JPH03141715A

JPH03141715A - 圧電共振器

Info

Publication number: JPH03141715A
Application number: JP27293290A
Authority: JP
Inventors: Toshitsugu Ueda; 敏嗣植田; Daisuke Yamazaki; 大輔山崎; Mina Kobayashi; 小林　みな
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1991-06-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、円板状振動子を用いた圧電共振器の改善に関
するもので、圧電共振器の長期的な安定度の向上をはか
るものである。

〈従来の技術〉円板状＠動子を用いた圧電共振器は、本願出願人によっ
て開発されたもので、特願昭６３−１４５２４５号「圧
電共振器Ｊとして特許出願している０本発明は、この既
出願の「圧電共振器」、に改良を施したものであるが、
以下、本発明を説明する前に、この既出願について、第
４図を用いて概略説明する。第４図（イ）はその「圧電
共振器」の断面構成図、（ロ）図は（イ）図に用いられ
る外部プレートの平面図、（ハ）図は同じく振動子の平
面図である。

これらの図において、２０は振動子で、この振動子はＡ
Ｔカット水晶基板から製作された円板であり、両面の中
央部２０ａがわずかに厚内とされ、断面凸状に形成され
ている。この円板状水晶基板の周縁近傍には、力感度係
数が０とな・る位置の４箇所に形成した連結梁２７を残
して、円形状の貫通孔２８が形成されている。２１．２
２は円板状振動子２０を両側から挟み、この振動子と同
様の材質のＡＴカット水晶基板から形成された外部プレ
ートで、その中央部に金（Ａｕ）の薄膜電極２３．２４
が形成され、周縁には、スペーサとして機能するＡｕの
金属層２５．２６が形成されている。なお、中央部の薄
膜電極２３．２４は、（ロ）図に示すようにリング状の
スペーサ２５．２６の一部を削除して外部へ取り出され
る。

上記構成において、図示しない電源から電極２３．２４
に交流電圧を印加すると連結梁２７に支持された振動子
２０が、固有振動により振動するが、振動子に凸部２０
ａを設けているため、その振動は貫通孔２８の位置まで
伝わらず、凸部２０ａとの境界の段部で反射する。その
結果、振動エネルギーを凸部２０ａ部分に閉じこめるこ
とができる。したがって、振動子２０の凸部２０ａ以外
の部分の変位を低減することができ、Ｑ値を高めること
ができる特徴がある。

次に、上記外部プレート２１の概略加工工程を第５図に
示し、これを説明する。

工程　ｌ）水晶ウェハ２１ａを洗浄する。

工程　２〉ウェハ２１ａの両面にＣｒ（クロム）とＡｕのスパッタ
リングを行い、レジストを塗布し金属層を形成すべき形
状にパターニングを行う。

工程　３）Ｃｒ　、　Ａ　ｕ層の上にＡｕメツキを行って、スペー
サ部（金属層）２５を形成する。

工程　４）スペーサ部２５を含むウェハ全体にレジス１〜を塗布し
、外部プレートの形状にパターニングを行う。

工程　５）パターニングにより露出したＡｕ、Ｃｒのエツチングを
行い、水晶を露出させる。

工程　６）水晶の異方性エツチングを行い、円板状の外部プレー１
〜を形成する。

工程　７）Ａｕ、Ｃｒのエツチングを行う。

以上が既出願の円板状振動子２０を用いたｒ圧電共振器
」の構成および外部プレート２１の製作加工工程である
。なお、他方の外部プレート２２も上記の工程と同じ工
程で加工される。

〈発明が解決しようとする課題〉ところで、上記の「圧電共振器」において、外部プレー
ト２１．２２の周縁を形成し、スペーサとして機能する
Ａｕの金属層２５．２６は、第５図の工程より明らかな
ように、水晶ウェハ２１ａ上にスパッタリングにより形
成されたＣｒ、Ａｕ層の上に、Ａｕメツキを施し形成し
ていたが、第６図に示すように、Ａｕメンキ厚が不均一
となり、振動子２０を押さえる外部プレート２１．２２
の周縁のスペーサ部２５．２６が平坦にはできなかった
。そのため、上記スペーサ２５．２６で振動子２０を押
さえると、振動子２０に歪みを与えることになり、その
歪みによりスプリアスを発生させ、圧電共振器を不安定
化させるという問題があった。

