JP5451427B2 - 音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ及び音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法及び音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法。 - Google Patents

Description

本発明は、水晶振動子に用いられる音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ及び音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法に関する。

従来の電子機器には、水晶デバイスが用いられている。従来の水晶デバイスは、その例として素子搭載部材、音叉型屈曲水晶振動素子、蓋部材とから主に構成されている。
素子搭載部材は、基板部と枠部で構成されている。
この素子搭載部材は、基板部の一方の主面に枠部が設けられて凹部空間が形成される。
その凹部空間内に露出する基板部の一方の主面には、一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられ、音叉型水晶振動素子が搭載される。
また、基板部は、積層構造となっており、基板部の内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられている。この配線パターンにより圧電振動素子搭載パッドは、素子搭載部材の基板部の他方の主面に設けられている外部接続用電極端子と接続している。
この音叉型屈曲水晶振動素子を囲繞する素子搭載部材の枠部の頂面には金属製の蓋部材が被せられ、接合されている。これにより、凹部空間が気密封止されている。

また、このような音叉型屈曲水晶振動素子は、水晶片と、外部接続用電極と、励振用電極と、周波数調整用金属膜とによって構成されている。
水晶片は、基部と、前記基部の側面より同一の方向に延びる２本の平板形状の振動腕部とによって構成されている。
これらの基部、振動腕部の表面には、素子搭載部材の圧電振動素子搭載パッドと電気的に接続を取る外部接続用電極、励振用電極、周波数調整用金属膜が形成されている。

また、図１３に示すように、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ４００は、水晶片４１０と、フレーム部４２０と、連結部４３０とによって構成されている。
前記水晶片４１０は、水晶ウエハをフォトリソグラフィー技術とエッチング技術により加工することで、同時に複数設けられている。
前記フレーム部４２０は、前記複数の水晶片４１０を囲むように設けられている。
前記連結部４３０は、前記水晶片の基部と前記フレーム部が連結されるように設けられている。
前記連結部４３０には、直線状の凹部４４０が設けられており、この直線状の凹部４４０に沿って水晶片を折り取ることにより、水晶片４１０を連結部４２０から分離する構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法は、基部４１１と前記基部４１１から同一方向に延設した２本の振動腕部とを備えた水晶片４１０と、水晶片４１０を囲むようにして設けられているフレーム部４２０と、前記水晶片４１０の基部４１１と前記フレーム部４２０が連結されている連結部４３０と、前記連結部４３０の主面に直線状の凹部４４０と、を備えるように水晶ウエハ（図示せず）を加工して音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ４００を形成する音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ形成工程を含むことが知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、エッチング加工において、エッチングの進行は、マスクパターン（図示せず）の形状に従って、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ４００の厚み方向に進行する。
このとき、水晶の異方性により、エッチングは基板平面に対して垂直には進行せず、断面視斜め方向に進行する。このため、厚み方向へエッチングが完了しても、平面視でマスクパターンよりはみ出た部分であるエッチング残り４５０が形成される。
また、エッチングの進行方向が、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの平面の方向（結晶方向）により異なるため、前記エッチング残り４５０の状態が、水晶片４１０の縁部の位置によって異なる。

また、従来の音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法は、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの複数の水晶片の前記基部に接続用電極と前記振動腕部に励振用電極とを形成する電極形成工程と、前記連結部に形成された直線状の凹部に沿って、水晶片を連結部から分離する音叉型屈曲水晶振動素子分離工程と、を含むことが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−３９７８０号公報 特開昭５８−１５７２１１号公報

しかしながら、従来の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ４００は、連結部４３０に設けられた直線状の凹部４４０に沿って水晶片４１０を折り取ることで、前記連結部４３０から水晶片４１０を分離する際に、前記連結部４３０周囲のエッチング残り４５０が音叉型屈曲水晶振動素子側に付随してしまうことで、バリ４５０が形成されてしまうといった課題があった。
音叉型屈曲水晶振動素子にバリ４５０が形成されると、前記音叉型屈曲水晶振動素子を素子搭載部材に搭載する際に、素子搭載部材の枠部に接触することで位置ずれを起こしてしまうといった課題があった。また、前記音叉型屈曲水晶振動素子が位置ずれを起こすことで、前記音叉型屈曲水晶振動素子が搭載されている水晶デバイスの周波数特性が変動してしまうといった課題があった。

