JP7175081B2

JP7175081B2 - 圧電振動素子の製造方法及び集合基板

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Publication number: JP7175081B2
Application number: JP2017201784A
Authority: JP
Inventors: 寛樹川崎
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2022-11-18
Anticipated expiration: 2037-10-18
Also published as: JP2019075737A

Description

本発明は、圧電振動素子の製造方法及び集合基板に関する。

圧電振動素子は、例えば、集合基板（ウエハ）にエッチングなどで複数の圧電片を形成し、当該複数の圧電片に一括して励振電極等を設ける。そして、励振電極等が設けられた各圧電片を集合基板から分離することによって、複数の圧電振動子が製造される。

引用文献１には、枠部と、第１電極及び第２電極が形成された水晶振動素子と、枠部と水晶振動素子とを機械的に接続する第１連結部及び第２連結部と、第２電極から枠部まで延設した第３電極を備える集合ウエハが開示されている。この集合ウエハでは、第３電極とともに第１連結部及び第２連結部を折り取ることで、水晶振動素子を枠部から分離している。

特開２０１７－２８６０１号公報

しかしながら、引用文献１の第３電極のように、水晶振動素子の電極から第１連結部及び第２連結部を経て枠部まで延設した電極が、集合ウエハの両主面に形成されている構成では、折り取った後に水晶振動素子にバリ（突起）が残ることがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、圧電振動素子に残るバリの発生を抑制することのできる圧電振動素子の製造方法及び集合基板を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る圧電振動素子の製造方法は、桟部と、振動部及び第１周縁部を含む圧電片と、第１周縁部を桟部に支持する支持部と、を備える集合基板を形成する工程と、集合基板の第１主面及び第２主面のそれぞれにおいて、圧電片に、励振電極及び接続電極を形成し、集合基板の第１主面において、圧電片に形成された接続電極から支持部を通って桟部まで延在する測定電極を形成する工程と、圧電片を支持部から分離して圧電振動素子とする工程と、を含み、集合基板の第２主面における圧電片に形成された接続電極は、第１周縁部と支持部との境界まで延在する。

本発明の他の一側面に係る集合基板は、圧電振動素子を製造するための集合基板であって、桟部と、振動部及び第１周縁部を含む圧電片であって、集合基板の第１主面及び第２主面のそれぞれに形成された励振電極及び接続電極を含む圧電片と、第１周縁部を桟部に支持する支持部と、集合基板の第１主面において、圧電片に形成された接続電極から支持部を通って桟部まで延在する測定電極と、を備え、集合基板の第２主面における圧電片に形成された接続電極は、第１周縁部と支持部との境界まで延在する。

本発明によれば、圧電振動素子に残るバリの発生を抑制することが可能となる。

図１は、本発明の実施形態に係る水晶振動素子の製造方法における水晶片形成工程を示すフローチャートである。図２は、本発明の実施形態に係る水晶振動素子の製造方法における電極形成工程を示すフローチャートである。図３は、図１に示した電極形成工程終了後の集合基板を一方の主面の法線方向から視た要部拡大図である。図４は、図１に示した電極形成工程終了後の集合基板を他方の主面の法線方向から視た要部拡大図である。図５は、図３のＶ－Ｖ線断面図である。図６は、本発明の実施形態に係る水晶振動素子の製造方法における水晶片分離工程を示すフローチャートである。図７は、圧電片の電気特性を測定する工程を説明する図である。図８は、図４に示した集合基板の変形例を示す要部拡大図である。図９は、図８に示した集合基板の断面図である。図１０は、図３に示した集合基板の変形例を示す要部拡大図である。図１１は、水晶振動子の構成例の分解斜視図である。図１２は、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本発明の技術的範囲を当該実施形態に限定して解するべきではない。

また、以下において、圧電振動素子として水晶振動素子（ＱｕａｒｔｚＣｒｙｓｔａｌＲｅｓｏｎａｔｏｒ）を、圧電片として水晶片（ＱｕａｒｔｚＣｒｙｓｔａｌＥｌｅｍｅｎｔ）を例に挙げて説明する。但し、本発明に係る実施形態は、これらに限定されるものではない。

＜実施形態＞
図１から図７を参照しつつ、本発明の実施形態に係る水晶振動素子の製造方法及び集合基板について説明する。ここで、図１は、本発明の実施形態に係る水晶振動素子の製造方法における水晶片形成工程を示すフローチャートである。図２は、本発明の実施形態に係る水晶振動素子の製造方法における電極形成工程を示すフローチャートである。図３は、図２に示した電極形成工程の終了後の集合基板を一方の主面の法線方向から視た要部拡大図である。図４は、図２に示した電極形成工程の終了後の集合基板を他方の主面の法線方向から視た要部拡大図である。図５は、図３のＶ－Ｖ線断面図である。図６は、本発明の実施形態に係る水晶振動素子の製造方法における水晶片分離工程を示すフローチャートである。図７は、圧電片の電気特性を測定する工程を説明する図である。

本実施形態における水晶振動素子の製造方法は、水晶片形成工程Ｓ１０と、電極形成工程Ｓ２０と、水晶片分離工程Ｓ３０と、を含んで構成される。

図１に示す水晶片形成工程Ｓ１０の開始に際して、まず、圧電材料であって人工水晶（ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＱｕａｒｔｚＣｒｙｓｔａｌ）の平板である水晶基板９９を準備する。このとき、Ｘ軸及びＺ’軸で特定される面と平行な面（以下、「ＸＺ’面」と呼ぶ。他の軸によって特定される面についても同様である。）が主面となるように、水晶基板９９が形成される。また、Ｙ’軸がこの主面の法線方向と平行となる。なお、Ｙ’軸及びＺ’軸は、それぞれ、人工水晶の結晶軸（ＣｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃＡｘｅｓ）であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうち、Ｙ軸及びＺ軸をＸ軸の周りにＹ軸からＺ軸の方向に３５度１５分±１分３０秒回転させた軸である。

次に、水晶基板９９の両主面に金属層を形成する（Ｓ１１）。金属層は、水晶をエッチングする際に用いられるエッチング液（例えば、フッ化アンモニウムあるいは緩衝フッ酸）に対する耐蝕膜として機能する。このような耐蝕膜としては、例えば、クロム（Ｃｒ）層と金（Ａｕ）層とからなる多層膜が用いられる。金属層は蒸着法やスパッタ法によって形成される。Ｃｒ層はＡｕ層より水晶基板９９に近い側に位置し、Ａｕ層はＣｒ層より水晶基板９９から遠い側に位置する。Ｃｒ層は水晶基板９９との密着力を高め、Ａｕ層は耐蝕性を高める。

次に、金属層の上にフォトレジスト層を形成する（Ｓ１２）。フォトレジスト層は、フォトレジスト溶液を金属層の上に塗布し、加熱により溶媒を揮発させることで成膜される。フォトレジスト溶液は、例えば、スプレー法やスピンコート法によって塗布される。

