JP4509621B2 - 角速度センサ用音叉型水晶振動子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、角速度センサ用音叉型水晶振動子（以下、角速度センサ素子とする）の製造方法を技術分野とし、特に角速度センサ素子のセンサ電極に関する。

（発明の背景）角速度センサ素子は、一般に、音叉振動中にいわゆるコリオリの力によって音叉腕部に生ずる電荷を検出するものとして知られる。そして、例えば車の誘導システムやカメラの手振防止装置等に使用され、量産化が進められている。

（従来技術の一例）第６図（ａｂ）は従来例を説明する図で、同図（ａ）は角速度センサ素子の図、同図（ｂ）は結線図である。

角速度センサ素子は一対の音叉腕１（ａｂ）が音叉基部２から延出したＺカットの音叉状水晶片１０からなる。一方の音叉腕１ａの両主面及び内外側面には音叉振動を励起する駆動電極３（ａｂ）、４（ａｂ）が形成される。但し、両主面の駆動電極３（ａｂ）及び内外側面の駆動電極４（ａｂ）はそれぞれ図示しない配線パターンによって共通接続される。この例では、内外側面の駆動電極を基準電位とする。

また、他方の腕部の内外側面にはコリオリの力によって生ずる電荷を検出する一対のセンサ電極が形成される。一対のセンサ電極は内側面のグランド電極５と、外側面の左右両側に設けられて電気的に分離した第１と第２のセンサ電極６（ａｂ）からなる。そして、コリオリの力による板面（１０の主面）に垂直方向に生ずる撓みによって、音叉の腕部１ｂにグランド電極５に対して符号を逆として発生する電荷を第１と第２のセンサ電極６（ａｂ）が検出する。

なお、特に外側面の第１と第２のセンサ電極６（ａｂ）はその面積及び位置をある精度をもって形成する必要がある。詳細は省略するが、それが確保されないと、製品の角速度検出感度の均一性を低下させる原因になり、また、角速度に由来の信号とは別の不要な信号を発生させる原因になるからである。

他方の音叉腕１ｂの両主面にはモニタ電極７（ａｂ）が形成される。そして、音叉振動の振幅による電荷を検出し、音叉振動の振幅を制御する。図中の符号Ｄ1、Ｄ2は駆動（ドライブ）端子、Ｓ1、Ｓ２はセンサ端子、Ｍ1、Ｍ2はモニタ端子である。

これらの各電極は、例えば機械的に加工された個々の音叉状水晶片１０を図示しないメッキ枠に入れて蒸着装置に投入し、必要個所に蒸着された金属膜によって形成される。叉は、フォトエッチング技術を用いて、単板水晶ウェハに多数の音叉状水晶片１０が一体的に形成される。

フォトエッチング技術は、概ね、フォトリソグラフィー技術（写真印刷技術）及びウェットエッチング技術からなる。例えば音叉状水晶片１０の形成時には、単板水晶ウェハ上に音叉状の耐フッ酸性マスクを形成後、フッ酸系エッチャント液中に投入して不要部分を除去する。また、電極形成時には、音叉状水晶片１０に設けた金属膜にポジ又はネガのフォトレジスト膜（以下、レジスト膜とする）を塗布し、選択的露光および現像後に金属膜の不要部分をエッチングして各電極パターンを形成する（フォトリソグラフィー技術）。

（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の角速度センサ素子では、メッキ枠および蒸着で電極を形成する場合には、メッキ枠自体および枠入れ作業時等の機械的精度に依存する。このため、特に他方の音叉腕１ｂの外側面に第１と第２のセンサ電極６（ａｂ）を含めた両主面及び各側面の電極を精度よく形成するにも自ずと限界があった。この問題は、素子の小型化を図る際に一層問題になる。

また、フォトエッチング技術を用いた場合で側面に第１及び第２センサ電極６（ａｂ）を形成する場合、音叉上水晶片１０の形成が済んだ単板水晶ウェハに対し斜め方向から露光して形成する方法が考えられる。しかし、この方法を取った場合、装置が大掛かりになる、斜め露光に起因した技術課題が生じる等の問題があった。

