JP6545957B2 - Method of manufacturing crystal element - Google Patents
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Description
本発明は、移動通信機器等の電子機器で用いられる水晶デバイスに実装されている水晶素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a quartz crystal element mounted on a quartz crystal device used in an electronic device such as a mobile communication device.
水晶デバイスは、例えば、基板と蓋体とが接合され、基板と蓋体とで形成されている空間内に、基板上面に実装されている水晶片が気密封止された構造となっている。水晶片は、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有している水晶ウエハを用いて、水晶ウエハの所定の位置に、主面の所定の一辺側で固定された状態の水晶片部を形成した後、この水晶片部に所定の金属パターンを形成し、水晶片部の所定の一辺側を折り取り、または、切断し、個片化して、水晶素子を形成している。 The quartz crystal device has, for example, a structure in which a substrate and a lid are joined, and a crystal piece mounted on the upper surface of the substrate is hermetically sealed in a space formed by the substrate and the lid. The quartz crystal piece is placed at a predetermined position on a quartz wafer by using, for example, a quartz wafer having crystal axes consisting of X axis, Y axis and Z axis orthogonal to each other by photolithography technology and etching technology. Forming a quartz crystal piece in a fixed state on a predetermined side of the main surface, forming a predetermined metal pattern on the quartz crystal piece, and cutting off or cutting a predetermined side of the quartz crystal piece And singulated to form a quartz crystal element.
このような水晶素子は、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって、水晶ウエハの所定の位置に所定の部分が固定された状態で水晶片部が形成された後、再び、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって、水晶片部の所定の位置に所定の金属パターンが形成された後、水晶片部の一部が折り取り、または、切断されることで形成されている。従って、水晶素子の製造方法では、ほとんどの工程で、水晶ウエハの状態で作業が行われている（例えば、特許文献１参照）。 Such a quartz crystal element is again formed by a photolithographic technique and an etching technique after a quartz piece portion is formed with a predetermined portion fixed at a predetermined position of a quartz wafer by a photolithographic technique and an etching technique. After a predetermined metal pattern is formed at a predetermined position of the quartz crystal piece, a part of the quartz crystal piece is formed by folding or cutting. Therefore, in the method of manufacturing a quartz crystal element, work is performed in the state of a quartz crystal wafer in most steps (see, for example, Patent Document 1).
また、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて水晶片部に所定の金属パターンを形成する場合には、まず、水晶片部が形成されている水晶ウエハの表面上に金属膜を被着させ、その後、この金属膜上に感光性レジストを塗布する。次に、感光性レジストに所定のパターンで紫外光を照射させ、感光性レジストを所定のパターンで変質させ、現像する。その後、感光性レジストが残っていない部分の金属膜を剥離液に浸漬させて剥離させ、所定の金属パターンを形成している（例えば、特許文献２参照）。 When a predetermined metal pattern is formed on the quartz crystal piece by photolithography and etching, first, a metal film is deposited on the surface of the quartz wafer on which the quartz crystal piece is formed, and then A photosensitive resist is applied on the metal film. Next, the photosensitive resist is irradiated with ultraviolet light in a predetermined pattern, and the photosensitive resist is denatured in a predetermined pattern and developed. Thereafter, the metal film in the portion where the photosensitive resist is not left is dipped in a peeling solution and peeled to form a predetermined metal pattern (see, for example, Patent Document 2).
従来の水晶素子の製造方法では、ほとんどの工程において、水晶ウエハの状態で作業が行われており、各工程時に水晶ウエハの端部が装置や水晶ウエハを支持するための搬送治具等に接触してしまい、接触した部分、具体的には、水晶ウエハの端部からひび割れが生じ、その結果、水晶片部が形成される水晶ウエハの中心部付近にまで、ひび割れが到達し、水晶ウエハが変形してしまう虞がある。従って、従来の水晶素子の製造方法では、水晶ウエハの中心部まで、ひび割れが到達している場合には、水晶ウエハが変形し水晶ウエハの平面度が確保されないまま、水晶片部に所定の金属パターンを形成することとなる。このため、従来の水晶素子の製造方法において、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって所定の金属パターンを形成する場合には、所定のパターンと異なる箇所に紫外光が照射され、所定のパターンと異なる金属パターンが水晶片部に形成され、等価直列抵抗値が高くなり、生産性が低下する虞がある。 In the conventional method for manufacturing a quartz crystal element, work is performed in the state of a quartz wafer in most steps, and the end of the quartz wafer is in contact with a device or a transport jig for supporting the quartz wafer in each step. Cracks occur from the contact portion, specifically, the end of the quartz wafer, and as a result, the cracks reach near the center of the quartz wafer where the quartz piece is formed, and the quartz wafer There is a risk of deformation. Therefore, in the conventional method for manufacturing a quartz crystal element, when the crack reaches the central portion of the quartz wafer, the quartz wafer is deformed and the predetermined metal is not formed on the quartz piece while the flatness of the quartz wafer is not ensured. It will form a pattern. For this reason, in the case where a predetermined metal pattern is formed by photolithography technology and etching technology in the conventional method of manufacturing a quartz crystal element, ultraviolet light is irradiated to a portion different from the predetermined pattern, and a metal pattern different from the predetermined pattern Is formed in the crystal piece portion, the equivalent series resistance value is increased, and the productivity may be reduced.
また、蒸着技術またはスパッタリング技術を用いて所定の金属パターンを形成する場合には、ひび割れにより水晶ウエハが変形し水晶ウエハの平面度が確保されないまま所定の金属パターンを形成しようとすると、所定のパターンに被着させるための治具に載置することが困難となる。このため、従来の水晶素子の製造方法において、水晶片部に所定の金属パターンを被着させることが困難となり、生産性が低下する虞がある。例えば、部分的に細く、所定の金属パターンと異なる金属パターンが形成されると、等価直列抵抗値が高くなり、生産性が低下してしまう。 Further, when forming a predetermined metal pattern using vapor deposition technology or sputtering technology, if it is attempted to form a predetermined metal pattern while the quartz wafer is deformed due to the crack and the flatness of the quartz wafer is not ensured, It becomes difficult to put on the jig for making it adhere. For this reason, in the conventional method of manufacturing a quartz crystal element, it becomes difficult to deposit a predetermined metal pattern on the quartz crystal piece, which may lower the productivity. For example, when a metal pattern which is partially thin and different from the predetermined metal pattern is formed, the equivalent series resistance value is increased, and the productivity is reduced.
本発明では、水晶ウエハの端部に応力が加わりひび割れが生じた場合、ひび割れが水晶片部の形成される水晶ウエハの中心部まで到達することを軽減させることで、所定の位置に所定の金属パターンを形成し、生産性を向上させた水晶素子の製造方法を提供することを目的とする。 In the present invention, when stress is applied to the end of the quartz wafer and a crack is generated, the crack is prevented from reaching the center of the quartz wafer on which the quartz piece portion is formed, whereby the predetermined metal is placed at the predetermined position. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a quartz crystal element in which a pattern is formed and productivity is improved.