従来の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法によれば、基部と前記基部から同一方向に延設した２本の振動腕部とを備えた水晶片と、前記音叉型屈曲水晶振動素子ウエハのフレーム部と、前記水晶片の前記基部と前記フレーム部が連結されている連結部とを有し、前記連結部に直線状の凹部を形成するように音叉型屈曲水晶振動素子ウエハを加工する音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ加工工程を含むことによって、直線状に凹部を形成した後、別工程に移動する際に、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハに横からの応力が加わることによって、音叉型屈曲水晶振動素子が脱落してしまい、生産性が低下してしまうといった課題があった。

また、従来の音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法は、連結部４２０に設けられた直線状の凹部４４０を加工することで、前記連結部４３０から水晶片４１０を分離する際に、前記連結部４３０周囲のエッチング残り４５０が音叉型屈曲水晶振動素子側に付随してしまうことで、バリ４５０が形成されてしまうといった課題があった。
音叉型屈曲水晶振動素子にバリ４５０が形成されると、前記音叉型屈曲水晶振動素子を素子搭載部材に搭載する際に、素子搭載部材の枠部に接触することで位置ずれを起こしてしまうといった課題があった。また、前記音叉型屈曲水晶振動素子が位置ずれを起こすことで、前記音叉型屈曲水晶振動素子が搭載されている水晶デバイスの周波数特性が変動してしまうといった課題があった。

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、音叉型屈曲水晶振動素子にバリが付随してしまうことを低減することができる音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ及び音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法及び音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法を提供することを課題とする。

本発明の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハは、基部と基部から同一方向に延設した２本の振動腕部とを備えた水晶片と、ウエハのフレーム部と、水晶片の基部とフレーム部が連結されている連結部とを備え、連結部に曲線状の凹部が複数設けられており、前記凹部の開口面は、前記水晶片側に位置する一つの円弧形状の線分と、前記連結部側に位置する別の一つの円弧形状の線分と、前記２つの円弧形状の線分の両端をそれぞれつなげた２本の線分とで囲まれた位置に一定の間隔を空けて設けられていることを特徴とするものである。

本発明の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法は、基部と基部から同一方向に延設した２本の振動腕部とを備えた水晶片と、水晶片を囲むようにして設けられているフレーム部と、前記水晶片の基部とフレーム部が連結されている連結部と、前記連結部の主面に前記水晶片側に位置する一つの円弧形状の線分と、前記連結部側に位置する別の一つの円弧形状の線分と、前記２つの円弧形状の線分の両端をそれぞれつなげた２本の線分とで囲まれた位置に一定の間隔を空けて設けられた開口面を有する曲線状の複数の凹部と、を備えるように水晶ウエハを加工して音叉型屈曲水晶振動素子ウエハを形成する音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ形成工程を含むことを特徴とするものである。

本発明の音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法は、請求項２に記載の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法により製造された音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの基部に接続用電極と振動腕部に励振用電極とを形成する電極形成工程と、連結部に形成された曲線状の凹部に沿って、水晶片を連結部から分離する音叉型屈曲水晶振動素子
分離工程と、を含むことを特徴とするものである。

本発明の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハによれば、連結部に曲線状の凹部が設けられていることによって、前記連結部から水晶素板を分離する際に、応力が水晶片側にかかるため、連結部の水晶片側の曲線に沿って分離される。よって、音叉型屈曲水晶振動素子の前記連結部周囲のエッチング残りが音叉型屈曲水晶振動素子に付随してしないため、バリが形成されてしまうことを低減することができる。
また。音叉型屈曲水晶振動素子にバリが形成されることを低減することができるため、音叉型屈曲水晶振動素子を素子搭載部材に搭載する際に、位置ずれを起こしてしまうことを防ぐことができる。また、音叉型屈曲水晶振動素子が位置ずれを起こさないため、前記音叉型屈曲水晶振動素子が搭載されている水晶デバイスの周波数特性が変動することを防ぐことができる。

本発明の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法によれば、基部と前記基部から同一方向に延設した２本の振動腕部とを備えた水晶片と、水晶片を囲むようにして設けられているフレーム部と、前記水晶片の基部と前記フレーム部が連結されている連結部と、前記連結部の主面に曲線状の凹部と、を備えるように水晶ウエハを加工して音叉型屈曲水晶振動素子ウエハを形成する音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ形成工程を含むことによって、別工程に移動する際に、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハに横からの応力が加わっても、音叉型屈曲水晶振動素子の脱落することがないため、生産性を向上させることができる。

