JP6708224B2 - Tuning fork vibrator manufacturing method - Google Patents

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JP6708224B2 JP2018095810A JP2018095810A JP6708224B2 JP 6708224 B2 JP6708224 B2 JP 6708224B2 JP 2018095810 A JP2018095810 A JP 2018095810A JP 2018095810 A JP2018095810 A JP 2018095810A JP 6708224 B2 JP6708224 B2 JP 6708224B2
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Description

本発明は、各種電子機器のクロック源などに用いられる音叉型振動子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a tuning fork type vibrator used as a clock source for various electronic devices.

音叉型振動子は、特にクロック源として時計を含む各種電子機器に発振回路と共に内蔵される。 The tuning fork type oscillator is built in together with the oscillation circuit in various electronic devices including a clock as a clock source.

かかる音叉型振動子では、パッケージ内に片持ち支持された音叉型振動片が、外部からの衝撃によって厚さ方向に撓んだときに、音叉型振動片の腕部の、損傷によって最も周波数が変動する先端が、パッケージの底面に当接して大きな衝撃が加わってその角部が欠ける場合がある。 In such a tuning fork type vibrator, when the tuning fork type resonator element cantilevered in the package is bent in the thickness direction due to an external impact, the arm of the tuning fork type resonator element has the highest frequency due to damage. The fluctuating tip may come into contact with the bottom surface of the package, receive a large impact, and its corner may be chipped.

このため、例えば、特許文献1では、パッケージの底面に枕部を設け、衝撃で音叉型振動片が撓んだ際に、前記枕部に、腕部の先端に至る途中の部分が当接することによって、腕部の先端がパッケージの底面に当たって損傷するのを防止するようにしている。 Therefore, for example, in Patent Document 1, a pillow portion is provided on the bottom surface of the package, and when the tuning-fork type vibrating piece is bent by impact, a portion in the middle of the arm portion comes into contact with the pillow portion. This prevents the tip of the arm from hitting the bottom of the package and damaging it.

特許第5175128号公報Japanese Patent No. 5175128

近年では、各種電子機器の小型化に伴い、内蔵される音叉型振動子には、平面視矩形の外形寸法が、例えば1.2mm×1.0mm以下、厚さが0.35mm以下といった超小型、薄型のものが求められるようになっている。 In recent years, with the miniaturization of various electronic devices, the built-in tuning fork type vibrator has an ultra-small size such that the external dimensions of a rectangular shape in plan view are 1.2 mm×1.0 mm or less and the thickness is 0.35 mm or less , Thin type is required.

このような超小型、薄型の音叉型振動子では、上記のようにパッケージの底面に枕部を設けたものであっても、外部衝撃等によって、周波数変動を生じる場合がある。 In such an ultra-small and thin tuning fork type vibrator, even if the pillow portion is provided on the bottom surface of the package as described above, frequency fluctuation may occur due to external impact or the like.

これは、外部からの衝撃によって音叉型振動片が厚さ方向に撓んだときに、枕部によって、音叉型振動片の腕部の先端が、パッケージの底面に当接するのを阻止しても、音叉型振動片の腕部の先端が、パッケージの上面、すなわち、蓋体の内面に当接してその角部が欠け、周波数変動が生じるためである。 This is because even if the tip of the arm portion of the tuning fork type vibrating piece is prevented from coming into contact with the bottom surface of the package by the pillow portion when the tuning fork type vibrating piece is bent in the thickness direction due to an external impact. This is because the tip of the arm portion of the tuning-fork type vibrating piece comes into contact with the upper surface of the package, that is, the inner surface of the lid, and the corner thereof is cut off, resulting in frequency fluctuation.

本発明は、上記のような点に鑑みて為されたものであって、周波数変動を抑制した良好な耐衝撃性を有する音叉型振動子の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a tuning fork type vibrator having good shock resistance in which frequency fluctuation is suppressed.

本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

すなわち、本発明の音叉型振動子の製造方法は、ウェハに複数の音叉型振動片が一体的に連結された状態で、前記音叉型振動片の基部及び該基部から延出する複数の腕部に電極を形成する第1工程と、前記腕部の表裏主面の一方の主面の前記延出方向の端部に周波数調整用金属膜を形成する第2工程と、前記端部に形成した前記周波数調整用金属膜の一部を除去して周波数を調整する第3工程と、個々の音叉型振動片に分割した各音叉型振動片を、パッケージ本体の収納部に収容して前記パッケージ本体の開口部を蓋体で封止する第4工程とを備える音叉型振動子の製造方法であって、
前記第2工程で前記周波数調整用金属膜が形成される前記延出方向の端部は、前記延出方向に直交する幅方向に広い幅広の端部であり、前記第4工程では、各音叉型振動片は、前記一方の主面が前記蓋体に対向するように、前記基部が前記パッケージ本体の前記収納部の電極に接合され、第1工程における音叉型振動片の第1目標周波数と前記第2工程における第2目標周波数との周波数の差の絶対値に対する、前記第2目標周波数と前記第3工程における第3目標周波数との周波数の差の絶対値の比率が、0.5以下であり、前記第2工程では、周波数調整用金属膜を、9μm以上15μm以下の厚みで形成し、前記第3工程では、前記腕部の前記延出方向の前記幅広の端部に形成された前記周波数調整用金属膜を、前記幅広の端部の先端から、前記延出方向に沿って前記基部側へ向かって、前記延出方向に沿う前記周波数調整用金属膜の長さの半分以下の長さに亘って、前記音叉型振動片の素地が露出するように除去するものであり、前記第2工程で形成される前記周波数調整用金属膜は、その厚さをt(μm)、前記蓋体の内面から前記腕部の前記周波数調整用金属膜が形成されていない部分までの間隔をH(μm)とすると、t/Hが、0.25≦t/H≦0.43である
That is, in the method for manufacturing a tuning fork type vibrator of the present invention, a plurality of tuning fork type vibrating pieces are integrally connected to a wafer, and a base portion of the tuning fork type vibrating piece and a plurality of arm portions extending from the base portion. A step of forming an electrode on the second step, a second step of forming a frequency adjusting metal film on an end of the one main surface of the front and back main surfaces of the arm portion in the extending direction, and a second step of forming the electrode on the end The third step of removing a part of the frequency adjusting metal film to adjust the frequency, and the tuning fork type vibrating pieces divided into individual tuning fork type vibrating pieces are housed in a housing part of the package body to be packaged. And a fourth step of sealing the opening of the device with a lid,
The extending direction end portion where the frequency adjusting metal film is formed in the second step is a wide end portion in the width direction orthogonal to the extending direction, and in the fourth step, each tuning fork is formed. The mold vibrating piece has the base portion joined to the electrode of the housing portion of the package body so that the one main surface faces the lid, and the first target frequency of the tuning fork type vibrating piece in the first step is The ratio of the absolute value of the difference in frequency between the second target frequency and the third target frequency in the third step to the absolute value of the difference in frequency from the second target frequency in the second step is 0.5 or less. In the second step, the frequency adjusting metal film is formed to have a thickness of 9 μm or more and 15 μm or less, and in the third step, the frequency adjusting metal film is formed on the wide end portion of the arm portion in the extending direction. The frequency adjusting metal film, from the tip of the wide end, toward the base side along the extending direction, half or less of the length of the frequency adjusting metal film along the extending direction. The material of the tuning fork type resonator element is removed so as to be exposed over the length , and the frequency adjusting metal film formed in the second step has a thickness of t (μm), When the distance from the inner surface of the lid to the portion of the arm where the frequency adjusting metal film is not formed is H (μm), t/H is 0.25≦t/H≦0.43. ..

本発明の音叉型振動子の製造方法によると、複数の腕部に電極を形成する第1工程における第1目標周波数と腕部の端部に周波数調整用金属膜を形成する第2工程における第2目標周波数との周波数の差の絶対値に対して、前記第2目標周波数と前記周波数調整用金属膜の一部を除去して周波数を調整する第3工程における第3目標周波数との周波数の差の絶対値の比率が、0.5以下であるので、第1工程の第1目標周波数から第2工程の第2目標周波数へ移行する場合の周波数の変化幅に比べて、第2工程の第2目標周波数から第3工程の第3目標周波数へ移行する場合の周波数の変化幅が、0.5以下と小さくなる、すなわち、第2工程で腕部の端部に形成する周波数調整用金属膜の形成量に対する、第3工程で除去する周波数調整用金属膜の除去量の割合が小さくなる。 According to the method of manufacturing a tuning fork type vibrator of the present invention, the first target frequency in the first step of forming electrodes on the plurality of arms and the second step of forming the frequency adjusting metal film on the end portions of the arms. 2 With respect to the absolute value of the difference in frequency from the target frequency, the second target frequency and the frequency of the third target frequency in the third step of adjusting the frequency by removing a part of the frequency adjusting metal film are adjusted. Since the ratio of the absolute value of the difference is 0.5 or less, compared with the change width of the frequency in the case of shifting from the first target frequency of the first step to the second target frequency of the second step, When the frequency shifts from the second target frequency to the third target frequency in the third step, the change width of the frequency becomes as small as 0.5 or less, that is, the frequency adjusting metal formed at the end of the arm in the second step. The ratio of the amount of the frequency adjusting metal film removed in the third step to the amount of the film formed becomes small.

これによって、第3工程で周波数調整用金属膜の一部を除去して周波数を調整した後に、周波数調整用金属膜を十分に残存させることができ、外部からの衝撃によって、音叉型振動片の腕部が、蓋体側へ撓んだときに、残存する周波数調整用金属膜を、蓋体の内面に当接させることができ、これによって、腕部の先端が、蓋体の内面に当接するのを阻止して前記先端における角部が欠けるのを防止することができる。 As a result, after the frequency adjusting metal film is partially removed in the third step to adjust the frequency, the frequency adjusting metal film can be sufficiently left, and the impact from the outside causes the tuning fork type vibrating piece to move. When the arm portion is bent toward the lid body, the remaining frequency adjusting metal film can be brought into contact with the inner surface of the lid body, whereby the tip of the arm portion comes into contact with the inner surface of the lid body. Can be prevented and chipping of the corner at the tip can be prevented.

また、周波数調整用金属膜の厚さが9μm以上と厚いので、周波数調整のために、その一部が除去されても、十分に残存し、外部からの衝撃によって、音叉型振動片が蓋体側へ撓んだときに、残存する周波数調整用金属膜が、蓋体の内面に当接できると共に、当接時の衝撃を十分に緩和することができる。 In addition, since the thickness of the frequency adjusting metal film is as thick as 9 μm or more, even if a part of the metal film is removed for frequency adjustment, the tuning fork-type vibrating piece is sufficiently left by the impact from the outside. When bent, the remaining frequency-adjusting metal film can come into contact with the inner surface of the lid, and the impact at the time of contact can be sufficiently mitigated.