前述した課題を解決するために、本発明に係る水晶素子の製造方法は、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した平板状の水晶ウエハを形成する水晶ウエハ形成工程と、晶ウエハの外縁部に、前記水晶ウエハの外縁に沿って、少なくとも二行以上または二列以上あって、千鳥配列となるように、複数の凹部を設け、緩和部を形成する緩和部形成工程と、水晶ウエハの所定の位置に、略直方体形状に形成しつつ主面の所定の一辺側で固定している水晶片部を形成する水晶片部形成工程と、励振電極部、引出部および配線部となる金属パターンを水晶片部の所定の位置に形成する金属パターン形成工程と、水晶ウエハに形成されている水晶片部の所定の一辺側を折り取り、または、切断することで、水晶片を個片化する個片化工程と、を備え、緩和部形成工程において、平面透視した際に、緩和部の上面に設けられた凹部の底面と緩和部の下面に設けられた凹部の底面とが重ならない位置になるように設けられ、緩和部形成工程において、水晶ウエハを平面視して、凹部の開口部が、略半円形状となっており、半円の直線部の中心が水晶ウエハの外縁側に位置している。
In order to solve the problems described above, a method of manufacturing a quartz crystal element according to the present invention is to form a quartz crystal wafer having a plate-like crystal wafer having crystal axes consisting of X axis, Y axis and Z axis orthogonal to each other. In the wafer forming step, a plurality of recessed portions are provided in the outer edge portion of the crystal wafer along the outer edge of the crystal wafer so that there are at least two rows or two rows and a staggered arrangement to form relaxation portions. A relaxation portion forming step, a crystal piece portion forming step of forming a crystal piece portion fixed on a predetermined side of the main surface while forming a substantially rectangular parallelepiped shape at a predetermined position of a crystal wafer, an excitation electrode portion, Metal pattern forming step of forming a metal pattern to be a lead-out portion and a wiring portion at a predetermined position of the quartz crystal piece, and breaking or cutting a predetermined side of the quartz crystal piece formed on the quartz wafer And individual pieces that separate the quartz pieces And in the relief portion forming step, the bottom surface of the recess provided on the upper surface of the relief portion and the bottom surface of the recess provided on the lower surface of the relief portion do not overlap when seen through a plane In the relaxation portion forming step, the opening of the concave portion has a substantially semicircular shape in plan view of the crystal wafer, and the center of the straight portion of the semicircle is located on the outer edge side of the crystal wafer .
本発明に係る水晶素子の製造方法では、緩和部形成工程において、水晶ウエハの外周縁に沿って、千鳥配列状に複数の凹部からなる緩和部を形成し、平面透視した際に、前記緩
和部の上面に設けられた凹部の底面と緩和部の下面に設けられた前記凹部の底面とが重ならない位置になるように設けられ、緩和部形成工程において、水晶ウエハを平面視して、凹部の開口部が、略半円形状となっており、半円の直線部の中心が水晶ウエハの外縁側に位置していることによって、水晶ウエハの端部に応力が加わり水晶ウエハにひび割れが生じた場合であっても、凹部の開口部において応力を分散することで応力を緩和することができ、水晶片部が形成される水晶ウエハの中心部付近までひび割れが到達することを低減させることが可能となる。従って、本発明に係る水晶素子の製造方法では、ひび割れが原因で生じる水晶ウエハの歪みを軽減することができる。このため、本発明に係る水晶素子の製造方法では、水晶ウエハに形成される水晶片部の所定の位置に所定の金属パターンを形成することが可能となり、生産性を向上させることができる。
In the method of manufacturing a quartz crystal element according to the present invention, in the relaxation portion forming step, the relaxation portions formed of a plurality of concave portions are formed in a zigzag array along the outer peripheral edge of the quartz wafer. The bottom surface of the concave portion provided on the upper surface of the recess and the bottom surface of the concave portion provided on the lower surface of the relaxation portion are provided so as not to overlap with each other. The opening portion has a substantially semicircular shape, and the center of the straight portion of the semicircle is located on the outer edge side of the quartz wafer , whereby stress is applied to the end of the quartz wafer and the quartz wafer is cracked. Even in this case, the stress can be relaxed by dispersing the stress at the opening of the recess , and the crack can be reduced to reach near the center of the quartz wafer on which the quartz piece is formed. It becomes. Therefore, in the method of manufacturing a quartz crystal element according to the present invention, it is possible to reduce distortion of a quartz crystal wafer caused by a crack. For this reason, in the method of manufacturing a quartz crystal element according to the present invention, it is possible to form a predetermined metal pattern at a predetermined position of a quartz-crystal piece formed on a quartz-crystal wafer, thereby improving productivity.
（第一実施形態）
第一実施形態に係る水晶素子の製造方法で製造される水晶素子１００は、安定した機械振動を得ることができ、電子機器等の基準信号を発信するために用いられる。このような水晶素子１００は、図１に示したように、水晶片１１０と、この水晶片１１０の所定の部分に形成されている金属パターン１２０と、から構成されている。
First Embodiment
The
水晶片１１０には、安定した機械振動をする圧電材料が用いられ、例えば、水晶部材が用いられる。また、水晶片１１０は、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有しており、例えば、略直方体形状となっている。水晶片１１０の主面は、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心にＸ軸の負の方向を見て反時計回りに回転させた面と平行となっている。具体的には、水晶片１１０の主面は、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心にＸ軸の負の方向を見て反時計回りに約３７°回転させた面と平行となっている。水晶片１１０の側面の一部には、Ｚ軸に平行なｍ面１１１が形成されている。このｍ面１１１と水晶片１１０の主面となす角度は、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心に回転させたときの角度と、９０°と、を合わせた角度となっており、例えば、上述したように３７°回転させている場合には、約１２３°となる。このような水晶片１１０は、水晶ウエハの状態で、主面の一辺側で水晶ウエハの一部に固定するように、複数個同時に形成される。