本発明の音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法によれば、前記連結部に形成された前記曲線状の凹部に沿って、音叉型屈曲水晶振動素子を連結部から分離する音叉型屈曲水晶振動素子分離工程と、を含むことによって、応力が音叉型屈曲水晶振動素子側にかかるため、連結部の音叉型屈曲水晶振動素子側の曲線に沿って分離される。よって、音叉型屈曲水晶振動素子の前記連結部周囲のエッチング残りが音叉型屈曲水晶振動素子側に付随してしないため、バリが形成されてしまうことを低減することができる。
また。音叉型屈曲水晶振動素子にバリが形成されることを低減することができるため、音叉型屈曲水晶振動素子を素子搭載部材に搭載する際に、位置ずれを起こしてしまうことを防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動子を用いた水晶デバイスの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動子を示す外観斜視図である。 本発明の実施形態に係る水晶片を示す外観斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動素子ウエハを示す斜視図である。 半発明の第１の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動素子ウエハを示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動素子ウエハであって、（ａ）は、水晶片の基部を一方の主面上より見た平面図であり、（ｂ）は、水晶片を連結部より分離した状態を示す平面図である。 （ａ）は、本発明の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ加工工程で用いる水晶ウエハを示した斜視図であり、（ｂ）は、本発明の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ加工工程を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明の音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ加工工程で用いる水晶ウエハを示した斜視図であり、（ｂ）は、本発明の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ加工工程を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動素子ウエハであって、（ａ）は、音叉型屈曲水晶振動素子の基部を一方の主面上より見た平面図であり、（ｂ）は、音叉型屈曲水晶振動素子を連結部より分離した状態を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動素子ウエハを示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動素子ウエハを示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動素子ウエハを示す斜視図である。 従来の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハであって、（ａ）は、音叉型屈曲水晶振動素子の基部を一方の主面上より見た平面図であり、（ｂ）は、音叉型屈曲水晶振動素子を連結部より分離した状態を示す平面図である。

以下に、本発明における音叉型屈曲水晶振動素子の実施形態を、図面を参照しながら説明する。尚、各図では、説明を明瞭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して図示している。

（水晶デバイス）
図１に示すように、水晶デバイスＸＴは、その例として素子搭載部材ＴＢ、音叉型屈曲水晶振動素子１００、蓋部材ＲＤとから主に構成されている。
素子搭載部材ＴＢは、基板部と、枠部とで主に構成されている。
この素子搭載部材ＴＢは、基板部の一方の主面に枠部が設けられて、凹部空間Ｋ１が形成されている。
前記素子搭載部材ＴＢの凹部空間Ｋ１を囲繞する枠部の開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターンＨＰが形成されている。
凹部空間Ｋ１内で露出した基板部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドＴＰが設けられている。
素子搭載部材ＴＢの基板部の他方の主面の両端には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
基板部の内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられており、所定の圧電振動素子搭載パッドＴＰと外部接続用電極端子Ｇを接続している。

蓋部材ＲＤは、素子搭載部材ＴＢの封止用導体パターンＨＰ上に凹部空間Ｋ１の開口部を覆うように配置接合される。この蓋部材ＲＤには、前記封止用導体パターンＨＰに相対する箇所に封止部材ＨＢが設けられている。

また、前記素子搭載部材ＴＢ上に配置される蓋部材ＲＤは、従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に整形することによって製作される。蓋部材ＲＤの上面には、ニッケル（Ｎｉ）層が形成され、更にニッケル（Ｎｉ）層の上面に少なくとも封止用導体パターンＨＰに相対する箇所に封止部材ＨＢである金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層が形成される。金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層の厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が８０％、錫が２０％のものが使用されている。

（音叉型水晶振動素子）
図２及び図３に示すように、音叉型屈曲水晶振動素子１００は、水晶片１１０ａと、その水晶片１１０ａの表面に設けられた励振用電極１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ及び１２２ｂと、接続用電極１２３ａ及び１２３ｂと、周波数調整用金属膜１２４ａ及び１２４ｂと、導配線パターン１２５、１２６とにより概略構成される。