次に、フォトレジスト層を露光・現像し、水晶片１３０の外形パターンを形成する（Ｓ１３）。フォトレジスト層は、微細加工への適応性の観点から、露光された部分を溶解によって除去するポジ型の感光性樹脂を用いることが望ましい。ポジ型の感光性樹脂を使用する場合、フォトレジスト層は、水晶片１３０に相当する領域をフォトマスクで遮光された状態で露光され、その後、現像液によって不要な部分を洗い流される。すなわち、フォトマスクの形状はフォトレジスト層に転写される。その結果、金属層の上に残ったフォトレジスト層は、水晶片１３０の外形パターンを形成する。

次に、水晶基板９９を外形パターンに従って除去する（Ｓ１４）。このとき、前工程で形成したフォトレジスト層の外形パターンを利用し、エッチング処理によって水晶基板９９の中に複数の水晶片１３０を形成する。なお、各水晶片１３０は、個片化されずに桟部１１０によって互いに連結されている。桟部１１０及び水晶片１３０の外形については、後述する。本工程では、フォトレジスト層の外形パターンに従って金属層をエッチングによって除去する。次いで、水晶基板９９をエッチングによって除去する。エッチング処理は、特に限定されるものではなく、例えば一般的なウエットエッチングであり、金属層に対してはヨウ素系のエッチング溶液を用い、水晶に対してはフッ酸系のエッチング溶液を用いる。

次に、フォトレジスト層及び金属層を除去する（Ｓ１５）。ここで、一旦、水晶基板９９に付着しているフォトレジスト層及び金属層を全て除去する。その後、水晶片１３０をメサ型構造に加工する（Ｓ１６）。メサ型構造への加工は、工程Ｓ１１～Ｓ１５と同様の処理を繰り返すことで実施可能である。このような工程Ｓ１６における工程Ｓ１１～Ｓ１４との相違点は、工程Ｓ１３に相当する工程におけるフォトレジスト層の形状が、振動部１３１を覆って第１周縁部１３２及び第２周縁部１３３を露出するメサ型構造パターンであることと、工程Ｓ１４に相当する工程における水晶基板９９のエッチングがハーフエッチングであること、である。

このようにして、水晶基板９９に水晶片１３０の外形が形成される（以下、前述した水晶片形成工程Ｓ１０を経て水晶基板９９に水晶片１３０を形成したものを「集合基板」と呼ぶ）。

次に、図２を参照して電極形成工程Ｓ２０について説明する。なお、電極形成工程のＳ２１～Ｓ２５は、水晶片形成工程のＳ１１～Ｓ１５と同様の処理であり、各工程において同様の部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明を行う。

まず、集合基板１００の第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂに金属層を形成する（Ｓ２１）。このとき、金属層は、必ずしも集合基板１００の第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂの全体（すなわち、桟部１１０、支持部１２０、水晶片１３０の両主面）に形成する必要はなく、少なくとも桟部１１０及び支持部１２０の一部と、水晶片１３０の両主面とに形成されていればよい。なお、水晶片１３０の両主面間の電気的導通を得るために、両主面に接続される水晶片１３０の側面にも金属層を形成する。

次に、金属層の上にフォトレジスト層を形成する（Ｓ２２）。このとき、集合基板１００の第１主面１００ａに、フォトレジスト層を例えばスピンコート法によって形成する。次いで、集合基板１００の第２主面１００ｂに、フォトレジスト層を例えばスピンコート法によって形成する。

次に、フォトレジスト層を露光・現像し、電極パターンを形成する（Ｓ２３）。電極パターンは、例えば、後述する第１励振電極１３４ａ、第２励振電極１３４ｂ、引出電極１３５ａ，１３５ｂ、接続電極１３６ａ～１３６ｄ、及び測定電極１１１ａ，１１１ｂとなる領域を覆う。電極パターン以外の領域のフォトレジスト層は除去される。

次に、金属層を電極パターンに従って除去して各電極を形成する（Ｓ２４）。例えば、電極パターンによって覆われた第１励振電極１３４ａ、第２励振電極１３４ｂ、引出電極１３５ａ，１３５ｂ、接続電極１３６ａ～１３６ｄ、及び測定電極１１１ａ，１１１ｂの周りの露出した金属層が除去される。なお、引出電極１３５ａ，１３５ｂ、接続電極１３６ａ～１３６ｄ、及び測定電極１１１ａ，１１１ｂは、第１励振電極１３４ａ及び第２励振電極１３４ｂの形成とは別工程で形成してもよい。

次に、フォトレジスト層を除去する（Ｓ２５）。除去されるフォトレジスト層は、電極パターンに相当する。

このようにして、集合基板１００に第１励振電極１３４ａ、第２励振電極１３４ｂ、引出電極１３５ａ，１３５ｂ、接続電極１３６ａ～１３６ｄ、及び測定電極１１１ａ，１１１ｂ等の電極が形成される。

次に、前述の電極形成工程を経て電極が形成された集合基板１００の構成について、図３から図５を参照しつつ説明する。なお、図３及び図４に示す第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は互いに直交する方向であるが、互いに直交以外の角度で交差する方向であってもよい。図３及び図４に図示した例では、第１方向Ｄ１はＺ’軸方向と平行な方向であり、第２方向Ｄ２はＸ軸方向と平行な方向である。

また、集合基板１００の第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２によって特定される面と平行な面（以下、「Ｄ１Ｄ２面」と呼ぶ。）である。集合基板１００の第１主面１００ａは、水晶片１３０の第１主面１３０ａと略平行であり、集合基板１００の第２主面１００ｂは、水晶片１３０の第２主面１３０ｂと略平行である。

集合基板１００は、圧電振動素子を製造するためのものである。集合基板１００は、桟部１１０と、支持部１２０と、水晶片１３０と、を備える。集合基板１００は、図示を省略するが、桟部１１０、支持部１２０、及び水晶片１３０のそれぞれを、複数備えている。例えば、複数の桟部１１０は、それぞれ、所定の間隔で第２方向Ｄ２に並んでいる。複数の水晶片１３０は、それぞれ、所定の間隔で第１方向Ｄ１に並んでいて、かつ、所定の間隔で第２方向Ｄ２に並んでいる。すなわち、桟部１１０と水晶片１３０とは、第２方向Ｄ２において交互に配列され、かつ、互いに離れている。

桟部１１０は、第１方向Ｄ１に延在している。支持部１２０は、水晶片１３０を桟部１１０に支持している。支持部１２０は、第２方向Ｄ２において、桟部１１０と水晶片１３０との間に位置する。支持部１２０は、集合基板１００の第１主面１００ａから第２主面１００ｂまで貫通する開口１２１を有する。図３及び図４に示す例では、開口１２１は、桟部１１０側に短辺を有し、水晶片１３０側に長辺を有する台形状を有する。

また、桟部１１０及び支持部１２０には、後述する測定電極１１１ａ，１１１ｂが形成されている。

図３及び図４に示す例では、水晶片１３０は、第１方向Ｄ１に平行な短辺と、第２方向Ｄ２に平行な長辺と、を含む矩形状を有する。また、水晶片１３０は、その短辺において、支持部１２０を介して桟部１１０に保持されている。水晶片１３０の周囲には、支持部１２０との接続部分を除き、エッチングによって水晶基板９９が除去されたことで間隙（スペース）が形成されている。