For the
金属パターン１２０は、水晶片１１０に電圧を印加するためのものであり、水晶片１１０の所定の部分に形成される。金属パターン１２０は、例えば、励振電極部１２１、引出部１２２、および、配線部１２３から構成されている。金属パターン１２０は、例えば、第一金属層および第二金属層から構成されている。第一金属層は、水晶片１１０上に直接設けられており、水晶片１１０との密着強度の高い金属材料が用いられる。例えば、第一金属層は、クロム、ニクロム、チタンまたはニッケルが用いられる。第二金属層は、金属材料の中で比較的、電気抵抗率が低い金属材料が用いられ、例えば、金、銀、アルミニウム、金を主とした合金、または、銀を主とした合金が用いられる。このような金属パターン１２０は、蒸着技術、スパッタリング技術、または、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって、水晶片１１０の所定の位置に設けられる。
The
励振電極部１２１は、電圧を印加することで水晶片１１０の一部を振動させるためのものである。励振電極部１２１は、水晶片１１０の主面に水晶片１１０の一部を挟むように、一対で設けられている。励振電極部１２１に電圧が印加されると、水晶片１１０の励振電極部１２１で挟まれている部分は、逆圧電効果および圧電効果によって所定の周波数で振動を開始する。
The
引出部１２２は、水晶素子１００の外部から電圧を印加するためのものである。水晶片１１０は、平面視して、水晶片１１０の所定の一辺に沿って二つ並んで設けられている。
The
配線部１２３は、励振電極部１２１と引出部１２２とを電気的に接続するためのものであり、水晶片１１０の表面に設けられている。従って、配線部１２３は、一端が励振電極部１２１に接続されており、他端が引出部１２２に接続されている。
The
従って、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法で製造される水晶素子１００は、引出部１２２から電圧が印加されると、配線部１２３を介して励振電極部１２１に電圧が印加され、励振電極部１２１に挟まれている水晶片１１０の一部が所定の周波数が振動する構成となっている。
Therefore, in the
次に、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法について説明する。第一実施形態に係る水晶素子の製造方法は、図２〜図４に示したように、水晶ウエハ形成工程、緩和部形成工程、水晶片部形成工程、金属パターン形成工程および個片化工程、から構成されている。 Next, a method of manufacturing the crystal element according to the first embodiment will be described. In the method of manufacturing a quartz crystal element according to the first embodiment, as shown in FIGS. 2 to 4, a quartz wafer forming step, a relaxation portion forming step, a quartz crystal piece forming step, a metal pattern forming step and a singulation step It consists of
なお、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、緩和部形成工程および水晶片部形成工程をそれぞれ別々に行っている場合について説明しているが、緩和部形成工程および水晶片部形成工程を同時に行っても構わない。また、金属パターン形成工程において、励振電極部１２１、引出部１２２および配線部１２３を同時に形成している場合について説明しているが、それぞれ別々の方法で別々に形成しても構わない。
In the manufacturing method of the crystal element according to the first embodiment, although the case where the relaxation portion forming step and the crystal piece portion forming step are separately performed is described, the relaxation portion forming step and the crystal piece portion forming step are described. You may do at the same time. Moreover, although the case where the
（水晶ウエハ形成工程）
水晶ウエハ形成工程は、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した平板状の水晶ウエハ１３０（図３参照）を形成する工程である。水晶ウエハ形成工程では、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した人工水晶体が用いられる。水晶ウエハ形成工程で形成される水晶ウエハ１３０の主面は、例えば、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心に、Ｘ軸の負の方向を見て反時計回りに所定の角度、例えば、約３７°回転させた面と平行となっている。また、水晶ウエハ形成工程で形成される水晶ウエハ１３０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断された後、上下方向の厚みが所定の厚みとなるまで両主面が研磨される。
(Quarter wafer forming process)
The crystal wafer forming step is a step of forming a flat plate-shaped crystal wafer 130 (see FIG. 3) having crystal axes consisting of X axis, Y axis and Z axis orthogonal to each other. In the quartz wafer forming step, an artificial crystalline lens having crystal axes composed of X axis, Y axis and Z axis orthogonal to each other is used. The main surface of the
ここで、水晶ウエハ１３０は、例えば、略矩形形状の平板状となっており、平面視したときの寸法が、所定の一辺の寸法が約１０ｍｍ〜約１０２ｍｍであり、所定の一辺に接続している所定の他の一辺の寸法が約１０ｍｍ〜約１０２ｍｍとなっている。このとき、水晶ウエハ１３０の上下方向の厚みは、約０．０２ｍｍ〜３．０ｍｍとなっている。なお、水晶ウエハ１３０が略矩形形状の平板状となっている場合について説明しているが、円型形状または楕円形状の平板状となっていてもよく、円型形状の場合の平面視したときの大きさは、直径が約１０ｍｍ〜約１０２ｍｍとなっている。
Here, the
（緩和部形成工程）
緩和部形成工程は、図３および図４に示したように、水晶ウエハ１３０の外縁部に、水晶ウエハ１３０の外縁に沿って、少なくとも二行以上または二列以上あって、千鳥配列となるように、複数の貫通穴１４１（１４１ａ、１４１ｂ）を設け、緩和部１４０を形成する工程である。なお、ここで、貫通穴１４１を設け緩和部１４０を形成している場合について説明しているが、貫通穴１４１でなく凹部を設けてもよい。
(Relief formation process)
In the relaxation portion formation step, as shown in FIGS. 3 and 4, there are at least two rows or two rows along the outer edge of the
緩和部１４０は、複数の貫通穴１４１が水晶ウエハ１３０の外縁に沿って環状に設けられることで、水晶ウエハ１３０の外縁部に形成される。緩和部１４０に設けられている貫通穴１４１は、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって設けられている。具体的には、まず、水晶ウエハ１３０の両主面上に、耐食金属膜を被着させ、この耐食金属膜上に感光性レジストを塗布し、所定のパターンで露光、現像する。その後、感光性レジストが除去されている部分の耐食金属膜を除去し、水晶ウエハ１３０の一部分を露出させ、所定のエッチング溶液に浸漬させ、水晶ウエハ１３０の露出している部分をエッチングする。最後に、水晶ウエハ１３０の両主面上に残留している耐食金属膜および感光性レジストを除去する。緩和部形成工程では、このようにして、複数の貫通穴１４１を設け、水晶ウエハ１３０に緩和部１４０を形成している。
The
緩和部１４０には、前述したように、水晶ウエハ１３０の外縁に沿って複数の貫通穴１４１が環状に設けられている。従って、水晶ウエハ１３０の外縁部で部分的に応力が加わり、応力集中によるひび割れが水晶ウエハ１３０の内側へ進行した場合であっても、貫通穴１４１にまでひび割れが到達したときに応力集中を緩和させることができる。この結果、緩和部１４０に設けられている貫通穴１４１により、応力集中によるひび割れの進行を阻止することが可能となる。
As described above, in the
緩和部１４０に設けられている貫通穴１４１は、図３に示したように、水晶ウエハ１３０の外縁に沿って環状に設けられている。従って、応力集中によるひび割れが水晶ウエハ１３０の外縁のどの部分で生じた場合であっても、前述しように、応力集中によるひび割れの進行を貫通穴１４１により阻止することができるので、複数あるうちの貫通穴１４１のうちいずれかでひび割れの進行を阻止することが可能となる。この結果、応力集中によるひび割れの進行が、水晶ウエハ１３０の外縁から緩和部１４０を超えて緩和部１４０の内側へ達することを低減させることができる。
The through