（発明の目的）本発明は高精度で製造を容易とする角速度センサ素子の製造方法を提供することを目的とする。

（着目点及び活用）本発明は水晶のエッチング異方性によって音叉状水晶片（音叉腕）の＋Ｘ面に当たる側面に山状突起ができる点に着目し、この山状突起を積極的に活用して第１及び第２センサ電極を形成した。

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（解決手段）本発明による角速度センサ素子の製造方法は、特許請求の範囲（請求項１）で示したように、結晶軸ＸＹＺのＸ軸を幅方向、Ｙ軸を長さ方向、厚み方向をＺ軸として一対の音叉腕が音叉基部から延出した音叉状水晶片と、前記音叉腕の側面のうちの少なくとも１面に形成され互いに電気的に分離された角速度検出用の第１及び第２のセンサ電極とを備える角速度センサ用音叉型水晶振動子の製造方法において、フォトエッチング技術によって、単板水晶ウエハに、エッチング異方性に起因して突起状稜線部が水晶の＋Ｘ面の長さ方向に残存する前記音叉状水晶片を多数形成する外形加工工程と、前記単板水晶ウェハにおける前記音叉状水晶片の両主面及び前記＋Ｘ面を含む各側面に金属膜を形成する電極材形成工程と、前記＋Ｘ面の金属膜を前記突起状稜線部に沿って分割して前記第１及び第２センサ電極を形成する電極分割工程とを備えた構成とする。

このような製造方法であれば、フォトエッチング技術によって単板水晶ウェハに＋Ｘ面の長さ方向に水晶のエッチング異方性に起因する突起状稜線部が残存するよう音叉状水晶片を形成する外形加工工程、電極として加工される金属膜を音叉状水晶片に形成する電極材形成工程、及びこの金属膜を突起状稜線部に沿って分割して前記第１及び第２センサ電極を形成する電極分割工程を備える。これにより、次に記載する角速度センサ素子を具現化できる。

すなわち、音叉状水晶片（音叉腕）の側面のうちの＋Ｘ面に生ずる突起状稜線部の両側に第１と第２のセンサ電極を有する角速度センサ素子を容易に得られる。ここでは、音叉状水晶片の側面（＋Ｘ面）に金属膜を形成した後、突起上稜線部上の金属膜部分をフォトエッチングやレーザ技術等によって除去して分割すればよいので、第１と第２のセンサ電極を容易に得られる。

この場合、音叉の＋Ｘ面に当たる側面は音叉主面から突起状稜線に向かって傾斜面となっている。つまり音叉ウェハを上面から覗くとこの傾斜面と突起が見える。このため、フォトエッチング技術を用いて分割する場合、レーザ技術（照射）によって分割する場合、いずれも、単板水晶ウェハに対する露光又はレーザ照射は垂直方向からでよく、装置自体の大掛かり化を防止する。

なお、側面分割のみを行う場合は、露光又はレーザ照射はウェハの片側面から行っても目的は達成できる。この場合は工数、装置が簡単化できる。もちろん、ウェハ両面から露光又はレーザ照射をしてもよい。この場合は突起状稜線部を中心とした分割線が形成できるのでより好ましい。また、突起状稜線を境にしてウェハ表面側裏面側の露光面積、レーザ照射面積比を調整してもよい。こうすると、不要出力調整等が可能になる。

そして、基本的に、フォトエッチング（フォトリソグラフィ）技術を用いた電極形成なので、第１及び第２センサ電極を含み主面及び側面に形成される電極の位置や面積を高精度に制御できる。この利点はレーザ照射による場合も同様であるが、特にフォトエッチング技術による場合は大きい。

さらに、付随的に、第１及び第２のセンサ電極が形成される突起状稜線部の両側は傾斜面なので、水平面の場合に比較して電極面積を大きくできて検出感度を高められる。これらは、小型化が進行するほど効果が顕著になる。

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（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１の前記電極分割工程はフォトエッチング技術であって、前記＋Ｘ面の金属膜上にポジ型かネガ型かのフォトレジスト膜を形成する工程と、前記突起状稜線部上のフォトレジスト膜をポジ型かネガ型かに対応した選択的露光及び現像によって除去し前記金属膜部分を露出する工程と、前記金属膜部分をウェットエッチングして前記金属膜を分割して前記第１及び第２のセンサ電極を形成する工程とを備えた構成とする。これにより、第１及び第２のセンサ電極を形成するフォトエッチング技術を明確にして、＋Ｘ面の金属膜を確実に分割できて第１及び第２のセンサ電極を得られる。