また、周波数調整用金属膜は、幅広の端部の先端から、腕部の長手方向に沿って、その長さの半分以下の長さに亘って除去される、すなわち、周波数調整用金属膜は、前記長手方向に沿って半分を超える長さに亘って残存するので、外部からの衝撃によって、音叉型振動片が蓋体側へ撓んだときに、残存する周波数調整用金属膜を、蓋体の内面に当接させることができ、これによって、腕部の先端が蓋体の内面に当接してその角部が欠けるのを阻止することができる。 Further, the frequency adjusting metal film is removed from the tip of the wide end along the longitudinal direction of the arm over a length of half or less of the length, that is, the frequency adjusting metal film is , The remaining frequency adjusting metal film remains when the tuning-fork vibrating piece is bent toward the lid due to an external impact, because the remaining metal film for frequency adjustment remains in the lid. It is possible to prevent the tip of the arm portion from coming into contact with the inner surface of the lid body to prevent the corner portion from being chipped.

本発明によれば、外部からの衝撃によって、音叉型振動片が、厚さ方向に撓んだときに、自由端である腕部の先端に至る途中の周波数調整用金属膜が、蓋体の内面に当接するので、腕部の先端が蓋体の内面に当接することがなく、したがって、損傷によって最も周波数変動が大きい腕部の前記先端における角部が欠けるのを防止することができる。これによって、外部からの衝撃による周波数の変動を抑制し、良好な耐衝撃性を有する音叉型振動子を得ることができる。 According to the present invention, when the tuning-fork vibrating piece is bent in the thickness direction due to an external impact, the frequency adjusting metal film on the way to the tip of the arm portion, which is the free end, becomes Since it contacts the inner surface, the tip of the arm portion does not contact the inner surface of the lid, and therefore, it is possible to prevent the corner portion at the tip of the arm portion having the largest frequency fluctuation from being damaged due to damage. As a result, it is possible to obtain a tuning fork type vibrator having excellent shock resistance by suppressing the frequency fluctuation due to the shock from the outside.

図1は本発明の一実施形態に係る製造方法によって得られる音叉型水晶振動子の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a tuning fork type crystal resonator obtained by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 図2は図1の音叉型水晶振動子の蓋体を外した状態の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the tuning fork type crystal resonator of FIG. 1 with a lid removed. 図3は音叉型水晶振動片の一方の主面側を示す図である。FIG. 3 is a view showing one main surface side of the tuning fork type crystal vibrating piece. 図4は音叉型水晶振動片の他方の主面側を示す図である。FIG. 4 is a view showing the other main surface side of the tuning fork type crystal vibrating piece. 図5は音叉型水晶振動片に対するレーザービームの照射による周波数の粗調整を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining coarse frequency adjustment by irradiating a tuning fork type quartz vibrating piece with a laser beam. 図6はパッケージ内に収納された音叉型水晶振動片の先端部付近を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the tip of the tuning-fork type crystal vibrating piece housed in the package. 図7は電極形成工程、錘付け工程、及び、レーザー加工工程の目標周波数を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining target frequencies of the electrode forming step, the weighting step, and the laser processing step. 図8は従来例の図7に対応する図である。FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 7 of the conventional example. 図9は本発明の他の実施形態に係る製造方法によって得られる音叉型水晶振動子の図4に対応する図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 4 of a tuning fork type crystal resonator obtained by a manufacturing method according to another embodiment of the present invention. 図10は図9の実施形態の図6に対応する概略断面図である。FIG. 10 is a schematic sectional view corresponding to FIG. 6 of the embodiment of FIG. 図11は本発明の更に他の実施形態に係る製造方法によって得られる音叉型水晶振動子の図4に対応する図である。FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 4 of a tuning fork type crystal resonator obtained by a manufacturing method according to still another embodiment of the present invention. 図12は図10の実施形態の図6に対応する概略断面図である。12 is a schematic sectional view corresponding to FIG. 6 of the embodiment of FIG. 図13は本発明の更に他の実施形態に係る製造方法によって得られる音叉型水晶振動子の図4に対応する図である。FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 4 of a tuning fork type crystal resonator obtained by a manufacturing method according to still another embodiment of the present invention. 図14は本発明の他の実施形態の音叉型水晶振動片の外形図である。FIG. 14 is an outline view of a tuning-fork type crystal vibrating piece according to another embodiment of the present invention. 図15は本発明の更に他の実施形態の音叉型水晶振動片の外形図である。FIG. 15 is an outline view of a tuning fork type crystal vibrating piece according to still another embodiment of the present invention. 図16は本発明の他の実施形態の音叉型水晶振動片の外形図である。FIG. 16 is an outline view of a tuning fork type crystal vibrating piece according to another embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[実施形態1]
図1は、本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造される音叉型水晶振動子の概略断面図であり、図2は、図1の蓋体5を外した状態の平面図であり、図3は、音叉型水晶振動片3の一方の主面側を示す図であり、図4は、音叉型水晶振動片3の他方の主面側を示す図である。図3及び図4では、説明の便宜上、音叉型水晶振動片3は、レーザービームの照射によって周波数調整用金属膜19,20の一部が除去される前の状態を示している。また、図2では、レーザービームの照射によって周波数調整用金属膜19,20の一部が除去されて水晶26の素地が露出している状態が示されている。
[Embodiment 1]
1 is a schematic cross-sectional view of a tuning fork type crystal resonator manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a state in which a lid 5 of FIG. 1 is removed, FIG. 3 is a view showing one main surface side of the tuning fork type crystal vibrating piece 3, and FIG. 4 is a view showing another main surface side of the tuning fork type crystal vibrating piece 3. 3 and 4, the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 shows a state before a part of the frequency adjusting metal films 19 and 20 is removed by the irradiation of the laser beam, for convenience of description. Further, FIG. 2 shows a state in which the base material of the crystal 26 is exposed by removing a part of the frequency adjusting metal films 19 and 20 by the irradiation of the laser beam.

この実施形態の製造方法によって得られる音叉型水晶振動子1は、セラミック等からなるパッケージ2内に、音叉型水晶振動片3が収納されている。パッケージ2は、パッケージ本体としてのベース4と蓋体5とが、封止部材6を介して接合されている。具体的には、上部が開口したベース4の一対の電極パッド7,7上に、音叉型水晶振動片3が接合材としての一対の金属バンプ8,8を介して接合され、ベース4の開口を封止するように、板状の蓋体5を接合した構成となっている。接合材としては、金属バンプ8に限らず、導電性樹脂接着剤、ろう材などを用いてもよい。 The tuning fork crystal resonator 1 obtained by the manufacturing method of this embodiment has a tuning fork crystal vibrating piece 3 housed in a package 2 made of ceramic or the like. In the package 2, a base 4 as a package body and a lid 5 are joined via a sealing member 6. Specifically, the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 is bonded to the pair of electrode pads 7, 7 of the base 4 having an open upper portion through the pair of metal bumps 8, 8 as a bonding material, and the opening of the base 4 is formed. The plate-like lid 5 is joined so as to seal the. The bonding material is not limited to the metal bump 8 and may be a conductive resin adhesive, a brazing material, or the like.

この実施形態の音叉型水晶振動子1の公称周波数は32.768kHzとなっている。なお、公称周波数は一例であり、他の周波数にも適用可能である。 The nominal frequency of the tuning fork crystal oscillator 1 of this embodiment is 32.768 kHz. Note that the nominal frequency is an example, and can be applied to other frequencies.

パッケージ2のベース4は、セラミック材料やガラス材料からなる絶縁性の容器体である。本実施形態では、ベース4は、セラミック材料からなり、焼成によって形成されている。ベース4は、周囲に周壁部4aを有し、上部が開口した断面視凹形状で、ベース4の内部は、音叉型水晶振動片3の収納部となっている。ベース4の長手方向(図1,図2の左右方向)の一端側の底面には、一対の上記電極パッド7,7が形成されており、配線パターン(図示せず)を介してベース4の裏面の図示しない端子電極に電気的に接続されている。ベース4の長手方向の他端側の底面には、外部からの衝撃によって、片持ち支持された音叉型水晶振動片3がベース4の底面側に撓んだ際に、自由端側である音叉型水晶振動片3の先端が、ベース4の底面に当接して損傷するのを防止するための枕部9が、ベース4の長手方向に直交する方向(図2の上下方向)に延びるように設けられている。 The base 4 of the package 2 is an insulating container body made of a ceramic material or a glass material. In the present embodiment, the base 4 is made of a ceramic material and is formed by firing. The base 4 has a peripheral wall portion 4a on the periphery thereof and has a concave cross-sectional shape with an opening at the top, and the inside of the base 4 serves as a storage portion for the tuning-fork type crystal vibrating piece 3. A pair of the electrode pads 7, 7 are formed on the bottom surface of one end side of the base 4 in the longitudinal direction (left and right direction in FIGS. 1 and 2), and the base 4 is provided with a wiring pattern (not shown). It is electrically connected to a terminal electrode (not shown) on the back surface. When the cantilever-supported tuning-fork type crystal vibrating piece 3 is bent toward the bottom side of the base 4 by the impact from the outside, the tuning fork that is the free end side is formed on the bottom surface of the base 4 on the other end side in the longitudinal direction. The pillow portion 9 for preventing the tip of the crystal vibrating piece 3 from coming into contact with the bottom surface of the base 4 and being damaged extends in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the base 4 (the vertical direction in FIG. 2 ). It is provided.

蓋体5は、例えば金属材料やセラミック材料、ガラス材料などからなり、平面視矩形状の一枚板に成形されている。この実施形態では、蓋体5は、金属材料からなる。 The lid 5 is made of, for example, a metal material, a ceramic material, a glass material, or the like, and is formed into a single plate having a rectangular shape in plan view. In this embodiment, the lid 5 is made of a metal material.

この実施形態の音叉型水晶振動子1は、超小型、薄型の音叉型水晶振動子であり、そのパッケージ2の平面視矩形の外形寸法は、例えば1.2mm×1.0mmであり、蓋体5を含む厚さ(高さ)は、例えば、0.35mmである。 The tuning fork crystal resonator 1 of this embodiment is an ultra-small and thin tuning fork crystal resonator, and the package 2 has a rectangular outer dimension of 1.2 mm×1.0 mm, for example. The thickness (height) including 5 is 0.35 mm, for example.

なお、本発明は、当該外形寸法に限定されるものではなく、例えば、音叉型水晶振動子のパッケージの平面視矩形の外形寸法が、例えば2.0mm×1.6mmや、1.6mm×1.0mmであってもよく、蓋体5を含む厚さが、例えば、0.45mmであってもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the outer dimensions, and for example, the outer dimensions of the tuning-fork type crystal resonator package in plan view are, for example, 2.0 mm×1.6 mm or 1.6 mm×1. It may be 0.0 mm, and the thickness including the lid 5 may be 0.45 mm, for example.