緩和部１４０に設けられている貫通穴１４１は、千鳥配列となるように設けられている。ここで、千鳥配列とは、二行または二列以上のものが互い違いに配置されている状態のことをいう。従って、緩和部１４０に設けられている貫通穴１４１は、少なくとも二行または二列以上となっており、貫通穴１４１は行または列ごとに互い違いとなるように配置されている。このような構成にすることで、応力集中によるひび割れの進行は一般的に直線状に進行するので、外縁側の貫通穴１４１が設けられていない部分をひび割れが進行しても、内縁側に設けられている貫通穴１４１にひび割れが到達させる可能性を高くすることができる。従って、水晶ウエハ１３０の外縁に部分的に応力が加わり、応力集中によるひび割れが生じた場合、複数あるうちの貫通穴１４１のいずれかでひび割れの進行を阻止する可能性が高くなり、水晶ウエハ１３０の外縁から緩和部１４０を超えて緩和部１４０の内側へ達することを低減させることができる。
The through
ここで、貫通穴１４１は、例えば、水晶ウエハ１３０の外縁に沿って二行または二列に設けられている。このとき、貫通穴１４１は、水晶ウエハ１３０の外縁側と内縁側に、水晶ウエハ１３０の外縁に沿って環状に設けられていることとなる。ここで、この外縁側に設けられている貫通穴１４１を第一貫通穴１４１ａとし、この第一貫通穴１４１ａを含む緩和部１４０を第一緩和部１４０ａとし、第一貫通穴１４１ａより水晶ウエハ１３０の内側に位置している環状の貫通穴１４１を第二貫通穴１４１ｂとし、この第二貫通穴１４１ｂを含む緩和部１４０を第二緩和部１４０ｂとする。
Here, the through
つまり、緩和部１４０が第一緩和部１４０ａおよび第二緩和部１４０ｂからなる場合、水晶ウエハ１３０を平面視すると、緩和部１４０は、第一緩和部１４０ａが水晶ウエハ１３０の外縁に沿って外縁部に位置し、第二緩和部１４０ｂが第一緩和部１４０ａの内側に沿って位置するように、水晶ウエハ１３０の外縁部に形成されている。
That is, in the case where the
ここで、隣接する第一貫通穴１４１ａの開口部の端部間の距離を、第一貫通穴間距離Ｓ１１とし、第二貫通穴１４１ｂの開口部の端部間の距離を、第二貫通穴口距離Ｈ１２とすると、第一貫通穴間距離Ｓ１１は、第二貫通穴口距離Ｈ１２より短くなっている。このような構成にすることで、水晶ウエハ１３０の外縁から内側に向かって仮想直線上には、第一貫通穴１４１ａまたは第二貫通穴１４１ｂを配置させることが可能となる。このような構成にすることで、応力集中によるひび割れの進行は一般的に直線状に進行するので、第一緩和部１４０ａの第一貫通穴１４１ａが設けられていない部分をひび割れが進行しても、ひび割れが第二緩和部１４０ｂの第二貫通穴１４１ｂに到達することとなる。従って、水晶ウエハ１３０の外縁に部分的に応力が加わり、応力集中によるひび割れが生じた場合、第一貫通穴１４１ａまたは第二貫通穴１４１ｂでひび割れの進行を阻止する可能性がより高くなり、水晶ウエハ１３０の外縁から緩和部１４０を超えて緩和部１４０の内側へ達することをより低減させることができる。
Here, the distance between the ends of the openings of the adjacent first through holes 141a is taken as the first through hole distance S11, and the distance between the ends of the openings of the second through
緩和部１４０に設けられている貫通穴１４１は、開口部が、略直方体形状となっており、その四隅が丸みを帯びた形状となっている。このように、丸みを帯びた四隅とすることで、開口部の端部に応力が集中することを低減させている。従って、このように貫通穴１４１の開口部の端部を、丸みを帯びた形状にすることで、開口部の端部に応力が集中し、開口部の端部からひび割れが生じることを低減させることができる。
In the through
（水晶片部形成工程）
水晶片部形成工程は、水晶ウエハ１３０の所定の位置に、略直方体形状に形成しつつ主面の所定の一辺側で固定している水晶片部を形成する工程である。ここで、水晶片部とは、水晶片１１０となる部分のことであり、以下の説明および図面では、水晶片部を水晶片と同じ符号を付して説明する。水晶片部１１０は、例えば、平面視して、略矩形形状となっており、所定の一辺の両端部において水晶ウエハ１３０と連結されている。
(Quartz piece formation process)
The quartz crystal piece forming step is a step of forming a quartz crystal piece which is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape and fixed on a predetermined side of the main surface at a predetermined position of the
水晶片部形成工程では、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、水晶片形成用貫通穴（図示せず）が設けられ、水晶片部１１０の所定の一辺側で水晶ウエハ１３０に固定された状態となっている水晶片部１１０を形成している。水晶片部形成工程では、具体的には、まず、水晶ウエハ１３０の両主面上に、耐食金属膜を被着させ、この耐食金属膜上に感光性レジストを塗布し、所定のパターンで露光、現像する。その後、感光性レジストが除去されている部分の耐食金属膜を除去し、水晶ウエハ１３０の一部分、具体的には、水晶片部形成用貫通穴となる部分をエッチングする。最後に、水晶ウエハ１３０の両主面上に残留している耐食金属膜および感光性レジストを除去する。
In the crystal piece formation step, a state in which a crystal piece formation through hole (not shown) is provided by, for example, photolithography technology and etching technology, and is fixed to the
（金属パターン形成工程）
金属パターン形成工程は、励振電極部１２１、引出部１２２および配線部１２３となる金属パターン１２０を水晶片部１１０の所定の位置に形成する工程である。金属パターン形成工程では、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、所定の金属パターン１２０が形成される。具体的には、水晶片部１１０が形成されている水晶ウエハ１３０の両主面にパターン用金属膜が被着され、このパターン用金属膜上に感光性レジストが塗付され、露光、現像される。その後、露出しているパターン用金属膜を除去し、水晶ウエハ１３０に残留している感光性レジストを除去する。
(Metal pattern formation process)
The metal pattern formation step is a step of forming the
（個片化工程）
個片化工程は、水晶ウエハ１３０に形成されている水晶片部の所定の一辺側を折り取り、または、切断することで、水晶片１１０を個片化する工程である。個片化工程前の水晶ウエハ１３０は、励振電極部１２１、引出部１２２および配線部１２３からなる金属パターン１２０が形成されている水晶片部１１０が、水晶片部１１０の主面の所定の一辺側で固定されている。個片化工程では、水晶片部１１０ごとに個片化されて、水晶素子１００が形成される。
(Dividing process)
The singulation step is a step for singulating the
第一実施形態に係る水晶素子の製造方法は、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した平板状の水晶ウエハ１３０を形成する水晶ウエハ形成工程と、水晶ウエハ１３０の外縁に沿って、少なくとも二行以上または二列以上あって、千鳥配列となるように、複数の貫通穴１４１を設け、緩和部１４０を形成する緩和部形成工程と、水晶ウエハ１３０の所定の位置に、略直方体形状に形成しつつ主面の所定の一辺側で固定している水晶片部１１０を形成する水晶片部形成工程と、励振電極部１２１、引出部１２２および配線部１２３となる金属パターン１２０を水晶片部１１０の所定の位置に形成する金属パターン形成工程と、水晶ウエハ１３０に形成されている水晶片部１１０の所定の一辺側を折り取り、または、切断することで、水晶片１１０を個片化する個片化工程と、を備えている。
In a method of manufacturing a quartz crystal element according to the first embodiment, a quartz wafer forming step of forming a
つまり、上記の構成とすることで、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、水晶ウエハ１３０を形成後に緩和部形成工程において、水晶ウエハ１３０の外縁に沿って千鳥配列状の貫通穴１４１が設けられている緩和部１４０を形成している。従って、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、水晶ウエハ１３０の外縁に部分的に応力が加わり、応力集中によるひび割れが外縁から内側に向かって生じた場合、緩和部１４０に設けられている貫通穴１４１によって応力集中を緩和することができ、ひび割れの進行を阻止することが可能となる。このため、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、ひび割れが原因で生じる水晶ウエハ１３０の変形を軽減することができ、水晶ウエハ１３０に形成される水晶片部１１０の所定の位置に所定の金属パターン１２０を形成することが可能となり、生産性を向上させることができる。
That is, with the above configuration, in the manufacturing method of the quartz crystal element according to the first embodiment, the through