同請求項３では、請求項２の前記選択的露光は前記水晶ウェハの主面に対して垂直方向からとする。これにより、従来の斜め露光とする場合に比較して、装置自体を簡易にできて、斜め露光に起因した例えばウェハステージ及び又は光源を精度を保って傾斜させる困難さ、斜面露光を想定したホトマスク設計の困難さ等の問題を回避できる。

同請求項４では、請求項２の前記金属膜は両主面及び各側面に蒸着又はスパッタによって同時に形成され、前記両主面の電極と前記第１及び第２のセンサ電極を含む前記各種側面の電極（例えば第５図を用いて説明した３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂの各電極）とがフォトエッチングによって一体的に形成される。これにより、金属膜の形成手段を明確にして、第１及び第２センサ電極を形成する金属膜の分割と他の主面及び側面の電極形成とを同時にできる。

同請求項５では、請求項１の前記電極分割工程は、前記金属膜のうちの前記突起状稜線部に設けられた金属膜部分をレーザによって除去したレーザ分割工程とする。これにより、＋Ｘ面の金属膜を確実に分割できて第１及び第２のセンサ電極を得られる。レーザ照射によりセンサ電極分割を実施する方がフォトエッチング技術による場合に比べ比較的に装置費用が安価であり好ましい。

同請求項６では、請求項５の前記レーザ分割工程は、両主面及び各側面に前記金属膜が蒸着又はスパッタによって同時に形成され、フォトエッチング技術によって前記両主面の電極が形成された後とする。これにより、金属膜の形成手段及び分割時が明確になる。

同請求項７では、請求項５の前記レーザ分割工程は、フォトエッチング技術によって両主面の電極が形成された後、リフトオフによって各側面に金属膜が形成された後とする。これにより、主面と側面との電極材料を別個にできる。なお、リフトオフによって側面に金属膜を形成すると、全面に金属膜を形成し、これにレジストを塗布し、このレジストを露光、現像、金属膜の選択的エッチングをして電極に形成する場合に比較して、エッジ（稜線）部での断線を防止できる。

同請求項８では、請求項７の前記両主面の電極と前記各側面の金属膜とは異なる材料とする。これにより、例えば主面の電極を外部回路との結線上の観点からＡu（金）して、側面の金属膜（電極）をＡuより質量の小さいＡg（銀）を選択できる。したがって、質量負荷によるクリスタルインピーダンス等の悪化を防止できる。

また、側面電極の形成をリフトオフで実施する場合にＡgを電極材として用いることができるため、Ａu（金）を用いる場合に比べリフトオフ後の金属バリが生じにくいという製法上の効果も得られる。さらに、ＡuとＡgとのエッチング選択比がとり易いので側面電極の形成で不具合があったときの再生も可能である。

（第１実施形態、参考）
第１図は本発明の第１実施形態を説明する角速度センサ素子の図で、同図（ａ）は外観図、同図（ｂ）は音叉腕の頭部から見た上面図である。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。

角速度センサ素子は、前述したように音叉状水晶片からなり、一方の音叉腕１ａの表裏及び内外側面には駆動電極３（ａｂ）、４（ａｂ）を有し、他方の音叉腕１ｂの内外側面にはグランド電極５及び対をなす第１と第２のセンサ電極６（ａｂ）を、両主面にはモニタ電極７(ａｂ)を有する。なお、駆動電極３（ａｂ）と同４（ａｂ）、及びモニタ電極７（ａｂ）とグランド電極５及びセンサ電極６（ａｂ）は例えば第６図を用いた前述の通りに結線される。

音叉状水晶片は、図示しない単板水晶ウェハから、フォトエッチング技術即ちフォトリソグラフィ技術及びウェットエッチング技術によって形成される。この場合、水晶のエッチング異方性によって、各音叉腕１（ａｂ）の側面のうち水晶の＋Ｘ面に当たる側面には、音叉腕の長手方向に沿って山状突起即ち突起状稜線部８が生じて、両側は斜面となる。