図３に示すように、水晶片１１０ａは、基部１１１と振動腕部１１２からなり、振動腕部１１２が第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂとから成る。基部１１１は、結晶の軸方向として電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸となる直交座標系としたとき、Ｘ軸回りに−５°〜＋５°の範囲内で回転させたＺ′軸の方向が厚み方向となる平面視略四角形の平板である。第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂは、基部１１１の一辺からＹ′軸の方向に平行に延設されている。
このような水晶片１１０ａは、基部１１１と各振動腕部１１２とが一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィー技術と化学エッチング技術により製造される。

水晶片１１０ａは、平板状となる基部１１１と、この基部１１１の一辺から同一方向に延出している２本一対の振動腕部１１２と、から構成されている。
なお、振動腕部１１２は、２本一対であることから、第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂとして説明する。

図２に示すように、励振用電極１２１ａは、第一の振動腕部１１２ａの表裏主面に設けられている。また、励振用電極１２１ｂは、第一の振動腕部１１２ａの対向する両側面に設けられている。
周波数調整用金属膜１２４ａは、第一の振動腕部１１２ａの表主面及び両側面の先端部に設けられている。
接続用電極１２３ａは、基部１１１の第一の振動腕部１１２ａ側であって、基部１１１の表裏主面に設けられている。

また、図２に示すように、励振用電極１２２ａは、第二の振動腕部１１２ｂの表裏主面に設けられている。また、励振用電極１２２ｂは、第二の振動腕部１１２ｂの対向する両側面に設けられている。
周波数調整用金属膜１２４ｂは、第二の振動腕部１１２ｂの表主面及び側面の先端部に設けられている。
また、接続用電極１２３ｂは、基部１１１の第二の振動腕部１１２ｂ側であって、基部１１１の表裏主面に設けられている。

なお、音叉型屈曲水晶振動素子１００は、周波数調整用金属膜１２４ａ及び１２４ｂを構成する金属の量を増減させることにより、その振動周波数値を所望する値に調整することができる。

図２に示すように、励振用電極１２１ａ及び１２２ｂと、周波数調整用金属膜１２４ｂと接続用電極１２３ｂとは、水晶素板１１０ａ表面に設けられた、例えば導配線パターン１２５により電気的に接続している。
接続用電極１２３ｂは、基部１１１に設けられている導配線パターン１２５により励振用電極１２１ａと電気的に接続している。また、接続用電極１２３ｂは、励振用電極１２２ｂと電気的に接続している。

また、励振用電極１２１ｂ及び１２２ａと、周波数調整用金属膜１２４ａと接続用電極１２３ａとは、水晶片１１０ａ表面に設けられた、例えば導配線パターン１２６により電気的に接続している。
接続用電極１２３ａは、励振用電極１２１ｂ及び周波数調整用金属膜１２４ａと電気的に接続している。また、基部１１１の表主面に設けられた導配線パターン１２６は、励振用電極１２２ａ及び励振電極１２１ｂと電気的に接続している。

なお、各励振用電極１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ及び１２２ｂと、接続用電極１２３ａ、１２３ｂと、周波数調整用金属膜１２４ａ、１２４ｂと、導配線パターン１２５、１２６とは、例えば下地金属としてのＣｒ層と、その下地金属の上に重ねて設けられたＡｕ層とから構成されている。

この音叉型屈曲水晶振動素子１００を振動させる場合、接続用電極１２３ａ及び１２３ｂに交番電圧を印加する。印加後のある電気的状態を瞬間的にとらえると、第一の振動腕部１１２ａの励振用電極１２１ｂは＋（プラス）電位となり、励振用電極１２１ａは−（マイナス）電位となり、＋から−に電界が生じる。一方、このときの第二の振動腕部１１２ｂの励振用電極は、第一の振動腕部１１２ａの励振用電極に生じた極性とは反対の極性となる。これらの印加された電界により、第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂに伸縮現象が生じ、各振動腕部１１２に設定した共振周波数の屈曲振動を得る。

（音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ）
図４〜図６に示すように、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａは、水晶片１１０ａと、フレーム部２０と、連結部３０とによって構成されている。

前記水晶片１１０ａは、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａをフォトリソグラフィー技術とエッチング技術により加工することで、同時に複数個設けられている。つまり、図４に示すように、前記水晶片１１０ａは、マトリクス状になるように音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａ内に複数設けられている。
尚、この水晶片１１０ａは、図２に示すように、各励振用電極１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ及び１２２ｂと、接続用電極１２３ａ、１２３ｂと、周波数調整用金属膜１２４ａ、１２４ｂと、導配線パターン１２５、１２６が設けられている音叉型水晶振動素子１００の状態であっても構わない。