また、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、緩和部形成工程において形成される緩和部１４０に設けられている貫通穴１４１が、千鳥配列となるように設けられている。従って、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、互い違いになるように配置されている貫通穴１４１を水晶ウエハ１３０の外縁に沿って水晶ウエハ１３０の外縁部に設けることで、水晶ウエハ１３０の外縁のどの場所からひび割れが生じた場合であっても、ひび割れを貫通穴１４１で止める可能性を高めることができ、水晶ウエハ１３０の内側へひび割れの進行が達することを低減させることが可能となる。この結果、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、ひび割れが原因で生じる水晶ウエハ１３０の変形を軽減することができ、水晶ウエハ１３０に形成される水晶片部１１０の所定の位置に所定の金属パターン１２０を形成することが可能となり、生産性を向上させることができる。
Further, in the method of manufacturing a quartz crystal element according to the first embodiment, the through
また、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法は、緩和部形成工程において、水晶ウエハ１３０を平面視して、緩和部１４０が、貫通穴１４１の開口部が水晶ウエハ１３０の外縁側に設けられた第一緩和部１４０ａと、第一緩和部１４０ａより内側に設けられた第二緩和部１４０ｂとで構成されており、第一緩和部１４０ａに設けられた貫通穴１４１（第一貫通穴１４１ａ）の開口部において、隣接する開口部の端部間の距離（第一貫通穴間距離Ｓ１１）が、第二緩和部１４０ｂに設けられた貫通穴１４１（第二貫通穴１４１ｂ）の開口部の端部間の距離（第二貫通穴口距離Ｈ１２）より、短くなっている。
In the method of manufacturing the quartz crystal element according to the first embodiment, the
従って、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、隣接する第一貫通穴１４１ａの開口部の端部間の距離（第一貫通穴間距離Ｓ１１）は、第二貫通穴１４１ｂの開口部の端部間の距離（第二貫通穴口距離Ｈ１２）より短くすることで、緩和部形成工程後の水晶ウエハ１３０を平面視したとき、水晶ウエハ１３０の外縁から内側に向かって仮想直線上には、第一貫通穴１４１ａまたは第二貫通穴１４１ｂを配置させることができる。このため、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、水晶ウエハ１３０の外縁に部分的に応力が加わり、応力集中によるひび割れが外縁から内側へ進行する場合、第一緩和部１４０ａの第一貫通穴１４１ａが設けられていない部分をひび割れが進行しても、ひび割れを第二緩和部１４０ｂの第二貫通穴１４１ｂに到達させる可能性を高くすることができる。従って、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、第一貫通穴１４１ａまたは第二貫通穴１４１ｂでひび割れの進行を阻止する可能性をより高くすることができ、この結果、水晶ウエハ１３０の外縁から緩和部１４０を超えて緩和部１４０の内側へ達することをより低減させることが可能となり、ひび割れが原因で生じる水晶ウエハ１３０の変形を軽減することができ、水晶ウエハ１３０に形成される水晶片部１１０の所定の位置に所定の金属パターン１２０を形成することが可能となり、生産性を向上させることが可能となる。
Therefore, in the method for manufacturing a quartz crystal element according to the first embodiment, the distance between the end portions of the openings of the adjacent first through holes 141a (first inter through hole distance S11) is the opening of the second through
また、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法は、緩和部形成工程において、貫通穴１４１の開口部の端部が丸みを帯びている。このようにすることで、貫通穴１４１に加わる応力を分散させることできるので、貫通穴１４１を起点とした水晶ウエハ１３０のひび割れによる水晶ウエハ１３０の変形を低減させることができる。
In the method of manufacturing a quartz crystal element according to the first embodiment, the end of the opening of the through
従って、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法は、開口部の端部に応力が集中することを低減させている。このため、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、貫通穴１４１の開口部の端部を、丸みを帯びた形状にすることで、開口部の端部に応力集中を緩和し、開口部の端部からひび割れが生じることを低減させることができる。この結果、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法では、ひび割れが原因で生じる水晶ウエハ１３０の変形を軽減することができ、水晶ウエハ１３０に形成される水晶片部１１０の所定の位置に所定の金属パターン１２０を形成することが可能となり、生産性を向上させることができる。
Therefore, the method of manufacturing the crystal element according to the first embodiment reduces the concentration of stress at the end of the opening. For this reason, in the method for manufacturing a quartz crystal element according to the first embodiment, the end of the opening of the through
なお、第一の実施形態では、緩和部１４０に貫通穴１４１が設けられている場合について説明しているが、例えば、凹部であってもよい。このように緩和部１４０に凹部を設けることで、緩和部１４０の変形をしやすくすることができ、緩和部１４０に貫通穴１４１を設けた場合と同様の効果を奏することができる。
In the first embodiment, although the case where the through
（変形例１）
変形例１は、図５および図６に示すように緩和部２４０に設けられている貫通穴２４１の形状が、第一実施形態と異なる。変形例１では、第一実施形態と同様に、緩和部２４０は第一緩和部２４０ａおよび第二緩和部２４０ｂからなっており、第一緩和部２４０ａが水晶ウエハ２３０の外縁に沿って水晶ウエハ２３０の外縁部に配置されており、第二緩和部２４０ｂが第一緩和部２４０ａの内側に配置されている。また、緩和部２４０に設けられている貫通穴２４１は、第一緩和部２４０ａに設けられている貫通穴２４１（第一貫通穴２４１ａ）と第二緩和部２４０ｂに設けられている貫通穴２４１（第二貫通穴２４１ｂ）とで千鳥配列となるように配置されている。このとき、隣接する第一貫通穴２４１ａの端部間の距離（第一貫通穴間距離Ｓ２１）が、第二貫通穴２４１ｂの端部間の距離（第二貫通穴口距離Ｈ２２）より短くなっている。
(Modification 1)
The first modification is different from the first embodiment in the shape of the through
変形例１の緩和部２４０に設けられている貫通穴２４１は、図５および図６に示したように、開口部が、略半円形状となっている。このとき、半円の中心は水晶ウエハ２３０の外縁側に位置している。よって、貫通穴２４１の開口部に着目すると、開口部の弧の部分が水晶ウエハ２３０の内側に位置していることとなる。このような構成にすることで、水晶ウエハ２３０の内側に部分的に応力が加わり、応力集中によるひび割れが進行している場合、開口部が直線となっている場合と比較して、応力集中をより緩和させることができ、貫通穴２４１によってひび割れの進行を阻止することが可能となる。
As shown in FIGS. 5 and 6, in the through
なお、ここで、貫通穴２４１の開口部が半円形状の場合について説明しているが、半楕円形状であってもよい。半楕円形状の場合も、開口部が直線の場合と比較して、貫通穴２４１での応力を分散させることができる。この結果、水晶ウエハ２３０の緩和部２４０より内側の部分から応力が加わった場合であっても、貫通穴２４１で応力を緩和することができ、水晶ウエハ２３０の強度を高めることができる。
Here, although the case where the opening of the through
第一実施形態に係る水晶素子の製造方法の変形例１では、貫通穴２４１を、中心が水晶ウエハ２３０の外縁側に位置するように、略半円形状（略半楕円形状）とすることで、応力集中によるひび割れが水晶ウエハ２３０の内側から外縁に向かって進行している場合であっても、貫通穴２４１により応力集中をより緩和させつつ、水晶ウエハ２３０の強度を高めることができる。従って、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法の変形例１では、各工程時に水晶ウエハ２３０がひび割れが原因による破損を低減させることができ、生産性を向上させることが可能となる。
In
（変形例２）
変形例２は、図７および図８に示すように、緩和部３４０に設けられている貫通穴３４１の形状が、第一実施形態と異なる。変形例２では、第一実施形態と同様に、緩和部３４０は、第一緩和部３４０ａおよび第二緩和ウ３４０ｂからなっており、第一緩和部３４０ａが水晶ウエハ３３０の外縁に沿って水晶ウエハ３３０の外縁部に配置されており、第二緩和部３４０ｂが第一緩和部３４０ａの内側に沿って配置されている。また、緩和部３４０に設けられている貫通穴３４１は、第一緩和部３４０ａに設けられている貫通穴３４１（第一貫通穴３４１ａ）と第二緩和部３４０ｂに設けられている貫通穴３４１（第二貫通穴３４１ｂ）とで、千鳥配列となるように配置されている。このとき、隣接する第一貫通穴３４１ａの端部間の距離（第一貫通穴距離Ｓ３１）が、第二貫通穴３４１ｂの端部間の距離（第二貫通穴口距離Ｈ３２）より短くなっている。
(Modification 2)