なお、ここでは、音叉状水晶片１０を正立状態で見て右側面が水晶の＋Ｘ面となる。また、突起状稜線部８は音叉の幅方向に広がりをもった領域を指し、＋Ｘ面に生じている突起の稜線の両側傾斜面の一部を含む。

各音叉腕１（ａｂ）の両主面（表裏面）及び各側面の電極は、フォトエッチング技術によって形成される。そして、ここでは他方の音叉腕１ｂの外側面に生じた突起状稜線部８を分割領域としてその両側の傾斜面に第１と第２のセンサ電極６（ａｂ）が形成されている。

なお、第１図の例では、突起状稜線部８を中心としてその両側がほぼ均等になるように電極分割部を設けてある。但し、電極分割部が突起状稜線部の頂稜から一方の音叉主面側にのみ形成される場合があってもよい。要は、＋Ｘ面に生じる突起とその突起から音叉主面に向かう斜面を積極的に利用してセンサ電極６（ａｂ）の分割部が形成されていればよい。

さらに、この実施形態では一方の音叉腕１ａの表裏面に設けた駆動電極３ａは＋Ｘ面の傾斜面に配線パターン９ａを設けて共通接続する。また、他方の音叉腕１ｂに設けた第２センサ電極６ｂの配線パターン９ｂは突起状稜線部８をまたがって斜面を経て表面に延出する。なお、その他の配線パターンは省略してある。もちろん、この接続例は一例であり、他の接続方法でもよい。

このような構成であれば、第１と第２のセンサ電極６（ａｂ）は、音叉状水晶片のここでは他方の音叉腕１ｂの外側面「＋Ｘ面」に生じた突起状稜線部の両側に配置される。これにより、後述の第２及び第３実施形態で示すように、音叉状水晶片の側面（＋Ｘ面）全面に金属膜を形成した後、突起上稜線部上の金属膜部分をフォトエッチングやレーザ技術等によって除去して分割すれば、第１と第２のセンサ電極６（ａｂ）を容易に得られる。

また、＋Ｘ面の突起及び斜面を利用するので、特にフォトエッチング技術及びレーザ技術（照射）を用いて金属膜を分割する場合、単板水晶ウェハに対する露光又はレーザ照射は垂直方向からでよく、装置自体の大掛かり化を防止して簡易にする。

そして、基本的に、フォトエッチング（フォトリソグラフィ）技術及びレーザ照射技術を用いた電極形成なので、第１及び第２のセンサ電極６（ａｂ）を含み主面及び側面に形成される電極の位置や面積を高精度に制御できる。

さらに、第１と第２センサ電極６（ａｂ）の形成される突起状稜線部の両側は傾斜面なので、水平面の場合に比較して電極面積を大きくできて検出感度を高められる。これらは、小型化が進行するほど効果が顕著になる。

そして、この実施形態では、一方の音叉腕１ａの表裏面に設けた駆動電極３（ａｂ）は＋Ｘ面の傾斜面に配線パターン９ａを設けて共通接続する。同様に、他方の音叉腕１ｂに設けた第２センサ電極６ｂの配線パターン９ｂも斜面を経て表面に延出する。したがって、直角面に配線パターンを設けた場合に比較して断線を防止できる。

（第２実施形態）
第２図（ａｂｃ）は第１実施形態での角速度センサ素子の製造方法を説明する図で、同図（ａ）は単板水晶ウェハの一部平面図、同図（ｂ）は露光状態を示す角速度センサ素子の上面図、同図（ｃ）は露光後の同上面図である。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。

角速度センサ素子の製造方法は、経時的に見て、外形加工工程と電極材形成工程と電極分割工程とを備えてなる。外形加工工程は、フォトエッチング技術（フォトリソグラフィ技術及びウェットエッチング技術）によって、Ｚカットの単板水晶ウェハ１１に複数の音叉状水晶片１０を形成する。

この場合、音叉状水晶片１０の側面のうちの＋Ｘ面に、前述したように水晶のエッチング異方性に起因して長手方向に沿った突起状稜線８が残存するようにエッチング条件を制御する。なお、多数の音叉状水晶片１０は例えば基部底面の一部が枠に連結して一体的とする。ここでも、音叉状水晶片１０を正立状態で見て右側面が水晶の＋Ｘ面となる「第２図（ａ）」。

