JP5136027B2 - 水晶振動片及び水晶振動片の製造方法 - Google Patents

水晶振動片及び水晶振動片の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5136027B2
JP5136027B2 JP2007312060A JP2007312060A JP5136027B2 JP 5136027 B2 JP5136027 B2 JP 5136027B2 JP 2007312060 A JP2007312060 A JP 2007312060A JP 2007312060 A JP2007312060 A JP 2007312060A JP 5136027 B2 JP5136027 B2 JP 5136027B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
main surface
thickness
axis direction
vibrating piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007312060A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009135856A (ja
Inventor
淳治 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2007312060A priority Critical patent/JP5136027B2/ja
Publication of JP2009135856A publication Critical patent/JP2009135856A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5136027B2 publication Critical patent/JP5136027B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

本発明は、圧電デバイスなどに用いられる水晶振動片及び水晶振動片の製造方法に関する。
近年、情報機器、移動体通信機器などの様々な電子機器に用いられる圧電デバイスには、電子機器の小型、高機能化に伴い、更なる小型、高性能化が要求されている。
この要求に応えるために、圧電デバイスを構成する各部品の小型、高性能化が図られ、水晶振動片においては、小型、高周波数化が推進されている。
この小型、高周波数化された水晶振動片については、主面に凹部を設け、凹部の底面を振動部とした形状のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。なお、この水晶振動片は、逆メサ型と呼ばれ、凹部がエッチングにより形成されている。
特開2002−374135号公報
上記逆メサ型水晶振動片(以下、水晶振動片という)を更に小型、高周波数化し、且つ安定した振動を得るためには外形サイズに対する振動部(底面)の面積を極力大きくする必要がある。
しかしながら、水晶振動片は、水晶基板の結晶軸(X,Y,Z軸)方向によってエッチングの速度が異なるエッチング異方性を有する。
これにより、水晶振動片の凹部は、凹部を形成する側壁が主面側の端を起点にして、底面に向かうにつれて底面の面積を狭める側に傾斜して形成される。この側壁の傾斜の度合いは、水晶基板の結晶軸に対する側壁の方向によって異なる。例えば、ATカット水晶基板の場合は、X軸を中心にZ軸を約35°回転したZ’軸方向と略直交する側壁の一方が、なだらかに傾斜して形成される。
また、水晶振動片は、水晶振動片として必要な強度に見合った凹部周囲の厚みの確保と、高周波数化に伴う振動部の薄型化との両立から、主面と凹部の底面との段差が大きくなっており、側壁における主面から底面までの長さが長くなっている。
これらにより、凹部の底面に形成される振動部の面積は、エッチング量が多くなるに従い、側壁がなだらかに傾斜して形成されることで狭められ、凹部の主面における開口面積より小さくなる。このことから、限られた大きさの水晶振動片では、振動部の面積が充分に確保できないという問題がある。
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明のある実施形態に係る水晶振動片は、水晶の結晶軸である、電気軸としてのX軸、機械軸としてのY軸、及び光学軸としてのZ軸、のうち前記X軸を回転軸として、+Z側を−Y方向へ回転するように前記Z軸を傾けた軸をZ’軸とし、+Y側を+Z方向へ回転するように前記Y軸を傾けた軸をY’軸とし、前記X軸と前記Z’軸に平行な面を主面とし、前記Y’軸に平行な方向を厚みとするATカット水晶基板の一方の主面側に、エッチングにより開口部が矩形状である凹部が設けられ、前記凹部の底面に振動部を含み、前記底面の周囲を囲んでいる側壁を有する枠部が外形に沿って設けられ、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側、又はプラス側を向いており、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合、前記枠部が、前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第1の辺部と、前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第4の辺部と、前記底面を挟んで、前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれの一端が前記第1の辺部に接続され、それぞれの他端が前記第4の辺部に接続されている第2の辺部及び第3の辺部と、を含み、前記枠部の前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部の少なくともいずれかの前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄く、前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合、前記枠部が、前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第一の辺部と、前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第四の辺部と、前記底面を挟んで、前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれの一端が前記第一の辺部に接続され、それぞれの他端が前記第四の辺部に接続されている第二の辺部及び第三の辺部と、を含み、前記枠部の前記第一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第二の辺部、前記第三の辺部及び前記第四の辺部の少なくともいずれかの前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄いことを特徴とする。
本発明のある別の実施形態に係る水晶振動片は、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合、前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第4の辺部の前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄く、前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合、前記第一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第四の辺部の前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄いことを特徴とする。
本発明のある別の実施形態に係る水晶振動片は、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合、前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第2の辺部及び第3の辺部の前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄く、前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合、前記第一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第二の辺部及び第三の辺部の前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄いことを特徴とする。
本発明のある別の実施形態に係る水晶振動片の製造方法は、水晶の結晶軸である、電気軸としてのX軸、機械軸としてのY軸、及び光学軸としてのZ軸、のうち前記X軸を回転軸として、+Z側を−Y方向へ回転するように前記Z軸を傾けた軸をZ’軸とし、+Y側を+Z方向へ回転するように前記Y軸を傾けた軸をY’軸とし、前記X軸と前記Z’軸に平行な面を主面とし、前記Y’軸に平行な方向を厚みとするATカット水晶基板の一方の主面側に、エッチングにより開口部が矩形状である凹部が設けられ、前記凹部の底面に振動部を含み、前記底面の周囲を囲んでいる側壁を有する枠部が外形に沿って設けられ、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側、又はプラス側を向いており、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合、前記枠部が、前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第1の辺部と、前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第4の辺部と、前記底面を挟んで、前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれの一端が前記第1の辺部に接続され、それぞれの他端が前記第4の辺部に接続されている第2の辺部及び第3の辺部と、を含み、前記枠部の前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部の少なくともいずれかの前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄く、前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合、前記枠部が、前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第一の辺部と、前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第四の辺部と、前記底面を挟んで、前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれの一端が前記第一の辺部に接続され、それぞれの他端が前記第四の辺部に接続されている第二の辺部及び第三の辺部と、を含み、前記枠部の前記第一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第二の辺部、前記第三の辺部及び前記第四の辺部の少なくともいずれかの前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄い水晶振動片の製造方法であって、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合、前記一方の主面の前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部の少なくともいずれかが形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして薄くする第1のエッチング工程と、前記第1のエッチング工程後、前記一方の主面の前記第1の辺部、前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部が形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして前記一方の主面に、底面に振動部を含むように凹部を形成する第2のエッチング工程と、を含み、前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合、前記一方の主面の前記第二の辺部、前記第三の辺部及び前記第四の辺部の少なくともいずれかが形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして薄くする第1エッチング工程と、前記第1エッチング工程後、前記一方の主面の前記第一の辺部、前記第二の辺部、前記第三の辺部及び前記第四の辺部が形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして前記一方の主面に、底面に振動部を含むように凹部を形成する第2エッチング工程と、を含むことを特徴とする。
本発明のある別の実施形態に係る水晶振動片の製造方法は、水晶の結晶軸である、電気軸としてのX軸、機械軸としてのY軸、及び光学軸としてのZ軸、のうち前記X軸を回転軸として、+Z側を−Y方向へ回転するように前記Z軸を傾けた軸をZ’軸とし、+Y側を+Z方向へ回転するように前記Y軸を傾けた軸をY’軸とし、前記X軸と前記Z’軸に平行な面を主面とし、前記Y’軸に平行な方向を厚みとするATカット水晶基板の一方の主面側の一部に、エッチングによりY’軸方向の厚みが薄い薄肉部が形成され、前記薄肉部の他方の主面側に、エッチングにより開口部が矩形状の凹部が設けられ、前記凹部の底面に振動部を含み、前記底面の周囲を囲んでいる枠部が前記ATカット水晶基板の外形に沿って設けられ、前記他方の主面が、前記Y’軸のマイナス側、又はプラス側を向いており、前記他方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合、前記枠部が、前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第1の辺部と、前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第4の辺部と、前記底面を挟んで、前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれの一端が前記第1の辺部に接続され、それぞれの他端が前記第4の辺部に接続されている第2の辺部及び第3の辺部と、を含み、前記枠部の前記第1の辺部の前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みが、前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部の少なくともいずれかの前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みと同等に設けられているとともに、前記一方の主面側の前記Y’軸方向の厚みが厚い厚肉部が、平面視において、前記第1の辺部、または、前記第2の辺部及び第3の辺部と重なるように設けられ、前記他方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合、前記枠部が、前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第一の辺部と、前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第四の辺部と、前記振動部を挟んで、前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれの一端が前記第一の辺部に接続され、それぞれの他端が前記第四の辺部に接続されている第二の辺部及び第三の辺部と、を含み、前記枠部の前記第一の辺部の前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みが、前記第二の辺部、前記第三の辺部及び前記第四の辺部の少なくともいずれかの前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みと同等に設けられているとともに、前記一方の主面側の前記Y’軸方向の厚みが厚い厚肉部が、平面視において、前記第一の辺部、または、前記第二の辺部及び第三の辺部と重なるように設けられている水晶振動片の製造方法であって、前記他方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合、前記一方の主面の、平面視において、前記他方の主面の前記第1の辺部が形成される領域、または、前記第2の辺部及び第3の辺部が形成される領域と重なる領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして、前記一方の主面側に、前記薄肉部を形成する第1のエッチング工程と、前記他方の主面の、前記第1の辺部、前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部が形成される領域をマスクし、前記他方の主面をエッチングして、前記他方の主面に、底面に振動部を含むように凹部を形成する第2のエッチング工程と、を含み、前記他方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合、前記一方の主面の、平面視において、前記他方の主面の前記一の辺部が形成される領域、または、前記二の辺部及び三の辺部が形成される領域と重なる領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして、前記一方の主面側に、前記薄肉部を形成する第1エッチング工程と、前記他方の主面の、前記一の辺部、前記第二の辺部、前記第3の辺部及び前記第四の辺部が形成される領域をマスクし、前記他方の主面をエッチングして、前記他方の主面に、底面に振動部を含むように凹部を形成する第2エッチング工程と、を含むことを特徴とする。

