JP4706286B2

JP4706286B2 - 圧電振動片の製造方法、及びその製造装置

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Publication number: JP4706286B2
Application number: JP2005067491A
Authority: JP
Inventors: 有村　　博之
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2025-03-10
Also published as: JP2006254070A

Description

本発明は、ウエハから多数個の圧電振動片を製造する圧電振動片の製造方法、及びその製造装置に関する。

現在、電子機器などでは小型化がすすめられており、この電子機器の小型化にともなって、内部に備えられる圧電振動子の軽薄小型化が求められている。

上記した圧電振動子は、ベースとキャップとから筐体が構成されている。この筐体の内部のベース上には、圧電振動片が保持されている。そして、ベースとキャップとが接合されることで、筐体の内部の圧電振動片が気密封止される。

この気密封止される圧電振動片の製造に関して、一枚のウエハから多数個の圧電振動片の基体となる圧電素子が形成される（例えば、下記する特許文献１ご参照）。この圧電素子の両主面に励振電極が形成されることで、圧電振動片が製造される。

下記する特許文献１には、以下に示す圧電振動片の基体となる圧電素子の製造方法が開示されている。

この特許文献１に開示の技術は、ウエハをテーブルに保持させ、保持させたウエハを切断機により多数個の圧電素子（水晶素子）に切断成形するものである。この技術で用いる切断機には、２つの回転砥石（第１回転砥石、第２回転砥石）が用いられる。第１回転砥石は、成形される圧電素子のベベル加工を行うものであり、第２回転砥石は、圧電素子のベベル加工を行った後に多数個の圧電素子をウエハから個別切断するものであり、これら回転砥石は一直線上に配されている。

具体的に、ウエハが第１回転砥石を通過すると、ウエハの表面が第１回転砥石で削られ、Ｖ溝が形成される。第１回転砥石が通過した後、引き続いて第２回転砥石がウエハのＶ溝の中心を切断して切断溝が形成される。この切断溝によってウエハは左右に分断され、一枚のウエハから複数の短冊状ウエハが形成される。

そして、上記した動作を行った後に、切断機により短冊状ウエハの長手方向と直交する方向に沿って短冊状ウエハを切断して圧電素子が製造される。また、この特許文献１に開示の技術では、短冊状ウエハの状態において励振電極が形成される。
特開２００３−１１０４１号公報

ところで、上記した特許文献１に開示の圧電振動片の製造方法では、ウエハの切断において２つの回転砥石が用いられ、これら回転砥石は一直線上に配されている。そのため、第１回転砥石による切削場所の中心と、第２回転砥石による切削場所の中心が同一位置であるとされている。

しかしながら、第１回転砥石及び第２回転砥石による切削場所の中心が全く同一位置にすることは難しい。これは、第１，２回転砥石が一直線上に配されているが、切削工程を２回に分けて行っているために必ず切削誤差が生じる。すなわち、加工バラツキが生じる。この誤差は、外的要件による誤差や機械が有する公称誤差が含まれる。また、この誤差は、圧電振動片が小型化にするに従って顕著になる。例えば、許容誤差（切削場所の中心の位置ずれ）が数μｍである場合、上記した切断機では対応することは難しい。

上記したように第１回転砥石及び第２回転砥石による切削場所の中心が全く同一位置ではない場合、一枚のウエハから多数個製造される圧電素子の形状がそれぞれ異なる。その結果、この製造方法により製造された圧電振動片を基体とする多数個の圧電振動片の特性（ＣＩ値やスプリアスの有無等）のバラツキが生じる。また、圧電振動片の特性（ＣＩ値の増大やスプリアスの発生など）が悪化する。

また、上記した特許文献１に開示の圧電振動片の製造方法を例とする従来の圧電振動片の製造方法により製造した圧電振動片を、低周波数のＡＴカットの圧電振動片（例えば、水晶振動片）として用いる場合、以下に示す問題点が生じる。