この実施形態では、図1に示されるベース4の底部の厚みt1は、例えば0.09mmであって、ベース4の周壁部4aの厚み(高さ)t2は、例えば0.15mmであって、このベース4の凹部内に、厚みが、例えば0.08mm程度の音叉型水晶振動片3が収納されるので、パッケージ2内の音叉型水晶振動片3の上下のクリアランスは、例えば0.035mm程度となる。 In this embodiment, the thickness t1 of the bottom portion of the base 4 shown in FIG. 1 is, for example, 0.09 mm, and the thickness (height) t2 of the peripheral wall portion 4a of the base 4 is, for example, 0.15 mm, Since the tuning fork type crystal vibrating piece 3 having a thickness of, for example, about 0.08 mm is housed in the recess of the base 4, the vertical clearance of the tuning fork type crystal vibrating piece 3 in the package 2 is, for example, about 0.035 mm. Becomes

音叉型水晶振動片3は、図示しない1枚の水晶ウェハから成形され、音叉型水晶振動片3の外形は、フォトリソグラフィ技術(フォトリソ工法)を用いて、レジストまたは金属膜をマスクとして例えばウェットエッチングによって一括して多数成形される。 The tuning fork type crystal vibrating piece 3 is molded from a single crystal wafer (not shown), and the outer shape of the tuning fork type crystal vibrating piece 3 is formed by, for example, wet etching using a resist or a metal film as a mask by using a photolithography technique (photolithography method). It is molded in a large number by.

音叉型水晶振動片3は、図3、図4に示すように、基部10と、基部10の一方の端面側から平行に延出された振動部である一対の第1,第2腕部11,12とを備える。基部10は、第1,第2腕部11,12の延出方向とは逆方向に延びて、ベース4に接合される接合部13を含んでいる。この実施形態の接合部13は、第1,第2腕部11,12の延出方向とは逆方向に延びて、更に、前記延出方向に直交する方向の一方(図3では右方)へ延びている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 includes a base portion 10 and a pair of first and second arm portions 11 which are vibrating portions extending in parallel from one end face side of the base portion 10. , 12 and. The base portion 10 includes a joint portion 13 extending in a direction opposite to the extending direction of the first and second arm portions 11 and 12 and joined to the base 4. The joint portion 13 of this embodiment extends in a direction opposite to the extending direction of the first and second arm portions 11 and 12, and further one of the directions orthogonal to the extending direction (right side in FIG. 3). Extending to.

一対の第1,第2腕部11,12は、その先端部11a,12aが、他の部分に比べて、各腕部11,12の延出方向に直交する方向、すなわち、幅方向(図3,図4の左右方向)に広く形成されており、図3に示すように、その幅はW1である。ベース4の底面の枕部9は、図2に示されるように、第1,第2腕部11,12の先端部11a,12aの幅W1の幅広領域に対向するように突設されている。この枕部9の突出高さ、すなわち、厚みは、例えば0.01mmである。 In the pair of first and second arm portions 11 and 12, the tip portions 11a and 12a thereof are orthogonal to the extending direction of the arm portions 11 and 12, that is, the width direction (Fig. 3, the width is wide in the left-right direction in FIG. 4, and the width is W1 as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the pillow portion 9 on the bottom surface of the base 4 is provided so as to be opposed to the wide area having the width W1 of the tip portions 11a and 12a of the first and second arm portions 11 and 12. .. The protrusion height of the pillow portion 9, that is, the thickness is, for example, 0.01 mm.

また、第1,第2腕部11,12には、図3及び図4に示される両主面に、各腕部11,12の延出方向に沿って延びる各溝部14,14が、それぞれ形成されている。 Further, in the first and second arm portions 11 and 12, groove portions 14 and 14 extending along the extending direction of the arm portions 11 and 12 are provided on both main surfaces shown in FIGS. 3 and 4, respectively. Has been formed.

音叉型水晶振動片3には、2つの第1励振電極15及び第2励振電極16と、これら各励振電極15,16を、ベース4の電極パッド7,7にそれぞれ電気的に接続させるために、各励振電極15,16からそれぞれ引き出された引出電極17,18とが設けられている。2つの第1,第2励振電極15,16の一部は、両主面の溝部14,14の内部に形成されている。 The tuning fork type crystal vibrating piece 3 has two first excitation electrodes 15 and a second excitation electrode 16, and in order to electrically connect the respective excitation electrodes 15 and 16 to the electrode pads 7 and 7 of the base 4, respectively. , And extraction electrodes 17 and 18 extracted from the excitation electrodes 15 and 16, respectively. Part of the two first and second excitation electrodes 15 and 16 is formed inside the groove portions 14 and 14 on both main surfaces.

第1励振電極15は、第1腕部11の溝部14を含む両主面と第2腕部12の両側面に形成されており、上記引出電極17に共通接続されている。同様に、第2励振電極16は、第2腕部12の溝部14を含む両主面と第1腕部11の両側面に形成されており、上記引出電極18に共通接続されている。 The first excitation electrode 15 is formed on both main surfaces of the first arm portion 11 including the groove portion 14 and both side surfaces of the second arm portion 12, and is commonly connected to the extraction electrode 17. Similarly, the second excitation electrode 16 is formed on both main surfaces including the groove portion 14 of the second arm portion 12 and both side surfaces of the first arm portion 11, and is commonly connected to the extraction electrode 18.

また、第1腕部11及び第2腕部12の先端部11a,12aの幅広領域には、その全周に亘って腕先電極25,24がそれぞれ形成されている。先端部11aの全周に形成された腕先電極25は、第1腕部11の両側面に形成された第2励振電極16に接続されており、先端部12aの全周に形成された腕先電極24は、第2腕部12の両側面に形成された第1励振電極15に接続されている。 In addition, arm tip electrodes 25 and 24 are formed over the entire peripheries of the wide regions of the tip portions 11a and 12a of the first arm portion 11 and the second arm portion 12, respectively. The arm tip electrode 25 formed on the entire circumference of the tip portion 11a is connected to the second excitation electrodes 16 formed on both side surfaces of the first arm portion 11, and the arm formed on the entire circumference of the tip portion 12a. The tip electrode 24 is connected to the first excitation electrode 15 formed on both side surfaces of the second arm portion 12.

図3に示される一方の主面側の幅広の各先端部11a,12aの腕先電極25,24上には、レーザービームなどのビーム照射によって金属膜の質量削減を行うことで音叉型水晶振動片3の周波数を粗調整するための周波数調整用金属膜19,20が、各腕先電極25,24に比べて若干小さな面積で形成されている。周波数調整用金属膜19,20は、各腕部11,12の先端、すなわち、幅広の各先端部11a,12aの先端までそれぞれ延びている。 On the arm tip electrodes 25, 24 of each of the wide tip portions 11a, 12a on the one main surface side shown in FIG. 3, the mass of the metal film is reduced by irradiating a beam such as a laser beam to tune the tuning fork crystal. The frequency adjusting metal films 19 and 20 for roughly adjusting the frequency of the piece 3 are formed in a slightly smaller area than the arm tip electrodes 25 and 24. The frequency adjusting metal films 19 and 20 extend to the tips of the arms 11 and 12, that is, the tips of the wide tips 11a and 12a, respectively.

ビームの照射によって、その一部が除去される周波数調整用金属膜19,20は、図1に示すように、蓋体5の内面に対向する。この周波数調整用金属膜19,20は、後述のように、外部からの衝撃によって音叉型水晶振動片3の各腕部11,12が、蓋体5側へ撓んだときに、蓋体5の内面に当接することによって、各腕部11,12の自由端部である、幅広の先端部11a,12aの先端が、蓋体5の内面に当接するのを阻止する。 As shown in FIG. 1, the frequency adjusting metal films 19 and 20 of which a part is removed by the irradiation of the beam are opposed to the inner surface of the lid body 5. As will be described later, the frequency adjusting metal films 19 and 20 cover the lid body 5 when the arm portions 11 and 12 of the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 are bent toward the lid body 5 by an external impact. By abutting on the inner surface of the, the tips of the wide tip portions 11a, 12a, which are the free ends of the arm portions 11, 12, are prevented from abutting on the inner surface of the lid 5.

音叉型水晶振動片3の第1,第2励振電極15,16、引出電極17,18及び腕先電極24,25は、金属蒸着によって各腕部11,12上にクロム層が形成され、このクロム層上に金属、例えば金が形成されて構成される薄膜である。この薄膜は、真空蒸着法やスパッタリング法等の手法により基板全面に形成された後、フォトリソグラフィ法によりメタルエッチングして所望の形状に形成される。なお、第1,第2励振電極15,16、引出電極17,18及び腕先電極24,25は、クロム、金に限らず、クロム、銀などであってもよい。 For the first and second excitation electrodes 15 and 16, the extraction electrodes 17 and 18 and the arm tip electrodes 24 and 25 of the tuning fork type crystal vibrating piece 3, a chromium layer is formed on each arm portion 11 and 12 by metal vapor deposition. It is a thin film formed by forming a metal such as gold on a chrome layer. This thin film is formed on the entire surface of the substrate by a method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, and then metal-etched by a photolithography method to form a desired shape. The first and second excitation electrodes 15 and 16, the extraction electrodes 17 and 18, and the arm tip electrodes 24 and 25 are not limited to chromium and gold, but may be chromium or silver.

各腕部11,12の自由端部である各先端部11a,12aにそれぞれ形成された周波数調整用金属膜19,20は、例えば、電解めっき法などの手法によりめっき形成され、これらの金属膜19,20をめっき形成する際には、後述の金属バンプ8と同じ工程で同時に形成するのが好ましい。本実施形態では、周波数調整用金属膜19,20として金(Au)が使用されている。 The frequency adjusting metal films 19 and 20 formed on the respective tip portions 11a and 12a, which are free ends of the arm portions 11 and 12, are formed by plating, for example, by a method such as electrolytic plating. When forming 19 and 20 by plating, it is preferable that they are formed at the same time in the same step as the metal bump 8 described later. In the present embodiment, gold (Au) is used as the frequency adjusting metal films 19 and 20.

接合部13の一端側の第1接合部13bには、第1励振電極15から引き出された引出電極17が延長形成され、他端側の第2接合部13aには、第2励振電極16から引き出された引出電極18が延長形成されている。 The extraction electrode 17 drawn from the first excitation electrode 15 is extendedly formed on the first bonding portion 13b on one end side of the bonding portion 13, and the second excitation electrode 16 is formed on the second bonding portion 13a on the other end side. The extracted extraction electrode 18 is extended.

図4に示される他方の主面側の接合部13には、ベース4の各電極パッド7,7との接合部位となる、例えば金からなる2つの金属バンプ8,8が形成される。具体的には、一方の金属バンプ8は、第1接合部13bの、第1励振電極15から引き出された引出電極17上に形成され、他方の金属バンプ8は、第2接合部13aの、第2励振電極16から引き出された引出電極18上に形成される。基部10の一部を構成する接合部13は、ベース4の各電極パッド7,7に接合されて、音叉型水晶振動片3を支持する支持部として機能する。金属バンプ8,8の平面視形状は、楕円形であるが、円形状、あるいは、長方形や正方形を含む多角形状のものなどであってもよい。この金属バンプ8,8は、電解めっき法などの手法によりめっき形成する。 Two metal bumps 8, 8 made of, for example, gold are formed on the bonding portion 13 on the other main surface side shown in FIG. 4, which are bonding portions with the electrode pads 7, 7 of the base 4. Specifically, one metal bump 8 is formed on the extraction electrode 17 extracted from the first excitation electrode 15 of the first bonding portion 13b, and the other metal bump 8 is formed on the second bonding portion 13a. It is formed on the extraction electrode 18 extracted from the second excitation electrode 16. The joint portion 13 forming a part of the base portion 10 is joined to the respective electrode pads 7, 7 of the base 4 and functions as a support portion for supporting the tuning-fork type crystal vibrating piece 3. The shape of the metal bumps 8 in plan view is elliptical, but may be circular, or polygonal including rectangular and square. The metal bumps 8 and 8 are formed by plating by a method such as electrolytic plating.

