JP6618758B2 - 圧電振動片の製造方法、及び圧電振動片 - Google Patents

Description

本発明は、圧電振動片の製造方法に関するものである。

例えば、携帯電話や携帯情報端末機器等の電子機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等に用いられるデバイスとして、水晶等を利用した圧電振動子が用いられる。この種の圧電振動子として、キャビティが形成されたパッケージ内に圧電振動片を気密封止したものが知られている。

上述した圧電振動片は、基部と、基部から互いに平行に延設された一対の振動腕部と、を備えている。圧電振動片は、各振動腕部が基端部（基部との連結部分）を起点にして互いに接近・離間する方向に所定の共振周波数で振動する。

ここで、圧電振動片（振動腕部）の周波数の調整方法として、振動腕部の先端部に重り金属膜を予め形成し、この重り金属膜を部分的に除去（トリミング）して振動腕部の質量を調整することで、振動腕部の周波数が目標値となるように調整する方法がある。例えば下記特許文献１には、重り金属膜に対してレーザビームを照射して重り金属膜を部分的に除去して共振周波数の粗調整を行った後、重り金属膜に対してイオンビームを照射して共振周波数の微調整を行う構成が開示されている。

特開２０１３−１１８６５２号公報

ところで、重り金属膜のトリミング時には、開口部を有するマスクを用い、開口部を通して重り金属膜をトリミングする場合がある。この場合には、重り金属膜に対する開口部の位置がずれることで、開口部を通して露出する重り金属膜の面積が変動してトリミングされる重り金属膜の質量がばらつき、圧電振動片の周波数が目標値に対してばらつくおそれがある。したがって、従来の圧電振動片の製造方法にあっては、圧電振動片の周波数を目標値に対して高精度に調整し、振動特性に優れた高品質な圧電振動片を製造するという点で改善の余地がある。

そこで本発明は、振動特性に優れた高品質な圧電振動片の製造方法を提供するものである。

本発明の圧電振動片の製造方法は、開口部を有するマスクを第１方向に延びる一対の振動腕部上にセットするマスクセット工程と、前記一対の振動腕部上に形成された周波数調整用の重り金属膜のうち、前記開口部を通して露出する部分を除去するトリミング工程と、を備え、前記マスクにおいて前記開口部の前記第１方向における開口寸法は、前記重り金属膜の前記第１方向における寸法よりも小さい、ことを特徴とする。
本発明によれば、マスクの開口部の第１方向における開口寸法が重り金属膜の第１方向における寸法よりも小さいので、マスクの開口部を通して重り金属膜のみが露出し易くなる。すなわち、マスクセット工程において振動腕部に対するマスクの位置が所望の位置から第１方向にずれた場合であっても、重り金属膜以外の領域が開口部を通して露出することを抑制できる。このため、マスクの開口部を通して露出する重り金属膜の面積の変動を抑えることができ、トリミング工程において除去される重り金属膜の量（以下、単に「トリミング量」という）を安定させることができる。これにより、圧電振動片の周波数を目標値に対してより高精度に調整することが可能となる。したがって、振動特性に優れた高品質な圧電振動片を製造できる。

上記の圧電振動片の製造方法において、前記マスクセット工程では、前記開口部の開口縁のうち、前記第１方向における前記振動腕部の先端寄りに位置する部分が、前記重り金属膜のうち、前記第１方向における前記振動腕部の先端寄りの端縁よりも基端寄りに位置するように、前記マスクをセットする、ことが望ましい。
本発明によれば、重り金属膜のうち振動腕部の先端寄りの端縁をマスクにより覆うことができるので、重り金属膜のうちトリミングにより形成された凹部よりも先端側に位置する部分（以下、「残存部」という）の第１方向における寸法を確保できる。したがって、残存部の意図しない欠け等による脱落を防止できる。これにより、トリミング工程でのトリミング量を安定させることができ、振動特性に優れた高品質な圧電振動片を製造できる。

上記の圧電振動片の製造方法において、前記マスクセット工程では、前記開口部の開口縁のうち、前記第１方向における前記振動腕部の基端寄りに位置する部分が、前記重り金属膜のうち、前記第１方向における前記振動腕部の基端寄りの端縁よりも先端寄りに位置するように、前記マスクをセットする、ことが望ましい。
本発明によれば、重り金属膜のうち振動腕部の基端寄りの端縁をマスクにより覆うことができるので、振動腕部上における重り金属膜の形成領域外の部分がトリミング工程において加工されることを抑制できる。これにより、圧電振動片の振動特性が悪化することを防止できる。