電極材形成工程は、単板水晶ウェハ１１に形成された各音叉状水晶片１０の両主面及び＋Ｘ面を含む各側面（内外側面）に電極材としての金属膜１２を形成する。金属膜１２は例えば一層目（下地電極）をＣrとして二層目をＡuとする。これらは、両主面及び各側面に対して蒸着やスパッタによって同時に形成される。

最後に、電極分割工程は、音叉状水晶片の外側面である＋Ｘ面の金属膜を突起状稜線部８に沿って分割して、第１及び第２センサ電極を形成する。これらは、フォトエッチング技術によってなされ、主面と＋Ｘ面を含む各側面の電極が一体的（同時）に形成される。

具体的には、先ず、音叉状水晶片１０の両主面及び各側面に設けられた金属膜１２上にレジスト膜１３を形成する。レジスト膜１３はポジ型でもネガ型でもよく、ここではポジ型を用いた例を示す。

次に、音叉状水晶片１０を有した単板水晶ウェハ１１の両主面側にフォトマスク１４を配置する。フォトマスク１４は石英ガラス等の透光体１４ａに電極形成に必要なレジストパターンに応答した遮光パターン１４ｂが形成されているものである。そして、両主面のフォトマスク１４に垂直方向（正面方向）から矢印で示す光を照射する「第２図（ｂ）」。

この場合、特に、突起状稜線部８上であって第１及び第２のセンサ電極６（ａｂ）の分割領域に相当する部分上のレジスト膜に光を照射する点が重要である。これにより、レジスト膜１３の＋Ｘ面のセンサ電極分割領域を含めた電極パターンに不要な部分が露光され、電極パターンの形成に必要な部分が遮光される（所謂選択的露光）。

次に、選択的露光後の単板水晶ウェハ１１を現像液により処理して不要なレジス膜１３を溶解する。これにより、主面の電極及び＋Ｘ面のセンサ電極６（ａｂ）を含む側面の電極に対応したレジストパターンを金属膜１２上に形成するので、＋Ｘ面のセンサ電極６（ａｂ）の間となる突起状稜線部８を含む側面及び主面の電極形成に不要な金属膜部分を露出できる「第２図（ｃ）」。なお、図では音叉基部２上での金属膜１２及びレジスト膜１３は省略してある。

次に、現像が済んだ単板水晶ウェハ１１を金属膜１２のエッチング液に投入する。これにより、不要な電極膜部分を除去して、突起状稜線部８の両側に形成された＋Ｘ面のセンサ電極６（ａｂ）を含む各側面及び主面の電極を得る「前第１図（ｂ）」。なお、第１図（ｂ）は各電極上のレジスト膜は除去した状態を示してある。

このような角速度センサ素子の製造方法であれば、先にも述べたように、音叉腕１ｂの外側面であって、水晶の＋Ｘ面に当たる側面に第１及び第２のセンサ電極６（ａｂ）を容易に形成できる。そして、フォトリソグラフィ技術を用いた電極形成なので、基本的に位置や面積を高精度に制御できる。

具体的には、メッキ枠等を用いる機械式と比較して位置及び面積を高精度に制御できるとともに、光を斜め方向から照射するフォトエッチングに比較し、突起状稜線部８に光を垂直方向から照射すればよいので、装置も大掛かりにならずにすみ、斜め露光の問題も回避できる。

さらに、この実施形態では、一方の音叉腕１ａの表裏面に設けた駆動電極３（ａｂ）は＋Ｘ面の傾斜面に配線パターン９ａを設けて共通接続する。同様に、他方の音叉腕１ｂに設けた第２センサ電極６ｂの配線パターン９ｂも斜面を経て表面に延出する。したがって、直角面に配線パターンを設けた場合に比較して断線を防止できる。

また、第１と第２のセンサ電極６（ａｂ）は他方の音叉腕１ｂの突起状稜線部８の両側の傾斜面にそれぞれ形成する。したがって、傾斜面は側面が平坦の場合よりも面積が大きくなるので、電極面積も大きく形成できる。これにより、コリオリの力による電荷をより多く検出できるので、角速度検出感度の向上が図れる。