また、水晶片１３０は、図１に示した工程Ｓ１６によって形成されたメサ型構造を備える。

すなわち、水晶片１３０は、集合基板１００の第１主面１００ａを平面視したときに、水晶片１３０の中央を含む振動部１３１と、振動部１３１よりも外側に位置する周縁部とを含む。この周縁部は、第１周縁部１３２及び第２周縁部１３３を有する。振動部１３１は、第１方向Ｄ１に平行な短辺、及び第２方向Ｄ２に平行な長辺を有する。第１周縁部１３２及び第２周縁部１３３は、水晶片１３０の長辺方向において、振動部１３１の両側に設けられている。具体的には、第１周縁部１３２は、桟部１１０に接続される側の水晶片１３０の短辺を含むものであり、振動部１３１よりも桟部１１０に近い側に位置する。また、第２周縁部１３３は、第１周縁部１３２とは反対側の水晶片１３０の短辺を含むものである。

図５に示すように、集合基板１００の第１主面１００ａの法線方向における水晶片１３０の厚みは、振動部１３１が、第１周縁部１３２及び第２周縁部１３３とは異なる。具体的には、振動部１３１の厚みは第１周縁部１３２及び第２周縁部１３３の厚みより大きい。これにより、メサ型構造の水晶振動素子を製造することができる。

集合基板１００の第１主面１００ａにおいて、水晶片１３０の振動部１３１は、桟部１１０の一部と同一面を形成している。この面の振動部１３１の上に、後述する第１励振電極１３４ａが形成される。また、集合基板１００の第２主面１００ａにおいて、水晶片１３０の振動部１３１は、桟部１１０の一部と同一面を形成している。この面の振動部１３１の上に、後述する第２励振電極１３４ｂが形成される。このように、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて、水晶片１３０の振動部１３１が桟部１１０と同一面を形成し、集合基板１００の第２主面１００ａにおいて、水晶片１３０の振動部１３１が桟部１１０と同一面を形成することにより、例えば集合基板１００の第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂをエッチングして第１周縁部１３２及び第２周縁部１３３を形成することで、メサ型構造の水晶振動素子を容易に製造することができる。

また、水晶片１３０には、水晶片１３０の長辺方向において、振動部１３１と第１周縁部１３２との境界、及び振動部１３１と第２周縁部１３３との境界に、それぞれ厚さ方向の大きさが異なる段差が設けられている。この段差は、水晶片１３０の短辺方向に沿って延在している。このような段差は、水晶の結晶方位に依存する所定の傾斜角をもって形成されている。なお、第１周縁部１３２及び第２周縁部１３３のそれぞれの厚さは、一例として同一であるが、異なっていてもよい。第１周縁部１３２の第２方向Ｄ２における長さは、第２周縁部１３３の第２方向Ｄ２における長さよりも大きくてもよい。すなわち、水晶片１３０の第１主面１３０ａを平面視したときに、第１周縁部１３２の面積は、第２周縁部１３３の面積よりも大きくてもよい。

本実施形態では、図５において、水晶片１３０の厚みは、両方向（図５の上方向及び下方向）で振動部１３１が第１周縁部１３２及び第２周縁部１３３より大きいメサ型構造の態様を説明したが、これに限定されるものではない。水晶片の厚みは、一方の面において、振動部が第１周縁部及び第２周縁部より大きい、いわゆる片メサ型構造であってもよい。また、水晶片は、振動部が周縁部よりも薄い逆メサ構造であってもよい。さらに、水晶片は、振動部と周縁部の厚みの変化（段差）が連続的に変化するコンベックス形状又はベベル形状であってもよい。

振動部１３１は、第１励振電極１３４ａ及び第２励振電極１３４ｂを含む。具体的には、第１励振電極１３４ａは、水晶片１３０の第１主面１３０ａに形成されている。第２励振電極１３４ｂは、水晶片１３０の第２主面１３０ｂに形成されている。第１励振電極１３４ａと第２励振電極１３４ｂとは、各主面の中央を含む領域で水晶片１３０を挟んで互いに対向して設けられている。第１励振電極１３４ａと第２励振電極１３４ｂは、Ｄ１Ｄ２面において略全体が重なり合うように配置されている。第１励振電極１３４ａ及び第２励振電極１３４ｂは、それぞれ、Ｄ２方向に平行な長辺と、Ｄ１方向に平行な短辺と、を有している。図３及び図４に示す例では、Ｄ１Ｄ２面において、第１励振電極１３４ａ及び第２励振電極１３４ｂの長辺は、それぞれ水晶片１３０の長辺と平行である。同様に、第１励振電極１３４ａ及び第２励振電極１３４ｂの短辺は、それぞれ水晶片１３０の短辺と平行である。また、第１励振電極１３４ａ及び第２励振電極１３４ｂの長辺は、それぞれ水晶片１３０の長辺から離れている。同様に、第１励振電極１３４ａ及び第２励振電極１３４ｂの短辺は、それぞれ水晶片１３０の短辺から離れている。

第１周縁部１３２は、引出電極１３５ａ，１３５ｂと、接続電極１３６ａ～１３６ｄと、を含む。接続電極１３６ａ及び接続電極１３６ｂは、それぞれ水晶片１３０の第１主面１３０ａに形成されている。接続電極１３６ｃ及び接続電極１３６ｄは、それぞれ水晶片１３０の第２主面１３０ｂに形成されている。接続電極１３６ａ、引出電極１３５ａ、及び第１励振電極１３４ａは、水晶片１３０の第１主面１３０ａにおいて連続して設けられている。すなわち、接続電極１３６ａは、引出電極１３５ａを介して第１励振電極１３４ａに電気的に接続されている。また、接続電極１３６ａは、第１主面１３０ａから水晶片１３０の側面を通って第２主面１３０ｂに至るように延在し、第２主面１３０ｂ上の接続電極１３６ｃに電気的に接続されている。接続電極１３６ｄ、引出電極１３５ｂ、及び第２励振電極１３４ｂは、水晶片１３０の第２主面１３０ｂにおいて連続して設けられている。すなわち、接続電極１３６ｄは、引出電極１３５ｂを介して第２励振電極１３４ｂに電気的に接続されている。また、接続電極１３６ｄは、第２主面１３０ｂから水晶片１３０の側面を通って第１主面１３０ａに至るように延在し、第１主面１３０ａ上の接続電極１３６ｂに電気的に接続されている。