上記の圧電振動片の製造方法において、前記振動腕部の先端部には、基端部に比べて幅広に形成された錘部が形成され、前記重り金属膜は、少なくとも前記錘部に形成され、前記マスクセット工程では、前記開口部の開口縁のうち、前記第１方向における前記振動腕部の基端寄りに位置する部分が、前記第１方向における前記錘部の基端寄りの端縁よりも先端寄りに位置するように、前記マスクをセットする、ことが望ましい。
ところで、マスクの位置が第１方向においてずれ、開口部における振動腕部の基端寄りの開口縁が錘部の基端寄りの端縁よりも振動腕部の基端寄りに位置していると、開口部を通して振動腕部の基端部及び錘部の両方が露出する。このため、重り金属膜が錘部から振動腕部の基端部に亘って形成されている場合、マスクの開口部の位置が第１方向においてずれることで、開口部を通して露出する重り金属膜の面積が変動する。
本発明によれば、マスクの開口部における振動腕部の基端寄りの開口縁が錘部の基端寄りの端縁よりも先端寄りに位置するので、重り金属膜のうち振動腕部の基端部上に位置する部分が開口部を通して露出することを防止できる。このため、マスクの位置が所望の位置から第１方向にずれた場合であっても、開口部を通して露出する重り金属膜の面積の変動を抑えることができる。これにより、振動腕部の周波数を目標値に対してより高精度に調整することが可能となる。したがって、振動特性に優れた高品質な圧電振動片を製造できる。
また、重り金属膜が錘部のみに形成されている場合であっても、振動腕部の励振に寄与する振動腕部の基端部がトリミングされることを防止できるので、圧電振動片の振動特性が悪化することを防止できる。

本発明によれば、マスクの開口部の第１方向における開口寸法が重り金属膜の第１方向における寸法よりも小さいので、マスクの開口部を通して重り金属膜のみが露出し易くなる。すなわち、マスクセット工程において振動腕部に対するマスクの位置が所望の位置から第１方向にずれた場合であっても、重り金属膜以外の領域が開口部を通して露出することを抑制できる。このため、マスクの開口部を通して露出する重り金属膜の面積の変動を抑えることができ、トリミング工程において除去される重り金属膜の量（以下、単にトリミング量という）を安定させることができる。これにより、圧電振動片の周波数を目標値に対してより高精度に調整することが可能となる。したがって、振動特性に優れた高品質な圧電振動片を製造できる。

本発明の実施形態に係る圧電振動子の外観斜視図である。 封口板を取り外した状態を示す圧電振動子の平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図である。 本発明の実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。 圧電振動片の平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 第１周波数調整工程を説明するための工程図であって、圧電振動片が形成されたウエハの部分平面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に相当する断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
＜圧電振動子＞
図１は本発明の実施形態に係る圧電振動子１の外観斜視図である。図２は封口板６を取り外した状態を示す圧電振動子１の平面図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図である。図４は実施形態に係る圧電振動子１の分解斜視図である。
図１〜図４に示すように、圧電振動子１は、いわゆるセラミックパッケージタイプの表面実装型振動子であって、内部に気密封止されたキャビティＣを有するパッケージ２と、キャビティＣ内に収容された圧電振動片３と、を備えている。なお、圧電振動子１は、直方体状を呈している。したがって、本実施形態では平面視において圧電振動子１の長手方向を長手方向Ｌといい、短手方向を幅方向Ｗといい、これら長手方向Ｌ及び幅方向Ｗに対して直交する方向を厚さ方向Ｔという。

パッケージ２は、パッケージ本体５と、パッケージ本体５に接合されるとともに、パッケージ本体５との間にキャビティＣを形成する封口板６と、を備えている。
パッケージ本体５は、互いに重ね合わされた状態で接合された第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１と、第２ベース基板１１上に接合されたシールリング１２と、を備えている。