上記のように、周波数調整用金属膜19,20が形成された第1,第2腕部11,12の先端部11a,12aの幅W1は、他の部分の幅W2に比べて幅方向に広く形成されており、この実施形態では、他の部分の幅の、例えば3倍以上となっている。 As described above, the width W1 of the tip portions 11a and 12a of the first and second arm portions 11 and 12 on which the frequency adjusting metal films 19 and 20 are formed is wider than the width W2 of other portions. The width is wide, and in this embodiment, it is, for example, three times or more the width of other portions.

このように周波数調整用金属膜19,20が形成された第1,第2腕部11,12の先端部11a,12aが、幅広であるのは次の理由による。 The tip portions 11a and 12a of the first and second arm portions 11 and 12 on which the frequency adjusting metal films 19 and 20 are formed are wide for the following reason.

音叉型水晶振動子の周波数は、音叉型水晶振動片の腕部の長さの二乗に反比例し、腕部の幅に比例する。したがって、音叉型水晶振動子の超小型化を図るために、音叉型振動片の腕部の長さを短くしようとすると、周波数が大きくなるので、それを抑制するためには、腕部の先端側の周波数調整用の錘部となる金属膜の形成領域を大きくしなればならない。なお、腕部の幅を狭くして、周波数が大きくなるのを抑制することも考えられるが、腕部の幅を狭くすると、CI(クリスタルインピーダンス)値が非常に悪くなる。 The frequency of the tuning fork crystal resonator is inversely proportional to the square of the length of the arm of the tuning fork crystal vibrating piece and is proportional to the width of the arm. Therefore, if the length of the arm portion of the tuning fork type resonator element is shortened in order to make the tuning fork type crystal unit extremely small, the frequency becomes large. It is necessary to increase the formation area of the metal film which becomes the weight for adjusting the frequency on the side. Note that it is possible to reduce the width of the arm portion to suppress the frequency from increasing, but if the width of the arm portion is narrowed, the CI (crystal impedance) value becomes extremely poor.

このため、CI値を悪化させずに、音叉型水晶振動子の超小型化を図るために、腕部の長さを短くしようとすると、音叉型水晶振動片の錘部となる周波数調整用金属膜が形成される先端部が大きくなって、幅広となる。 Therefore, if the length of the arm is shortened in order to reduce the size of the tuning fork type crystal resonator without deteriorating the CI value, the metal for frequency adjustment becomes the weight of the tuning fork type crystal resonator element. The tip where the film is formed becomes larger and wider.

このように音叉型水晶振動片3の各腕部19,20の先端部11a,12aが大きくなると、外部からの衝撃によって撓み易くなる。 When the tip portions 11a and 12a of the arm portions 19 and 20 of the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 are large in this way, they are easily bent by an external impact.

更に、音叉型水晶振動子1の薄型化を図ろうとすると、パッケージ2内の音叉型水晶振動片3の上下のクリアランスが小さくなる。 Further, if the tuning fork type crystal resonator 1 is made thinner, the vertical clearance of the tuning fork type crystal vibrating piece 3 in the package 2 becomes smaller.

したがって、この実施形態では、ベース4の底面に、枕部9を突設し、外部からの衝撃によって、片持ち支持された音叉型水晶振動片3がベース4の底面側に撓んだときに、自由端である各腕部11,12の先端に至る途中の部分が、枕部9に当接することによって、各腕部11,12の、損傷によって最も周波数が変動する先端、すなわち、幅広の先端部11a,12aの先端が、ベース4の底面に当接しないようにしている。これによって、各腕部11,12の幅広の先端部11a,12aの先端の角部が欠けるのを防止するようにしている。 Therefore, in this embodiment, when the pillow portion 9 is provided on the bottom surface of the base 4 and the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 supported in a cantilever manner is bent to the bottom surface side of the base 4 by an external impact. By contacting the pillow part 9 with the part in the middle of the free ends of the arms 11 and 12, the ends of the arms 11 and 12 whose frequency fluctuates most due to damage, that is, the wide ends The tips of the tip portions 11a and 12a are prevented from coming into contact with the bottom surface of the base 4. This prevents the wide end portions 11a and 12a of the arm portions 11 and 12 from being chipped at the corner portions of the distal ends thereof.

更に、この実施形態では、レーザービームの照射によって、その一部が除去される周波数調整用金属膜19,20は、蓋体5の内面に対向し、外部からの衝撃によって、音叉型水晶振動片3が、蓋体5側へ撓んだときに、蓋体5の内面に当接し、各腕部11,12の幅広の先端部11a,12aの先端が、蓋体5の内面に当接するのを阻止し、各腕部11,12の先端の角部が欠けるのを防止するようにしている。 Further, in this embodiment, the frequency adjusting metal films 19 and 20 of which a part is removed by the irradiation of the laser beam are opposed to the inner surface of the lid body 5 and are tuned from the outside by the impact from the outside. When 3 bends to the lid 5 side, it abuts on the inner surface of the lid 5, and the tips of the wide end portions 11a, 12a of the respective arm portions 11, 12 abut the inner surface of the lid 5. To prevent the corner portions at the tips of the arm portions 11 and 12 from being chipped.

ここで、レーザービームの照射によってその一部が除去される周波数調整用金属膜19,20について説明する。 Here, the frequency adjusting metal films 19 and 20 that are partially removed by the irradiation of the laser beam will be described.

この実施形態の製造方法によって得られる音叉型水晶振動子1では、水晶ウェハの状態において、各々の音叉型水晶振動片3の各腕部11,12の一方の主面側に、電解めっき法等によって周波数調整用金属膜19,20を形成し、この周波数調整用金属膜19,20の一部を、レーザービームの照射によって除去して質量を減少させて周波数の粗調整を行う。 In the tuning fork type crystal resonator 1 obtained by the manufacturing method of this embodiment, an electrolytic plating method or the like is provided on one main surface side of each arm portion 11 and 12 of each tuning fork type crystal vibrating piece 3 in the state of the crystal wafer. The metal films 19 and 20 for frequency adjustment are formed by, and a part of the metal films 19 and 20 for frequency adjustment is removed by irradiation of a laser beam to reduce the mass, and the frequency is roughly adjusted.

図5は、レーザービーム照射による周波数の粗調整を説明するための図である。この図5では、両腕部11,12の内、第1腕部11の先端部11aの周波数調整用金属膜19に対するレーザービームの照射の状態を代表的に示しているが、第2腕部12の先端部12aの周波数調整用金属膜20に対するレーザービームの照射も同様である。 FIG. 5 is a diagram for explaining coarse frequency adjustment by laser beam irradiation. In FIG. 5, the state of irradiation of the laser beam on the frequency adjusting metal film 19 of the tip portion 11a of the first arm portion 11 of the both arm portions 11 and 12 is shown as a representative, but the second arm portion is not shown. The same applies to the irradiation of the laser beam on the frequency adjusting metal film 20 at the tip portion 12a of the reference numeral 12.

このレーザービームの照射は、水晶ウェハの状態の各々の音叉型水晶振動片3の他方の主面側にレーザービーム照射源(図示せず)を対向させて、一方の主面側の周波数調整用金属膜19を除去するようにしている。 This laser beam irradiation is for adjusting the frequency on one main surface side by facing a laser beam irradiation source (not shown) to the other main surface side of each tuning fork type crystal vibrating piece 3 in the state of the crystal wafer. The metal film 19 is removed.

このレーザービームの照射は、質量の減少による周波数の上昇が最も大きい先端側(図5の右側)から、第1腕部11の幅方向(図5の紙面に垂直方向)に沿って走査が開始され、第1腕部11の基部10側(図5の左側)へ向かって順次移動させて走査される。 The irradiation of this laser beam starts scanning along the width direction of the first arm 11 (perpendicular to the paper surface of FIG. 5) from the tip side (the right side of FIG. 5) where the increase in frequency due to the decrease in mass is the largest. Then, the first arm 11 is sequentially moved toward the base 10 side (left side in FIG. 5) and scanned.

照射されたレーザービームは、水晶ウェハ状態の各々の音叉型水晶振動片3の他方の主面側から音叉型水晶振動片3の内部の水晶26を透過して、反対側の一方の主面側に形成された周波数調整用金属膜19に至り、両主面の腕先電極25及び周波数調整用金属膜19が除去される。 The radiated laser beam passes through the crystal 26 inside the tuning fork type crystal vibrating piece 3 from the other main surface side of each tuning fork type crystal vibrating piece 3 in the state of the crystal wafer, and on the opposite main surface side. The metal film 19 for frequency adjustment formed on the above is reached, and the arm tip electrodes 25 and the metal film 19 for frequency adjustment on both main surfaces are removed.

このように周波数調整用金属膜19に対して、レーザービームを、上方から音叉型水晶振動片3の内部の水晶26を通り抜けるように照射して、一方の主面側のみに形成された周波数調整用金属膜19を除去するので、周波数調整用金属膜19の金属屑が、周波数調整用金属膜19から遠ざかるように下方へ飛散し、音叉型水晶振動片3へ再付着するのを防止することができる。なお、周波数調整用金属膜に対して、レーザービームを、下方から音叉型水晶振動片の内部の水晶を通り抜けるように照射してもよい。また、周波数調整用金属膜を音叉型水晶振動片の両主面の各々に形成してもよい。この実施形態では、レーザービームとしてグリーンレーザーを用いているが、YAGレーザーや他の波長を有するレーザーを使用してもよい。 In this way, the frequency adjusting metal film 19 is irradiated with the laser beam from above so as to pass through the crystal 26 inside the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 to adjust the frequency formed only on one main surface side. Since the metal film for use in removing 19 is removed, it is possible to prevent the metal scraps of the metal film for adjusting frequency 19 from scattering downwards away from the metal film for adjusting frequency 19 and reattaching to the tuning-fork type crystal vibrating piece 3. You can The frequency adjustment metal film may be irradiated with a laser beam from below so as to pass through the crystal inside the tuning-fork type crystal vibrating piece. Further, the frequency adjusting metal film may be formed on each of both main surfaces of the tuning fork type quartz vibrating piece. Although a green laser is used as the laser beam in this embodiment, a YAG laser or a laser having another wavelength may be used.