桟部１１０及び支持部１２０は、測定電極１１１ａ，１１１ｂを含んでいる。測定電極１１１ａ，１１１ｂは、それぞれ集合基板１００の第１主面１００ａに形成されている。測定電極１１１ａは、接続電極１３６ａから支持部１２０を通って桟部１１０まで延在している。具体的には、測定電極１１１ａ及び接続電極１３６ａは、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて連続して設けられている。そのため、測定電極１１１ａは、接続電極１３６ａ及び引出電極１３５ａを介して第１励振電極１３４ａに電気的に接続されている。測定電極１１１ｂは、接続電極１３６ｂから支持部１２０を通って桟部１１０まで延在している。具体的には、測定電極１１１ｂ及び接続電極１３６ｂは、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて連続して設けられている。そのため、測定電極１１１ｂは、接続電極１３６ｂ、接続電極１３６ｄ、及び引出電極１３５ｂを介して第２励振電極１３４ｂに電気的に接続されている。

図３に示すように、測定電極１１１ａ，１１１ｂのうちの桟部１１０に設けられる部分は、それぞれ支持部１２０に設けられる部分よりも第１方向Ｄ１の長さ（幅）が大きくなっている。また、測定電極１１１ａ，１１１ｂのうちの桟部１１０に設けられる部分は、それぞれ矩形状を有している。測定電極１１１ａの矩形状において第２方向Ｄ２に沿う辺のうちの外側の辺（図３において左辺）は、第１励振電極１３４ａの左辺よりも、第１方向Ｄ１に延在している。また、測定電極１１１ｂの矩形状において第２方向Ｄ２に沿う辺のうちの外側の辺（図３において右辺）は、第１励振電極１３４ａの右辺よりもＤ１方向に延在している。すなわち、測定電極１１１ａの左辺と測定電極１１１ｂの右辺とを結ぶ第１方向Ｄ１の幅は、第１励振電極１３４ａの幅よりも大きい。このように、測定電極１１１ａ，１１１ｂを第１励振電極１３４ａよりも幅広に形成することにより、後述の水晶片１３０の電気特性を測定する際に、測定プローブＭＰを測定電極１１１ａ，１１１ｂに接触させやすくなる。

図５に示すように、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて、桟部１１０の一部と、支持部１２０と、水晶片１３０の第１周縁部１３２とは、同一面を形成している。この面の上に、測定電極１１１ｂ及び接続電極１３６ｂが形成され、図３に示す測定電極１１１ａ、接続電極１３６ａ、及び引出電極１３５ａが形成されている。このように、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて、第１周縁部１３２と支持部１２０とが同一面を形成することにより、第１主面１００ａにおける厚みが第１周縁部１３２と支持部１２０とで異なる構成と比較して、水晶片１３０を支持部１２０から分離する際に、厚みの違いによって第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に発生し得る応力集中を低減することができる。

図４に示すように、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける水晶片１３０に形成された接続電極１３６ｃ、１３６ｄは、それぞれ第１周縁部１３２と支持部１２０との境界まで延在している。しかしながら、集合基板１００の第２主面１００ｂに測定電極は形成されておらず、集合基板１００の第２主面１００ｂにおいて、第１周縁部１３２と支持部１２０との境界を越えて形成される電極がない。これにより、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に、接続電極１３６ｃ、１３６ｄによる段差が形成されるので、水晶片１３０を支持部１２０から分離する際に、第２主面１００ｂにおける第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に、応力を集中させることができる。

一方、集合基板１００の第１主面１００ａでは、前述したように、測定電極１１１ａ及び接続電極１３６ａは、第１周縁部１３２と支持部１２０との境界を越えて連続して形成されている。また、測定電極１１１ｂ及び接続電極１３６ｂも、同様に、第１周縁部１３２と支持部１２０との境界を越えて連続して形成されている。これにより、集合基板１００の第１主面１００ａにおける第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に電極による段差が形成されないので、水晶片１３０を支持部１２０から分離する際に、段差によって第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に発生し得る応力集中を低減することができる。

本実施形態では、図５において、支持部１２０及び第１周縁部１３２が同一の平坦な面を形成する例を示したが、これに限定されるものではない。支持部１２０及び第１周縁部１３２が形成する同一の面は、例えば溝、切欠き、括れ等を含んでいてもよい。また、支持部１２０及び第１周縁部１３２が形成する同一の面は、開口１２１を含んでいてもよい。

また、本実施形態では、図５において、支持部１２０及び第１周縁部１３２が、それぞれ一定の厚みを有する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に、厚み方向に溝、切欠き、括れ等が形成されていてもよい。

さらに、第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に、図３及び図４に示すＤ１方向に溝、切欠き、括れ等が形成されていてもよい。

次に、図６及び図７を参照して水晶片分離工程Ｓ３０について説明する。集合基板１００から水晶片１３０を分離する前に、まず、水晶片１３０の電気特性を測定する。図６に示すように、測定電極１１１ａ，１１１ｂにそれぞれ測定プローブＭＰを接触させる（Ｓ３１）。

具体的には、測定電極１１１ａ，１１１ｂに測定プローブＭＰを接触させる前に、図７に示すように、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける桟部１１０及び支持部１２０を、集合基板１００を固定するための固定面ＦＭに載置する。これにより、固定面ＦＭに載置される第２主面１００ｂの桟部１１０及び支持部１２０には電極が形成されていないので、固定面ＦＭが導電性の材料であっても短絡の問題がない。従って、第２主面１００ｂと固定面ＦＭとの間に絶縁体を配置する必要がなく、水晶片１３０の電気特性を簡易に測定することができる。

次いで、第２主面１００ｂにおける桟部１１０及び支持部１２０が固定面ＦＭに載置された状態で、集合基板１００の第１主面１００ａに形成された測定電極１１１ａ，１１１ｂのそれぞれに、測定プローブＭＰを接触させる。

図６に戻り、測定プローブＭＰを測定電極１１１ａ，１１１ｂに当てた状態で、水晶片１３０の電気特性を測定する（Ｓ３２）。このように、集合基板１００の第１主面１００ａに形成された測定電極１１１ａ，１１１ｂに測定プローブＭＰを接触させて水晶片１３０の電気特性を測定することにより、集合基板１００の支持部１２０に支持されたまま、水晶片１３０の電気特性を測定することができる。

測定電極１１１ａは第１励振電極１３４ａに電気的に接続され、測定電極１１１ｂは第２励振電極１３４ｂに電気的に接続されているので、電気特性の測定は、例えば測定プローブＭＰによって水晶片１３０の励振周波数を測定する。これにより、水晶片１３０の振動部１３１の厚みが適切な範囲内にあるか否かを判定することができる。

次に、水晶片１３０を支持部１２０から分離する（Ｓ３３）。具体的には、例えば集合基板１００の第２主面１００ｂ側から力を加えることによって、水晶片１３０を支持部１２０から折り取る。これにより、水晶片１３０は、個片化され、分離される。分離された水晶片は、圧電振動素子として使用される。このようにして、圧電振動素子が製造される。

本実施形態では、図５において、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける第１周縁部１３２と支持部１２０とが、同一面を形成する例を示したが、これに限定されるものではない。