本発明は上記既提案の問題点を踏まえた上で発明された
ものであり、振動子を押さえる外部プレート周縁のスペ
ーサ部表面を均一で平坦にすることにより、振動子に歪
みを与えることなく、振動子を励振させることにより、
長期的に安定度の高い圧電共振器を実現することを目的
としたものである。

く課題を解決するための手段〉上記問題点を解決するための本発明の梢或は、振動子を
押さえる外部プレート周縁のスペーサ部分を水晶のエツ
チング加工により形成させることにより、スペーサ部表
面を均一で平坦にし、その面で前記振動子を上下からサ
ンドイッチ状に押さえることを特徴とするものである。

〈実施例〉以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係わる圧電共振器の一実施例の構成図
で、（イ）図は縦断面図、（ロ）図は（イ）図に用いら
れる外部プレートの平面図である。なお、第１図におい
て、第４図と同一要素には同一符号を付して重複する説
明は省略する。また、第１図に示す振動子２０は第４図
（ハ）と全く同一構成であるので、第１図においては第
４１２Ｉ（ハ）に相当する図を省略する。第１図におい
て、２５ａ、２６ａは外部プレート２１．２２に形成し
たスベ〜すである。第２図はこのようなＭＵの外部プレ
ート２１．２２の加工工程を示す説明図である。以下、
この工程を説明する。

工程　１）水晶ウェハ２１ａを洗浄する。

工程　２）ウェハ２１ａの両面にＣｒとＡｕのスパッタリングを行
い、レジストを塗布し、スペーサ（金属層）２５ａを形
成すべき形状にバターニングを行う。

工程　３）バターニングにより露出したＡｕ、Ｃｒのエツチングを
行い水晶２１ａを露出させる。

工程　４）水晶の異方性エツチングを行い、スペーサ部２５ａの形
状を形成する。

工程　５）ウェハの片面（スペーサ（Ｆ！Ｉ）に再びＣｒとＡＵの
スパッタリングを行い、レジストを塗布し、薄膜電極２
３の形状にパターニングを行う。

工程　６）パターニングにより露出したＡｕ、Ｃｒのエツチングを
行い水晶を露出させる。

工程　７）超音波加工により円板状の外部プレー１〜２１を形成す
る。

なお、外部プレート２２ＩＪ上記の工程に従って製作さ
れる。

上記工程により製作された外部プレート２１２２は、第
３図に示すように、振動子２０を押さえる外部プレート
周縁のスペーサ部２５ａ、２６ａの表面は、水晶のエツ
チング加工により形成したので、均一で平坦な面を形成
することとなる。

このようにして製作した上記外部プレート２１２２を振
動子２０の上下から挟み固定することにより、振動子２
０を押さえる外部プレー１へ２１２２のスペーサ部表面
が均一で平坦であるため、振動子２０に歪みを与えるこ
となく、振動子２０と薄膜電極２３．２４とを一定の間
隔を保って支持することができる。

〈発明の効果〉以上、実施例と共に具体的に説明したように、本発明に
よれば、振動子２０を押さえる外部プレト２１．２２の
周縁のスペーサ部２５ａ、２６ａの表面を水晶のエツチ
ング加工により形威し、上記スペーサ部表面を均一で平
坦とすることにより、振動子をフラットな面で押さえる
ことになり、そのため、振動子に歪みを与えず、振動子
を励振させることができ、長期的に安定度の高い圧電共
振器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる圧電共振器の一実施例を示す構
成図で、（イ）図は断面構成図、（ロ）図は（イ）図に
用いられる外部プレートの平面図、第２図は本発明の外
部プレー１〜の概略加工工程を示す図、第３図は本発明
により製作されたスペサ部のあらさ測定図、第４図（イ
）〜（ハ）は従来例を示す図、第５図は従来の外部プレ
ートの概略加工工程を示す図、第６図は従来のスペーサ
部のあらさ測定図である。２０・・・円板状振動子、２１．２２・・・外部プレト
、２３．２４・・・薄Ｖ、電極、２５．２６・・・スぺ
（イ）（ロ）ｔｒ（Ａ　（Ｚ２ａ） ♀ Ｚ図２ノａ話３　図エヅ今ンク゛（ロ）１４　図（ハ）十Ｘ

Claims

【特許請求の範囲】

円板状振動子を両側から押さえる水晶基板よりなる外部
プレートの周縁のスペーサ部分を水晶のエッチング加工
により形成したことを特徴とする圧電共振器。