[適用例1]本適用例にかかる水晶振動片は、X軸、Y’軸、Z’軸により規定されるATカット水晶基板の一方の主面に、エッチングにより矩形状の凹部が形成され、前記凹部の底面を振動部とし、前記振動部の周囲を囲む側壁を有する枠部が前記ATカット水晶基板の外形に沿って形成されている水晶振動片であって、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、前記枠部が、前記振動部より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って形成された第1の辺部と、前記振動部より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って形成された第4の辺部と、前記振動部を挟んで対向するように前記Z’軸方向に沿って形成され、それぞれ一端が前記第1の辺部に接続され他端が前記第4の辺部に接続された第2の辺部及び第3の辺部と、を含んで構成され、前記枠部の前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、少なくとも他の3つの前記辺部のいずれか1つの前記Y’軸方向の厚みより薄く形成され、前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、前記枠部が、前記振動部より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って形成された一の辺部と、前記振動部より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って形成された四の辺部と、前記振動部を挟んで対向するように前記Z’軸方向に沿って形成され、それぞれ一端が前記一の辺部に接続され他端が前記四の辺部に接続された二の辺部及び三の辺部と、を含んで構成され、前記枠部の前記一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、少なくとも他の3つの前記辺部のいずれか1つの前記Y’軸方向の厚みより薄く形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、水晶振動片は、ATカット水晶基板の一方の主面に、エッチングにより凹部の底面を振動部とし、振動部の周囲を囲む側壁を有する枠部が形成されている。そして、一方の主面が、Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、枠部の第1の辺部のY’軸方向の厚みが、少なくとも他の3つの辺部のいずれか1つのY’軸方向の厚みより薄く形成されている。
これにより、水晶振動片は、ATカット水晶基板のエッチング異方性により凹部に形成される側壁の傾斜がなだらかな第1の辺部が、他の3つの辺部のいずれか1つより薄い。
このことから、水晶振動片は、第1の辺部の傾斜がなだらかな側壁の一方の主面側から底面までの長さが短くなり、凹部の底面の面積を狭める量を少なくできる。
これにより、水晶振動片は、限られた大きさの中で振動部の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片は、外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部を形成できる。
また、水晶振動片は、一方の主面が、Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、枠部の一の辺部のY’軸方向の厚みが、他の3つの辺部のいずれか1つのY’軸方向の厚みより薄く形成されている。
これにより、水晶振動片は、凹部に形成される側壁の傾斜がなだらかな一の辺部が、他の3つの辺部のいずれか1つより薄い。
このことから、水晶振動片は、一の辺部の傾斜がなだらかな側壁の、一方の主面側から底面までの長さが短くなり、凹部の底面の面積を狭める量を少なくできる。
これにより、水晶振動片は、限られた大きさの中で振動部の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片は、外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部を形成できる。
[適用例2]上記適用例にかかる水晶振動片は、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第4の辺部の前記Y’軸方向の厚みより薄く形成され、前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、前記一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記四の辺部の前記Y’軸方向の厚みより薄く形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、水晶振動片は、一方の主面が、Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、第1の辺部のY’軸方向の厚みが、第4の辺部のY’軸方向の厚みより薄く形成される。
これにより、水晶振動片は、第4の辺部のY’軸方向の厚みが、第1の辺部のY’軸方向の厚みより厚く形成されることから、第4の辺部を固定部として、例えば、パッケージなどの外部部材の水晶振動片支持部に固定できる。
また、水晶振動片は、一方の主面が、Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、一の辺部のY’軸方向の厚みが、四の辺部のY’軸方向の厚みより薄く形成される。
これにより、水晶振動片は、四の辺部のY’軸方向の厚みが、一の辺部のY’軸方向の厚みより厚く形成されることから、四の辺部を固定部として、例えば、パッケージなどの外部部材の水晶振動片支持部に固定できる。
[適用例3]上記適用例にかかる水晶振動片は、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第2の辺部及び第3の辺部の前記Y’軸方向の厚みより薄く形成され、前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、前記一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記二の辺部及び三の辺部の前記Y’軸方向の厚みより薄く形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、水晶振動片は、一方の主面が、Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、第1の辺部のY’軸方向の厚みが、第2の辺部及び第3の辺部のY’軸方向の厚みより薄く形成される。
これにより、水晶振動片は、第2の辺部及び第3の辺部のY’軸方向の厚みが、第1の辺部のY’軸方向の厚みより厚く形成されることから、第2の辺部及び第3の辺部を固定部として、例えば、パッケージなどの外部部材の水晶振動片支持部に固定できる。
また、水晶振動片は、一方の主面が、Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、一の辺部のY’軸方向の厚みが、二の辺部及び三の辺部のY’軸方向の厚みより薄く形成される。
これにより、水晶振動片は、二の辺部及び三の辺部のY’軸方向の厚みが、一の辺部のY’軸方向の厚みより厚く形成されることから、二の辺部及び三の辺部を固定部として、例えば、パッケージなどの外部部材の水晶振動片支持部に固定できる。
[適用例4]本適用例にかかる水晶振動片は、X軸、Y’軸、Z’軸により規定されるATカット水晶基板の一方の主面側の一部に、エッチングによりY’軸方向の厚みが薄い薄肉部が形成され、前記薄肉部の他方の主面側に、エッチングにより矩形状の凹部が形成され、前記凹部の底面を振動部とし、前記振動部の周囲を囲む側壁を有する枠部が前記ATカット水晶基板の外形に沿って形成されている水晶振動片であって、前記他方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、前記枠部が、前記振動部より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って形成された第1の辺部と、前記振動部より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って形成された第4の辺部と、前記振動部を挟んで対向するように前記Z’軸方向に沿って形成され、それぞれ一端が前記第1の辺部に接続され他端が前記第4の辺部に接続された第2の辺部及び第3の辺部と、を含んで構成され、前記枠部の前記第1の辺部の前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みが、少なくとも他の3つの前記辺部のいずれか1つの前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みと同等に形成されているとともに、前記一方の主面側の前記Y’軸方向の厚みが厚い厚肉部が、平面視において、前記第1の辺部または、前記第2の辺部及び第3の辺部と重なるように形成され、前記他方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、前記枠部が、前記振動部より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って形成された一の辺部と、前記振動部より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って形成された四の辺部と、前記振動部を挟んで対向するように前記Z’軸方向に沿って形成され、それぞれ一端が前記一の辺部に接続され他端が前記四の辺部に接続された二の辺部及び三の辺部と、を含んで構成され、前記枠部の前記一の辺部の前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みが、少なくとも他の3つの前記辺部のいずれか1つの前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みと同等に形成されているとともに、前記一方の主面側の前記Y’軸方向の厚みが厚い厚肉部が、平面視において、前記一の辺部または、前記二の辺部及び三の辺部と重なるように形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、水晶振動片は、ATカット水晶基板の一方の主面側の一部に、薄肉部が形成され、薄肉部の他方の主面側に、エッチングにより凹部の底面を振動部とし、振動部の周囲を囲む側壁を有する枠部が形成されている。
そして、水晶振動片は、他方の主面が、Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、第1の辺部の薄肉部におけるY’軸方向の厚みが、他の3つの辺部のいずれか1つの薄肉部におけるY’軸方向の厚みと同等に形成されている。
これにより、水晶振動片は、凹部が薄肉部に形成されていることから、他方の主面側の第1の辺部の傾斜がなだらかな側壁の、他方の主面側から底面までの長さが短くなり、凹部の底面の面積を狭める量を少なくできる。
加えて、水晶振動片は、一方の主面側の厚肉部が、平面視において、第1の辺部または、第2の辺部及び第3の辺部と重なるように形成されている。このことから、水晶振動片は、一方の主面側の薄肉部と厚肉部との段差部分に形成される側壁が、エッチング異方性により急峻に傾斜して形成される。
これらにより、水晶振動片は、両主面側からのエッチングによって限られた大きさの中で振動部の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片は、外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部を形成できる。
また、水晶振動片は、一方の主面側の厚肉部が、平面視において、第1の辺部または、第2の辺部及び第3の辺部と重なるように形成されている。このことから、水晶振動片は、第1の辺部と厚肉部とが重なる部分または、第2の辺部及び第3の辺部と厚肉部とが重なる部分を固定部として、例えば、パッケージなどの外部部材の水晶振動片支持部に固定できる。
また、水晶振動片は、他方の主面が、Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、一の辺部の薄肉部におけるY’軸方向の厚みが、他の3つの辺部のいずれか1つの薄肉部におけるY’軸方向の厚みと同等に形成されている。
これにより、水晶振動片は、凹部が薄肉部に形成されていることから、他方の主面側の一の辺部の傾斜がなだらかな側壁の、他方の主面側から底面までの長さが短くなり、凹部の底面の面積を狭める量を少なくできる。
加えて、水晶振動片は、一方の主面側の厚肉部が、平面視において、一の辺部または、二の辺部及び三の辺部と重なるように形成されている。このことから、水晶振動片は、一方の主面側の薄肉部と厚肉部との段差部分に形成される側壁が、急峻に傾斜して形成される。
これらにより、水晶振動片は、両主面側からのエッチングによって限られた大きさの中で振動部の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片は、外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部を形成できる。
また、水晶振動片は、一方の主面側の厚肉部が、平面視において、一の辺部または、二の辺部及び三の辺部と重なるように形成されている。このことから、水晶振動片は、一の辺部と厚肉部とが重なる部分または、二の辺部及び三の辺部と厚肉部とが重なる部分を固定部として、例えば、パッケージなどの外部部材の水晶振動片支持部に固定できる。