As shown in FIGS. 7 and 8, the second modification differs from the first embodiment in the shape of the through
変形例２の緩和部３４０に設けられている貫通穴３４１は、図８および図９に示したように、開口部が円弧形状となっている。このとき、円弧形状の円の中心が水晶ウエハ４３０の外縁側に位置している。このような構成にすることで、応力集中によるひび割れが外縁から内側へ向かう向きに進行している場合であっても、応力集中によるひび割れが内側から外縁へ向かう向きに進行している場合であっても、緩和部３４０に設けられている貫通穴３４１により応力集中をより緩和することができる。また、貫通穴３４１の開口部を円弧形状にすることで、開口部を円形形状にした場合と比較して、緩和部３４０の距離、具体的には、水晶ウエハ３３０の外縁から緩和部３４０の内側の部分までの距離を短くすることができる。従って、緩和部３４０の効果を保ちつつ、水晶ウエハ３３０の緩和部３４０の部分を小さくすることが可能となり、緩和部３４０より内側の水晶ウエハ３３０の面積を大きくすることができる。この結果、緩和部３４０より内側の水晶ウエハ３３０の内側に水晶片部１１０をより多く設けることが可能となり、生産性を向上させることが可能となる。
As shown in FIGS. 8 and 9, in the through
第一実施形態に係る水晶素子の製造方法の変形例２では、貫通穴３４１を、中心が水晶ウエハ３３０の外縁側に位置している円の円弧形状とすることで、水晶ウエハ３３０の内側および外縁からの応力を、貫通穴３４１で緩和することができ、水晶ウエハ３３０の強度を高めることができる。従って、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法の変形例２では、水晶ウエハ３３０の強度を高めることができるので、各工程時に水晶ウエハ３３０が破損することを低減させることができ、生産性を向上させることができる。
In the second modification of the method of manufacturing a quartz crystal element according to the first embodiment, the through
また、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法の変形例２では、貫通穴３４２を、中心が水晶ウエハ３３０の外縁側に位置している円の円弧形状とすることで、貫通穴３４１が円形形状の場合と比較して、緩和部３４０の部分の面積を小さくすることが可能となる。従って、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法の変形例２では、水晶ウエハ３３０の緩和部３４０の部分を小さくすることが可能となり、緩和部３４０より内側の水晶ウエハ３３０の面積を大きくすることができる。この結果、第一実施形態に係る水晶素子の製造方法の変形例２では、緩和部３４０より内側の水晶ウエハ３３０の内側に水晶片部１１０をより多く設けることが可能となり、生産性を向上させることが可能となる。
In the second modification of the method of manufacturing a quartz crystal element according to the first embodiment, the through hole 342 has a circular arc shape with a center located on the outer edge side of the
（第二実施形態）
第二実施形態に係る水晶素子の製造方法は、図９〜図１２に示したように、緩和部形成工程で形成される緩和部４４０に凹部４４１が設けられており、緩和部４４０が第一緩和部４４０ａ、第二緩和部４４０ｂ、第三緩和部４４０ｃおよび第四緩和部４４０ｄから構成されている点で第一実施形態と異なる。
Second Embodiment
In the method of manufacturing the crystal element according to the second embodiment, as shown in FIG. 9 to FIG. 12, the
緩和部形成工程で形成される緩和部４４０は、第一緩和部４４０ａ、第二緩和部４４０ｂ、第三緩和部４４０ｃおよび第四緩和部４４０ｄからなっている。緩和部４４０は、水晶ウエハ４３０の外縁に沿って水晶ウエハ４３０の外縁部に第一緩和部４４０ａが配置されており、この第一緩和部４４０ａの内側に沿って第二緩和部４４０ｂが配置され、第二緩和部４４０ｂの内側に沿って第三緩和部４４０ｃが配置され、第三緩和部４４０ｃの内側に沿って第四緩和部４４０ｄが配置されている。
The relieving
第一緩和部４４０ａは、水晶ウエハ４３０の外縁に沿って水晶ウエハ４３０の外縁部に配置されている。また、第一緩和部４４０ａには、複数の凹部４４１が設けられている。ここで、この第一緩和部４４０ａに設けられている凹部４４１を第一凹部４４１ａとする。第一凹部４４１ａは、水晶ウエハ４３０の外縁に沿って環状に配置されており、水晶ウエハ４３０の上面と水晶ウエハ４３０の下面とに交互となるように設けられている。つまり、第一凹部４４１ａは、隣接する第一凹部４４１ａが反対側を向く水晶ウエハ４３０の主面に設けられている。このとき、水晶ウエハ４３０を平面透視すると、隣接する第一凹部４４１ａは重なっていない。
The
第二緩和部４４０ｂは、第一緩和部４４０ａの内側に沿って環状に配置されている。第二緩和部４４０ｂには、複数の凹部４４１が設けられている。ここで、第二緩和部４４０ｂに設けられている凹部４４１を第二凹部４４１ｂとする。第二凹部４４１ｂは、第一凹部４４１ａと千鳥配列となるように、第一凹部４４１ａの内側に環状に配置されている。また、第二凹部４４１ｂは、水晶ウエハ４３０の上面と水晶ウエハ４３０の下面とに交互となるように設けられている。つまり、第二凹部４４１ｂは、隣接する第二凹部４４１ｂが反対側を向く水晶ウエハ４３０の主面に設けられている。このとき、水晶ウエハ４３０を平面視すると、隣接する第二凹部４４１ｂは重なっていない。また、第二凹部４４１ｂは、第一緩和部４４０ａに設けられている第一凹部４４１ａとも重なっていない。
The
第三緩和部４４０ｃは、第二緩和部４４０ｂの内側に沿って環状に配置されている。第三緩和部４４０ｃには、複数の凹部４４１が設けられている。ここで、第三緩和部４４０ｃに設けられている凹部４４１を第三凹部４４１ｃとする。第三凹部４４１ｃは、第二凹部４４１ｂと千鳥配列となるように、第二凹部４４１ｂの内側に環状に配置されている。また、第三凹部４４１ｃは、水晶ウエハ４３０の上面と水晶ウエハ４３０の下面とに交互となるように設けられている。つまり、第三凹部４４１ｃは、隣接する第三凹部４４１ｃが反対側を向く水晶ウエハ４３０の主面に設けられている。このとき、水晶ウエハ４３０を平面視すると、隣接する第三凹部４４１ｃは重なっていない。また、第三凹部４４１ｃは、第二緩和部４４０ｂに設けられている第二凹部４４１ｂとも重なっていない。
The third relief portion 440c is annularly disposed along the inside of the
第四緩和部４４０ｄは、第三緩和部４４０ｃの内側に沿って環状に配置されている。また、第四緩和部４４０ｄには、複数の凹部４４１が設けられている。ここで、第四緩和部４４０ｄに設けられている凹部４４１を第四凹部４４１ｄとする。第四凹部４４１ｄは、第三凹部４４１ｃと千鳥配列となるように、第三凹部４４１ｃの内側に環状に配列されている。また、第四凹部４４１ｄは、水晶ウエハ４３０の上面と水晶ウエハ４３０の下面とに交互となるように設けられている。つまり、第四凹部４４１ｄは、隣接する第四凹部４４１ｄが反対側を向く水晶ウエハ４３０の主面に設けられている。このとき、水晶ウエハ４３０を平面視すると、隣接する第四凹部４４１ｄは重なっていない。また、第四凹部４４１ｄは、第三緩和部４４０ｃに設けられている第三凹部４４１ｃとも重なっていない。
The
それぞれの緩和部４４０において、隣接する貫通穴４４１の端部間の距離は全て同じとなっており、具体的には、隣接する第一凹部４４１ａの端部間の距離（第一凹部間距離Ｓ４１）、隣接する第三凹部４４１ｃの端部間の距離（第三凹部間距離Ｓ４３）、隣接する第二凹部４４１ｂの端間の距離（第二凹部間距離Ｓ４２）、および、隣接する第四凹部４４１ｄの端部間の距離（第四凹部間距離Ｓ４４）が同じとなっている。また、それぞれの緩和部４４０において、貫通穴４４１の開口部の形状は同じとなっている。従って、第一凹部４４１ａの開口部の端部間の距離（第一凹部口距離Ｈ４１）、第二凹部４４１ｂの開口部の端部間の距離（第二凹部口距離Ｈ４２）、第三凹部４４１ｃの開口部の端部間の距離（第三凹部口距離Ｈ４３）、および、第四凹部４４１ｄの開口部の端部間の距離（第四凹部口距離Ｈ４４）は、同じとなっている。このとき、隣接する凹部４４１の端部間の距離が、隣接する緩和部４４０ａの凹部４４１の開口部の端部間の距離より短くなっている。
The distance between the ends of the adjacent through
従って、第二実施形態では、第一凹部間距離Ｓ４１は第二凹部口距離Ｈ４２より短くなっており、第二凹部間距離Ｓ４２は第三凹部口距離Ｈ４３より短くなっており、第三凹部間距離Ｓ４３は第四凹部口距離Ｈ４４より短くなっている。このような構成にすることで、水晶ウエハ４３０の外縁から内側に向かう仮想直線上には、第一凹部４４１ａ、第二凹部４４１ｂ、第三凹部４４１ｃおよび第四凹部４４１ｄのいずれかを配置させることが可能となる。応力集中によるひび割れは一般的に直線状に進行するので、水晶ウエハ４３０の外縁に部分的に応力が加わり、応力集中によるひび割れが外縁から内側に向かって進行する場合、第一凹部４４１ａ、第二凹部４４１ｂ、第三凹部４４１ｃおよび第四凹部４４１ｄのいずれかにひび割れを到達させることができ、応力集中を緩和させることが可能となる。よって、応力集中によるひび割れが外縁から内側に向かって進行している場合、緩和部４４０の凹部４４１のいずれかによって応力集中を緩和させることができ、ひび割れの進行が緩和部４４０より内側に達することを低減させることが可能となる。
Therefore, in the second embodiment, the first inter-recess distance S41 is shorter than the second inter-opening distance H42, and the second inter-recess distance S42 is shorter than the third-recess opening distance H43. The distance S43 is shorter than the fourth recess opening distance H44. With such a configuration, any one of the first recess 441 a, the