第１ベース基板１０は、厚さ方向Ｔから見た平面視で長方形状を呈するセラミックス製の基板とされ、その上面がキャビティＣの底部を構成する。第１ベース基板１０の下面には、一対の外部電極２１Ａ，２１Ｂが長手方向Ｌに間隔をあけて形成されている。外部電極２１Ａ，２１Ｂは、例えば蒸着やスパッタリング等で形成された単一金属による単層膜、または異なる金属が積層された積層膜により構成されている。
第２ベース基板１１は、平面視外形が第１ベース基板１０と同形状を呈するセラミックス製の基板であって、第１ベース基板１０上に重ねられた状態で焼結等によって一体的に接合されている。なお、各ベース基板１０，１１に用いられるセラミックス材料としては、例えばアルミナ製のＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）や、ガラスセラミックス製のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）等を用いることが可能である。

図２〜図４に示すように、第２ベース基板１１には、第２ベース基板１１を厚さ方向Ｔに貫通する貫通部１１ａが形成されている。貫通部１１ａは、平面視で長方形状を呈し、その四隅が丸みを帯びている。貫通部１１ａの内側面において、幅方向Ｗの両側に位置する部分には、幅方向Ｗの内側に向けて突出する実装部１４Ａ，１４Ｂが各別に形成されている。なお、実装部１４Ａ，１４Ｂは、第２ベース基板１１における長手方向Ｌの中央部分に位置している。

実装部１４Ａ，１４Ｂ上には、圧電振動片３との接続電極である一対の電極パッド２０Ａ，２０Ｂが形成されている。電極パッド２０Ａ，２０Ｂは、上述した外部電極２１Ａ，２１Ｂと同様に、例えば蒸着やスパッタリング等で形成された単一金属による単層膜、または異なる金属が積層された積層膜により構成されている。電極パッド２０Ａ，２０Ｂ及び外部電極２１Ａ，２１Ｂは、各ベース基板１０，１１を厚さ方向Ｔで貫通する図示しない貫通配線を介して互いにそれぞれ導通している。

各ベース基板１０，１１の四隅には、平面視１／４円弧状の切欠部１５が、両ベース基板１０，１１の厚さ方向Ｔの全体に亘って形成されている。各ベース基板１０，１１は、例えばウエハ状のセラミックス基板を２枚重ねて接合した後、両セラミックス基板を貫通する複数のスルーホールを行列状に形成し、各スルーホールを基準としながら両セラミックス基板を格子状に切断することで作製される。その際、スルーホールが４分割されることで、上述した切欠部１５が構成される。

シールリング１２は、各ベース基板１０，１１の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であって、第２ベース基板１１の上面に接合されている。具体的に、シールリング１２は、銀ロウ等のロウ材やはんだ材等による焼付けによって第２ベース基板１１上に接合、または第２ベース基板１１上に形成された金属接合層に対する溶着等によって接合されている。シールリング１２は、第２ベース基板１１（貫通部１１ａ）の内側面とともにキャビティＣの側壁を構成する。なお、図示の例において、シールリング１２の内側面は、第２ベース基板１１の内側面と面一に配置されている。

シールリング１２の材料としては、例えばニッケル基合金等が挙げられ、具体的にはコバール、エリンバー、インバー、４２−アロイ等から選択すれば良い。特に、シールリング１２の材料としては、セラミックス製とされている各ベース基板１０，１１に対して熱膨張係数が近いものを選択することが好ましい。例えば、ベース基板１０，１１として熱膨張係数６．８×１０^-6／℃のアルミナを用いる場合には、シールリング１２として熱膨張係数５．２×１０^-6／℃のコバールや、熱膨張係数４．５〜６．５×１０^-6／℃の４２−アロイを用いることが好ましい。

封口板６は、導電性基板からなり、シールリング１２上に接合されてパッケージ本体５内を気密に封止している。そして、シールリング１２、封口板６、及び各ベース基板１０，１１により画成された空間は、気密封止されたキャビティＣを構成する。

＜圧電振動片＞
図５は圧電振動片３の平面図である。
図５に示すように、圧電振動片３は、水晶やタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。なお、圧電振動子１の長手方向Ｌ、幅方向Ｗ及び厚さ方向Ｔは、圧電振動片３の長手方向、幅方向及び厚さ方向それぞれと一致している。

圧電振動片３は、基部３０と、基部３０から長手方向Ｌ（第１方向）に延設された一対の振動腕部（第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２）と、基部３０に対して幅方向Ｗの両側に位置する一対の支持腕部（第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４）と、を備えている。
各振動腕部３１，３２は、基部３０から片持ち状に延設されるとともに、幅方向Ｗに並んで配置されている。各振動腕部３１，３２は、基端部を固定端とし、先端部を自由端として互いに接近・離間する方向（幅方向Ｗ）に振動する。各振動腕部３１，３２は、基端部に位置する本体部３１Ａ，３２Ａと、先端部に位置する錘部３１Ｂ，３２Ｂと、を有している。