[適用例5]本適用例にかかる水晶振動片の製造方法は、X軸、Y’軸、Z’軸により規定されるATカット水晶基板の一方の主面に、エッチングにより矩形状の凹部が形成され、前記凹部の底面を振動部とし、前記振動部の周囲を囲む側壁を有する枠部が前記ATカット水晶基板の外形に沿って形成されている水晶振動片であって、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、前記枠部が、前記振動部より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って形成された第1の辺部と、前記振動部より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って形成された第4の辺部と、前記振動部を挟んで対向するように前記Z’軸方向に沿って形成され、それぞれ一端が前記第1の辺部に接続され他端が前記第4の辺部に接続された第2の辺部及び第3の辺部と、を含んで構成され、前記枠部の前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、少なくとも他の3つの前記辺部のいずれか1つの前記Y’軸方向の厚みより薄く形成され、前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、前記枠部が、前記振動部より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って形成された一の辺部と、前記振動部より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って形成された四の辺部と、前記振動部を挟んで対向するように前記Z’軸方向に沿って形成され、それぞれ一端が前記一の辺部に接続され他端が前記四の辺部に接続された二の辺部及び三の辺部と、を含んで構成され、前記枠部の前記一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、少なくとも他の3つの前記辺部のいずれか1つの前記Y’軸方向の厚みより薄く形成されている水晶振動片の製造方法であって、前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、前記一方の主面の少なくとも前記第2の辺部〜第4の辺部のいずれか1つが形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして薄くする第1のエッチング工程と、前記第1のエッチング工程後、前記一方の主面の前記第1の辺部〜第4の辺部が形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして前記一方の主面に凹部を形成し、前記凹部の底面を振動部として形成する第2のエッチング工程と、を有し、前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、前記一方の主面の少なくとも前記二の辺部〜四の辺部のいずれか1つが形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして薄くする第1エッチング工程と、前記第1エッチング工程後、前記一方の主面の前記一の辺部〜四の辺部が形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして前記一方の主面に凹部を形成し、前記凹部の底面を振動部として形成する第2エッチング工程と、を有することを特徴とする。
これによれば、水晶振動片の製造方法は、一方の主面が、Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、一方の主面の少なくとも第2の辺部〜第4の辺部のいずれか1つが形成される領域をマスクし、一方の主面をエッチングして薄くする。そして、このエッチング後、一方の主面の第1の辺部〜第4の辺部が形成される領域をマスクし、一方の主面をエッチングして一方の主面に凹部を形成し、凹部の底面を振動部として形成する。
これにより、水晶振動片の製造方法は、凹部に形成される側壁の傾斜がなだらかな第1の辺部を、他の3つの辺部のいずれか1つより薄く形成できる。
このことから、水晶振動片の製造方法は、凹部形成前に第1の辺部の形成領域を上記のように薄く形成しておくことで、第1の辺部の傾斜がなだらかな側壁の、一方の主面側から底面までの長さが短くなり、凹部の底面の面積を狭める量を少なくできる。
これにより、水晶振動片の製造方法は、限られた大きさの水晶振動片の振動部の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片の製造方法は、水晶振動片の外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部を形成することができる。
また、水晶振動片の製造方法は、一方の主面が、Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、一方の主面の少なくとも二の辺部〜四の辺部のいずれか1つが形成される領域をマスクし、一方の主面をエッチングして薄くする。そして、このエッチング後、一方の主面の一の辺部〜四の辺部が形成される領域をマスクし、一方の主面をエッチングして一方の主面に凹部を形成し、凹部の底面を振動部として形成する。
これにより、水晶振動片の製造方法は、凹部に形成される側壁の傾斜がなだらかな一の辺部を、他の3つの辺部のいずれか1つより薄く形成できる。
このことから、水晶振動片の製造方法は、凹部形成前に一の辺部の形成領域を上記のように薄く形成しておくことで、一の辺部の傾斜がなだらかな側壁の、一方の主面側から底面までの長さが短くなり、凹部の底面の面積を狭める量を少なくできる。
これにより、水晶振動片の製造方法は、限られた大きさの水晶振動片の振動部の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片の製造方法は、水晶振動片の外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部を形成できる。
[適用例6]本適用例にかかる水晶振動片の製造方法は、X軸、Y’軸、Z’軸により規定されるATカット水晶基板の一方の主面側の一部に、エッチングによりY’軸方向の厚みが薄い薄肉部が形成され、前記薄肉部の他方の主面側に、エッチングにより矩形状の凹部が形成され、前記凹部の底面を振動部とし、前記振動部の周囲を囲む側壁を有する枠部が前記ATカット水晶基板の外形に沿って形成されている水晶振動片であって、前記他方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、前記枠部が、前記振動部より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って形成された第1の辺部と、前記振動部より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って形成された第4の辺部と、前記振動部を挟んで対向するように前記Z’軸方向に沿って形成され、それぞれ一端が前記第1の辺部に接続され他端が前記第4の辺部に接続された第2の辺部及び第3の辺部と、を含んで構成され、前記枠部の前記第1の辺部の前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みが、少なくとも他の3つの前記辺部のいずれか1つの前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みと同等に形成されているとともに、前記一方の主面側の前記Y’軸方向の厚みが厚い厚肉部が、平面視において、前記第1の辺部または、前記第2の辺部及び第3の辺部と重なるように形成され、前記他方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、前記枠部が、前記振動部より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って形成された一の辺部と、前記振動部より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って形成された四の辺部と、前記振動部を挟んで対向するように前記Z’軸方向に沿って形成され、それぞれ一端が前記一の辺部に接続され他端が前記四の辺部に接続された二の辺部及び三の辺部と、を含んで構成され、前記枠部の前記一の辺部の前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みが、少なくとも他の3つの前記辺部のいずれか1つの前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みと同等に形成されているとともに、前記一方の主面側の前記Y’軸方向の厚みが厚い厚肉部が、平面視において、前記一の辺部または、前記二の辺部及び三の辺部と重なるように形成されている水晶振動片の製造方法であって、前記他方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、前記一方の主面の、平面視において、前記他方の主面の前記第1の辺部が形成される領域または、前記第2の辺部及び第3の辺部が形成される領域と重なる領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして、前記一方の主面側に、前記薄肉部を形成する第1のエッチング工程と、前記他方の主面の、前記第1の辺部〜第4の辺部が形成される領域をマスクし、前記他方の主面をエッチングして、前記他方の主面に凹部を形成し、前記凹部の底面を振動部として形成する第2のエッチング工程と、を有し、前記他方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、前記一方の主面の、平面視において、前記他方の主面の前記一の辺部が形成される領域または、前記二の辺部及び三の辺部が形成される領域と重なる領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして、前記一方の主面側に、前記薄肉部を形成する第1エッチング工程と、前記他方の主面の、前記一の辺部〜四の辺部が形成される領域をマスクし、前記他方の主面をエッチングして、前記他方の主面に凹部を形成し、前記凹部の底面を振動部として形成する第2エッチング工程と、を有することを特徴とする。
これによれば、水晶振動片の製造方法は、他方の主面が、Y’軸のマイナス側を向いた主面であるとき、一方の主面の、平面視において、他方の主面の第1の辺部が形成される領域または、第2の辺部及び第3の辺部が形成される領域と重なる領域をマスクし、一方の主面をエッチングして、一方の主面側にY’軸方向の厚みが薄い薄肉部を形成する。
加えて、他方の主面の、第1の辺部〜第4の辺部が形成される領域をマスクし、他方の主面をエッチングして、他方の主面に凹部を形成し、凹部の底面を振動部として形成する。
これにより、水晶振動片の製造方法は、凹部を薄肉部に形成することから、水晶振動片の他方の主面側の第1の辺部の傾斜がなだらかな側壁の、他方の主面側から底面までの長さが短くなり、凹部の底面の面積を狭める量を少なくできる。加えて、水晶振動片の製造方法は、水晶振動片の一方の主面側の厚肉部が、平面視において、第1の辺部または、第2の辺部及び第3の辺部と重なるように形成する。このことから、水晶振動片の製造方法は、水晶振動片の一方の主面側の薄肉部と厚肉部との段差部分に形成される側壁を、急峻な傾斜で形成できる。
これらにより、水晶振動片の製造方法は、水晶振動片の両主面側からのエッチングによって限られた大きさの中で振動部の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片の製造方法は、水晶振動片の外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部を形成できる。
また、水晶振動片の製造方法は、他方の主面が、Y’軸のプラス側を向いた主面であるとき、一方の主面の、平面視において、他方の主面の一の辺部が形成される領域または、二の辺部及び三の辺部が形成される領域と重なる領域をマスクし、一方の主面をエッチングして、一方の主面側にY’軸方向の厚みが薄い薄肉部を形成する。
加えて、他方の主面の、一の辺部〜四の辺部が形成される領域をマスクし、他方の主面をエッチングして、他方の主面に凹部を形成し、凹部の底面を振動部として形成する。
これにより、水晶振動片の製造方法は、凹部を薄肉部に形成することから、水晶振動片の他方の主面側の一の辺部の傾斜がなだらかな側壁の、他方の主面側から底面までの長さが短くなり、凹部の底面の面積を狭める量を少なくできる。加えて、水晶振動片の製造方法は、水晶振動片の一方の主面側の厚肉部が、平面視において、一の辺部または、二の辺部及び三の辺部と重なるように形成する。このことから、水晶振動片の製造方法は、水晶振動片の一方の主面側の薄肉部と厚肉部との段差部分に形成される側壁を、急峻な傾斜で形成できる。
これらにより、水晶振動片の製造方法は、水晶振動片の両主面側からのエッチングによって限られた大きさの中で振動部の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片の製造方法は、水晶振動片の外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部を形成できる。
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の水晶振動片の構成を示す構成図である。図1(a)は斜視図、図1(b)は、図1(a)のA−A線での断面図である。
図1に示すように、水晶振動片1は、水晶の結晶軸であるX軸、Y軸、Z軸に対して、X軸と、X軸を中心としてY軸及びZ軸をX軸のプラス方向に向いて時計回りに約35°回転させたY’軸及びZ’軸とにより規定されるATカット水晶基板を用いて形成される。
水晶振動片1は、X軸とZ’軸とで規定される平面に沿い、Y’軸のマイナス側を向いた一方の主面11に、エッチングにより矩形状の凹部12が形成されている。水晶振動片1は、凹部12の底面12aを振動部13とし、振動部13の周囲を囲む側壁24a〜24dを有する枠部14が、外形に沿って形成されている。なお、水晶振動片1の他方の主面15は、平坦な面で形成されている。
水晶振動片1の枠部14は、四つの辺部から構成されている。第1の辺部14aは、振動部13よりZ’軸のプラス側でX軸方向に沿って形成されている。第2の辺部14b及び第3の辺部14cは、振動部13を挟んで対向するようにZ’軸方向に沿って形成されている。第4の辺部14dは、振動部13よりZ’軸のマイナス側でX軸方向に沿って形成されている。なお、第2の辺部14b及び第3の辺部14cは、それぞれ一端が第1の辺部14aに接続され、他端が第4の辺部14dに接続されている。
枠部14の第1の辺部14aは、Y’軸方向の厚みT1が、第4の辺部14dのY’軸方向の厚みT2より薄く形成され、第2の辺部14b及び第3の辺部14cと同じ厚みに形成されている。
ここで、ATカット水晶基板におけるエッチング異方性について説明する。