低周波数のＡＴカットの水晶振動片では、振動エネルギーを効率的に閉じ込めるためにコンベックス加工や、バレル加工等の面取り加工が必要となる。しかしながら、水晶振動片の寸法を超小型化すると、面取り加工の領域が狭くなり、効率的な振動エネルギー閉じ込めが困難となる。そのため、従来の圧電振動片の製造方法により、超小型であって低周波数の水晶振動片（もしくは水晶振動片を備えた水晶振動子）を製造することは困難である。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、ウエハから多数個の圧電振動片を製造する際、個々の圧電振動片の加工精度を高め、よって圧電振動片の特性のバラツキや悪化を抑制する圧電振動片の製造方法、及びその製造装置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、本発明にかかる圧電振動片の製造方法は、ウエハから多数個の圧電振動片を製造する圧電振動片の製造方法において、前記ウエハを予め設定した前記圧電振動片の寸法に基づき、前記ウエハを切断しながら前記圧電振動片の形状を成形する切断成形工程を有し、前記切断成形工程は、前記ウエハを、前記圧電振動片の主面の寸法に基づいて前記設定軸方向に沿って切断するとともに、前記設定軸方向に沿った前記圧電振動片の前記設定軸方向の形状を成形する第１の切断成形工程と、前記ウエハを、前記圧電振動片の主面の寸法に基づいて前記設定軸と直交する軸方向に沿って切断するとともに、前記直交する軸方向に沿った前記圧電振動片の前記直交する軸方向の形状を成形する第２の切断成形工程と、を含み、前記切断成形工程では、前記ウエハと接して前記圧電振動片の主面全体を成形する接面により、前記圧電振動片の一方の主面のみを成形することを特徴とする。

本発明によれば、前記ウエハを予め設定した前記圧電振動片の寸法に基づき、前記ウエハを切断しながら前記圧電振動片の形状を成形する切断成形工程を有するので、一度に前記ウエハの切断と前記圧電振動片の形状の成形を行うことが可能となり、複数回工程により前記ウエハの切断及び前記圧電振動片の形状の成形を行うことと比べて前記ウエハの切断成形における誤差を抑制することが可能となる。その結果、ウエハから多数個の圧電振動片を製造する際、個々の圧電振動片の加工精度を高め、よって圧電振動片の特性のバラツキや悪化を抑制することが可能となる。また、本発明は、例えばＡＴカット水晶振動片等の、厚さで周波数が決定される厚み系圧電振動片の主面の面取り成形に好適である。また、本発明によれば、許容誤差が数μｍである場合であっても対応可能である。そのため、前記圧電振動片の軽薄小型化にも対応可能であり、本発明は小型化された前記圧電振動片においてその作用効果が顕著にあらわれる。特に、本発明にかかる圧電振動片では、小型化にともなう弊害として挙げられるコンベックス加工の均一化を図ることや、バレル加工時において圧電振動片の自重が小さい為に生じる加工時間の長時間化を抑えることが可能となる。また、本発明にかかる圧電振動片は周波数の高周波化に適用できるだけでなく、低周波の圧電振動片（４〜１０ＭＨｚ）にも対応可能である。従って、低周波数のＡＴカットの水晶振動片を製造することが可能となる。また、本発明によれば、前記切断成形工程が、前記第１の切断成形工程と前記第２の切断成形工程とを含むので、製造される前記圧電振動片の軸方向を明確にすることが可能となり、この圧電振動片をベースに保持して圧電振動子を製造する際の前記圧電振動片の保持方向を容易に明確にすることが可能となる。その結果、前記圧電振動片の前記ベースへの保持方向の間違いによる不良品を無くすことが可能となる。さらに、所望のコンベックス形状等の面取り加工を前記圧電振動片の全周に対して行うことが可能となる。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動片の製造装置は、ウエハから多数個の圧電振動片を製造する圧電振動片の製造装置において、前記ウエハを予め設定した前記圧電振動片の寸法に基づき、前記ウエハを切断しながら前記圧電振動片の形状を成形する切断成形部が設けられ、前記切断形成部には、前記ウエハと接して前記圧電振動片の主面全体を成形する接面が形成され、前記接面により、前記圧電振動片の一方の主面のみを成形し、前記切断形成部により、前記ウエハを、前記圧電振動片の主面の寸法に基づいて前記設定軸方向に沿って切断するとともに、前記設定軸方向に沿った前記圧電振動片の前記設定軸方向の形状を成形し、さらに、前記ウエハを、前記圧電振動片の主面の寸法に基づいて前記設定軸と直交する軸方向に沿って切断するとともに、前記直交する軸方向に沿った前記圧電振動片の前記直交する軸方向の形状を成形することを特徴とする。