第二実施形態に係る水晶素子の製造方法では、緩和部形成工程において、凹部４４１が水晶ウエハ４３０の上面および水晶ウエハ４３０の下面に形成されている。従って、第二実施形態に係る水晶素子の製造方法では、緩和部形成工程において貫通穴を設けて緩和部を形成する場合と比較して、水晶ウエハ４３０の強度を高めることができる。このため、第二実施形態に係る水晶素子の製造方法では、各工程時に水晶ウエハ３３０が破損することを低減させることができ、生産性を向上させることができる。
In the method of manufacturing a quartz crystal element according to the second embodiment, the
また、凹部４４１を水晶ウエハ４３０の上面および下面に設けることで、水晶ウエハ４３０の上面の端部から応力が加わった場合であっても、水晶ウエハ４３０の下面の端部から応力が加わった場合であっても、凹部４４１で応力を緩和することを可能としている。
Further, by providing the
また、第二実施形態に係る水晶素子の製造方法では、緩和部形成工程において、水晶ウエハ４３０を平面透視したとき、水晶ウエハ４３０の上面に設けられている凹部４４１が、水晶ウエハ４３０の下面に設けられている凹部４４１と重なっていない。従って、第二実施形態に係る水晶素子の製造方法では、緩和部形成工程において貫通穴を設けて緩和部を形成する場合と比較して、水晶ウエハ４３０の強度を高めることができる。このため、第二実施形態に係る水晶素子の製造方法では、各工程時に水晶ウエハ３３０が破損することを低減させることができ、生産性を向上させることができる。
Further, in the method of manufacturing the quartz crystal element according to the second embodiment, when the
また、第二実施形態に係る水晶素子の製造方法では、緩和部形成工程において、緩和部４４０が、第一緩和部４４０ａ、第二緩和部４４０ｂ、第三緩和部４４０ｃおよび第四緩和部４４０ｄからなり、第一緩和部４４０ａ、第二緩和部４４０ｂ、第三緩和部４４０ｃおよび第四緩和部４４０ｄが、水晶ウエハ４３０の外縁から水晶ウエハ４３０の内側に向かって順に配置されており、第一緩和部４４０ａ、第二緩和部４４０ｂ、第三緩和部４４０ｃおよび第四緩和部４４０ｄに設けられている凹部４４１が、水晶ウエハ４３０の上面と水晶ウエハ４３０の下面とに交互になるように設けられている。
In the method of manufacturing a quartz crystal element according to the second embodiment, in the relaxation portion forming step, the
従って、第二実施形態に係る水晶素子の製造方法では、水晶ウエハ４３０の外縁に部分的に応力が加わり、応力集中によるひび割れが外縁から内側に向かう向きに進行する場合、第一凹部４４１ａ、第二凹部４４１ｂ、第三凹部４４１ｃおよび第四凹部４４１ｄのいずれかの内壁面まで伝搬させることができ、応力を緩和させることができる。このため、第二実施形態に係る水晶素子の製造方法では、応力集中によるひび割れが水晶ウエハ４３０の外縁から緩和部４４０を超えて内側へ進行することを低減させることができる。この結果、第二実施形態に係る水晶素子の製造方法では、ひび割れが原因で生じる水晶ウエハ４３０の変形を軽減することができ、水晶ウエハ４３０に形成される水晶片部４１０の所定の位置に所定の金属パターン４２０を形成することが可能となり、生産性を向上させることができる。
Therefore, in the method of manufacturing the quartz crystal element according to the second embodiment, when stress is partially applied to the outer edge of the
また、第二実施形態では、水晶ウエハ４３０の上面と水晶ウエハ４３０の下面とに交互になるように凹部４４１を設けているので、水晶ウエハ４３０の強度を保ちつつ、水晶ウエハ４３０の上面側の端部からの応力であっても、水晶ウエハ４３０の下面側の端部からの応力であっても、緩和部４４０で応力を緩和することが可能となる。従って、第二実施形態に係る水晶素子の製造方法では、水晶ウエハ４３０の外縁から応力が加わった場合、ヒビ割れが進行することを低減させることが可能となり、生産性を向上させることができる。
Further, in the second embodiment, since the
なお、ここで、水晶素子の水晶片が略直方体形状の場合について説明しているが、水晶ウエハの状態で複数の水晶片となる部分を同時に形成する場合であれば、水晶片の形状は特に問わず、例えば、水晶片が音叉型であってもよい。 Here, although the case where the quartz crystal piece of the quartz crystal element has a substantially rectangular parallelepiped shape is described, the shape of the quartz crystal piece is particularly the one if the portions to be a plurality of quartz crystal pieces are simultaneously formed in the quartz wafer state. Regardless, for example, the crystal piece may be a tuning fork type.
また、水晶ウエハ形成工程において、水晶ウエハの主面がＸ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心に、Ｘ軸の負の方向を見て反時計回りに所定の角度回転させた面と平行になっている場合について説明しているが、カットアングルは特に指定せず、例えば、Ｘ軸およびＹ軸に平行となっている面であってもよい。 Further, in the quartz wafer forming process, a predetermined angle in a counterclockwise direction with the main surface of the quartz wafer being parallel to the X axis and the Z axis, with the X axis as the center and the negative direction of the X axis Although the case of being parallel to the rotated surface is described, the cut angle is not particularly specified, and for example, the plane may be parallel to the X axis and the Y axis.
緩和部形成工程において、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、凹部または貫通穴を設けている場合について説明しているが、所定の形状に形成することができれば、例えば、ドライエッチング技術を用いてもよいし、サンドブラスト等により研削を行ってもよい。 Although the case where the recess or the through hole is provided by using the photolithography technique and the etching technique in the relaxation portion forming step is described, if it can be formed into a predetermined shape, for example, the dry etching technique is used. Also, grinding may be performed by sand blasting or the like.
水晶片部形成工程において、フォトリソグラウフィー技術およびエッチング技術を用いて、水晶片部形成用貫通穴を形成している場合について説明しているが、所定の形状に形成することができれば、例えば、ドライエッチング技術を用いても良いし、サンドブラスト等により研削を行ってもよい。 In the crystal piece formation step, the case where the crystal piece formation through hole is formed using the photolithographic technique and the etching technique is described, but if it can be formed into a predetermined shape, for example, A dry etching technique may be used, or grinding may be performed by sand blasting or the like.
緩和形成工程および水晶片部形成工程をそれぞれ独立に行った場合について説明しているが、例えば、緩和部形成工程および水晶片部形成工程を同時に行ってもよい。このようにすることで、生産時間の短縮を行うことができ、生産性を向上させることができる。 Although the case where the relaxation forming step and the crystal piece forming step are independently performed is described, for example, the relaxation portion forming step and the crystal piece forming step may be performed simultaneously. By doing this, the production time can be shortened and productivity can be improved.