図2は、ATカット水晶基板のエッチング異方性についての説明図である。図2(a)は、両主面側からエッチングにより凹部が形成されたATカット水晶基板を、Z’軸とY’軸とで規定される平面に沿って切断した断面図である。図2(b)は、上記ATカット水晶基板を、X軸とY’軸とで規定される平面に沿って切断した断面図である。
図2(a)に示すように、エッチングによりATカット水晶基板2のY’軸のマイナス側を向いた主面2aに形成された凹部3の、X軸方向に沿ってZ’軸のマイナス側を向く側壁4は、なだらかに傾斜して形成される。一方、凹部3のX軸方向に沿ってZ’軸のプラス側を向く側壁5は、急峻に傾斜して形成される。
また、Y’軸のプラス側を向いた主面2bに形成された凹部3’の、X軸方向に沿ってZ’軸のプラス側を向く側壁4’は、なだらかに傾斜して形成される。一方、凹部3’のX軸方向に沿ってZ’軸のマイナス側を向く側壁5’は、急峻に傾斜して形成される。
また、図2(b)に示すように、Z’軸方向に沿ってX軸のプラス側を向く側壁6,6’及びZ’軸方向に沿ってX軸のマイナス側を向く側壁7,7’は、ともに急峻に傾斜して形成される。
この側壁4,5,6,7,4’,5’,6’,7’の傾斜の度合いの違いは、ATカット水晶基板2の結晶軸方向によってエッチングの進行速度が異なるエッチング異方性によるものである。
図1に戻って、上記エッチング異方性により、枠部14の第1の辺部14aは、側壁24aがなだらかに傾斜して形成され、第2の辺部14b〜第4の辺部14dは、側壁24b〜24dが急峻に傾斜して形成される。
ここで、図1(b)に示すように、水晶振動片1は、第1の辺部14aのY’軸方向の厚みT1が、第4の辺部14dのY’軸方向の厚みT2より薄く形成されている。これにより、第1の辺部14aの側壁24aの、一方の主面11側から底面12aまでの長さが短く形成される。
このことから、水晶振動片1は、振動部13のZ’軸方向の長さL1が、2点鎖線で示した第1の辺部14aと第4の辺部14dとが同じ厚みで形成された場合のZ’軸方向の長さL2と比較して長くなる。これにより、水晶振動片1は、2点鎖線で示した第1の辺部14aと第4の辺部14dとが同じ厚みで形成された場合と比較して、振動部13の面積が大きくなる。
ここで、水晶振動片1の外部部材に対する固定について説明する。
図3は、水晶振動片1の固定について説明する断面図である。
図3に示すように、水晶振動片1は、図示しない電極形成、発振周波数調整などが行われた後、第1の辺部14aよりY’軸方向の厚みが厚く形成されている第4の辺部14dが固定部として、外部部材としてのパッケージ30内の水晶振動片支持部31に接着剤32などにより固定される。なお、図3では、第4の辺部14dの他方の主面15側が固定されているが、水晶振動片1を反転させて第4の辺部14dの一方の主面11側が固定されるようにしてもよい。
上述したように、水晶振動片1は、ATカット水晶基板のY’軸のマイナス側を向いた一方の主面11に、エッチングにより凹部12の底面12aを振動部13とし、振動部13の周囲を囲む側壁24a〜24dを有する枠部14が形成されている。そして、水晶振動片1は、枠部14の第1の辺部14aのY’軸方向の厚みT1が、第4の辺部14dのY’軸方向の厚みT2より薄く形成されている。
このことから、水晶振動片1は、第1の辺部14aの傾斜がなだらかな側壁24aの一方の主面11側から底面12aまでの長さが短くなり、凹部12の底面12aの面積を狭める量を少なくできる。
これにより、水晶振動片1は、限られた大きさの中で振動部13の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片1は、外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部13を形成できる。
また、水晶振動片1は、第4の辺部14dのY’軸方向の厚みT2が、第1の辺部14aのY’軸方向の厚みT1より厚く形成されることから、第4の辺部14dを固定部として、パッケージ30の水晶振動片支持部31に固定できる。
なお、本実施形態では、水晶振動片1の第1の辺部14aのY’軸方向の厚みT1が、第4の辺部14dのY’軸方向の厚みT2より薄く形成されているとしたが、これに限定するものではない。水晶振動片1は、下記のように第1の辺部14aのY’軸方向の厚みが、第2の辺部14b及び第3の辺部14cのY’軸方向の厚みより薄く形成されていてもよい。
図4は、第1の実施形態の水晶振動片の他の構成を示す構成図である。図4(a)は斜視図、図4(b)は、図4(a)のB−B線での断面図である。
図4に示すように、水晶振動片1’は、第1の辺部14a’のY’軸方向の厚みが第2の辺部14b’及び第3の辺部14c’のY’軸方向の厚みより薄く形成されている。また、第4の辺部14d’は、Y’軸方向の厚みが第1の辺部14a’と同じ厚みに形成されている。これにより、水晶振動片1’は、水晶振動片1と同様に、振動部13’の面積が大きくなる。
また、図4(b)に示すように、水晶振動片1’は、図示しない電極形成、発振周波数調整などが行われた後、第1の辺部14a’よりY’軸方向の厚みが厚く形成されている第2の辺部14b’及び第3の辺部14c’が固定部として、パッケージ30’内の水晶振動片支持部31’に接着剤32’などにより固定される。なお、図4では、第2の辺部14b’及び第3の辺部14c’の他方の主面15’側が固定されているが、水晶振動片1’を反転させて第2の辺部14b’及び第3の辺部14c’の一方の主面11’側が固定されるようにしてもよい。
上述したように、水晶振動片1’は、水晶振動片1と同様に振動部13’の面積を充分に確保できる。また、水晶振動片1’は、第2の辺部14b’及び第3の辺部14c’のY’軸方向の厚みが、第1の辺部14a’のY’軸方向の厚みより厚く形成されることから、第2の辺部14b’及び第3の辺部14c’を固定部として、パッケージ30’の水晶振動片支持部31’に固定できる。
ここで、第1の実施形態の水晶振動片1の製造方法について説明する。
図5は、第1の実施形態の水晶振動片1の製造方法についての説明図である。なお、X軸、Y’軸、Z’軸については、図5(a)に代表して示す。
[第1のエッチング工程]
図5(a)に示すように、第1のエッチング工程では、まず、ATカット水晶基板8の他方の主面15の全域をレジスト20によりマスクする。
なお、マスクとしてのレジスト20を含む以降の各レジストには、Crを下地膜としたAu/Cr積層膜を用いる。
ついで、一方の主面11の第4の辺部14dが形成される領域を、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、レジスト21によりマスクする。
ついで、図5(b)に示すように、ATカット水晶基板8を図示しないエッチング液に浸漬して、一方の主面11をエッチングし、ATカット水晶基板8を所定の厚みまで薄くする。なお、この厚みは、所望の水晶振動片の必要強度、外形サイズ、振動部の厚みなどに応じ適宜設定される。また、エッチング液には、フッ化水素酸液、またはフッ化アンモニウムとフッ化水素酸の混合液であるバッファードフッ化水素酸液などのフッ酸含有液を用いる。なお、エッチング後、レジスト20,21を一旦剥離し、ATカット水晶基板8を清浄にする。
[第2のエッチング工程]
第1のエッチング工程後、第2のエッチング工程では、図5(c)に示すように、ATカット水晶基板8の他方の主面15の全域をレジスト20によりマスクする。ついで、一方の主面11の第1の辺部14a〜第4の辺部14dが形成される領域をパターニングし、レジスト21,22によりマスクする。
ついで、図5(d)に示すように、ATカット水晶基板8をエッチング液に浸漬して、一方の主面11をエッチングし、一方の主面11に凹部12を形成し、凹部12の底面12aを振動部13として形成する。ついで、レジスト20,21,22を剥離し、図1に示す水晶振動片1を得る。
上述したように、水晶振動片1の製造方法は、一方の主面11の第4の辺部14dが形成される領域をマスクし、一方の主面11をエッチングして薄くする。そして、このエッチング後、一方の主面11の第1の辺部14a〜第4の辺部14dが形成される領域をマスクし、一方の主面11をエッチングして一方の主面11に凹部12を形成し、凹部12の底面12aを振動部13として形成する。
これにより、水晶振動片1の製造方法は、ATカット水晶基板8のエッチング異方性により凹部12に形成される側壁24aの傾斜がなだらかな第1の辺部14aを、第4の辺部14dより薄く形成できる。
このことから、水晶振動片1の製造方法は、凹部12形成前に第1の辺部14aの形成領域を上記のように薄く形成しておくことで、第1の辺部14aの傾斜がなだらかな側壁24aの、一方の主面11側から底面12aまでの長さが短くなり、凹部12の底面12aの面積を狭める量を少なくできる。
これにより、水晶振動片1の製造方法は、限られた大きさの中で振動部13の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片1の製造方法は、外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部13を形成することができる。
なお、水晶振動片1の製造方法は、個片状態のATカット水晶基板8だけではなく、ウエハ状態のATカット水晶基板8にも適用できる。
なお、水晶振動片1’の製造方法については、水晶振動片1の製造方法における第1のエッチング工程のレジスト21によりマスクする領域を、第2の辺部14b’及び第3の辺部14c’が形成される領域とする。これ以降は、水晶振動片1の製造方法と同様の方法となる。これにより、水晶振動片1’の製造方法は、水晶振動片1の製造方法と同様の効果が得られる。
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態の水晶振動片の構成を示す構成図である。図6(a)は斜視図、図6(b)は、図6(a)のC−C線での断面図である。
図6に示すように、水晶振動片101は、X軸、Y’軸、Z’軸とにより規定されるATカット水晶基板を用いて形成され、第1の実施形態の水晶振動片1と、X軸方向を回転軸とした回転対称形状に形成されている。
水晶振動片101は、X軸とZ’軸とで規定される平面に沿い、Y’軸のプラス側を向いた一方の主面111に、エッチングにより矩形状の凹部112が形成されている。水晶振動片101は、凹部112の底面112aを振動部113とし、振動部113の周囲を囲む側壁124a〜124dを有する枠部114が、外形に沿って形成されている。なお、水晶振動片101の他方の主面115は、平坦な面で形成されている。
水晶振動片101の枠部114は、四つの辺部から構成されている。一の辺部114aは、振動部113よりZ’軸のマイナス側でX軸方向に沿って形成されている。二の辺部114b及び三の辺部114cは、振動部113を挟んで対向するようにZ’軸方向に沿って形成されている。四の辺部14dは、振動部13よりZ’軸のプラス側でX軸方向に沿って形成されている。なお、二の辺部114b及び三の辺部114cは、それぞれ一端が一の辺部114aに接続され、他端が四の辺部114dに接続されている。
枠部114の一の辺部114aは、Y’軸方向の厚みT11が、四の辺部114dのY’軸方向の厚みT12より薄く形成され、二の辺部14b及び三の辺部14cと同じ厚みに形成されている。
水晶振動片101は、前述したATカット水晶基板のエッチング異方性により、枠部114の一の辺部114aの側壁124aが、なだらかに傾斜して形成され、二の辺部114b〜四の辺部114dの側壁124b〜124dが、急峻に傾斜して形成される。
ここで、上記のように、水晶振動片101は、一の辺部114aのY’軸方向の厚みT11が、四の辺部114dのY’軸方向の厚みT12より薄く形成されている。これにより、一の辺部114aの側壁124aの、一方の主面111側から底面112aまでの長さが短く形成される。
このことから、水晶振動片101は、振動部113のZ’軸方向の長さL11が、2点鎖線で示した一の辺部114aと四の辺部114dとが同じ厚みで形成された場合のZ’軸方向の長さL12と比較して長くなる。これにより、水晶振動片101は、2点鎖線で示した一の辺部114aと四の辺部114dとが同じ厚みで形成された場合と比較して、振動部113の面積が大きくなる。
ここで、水晶振動片101の外部部材に対する固定について説明する。
図7は、水晶振動片101の固定について説明する断面図である。
図7に示すように、水晶振動片101は、図示しない電極形成、発振周波数調整などが行われた後、一の辺部114aよりY’軸方向の厚みが厚く形成されている四の辺部114dが固定部として、外部部材としてのパッケージ130内の水晶振動片支持部131に接着剤132などにより固定される。なお、図7では、四の辺部114dの一方の主面111側が固定されているが、水晶振動片101を反転させて四の辺部114dの他方の主面115側が固定されるようにしてもよい。
上述したように、水晶振動片101は、ATカット水晶基板のY’軸のプラス側を向いた一方の主面111に、エッチングにより凹部112の底面112aを振動部113とし、振動部113の周囲を囲む側壁124a〜124dを有する枠部114が形成されている。そして、水晶振動片101は、枠部114の一の辺部114aのY’軸方向の厚みT11が、四の辺部114dのY’軸方向の厚みT12より薄く形成されている。
このことから、水晶振動片101は、一の辺部114aの傾斜がなだらかな側壁124aの、一方の主面111側から底面112aまでの長さが短くなり、凹部112の底面112aの面積を狭める量を少なくできる。
これにより、水晶振動片101は、限られた大きさの中で振動部113の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片101は、外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部113を形成できる。
また、水晶振動片101は、四の辺部114dのY’軸方向の厚みT12が、一の辺部114aのY’軸方向の厚みT11より厚く形成されることから、四の辺部114dを固定部として、パッケージ130の水晶振動片支持部131に固定できる。
なお、本実施形態では、水晶振動片101の一の辺部114aのY’軸方向の厚みT11が、四の辺部114dのY’軸方向の厚みT12より薄く形成されているとしたが、これに限定するものではない。水晶振動片101は、下記のように一の辺部114aのY’軸方向の厚みが、二の辺部114b及び三の辺部114cのY’軸方向の厚みより薄く形成されていてもよい。
図8は、第2の実施形態の水晶振動片の他の構成を示す構成図である。図8(a)は斜視図、図8(b)は、図8(a)のD−D線での断面図である。