本発明によれば、前記ウエハを予め設定した前記圧電振動片の寸法に基づき、前記ウエハを切断しながら前記圧電振動片の形状を成形する前記切断成形部が設けられるので、一度に前記ウエハの切断と前記圧電振動片の形状の成形を行うことが可能となり、複数回工程により前記ウエハの切断及び前記圧電振動片の形状の成形を行うことと比べて前記ウエハの切断成形における誤差を抑制することが可能となる。その結果、ウエハから多数個の圧電振動片を製造する際、個々の圧電振動片の加工精度を高め、よって圧電振動片の特性のバラツキや悪化を抑制することが可能となる。また、本発明は、例えばＡＴカット水晶振動片等の、厚さで周波数が決定される厚み系圧電振動片の主面の面取り成形に好適である。また、本発明によれば、許容誤差が数μｍである場合であっても対応可能である。そのため、前記圧電振動片の軽薄小型化にも対応可能であり、本発明は小型化された前記圧電振動片においてその作用効果が顕著にあらわれる。特に、本発明にかかる圧電振動片では、小型化にともなう弊害として挙げられるコンベックス加工の均一化を図ることや、バレル加工時において圧電振動片の自重が小さい為に生じる加工時間の長時間化を抑えることが可能となる。また、本発明にかかる圧電振動片は周波数の高周波化に適用できるだけでなく、低周波の圧電振動片（４〜１０ＭＨｚ）にも対応可能である。従って、低周波数のＡＴカットの水晶振動片を製造することが可能となる。また、本発明によれば、前記切断形成部により、前記ウエハを、前記圧電振動片の主面の寸法に基づいて前記設定軸方向に沿って切断するとともに、前記設定軸方向に沿った前記圧電振動片の前記設定軸方向の形状を成形し、さらに、前記ウエハを、前記圧電振動片の主面の寸法に基づいて前記設定軸と直交する軸方向に沿って切断するとともに、前記直交する軸方向に沿った前記圧電振動片の前記直交する軸方向の形状を成形するので、製造される前記圧電振動片の軸方向を明確にすることが可能となり、この圧電振動片をベースに保持して圧電振動子を製造する際の前記圧電振動片の保持方向を容易に明確にすることが可能となる。その結果、前記圧電振動片の前記ベースへの保持方向の間違いによる不良品を無くすことが可能となる。さらに、所望のコンベックス形状等の面取り加工を前記圧電振動片の全周に対して行うことが可能となる。

前記構成において、前記切断成形部は、前記ウエハから切断する切断部と、予め設定した前記圧電振動片の形状を成形する成形部とが一体形成されてなってもよい。

この場合、前記切断成形部は、前記ウエハから切断する切断部と、予め設定した前記圧電振動片の形状を成形する前記成形部とが一体形成されてなるので、当該製造装置の製造工程による前記ウエハの切断位置と前記圧電振動片の形状の成形位置のバラツキを抑えることが可能となる。また、前記成形部の設計変更により前記圧電振動片の形状を任意に設定することが可能となる。

前記構成において、前記切断成形部には、前記成形部による前記圧電振動片の形状の成形量を調整するストッパ部が設けられてもよい。

この場合、前記切断成形部に前記ストッパ部が設けられているので、前記圧電振動片の形状の成形量（特に、前記圧電振動片の厚さ方向の成形量）を自由に設定可能である。そのため、前記成形部の設計変更により前記圧電振動片の形状を任意に設定することが可能となる。具体的に、前記ストッパ部により、前記ウエハの切断の際の切断を、予め設定した深さまでに設定可能であり、この切断にともなって、前記圧電振動片の形状の成形量を調整することが可能となる。