（第３実施形態）
第３図は本発明の第３実施形態である角速度センサ素子の製造方法を説明する図で、第１及び第２センサ電極をレーザを用いて分割する例である。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。

第３実施形態での製造方法でも、第１実施形態と同様に、外形加工工程と電極材形成工程と電極分割工程とを備えてなる。第３実施形態では外形加工は第１実施形態と同一であり、フォトエッチング技術によって、側面のうちの＋Ｘ面に突起状稜線部８を有する音叉状水晶片１０を単板水晶ウェハ１１に形成する「前第２図（ａ）」。

次に、電極材形成工程は、前述同様に、各音叉状水晶片１０の両主面及び内側面を含む各側面（要するに上下面を除く全面）に、下地をＣrとしたＡuからなる電極材としての金属膜１２を形成する。そして、フォトエッチング技術によって、両主面及び各側面の金属膜１２を加工する。

すなわち、第３実施形態では、フォトエッチング技術によって、両主面の電極及び音叉腕１ｂの外側面「＋Ｘ面」の第１及び第２センサ電極６（ａｂ）を除いて各側面の電極を形成する。要するに、外側面の金属膜１２は全面に残したままにする（第３図）。

そして、各音叉状水晶片１０の板面に対して例えば垂直方向から、外側面「＋Ｘ面」の突起状稜線部８にレーザを照射する。そして、突起状稜線部８の金属膜１２を除去し、第１及び第２のセンサ電極６（ａｂ）を形成する。これらにより、主面及び各側面に電極を得る「前第１図（ｂ）」。但し、第４図に示したように突起状稜線部８における一主面側の傾斜面のみが除去される。

このような製造方法であっても、第１実施形態と同様の効果を奏し、基本的にはフォトリソグラフィ技術を用いた電極形成なので、メッキ枠等を用いる機械式と比較して位置や面積を高精度に制御できる。また、レーザの場合は、第１実施形態の露光に比較して例えばレーザガンによってスポット的に照射すればよいので、板面に対して垂直方向のみならず斜め方向からの照射でもよく融通性がある。

なお、第３実施形態においては、上記とは別に、電極材工程は第５図（ａｂｃ）に示したようにしてもよい。第５図は他方の音叉腕１ｂの上面図で、これを例として説明する。すなわち、ここでの電極工程は、先ず、フォトエッチング技術により、ウェハ表裏に音叉形状の金属膜（例えばＣr＋Ａu）を形成して、水晶エッチング液にこのウェハを投入して音叉を多数有したウェハを得る。次に、水晶エッチングのマスクとして用いた金属膜をフォトエッチング技術により加工して音叉主面の電極３（ａｂ）、７（ａｂ）を形成する。ここでは、右腕のみ即ちモニタ電極７（ａｂ）が形成された例を示す「第５図（ａ）」。次に、側面電極形成予定領域を除いた領域に、レジストが残るよう、レジストパタ−ン１３を形成する。

次に、両主面及び各側面を含む全面に金属膜１２を設ける「同図（ｂ）」。そして、レジスト膜１３を化学的に剥離して音叉主面の金属膜１２を除去する所謂リフトオフによって各側面に金属膜１２を設ける「同図（ｃ）」。なお、内側面の金属膜はそのままグランド電極５となる。そして、前述同様に突起状稜線部８にレーザを照射して第１及び第２のセンサ電極６（ａｂ）を形成することもできる「前第１図（ｂ）」。

この場合、前述同様の効果を得るととともに、側面の金属膜１２を主面の金属とは別個に選択できる。この場合、例えば銀を選択することによって、リフトオフやレーザによる分割作業を容易にする。すなわち、金に比較して展性が小さいことから、ひげ状の金属屑の発生がなく洗浄工程等を不要にする効果をも奏する。また、Ａuに比べてＡgは低エネルギーのレーザ照射で除去できるので装置の簡易化、工数短縮が図れる。

（他の事項）上記実施形態では他方の音叉腕１ｂの外側面に第１と第２のセンサ電極６（ａｂ）を設けたが、一方の音叉腕１ａの内側面に設けてもよい。この場合、駆動電極４は勿論に他方の音叉腕１ｂになる。また、一方の音叉腕１ａに駆動電極４を他方の音叉腕１ｂにセンサ電極６（ａｂ）を形成したが、駆動方法等によっては一対の音叉腕１（ａｂ）の双方の＋Ｘ面に設けてもよい。但し、他方の腕部１ｂにセンサ電極６（ａｂ）を設け、一方の腕部１ａを音叉振動専用腕とした方が、電極配置を簡単にでき、また、音叉駆動信号が駆動電極とセンサ電極間の容量結合を介してセンサ電極６（ａｂ）に影響する不具合を軽減し易い。