図8に示すように、水晶振動片101’は、一の辺部114a’のY’軸方向の厚みが二の辺部114b’及び三の辺部114c’のY’軸方向の厚みより薄く形成されている。また、四の辺部114d’は、Y’軸方向の厚みが一の辺部114a’と同じ厚みに形成されている。これにより、水晶振動片101’は、水晶振動片101と同様に、振動部113’の面積が大きくなる。
また、図8(b)に示すように、水晶振動片101’は、図示しない電極形成、発振周波数調整などが行われた後、一の辺部114a’よりY’軸方向の厚みが厚く形成されている二の辺部114b’及び三の辺部114c’が固定部として、パッケージ130’内の水晶振動片支持部131’に接着剤132’などにより固定される。なお、図8では、二の辺部114b’及び三の辺部114c’の一方の主面111’側が固定されているが、水晶振動片101’を反転させて二の辺部114b’及び三の辺部114c’の他方の主面115’側が固定されるようにしてもよい。
上述したように、水晶振動片101’は、水晶振動片101と同様に振動部113’の面積を充分に確保できる。また、水晶振動片101’は、二の辺部114b’及び三の辺部114c’のY’軸方向の厚みが、一の辺部114a’のY’軸方向の厚みより厚く形成されることから、二の辺部114b’及び三の辺部114c’を固定部として、パッケージ130’の水晶振動片支持部131’に固定できる。
ここで、第2の実施形態の水晶振動片101の製造方法について説明する。
図9は、第2の実施形態の水晶振動片101の製造方法についての説明図である。なお、X軸、Y’軸、Z’軸については、図9(a)に代表して示す。
[第1エッチング工程]
図9(a)に示すように、第1エッチング工程では、まず、ATカット水晶基板108の他方の主面115の全域をレジスト120によりマスクする。
ついで、一方の主面111の四の辺部114dが形成される領域を、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、レジスト121によりマスクする。
ついで、図9(b)に示すように、ATカット水晶基板108を図示しないエッチング液に浸漬して、一方の主面111をエッチングし、ATカット水晶基板108を所定の厚みまで薄くする。なお、エッチング後、レジスト120,121を一旦剥離し、ATカット水晶基板108を清浄にする。
[第2エッチング工程]
第1エッチング工程後、第2エッチング工程では、図9(c)に示すように、ATカット水晶基板108の他方の主面115の全域をレジスト120によりマスクする。ついで、一方の主面111の一の辺部114a〜四の辺部114dが形成される領域をパターニングし、レジスト121,122によりマスクする。
ついで、図9(d)に示すように、ATカット水晶基板108をエッチング液に浸漬して、一方の主面111をエッチングし、一方の主面111に凹部112を形成し、凹部112の底面112aを振動部113として形成する。ついで、レジスト120,121,122を剥離し、図6に示す水晶振動片101を得る。
上述したように、水晶振動片101の製造方法は、一方の主面111の四の辺部114dが形成される領域をマスクし、一方の主面111をエッチングして薄くする。そして、このエッチング後、一方の主面111の一の辺部114a〜四の辺部114dが形成される領域をマスクし、一方の主面111をエッチングして一方の主面111に凹部112を形成し、凹部112の底面112aを振動部113として形成する。
これにより、水晶振動片101の製造方法は、ATカット水晶基板108のエッチング異方性により凹部112に形成される側壁124aの傾斜がなだらかな一の辺部114aを、四の辺部114dより薄く形成できる。
このことから、水晶振動片101の製造方法は、凹部112形成前に一の辺部114aの形成領域を上記のように薄く形成しておくことで、一の辺部114aの傾斜がなだらかな側壁124aの、一方の主面111側から底面112aまでの長さが短くなり、凹部112の底面112aの面積を狭める量を少なくできる。
これにより、水晶振動片101の製造方法は、限られた大きさの中で振動部113の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片101の製造方法は、外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部113を形成することができる。
なお、水晶振動片101の製造方法は、個片状態のATカット水晶基板108だけではなく、ウエハ状態のATカット水晶基板108にも適用できる。
なお、水晶振動片101’の製造方法については、水晶振動片101の製造方法における第1エッチング工程のレジスト121によりマスクする領域を、二の辺部114b’及び三の辺部114c’が形成される領域とする。これ以降は、水晶振動片101の製造方法と同様の方法となる。これにより、水晶振動片101’の製造方法は、水晶振動片101の製造方法と同様の効果が得られる。
(第3の実施形態)
図10は、第3の実施形態の水晶振動片の構成を示す構成図である。図10(a)は斜視図、図10(b)は、図10(a)のE−E線での断面図である。
図10に示すように、水晶振動片201は、X軸、Y’軸、Z’軸とにより規定されるATカット水晶基板を用いて形成される。
水晶振動片201は、一方の主面211側の一部に、エッチングによりY’軸方向の厚みが薄い薄肉部211aが形成されている。そして、薄肉部211aのY’軸のマイナス側を向いた他方の主面215側に、エッチングにより矩形状の凹部212が形成されている。水晶振動片201は、凹部212の底面212aを振動部213とし、振動部213の周囲を囲む側壁224a〜224dを有する枠部214が、外形に沿って形成されている。
水晶振動片201の枠部214は、四つの辺部から構成されている。第1の辺部214aは、振動部213よりZ’軸のプラス側でX軸方向に沿って形成されている。第2の辺部214b及び第3の辺部214cは、振動部213を挟んで対向するようにZ’軸方向に沿って形成されている。第4の辺部214dは、振動部213よりZ’軸のマイナス側でX軸方向に沿って形成されている。なお、第2の辺部214b及び第3の辺部214cは、それぞれ一端が第1の辺部214aに接続され、他端が第4の辺部214dに接続されている。
枠部214の第1の辺部214aの薄肉部211aにおけるY’軸方向の厚みT21は、他の3つの辺部214b〜214dの薄肉部211aにおけるY’軸方向の厚みと同等に形成されている。それとともに、水晶振動片201の一方の主面211側のY’軸方向の厚みが厚い厚肉部211bが、平面視において、第1の辺部214aと重なるように形成されている。
水晶振動片201は、前述したエッチング異方性により、枠部214の第1の辺部214aの側壁224aが、なだらかに傾斜して形成され、第2の辺部214b〜第4の辺部214dの側壁224b〜224dが、急峻に傾斜して形成される。
ここで、上記のように、水晶振動片201は、凹部212が薄肉部211aに形成されている。これにより、枠部214の第1の辺部214aの側壁224aの、他方の主面215側から底面212aまでの長さが短く形成される。
また、水晶振動片201は、一方の主面211側の厚肉部211bが、平面視において、第1の辺部214aと重なるように形成されている。このことから、水晶振動片201は、一方の主面211側の薄肉部211aと厚肉部211bとの段差部分に形成される側壁211cが、エッチング異方性により急峻に傾斜して形成される。
これらのことから、図10(b)に示すように、水晶振動片201は、振動部213のZ’軸方向の長さL21が、厚肉部211bが2点鎖線で示した第4の辺部214dと重なる場合の、Z’軸方向の長さL22と比較して長くなる。これにより、水晶振動片201は、厚肉部211bが2点鎖線で示した第4の辺部214dと重なる場合と比較して、振動部213の面積が大きくなる。
ここで、水晶振動片201の外部部材に対する固定について説明する。
図11は、水晶振動片201の固定について説明する断面図である。
図11に示すように、水晶振動片201は、図示しない電極形成、発振周波数調整などが行われた後、第1の辺部214aと厚肉部211bとが重なる部分を固定部として、パッケージ230内の水晶振動片支持部231に接着剤232などにより固定される。なお、図11では、水晶振動片201の一方の主面211側が固定されているが、水晶振動片201を反転させて他方の主面215側が固定されるようにしてもよい。
上述したように、水晶振動片201は、一方の主面211側の一部に、薄肉部211aが形成され、薄肉部211aのY’軸のマイナス側を向いた他方の主面215側に、エッチングにより凹部212が形成される。そして、凹部212の底面212aを振動部213とし、振動部213の周囲を囲む側壁224a〜224dを有する枠部214が形成されている。
そして、水晶振動片201は、第1の辺部214aの薄肉部211aにおけるY’軸方向の厚みが、他の3つの辺部214b〜214dの薄肉部におけるY’軸方向の厚みと同等に形成されている。
これにより、水晶振動片201は、凹部212が薄肉部211aに形成されることから、他方の主面215側の第1の辺部214aの傾斜がなだらかな側壁224aの、他方の主面215側から底面212aまでの長さが短くなり、凹部212の底面212aの面積を狭める量を少なくできる。
加えて、水晶振動片201は、一方の主面211側の厚肉部211bが、平面視において、第1の辺部214aと重なるように形成されている。このことから、水晶振動片201は、一方の主面211側の薄肉部211aと厚肉部211bとの段差部分に形成される側壁211cが、エッチング異方性により急峻に傾斜して形成される。
これらにより、水晶振動片201は、両主面211,215側からのエッチングによって限られた大きさの中で振動部213の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片201は、外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部213を形成できる。
また、水晶振動片201は、一方の主面211側の厚肉部211bが、平面視において、第1の辺部214aと重なるように形成されている。このことから、水晶振動片201は、第1の辺部214aと厚肉部211bとが重なる部分を固定部として、パッケージ230の水晶振動片支持部231に固定できる。
なお、本実施形態では、水晶振動片201の、一方の主面211側の厚肉部211bが、平面視において、第1の辺部214aと重なるように形成されているとしたが、これに限定するものではない。水晶振動片201は、下記のように一方の主面211側の厚肉部211bが、第2の辺部214b及び第3の辺部214cと重なるように形成されていてもよい。
図12は、第3の実施形態の水晶振動片の他の構成を示す構成図である。図12(a)は斜視図、図12(b)は、図12(a)のF−F線での断面図である。
図12に示すように、水晶振動片201’は、一方の主面211’側の厚肉部211b’が、第2の辺部214b’及び第3の辺部214c’と重なるように形成されている。また、第1の辺部214a’及び第4の辺部214d’は、薄肉部211a’に形成されている。これにより、水晶振動片201’は、水晶振動片201と同様に、振動部213’の面積が大きくなる。
また、図12(b)に示すように、水晶振動片201’は、図示しない電極形成、発振周波数調整などが行われた後、厚肉部211b’と第2の辺部214b’及び第3の辺部214c’とが重なる部分が、固定部として、パッケージ230’内の水晶振動片支持部231’に接着剤232’などにより固定される。なお、図12では、水晶振動片201’の一方の主面211’側が固定されているが、水晶振動片201’を反転させて他方の主面215’側が固定されるようにしてもよい。
上述したように、水晶振動片201’は、水晶振動片201と同様に振動部213’の面積を充分に確保できる。また、水晶振動片201’は、一方の主面211’側の厚肉部211b’が、第2の辺部214b’及び第3の辺部214c’と重なるように形成されている。このことから、水晶振動片201’は、厚肉部211b’と第2の辺部214b’及び第3の辺部214c’とが重なる部分が、固定部として、パッケージ230’の水晶振動片支持部231’に固定できる。
ここで、第3の実施形態の水晶振動片201の製造方法について説明する。
図13は、第3の実施形態の水晶振動片201の製造方法についての説明図である。なお、X軸、Y’軸、Z’軸については、図13(a)に代表して示す。
[第1のエッチング工程]
図13(a)に示すように、第1のエッチング工程では、まず、ATカット水晶基板208の他方の主面215の全域をレジスト220によりマスクする。
ついで、一方の主面211の、平面視において、他方の主面215の第1の辺部214aが形成される領域と重なる領域を、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、レジスト221によりマスクする。
ついで、図13(b)に示すように、ATカット水晶基板208を図示しないエッチング液に浸漬して、一方の主面211をエッチングし、所定の厚みの薄肉部211aを形成する。なお、エッチング後、レジスト220,221を一旦剥離し、ATカット水晶基板208を清浄にする。
[第2のエッチング工程]
第2のエッチング工程では、図13(c)に示すように、ATカット水晶基板208の一方の主面211の全域をレジスト221によりマスクする。ついで、他方の主面215の第1の辺部214a〜第4の辺部214dが形成される領域をパターニングし、レジスト220によりマスクする。
ついで、図13(d)に示すように、ATカット水晶基板208をエッチング液に浸漬して、他方の主面215をエッチングし、他方の主面215に凹部212を形成し、凹部212の底面212aを振動部213として形成する。ついで、レジスト220,221を剥離し、図10に示す水晶振動片201を得る。
上述したように、水晶振動片201の製造方法は、一方の主面211の、平面視において、他方の主面215の第1の辺部214aが形成される領域と重なる領域をマスクし、一方の主面211をエッチングして、一方の主面211側に薄肉部211aを形成する。加えて、他方の主面215の、第1の辺部214a〜第4の辺部214dが形成される領域をマスクし、他方の主面215をエッチングして、他方の主面215に凹部212を形成し、凹部212の底面212aを振動部213として形成する。