前記構成において、前記切断成形部は、複数個並べて設けられてもよい。

この場合、前記切断成形部が複数個並べて設けられるので、前記ウエハに対して前記軸方向に沿って複数個の前記切断成形部により前記ウエハの切断と前記圧電振動片の形状の成形を行うことが可能となる。そのため、前記ウエハから多数個の前記圧電振動片を製造する際の製造工程を減らすことが可能となる。

本発明にかかる圧電振動片の製造方法、及びその製造装置によれば、ウエハから多数個の圧電振動片を製造する際、個々の圧電振動片の加工精度を高め、よって圧電振動片の特性のバラツキや悪化を抑制することが可能となる。

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、圧電振動片としてＡＴカット水晶振動片（以下、水晶振動片という）に本発明を適用した場合を示す。

本実施の形態にかかる水晶振動片１（図３参照）の製造装置は、図２に示すウエハ２から多数個の水晶振動片１を製造する装置である。この製造装置には、図１に示すように、ウエハ２の両主面を研磨する研磨部（図示省略）と、ウエハ２を切断するとともに水晶振動片１の形状を成形する切断成形部３と、水晶振動片１の両主面に励振電極１１（図４参照）を形成する励振電極形成部（図示省略）とが設けられている。なお、本実施の形態にかかる研磨部と切断成形部３と励振電極形成部は、それぞれ異なる装置からなってもよく、これら部材が一体的になって構成される装置であってもよい。

本実施の形態では、切断成形部３として、ダイシングソーを用いている。この切断成形部３は、図１に示すように、ウエハ２を予め設定した水晶振動片１の寸法に基づき、ウエハ２の予め設定した軸方向（本実施の形態では、図２に示すＸ軸とＺ‘軸）に沿ってウエハ２を切断するとともに軸方向に沿った水晶振動片１の形状を成形する。なお、本実施の形態では、Ｘ軸方向を、本発明でいう設定軸方向と定める。

また、切断成形部３には、図１に示すように、ウエハ２を載置するテーブル４と、ウエハ２を切断する切断部３１と、予め設定した水晶振動片１の形状を成形する成形部３２と、が設けられている。また、中心軸３６を共通の軸として切断部３１と成形部３２が一体形成されている。なお、本実施の形態では、３個の切断成形部３が並べて設けられている。また、これら３個の切断成形部３のそれぞれの間に介する切断部３１がそれぞれ隣接する成形部３２の共通の切断部３１として用いられる。

テーブル４は、図１に示すように、土台４１と、ウエハ２を載置するダミー水晶４２とから構成され、テーブル４上に松脂を接着剤４３としてウエハ２が載置される。また、このテーブル４は、図２に示すＸ，Ｚ‘軸方向のいずれか一方に沿って移動（走査）する。また、テーブル４の土台４１は、金属などの硬質部材からなる。

切断部３１には、図１に示すように、成形部３２による水晶振動片１の形状の成形量を調整するストッパ部３３が設けられている。このストッパ部３３により、ウエハ２の切断の際の切断を、予め設定した深さまで切断として設定可能であり、この切断にともなって、水晶振動片１の形状の成形量を調整することが可能となる。

成形部３２のウエハ２と接する接面３４は、図１に示すように、水晶振動片１のコンベックス加工を行うために、凹形状に形成されている。具体的に、本実施の形態では、中心軸３６の軸方向に沿った接面３４の形状が、図１に示すように、半円弧状に形成されている。そして、成形部３２の両側面３５に切断部３１が一体形成されている。

この切断成形部３では、テーブル４をＸ，Ｚ‘軸方向のいずれか一方に沿って移動させながら、切断部３１及び成形部３２を中心軸３６を中心にして回転させることで、ウエハ２の切断と水晶振動片１の形状の成形（コンベックス加工）を行う。

次に、上記した水晶振動片１の製造装置を用いて、水晶振動片１の製造を図面を用いて説明する。

図２に示すウエハ２の両主面を平行平面研磨部により研磨する。そして、図１に示すダミー水晶４２に接着剤４３を用いて接着して載置する。なお、ウエハ２には、図２（ａ）に示すように、結晶軸方向を示す面取り部２ａが形成されている。