本体部３１Ａ，３２Ａにおける厚さ方向Ｔの両面には、厚さ方向Ｔに窪むとともに、長手方向Ｌに延びる溝部３７が形成されている。なお、本体部３１Ａ，３２Ａの外面上には、各振動腕部３１，３２を幅方向Ｗに振動させる２系統の励振電極（不図示）が形成されている。各励振電極は、例えばＣｒ−Ａｕの積層膜とされ、互いに電気的に絶縁された状態でパターニングされている。

図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
図５、図６に示すように、錘部３１Ｂ，３２Ｂは、それぞれ本体部３１Ａ，３２Ａの先端部から長手方向Ｌに延設されている。錘部３１Ｂ，３２Ｂは、一定の幅で延設され、本体部３１Ａ，３２Ａよりも幅方向Ｗにおける幅が広くなっている。これにより、各振動腕部３１，３２の先端部の質量及び振動時の慣性モーメントを増大させることができ、錘部３１Ｂ，３２Ｂを有しない圧電振動片と比較して各振動腕部３１，３２の長さを短縮できる。

錘部３１Ｂ，３２Ｂの表面（厚さ方向Ｔにおける一方側の主面）には、重り金属膜４０が形成されている。重り金属膜４０は、各振動腕部３１，３２の先端部における質量を増加させ、各振動腕部３１，３２の長さの短縮に伴う周波数の上昇を抑制する。なお、重り金属膜４０は、例えばＡｕやＡｇ等からなり、厚さが１〜１０μｍ程度になっている。

ここで、各重り金属膜４０の中央部には、厚さ方向Ｔに窪む凹部４１が形成されている。凹部４１は、後述する周波数調整工程において、重り金属膜４０がイオンミリングで部分的に除去（トリミング）されることにより形成される。本実施形態の凹部４１は、重り金属膜４０を幅方向Ｗの両側に向けて開放される一方、厚さ方向Ｔには貫通していない。なお、図６に示す例では、長手方向Ｌに沿う縦断面視において、凹部４１は、中央部が長手方向Ｌに沿って延びる直線状とされ、基端部及び先端部が中央部から長手方向Ｌで離間するに従い深さが浅くなる曲線状とされている。

図５に示すように、基部３０は、各振動腕部３１，３２の基端部を一体に連結している。基部３０における幅方向Ｗの両端面は、振動腕部３１，３２（本体部３１Ａ，３２Ａ）よりも外側に位置している。

各支持腕部３３，３４は、平面視でＬ字状を呈し、基部３０及び振動腕部３１，３２（本体部３１Ａ，３２Ａ）を幅方向Ｗの外側から取り囲んでいる。具体的に、各支持腕部３３，３４は、基部３０における幅方向Ｗの両端面から幅方向Ｗの外側に向けて突設された後、長手方向Ｌに沿って各振動腕部３１，３２と平行に延在している。各支持腕部３３，３４の裏面（厚さ方向Ｔにおける他方側の主面）には、圧電振動片３をパッケージ２に実装する際のマウント部として、図示しないマウント電極がそれぞれ設けられている。各マウント電極は、各支持腕部３３，３４の先端部に形成されている。

各マウント電極は、上述した各励振電極のうち対応する励振電極に図示しない引き回し電極を介してそれぞれ接続されている。引き回し電極は、各支持腕部３３，３４それぞれから基部３０を経由して各振動腕部３１，３２に至る経路に形成されている。

図２〜図４に示すように、上述した圧電振動片３は、気密封止されたパッケージ２のキャビティＣ内に収容されている。具体的に、圧電振動片３は、キャビティＣ内において、支持腕部３３，３４の各マウント電極がパッケージ２の実装部１４Ａ，１４Ｂに形成された各電極パッド２０Ａ，２０Ｂ上にそれぞれ導電性接着剤を介して実装されている。これにより、キャビティＣ内において、圧電振動片３がベース基板１０，１１から浮いた状態で支持されるとともに、導電性接着剤を介してマウント電極及び電極パッド２０Ａ，２０Ｂ間が接続される。なお、上述した導電性接合材として、導電性接着剤の代わりに金属バンプを使用することも可能である。導電性接着剤と金属バンプの共通点は、接合初期の段階において流動性を持ち、接合後期の段階において固化して接合強度を発現する性質を有する導電性接合材ということである。