これにより、水晶振動片201の製造方法は、凹部212を薄肉部211aに形成することから、水晶振動片201の第1の辺部214aの傾斜がなだらかな側壁224aの、他方の主面215側から底面212aまでの長さが短くなり、凹部212の底面212aの面積を狭める量を少なくできる。
加えて、水晶振動片201の製造方法は、水晶振動片201の一方の主面211側の厚肉部211bが、平面視において、第1の辺部214aと重なるように形成する。このことから、水晶振動片201の製造方法は、水晶振動片201の一方の主面211側の薄肉部211aと厚肉部211bとの段差部分に形成される側壁211cを、急峻な傾斜で形成できる。
これらにより、水晶振動片201の製造方法は、水晶振動片201の両主面211,215側からのエッチングによって限られた大きさの中で振動部213の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片201の製造方法は、水晶振動片201の外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部213を形成できる。
なお、水晶振動片201の製造方法は、第1のエッチング工程のエッチングと第2のエッチング工程のエッチングとを一括して行ってもよい。これによれば、エッチングを一括して行うことで製造時間を短縮でき、生産効率が向上する。
なお、水晶振動片201の製造方法は、個片状態のATカット水晶基板208だけではなく、ウエハ状態のATカット水晶基板208にも適用できる。
なお、水晶振動片201’の製造方法については、水晶振動片201の製造方法における第1のエッチング工程のレジスト221によりマスクする領域を、第2の辺部214b’及び第3の辺部214c’が形成される領域とする。これ以降は、水晶振動片201の製造方法と同様の方法となる。これにより、水晶振動片201’の製造方法は、水晶振動片201の製造方法と同様の効果が得られる。
(第4の実施形態)
図14は、第4の実施形態の水晶振動片の構成を示す構成図である。図14(a)は斜視図、図14(b)は、図14(a)のG−G線での断面図である。
図14に示すように、水晶振動片301は、X軸、Y’軸、Z’軸とにより規定されるATカット水晶基板を用いて形成され、第3の実施形態の水晶振動片201と、X軸方向を回転軸とした回転対称形状に形成されている。
水晶振動片301は、一方の主面311側の一部に、エッチングによりY’軸方向の厚みが薄い薄肉部311aが形成されている。そして、薄肉部311aのY’軸のプラス側を向いた他方の主面315側に、エッチングにより矩形状の凹部312が形成されている。水晶振動片301は、凹部312の底面312aを振動部313とし、振動部313の周囲を囲む側壁324a〜324dを有する枠部314が、外形に沿って形成されている。
水晶振動片301の枠部314は、四つの辺部から構成されている。一の辺部314aは、振動部313よりZ’軸のマイナス側でX軸方向に沿って形成されている。二の辺部314b及び三の辺部314cは、振動部313を挟んで対向するようにZ’軸方向に沿って形成されている。四の辺部314dは、振動部313よりZ’軸のプラス側でX軸方向に沿って形成されている。なお、二の辺部314b及び三の辺部314cは、それぞれ一端が一の辺部314aに接続され、他端が四の辺部314dに接続されている。
枠部314の一の辺部314aの薄肉部311aにおけるY’軸方向の厚みT31は、他の3つの辺部314b〜314dの薄肉部311aにおけるY’軸方向の厚みと同等に形成されている。それとともに、水晶振動片301の一方の主面311側のY’軸方向の厚みが厚い厚肉部311bが、平面視において、一の辺部314aと重なるように形成されている。
水晶振動片301は、前述したエッチング異方性により、枠部314の一の辺部314aの側壁324aが、なだらかに傾斜して形成され、二の辺部314b〜四の辺部314dの側壁324b〜324dが、急峻に傾斜して形成される。
ここで、上記のように、水晶振動片301は、凹部312が薄肉部311aに形成されている。これにより、枠部314の一の辺部314aの側壁324aの、他方の主面315側から底面312aまでの長さが短く形成される。
また、水晶振動片301は、一方の主面311側の厚肉部311bが、平面視において、一の辺部314aと重なるように形成されている。このことから、水晶振動片301は、一方の主面311側の薄肉部311aと厚肉部311bとの段差部分に形成される側壁311cが、エッチング異方性により急峻に傾斜して形成される。
これらのことから、図14(b)に示すように、水晶振動片301は、振動部313のZ’軸方向の長さL31が、厚肉部311bが2点鎖線で示した四の辺部314dと重なる場合の、Z’軸方向の長さL32と比較して長くなる。これにより、水晶振動片301は、厚肉部311bが2点鎖線で示した四の辺部314dと重なる場合と比較して、振動部313の面積が大きくなる。
ここで、水晶振動片301の外部部材に対する固定について説明する。
図15は、水晶振動片301の固定について説明する断面図である。
図15に示すように、水晶振動片301は、図示しない電極形成、発振周波数調整などが行われた後、一の辺部314aと厚肉部311bとが重なる部分を固定部として、パッケージ330内の水晶振動片支持部331に接着剤332などにより固定される。なお、図15では、水晶振動片301の他方の主面315側が固定されているが、水晶振動片301を反転させて一方の主面311側が固定されるようにしてもよい。
上述したように、水晶振動片301は、一方の主面311側の一部に、薄肉部311aが形成され、薄肉部311aのY’軸のプラス側を向いた他方の主面315側に、エッチングにより凹部312が形成される。そして、凹部312の底面312aを振動部313とし、振動部313の周囲を囲む側壁324a〜324dを有する枠部314が形成されている。
そして、水晶振動片301は、一の辺部314aの薄肉部311aにおけるY’軸方向の厚みが、他の3つの辺部314b〜314dの薄肉部におけるY’軸方向の厚みと同等に形成されている。
これにより、水晶振動片301は、凹部312が薄肉部311aに形成されることから、他方の主面315側の一の辺部314aの傾斜がなだらかな側壁324aの、他方の主面315側から底面312aまでの長さが短くなり、凹部312の底面312aの面積を狭める量を少なくできる。
加えて、水晶振動片301は、一方の主面311側の厚肉部311bが、平面視において、一の辺部314aと重なるように形成されている。このことから、水晶振動片301は、一方の主面311側の薄肉部311aと厚肉部311bとの段差部分に形成される側壁311cが、エッチング異方性により急峻に傾斜して形成される。
これらにより、水晶振動片301は、両主面311,315側からのエッチングによって限られた大きさの中で振動部313の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片301は、外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部313を形成できる。
また、水晶振動片301は、一方の主面311側の厚肉部311bが、平面視において、一の辺部314aと重なるように形成されている。このことから、水晶振動片301は、一の辺部314aと厚肉部311bとが重なる部分を固定部として、パッケージ330の水晶振動片支持部331に固定できる。
なお、本実施形態では、水晶振動片301の、一方の主面311側の厚肉部311bが、平面視において、一の辺部314aと重なるように形成されているとしたが、これに限定するものではない。水晶振動片301は、下記のように一方の主面311側の厚肉部311bが、二の辺部314b及び三の辺部314cと重なるように形成されていてもよい。
図16は、第4の実施形態の水晶振動片の他の構成を示す構成図である。図16(a)は斜視図、図16(b)は、図16(a)のH−H線での断面図である。
図16に示すように、水晶振動片301’は、一方の主面311’側の厚肉部311b’が、二の辺部314b’及び三の辺部314c’と重なるように形成されている。また、一の辺部314a’及び四の辺部314d’は、薄肉部311a’に形成されている。これにより、水晶振動片301’は、水晶振動片301と同様に、振動部313’の面積が大きくなる。
また、図16(b)に示すように、水晶振動片301’は、図示しない電極形成、発振周波数調整などが行われた後、厚肉部311b’と二の辺部314b’及び三の辺部314c’とが重なる部分が、固定部として、パッケージ330’内の水晶振動片支持部331’に接着剤332’などにより固定される。なお、図16では、水晶振動片301’の他方の主面315’側が固定されているが、水晶振動片301’を反転させて一方の主面311’側が固定されるようにしてもよい。
上述したように、水晶振動片301’は、水晶振動片301と同様に振動部313’の面積を充分に確保できる。また、水晶振動片301’は、一方の主面311’側の厚肉部311b’が、二の辺部314b’及び三の辺部314c’と重なるように形成されている。このことから、水晶振動片301’は、厚肉部311b’と二の辺部314b’及び三の辺部314c’とが重なる部分が、固定部として、パッケージ330’の水晶振動片支持部331’に固定できる。
ここで、第4の実施形態の水晶振動片301の製造方法について説明する。
図17は、第4の実施形態の水晶振動片301の製造方法についての説明図である。なお、X軸、Y’軸、Z’軸については、図17(a)に代表して示す。
[第1エッチング工程]
図17(a)に示すように、第1エッチング工程では、まず、ATカット水晶基板308の他方の主面315の全域をレジスト320によりマスクする。
ついで、一方の主面311の、平面視において、他方の主面315の一の辺部314aが形成される領域と重なる領域を、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、レジスト321によりマスクする。
ついで、図17(b)に示すように、ATカット水晶基板308を図示しないエッチング液に浸漬して、一方の主面311をエッチングし、所定の厚みの薄肉部311aを形成する。なお、エッチング後、レジスト320,321を一旦剥離し、ATカット水晶基板308を清浄にする。
[第2エッチング工程]
第2エッチング工程では、図17(c)に示すように、ATカット水晶基板308の一方の主面311の全域をレジスト321によりマスクする。ついで、他方の主面315の一の辺部314a〜四の辺部314dが形成される領域をパターニングし、レジスト320によりマスクする。
ついで、図17(d)に示すように、ATカット水晶基板308をエッチング液に浸漬して、他方の主面315をエッチングし、他方の主面315に凹部312を形成し、凹部312の底面312aを振動部313として形成する。ついで、レジスト320,321を剥離し、図14に示す水晶振動片301を得る。
上述したように、水晶振動片301の製造方法は、一方の主面311の、平面視において、他方の主面315の一の辺部314aが形成される領域と重なる領域をマスクし、一方の主面311をエッチングして、一方の主面311側に薄肉部311aを形成する。加えて、他方の主面315の、一の辺部314a〜四の辺部314dが形成される領域をマスクし、他方の主面315をエッチングして、他方の主面315に凹部312を形成し、凹部312の底面312aを振動部313として形成する。
これにより、水晶振動片301の製造方法は、凹部312を薄肉部311aに形成することから、水晶振動片301の一の辺部314aの傾斜がなだらかな側壁324aの、他方の主面315側から底面312aまでの長さが短くなり、凹部312の底面312aの面積を狭める量を少なくできる。
加えて、水晶振動片301の製造方法は、水晶振動片301の一方の主面311側の厚肉部311bが、平面視において、一の辺部314aと重なるように形成する。このことから、水晶振動片301の製造方法は、水晶振動片301の一方の主面311側の薄肉部311aと厚肉部311bとの段差部分に形成される側壁311cを、急峻な傾斜で形成できる。
これらにより、水晶振動片301の製造方法は、水晶振動片301の両主面311,315側からのエッチングによって限られた大きさの中で振動部313の面積を充分に確保できる。このことから、水晶振動片301の製造方法は、水晶振動片301の外形サイズが小型化されても安定した振動が得られる振動部313を形成できる。
なお、水晶振動片301の製造方法は、第1エッチング工程のエッチングと第2エッチング工程のエッチングとを一括して行ってもよい。これによれば、エッチングを一括して行うことで製造時間を短縮でき、生産効率が向上する。
なお、水晶振動片301の製造方法は、個片状態のATカット水晶基板308だけではなく、ウエハ状態のATカット水晶基板308にも適用できる。
なお、水晶振動片301’の製造方法については、水晶振動片301の製造方法における第1エッチング工程のレジスト321によりマスクする領域を、二の辺部314b’及び三の辺部314c’が形成される領域とする。これ以降は、水晶振動片301の製造方法と同様の方法となる。これにより、水晶振動片301’の製造方法は、水晶振動片301の製造方法と同様の効果が得られる。
第1の実施形態の水晶振動片の構成を示す構成図。 ATカット水晶基板のエッチング異方性についての説明図。 第1の実施形態の水晶振動片の固定について説明する断面図。 第1の実施形態の水晶振動片の他の構成を示す構成図。 第1の実施形態の水晶振動片の製造方法についての説明図。 第2の実施形態の水晶振動片の構成を示す構成図。 第2の実施形態の水晶振動片の固定について説明する断面図。 第2の実施形態の水晶振動片の他の構成を示す構成図。 第2の実施形態の水晶振動片の製造方法についての説明図。 第3の実施形態の水晶振動片の構成を示す構成図。 第3の実施形態の水晶振動片の固定について説明する断面図。 第3の実施形態の水晶振動片の他の構成を示す構成図。 第3の実施形態の水晶振動片の製造方法についての説明図。 第4の実施形態の水晶振動片の構成を示す構成図。 第4の実施形態の水晶振動片の固定について説明する断面図。 第4の実施形態の水晶振動片の他の構成を示す構成図。 第4の実施形態の水晶振動片の製造方法についての説明図。
符号の説明
1…水晶振動片、11…一方の主面、12…凹部、12a…凹部の底面、13…振動部、14…枠部、14a…第1の辺部、14b…第2の辺部、14c…第3の辺部、14d…第4の辺部、24a…第1の辺部の側壁、24b…第2の辺部の側壁、24c…第3の辺部の側壁、24d…第4の辺部の側壁。