そして、図２（ｂ）に示すように、ウエハ２を予め設定した水晶振動片１の寸法に基づき、図２（ｂ）に示す切断ラインＬＸに沿って（本実施の形態では、Ｘ軸方向に沿って）切断成形部３によりウエハ２を切断して１０個の短冊状ウエハ２１を成形する。なお、この切断は、テーブル４をウエハ２のＸ軸方向に沿って移動させ、研磨剤を流しながら切断部３１及び成形部３２を回転させることで行われる。この切断工程と同時に、図１に示すように、Ｘ軸方向に沿った水晶振動片１の主面がコンベックス加工されて成形される（本発明でいう切断成形工程もしくは第１の切断成形工程）。

短冊状ウエハ２１を成形した後、テーブル４を９０°回転させ、ウエハ２を予め設定した水晶振動片１の寸法に基づき、図２（ｃ）に示す切断ラインＬＺ‘に沿って（本実施の形態では、Ｚ‘軸方向に沿って）切断成形部３によりウエハ２を切断してウエハ２を４８個の水晶振動片１の基体となる水晶素子を成形する。なお、この切断は、テーブル４をウエハ２のＺ’軸方向に沿って移動させ、研磨剤を流しながら切断部３１及び成形部３２を回転させることで行われる。この切断工程において同時に、図１に示すように、Ｚ’軸方向に沿った水晶振動片１の主面がコンベックス加工されて成形される（本発明でいう切断成形工程もしくは第２の切断成形工程）。この時、水晶振動片１の厚みをモニタリングして周波数を測定する。ここでいうモニタリングには、水晶振動片１の厚みを光学的に測定する方法や、ダミー水晶４２を用いて電気を流し周波数を直接測定する方法などがある。

第２の切断成形工程の後に、ダミー水晶４２から４８個の水晶振動片１が外され、これら４８個の水晶振動片１が励振電極形成部の電極形成を行う電極形成用テーブル（図示省略）に配される。そして、４８個の水晶振動片１の両主面の所定位置に、励振電極形成部により励振電極１１が形成され、図４に示す水晶振動片１が製造される。

上記した製造工程により製造された水晶振動片１は、図４に示すように、ベース５１上に導電性接着剤５２を用いて保持される。そして、ベース５１の開口を覆うようにキャップ（図示省略）が接合され、筐体内部のベース５１上に保持された水晶振動片１が気密封止されて、図４に示す水晶振動子５が製造される。なお、図４に示す水晶振動子５は、水晶振動片１を両保持したものである。

上記したように、本実施の形態にかかる水晶振動片１の製造装置によれば、ウエハ２を予め設定した水晶振動片１の寸法に基づき、ウエハ２を切断しながら水晶振動片１の形状を成形する切断成形部３が設けられるので、一度にウエハ２の切断と水晶振動片１の形状の成形を行うことができ、複数回工程によりウエハ２の切断及び水晶振動片１の形状の成形を行うことと比べてウエハ２の切断成形における誤差を抑制することができる。その結果、ウエハ２から４８個の水晶振動片１を製造する際、４８個の水晶振動片１の加工精度を高め、よって水晶振動片１の特性（ＣＩ値やスプリアスの発生の有無等）のバラツキや悪化を抑制することができる。また、本実施の形態にかかる水晶振動片１の製造装置は、ＡＴカットの水晶振動片１等の、厚さで周波数が決定される厚み系圧電振動片の主面の面取り成形に好適である。また、本実施の形態にかかる水晶振動片１の製造装置によれば、許容誤差が数μｍである場合であっても対応可能である。そのため、水晶振動片１の軽薄小型化にも対応可能であり、本実施の形態にかかる水晶振動片１は、小型化された水晶振動片１においてその作用効果が顕著にあらわれる。特に、本実施の形態にかかる水晶振動片１では、小型化にともなう弊害として挙げられるコンベックス加工の均一化を図ることや、バレル加工時において水晶振動片１の自重が小さい為に生じる加工時間の長時間化を抑えることができる。また、本実施の形態にかかる水晶振動片１は周波数の高周波化に適用できるだけでなく、低周波の水晶振動片１（４〜１０ＭＨｚ）にも対応可能である。従って、低周波数のＡＴカットの水晶振動片１を製造することができる。