このように構成された圧電振動子１を作動させるには、外部電極２１Ａ，２１Ｂ（図３参照）に所定の電圧を印加する。すると、各励振電極に電流が流れ、各励振電極間に電界が発生する。各振動腕部３１，３２は、各励振電極間に発生する電界による逆圧電効果によって例えば互いに接近・離間する方向（幅方向Ｗ）に所定の共振周波数で振動する。そして、各振動腕部３１，３２の振動は、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等に用いられる。

＜圧電振動子の製造方法＞
次に、本実施形態の圧電振動子１の製造方法について説明する。なお、以下の説明における各構成部品の符号については、図１から図６を参照されたい。
まず、圧電振動片３を作成する。具体的には、フォトリソグラフィ技術によってウエハ５０（図７参照）の両面に、圧電振動片３の図示しない外形パターンを形成する。このとき、ウエハ５０上に複数の外形パターンを形成する（外形形成工程）。次いで、外形パターンをマスクとして、ウエハ５０の両面をそれぞれエッチング加工する。これにより、外形パターンでマスクされていない領域を選択的に除去して、圧電振動片３の外形形状が形成される。なお、この状態で各圧電振動片３は、ウエハ５０の連結部５１（図７参照）を介して連結された状態となっている。

次に、各振動腕部３１，３２に対してエッチング加工を施し、各振動腕部３１，３２の両主面に溝部３７を形成する（溝部形成工程）。
続いて、複数の圧電振動片３の外面上に電極膜をパターニングして、励振電極、引き回し電極及びマウント電極をそれぞれ形成する（電極形成工程）。具体的には、複数の圧電振動片３の外面に、蒸着やスパッタリング等により電極膜を成膜し、その後電極膜にエッチング加工を施すことにより形成する。
そして、振動腕部３１，３２における錘部３１Ｂ，３２Ｂの表面に周波数調整用の重り金属膜４０を形成する（重り金属膜形成工程）。なお、電極形成工程と重り金属膜形成工程とを一括で行っても構わない。

図７、図８は、第１周波数調整工程を説明するための工程図であって、図７は圧電振動片３が形成されたウエハ５０の部分平面図であり、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に相当する断面図である。
次に、図７、図８に示すように、ウエハ５０に形成された各圧電振動片３に対して共振周波数を粗調整する第１周波数調整工程を行う。本実施形態の第１周波数調整工程は、イオンミリングによって重り金属膜４０を部分的に除去（トリミング）する。具体的には、まず図示しないチャンバ内の治具にウエハ５０をセットする。続いて、ウエハ５０上にマスク６２をセットする（マスクセット工程）。マスク６２は、ウエハ５０の表面全体を覆う。マスク６２には、重り金属膜４０のうちトリミングすべき領域（以下、トリミング領域Ｒという）に開口部６１が形成されている。開口部６１は、ウエハ５０上で幅方向Ｗに並んだ各圧電振動片３のうち両重り金属膜４０のトリミング領域Ｒに対応する部分をまとめて露出させている。

ここで、マスク６２において開口部６１の長手方向Ｌにおける開口寸法Ｌ１は、重り金属膜４０の長手方向Ｌにおける寸法Ｌ２よりも小さくなっている。そして、開口部６１の開口縁のうち、長手方向Ｌにおける振動腕部３１，３２の先端寄りに位置する部分が、重り金属膜４０のうち、長手方向Ｌにおける振動腕部３１，３２の先端寄りの端縁よりも基端寄りに位置するように、マスク６２をセットする。さらに、開口部６１の開口縁のうち、長手方向Ｌにおける振動腕部３１，３２の基端寄りに位置する部分が、重り金属膜４０のうち長手方向Ｌにおける振動腕部３１，３２の基端寄りの端縁、及び長手方向Ｌにおける錘部３１Ｂ，３２Ｂの基端寄りの端縁よりも先端寄りに位置するように、マスク６２をセットする。したがって、本実施形態では、重り金属膜４０のうち、先端部及び基端部がマスク６２に覆われ、中央部が開口部６１を通して露出している。