上記のようにして、水晶ウェハ状態の各々の音叉型水晶振動片に、レーザービームを照射して周波数調整用金属膜の一部を除去して周波数の粗調整を行うが、超小型の音叉型水晶振動片の製造では、この粗調整における周波数調整量を大きくせざるを得ない。 As described above, each tuning fork type quartz vibrating piece in the state of the quartz wafer is irradiated with the laser beam to remove a part of the frequency adjusting metal film to perform the coarse frequency adjustment. In the manufacture of the crystal vibrating piece, the amount of frequency adjustment in this rough adjustment has to be increased.

すなわち、平面視の外形寸法が、例えば1.2mm×1.0mm以下の超小型の音叉型水晶振動子では、内蔵される音叉型水晶振動片も超小型となる。このような超小型の音叉型水晶振動片の製造には、高度な加工精度が求められるが、加工精度には、限界があるために、超小型になる程、水晶ウェハ状態の多数の音叉型水晶振動片の周波数のばらつきは大きくなり、この大きな周波数のばらつきを、所要の周波数範囲内に収めるために、粗調整における周波数調整量を大きくせざるを得ない。 That is, in an ultra-small tuning fork-type crystal resonator having an outer dimension in plan view of, for example, 1.2 mm×1.0 mm or less, the built-in tuning-fork-type crystal vibrating piece is also extremely small. The manufacturing of such ultra-small tuning fork-type crystal vibrating piece requires a high degree of processing accuracy. However, the processing accuracy is limited. The variation in the frequency of the crystal vibrating piece becomes large, and in order to keep this large variation in the frequency within the required frequency range, the frequency adjustment amount in the rough adjustment must be increased.

レーザービームを周波数調整用金属膜に照射して行う粗調整における周波数調整量を大きくするためには、周波数調整用金属膜の形成領域の制約の点から、周波数調整用金属膜を厚くする必要がある。 In order to increase the amount of frequency adjustment in the rough adjustment performed by irradiating the frequency adjustment metal film with the laser beam, it is necessary to thicken the frequency adjustment metal film from the viewpoint of the restriction of the formation region of the frequency adjustment metal film. is there.

更に、本実施形態では、上記のように、レーザービームの照射によって、その一部が除去された周波数調整用金属膜19,20を、外部からの衝撃によって、音叉型水晶振動片3の各腕部11,12が蓋体5側へ撓んだときに、蓋体5の内面に当接させるので、周波数調整用金属膜19,20の厚みを厚く、例えば9μm以上の厚さとしている。この実施形態の周波数調整用金属膜19,20は、上記のようにめっきによって形成され、その膜厚は、例えば10μm程度である。 Further, in the present embodiment, as described above, the frequency adjusting metal films 19 and 20 partially removed by the laser beam irradiation are applied to each arm of the tuning fork type quartz vibrating piece 3 by an external impact. When the portions 11 and 12 are bent toward the lid body 5, they are brought into contact with the inner surface of the lid body 5, so that the frequency adjusting metal films 19 and 20 are thick, for example, 9 μm or more. The frequency adjusting metal films 19 and 20 of this embodiment are formed by plating as described above, and the film thickness thereof is, for example, about 10 μm.

水晶ウェハの状態で、レーザービームの照射によって周波数の粗調整がされた多数の音叉型水晶振動片3は、水晶ウェハから個片の音叉型水晶振動片3としてそれぞれ分離され、パッケージ2のベース4の電極パッド7に接合されて実装される。なお、音叉型水晶振動片3を、パッケージ2のベース4の電極パッド7に接合させた状態で、最終の周波数微調整が行われるが、周波数調整用金属膜19,20は、周波数微調整が行われる一方の主面側のみに形成されているので、効率的であると共に、金属の使用量を低減することができる。 In the state of the crystal wafer, a large number of tuning-fork type crystal vibrating pieces 3 whose frequency is roughly adjusted by laser beam irradiation are separated from the crystal wafer as individual tuning-fork type crystal vibrating pieces 3, and the base 4 of the package 2 is separated. The electrode pad 7 is bonded and mounted. The final frequency fine adjustment is performed with the tuning fork type crystal vibrating piece 3 bonded to the electrode pad 7 of the base 4 of the package 2. However, the frequency fine adjustment metal films 19 and 20 do the fine frequency adjustment. Since it is formed only on the one main surface side to be performed, it is efficient and the amount of metal used can be reduced.

図6はパッケージ2内に収納された状態の音叉型水晶振動片3の先端部付近を示す概略断面図である。この図6では、両腕部11,12の内、第1腕部11の先端部11aを代表的に示しているが、第2腕部12の先端部12aも同様である。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the tip portion of the tuning fork type crystal vibrating piece 3 stored in the package 2. In FIG. 6, of the two arm portions 11 and 12, the tip portion 11a of the first arm portion 11 is shown as a representative, but the tip portion 12a of the second arm portion 12 is also the same.

音叉型水晶振動片3は、パッケージ2内に収納された状態では、一方の主面側に形成された周波数調整用金属膜19が、蓋体5の内面に対向し、他方の主面側が、ベース4の底面に対向する。 In the tuning fork type crystal vibrating piece 3, in the state of being housed in the package 2, the frequency adjusting metal film 19 formed on one main surface side faces the inner surface of the lid 5, and the other main surface side is It faces the bottom surface of the base 4.

図6に示すように、ベース4の底面に、枕部9が突設され、外部からの衝撃によって、片持ち支持された音叉型水晶振動片3が撓んだときに、第1腕部11の先端に至る途中の当接部11bが、枕部9に当接することによって、第1腕部11の、損傷によって最も周波数が変動する先端、すなわち、幅広の先端部11aの先端が、ベース4の底面に当接しないようにしている。同様に、第2腕部12の先端に至る途中の当接部12b(図示せず)が、枕部9に当接することによって、第2腕部12の幅広の先端部12aの先端が、ベース4の底面に当接しないようにしている。 As shown in FIG. 6, a pillow portion 9 is provided on the bottom surface of the base 4, and when the tuning fork type crystal vibrating piece 3 supported in a cantilever manner is bent by an external impact, the first arm portion 11 When the abutting portion 11b on the way to the tip of the base 4 comes into contact with the pillow portion 9, the tip of the first arm 11 where the frequency fluctuates most due to damage, that is, the tip of the wide tip 11a, So that it does not touch the bottom of the. Similarly, the abutting portion 12b (not shown) on the way to the tip of the second arm portion 12 abuts on the pillow portion 9, so that the tip of the wide tip portion 12a of the second arm portion 12 becomes the base. The bottom of 4 is not touched.

各音叉型水晶振動片3の周波数を、所要の周波数範囲内に収めるために行われるレーザービームの照射による周波数の粗調整では、周波数調整用金属膜19,20の除去量は、各音叉型水晶振動片3で異なることになるが、この実施形態では、レーザービームの照射による粗調整が行われた後に、周波数調整用金属膜19,20が、各腕部11,12の長手方向(図6の左右方向)に沿って、周波数調整用金属膜の形成領域の長手方向の半分を超えて残存するようにしている。 In the rough adjustment of the frequency by the irradiation of the laser beam performed in order to keep the frequency of each tuning fork type crystal vibrating piece 3 within the required frequency range, the removal amount of the frequency adjusting metal films 19 and 20 is equal to each tuning fork type crystal. In this embodiment, after the rough adjustment by the irradiation of the laser beam is performed, the frequency adjusting metal films 19 and 20 are arranged in the longitudinal direction of the arm portions 11 and 12 (see FIG. 6). Along the left-right direction), more than half of the region for forming the frequency adjusting metal film in the longitudinal direction remains.

すなわち、粗調整が行われた後の図6に示される周波数調整用金属膜19,20の長手方向の長さL2は、粗調整が行われる前の図5に示される周波数調整用金属膜19,20の長手方向の長さをL1とすると、
L2>0.5L1
としている。
That is, the length L2 in the longitudinal direction of the frequency adjusting metal films 19 and 20 shown in FIG. 6 after the rough adjustment is performed is the same as the frequency adjusting metal film 19 shown in FIG. 5 before the rough adjustment is performed. , 20, the length in the longitudinal direction is L1,
L2>0.5L1
I am trying.

この実施形態では、上記L1は、例えば0.2mmであり、したがって、上記L2は、例えば0.1mmを超える長さとなる。 In this embodiment, the L1 is, for example, 0.2 mm, and thus the L2 is, for example, longer than 0.1 mm.

このようにレーザービームの照射によって、除去される周波数調整用金属膜19,20は、その長手方向に沿う長さL1の半分以下である、すなわち、周波数調整用金属膜19,20は、その長手方向に沿う長さL1の半分を超えて残存するので、音叉型水晶振動片3の各腕部11,12が、蓋体5側へ撓んだときに、残存する周波数調整用金属膜19,20が、蓋体5の内面に当接し、これによって、各腕部11,12の先端、すなわち、幅広の先端部11a,12aの先端が、蓋体5の内面に当接するのが阻止され、各腕部11,12の先端の角部が欠けるのを防止することができる。 In this way, the frequency adjustment metal films 19 and 20 removed by the irradiation of the laser beam are half or less of the length L1 along the longitudinal direction, that is, the frequency adjustment metal films 19 and 20 have their lengths longer than the length L1. Since the remaining length exceeds the half of the length L1 along the direction, each of the arm portions 11 and 12 of the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 remains when the arm portions 11 and 12 bend toward the lid body 5, 20 abuts on the inner surface of the lid body 5, thereby preventing the tip ends of the respective arm portions 11 and 12, that is, the tip ends of the wide tip portions 11a and 12a from abutting on the inner surface of the lid body 5, It is possible to prevent the corners of the tips of the arms 11 and 12 from being chipped.

また、周波数調整用金属膜19,20は、その厚さtが、9μm以上と厚いので、周波数調整用金属膜19,20が、蓋体5の内面に当接したときの衝撃を緩衝することができる。 Further, since the thickness t of the frequency adjusting metal films 19 and 20 is as thick as 9 μm or more, the shock when the frequency adjusting metal films 19 and 20 come into contact with the inner surface of the lid 5 is buffered. You can

また、上記のように、粗調整が行われた後の周波数調整用金属膜19,20の長手方向の長さL2が、例えば0.1mmを超えるので、周波数調整用金属膜19,20の除去された部分の先端からの長さdは、例えば0.1mm以下となる。なお、周波数調整用金属膜19,20のレーザービームの照射によって除去された部分の長さdは、上記のように、音叉型水晶振動片毎に異なり、d=0の場合もある。 Further, as described above, the length L2 in the longitudinal direction of the frequency adjusting metal films 19 and 20 after the rough adjustment is performed exceeds, for example, 0.1 mm, so that the frequency adjusting metal films 19 and 20 are removed. The length d from the tip of the cut portion is, for example, 0.1 mm or less. The length d of the portions of the frequency adjusting metal films 19 and 20 removed by the laser beam irradiation is different for each tuning fork type quartz vibrating piece as described above, and may be d=0.

ここで、図3に示す音叉型水晶振動片3の長さをLとすると、この実施形態では、Lは、例えば0.9mmである。 Here, if the length of the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 shown in FIG. 3 is L, in this embodiment, L is 0.9 mm, for example.