図８は、図４に示した集合基板１００の変形例を示す要部拡大図である。図９は、図８に示した集合基板１００の断面図である。図９は、図５と同一断面視の図面である。例えば、図９に示すように、第２主面１００ｂの法線方向における厚みは、桟部１１０及び支持部１２０が第１周縁部１３２より大きい。具体的には、支持部１２０は、集合基板１００の第２主面１００ｂにおいて、第１周縁部１３２との境界に段差１２２を有している。この段差１２２は、図８に示すように、第１方向Ｄ１に沿って延在している。これにより、水晶片１３０を支持部１２０から分離する際に、第２主面１００ｂにおける第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に、応力を集中させることができる。従って、水晶片１３０の折り取りの位置や切断面の形状を安定させ、水晶振動素子に残るバリの発生を抑制することができる。

この構成においても、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて、接続電極１３６ａから支持部１２０を通って桟部１１０まで延在する測定電極１１１ａと、接続電極１３６ｂから支持部１２０を通って桟部１１０まで延在する測定電極１１１ｂと、が形成されている。また、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける水晶片１３０に形成された接続電極１３６ｃ、１３６ｄは、それぞれ第１周縁部１３２と支持部１２０との境界まで延在している。

また、本実施形態では、図３及び図４において、支持部１２０が台形状の開口１２１を有する例を示したが、これに限定されるものではない。開口の数、形状、配置は、図３及び図４に示した例と異なっていてもよい。

図１０は、図３に示した集合基板１００の変形例を示す要部拡大図である。例えば、図１０に示すように、支持部１２０は、矩形状の開口１２１を有する。このように、形状を問わず、支持部１２０が開口１２１を有することにより、水晶片１３０の第１周縁部１３２を支持し、水晶片１３０を分離する際に第１周縁部１３２との境界になる支持部１２０を、容易に構成することができる。

次に、図１１及び図１２を参照しつつ、本実施形態に係る水晶振動素子を利用して製造される水晶振動子（ＱｕａｒｔｚＣｒｙｓｔａｌＲｅｓｏｎａｔｏｒＵｎｉｔ）の構成例について説明する。ここで、図１１は、本実施形態を利用して製造される水晶振動子の一例を示す分解斜視図である。図１２は、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図である。

図１１に示すように、水晶振動子１は、水晶振動素子１０と、蓋部材２０と、ベース部材３０と、を備える。蓋部材２０及びベース部材３０は、水晶振動素子１０を収容するための保持器（Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）の構成の一部である。

水晶振動素子１０は、ＡＴカット型の水晶片１１を含む。ＡＴカット型の水晶片１１は、人工水晶の結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうち、Ｙ軸及びＺ軸をＸ軸の周りにＹ軸からＺ軸の方向に３５度１５分±１分３０秒回転させた軸をそれぞれＹ’軸及びＺ’軸とした場合、Ｘ軸及びＺ’軸によって特定される面と平行な面（以下、「ＸＺ’面」と呼ぶ。他の軸によって特定される面についても同様である。）を主面として切り出されたものである。水晶片１１は、互いに対向するＸＺ’面である第１主面１２ａ及び第２主面１２ｂを有する。

ＡＴカット水晶片である水晶片１１は、Ｘ軸方向に平行な長辺が延在する長辺方向と、Ｚ’軸方向に平行な短辺が延在する短辺方向と、Ｙ’軸方向に平行な厚さが延在する厚さ方向を有する。また、水晶片１１は、ＸＺ’面において矩形状を有する。

ＡＴカット水晶片を用いた水晶振動素子は、広い温度範囲で高い周波数安定性を有する。また、ＡＴカット水晶振動素子は、経時変化特性にも優れている上、低コストで製造することが可能である。さらに、ＡＴカット水晶振動素子は、厚みすべり振動モード（ＴｈｉｃｋｎｅｓｓＳｈｅａｒＶｉｂｒａｔｉｏｎＭｏｄｅ）を主振動として用いる。なお、水晶片のカット角度は、ＡＴカット以外の異なるカット、例えばＢＴカット等を適用してもよい。

水晶片１１は、第１主面１２ａを平面視したときに、中央に位置し励振に寄与する励振部１７と、Ｘ軸の負方向側で励振部１７と隣り合う周縁部１８と、Ｘ軸の正方向側で励振部１７と隣り合う周縁部１９と、を有している。励振部１７と周縁部１９との間には段差１３が設けられている。本実施形態では、水晶片１１は、励振部１７が周縁部１８，１９よりも厚いメサ型構造である。但し、水晶片１１の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、水晶片１１は、Ｘ軸方向及びＺ’軸方向の厚みが略均一な平板構造であってもよい。

水晶振動素子１０は、一組の電極を構成する第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂを含む。第１励振電極１４ａは、第１主面１２ａに設けられている。また、第２励振電極１４ｂは、第２主面１２ｂに設けられている。第１励振電極１４ａと第２励振電極１４ｂとは、各主面の中央を含む領域で水晶片１１を挟んで互いに対向して設けられている。第１励振電極１４ａと第２励振電極１４ｂは、ＸＺ’面において略全体が重なり合うように配置されている。

水晶振動素子１０は、引出電極１５ａ，１５ｂと、接続電極１６ａ～１６ｄと、を含む。接続電極１６ａは、引出電極１５ａを介して第１励振電極１４ａと電気的に接続されている。また、接続電極１６ａは、第１励振電極１４ａと接続電極１６ｃとを電気的に接続している。具体的には、接続電極１６ａは、第１主面１２ａから水晶片１１の各側面を通って第２主面１２ｂに至るように延在し、第２主面１２ｂ上の接続電極１６ｃと電気的に接続されている。接続電極１６ｄは、引出電極１５ｂを介して第２励振電極１４ｂと電気的に接続されている。また、接続電極１６ｄは、第２励振電極１４ｂと接続電極１６ｂとを電気的に接続している。具体的には、接続電極１６ｄは、第２主面１２ｂから水晶片１１の各側面を通って第１主面１２ａに至るように延在し、第１主面１２ａ上の接続電極１６ｂと電気的に接続されている。このようにして、第１主面１２ａ及び第２主面１２ｂの両主面に設けられた第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂと電気的に接続された接続電極１６ｃ，１６ｄを、片方の第２主面１２ｂ上に配置させることができる。図１１に示した構成例では、接続電極１６ｃ，１６ｄは、それぞれ水晶片１１の短辺方向（Ｚ’軸方向）に沿って配列されている。なお、接続電極１６ｃ，１６ｄは、それぞれ水晶片１１の長辺方向（Ｘ軸方向）に沿って配列されていてもよい。また、接続電極１６ｃ，１６ｄは、それぞれ水晶片１１の長辺又は短辺の中央付近に配置されてもよく、若しくはそれぞれ水晶片１１の別の辺に配置されてもよい。

接続電極１６ｃ，１６ｄは、導電性保持部材３６ａ，３６ｂを介してベース部材３０の電極に電気的に接続される。導電性保持部材３６ａ，３６ｂは、導電性を有する接着剤を熱硬化させて形成したものである。

蓋部材２０及びベース部材３０は、水晶振動素子１０を収容するためのものである。蓋部材２０及びベース部材３０は、水晶振動素子１０を収容する内部空間２６を形成する。蓋部材２０及びベース部材３０は、後述する封止枠３７及び接合材４０によって接合される。