また、切断成形部３は、ウエハ２から切断する切断部３１と、予め設定した水晶振動片１の形状を成形する成形部３２とが一体形成されてなるので、当該製造装置の製造工程によるウエハ２の切断位置と水晶振動片１の形状の成形位置のバラツキを抑えることができる。また、成形部３２の設計変更により水晶振動片１の形状を任意に設定することができる。

また、切断成形部３にストッパ部３３が設けられているので、水晶振動片１の形状の成形量（特に、水晶振動片１の厚さ方向の成形量）を自由に設定可能である。そのため、成形部３２の設計変更により水晶振動片１の形状を任意に設定することができる。具体的に、ストッパ部３３により、ウエハ２の切断の際の切断を、予め設定した深さまでに設定可能であり、この切断にともなって、水晶振動片１の形状の成形量を調整することが可能となる。また、テーブル４の土台４１は、金属などの硬質部材からなるので、ストッパ部３３によってウエハ２を切断する際の切断量を、予め設定した深さまでに設定するのに好ましい。すなわち、テーブル４の土台４１によりストッパ部３３の最大切断量を規制することができる。

また、切断成形部３が３個並べて設けられるので、ウエハ２に対して軸方向（Ｘ軸方向，Ｚ‘軸方向）に沿って３個の切断成形部３によりウエハ２の切断と水晶振動片１の形状の成形を行うことができる。そのため、ウエハ２から４８個の水晶振動片を製造する際の製造工程を減らすことができる。

さらに、上記したように、本実施の形態にかかる水晶振動片１の製造方法によれば、ウエハ２を予め設定した水晶振動片１の寸法に基づき、ウエハ２を切断しながら水晶振動片１の形状を成形する切断成形工程を有するので、一度にウエハ２の切断と水晶振動片１の形状の成形を行うことができ、複数回工程によりウエハ２の切断及び水晶振動片１の形状の成形を行うことと比べてウエハ２の切断成形における誤差を抑制することができる。その結果、ウエハ２から４８個の水晶振動片１を製造する際、４８個の水晶振動片１の加工精度を高め、よって水晶振動片１の特性のバラツキや悪化を抑制することができる。また、本実施の形態にかかる水晶振動片１の製造方法は、ＡＴカットの水晶振動片１等の、厚さで周波数が決定される厚み系圧電振動片の主面の面取り成形に好適である。また、本実施の形態にかかる水晶振動片１の製造方法によれば、許容誤差が数μｍである場合であっても対応可能である。そのため、水晶振動片１の軽薄小型化にも対応可能であり、本実施の形態にかかる水晶振動片１の製造方法は小型化された水晶振動片１においてその作用効果が顕著にあらわれる。特に、本実施の形態にかかる水晶振動片１では、小型化にともなう弊害として挙げられるコンベックス加工の均一化を図ることや、バレル加工時において水晶振動片１の自重が小さい為に生じる加工時間の長時間化を抑えることができる。また、本実施の形態にかかる水晶振動片１は周波数の高周波化に適用できるだけでなく、低周波の水晶振動片１（４〜１０ＭＨｚ）にも対応可能である。従って、低周波数のＡＴカットの水晶振動片１を製造することができる。

また、切断成形工程が、第１の切断成形工程と第２の切断成形工程とを含むので、製造された水晶振動片１の軸方向を明確にすることができ、この水晶振動片１をベース５１に保持して水晶振動子１を製造する際の水晶振動片１の保持方向を容易に明確にすることができる。その結果、水晶振動片１のベース５１への保持方向の間違いによる不良品を無くすことができる。さらに、所望のコンベックス形状等の面取り加工を水晶振動片１の全周に対して行うことができる。

また、図２（ａ）に示すように、ウエハ２には、結晶軸方向を示す面取り部２ａが形成されているので、ダミー水晶４２への載置の際、ウエハ２をその結晶軸方向（Ｘ，Ｚ‘軸方向）に沿って載置することが容易となる。