Claims (5)

  1. 水晶の結晶軸である、電気軸としてのX軸、機械軸としてのY軸、及び光学軸としてのZ軸、のうち前記X軸を回転軸として、+Z側を−Y方向へ回転するように前記Z軸を傾けた軸をZ’軸とし、+Y側を+Z方向へ回転するように前記Y軸を傾けた軸をY’軸とし、前記X軸と前記Z’軸に平行な面を主面とし、前記Y’軸に平行な方向を厚みとするATカット水晶基板の一方の主面に、エッチングにより開口部が矩形状である凹部が設けられ
    前記凹部の底面振動部を含み
    前記底面の周囲を囲んでいる側壁を有する枠部が外形に沿って設けられ
    前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側、又はプラス側を向いており、
    前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合
    前記枠部が、
    前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第1の辺部と、
    前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第4の辺部と、
    前記底面を挟んで、前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれ一端が前記第1の辺部に接続され、それぞれの他端が前記第4の辺部に接続されている第2の辺部及び第3の辺部と、
    を含
    前記枠部の前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部の少なくともいずれかの前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄く
    前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合
    前記枠部が、
    前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第一の辺部と、
    前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第四の辺部と、
    前記底面を挟んで、前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれ一端が前記一の辺部に接続され、それぞれの他端が前記四の辺部に接続されている第二の辺部及び三の辺部と、
    を含
    前記枠部の前記第一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第二の辺部、前記第三の辺部及び前記第四の辺部の少なくともいずれかの前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄い
    ことを特徴とする水晶振動片。
  2. 請求項1において、
    前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合
    前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第4の辺部の前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄く
    前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合
    前記一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記四の辺部の前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄い
    ことを特徴とする水晶振動片。
  3. 請求項1において、
    前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合
    前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第2の辺部及び第3の辺部の前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄く
    前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合
    前記一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記二の辺部及び三の辺部の前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄い
    ことを特徴とする水晶振動片。
  4. 水晶の結晶軸である、電気軸としてのX軸、機械軸としてのY軸、及び光学軸としてのZ軸、のうち前記X軸を回転軸として、+Z側を−Y方向へ回転するように前記Z軸を傾けた軸をZ’軸とし、+Y側を+Z方向へ回転するように前記Y軸を傾けた軸をY’軸とし、前記X軸と前記Z’軸に平行な面を主面とし、前記Y’軸に平行な方向を厚みとするATカット水晶基板の一方の主面に、エッチングにより開口部が矩形状である凹部が設けられ
    前記凹部の底面振動部を含み
    前記底面の周囲を囲んでいる側壁を有する枠部が外形に沿って設けられ
    前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側、又はプラス側を向いており、
    前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合
    前記枠部が、
    前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第1の辺部と、
    前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第4の辺部と、
    前記底面を挟んで、前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれ一端が前記第1の辺部に接続され、それぞれの他端が前記第4の辺部に接続されている第2の辺部及び第3の辺部と、
    を含
    前記枠部の前記第1の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部の少なくともいずれかの前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄く
    前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合
    前記枠部が、
    前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第一の辺部と、
    前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第四の辺部と、
    前記底面を挟んで、前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれ一端が前記一の辺部に接続され、それぞれの他端が前記四の辺部に接続されている第二の辺部及び三の辺部と、
    を含
    前記枠部の前記第一の辺部の前記Y’軸方向の厚みが、前記第二の辺部、前記第三の辺部及び前記第四の辺部の少なくともいずれかの前記Y’軸方向の厚みよりも厚みが薄い水晶振動片の製造方法であって、
    前記一方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合
    前記一方の主面の前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部の少なくともいずれかが形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして薄くする第1のエッチング工程と、
    前記第1のエッチング工程後、前記一方の主面の前記第1の辺部、前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部が形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして前記一方の主面に、底面に振動部を含むように凹部を形成する第2のエッチング工程と、を含み
    前記一方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合
    前記一方の主面の前記二の辺部、前記第三の辺部及び前記第四の辺部の少なくともいずれかが形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして薄くする第1エッチング工程と、
    前記第1エッチング工程後、前記一方の主面の前記一の辺部、前記第二の辺部、前記第三の辺部及び前記第四の辺部が形成される領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして前記一方の主面に、底面に振動部を含むように凹部を形成する第2エッチング工程と、
    含むことを特徴とする水晶振動片の製造方法。
  5. 水晶の結晶軸である、電気軸としてのX軸、機械軸としてのY軸、及び光学軸としてのZ軸、のうち前記X軸を回転軸として、+Z側を−Y方向へ回転するように前記Z軸を傾けた軸をZ’軸とし、+Y側を+Z方向へ回転するように前記Y軸を傾けた軸をY’軸とし、前記X軸と前記Z’軸に平行な面を主面とし、前記Y’軸に平行な方向を厚みとするATカット水晶基板の一方の主面側の一部に、エッチングによりY’軸方向の厚みが薄い薄肉部が形成され、
    前記薄肉部の他方の主面側に、エッチングにより開口部が矩形状の凹部が設けられ
    前記凹部の底面振動部を含み、
    前記底面の周囲を囲んでいる枠部が前記ATカット水晶基板の外形に沿って設けられ
    前記他方の主面が、前記Y’軸のマイナス側、又はプラス側を向いており、
    前記他方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合
    前記枠部が、
    前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第1の辺部と、
    前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第4の辺部と、
    前記底面を挟んで、前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれ一端が前記第1の辺部に接続され、それぞれの他端が前記第4の辺部に接続されている第2の辺部及び第3の辺部と、
    含み、
    前記枠部の前記第1の辺部の前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みが、前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部の少なくともいずれか前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みと同等に設けられているとともに、
    前記一方の主面側の前記Y’軸方向の厚みが厚い厚肉部が、平面視において、前記第1の辺部または、前記第2の辺部及び第3の辺部と重なるように設けられ
    前記他方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合
    前記枠部が、
    前記底面より前記Z’軸のマイナス側で前記X軸方向に沿って設けられている第一の辺部と、
    前記底面より前記Z’軸のプラス側で前記X軸方向に沿って設けられている第四の辺部と
    前記振動部を挟んで前記Z’軸方向に沿って設けられ、それぞれ一端が前記一の辺部に接続され、それぞれの他端が前記四の辺部に接続されている第二の辺部及び三の辺部と、
    含み
    前記枠部の前記一の辺部の前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みが、前記第二の辺部、前記第三の辺部及び前記第四の辺部の少なくともいずれか前記薄肉部における前記Y’軸方向の厚みと同等に設けられているとともに、
    前記一方の主面側の前記Y’軸方向の厚みが厚い厚肉部が、平面視において、前記一の辺部または、前記二の辺部及び三の辺部と重なるように設けられている水晶振動片の製造方法であって、
    前記他方の主面が、前記Y’軸のマイナス側を向いている場合
    前記一方の主面の、平面視において、前記他方の主面の前記第1の辺部が形成される領域または、前記第2の辺部及び第3の辺部が形成される領域と重なる領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして、前記一方の主面側に、前記薄肉部を形成する第1のエッチング工程と、
    前記他方の主面の、前記第1の辺部、前記第2の辺部、前記第3の辺部及び前記第4の辺部が形成される領域をマスクし、前記他方の主面をエッチングして、前記他方の主面に、底面に振動部を含むように凹部を形成する第2のエッチング工程と、
    含み、
    前記他方の主面が、前記Y’軸のプラス側を向いている場合
    前記一方の主面の、平面視において、前記他方の主面の前記一の辺部が形成される領域または、前記二の辺部及び三の辺部が形成される領域と重なる領域をマスクし、前記一方の主面をエッチングして、前記一方の主面側に、前記薄肉部を形成する第1エッチング工程と、
    前記他方の主面の、前記一の辺部、前記第二の辺部、前記第3の辺部及び前記第四の辺部が形成される領域をマスクし、前記他方の主面をエッチングして、前記他方の主面に、底面に振動部を含むように凹部を形成する第2エッチング工程と、
    含むことを特徴とする水晶振動片の製造方法。
JP2007312060A 2007-12-03 2007-12-03 水晶振動片及び水晶振動片の製造方法 Active JP5136027B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007312060A JP5136027B2 (ja) 2007-12-03 2007-12-03 水晶振動片及び水晶振動片の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007312060A JP5136027B2 (ja) 2007-12-03 2007-12-03 水晶振動片及び水晶振動片の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009135856A JP2009135856A (ja) 2009-06-18
JP5136027B2 true JP5136027B2 (ja) 2013-02-06