前記フレーム部２０は、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａをエッチング技術にて加工する際に、枠状になるように設けられている。つまり、図４〜図６（ａ）に示すようにフレーム部２０は、前記複数の水晶片１１０ａを囲むように設けられ、後述する連結部３０にて、前記水晶片１１０ａの前記基部１１１と連結されている。

図４〜図６（ａ）に示すように、前記連結部３０は、前記水晶片１１０ａの前記基部１１１と前記フレーム部２０が連結されるように設けられている。
図４〜図６（ａ）に示すように、前記連結部３０の主面には、曲線状の凹部４０が複数設けられている。つまり、図４に示すように、前記凹部４０の開口面は、水晶片１１０ａ側に位置する円弧形状の線分と、連結部３０側に位置する円弧形状の線分と、前記２つの円弧形状の線分の両端をそれぞれつなげた２本の線分とで囲まれた位置に一定の間隔を空けて、複数設けられている。
また、図６（ａ）に示すように、連結部３０の主面に設けられている曲線状の凹部４０の連結部３０側の曲線が設けられている幅Ｗ１は、水晶片１１０ａ側の曲線が設けられている幅Ｗ２と同じ長さになっている。また、曲線状の凹部４０が設けられている箇所の幅寸法Ｗ１、Ｗ２は、例えば、６０〜１００μｍである。
また、図６（ａ）に示す曲線状の凹部４０の幅寸法Ｗ３は、例えば、２０〜４０μｍであり、長さ寸法Ｌ１は、例えば、５〜２０μｍであり、厚み寸法は、例えば、８０〜１２０μｍである。また、隣り合う凹部４０同士の間隔Ｗ４は、例えば、１０〜３０μｍである。

また、エッチング技術において、エッチングの進行は、マスクパターン（図示せず）の形状に従って、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａの厚み方向に進行する。
このとき、水晶の異方性により、エッチングは基板平面に対して垂直には進行せず、断面視斜め方向に進行する。このため、図６（ａ）に示すように、厚み方向へエッチングが完了しても、平面視でマスクパターンよりはみ出た部分であるエッチング残り５０が形成される。
また、エッチングの進行方向が、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａの平面の方向（結晶方向）により異なるため、前記エッチング残り５０の状態が、水晶片１１０ａの縁部の位置によって異なる。

本発明の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａによれば、連結部３０に曲線状の凹部４０が設けられていることによって、前記連結部３０から水晶片１１０ａを分離する際に、応力が水晶片１１０ａ側にかかるため、連結部３０の凹部４０に沿って分離される。よって、図６（ｂ）に示すように、水晶片１１０ａの前記連結部３０周囲のエッチング残り５０が音叉型屈曲水晶振動素子１００側に付随してしないため、バリ５０が形成されてしまうことを低減することができる。
また。音叉型屈曲水晶振動素子１００にバリ５０が形成されることを低減することができるため、音叉型屈曲水晶振動素子１００を素子搭載部材ＴＢ（図１参照）に搭載する際に、位置ずれを起こしてしまうことを防ぐことができる。また、前記音叉型屈曲水晶振動素子１００が位置ずれを起こさないため、前記音叉型屈曲水晶振動素子１００が搭載されている水晶デバイスＸＴ（図１参照）の周波数特性が変動することを防ぐことができる。

次に本発明の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法について図７（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
（音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ形成工程）
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ形成工程は、基部１１１と前記基部１１１から同一方向に延設した２本の振動腕部１１２とを備えた水晶片１１０ａと、水晶片１１０ａを囲むようにして設けられているフレーム部２０と、前記水晶片１１０ａの基部１１１と前記フレーム部２０が連結されている連結部３０と、前記連結部３０の主面に曲線状の凹部４０と、を備えるように水晶ウエハＷＨを加工して音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａを形成する工程である。
まず、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、平板の水晶ウエハＷＨをフォトリソグラフィー技術とエッチング技術により加工することで、基部１１１と前記基部１１１から同一方向に延設した２本の振動腕部１１２とを備えた水晶片１１０ａと、前記音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａのフレーム部２０と、前記水晶片１１０ａの基部１１１と前記フレーム部２０が連結されている連結部３０とを形成すると共に、前記連結部３０に曲線状の凹部４０とを備えた音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａを形成するように加工する。