したがって、音叉型水晶振動片3の長さLに対する、周波数調整用金属膜19,20のレーザービームの照射によって除去された部分の長さdの比は、dが0.1mm以下であるので、
d/L≦0.1/0.9=0.11
すなわち、
d/L≦0.11
となる。
Therefore, the ratio of the length d of the portions of the frequency adjusting metal films 19 and 20 removed by the laser beam irradiation to the length L of the tuning fork type quartz vibrating piece 3 is 0.1 mm or less.
d/L≦0.1/0.9=0.11
That is,
d/L≦0.11
Becomes

また、周波数調整用金属膜19,20の厚さをt、蓋体5の内面から腕部11の周波数調整用金属膜19,20が形成されていない部分までの間隔をHとすると、この実施形態では、間隔Hは、例えば35μmであり、周波数調整用金属膜19,20の厚さtは、例えば9μm以上、15μm以下であるのが好ましい。 Further, when the thickness of the frequency adjusting metal films 19 and 20 is t, and the interval from the inner surface of the lid 5 to the portion of the arm 11 where the frequency adjusting metal films 19 and 20 are not formed is H, this implementation In the embodiment, it is preferable that the interval H is, for example, 35 μm, and the thickness t of the frequency adjusting metal films 19 and 20 is, for example, 9 μm or more and 15 μm or less.

したがって、前記間隔Hに対する、周波数調整用金属膜19,20の厚さtの比t/Hは、
9/35=0.257
15/35=0.429
となり、
好ましい範囲は、
0.25≦t/H≦0.43
となる。
Therefore, the ratio t/H of the thickness t of the frequency adjusting metal films 19 and 20 to the interval H is
9/35=0.257
15/35 = 0.429
Next to
The preferred range is
0.25≦t/H≦0.43
Becomes

すなわち、前記間隔Hに対する、周波数調整用金属膜19,20の厚さtの比は、0.25以上、0.43以下であるのが好ましい。 That is, the ratio of the thickness t of the frequency adjusting metal films 19 and 20 to the interval H is preferably 0.25 or more and 0.43 or less.

なお、周波数調整用金属膜19,20の厚さtが、9μm未満になると、外部からの衝撃によって、音叉型水晶振動片3の各腕部11,12が、蓋体5側へ撓んだときに、残存する周波数調整用金属膜19,20が、蓋体5の内面に当接する前に、各腕部11,12の幅広の先端部11a,12aの先端が、蓋体5の内面に当接して前記先端における角部が欠けることがある。また、周波数調整用金属膜19,20が、蓋体5の内面に当接したときの衝撃を十分に緩衝することができない。 When the thickness t of the frequency adjusting metal films 19 and 20 is less than 9 μm, the arm portions 11 and 12 of the tuning fork type crystal vibrating piece 3 are bent toward the lid body 5 due to an external impact. Sometimes, before the remaining frequency adjusting metal films 19 and 20 come into contact with the inner surface of the lid body 5, the tips of the wide tip portions 11a and 12a of the arm portions 11 and 12 are brought into contact with the inner surface of the lid body 5. There is a case in which a corner portion at the tip is abutted and chipped. In addition, the frequency adjustment metal films 19 and 20 cannot sufficiently absorb the shock when they come into contact with the inner surface of the lid body 5.

また、周波数調整用金属膜19,20の厚さtが、15μmを超えると、外部から僅かな衝撃が加わっただけで、残存する周波数調整用金属膜19,20が金属製の蓋体5に接触してしまう虞がある。 Further, when the thickness t of the frequency adjusting metal films 19 and 20 exceeds 15 μm, the remaining frequency adjusting metal films 19 and 20 are applied to the metallic lid 5 with a slight impact from the outside. There is a risk of contact.

上記のように、レーザービームの照射によって、除去される周波数調整用金属膜19,20の長手方向に沿う長さを、半分以下にするために、この実施形態の製造方法では、水晶ウェハの状態、すなわち、水晶ウェハに複数の音叉型振動片が一体的に連結された状態で、音叉型振動片の基部及び該基部から延出する複数の腕部に電極を形成する電極形成工程における第1目標周波数を、従来の第1目標周波数よりも高くしている。 As described above, in order to reduce the length along the longitudinal direction of the frequency-adjusting metal films 19 and 20 to be removed by the laser beam irradiation, in the manufacturing method of this embodiment, the state of the quartz wafer is used. That is, the first in the electrode forming step of forming electrodes on the base of the tuning fork type vibrating piece and the plurality of arms extending from the base while the plurality of tuning fork type vibrating pieces are integrally connected to the crystal wafer. The target frequency is set higher than the conventional first target frequency.

図7は、この実施形態の製造方法における電極形成工程、周波数調整用金属膜19,20を形成する錘付け工程、及び、レーザービームの照射による周波数の粗調整(レーザー加工)工程の目標周波数を説明するための図であり、図8は、従来例の図7に対応する図であり、横軸は周波数を、縦軸は度数を示している。 FIG. 7 shows target frequencies of the electrode forming step, the weighting step of forming the frequency adjusting metal films 19 and 20, and the rough frequency adjustment (laser processing) step by laser beam irradiation in the manufacturing method of this embodiment. FIG. 8 is a diagram for explaining, and FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 7 of a conventional example, in which the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents frequency.

この実施形態の製造方法では、水晶ウェハに複数の音叉型振動片が一体的に連結された状態で、音叉型振動片の基部及び該基部から延出する複数の腕部に電極を形成する第1工程としての電極形成工程における図7に示される第1目標周波数fo1を、図8に示される従来例の電極形成工程における図8に示される第1目標周波数fo1´よりも高い周波数としている。 In the manufacturing method of this embodiment, the electrodes are formed on the base of the tuning fork type vibrating piece and the plurality of arms extending from the base while the plurality of tuning fork type vibrating pieces are integrally connected to the crystal wafer. The first target frequency fo1 shown in FIG. 7 in the electrode forming step as one step is set to a frequency higher than the first target frequency fo1′ shown in FIG. 8 in the electrode forming step of the conventional example shown in FIG.

音叉型水晶振動片3の各腕部11,12の先端部11a,12aに周波数調整用金属膜19,20を形成する第2工程としての錘付け工程における図7に示される第2目標周波数fo2は、従来例の錘付け工程における図8に示される第2目標周波数fo2と同じである。 The second target frequency fo2 shown in FIG. 7 in the weighting step as the second step of forming the frequency adjusting metal films 19 and 20 on the tip portions 11a and 12a of the arm portions 11 and 12 of the tuning fork type crystal vibrating piece 3. Is the same as the second target frequency fo2 shown in FIG. 8 in the weighting process of the conventional example.

したがって、音叉型水晶振動片3の各腕部11,12の先端部11a,12aに周波数調整用金属膜19,20を形成する錘付け工程における周波数調整用金属膜19,20の形成量(錘付け量)は、従来例に比べて多い。 Therefore, the amount of the frequency adjusting metal films 19 and 20 formed in the weighting step of forming the frequency adjusting metal films 19 and 20 on the tip portions 11a and 12a of the arm portions 11 and 12 of the tuning fork type crystal vibrating piece 3 (weight The amount applied is larger than in the conventional example.

錘付け工程後の第3工程としてのレーザービームの照射による周波数の粗調整工程における第3目標周波数fo3は、上記公称周波数32.768kHzであり、従来例のレーザービームの照射による周波数の粗調整工程における図8に示される第3目標周波数fo3と同じである。 The third target frequency fo3 in the frequency coarse adjustment step by laser beam irradiation as the third step after the weighting step is the above-mentioned nominal frequency 32.768 kHz, and the frequency rough adjustment step by laser beam irradiation in the conventional example. Is the same as the third target frequency fo3 shown in FIG.

したがって、レーザービームの照射による周波数の粗調整工程における周波数調整用金属膜19,20の除去量は、従来例と略同じである。 Therefore, the removal amount of the frequency adjusting metal films 19 and 20 in the coarse frequency adjusting step by irradiation of the laser beam is substantially the same as that of the conventional example.

レーザービームの照射によって周波数の粗調整がされた水晶ウェハ状態の多数の音叉型水晶振動片3は、水晶ウェハから折り取られて個々の音叉型水晶振動片3に分離され、第4工程として、パッケージ2のベース4の電極パッド7に、音叉型水晶振動片3の金属バンプ8が接合されてベース2内に収容され、蓋体5で封止される。 A large number of tuning fork type crystal vibrating pieces 3 in a crystal wafer state whose frequency is roughly adjusted by laser beam irradiation are broken from the crystal wafer and separated into individual tuning fork type crystal vibrating pieces 3, and as a fourth step, The metal bumps 8 of the tuning fork type crystal vibrating piece 3 are bonded to the electrode pads 7 of the base 4 of the package 2, housed in the base 2, and sealed with the lid 5.

この実施形態の製造方法では、電極形成工程における音叉型振動片の第1目標周波数fo1と錘付け工程における第2目標周波数fo2との周波数の差の絶対値|fo1−fo2|に対する、第2目標周波数fo2と粗調整工程における第3目標周波数fo3との周波数の差の絶対値|fo2−fo3|の比率(|fo2−fo3|/|fo1−fo2|)が、0.5以下である、すなわち、
(|fo2−fo3|/|fo1−fo2|)≦0.5
この実施形態の製造方法では、この比率(|fo2−fo3|/|fo1−fo2|)を、例えば、0.4程度としている。
In the manufacturing method of this embodiment, the second target with respect to the absolute value |fo1-fo2| of the frequency difference between the first target frequency fo1 of the tuning fork type resonator element in the electrode forming step and the second target frequency fo2 in the weighting step. The ratio (|fo2-fo3|/|fo1-fo2|) of the absolute value |fo2-fo3| of the frequency difference between the frequency fo2 and the third target frequency fo3 in the rough adjustment step is 0.5 or less, that is, ,
(|fo2-fo3|/|fo1-fo2|)≦0.5
In the manufacturing method of this embodiment, this ratio (|fo2-fo3|/|fo1-fo2|) is set to, for example, about 0.4.

このようにすることによって、錘付け工程で各腕部11,12の端部に形成する周波数調整用金属膜19,20の形成量に対する、粗調整工程で除去する周波数調整用金属膜19,20の除去量の割合を、従来例に比べて小さくすることができる。 By doing so, the frequency adjusting metal films 19 and 20 removed in the rough adjusting process with respect to the amount of the frequency adjusting metal films 19 and 20 formed at the ends of the arm portions 11 and 12 in the weighting process. It is possible to reduce the ratio of the removal amount of P compared to the conventional example.

これによって、粗調整工程後の周波数調整用金属膜19,20を、長手方向に沿って半分を超えて残存させることができる。 As a result, the frequency adjusting metal films 19 and 20 after the rough adjusting step can be left in excess of half along the longitudinal direction.