Family

ID=40867287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007312060A Active JP5136027B2 (ja) 2007-12-03 2007-12-03 水晶振動片及び水晶振動片の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5136027B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5534217B2 (ja) * 2010-11-10 2014-06-25 セイコーエプソン株式会社 圧電基板およびその製造方法、並びに圧電振動片の製造方法
TW201251157A (en) 2011-06-03 2012-12-16 Seiko Epson Corp Piezoelectric vibration element, manufacturing method for piezoelectric vibration element, piezoelectric vibrator, electronic device, and electronic apparatus
CN102957394B (zh) 2011-08-18 2016-12-21 精工爱普生株式会社 振动元件、振子、电子装置、电子设备、移动体及振动元件的制造方法
US8970316B2 (en) 2011-08-19 2015-03-03 Seiko Epson Corporation Resonating element, resonator, electronic device, electronic apparatus, and mobile object
JP6179131B2 (ja) * 2013-03-05 2017-08-16 セイコーエプソン株式会社 振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000228618A (ja) * 1999-02-08 2000-08-15 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 水晶振動子
JP2002033640A (ja) * 2000-07-17 2002-01-31 Toyo Commun Equip Co Ltd 圧電デバイス
JP2002151994A (ja) * 2000-11-10 2002-05-24 Citizen Watch Co Ltd 水晶振動子のパッケージ構造およびその製造方法
JP4524916B2 (ja) * 2000-12-27 2010-08-18 エプソントヨコム株式会社 高周波圧電デバイス
JP4680449B2 (ja) * 2001-09-07 2011-05-11 シチズンホールディングス株式会社 圧電デバイスとその製造方法
JP2004165743A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Toyo Commun Equip Co Ltd 圧電基板、圧電振動素子、圧電振動子、圧電発振器、圧電基板ウェハ、圧電基板ウェハの構造、及び製造方法
JP4241483B2 (ja) * 2004-04-14 2009-03-18 株式会社大真空 水晶フィルタ
JP2006203700A (ja) * 2005-01-21 2006-08-03 Epson Toyocom Corp 圧電基板の製造方法、圧電振動素子、圧電振動子、及び圧電発振器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009135856A (ja) 2009-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4629094B2 (ja) 圧電振動片、圧電デバイス及びそれらの製造方法
JP5296113B2 (ja) 圧電振動片の製造方法、圧電振動片及び圧電デバイス
JP4305542B2 (ja) Atカット水晶振動片及びその製造方法
JP5239748B2 (ja) 水晶振動片
JP5136027B2 (ja) 水晶振動片及び水晶振動片の製造方法
EP2456069A1 (en) Piezoelectric resonator element and piezoelectric resonator
JP5085681B2 (ja) 圧電振動片、圧電デバイスおよび圧電振動片の製造方法
JP4665282B2 (ja) Atカット水晶振動子
JP2017050751A (ja) 水晶振動子
JPH1041772A (ja) 水晶振動子の製造方法
JP5605453B2 (ja) 振動片の製造方法
JP5023734B2 (ja) 圧電振動片の製造方法及び圧電振動素子
JP3844213B2 (ja) 圧電振動片の製造方法、フォトマスク、圧電振動片および圧電デバイス
JP3941736B2 (ja) 水晶振動片とその製造方法及び水晶振動片を利用した水晶デバイス、ならびに水晶デバイスを利用した携帯電話装置および水晶デバイスを利用した電子機器
JP2008085631A (ja) 振動片の製造方法、振動片、および振動子
JP2004088706A (ja) エッチング方法及びその方法によって成形されたエッチング成形品
JP5219676B2 (ja) 水晶振動子用素子、水晶振動子及び電子部品
JP2005020141A (ja) 圧電振動片の製造方法及び圧電デバイスの製造方法
JP2009071640A (ja) 圧電振動素板のベベル加工方法、圧電振動片、及び圧電振動子
US10840882B2 (en) Crystal unit and manufacturing method thereof
JP2004040399A (ja) エッチング方法及びその方法によって成形されたエッチング成形品
JP7423231B2 (ja) 圧電振動片の製造方法、圧電振動片および圧電振動子
JP7491675B2 (ja) 圧電振動片および圧電振動子
JP2019193066A (ja) 水晶振動子
JP4784699B2 (ja) Atカット水晶振動子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101110

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20110729

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20110729

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110819

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120710

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120717

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120913

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121016

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121029

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5136027

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151122

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350