さらに、本実施の形態にかかる水晶振動片１によれば、上記した水晶振動片１の製造装置により製造されるので、同様の作用効果を有する。

なお、本実施の形態では、ウエハ２から４８個の水晶振動片１を製造しているが、これに限定されるものではなく、予め設定した条件によりウエハ２から任意の数の水晶振動片を製造可能である。

また、本実施の形態では、松脂を接着剤として用いているが、これに限定されるものではなく、接着剤として用いることが可能であれば、例えば他の樹脂等であってもよい。

また、本実施の形態では、ストッパ部３３を設けているが、これに限定されるものではなく、これは好適な例である。

また、本実施の形態では、第１，２の切断成形工程の間でテーブル４を９０°回転させているが、これに限定されるものではなく、第１の切断成形工程の後に短冊状ウエハ２１をテーブル４から外し、短冊状ウエハ２１を９０°回転させた状態でテーブル４に搭載して第２の切断成形工程を行ってもよい。

また、本実施の形態では、切断成形部３として、ダイシングソーを適用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、切断成形材料としてダイヤモンドを用いた他の切断成形部であってもよい。

また、図１に示す切断成形部３では、３個の切断成形部３のそれぞれ間に介する切断部３１がそれぞれ隣接する成形部３２の共通の切断部３１として用いられているが、これに限定されるものではなく、３個の切断成形部３それぞれ個別に切断部３１が設けられもよい。

また、本実施の形態では、図１に示すように、切断成形部３は３つからなっているが、これに限定されるものではなく、図５に示すように、切断成形部３が１個設けられてもよい。

また、本実施の形態では、中心軸３６の軸方向に沿った接面３４の形状が、図１に示すように、半円弧状に形成されているが、これに限定されるものではなく、任意に設定可能である。例えば、図６に示すように、半円弧状であって、その一部に段差部３７を形成してもよい。この場合、製造された水晶振動片１の軸方向を明確にすることができ、この水晶振動片１をベース５１に保持して水晶振動子１を製造する際の水晶振動片１の保持方向を容易に明確にすることができる。その結果、水晶振動片１のベース５１への保持方向の間違いによる不良品を無くすことができる。さらに、この段差部３７を保持部分とすることにより、接合材の拡がりを抑制することができ、さらに特性低下のない水晶振動片１（水晶振動子）を得ることができる。また、図７に示すように、接面３４の半円弧状の曲率を可変させてもよく、図７に示す接面３４では、切断部３１の近傍部分３４ａの曲率が他の部分３４ｂの曲率よりも小さくなるように設定されている。このような構成により切断成形された圧電振動片（本実施の形態では水晶振動片１）は効率的な振動エネルギーの閉じ込めを行うことができ、面取り加工された良好な特性の圧電振動片（本実施の形態では水晶振動片１）を得ることができる。また、図８に示すように、接面３４を、曲面３４ｃと平面３４ｄとから構成してもよく、図８に示す接面３４では、切断部３１近傍の接面３４を曲面３４ｃとし、その他の部分を平面３４ｄとして構成されている。このような構成により切断成形された圧電振動片（本実施の形態では水晶振動片１）は中央部分に表裏が平行な領域が形成されるため、電気的特性の設計がしやすく、また良好な特性を得ることができる。さらに、半円弧状ではなく傾斜面を形成してもよく、この場合、水晶振動片１のベベル加工が行われる。

また、本実施の形態では、ダミー水晶４２を用いているが、これに限定されるものではなく、ガラスを用いてもよい。

また、本実施の形態では、切断成形部３をＸ，Ｚ‘軸方向に移動させながら、ウエハ２の切断と水晶振動片１の形状の成形を行っているが、これに限定されるものではなく、ウエハを、Ｘ，Ｚ‘軸方向に移動させて行ってもよい。

また、本実施の形態では、ウエハ２の両主面の研磨を行った後に、励振電極１１を形成しているが、これに限定されるものではなく、第１の切断成形工程の前後、もしくは第２の切断成形工程の後に励振電極を形成してもよい。

