す平面図である。尚、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張（特に図２に開示のＶノッチ２１）して図示している。
【００１７】
即ち、図２には、図１の工程１から３により形成した、人工水晶よりＡＴカットで切り出された後、外形を円形状に加工し、更に表裏両主面を厚み研磨した水晶ウエハ２０を示す。この水晶ウエハ２０の側面にはＶノッチ２１が形成されている。このように加工された水晶ウエハ２０から水晶素板を製造する工程としては、図１の工程４示すように、まず、水晶ウエハの一方の主面をダイシングテープに貼り付ける。
【００１８】
つぎに工程５として、ダイシングテープを貼り付けた水晶ウエハを、偏光板２枚のスリットを直角にした間に配置し、光源より発した光を第１の偏光板から水晶ウエハの表面の一部分に入射させ、水晶ウエハの光入射点と相対する表面から出てきた光を第２の偏光板を経て受光部により感知する。本実施例で使用するＡＴカットの水晶ウエハの場合、回転Ｙカットの一つとしてＺ軸（光軸）から反時計回りに約３５度回転（Ｚ’軸）して人工水晶より切り出されているため、水晶ウエハの主面より入射した異常光線は常光線に対してＺ’軸方向に屈折する。因って偏光板間に配置した水晶ウエハを円周方向に回転させることにより、水晶ウエハを透過してきた光が最大になった水晶ウエハの位置が、Ｚ’軸又はＸ軸と偏光板のスリットが平行になっていることになる。この作用を利用してダンシングブレードの切断方向に対する水晶ウエハの軸方向位置を適正値に補正する。
【００１９】
つぎに工程６から７として、軸方向位置を補正し適正位置に配置した水晶ウエハに、ダイシングブレードを縦横格子状に走行させ、所望の外形寸法の矩形状水晶素板を複数枚切り出す。尚、このとき水晶ウエハに貼り付けたダイシングテープを水晶ウエハと一緒に切断しないよう、ダイシングブレードの走行位置は調整されている。
【００２０】
つぎに工程８として、切断された矩形状水晶素板からダイシングテープを剥離し、水晶素板を個々に分離する。その後工程９にて、特性の改善の必要性があるならバレル加工などを施し、水晶素板形状をベベリング形状にした上で、工程１０で化学エッチングにより水晶素板としての最終的な厚みに加工し、水晶素板を完成させる。
【００２１】
上記水晶素板の製造方法では、ダイシングテープへ水晶ウエハを貼り付ける工程後に、水晶ウエハに光を透過させて結晶軸方向を検知し、ダイシングブレードの切断方向に対する水晶ウエハの軸方向位置を適正値に補正する工程を設けることにより、水晶ウエハに軸方向を示すオリフラなどを形成する必要がなく、又水晶ウエハ上にオリフラなどがないため、オリフラなどが形成されていた部分からも水晶素板を切り出すことができ、一枚の水晶ウエハから取得できる水晶素板の枚数を多くすることができる。
【００２２】
また、本発明における製造方法では、使用する水晶ウエハの外形形状を、従来の矩形状水晶ウエハより水晶ウエハ主面の平面平行度を良好にできる円形状の水晶ウエハが使用でき、水晶素板を形成した際の特性を向上できる。
【００２３】
尚、上記に開示した実施例では、ダイシングテープへ水晶ウエハを貼り付ける工程の後に、水晶ウエハに光を透過させて結晶軸方向を検知し、ダイシングブレードの切断方向に対する水晶ウエハの軸方向位置を適正値に補正する工程を設けているが、この工程をダイシングテープへ水晶ウエハを貼り付ける前に設けても、本発明と同様な作用効果を奏することができる。
【００２４】
又、本発明では水晶振動子に使用される水晶素板を例示しているが、本発明は、人工水晶から生成される素板を使用する、他の電子部品（水晶フィルタ等）や光学部品（光学ローパスフィルタ等）に使用される水晶素板の製造方法にも適用できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述の通り、本発明に関わる水晶素板の製造方法より、水晶ウエハから適正な切断角度で水晶素板を切り出すことができ、且つ一枚の水晶ウエハから取れる水晶素板の収率も高くできることから、この水晶素板を使用した電子部品の特性（特に温度特性）を良好にすることができ、且つ安価な電子部品を提供できる効果を成す。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に関わる水晶素板の製造方法の工程を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明に関わる水晶素板の製造方法に使用する水晶ウエハの形態を示す斜視図である。
【図３】図３は、従来技術に関わる水晶素板の製造方法の工程を示すブロック図である。
【符号の説明】
４，水晶ウエハをダイシングテープに貼り合わせる工程を示したブロック
５，水晶ウエハを測角し、適正切断方向に合わせ水晶ウエハ位置を補正する工程を示したブロック
６，水晶ウエハから水晶素板長辺方向を切断する工程を示したブロック
７，水晶ウエハから水晶素板短辺方向を切断する工程を示したブロック
８，ダイシングテープから個々の水晶素板を剥離する工程を示したブロック
２０，水晶ウエハ

Claims (1)

1. 水晶ウエハから複数個の水晶素板をダイシング加工により形成する水晶素板の製造方法において、
   ダイシングテープへ外形が円形状の水晶ウエハを貼り付ける工程の前又は後に、該水晶ウエハ内部に光を透過させて結晶軸方向を検知し、ダイシングブレードの走行方向に対する該水晶ウエハの軸方向位置を適正値に補正する工程を設けることを特徴とする水晶素板の製造方法。

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