続いて、チャンバ内にセットされたウエハ５０に対してイオンミリングを行う（トリミング工程）。具体的には、チャンバ内を減圧するとともに、チャンバ内にアルゴン等のプロセスガスを導入する。この状態で加速電圧を印加すると、イオン化したプロセスガスがマスク６２の開口部６１を通して重り金属膜４０のトリミング領域Ｒに衝突する。これにより、トリミング領域Ｒの重り金属膜４０が表層部分から弾き飛ばされ、重り金属膜４０に上述した凹部４１が形成される。そして、重り金属膜４０がトリミングされ、振動腕部３１，３２の質量が変化することで振動腕部３１，３２の周波数（圧電振動片３の周波数）が変化する。なお、第１周波数調整工程でのトリミング量は、ウエハ５０に形成された全ての圧電振動片３の周波数をまとめて測定し、測定された周波数と予め定められた目標周波数との差に応じて決定する。この場合、トリミング量は、重り金属膜４０が厚さ方向Ｔで貫通しない深さに設定される。また、トリミング領域Ｒから弾き飛ばされた重り金属膜４０の粒子は、主にマスク６２の開口部６１を通してウエハ５０から離脱する。

第１周波数調整工程の後、ウエハ５０の連結部５１を切断して各圧電振動片３をウエハ５０から切り離す個片化工程を行う。これにより、１枚のウエハ５０から、圧電振動片３を一度に複数製造することができる。

次に、パッケージ本体５の電極パッド２０Ａ，２０Ｂ上に導電性接着剤を塗布した後、各導電性接着剤に圧電振動片３の対応する支持腕部３３，３４を載置する。その後、圧電振動片３が載置されたパッケージ本体５をベークし、導電性接着剤を乾燥させる。これにより、圧電振動片３がパッケージ本体５に実装される。

続いて、パッケージ本体５に実装された圧電振動片３に対して共振周波数を微調整する第２周波数調整工程を行う。本実施形態の第２周波数調整工程は、上述した第１周波数調整工程と同様にイオンミリングによってトリミング領域Ｒの重り金属膜４０をトリミングする。すなわち、イオン化したプロセスガスを、マスク６２の開口部６１を通して重り金属膜４０のトリミング領域Ｒに衝突させ、トリミング領域Ｒを表層部分から弾き飛ばす。このとき、第２周波数調整工程では、第１周波数調整工程に比べて例えば加速電圧を低くすることで、第１周波数調整工程に比べてエッチングレートを小さく設定する（例えば、半分以下程度）。これにより、圧電振動片３の周波数を、公称周波数の所定範囲内に収まるように微調整することができる。また、第２周波数調整工程でのトリミング量は、外部電極２１Ａ，２１Ｂ（図１参照）に電圧を印加して圧電振動片３を振動させ、測定された周波数と予め定められた目標周波数との差に応じて決定する。この場合、トリミング量は、重り金属膜４０が厚さ方向Ｔで貫通しない深さに設定される。

第２周波数調整工程の終了後、パッケージ本体５のシールリング１２に封口板６を接合し、パッケージ本体５を封止して、パッケージ２とする。なお、封口板６の接合方法としては、例えばローラ電極を接触させることによるシーム溶接や、レーザ溶接、超音波溶接等が挙げられる。また、封口板６とシールリング１２との溶接をより確実なものとするため、互いになじみの良いニッケルや金等の接合層を、少なくとも封口板６の下面と、シールリング１２の上面とにそれぞれ形成することが好ましい。
これにより、本実施形態の圧電振動子１が完成する。

このように、本実施形態によれば、マスク６２の開口部６１の長手方向Ｌにおける開口寸法Ｌ１が、重り金属膜４０の長手方向Ｌにおける寸法Ｌ２よりも小さいので、マスク６２の開口部６１を通して重り金属膜４０のみが露出し易くなる。すなわち、マスクセット工程において振動腕部３１，３２に対するマスク６２の位置が所望の位置から長手方向Ｌにずれた場合であっても、重り金属膜４０以外の領域が開口部６１を通して露出することを抑制できる。このため、マスク６２の開口部６１を通して露出する重り金属膜４０の面積の変動を抑えることができ、トリミング工程において除去される重り金属膜４０のトリミング量を安定させることができる。これにより、圧電振動片３の周波数を目標値に対してより高精度に調整することが可能となる。したがって、振動特性に優れた高品質な圧電振動片３を製造できる。