蓋部材２０は、凹形状、具体的には開口を含む箱形状を有し、内面２４及び外面２５を有する。蓋部材２０は、ベース部材３０の第１主面３２ａに対向する天面部２１と、天面部２１の外縁に接続されており、かつ天面部２１の主面に対して法線方向に延在する側壁部２２と、を含む。蓋部材２０は、例えば、Ｘ軸方向に平行な長辺が延在する長辺方向と、Ｚ’軸方向に平行な短辺が延在する短辺方向と、Ｙ’軸方向に平行な高さ方向と、を有する。また、蓋部材２０は、凹形状の開口縁においてベース部材３０の第１主面３２ａに対向する対向面２３を有する。対向面２３は、枠形状を有しており、水晶振動素子１０の周囲を囲むように延在している。

蓋部材２０は、例えば金属製の部材である。具体的には、蓋部材２０は、鉄（Ｆｅ）及びニッケル（Ｎｉ）を含む合金（例えば４２アロイ）から構成される。但し、蓋部材２０の材料は、特に限定されるものではなく、コバール等の導電性を有する材料から構成してもよい。

ベース部材３０は、水晶振動素子１０を励振可能に支持するものである。具体的には、水晶振動素子１０は、導電性保持部材３６ａ，３６ｂを介してベース部材３０の第１主面３２ａに励振可能に保持されている。

ベース部材３０は平坦な板形状を有している。ベース部材３０は、Ｘ軸方向に平行な長辺が延在する長辺方向と、Ｚ’軸方向に平行な短辺が延在する短辺方向と、Ｙ’軸方向に平行な厚さが延在する厚さ方向とを有する。

ベース部材３０は基体３１を含んでいる。基体３１は、互いに対向するＸＺ’面である第１主面３２ａ及び第２主面３２ｂを有する。基体３１は、例えば絶縁性セラミック（アルミナ）等の焼結材である。この場合、基体３１は、複数の絶縁性セラミックシートを積層して焼結してもよい。あるいは、基体３１は、ガラス材料（例えばケイ酸塩ガラス、又はケイ酸塩以外を主成分とする材料であって、昇温によりガラス転移現象を有する材料）、水晶材料（例えばＡＴカット水晶）又はガラスエポキシ樹脂等で形成してもよい。基体３１は耐熱性材料から構成されることが好ましい。基体３１は、単層であっても複数層であってもよく、複数層である場合、第１主面３２ａの最表層に形成される絶縁層を含む。

ベース部材３０は、第１主面３２ａに設けられた電極パッド３３ａ，３３ｂと、第２主面３２ｂに設けられた外部電極３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと、を含む。電極パッド３３ａ，３３ｂは、水晶振動素子１０と電気的に接続するための端子である。また、外部電極３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、図示しない回路基板と電気的に接続するための端子である。電極パッド３３ａは、Ｙ’軸方向に延在するビア電極３４ａを介して外部電極３５ａに電気的に接続され、電極パッド３３ｂは、Ｙ’軸方向に延在するビア電極３４ｂを介して外部電極３５ｂに電気的に接続されている。ビア電極３４ａ，３４ｂは基体３１をＹ’軸方向に貫通する図示しないビアホール内に形成される。

電極パッド３３ａ，３３ｂは、第１主面３２ａ上においてベース部材３０のＸ軸負方向側の短辺付近に設けられている。図１に示す例では、電極パッド３３ａ，３３ｂは、ベース部材３０の短辺から離れてかつ当該短辺方向に沿って配列されている。電極パッド３３ａは、導電性保持部材３６ａを介して水晶振動素子１０の接続電極１６ｃが接続されている。また、電極パッド３３ｂは、導電性保持部材３６ｂを介して水晶振動素子１０の接続電極１６ｄが接続されている。

複数の外部電極３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、第２主面３２ｂのそれぞれの角付近に設けられている。図１１に示す例では、外部電極３５ａ，３５ｂは、電極パッド３３ａ，３３ｂの直下に配置されている。これにより、Ｙ’軸方向に延在するビア電極３４ａ，３４ｂによって、外部電極３５ａ，３５ｂを電極パッド３３ａ，３３ｂに電気的に接続することができる。

図１１に示す例では、４つの外部電極３５ａ～３５ｄのうち、ベース部材３０のＸ軸負方向側の短辺付近に配置された外部電極３５ａ，３５ｂは、水晶振動素子１０の入出力信号が供給される入出力電極である。また、ベース部材３０のＸ軸正方向側の短辺付近に配置された外部電極３５ｃ，３５ｄは、水晶振動素子１０の入出力信号が供給されないダミー電極である。

基体３１の第１主面３２ａには、後述する封止枠３７が設けられている。この封止枠３７と後述する接合材４０とによって、蓋部材２０及びベース部材３０が接合される。

ベース部材３０の電極パッド３３ａ，３３ｂ及び外部電極３５ａ～３５ｄは、いずれも金属膜から構成されている。例えば、電極パッド３３ａ，３３ｂ及び外部電極３５ａ～３５ｄは、それぞれ、下層から上層にかけて、モリブデン（Ｍｏ）層、ニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層が積層されて構成されている。

図１２に示すように、蓋部材２０及びベース部材３０の両者が封止枠３７及び接合材４０を介して接合されることによって、水晶振動素子１０は、蓋部材２０とベース部材３０とによって囲まれた内部空間２６に封止される。この場合、内部空間２６の圧力は、大気圧力よりも低圧な真空状態であることが好ましい。これにより、第１励振電極１４ａ，第２励振電極１４ｂの酸化による経時変化等を低減できる。

このとき、第２主面３２ｂに設けられた外部電極３５ａ～３５ｄは、内部空間２６の外に配置される。これにより、外部電極３５ａ～３５ｄは、水晶振動子１が実装される図示しない回路基板と電気的に接続することができる。また、当該回路基板から外部電極３５ｃ，３５ｄに接地電位が供給される場合、外部電極３５ｃ，３５ｄは接地用電極となり、蓋部材２０を外部電極３５ｃ，３５ｄに電気的に接続することによって、蓋部材２０にさらに遮蔽性能の高い電磁シールド機能を付加することができる。

図１１及び図１２では、蓋部材２０は開口を含む箱形状を有し、ベース部材３０は平坦な板形状を有する例を示したが、これに限定されるものではない。逆に、蓋部材２０は平坦な板形状を有し、ベース部材３０が開口を含む箱形状を有していてもよい。

封止枠３７及び接合材４０は、それぞれ、蓋部材２０及びベース部材３０を接合するためのものである。封止枠３７及び接合材４０は、蓋部材２０及びベース部材３０の全周に亘って設けられている。具体的には、封止枠３７は、前述したように、ベース部材３０の第１主面３２ａ上に設けられる。接合材４０は、封止枠３７上に設けられる。