本発明の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法によれば、基部１１１と前記基部１１１から同一方向に延設した２本の振動腕部１１２とを備えた水晶片１１０ａと、水晶片１１０ａを囲むようにして設けられているフレーム部と、前記水晶片１１０ａの基部１１１と前記フレーム部２０が連結されている連結部３０と、前記連結部３０の主面に曲線状の凹部４０と、を備えるように水晶ウエハＷＨを加工して音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａを形成する音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ形成工程を含むことによって、別工程に移動する際に、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａに横からの応力が加わっても、音叉型屈曲水晶振動素子１１０ａの脱落することがないため、生産性を向上させることができる。

次に本発明の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法について図８（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
（電極形成工程）
電極形成工程は、図８（ａ）に示すように、前記音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａの複数の水晶片１１０ａの前記基部１１１に接続用電極１２３ａ、１２３ｂと前記振動腕部１１２に励振用電極１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ及び１２２ｂとを形成する工程である。
また、この励振用電極１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ及び１２２ｂ及び接続用電極１２３ａ、１２３ｂは、フォトリソグラフィー技術、蒸着技術やスパッタリング技術によって、所定のパターン形状にパターン形成される。

（音叉型屈曲水晶振動素子分離工程）
音叉型屈曲水晶振動素子分離工程は、図８（ｂ）に示すように、前記連結部３０に形成された前記曲線状の凹部４０に沿って、水晶素板１１０ａを連結部３０から分離する工程である。

音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ａの各水晶片１１０ａに分離ピン（図示せず）を押し当てることによって、音叉型屈曲水晶振動素子１００を連結部３０から分離する。つまり、分離ピンを各水晶片１１０ａに押し当てることによって、応力が音叉型屈曲水晶振動素子１００側にかかるため、連結部３０に設けられた複数の凹部４０に沿って分離される。

本発明の音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法によれば、前記連結部３０に形成された前記曲線状の凹部４０に沿って、音叉型屈曲水晶振動素子１００を連結部３０から分離する音叉型屈曲水晶振動素子分離工程と、を含むことによって、応力が音叉型屈曲水晶振動素子１００側にかかるため、連結部３０の凹部４０に沿って分離される。よって、音叉型屈曲水晶振動素子１００の前記連結部３０周囲のエッチング残り５０が音叉型屈曲水晶振動素子１００側に付随してしないため、バリ５０が形成されてしまうことを低減することができる。
また。音叉型屈曲水晶振動素子１００にバリ５０が形成されることを低減することができるため、音叉型屈曲水晶振動素子１００を素子搭載部材ＴＢ（図１参照）に搭載する際に、位置ずれを起こしてしまうことを防ぐことができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動素子ウエハは、図９（ａ）に示すように、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ｂの連結部３０の主面に設けられている曲線状の凹部４０の連結部１２０側の曲線が設けられている幅Ｗ１が水晶片１１０ａ側の曲線が設けられている幅Ｗ２よりも短い点で第１の実施形態と異なる。

図９（ａ）に示すように、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ｂの連結部３０は、前記水晶片１１０ａの前記基部１１１と前記フレーム部２０が連結されるように設けられている。
前記連結部３０の主面には、曲線状の凹部４０が設けられている。前記凹部４０の開口面は、水晶片１１０ａ側に位置する円弧形状の線分と、連結部３０側に位置する円弧形状の線分と、前記２つの円弧形状の線分の両端をそれぞれつなげた２本の線分とで囲まれるように位置に一定の間隔を空けて、複数設けられている。
この際に、図９（ａ）に示すように、連結部３０の主面に設けられている曲線状の凹部４０の連結部３０側の曲線の幅Ｗ１が水晶片１１０ａ側の曲線が設けられている幅Ｗ２よりも短くなるように形成されている。つまり、凹部４０を備えた部分を境界として、連結部３０の主面に設けられている曲線状の凹部４０の連結部３０側の曲線の幅Ｗ１を短くすることにより、凹部４０で分離しやすくしている。曲線状の凹部４０が設けられている箇所の連結部側の幅寸法Ｗ１は、例えば、６０〜１００μｍである。また、曲線状の凹部４０が設けられている箇所の連結部側の幅寸法Ｗ２は、例えば、３０〜７０μｍである。