また、本実施形態のマスクセット工程では、マスク６２の開口部６１の開口縁のうち、長手方向Ｌにおける振動腕部３１，３２の先端寄りに位置する部分が、重り金属膜４０のうち、長手方向Ｌにおける振動腕部３１，３２の先端寄りの端縁よりも基端寄りに位置するようにマスク６２をセットする。
この方法によれば、重り金属膜４０のうち振動腕部３１，３２の先端寄りの端縁をマスク６２により覆うことができるので、重り金属膜４０のうちトリミングにより形成された凹部４１よりも先端側に位置する部分（以下、「残存部」という）の長手方向Ｌにおける寸法を確保できる。したがって、残存部の意図しない欠け等による脱落を防止できる。これにより、トリミング工程でのトリミング量を安定させることができ、振動特性に優れた高品質な圧電振動片３を製造できる。

また、本実施形態のマスクセット工程では、マスク６２の開口部６１の開口縁のうち、長手方向Ｌにおける振動腕部３１，３２の基端寄りに位置する部分が、重り金属膜４０のうち、長手方向Ｌにおける振動腕部３１，３２の基端寄りの端縁よりも先端寄りに位置するようにマスク６２をセットする。
この方法によれば、重り金属膜４０のうち振動腕部３１，３２の基端寄りの端縁をマスク６２により覆うことができるので、振動腕部３１，３２上における重り金属膜４０の形成領域外の部分がトリミング工程において加工されることを抑制できる。したがって、例えば励振電極等がトリミングされて断線する等により、圧電振動片３の振動特性が悪化することを防止できる。

また、マスクセット工程において、マスク６２の開口部６１における振動腕部３１，３２の基端寄りの開口縁が錘部３１Ｂ，３２Ｂの基端寄りの端縁よりも先端寄りに位置するので、振動腕部３１，３２の本体部３１Ａ，３２Ａが開口部６１を通して露出することを防止できる。これにより、振動腕部３１，３２の励振に寄与する振動腕部３１，３２の本体部３１Ａ，３２Ａがトリミングされることを防止できるので、圧電振動片３の振動特性が悪化することを防止できる。

また、本実施形態では、重り金属膜４０のトリミングをイオンミリングで行うことで、重り金属膜４０の厚さに関わらず、重り金属膜４０をトリミングできるので、圧電振動片３の小型化に伴う重り金属膜４０の厚膜化に対応できる。
さらに、本実施形態では、第２周波数調整工程のエッチングレートを第１周波数調整工程よりも小さく設定しているため、振動腕部３１，３２の周波数を目標周波数により近付くように微調整できる。これにより、更なる高品質化を図ることができる。

なお、上記実施形態では、重り金属膜４０が錘部３１Ｂ，３２Ｂ上のみに形成されていたが、これに限られない。例えば、重り金属膜４０は、錘部３１Ｂ，３２Ｂから本体部３１Ａ，３２Ａに亘って形成されていても構わない。

ここで、マスクセット工程においてセットされたマスク６２の位置が長手方向Ｌにおいてずれ、開口部６１における振動腕部３１，３２の基端寄りの開口縁が、錘部３１Ｂ，３２Ｂの基端寄りの端縁よりも振動腕部３１，３２の基端寄りに位置していると、開口部６１を通して振動腕部３１，３２の本体部３１Ａ，３２Ａ及び錘部３１Ｂ，３２Ｂの両方が露出する。このため、仮に重り金属膜４０が錘部３１Ｂ，３２Ｂから振動腕部３１，３２の本体部３１Ａ，３２Ａに亘って形成されている場合、マスク６２の開口部６１の位置が長手方向Ｌにおいてずれることで、開口部６１を通して露出する重り金属膜４０の面積が変動する。

本実施形態のマスクセット工程では、マスク６２の開口部６１の開口縁のうち、長手方向Ｌにおける振動腕部３１，３２の基端寄りに位置する部分が、長手方向Ｌにおける錘部３１Ｂ，３２Ｂの基端寄りの端縁よりも先端寄りに位置するようにマスク６２をセットする。
この方法によれば、マスク６２の開口部６１における振動腕部３１，３２の基端寄りの開口縁が錘部３１Ｂ，３２Ｂの基端寄りの端縁よりも先端寄りに位置するので、重り金属膜４０のうち振動腕部３１，３２の本体部３１Ａ，３２Ａ上に位置する部分が開口部６１を通して露出することを防止できる。このため、マスク６２の位置が所望の位置から長手方向Ｌにずれた場合であっても、開口部６１を通して露出する重り金属膜４０の面積の変動を抑えることができる。これにより、振動腕部３１，３２の周波数を目標値に対してより高精度に調整することが可能となる。したがって、振動特性に優れた高品質な圧電振動片３を製造できる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上述した実施形態では、第１周波数調整工程をパッケージ本体５への実装前に行い、第２周波数調整工程をパッケージ本体５への実装後に行う構成について説明したが、これに限らず、各周波数調整工程を行うタイミングは適宜変更が可能である。また、上述した実施形態では、圧電振動片３がウエハ５０に連結された状態で第１周波数調整工程を行う構成について説明したが、個片化後、実装前の圧電振動片３に対して第１周波数調整工程を行っても構わない。