封止枠３７は、ベース部材３０の第１主面３２ａを平面視したときに、枠形状を有している。封止枠３７の内側には電極パッド３３ａ，３３ｂがそれぞれ配置されている。接合材４０は、ベース部材３０の第１主面３２ａを平面視したときに、同様に、枠形状を有している。前述したように、電極パッド３３ａ，３３ｂには、導電性保持部材３６ａ，３６ｂを介して水晶振動素子１０の接続電極１６ｃ，１６ｄが接続される。これにより、封止枠３７及び接合材４０によって水晶振動素子１０の周囲が囲まれる。

封止枠３７及び接合材４０は、例えば、それぞれ、金属材料から構成されている。封止枠３７は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）層、ニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層が積層されて構成されている。接合材４０は、例えば、複数の金属によって構成される合金である。具体的には、接合材４０は、例えば、金（Ａｕ）－錫（Ｓｎ）共晶合金から構成されている。これにより、蓋部材２０が金属製の部材である場合、蓋部材２０と封止枠３７及び接合材４０との間で金属結合が生じて合金層が形成される。従って、蓋部材２０、封止枠３７、及び接合材４０が金属製以外の部材である場合と比較して、蓋部材２０及びベース部材３０の気密性を向上させることができる。

本構成例に係る水晶振動素子１０は、水晶片１１の長辺方向の一方の端部（導電性保持部材３６ａ，３６ｂが配置される側の端部）が固定端であり、その他方端が自由端となっている。また、水晶振動素子１０、蓋部材２０、及びベース部材３０は、ＸＺ’面において、それぞれ矩形状を有しており、互いに長辺方向及び短辺方向が同一である。

但し、水晶振動素子１０の固定端の位置は、特に限定されるものではない。変形例として、水晶振動素子１０は、水晶片１１の長辺方向の両端においてベース部材３０に固定されていてもよい。この場合、水晶振動素子１０を水晶片１１の長辺方向の両端において固定する態様で、水晶振動素子１０及びベース部材３０の各電極を形成すればよい。

本構成例に係る水晶振動子１においては、ベース部材３０の外部電極３５ａ，３５ｂを介して、水晶振動素子１０における一組の第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂの間に交番電界を印加する。これにより、厚みすべり振動モードなどの所定の振動モードによって水晶片１１の振動部が振動し、該振動に伴う共振特性が得られる。

以上のような水晶振動子を製造する場合に、本実施形態に係る製造方法を利用することで、水晶振動素子に残るバリの発生を抑制することができる。

以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。水晶振動素子の製造方法では、桟部１１０と、振動部１３１及び第１周縁部１３２を含む水晶片１３０と、第１周縁部１３２を桟部１１０に支持する支持部１２０と、を備える集合基板１００を形成する工程と、集合基板１００の第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂのそれぞれにおいて、水晶片に、第１励振電極１３４ａ、第２励振電極１３４ｂ、及び接続電極１３６ａ～１３６ｄを形成し、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて、水晶片１３０に形成された接続電極１３６ａ，１３６ｂから支持部１２０を通って桟部１１０まで延在する測定電極１１１ａ，１１１ｂを形成する工程と、水晶片１３０を支持部１２０から分離して水晶振動素子とする工程と、を含み、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける水晶片１３０に形成された接続電極１３６ｃ，１３６ｄは、第１周縁部１３２と支持部１２０との境界まで延在する。このように、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて、測定電極１１１ａ，１１１ｂが水晶片１３０に形成された接続電極１３６ａ，１３６ｂから支持部１２０を通って桟部１１０まで延在することにより、集合基板１００の第１主面１００ａにおける第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に電極による段差が形成されないので、水晶片１３０を支持部１２０から分離する際に、段差によって第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に発生し得る応力集中を低減することができる。また、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける水晶片１３０に形成された接続電極１３６ｃ、１３６ｄが、それぞれ第１周縁部１３２と支持部１２０との境界まで延在することにより、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に、接続電極１３６ｃ、１３６ｄによる段差が形成されるので、水晶片１３０を支持部１２０から分離する際に、第２主面１００ｂにおける第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に、応力を集中させることができる。従って、集合基板１００の第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂに、それぞれ第１周縁部１３２と支持部１２０との境界を越えて延在する電極を形成する構成と比較して、水晶片１３０の折り取りの位置や切断面の形状を安定させ、水晶振動素子に残るバリの発生を抑制することができる。

また、前述した水晶振動素子の製造方法において、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて、第１周縁部１３２と支持部１２０とは同一面を形成する。これにより、第１主面１００ａにおける厚みが第１周縁部１３２と支持部１２０とで異なる構成と比較して、水晶片１３０を支持部１２０から分離する際に、厚みの違いによって第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に発生し得る応力集中を低減することができる。

また、前述した水晶振動素子の製造方法において、支持部１２０は、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける第１周縁部１３２との境界に段差１２２を有する。これにより、水晶片１３０を支持部１２０から分離する際に、第２主面１００ｂにおける第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に、応力を集中させることができる。従って、水晶片１３０の折り取りの位置や切断面の形状を安定させ、水晶振動素子に残るバリの発生を抑制することができる。

また、前述した水晶振動素子の製造方法において、測定電極１１１ａ，１１１ｂは、集合基板１００の第１主面１００ａにおける水晶片１３０に形成された第１励振電極１３４ａと、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける水晶片１３０に形成された第２励振電極１３４ｂとに電気的に接続され、前述した製造方法は、測定電極１１１ａ，１１１ｂに測定プローブＭＰを接触させて水晶片１３０の電気特性を測定する工程をさらに含む。これにより、集合基板１００の支持部１２０に支持されたまま、水晶片１３０の電気特性を測定することができる。また、測定電極１１１ａが第１励振電極１３４ａに電気的に接続され、測定電極１１１ｂが第２励振電極１３４ｂに電気的に接続されているので、例えば測定プローブＭＰによって水晶片１３０の励振周波数を測定することで、水晶片１３０の振動部１３１の厚みが適切な範囲内にあるか否かを判定することができる。

また、前述した水晶振動素子の製造方法において、電気特性を測定する工程は、測定電極１１１ａ，１１１ｂに測定プローブＭＰを接触させる前に、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける桟部１１０及び支持部１２０の少なくとも一方を、集合基板１００を固定するための固定面に載置することを含む。これにより、固定面ＦＭに載置される第２主面１００ｂの桟部１１０及び支持部１２０には電極が形成されていないので、固定面ＦＭが導電性の材料であっても短絡の問題がない。従って、第２主面１００ｂと固定面ＦＭとの間に絶縁体を配置する必要がなく、水晶片１３０の電気特性を簡易に測定することができる。

また、前述した水晶振動素子の製造方法において、支持部１２０は、集合基板１００の第１主面１００ａから集合基板１００の第２主面１００ｂまで貫通する開口１２１を有する。これにより、水晶片１３０の第１周縁部１３２を支持し、水晶片１３０を分離する際に第１周縁部１３２との境界になる支持部１２０を、容易に構成することができる。

また、前述した水晶振動素子の製造方法において、水晶片１３０は第２周縁部１３３をさらに含み、集合基板１００の第１主面１００ａの法線方向における水晶片１３０の厚みは、振動部１３１が第１周縁部１３２及び第２周縁部１３３より大きい。これにより、メサ型構造の水晶振動素子を製造することができる。