したがって、外部からの衝撃によって、音叉型水晶振動片3の各腕部11,12が、蓋体5側へ撓んだときに、残存する周波数調整用金属膜19,20が、蓋体5の内面に当接し、各腕部11,12の幅広の先端部11a,12aの先端が、蓋体5の内面に当接して前記先端における角部が欠けるのを防止することができる。 Therefore, when the arm portions 11 and 12 of the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 are bent toward the lid body 5 by an impact from the outside, the remaining frequency-adjusting metal films 19 and 20 are removed from the lid body 5. It is possible to prevent the tips of the wide tip portions 11a, 12a of the respective arm portions 11, 12 from coming into contact with the inner surface and coming into contact with the inner surface of the lid body 5 so as to prevent the corner portions from being chipped.

上記実施形態では、レーザービームを照射して周波数を調整したが、レーザービーム以外のイオンビームなどの他のエネルギービームを使用してもよい。 In the above embodiment, the frequency was adjusted by irradiating the laser beam, but other energy beams such as an ion beam other than the laser beam may be used.

[実施形態2]
上記実施形態では、上記図6で説明したように、外部からの衝撃によって、片持ち支持された音叉型水晶振動片3が撓んだときに、各腕部11,12の先端に至る途中の当接部11b,12bが、ベース4の底面に突設した枕部9に当接することによって、各腕部11,12の幅広の先端部11a,12aの先端が、ベース4の底面に当接してその角部が欠けないようにしている。
[Embodiment 2]
In the above-described embodiment, as described with reference to FIG. 6, when the cantilever-supported tuning-fork type crystal vibrating piece 3 is bent by the impact from the outside, it is in the middle of reaching the tips of the arm portions 11 and 12. The abutting portions 11 b and 12 b come into contact with the pillow portion 9 provided on the bottom surface of the base 4 so that the tips of the wide tip portions 11 a and 12 a of the arm portions 11 and 12 come into contact with the bottom surface of the base 4. So that the corners are not chipped.

しかし、ベース4の底面の枕部9に当接する、各腕部11,12の当接部11b,12bには、薄い腕先電極25,24が形成されており、本件発明者らが、鋭意研究した結果、枕部9に当接する、各腕部11,12の当接部11b,12bの腕先電極25,24が部分的に削れ、周波数のプラス側の変動が生じる場合があることを見出した。 However, thin arm tip electrodes 25 and 24 are formed on the contact portions 11b and 12b of the arm portions 11 and 12 that are in contact with the pillow portion 9 on the bottom surface of the base 4, and the inventors of the present invention have been keenly aware of this. As a result of research, it was found that the arm tip electrodes 25 and 24 of the contact portions 11b and 12b of the arm portions 11 and 12 that contact the pillow portion 9 may be partially scraped, and the positive side fluctuation of the frequency may occur. I found it.

そこで、この実施形態では、上記のように、ベース4の底面に対向する他方の主面側において、図9に示されるように、第1腕部11及び第2腕部12の自由端部である幅広の先端部11a,12aには、基部10側の一部を除いて腕先電極24,25は、形成されておらず、水晶の素地が露出した無電極領域21,21としている。 Therefore, in this embodiment, as described above, on the other main surface side facing the bottom surface of the base 4, as shown in FIG. 9, the free end portions of the first arm portion 11 and the second arm portion 12 are formed. The tip electrodes 11 and 12a having a certain width are not formed with the arm tip electrodes 24 and 25 except for a part on the side of the base portion 10 and are defined as the electrodeless regions 21 and 21 in which the quartz substrate is exposed.

図10は、パッケージ2内に収納された状態の音叉型水晶振動片3の先端部付近を示す図6に対応する概略断面図である。この図10では、両腕部11,12の内、第1腕部11の先端部11aを代表的に示しているが、第2腕部12の先端部12aも同様である。 FIG. 10 is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 6 showing the vicinity of the tip of the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 stored in the package 2. In FIG. 10, of the two arm portions 11 and 12, the tip portion 11a of the first arm portion 11 is representatively shown, but the tip portion 12a of the second arm portion 12 is also the same.

第1,第2腕部11,12の先端部11a,12aの他方の主面側に設けられる無電極領域21,21は、外部からの衝撃によって、片持ち支持された音叉型水晶振動片3が撓んだときに、枕部9に当接する第1,第2腕部11,12の当接部11b,12bを少なくも含むと共に、第1,第2腕部11,12の先端まで延びている。 The electrodeless regions 21, 21 provided on the other main surface side of the tip portions 11a, 12a of the first and second arm portions 11, 12 are cantilever-supported tuning fork-type crystal vibrating pieces 3 by an external impact. When it bends, it includes at least the contact portions 11b and 12b of the first and second arm portions 11 and 12 that contact the pillow portion 9 and extends to the tips of the first and second arm portions 11 and 12. ing.

このようにベース4の底面の枕部9に当接する第1,第2腕部11,12の当接部11b,12bは、腕先電極が形成されていない無電極領域21,21であるので、枕部9との当接によって、腕先電極が削れることがなく、これによって、外部からの衝撃による周波数のプラス側への変動を抑制することができる。 As described above, the contact portions 11b and 12b of the first and second arm portions 11 and 12 that contact the pillow portion 9 on the bottom surface of the base 4 are the electrodeless regions 21 and 21 in which the arm tip electrodes are not formed. Since the arm tip electrode is not scraped by the contact with the pillow portion 9, it is possible to suppress the fluctuation of the frequency toward the plus side due to the impact from the outside.

この実施形態によれば、外部からの衝撃によって、音叉型水晶振動片3の各腕部11,12が、枕部9が突設されたベース4とは反対側の蓋体5側へ撓んだときには、残存する周波数調整用金属膜19,20が、蓋体5の内面に当接し、各腕部11,12の先端が、蓋体5の内面に当接して損傷するのを防止して周波数変動を抑制することができる。 According to this embodiment, the arms 11 and 12 of the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 are deflected toward the lid 5 side opposite to the base 4 on which the pillow 9 is projected by the impact from the outside. In this case, the remaining frequency adjusting metal films 19 and 20 come into contact with the inner surface of the lid 5 to prevent the tips of the arms 11 and 12 from coming into contact with the inner surface of the lid 5 and being damaged. Frequency fluctuation can be suppressed.

更に、外部からの衝撃によって、音叉型水晶振動片3の各腕部11,12が、ベース4側へ撓んで、各腕部11,12の各当接部11b,12bが、ベース4の底面の枕部9に当接しても、腕先電極が削れて周波数が変動するといったことがない。 Further, due to an impact from the outside, the arm portions 11 and 12 of the tuning fork type crystal vibrating piece 3 are bent toward the base 4 side, and the contact portions 11b and 12b of the arm portions 11 and 12 are moved to the bottom surface of the base 4. Even if it abuts on the pillow part 9, the arm tip electrode will not be scraped and the frequency will not change.

このように外部からの衝撃によって、音叉型水晶振動片3の各腕部11,12が、蓋体5側に撓むことに起因する周波数変動、及び、ベース4側に撓むことに起因する周波数変動のいずれの周波数変動も抑制することができ、良好な耐衝撃性を有する音叉型水晶振動子を得ることができる。 As described above, due to the impact from the outside, the arm portions 11 and 12 of the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 are caused to change in frequency due to bending toward the lid 5 side, and due to bending toward the base 4 side. It is possible to suppress any of the frequency fluctuations, and it is possible to obtain a tuning-fork type crystal resonator having good impact resistance.

上記実施形態では、無電極領域21は、第1,第2腕部11,12が、枕部9に当接する当接部11b,12bのみならず、第1,第2腕部11,12の先端まで延びて形成されたが、当接部11b,12bのみ無電極領域としてもよい。 In the above embodiment, the electrodeless region 21 includes not only the contact portions 11b and 12b where the first and second arm portions 11 and 12 contact the pillow portion 9, but also the first and second arm portions 11 and 12. Although it is formed to extend to the tip, only the contact portions 11b and 12b may be the electrodeless region.

上記実施形態では、外部からの衝撃によって、第1,第2腕部11,12が、ベース4の底面側へ撓んだときに、枕部9に当接する当接部11b,12bを少なくとも含む領域を、腕先電極が形成されていない無電極領域21,21としたが、本発明の更に他の実施形態として、次のように構成してもよい。 In the above-described embodiment, the first and second arm portions 11 and 12 include at least contact portions 11b and 12b that are in contact with the pillow portion 9 when the first and second arm portions 11 and 12 bend toward the bottom surface of the base 4. Although the regions are the electrodeless regions 21 and 21 in which the arm tip electrodes are not formed, they may be configured as follows in still another embodiment of the present invention.

図11は、本発明の他の実施形態の図4に対応する図であり、図12は、図11の実施形態の図6に対応する概略断面図である。 11 is a view corresponding to FIG. 4 of another embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 6 of the embodiment of FIG.

この実施形態では、第1,第2腕部11,12の先端部11a,12aの全周に亘って腕先電極25,24を形成している。また、ベース4の底面に対向する他方の主面側の、外部からの衝撃によって、第1,第2腕部11,12が、ベース4の底面側へ撓んだときに、枕部9に当接する領域には、当接の際の衝撃を緩衝する緩衝部としての金属膜22,22がそれぞれ形成されている。 In this embodiment, the arm tip electrodes 25 and 24 are formed over the entire circumference of the tip end portions 11a and 12a of the first and second arm portions 11 and 12, respectively. In addition, when the first and second arm portions 11 and 12 are bent toward the bottom surface side of the base 4 by the impact from the outside on the other main surface side facing the bottom surface of the base 4, the pillow portion 9 is Metal films 22 and 22 are formed in the abutting regions as buffer portions that buffer the impact at the time of abutting.

この金属膜22は、緩衝効果が得られるように、厚さが1μm以上、この実施形態では、例えば10μmであり、上記金属バンプ8と同様に、例えば、金からなり、電解めっき法などの手法によりめっき形成する。したがって、この金属膜22は、金属バンプ8と同時に形成することができる。 The metal film 22 has a thickness of 1 μm or more, for example, 10 μm in this embodiment so that a buffering effect can be obtained. Like the metal bump 8, the metal film 22 is made of, for example, gold, and a method such as an electrolytic plating method is used. By plating. Therefore, the metal film 22 can be formed simultaneously with the metal bump 8.

この金属膜22は、外部からの衝撃によって、第1,第2腕部11,12が、ベース4の底面側へ撓んだときに、枕部9に当接する領域に設けられるものである。この実施形態では、金属膜22は、第1,第2腕部11,12の幅広の先端部11a,12aの幅方向の中央位置であって、基部10側に設けられており、平面視略円形である。 The metal film 22 is provided in a region that comes into contact with the pillow portion 9 when the first and second arm portions 11 and 12 are bent toward the bottom surface side of the base 4 due to an impact from the outside. In this embodiment, the metal film 22 is provided at the center position in the width direction of the wide tip portions 11a and 12a of the first and second arm portions 11 and 12, and is provided on the base portion 10 side, and is substantially planar view. It is circular.

