JP5261453B2 - 圧電素子の製造方法 - Google Patents
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Description
本願は、1999年4月20日出願した、暫定出願第60/ 号、John Stuart WrightおよびZine Eddine Boutaghouによる「差動型PZTアクチベータの電極パターンの形成(Electrode Patterning for a Differential PZT Activator)」から優先権を主張する。37.C.F.R.§1.182にもとづき、特許商標局長官宛の申請書を提出した。添付したこの申請書のコピーは、シリアル番号とともに、1999年4月20日の出願日が本暫定出願に割り当てられることを要請している。
本発明の第1の態様によれば、それぞれ基板の上部表面と底部表面全体を覆う上部電極と底部電極がある圧電基板のシートから作られ、各圧電素子にラップアラウンド電極がある圧電素子を製造する方法が提供されている。この方法は、(a)前記上部電極に絶縁用トレンチを生成するステップと、(b)第1の方向に沿って前記基板を露出し、前記基板の露出した側面を生成するステップであって、前記第1の方向は、前記絶縁用トレンチから遠くに位置する前記ステップと、(c)前記基板の前記露出した側面に電極を堆積させるステップと、(d)第2の方向に沿って前記基板を露出し、前記基板の露出した側面を生成するステップであって、前記第2の方向は、前記第1の方向からの前記絶縁用トレンチの反対側にある前記絶縁用トレンチから遠くに位置し、前記第1と第2の方向は、各素子の長さを決定する前記ステップと、(e)前記基板の複数の箇所で第3の方向に沿って前記基板を露出して、各素子の幅を決定するステップと、を含む。
差動設計において(ダイとしても周知の)圧電素子の上部表面だけに電気接続が作られるためには、上部表面の電極を2つの部分に分割して、各部分が相互に電気的に絶縁されるようにしなければならない。その上、これら両部分の1つが該素子の基板をラップアラウンドして、該基板の底部表面にある電極に電気的に接続されなければならない。このようなラップアラウンド電極を個別に1素子づつ作る方式(on an individual element by element basis)で、つまりダイ・レベルで、製造することが知られている。詳細に説明すると、圧電材料のシートまたは基板の上部と底部の表面にそれぞれ上部と底部の電極を堆積させる。次に個々の素子つまりダイがシートから切断される。次に不連続部が上部電極に形成され、相互に電気的に絶縁された2つの部分を作り、次にラップアラウンド電極が形成されると、上部電極の2つの部分の1つが底部電極に電気的に接続される。これで、素子の上部表面から上部と底部の電極に電気接続を作ることができる。「上部」および「底部」という用語は、相対位置を示すために使用されているのであって、本発明は特定の方向に限定されない。
図4は、本発明の好適実施例による製造手法を使用して処理された圧電材料シートの平面図である。最初に圧電基板の上部と底部の表面に(黒くない部分で示されている)電極層が形成され、その上部だけが図4に示されている。黒い線208は、電極が除かれた上部電極に形成された不連続部をあらわす。不連続部、つまりトレンチを生成する処理は図5と図6に示されている。最初に上部電極402にフォトレジストの層406を堆積させる。公知の手法によりフォトレジストの層406を堆積させることができる。次にフォトレジストの層406は、望ましくは、公知の光露出の手法を使用してパターンが形成され、フォトレジスト層406に開口部407を生成する。次に、図6に示すように、公知のウエット・エッチング手法または公知のイオン・ミリング手法を使用して、フォトレジスト層406の開口部407の下方に位置する上部電極402の一部が除かれる。図7に示すように、第1のフォトレジストの層406が除かれると、不連続部407を含む全上部表面に、新しいフォトレジストの層420が堆積つまり形成される。基板は、テープフレーム上の紫外線放射テープ(UV release tape)に搭載される。
Claims (12)
- 各圧電素子にラップアラウンド電極がある複数の圧電素子を製造する方法であって、
互いに積層された第1電極と第2電極とを有する圧電基板を準備する工程と、
上部電極の不連続部が形成される前記圧電基板上の領域上にマスクパターンを形成する工程と、
前記圧電基板に処理を施して、前記第1電極を露出させる第1側面と、前記第2電極を露出させる第2側面とを形成する工程と、
前記圧電基板上に前記上部電極と、前記第1側面上に前記第1電極と電気的に接続される第1ラップアラウンド電極と、前記第2側面上に前記第2電極と電気的に接続される第2ラップアラウンド電極とを形成する工程と、
前記マスクパターンを除去して前記不連続部を形成する工程と、
前記圧電基板を切断して個々の素子を形成する工程とを備えた、方法。 - 前記圧電基板を準備する工程において、前記第1電極の両端はそれぞれ前記圧電基板の側端部から離れた位置に配置され、前記第2電極は前記圧電基板の側端部から延び、前記圧電基板内の中間領域に不連続領域を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1側面と前記第2側面はテーパ状に形成される、請求項1に記載の方法。
- 前記上部電極、前記第1ラップアラウンド電極および前記第2ラップアラウンド電極は、同時に形成される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1側面と前記第2側面は、前記不連続部が形成される領域の両側に形成される、請求項1に記載の方法。
- 各圧電素子にラップアラウンド電極がある複数の圧電素子を製造する方法であって、
内部に第1電極と第2電極とを有する圧電基板を準備する工程と、
前記圧電基板に処理を施して、前記第1電極を露出させる第1側面と、前記第2電極を露出させる第2側面とを形成する工程と、
前記圧電基板の上面から前記第1側面にわたって第1導電層を形成して、上部電極の第1部分と、前記第1電極と電気的に接続される第1ラップアラウンド電極とを形成し、前記圧電基板の上面から前記第2側面にわたって第2導電層を形成して、前記上部電極の第2部分と、前記第2電極と電気的に接続される第2ラップアラウンド電極とを形成する工程と、
前記圧電基板を切断して個々の素子を形成する工程とを備えた、方法。 - 前記第1導電層と前記第2導電層は、互いに電気的に絶縁されるように前記圧電基板の上面上で離隔して形成される、請求項6に記載の方法。
- 前記第1導電層と前記第2導電層は同時に形成される、請求項6に記載の方法。
- 前記上部電極の第1部分と前記上部電極の第2部分との間であって不連続部が形成される領域上にマスクパターンを形成する工程と、
前記第1導電層と前記第2導電層の形成後に前記マスクパターンを除去して前記不連続部を形成する工程とを備え、
前記第1導電層と前記第2導電層は、前記圧電基板の上面において前記マスクパターンが形成されない領域上に形成される、請求項6に記載の方法。 - 各圧電素子にラップアラウンド電極がある複数の圧電素子を製造する方法であって、
複数の内部電極を有する圧電基板を準備する工程と、
前記圧電基板に処理を施して、前記内部電極を露出させる側面を形成する工程と、
前記圧電基板の上面上に上部電極を形成し、前記側面上に前記内部電極と電気的に接続されるラップアラウンド電極を形成する工程と、
前記圧電基板を切断して個々の素子を形成する工程とを備えた、方法。 - 前記側面は傾斜状に形成され、前記ラップアラウンド電極は、前記上部電極から前記内部電極に向かって傾斜した前記側面上を延在する、請求項10に記載の方法。
- 前記上部電極と前記ラップアラウンド電極は同時に形成される、請求項10に記載の方法。
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