金属パターン形成工程において、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、所定の金属パターンを形成している場合について説明しているが、例えば、蒸着技術またはエッチング技術を用いて、所定のパターンの金属を被着させることで所定のパターンの金属パターンを形成してもよい。 In the metal pattern formation step, the case where a predetermined metal pattern is formed using a photolithography technique and an etching technique is described. For example, a metal having a predetermined pattern is formed using a deposition technique or an etching technique. The metal pattern of a predetermined pattern may be formed by depositing.
金属パターン形成工程において、励振電極部、引出部および配線部となる金属パターンを同時に形成している場合について説明しているが、励振電極部、引出部、配線部、それぞれ独立に形成してもよいし、いずれか二つを選んで同時に形成しもよい。また、それぞれ、別々の方法で、形成してもよい。 In the metal pattern forming step, the case where the excitation electrode portion, the lead portion, and the metal pattern to be the wiring portion are simultaneously formed is described, but the excitation electrode portion, the lead portion, and the wiring portion may be formed independently. It is good, or it may be formed simultaneously by selecting any two. Alternatively, they may be formed in different ways.
１００・・・水晶素子
１１０・・・水晶片（水晶片部）
１２０・・・金属パターン
１２１・・・励振電極部
１２２・・・引出部
１２３・・・配線部
１３０、２３０、３３０、４３０・・・水晶ウエハ
１４０、２４０、３４０、４４０・・・緩和部
１４１、２４１、３４１・・・貫通穴
４４１・・・凹部
100 ...
120: Metal pattern 121: Excitation electrode portion 122: Lead portion 123:
Claims (5)
前記水晶ウエハの外縁部に、前記水晶ウエハの外縁に沿って、少なくとも二行以上または二列以上あって、千鳥配列となるように、複数の凹部を設け、緩和部を形成する緩和部形成工程と、
前記水晶ウエハの所定の位置に、略直方体形状に形成しつつ主面の所定の一辺側で固定している水晶片部を形成する水晶片部形成工程と、
励振電極部、引出部および配線部となる金属パターンを前記水晶片部の所定の位置に形成する金属パターン形成工程と、
前記水晶ウエハに形成されている前記水晶片部の所定の一辺側を折り取り、または、切断することで、水晶片を個片化する個片化工程と、を備え、
前記緩和部形成工程において、平面透視した際に、前記緩和部の上面に設けられた前記凹部の底面と前記緩和部の下面に設けられた前記凹部の底面とが重ならない位置になるように設けられ、
前記緩和部形成工程において、
前記水晶ウエハを平面視して、前記凹部の開口部が、略半円形状となっており、半円の直線部の中心が前記水晶ウエハの外縁側に位置している水晶素子の製造方法。 A quartz wafer forming step of forming a flat quartz wafer having a crystal axis consisting of an X axis, a Y axis and a Z axis which are orthogonal to each other;
A relaxation portion forming step of providing a plurality of concave portions in an outer edge portion of the quartz wafer along the outer edge of the quartz wafer so as to form at least two rows or two columns and in a staggered arrangement to form relaxing portions. When,
A crystal piece forming step of forming a crystal piece fixed at a predetermined side of the main surface at a predetermined position of the crystal wafer while forming a substantially rectangular parallelepiped shape;
A metal pattern forming step of forming a metal pattern to be an excitation electrode portion, a lead-out portion and a wiring portion at a predetermined position of the crystal piece portion;
And Separating the quartz crystal piece into pieces by breaking or cutting a predetermined side of the quartz crystal piece part formed on the quartz crystal wafer.
In the relief portion forming step, the bottom surface of the recess provided on the top surface of the relief portion and the bottom surface of the recess provided on the bottom surface of the relief portion do not overlap when viewed through a plane. It is,
In the relaxation portion forming step,
A method of manufacturing a quartz crystal element , wherein the opening of the concave portion has a substantially semicircular shape in plan view of the crystal wafer, and the center of the straight portion of the semicircle is located on the outer edge side of the crystal wafer .
前記水晶ウエハの外縁部に、前記水晶ウエハの外縁に沿って、少なくとも二行以上または二列以上あって、千鳥配列となるように、複数の凹部を設け、緩和部を形成する緩和部形成工程と、
前記水晶ウエハの所定の位置に、略直方体形状に形成しつつ主面の所定の一辺側で固定している水晶片部を形成する水晶片部形成工程と、
励振電極部、引出部および配線部となる金属パターンを前記水晶片部の所定の位置に形成する金属パターン形成工程と、
前記水晶ウエハに形成されている前記水晶片部の所定の一辺側を折り取り、または、切断することで、水晶片を個片化する個片化工程と、を備え、
前記緩和部形成工程において、平面透視した際に、前記緩和部の上面に設けられた前記凹部の底面と前記緩和部の下面に設けられた前記凹部の底面とが重ならない位置になるように設けられ、
前記緩和部形成工程において、
前記水晶ウエハを平面視して、前記凹部の開口部が、円弧形状となっており、円弧の円の中心が前記水晶ウエハの外縁側に位置している水晶素子の製造方法。 A quartz wafer forming step of forming a flat quartz wafer having a crystal axis consisting of an X axis, a Y axis and a Z axis which are orthogonal to each other;
A relaxation portion forming step of providing a plurality of concave portions in an outer edge portion of the quartz wafer along the outer edge of the quartz wafer so as to form at least two rows or two columns and in a staggered arrangement to form relaxing portions. When,
A crystal piece forming step of forming a crystal piece fixed at a predetermined side of the main surface at a predetermined position of the crystal wafer while forming a substantially rectangular parallelepiped shape;
A metal pattern forming step of forming a metal pattern to be an excitation electrode portion, a lead-out portion and a wiring portion at a predetermined position of the crystal piece portion;
And Separating the quartz crystal piece into pieces by breaking or cutting a predetermined side of the quartz crystal piece part formed on the quartz crystal wafer.
In the relief portion forming step, the bottom surface of the recess provided on the top surface of the relief portion and the bottom surface of the recess provided on the bottom surface of the relief portion do not overlap when viewed through a plane. And
In the relaxation portion forming step,
A method of manufacturing a quartz crystal element , wherein the opening of the concave portion has an arc shape in plan view of the crystal wafer, and the center of the circle of the arc is located on the outer edge side of the crystal wafer .
前記緩和部形成工程において、In the relaxation portion forming step,
前記水晶ウエハを平面視して、In plan view of the crystal wafer,
前記緩和部が、前記凹部の開口部が前記水晶ウエハの外縁側に設けられた第一緩和部と、前記第一緩和部より内側に設けられた第二緩和部とで構成されており、The relief portion is constituted by a first relief portion in which the opening of the recess is provided on the outer edge side of the crystal wafer, and a second relief portion provided inside the first relief portion.
前記第一緩和部に設けられた前記凹部の開口部において、In the opening of the recess provided in the first relief portion,
隣接する開口部の端部間の距離が、前記第二緩和部に設けられた前記凹部の開口部の端部間の距離より、短くなっている水晶素子の製造方法。The manufacturing method of the crystal element whose distance between the edge parts of an adjacent opening is shorter than the distance between the edge parts of the opening of the said recessed part provided in the said 2nd relaxation part.
前記緩和部形成工程において、In the relaxation portion forming step,
前記凹部の開口部の端部が丸みを帯びている水晶素子の製造方法。The manufacturing method of the crystal element in which the edge part of the opening part of the said recessed part is rounded.
前記緩和部形成工程において、In the relaxation portion forming step,
前記凹部が前記水晶ウエハの上面および前記水晶ウエハの下面に形成されている水晶素子の製造方法。A manufacturing method of a crystal element in which the crevice is formed in the upper surface of the crystal wafer, and the undersurface of the crystal wafer.
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