このように第1,第2腕部11,12の、ベース4の底面の枕部9に当接する領域には、枕部9との当接による衝撃を緩衝する金属膜22,22が、1μm以上の厚さでそれぞれめっきによって形成されているので、外部からの衝撃によって、音叉型水晶振動片3が撓んで、各腕部11,12の金属膜22,22が、ベース4の底面の枕部9に当接しても、金属膜22,22が剥離しにくく、その当接の衝撃が、金属膜22,22によって充分に緩衝され、腕先電極25が削れるといったことがなく、外部からの衝撃による周波数のプラス側への変動を抑制することができる。また、図12の断面概略図に示されるように、音叉型水晶振動片3の他方の主面側の金属膜22の形成位置は、腕部の先端以外の部分である当接部であるため、レーザービームの照射によって周波数調整用金属膜の腕部の先端側の部分が削られても、金属膜22は削減されることがない。これにより、音叉型水晶振動片3と枕部との当接の衝撃を、金属膜22によって緩衝できるとともに、残存した周波数調整用金属膜によって各腕部の先端部と蓋体の内面との接触も防止できる。 In this way, in the regions of the first and second arm portions 11 and 12 that are in contact with the pillow portion 9 on the bottom surface of the base 4, the metal films 22 and 22 that buffer the impact due to the contact with the pillow portion 9 are 1 μm. Since the tuning fork crystal vibrating piece 3 is bent by an external impact, the metal films 22 and 22 of the arms 11 and 12 are formed on the bottom surface of the base 4 because they are formed by plating with the above thickness. Even if the metal films 22 and 22 come into contact with the portion 9, the metal films 22 and 22 are not easily peeled off, the impact of the contact is sufficiently buffered by the metal films 22 and 22, and the arm tip electrode 25 is not scraped off. It is possible to suppress the fluctuation of the frequency toward the positive side due to the impact. Further, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 12, since the metal film 22 on the other main surface side of the tuning fork type quartz vibrating piece 3 is formed at the contact portion other than the tip of the arm portion. Even if the tip side of the arm portion of the frequency adjusting metal film is shaved by the irradiation of the laser beam, the metal film 22 is not reduced. As a result, the impact of contact between the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 and the pillow portion can be buffered by the metal film 22, and the tip of each arm portion and the inner surface of the lid body can be contacted by the remaining metal film for frequency adjustment. Can also be prevented.

なお、緩衝部としての金属膜22は、一箇所に限らず、複数個所、例えば、図13(a)に示すように、二箇所設けてもよい。 The metal film 22 as the buffer portion is not limited to one place, but may be provided at a plurality of places, for example, two places as shown in FIG.

また、金属膜22は、平面視円形に限らず、他の形状でもよく、例えば、図13(b)に示すように、各腕部11,12の各先端部11a,12aの幅方向に沿って平面視長方形に形成してもよい。 Further, the metal film 22 is not limited to a circular shape in plan view, and may have another shape, for example, as shown in FIG. 13B, along the width direction of the tip portions 11a, 12a of the arm portions 11, 12. It may be formed in a rectangular shape in plan view.

この実施形態では、緩衝部である金属膜22が形成された部分には、腕先電極24,25が形成されたが、本発明の他の実施形態として、緩衝部である金属膜22の周囲の領域には腕先電極を形成することなく、水晶素地が露出した無電極領域としてもよい。 In this embodiment, the arm tip electrodes 24 and 25 are formed in the portion where the buffer metal film 22 is formed. However, as another embodiment of the present invention, the periphery of the buffer metal film 22 is provided. It is also possible to form an electrodeless region in which the quartz substrate is exposed without forming the arm tip electrode in the region.

上記各実施形態では、基部10の一部を構成する接合部13は、第1,第2腕部11,12の延出方向とは逆方向に延びて、前記延出方向に直交する方向の一方(図3では右方)へ延びていたが、接合部13は、図14の音叉型水晶振動片3の外形図に示すように、前記直交する方向の両方(図14の左方及び右方)へ延びる左右対称な形状であってもよく、あるいは、図15に示すように、前記直交する方向の両方(図15の左方及び右方)へ延びて、更に、第1,第2腕部11,12の延出方向にそれぞれ平行に延びる左右対称な形状であってもよく、あるいは、図16に示すように、第1,第2腕部11,12の間から、第1,第2腕部11,12の延出方向と同方向に延びる形状であってもよい。これら各形状の音叉型水晶振動片3では、ベース4の各電極パッド7,7に接合される接合部位である2つの金属バンプ8,8は、図14〜図16に示すように、接合部13の上記のように延びた終端付近とすることができる。なお、接合部13は、前記延出方向に直交する方向へ延びる部分や前記延出方向と同方向へ延びる部分が形成されていなくてもよい。 In each of the above-described embodiments, the joint portion 13 forming a part of the base portion 10 extends in the direction opposite to the extending direction of the first and second arm portions 11 and 12, and extends in the direction orthogonal to the extending direction. Although extending to one side (right side in FIG. 3 ), the joint portion 13 is formed in both the orthogonal directions (left side and right side in FIG. 14) as shown in the outline view of the tuning fork type crystal vibrating piece 3 in FIG. 14. 15) may be symmetrical to each other, or as shown in FIG. 15, it may extend in both of the orthogonal directions (left and right in FIG. 15) and further includes first, second It may have a bilaterally symmetrical shape extending in parallel to the extending direction of the arm portions 11 and 12, or, as shown in FIG. 16, from between the first and second arm portions 11 and 12, The shape may extend in the same direction as the extending direction of the second arm portions 11 and 12. In the tuning-fork type crystal vibrating piece 3 of each of these shapes, the two metal bumps 8 and 8 which are the bonding portions to be bonded to the electrode pads 7 and 7 of the base 4 have bonding portions as shown in FIGS. 14 to 16. It can be near the above-mentioned extended end of 13. In addition, the joining portion 13 may not be formed with a portion extending in a direction orthogonal to the extending direction or a portion extending in the same direction as the extending direction.

上記各実施形態では、音叉型水晶振動片に適用して説明したが、これに限るものではなく、水晶以外の他の圧電材料を用いてもよい。 In each of the above-described embodiments, the description was made by applying the tuning-fork type quartz vibrating piece, but the present invention is not limited to this, and a piezoelectric material other than quartz may be used.

1 音叉型水晶振動子
2 パッケージ
3 音叉型水晶振動片
4 ベース
5 蓋体
7 電極パッド
8 金属バンプ
9 枕部
10 基部
11 第1腕部
12 第2腕部
13 接合部
15 第1励振電極
16 第2励振電極
17,18 引出電極
19,20 周波数調整用金属膜
21 無電極領域
22 金属膜(緩衝部)
24,25 腕先電極
26 水晶
1 Tuning Fork Crystal Resonator 2 Package 3 Tuning Fork Crystal Resonator 4 Base 5 Lid 7 Electrode Pad 8 Metal Bump 9 Pillow 10 Base 11 First Arm 12 Second Arm 13 Joint 15 First Excitation Electrode 16th 2 Excitation electrode 17,18 Extraction electrode 19,20 Frequency adjustment metal film 21 Electrode-free area 22 Metal film (buffer part)
24,25 Arm tip electrode 26 Crystal

Claims (1)

ウェハに複数の音叉型振動片が一体的に連結された状態で、前記音叉型振動片の基部及び該基部から延出する複数の腕部に電極を形成する第1工程と、前記腕部の表裏主面の一方の主面の前記延出方向の端部に周波数調整用金属膜を形成する第2工程と、前記端部に形成した前記周波数調整用金属膜の一部を除去して周波数を調整する第3工程と、個々の音叉型振動片に分割した各音叉型振動片を、パッケージ本体の収納部に収容して前記パッケージ本体の開口部を蓋体で封止する第4工程とを備える音叉型振動子の製造方法であって、
前記第2工程で前記周波数調整用金属膜が形成される前記延出方向の端部は、前記延出方向に直交する幅方向に広い幅広の端部であり、
前記第4工程では、各音叉型振動片は、前記一方の主面が前記蓋体に対向するように、前記基部が前記パッケージ本体の前記収納部の電極に接合され、
第1工程における音叉型振動片の第1目標周波数と前記第2工程における第2目標周波数との周波数の差の絶対値に対する、前記第2目標周波数と前記第3工程における第3目標周波数との周波数の差の絶対値の比率が、0.5以下であり、
前記第2工程では、周波数調整用金属膜を、9μm以上15μm以下の厚みで形成し、
前記第3工程では、前記腕部の前記延出方向の前記幅広の端部に形成された前記周波数調整用金属膜を、前記幅広の端部の先端から、前記延出方向に沿って前記基部側へ向かって、前記延出方向に沿う前記周波数調整用金属膜の長さの半分以下の長さに亘って、前記音叉型振動片の素地が露出するように除去するものであり、
前記第2工程で形成される前記周波数調整用金属膜は、その厚さをt(μm)、前記蓋体の内面から前記腕部の前記周波数調整用金属膜が形成されていない部分までの間隔をH(μm)とすると、t/Hが、
0.25≦t/H≦0.43
であることを特徴とする音叉型振動子の製造方法。
A first step of forming electrodes on a base portion of the tuning fork type vibrating piece and a plurality of arm portions extending from the base portion while the plurality of tuning fork type vibrating pieces are integrally connected to the wafer; A second step of forming a frequency adjusting metal film on an end portion of one main surface of the front and back main surfaces in the extending direction, and a frequency by removing a part of the frequency adjusting metal film formed on the end portion. And a fourth step of accommodating each tuning fork type vibrating piece divided into individual tuning fork type vibrating pieces in the housing portion of the package body and sealing the opening of the package body with the lid. A method of manufacturing a tuning fork type vibrator, comprising:
The extension-direction end on which the frequency-adjusting metal film is formed in the second step is a wide end that is wide in the width direction orthogonal to the extension direction,
In the fourth step, in each tuning fork type resonator element, the base portion is joined to the electrode of the storage portion of the package body so that the one main surface faces the lid body.
Of the second target frequency and the third target frequency in the third step with respect to the absolute value of the difference in frequency between the first target frequency of the tuning fork type vibrating element in the first step and the second target frequency in the second step. The ratio of the absolute value of the frequency difference is 0.5 or less,
In the second step, the frequency adjusting metal film is formed with a thickness of 9 μm or more and 15 μm or less,
In the third step, the frequency adjusting metal film formed on the wide end portion of the arm portion in the extending direction is provided with the frequency adjusting metal film from the tip of the wide end portion along the extending direction. Toward the side, over a length of half or less of the length of the frequency adjusting metal film along the extending direction, to remove the base of the tuning fork type resonator element is exposed ,
The thickness of the frequency adjusting metal film formed in the second step is t (μm), and the distance from the inner surface of the lid to the portion of the arm where the frequency adjusting metal film is not formed. Is H (μm), t/H is
0.25≦t/H≦0.43
A method of manufacturing a tuning fork type vibrator, characterized in that
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JP2013157907A (en) * 2012-01-31 2013-08-15 Seiko Instruments Inc Manufacturing method of piezoelectric vibrator and piezoelectric vibrator
JP2015128267A (en) * 2013-12-27 2015-07-09 セイコーエプソン株式会社 Vibration piece, vibrator, oscillator, electronic apparatus, sensor and movable body
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