また、前述した水晶振動素子の製造方法において、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて、水晶片１３０の振動部１３１は、桟部１１０と同一面を形成し、集合基板１００の第２主面１００ｂにおいて、水晶片１３０の振動部１３１は、桟部１１０と同一面を形成する。これにより、例えば集合基板１００の第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂをエッチングして第１周縁部１３２及び第２周縁部１３３を形成することで、メサ型構造の水晶振動素子を容易に製造することができる。

また、集合基板１００では、水晶振動素子を製造するための集合基板１００であって、桟部１１０と、振動部１３１及び第１周縁部１３２を含む水晶片１３０であって、集合基板１００の第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂのそれぞれに形成された、第１励振電極１３４ａ、第２励振電極１３４ｂ、及び接続電極１３６ａ～１３６ｄを含む水晶片１３０と、第１周縁部１３２を桟部１１０に支持する支持部１２０と、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて、水晶片１３０に形成された接続電極１３６ａ，１３６ｂから支持部１２０を通って桟部１１０まで延在する測定電極１１１ａ，１１１ｂと、を備え、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける水晶片１３０に形成された接続電極１３６ｃ，１３６ｄは、第１周縁部１３２と支持部１２０との境界まで延在する。このように、集合基板１００の第１主面１００ａにおいて、測定電極１１１ａ，１１１ｂが水晶片１３０に形成された接続電極１３６ａ，１３６ｂから支持部１２０を通って桟部１１０まで延在することにより、集合基板１００の第１主面１００ａにおける第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に電極による段差が形成されないので、水晶片１３０を支持部１２０から分離する際に、段差によって第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に発生し得る応力集中を低減することができる。また、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける水晶片１３０に形成された接続電極１３６ｃ、１３６ｄが、それぞれ第１周縁部１３２と支持部１２０との境界まで延在することにより、集合基板１００の第２主面１００ｂにおける第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に、接続電極１３６ｃ、１３６ｄによる段差が形成されるので、水晶片１３０を支持部１２０から分離する際に、第２主面１００ｂにおける第１周縁部１３２と支持部１２０との境界に、応力を集中させることができる。従って、集合基板１００の第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂに、それぞれ第１周縁部１３２と支持部１２０との境界を越えて延在する電極を形成する構成と比較して、水晶片１３０の折り取りの位置や切断面の形状を安定させ、水晶振動素子に残るバリの発生を抑制することができる。

なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１…水晶振動子、１０…水晶振動素子、１１…水晶片、１２ａ…第１主面、１２ｂ…第２主面、１４ａ…第１励振電極、１４ｂ…第２励振電極、１５ａ，１５ｂ…引出電極、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ…接続電極、２０…蓋部材、２１…天面部、２２…側壁部、２３…対向面、２４…内面、２５…外面、２６…内部空間、３０…ベース部材、３１…基体、３２ａ…第１主面、３２ｂ…第２主面、３３ａ，３３ｂ…電極パッド、３４ａ，３４ｂ…ビア電極、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ…外部電極、３６ａ，３６ｂ…導電性保持部材、３７…封止枠、４０…接合材、９９…水晶基板、１００…集合基板、１００ａ…第１主面、１００ｂ…第２主面、１１０…桟部、１１１ａ…測定電極、１１１ｂ…測定電極、１２０…支持部、１２１…開口、１２２…段差、１３０…水晶片、１３０ａ…第１主面、１３０ｂ…第２主面、１３１…振動部、１３２…第１周縁部、１３３…第２周縁部、１３４ａ…第１励振電極、１３４ｂ…第２励振電極、１３５ａ，１３５ｂ…引出電極、１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃ，１３６ｄ…接続電極、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、ＦＭ…固定面、ＭＰ…測定プローブ、Ｓ１０…水晶片形成工程、Ｓ２０…電極形成工程、Ｓ３０…水晶片分離工程

Claims

桟部と、振動部及び第１周縁部を含む圧電片と、前記第１周縁部を前記桟部に支持する支持部と、を備える集合基板を形成する工程と、
前記集合基板の第１主面及び第２主面のそれぞれにおいて、前記圧電片に、励振電極及び接続電極を形成し、前記集合基板の前記第１主面において、前記圧電片に形成された前記接続電極から前記支持部を通って前記桟部まで延在する測定電極を形成する工程と、
前記圧電片を前記支持部から分離して圧電振動素子とする工程と、を含み、
前記集合基板の前記第２主面における前記圧電片に形成された前記接続電極は、前記第１周縁部と前記支持部との境界まで延在し、
前記支持部は、前記集合基板の前記第２主面における前記第１周縁部との境界に段差を有し、
前記集合基板の前記第１主面において、前記第１周縁部と前記支持部とは同一面を形成する、
圧電振動素子の製造方法。
前記測定電極は、前記集合基板の前記第１主面における前記圧電片に形成された前記励振電極と、前記集合基板の前記第２主面における前記圧電片に形成された前記励振電極とに電気的に接続され、
前記製造方法は、前記測定電極に測定プローブを接触させて前記圧電片の電気特性を測定する工程をさらに含む、
請求項１に記載の圧電振動素子の製造方法。
前記電気特性を測定する工程は、前記測定電極に前記測定プローブを接触させる前に、
前記集合基板の前記第２主面における前記桟部及び前記支持部の少なくとも一方を、前記集合基板を固定するための固定面に載置することを含む、
請求項２に記載の圧電振動素子の製造方法。
前記支持部は、前記集合基板の前記第１主面から前記集合基板の前記第２主面まで貫通する開口を有する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の圧電振動素子の製造方法。
前記圧電片は第２周縁部をさらに含み、
前記集合基板の前記第１主面の法線方向における前記圧電片の厚みは、前記振動部が前記第１周縁部及び前記第２周縁部より大きい、
請求項１から４のいずれか一項に記載の圧電振動素子の製造方法。
前記集合基板の前記第１主面において、前記圧電片の前記振動部は、前記桟部と同一面を形成し、
集合基板の前記第２主面において、前記圧電片の前記振動部は、前記支持部と同一面を形成する、
請求項５に記載の圧電振動素子の製造方法。
圧電振動素子を製造するための集合基板であって、
桟部と、
振動部及び第１周縁部を含む圧電片であって、前記集合基板の第１主面及び第２主面のそれぞれに形成された励振電極及び接続電極を含む圧電片と、
前記第１周縁部を前記桟部に支持する支持部と、
前記集合基板の前記第１主面において、前記圧電片に形成された前記接続電極から前記支持部を通って前記桟部まで延在する測定電極と、を備え、
前記集合基板の前記第２主面における前記圧電片に形成された前記接続電極は、前記第１周縁部と前記支持部との境界まで延在し、
前記支持部は、前記集合基板の前記第２主面における前記第１周縁部との境界に段差を有し、
前記集合基板の前記第１主面において、前記第１周縁部と前記支持部とは同一面を形成する、
集合基板。