また、上述した実施形態では、第１周波数調整工程及び第２周波数調整工程のエッチングレートの異なる周波数調整工程を２回行う構成について説明したが、これに限らず、周波数工程は１回行う構成であってもよい。
また、上述した実施形態では、重り金属膜４０のトリミングをイオンミリングで行っているが、これに限定されず、レーザビームによってトリミングしてもよい。

さらに、上述した実施形態では、各支持腕部３３，３４が各振動腕部３１，３２に対して幅方向Ｗの外側に配置された、いわゆるサイドアーム型の圧電振動片３に本発明を採用した場合について説明したが、これに限られない。すなわち、圧電振動片３は、一対の振動腕部３１，３２を有していればよく、例えば１つの支持腕部が一対の振動腕部の間に配置された、いわゆるセンターアーム型の圧電振動片や、支持腕部を備えていない、いわゆる音叉型の振動片であってもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

３…圧電振動片 ３１…第１振動腕部（振動腕部） ３１Ａ…第１振動腕部の本体部（基端部） ３１Ｂ，３２Ｂ…錘部 ３２…第２振動腕部（振動腕部） ３２Ａ…第２振動腕部の本体部（基端部） ４０…重り金属膜 ６１…開口部 ６２…マスク Ｌ…長手方向（第１方向）

Claims (4)

1. 開口部を有するマスクを第１方向に延びる一対の振動腕部上にセットするマスクセット工程と、
   前記一対の振動腕部上に形成された周波数調整用の重り金属膜のうち、前記開口部を通して露出する部分を除去するトリミング工程と、
   を備え、
   前記マスクにおいて前記開口部の前記第１方向における開口寸法は、前記重り金属膜の前記第１方向における寸法よりも小さく、
   前記開口部は、前記第１方向と直交する方向に並んだ圧電振動片のうち、前記重り金属膜に対応する部分をまとめて露出させ、
   前記マスクセット工程では、前記開口部の開口縁のうち、前記第１方向における前記振動腕部の先端寄りに位置する部分が、前記重り金属膜のうち、前記第１方向における前記振動腕部の先端寄りの端縁よりも基端寄りに位置するように、前記マスクをセットし、さらに、前記開口部の開口縁のうち、前記第１方向における前記振動腕部の基端寄りに位置する部分が、前記重り金属膜のうち、前記第１方向における前記振動腕部の基端寄りの端縁よりも先端寄りに位置するように、前記マスクをセットする、
   ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
2. 前記振動腕部の先端部には、基端部に比べて幅広に形成された錘部が形成され、
   前記重り金属膜は、少なくとも前記錘部に形成され、
   前記マスクセット工程では、前記開口部の開口縁のうち、前記第１方向における前記振動腕部の基端寄りに位置する部分が、前記第１方向における前記錘部の基端寄りの端縁よりも先端寄りに位置するように、前記マスクをセットする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片の製造方法。
3. 基部と
   前記基部から第１方向に片持ち状に延設され、前記基部とは反対の先端部に金属膜が形成された一対の振動腕部を備え、
   前記金属膜は、前記第１方向中央部に厚さ方向に窪む凹部が形成され、基端側及び先端側が厚く、
   前記凹部の中央部は前記第１方向沿って延びる直線状であり、前記凹部の基端部及び先端部が前記中央部から前記第１方向で離間するに従い深さが浅くなる曲線状であり、
   前記凹部の前記第１方向に直行する前記振動腕の幅方向は、深さが浅くなる箇所がない、
   ことを特徴とする圧電振動片。
4. さらに、前記基部における前記幅方向の両端面から前記幅方向の外側に向けて突設され、前記第１に沿って延在する支持腕を備え、
   前記支持腕は、前記第１方向において前記金属膜の位置までは至らない、
   ことを特徴とする請求項３に記載の圧電振動片。

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