本発明の第１実施形態を説明する角速度センサ素子の図である。 本発明の第２実施形態である角速度センサ素子の製造方法を説明する図である。 本発明の第３実施形態である角速度センサ素子の製造方法を説明する図である。 本発明の第３実施形態である角速度センサ素子の製造方法を説明する図である。 本発明の第３実施形態の他の例である角速度センサ素子の製造方法を説明する図である。 従来例の角速度センサ素子を説明する図である。

１ 音叉腕、２ 音叉基部、３、４ 駆動電極、５ グランド電極、６ センサ電極、７ モニタ電極、８ 突起状稜線部、９ 配線パターン、１０ 音叉状水晶片、１１ 音叉付水晶ウェハ、１２ 金属膜、１３ レジスト膜、１４ フォトマスク。

Claims (8)

1. 結晶軸ＸＹＺのＸ軸を幅方向、Ｙ軸を長さ方向、Ｚ軸を厚み方向として一対の音叉腕が音叉基部から延出した音叉状水晶片と、前記音叉腕の側面のうちの少なくとも１面に形成され互いに電気的に分離された角速度検出用の第１及び第２のセンサ電極とを備える角速度センサ用音叉型水晶振動子の製造方法において、
   フォトエッチング技術によって、単板水晶ウエハに、エッチング異方性に起因して突起状稜線部が水晶の＋Ｘ面の長さ方向に残存する前記音叉状水晶片を多数形成する外形加工工程と、
   前記単板水晶ウェハにおける前記音叉状水晶片の両主面及び前記＋Ｘ面を含む各側面に金属膜を形成する電極材形成工程と、
   前記＋Ｘ面の金属膜を前記突起状稜線部に沿って分割して前記第１及び第２のセンサ電極を形成する電極分割工程とを備えたことを特徴とする角速度センサ用音叉型水晶振動子の製造方法。
2. 請求項１の製造方法において、前記電極分割工程はフォトエッチング技術であって、前記＋Ｘ面の金属膜上にポジ型かネガ型かのフォトレジスト膜を形成する工程と、前記突起状稜線部上のフォトレジスト膜をポジ型かネガ型かに対応した選択的露光及び現像によって除去し前記金属膜部分を露出する工程と、前記金属膜部分をウェットエッチングして前記金属膜を分割して前記第１及び第２のセンサ電極を形成する工程とを備えた角速度センサ用音叉型水晶振動子の製造方法。
3. 請求項２の製造方法において、前記選択的露光は前記水晶ウェハの主面に対して垂直方向からとした角速度センサ用音叉型水晶振動子の製造方法。
4. 請求項２の製造方法において、前記金属膜は両主面及び各側面に蒸着又はスパッタによって同時に形成され、前記両主面の電極と前記第１及び第２のセンサ電極を含む前記側面の電極とがフォトエッチングによって一体的に形成された角速度センサ素子用音叉型水晶振動子の製造方法。
5. 請求項１の製造方法において、前記電極分割工程は、前記金属膜のうちの前記突起状稜線部に設けられた金属膜部分をレーザによって切除したレーザ分割工程である角速度センサ用音叉型水晶振動子の製造方法。
6. 請求項５の製造方法において、前記レーザ分割工程は、両主面及び各側面に前記金属膜が同時に形成され、フォトエッチング技術によって前記両主面の電極が形成された後である角速度センサ素子用音叉型水晶振動子の製造方法。
7. 請求項５の製造方法において、前記レーザ分割工程は、フォトエッチング技術によって両主面の電極が形成された後、リフトオフによって各側面に金属膜が形成された後である角速度センサ素子用音叉型水晶振動子の製造方法。
8. 請求項７の製造方法において、前記両主面の電極と前記各側面の金属膜とは異なる材料である角速度センサ素子用音叉型水晶振動子の製造方法。

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