また、本実施の形態では、図４に示す水晶振動子５は水晶振動片１を両保持したものであるが、これに限定されるものではなく、水晶振動片１を片保持したものであってもよい。

また、本実施の形態では、水晶振動片の製造工程において水晶振動片１の厚みをモニタリングして周波数を測定するが、これに限定されることではなく、水晶振動片１の厚みをモニタリングしなくてもよい。

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、特に、水晶振動片に有用である。

図１は、本実施の形態にかかる水晶振動片の製造装置の概略側面図であって、かつ、ウエハの切断成形工程前後の概略側面である。図２（ａ）は、本実施の形態にかかる切断成形工程前のウエハの概略平面図である。図２（ｂ）は、本実施の形態にかかる第１の切断成形工程後のウエハの概略平面図である。図２（ｃ）は、本実施の形態にかかる第２の切断成形工程後のウエハの概略平面図である。図３は、本実施の形態にかかる水晶振動片の概略斜視図である。図４（ａ）は、本実施の形態にかかる水晶振動子の概略平面図である。図４（ｂ）は、本実施の形態にかかる水晶振動子の概略側面図である。図５は、本実施の他の形態にかかる水晶振動片の製造装置の概略側面図であって、かつ、ウエハの切断成形工程前後の概略側面である。図６は、本実施の他の形態にかかる水晶振動片の製造装置の概略側面図であって、かつ、ウエハの切断成形工程前後の概略側面である。図７は、本実施の他の形態にかかる切断成形部の接面形状の概略側面図である。図８は、本実施の他の形態にかかる切断成形部の接面形状の概略側面図である。

符号の説明

２ウエハ
１水晶振動片（圧電振動片）
３切断成形部
３１切断部
３２成形部
３３ストッパ部

Claims

ウエハから多数個の圧電振動片を製造する圧電振動片の製造方法において、
前記ウエハを予め設定した前記圧電振動片の寸法に基づき、前記ウエハを切断しながら前記圧電振動片の形状を成形する切断成形工程を有し、
前記切断成形工程は、
前記ウエハを、前記圧電振動片の主面の寸法に基づいて前記設定軸方向に沿って切断するとともに、前記設定軸方向に沿った前記圧電振動片の前記設定軸方向の形状を成形する第１の切断成形工程と、
前記ウエハを、前記圧電振動片の主面の寸法に基づいて前記設定軸と直交する軸方向に沿って切断するとともに、前記直交する軸方向に沿った前記圧電振動片の前記直交する軸方向の形状を成形する第２の切断成形工程と、を含み、
前記切断成形工程では、前記ウエハと接して前記圧電振動片の主面全体を成形する接面により、前記圧電振動片の一方の主面のみを成形することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
ウエハから多数個の圧電振動片を製造する圧電振動片の製造装置において、
前記ウエハを予め設定した前記圧電振動片の寸法に基づき、前記ウエハを切断しながら前記圧電振動片の形状を成形する切断成形部が設けられ、
前記切断形成部には、前記ウエハと接して前記圧電振動片の主面全体を成形する接面が形成され、前記接面により前記圧電振動片の一方の主面のみを成形し、
前記切断形成部により、前記ウエハを、前記圧電振動片の主面の寸法に基づいて前記設定軸方向に沿って切断するとともに、前記設定軸方向に沿った前記圧電振動片の前記設定軸方向の形状を成形し、さらに、前記ウエハを、前記圧電振動片の主面の寸法に基づいて前記設定軸と直交する軸方向に沿って切断するとともに、前記直交する軸方向に沿った前記圧電振動片の前記直交する軸方向の形状を成形することを特徴とする圧電振動片の製造装置。
前記切断成形部は、前記ウエハから切断する切断部と、予め設定した前記圧電振動片の形状を成形する成形部とが一体形成されてなることを特徴とする請求項２に記載の圧電振動片の製造装置。
前記切断成形部には、前記成形部による前記圧電振動片の形状の成形量を調整するストッパ部が設けられたことを特徴とする請求項３に記載の圧電振動片の製造装置。
前記切断成形部は、複数個並べて設けられたことを特徴とする請求項３または４に記載の圧電振動片の製造装置。