このように本発明の第２の実施形態に係る音叉型屈曲水晶振動素子ウエハを構成しても、図９（ｂ）に示すように、第１の実施形態と同様の効果を奏する。

なお、本発明の実施形態について説明したが、振動腕部１１２の形状は、前記実施形態に限定されず、適宜、変更が可能である。
図１０に示すように、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの水晶片１１０ｂの振動腕部１１２である第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂが第二の凹部１１３を有して構成されていても良い。
図１１に示すように、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの水晶片１１０ｃの振動腕部１１２である第一の振動腕部１１２ａ及び第二の振動腕部１１２ｂがそれぞれ２本一対の第二の凹部１１３を有して構成されていても良い。

また、基部の形状は、前記実施形態に限定されず、適宜、変更が可能である。
例えば、基部の幅を部分的に変化させた構造である場合も、本発明を適用することができる。例えば、振動腕部１１２側の基部の幅と、実装により支持される端部側の幅とが異なるように構成されている場合でも、基部の幅方向に溝状の第一の凹部を設ければ、第一の実施形態と同様の効果を奏する。
また、基部の幅を２本の振動腕部の外側を向く辺に合わせて、振動腕部の外側の辺と基部の外側の辺とが、直線上に位置するように合わせた構造としても良い。
これらのように音叉型屈曲水晶振動素子を構成しても、振動腕部から漏れる振動を減衰させて、支持する部分への振動の伝播を軽減し、温度特性やＣＩ値の悪化を軽減させることができる。
また、第二の溝部は、振動腕部１１２の長さ方向に並べて設けても良い。

また、本発明の実施形態について、曲線状の凹部が、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの連結部の一方の主面に形成されている場合を説明したが、図１２に示すように、前記曲線状の凹部４０が音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ１０ｃの連結部の両主面に設けても良い。

本発明の実施形態について、曲線状の凹部４０が、音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの連結部の一方の主面に複数形成されている場合を説明したが、１つの凹部４０でも構わない。

１００・・・音叉型屈曲水晶振動素子
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ
・・・水晶片
１１１・・・基部
１１２ａ・・・第一の振動腕部
１１２ｂ・・・第二の振動腕部
１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂ・・・励振用電極
１２３ａ、１２３ｂ・・・接続用電極
１２４ａ、１２４ｂ・・・周波数調整用金属膜
１２５、１２６・・・導配線パターン
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・・音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ
２０・・・枠部
３０・・・連結部
４０・・・凹部
５０・・・エッチング残り、バリ
ＷＨ・・・水晶ウエハ

Claims (3)

1. 基部と前記基部から同一方向に延設した２本の振動腕部とを備えた水晶片と、前記音叉型屈曲水晶振動素子ウエハのフレーム部と、前記水晶片の基部と前記フレーム部が連結されている連結部とを備え、
   前記連結部には曲線状の凹部が複数設けられており、
   前記凹部の開口面は、前記水晶片側に位置する一つの円弧形状の線分と、前記連結部側に位置する別の一つの円弧形状の線分と、前記２つの円弧形状の線分の両端をそれぞれつなげた２本の線分とで囲まれた位置に一定の間隔を空けて設けられていることを特徴とする音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ。
2. 基部と前記基部から同一方向に延設した２本の振動腕部とを備えた水晶片と、水晶片を囲むようにして設けられているフレーム部と、前記水晶片の基部と前記フレーム部が連結されている連結部と、前記連結部の主面に前記水晶片側に位置する一つの円弧形状の線分と、前記連結部側に位置する別の一つの円弧形状の線分と、前記２つの円弧形状の線分の両端をそれぞれつなげた２本の線分とで囲まれた位置に一定の間隔を空けて設けられた開口面を有する曲線状の凹部と、を備えるように水晶ウエハを加工して音叉型屈曲水晶振動素子ウエハを形成する音叉型屈曲水晶振動素子ウエハ形成工程を含むことを特徴とする音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法。
3. 請求項２に記載の音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの製造方法により製造された前記音叉型屈曲水晶振動素子ウエハの前記基部に接続用電極と前記振動腕部に励振用電極とを形成する電極形成工程と、
   前記連結部に形成された前記曲線状の凹部に沿って、水晶片を連結部から分離する音叉型屈曲水晶振動素子分離工程と、を含むことを特徴とする音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法。

Images