JPH08330878A - 振動子の製造方法 - Google Patents

振動子の製造方法

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JPH08330878A
JPH08330878A JP13649195A JP13649195A JPH08330878A JP H08330878 A JPH08330878 A JP H08330878A JP 13649195 A JP13649195 A JP 13649195A JP 13649195 A JP13649195 A JP 13649195A JP H08330878 A JPH08330878 A JP H08330878A
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徹郎 島村
Atsushi Kakimoto
厚 柿本
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 圧電基板の重合タイプの振動子で高周波化さ
れたものを容易に得る。 【構成】 第1の水晶板10に第2の水晶板9をその軸
方向をほぼ180度回転させた状態で重接合し、次に水
晶板9の水晶板10とは反対側の面を研磨した後、この
研磨面に励振用電極8を設け、次に、この水晶板9の外
周部に第1のケース11をその軸方向を水晶板9とほぼ
同方向にした状態で重接合し、その後、水晶板10を水
晶板9からはがし、次にこの剥離により表出した水晶板
9の表面に励振用電極7を設け、その後、励振用電極7
を設けた水晶板9の基板外周に第2のケース12を水晶
板9とその軸方向をほぼ同一方向とした状態で重接合し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は通信機器などに利用され
る水晶等の振動子の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の振動子において、第1〜第3の圧
電基板を重合させるとともに、その中央にはさまれた圧
電基板には切り溝を設けた舌片状の振動部を設けたもの
があり、これは例えば、水晶どうしの直接接合によって
行っているので接着剤などによって重接合したものと比
較すると、接着剤からのガスの発生が少ないため振動特
性が安定し、脚光を浴びている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で問題とな
るのは、振動部を構成する中央の圧電基板を薄くして振
動子を高周波化することが難しかったことである。即
ち、振動部を構成する第2の圧電基板を薄くすると、こ
れを搬送し表裏の圧電基板の間に配置することが難しか
った。
【0004】そこで、本発明は、圧電基板の重合タイプ
の振動子で高周波化されたものを容易に得ることを目的
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、第1の圧電基板に第2の圧電基板をその軸
方向をほぼ180度回転させた状態で重接合し、次に第
2の圧電基板の第1の圧電基板とは反対側の面を研磨し
た後、この研磨面に第1の電極を設け、次にこの第2の
圧電基板の外周部に第3の圧電基板をその軸方向を第2
の圧電基板とほぼ同方向にした状態で重接合した後、第
1の圧電基板を第2の圧電基板からはがし、次にこの剥
離により表出した第2の圧電基板の表面に第2の電極を
設けた後、第2の電極を設けた第2の圧電基板の基板外
周に第4の圧電基板を第2の圧電基板とその軸方向をほ
ぼ同一方向とした状態で重接合する方法としたものであ
る。
【0006】
【作用】以上の製造方法によれば、第2の圧電基板を研
磨し薄板化する際に、第1の圧電基板が重接合されてい
るため容易にこれを行うことができ、また、搬送も容易
となり、従って第3の圧電基板と重接合することも容易
となるため圧電基板の重合タイプの振動子で高周波化さ
れたものを容易に得ることが可能となる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。まず、本発明の振動子の製造方法によって製造した
振動子の構成を図1,図2を用いて説明する。
【0008】図1において、1は振動板で板厚10μm
程度またはそれ以下の水晶板で構成されている。この振
動板1の表裏面には、板厚400μmの水晶板よりなる
第1,第2のケース2,3が直接接合されている。な
お、この図1における4,5は外部電極で、第1のケー
ス2の裏面の対角線部分に配置されている。図2はこの
振動子の断面を示している。6は振動板1の振動部であ
り、表裏面に対向する励振用電極7,8が形成されてい
る。第1,第2のケース2,3は振動板1における振動
部6の外周部において接合されている。前述の励振用電
極7,8は第1のケース2に形成された貫通孔内の導電
体を通じて外部電極5,4に接続されるがこの部分の細
部については省略する。
【0009】図3〜図11は本発明の振動子の製造方法
を示している。まず、図3に示すように9はATカット
と呼ばれるカット角で切断された第2の圧電基板として
の水晶板であり、同じカット角の第1の圧電基板として
の水晶板10とともに十分に洗浄し、互いにX軸方向が
逆向きとなるように貼り合わせる。図12に示すように
水晶板9と水晶板10はX軸方向のプラス側に切り欠き
15を設けてあり、この切り欠き15が互いに逆向きに
なるようにして貼り合わせるのである。
【0010】また、水晶板9,10の厚みについては、
例えば、水晶板9は80μm、水晶板10は400μm
という具合に水晶板10の方を十分に厚くしておく。
【0011】この切り欠き15を設ける点と、水晶板
9,10の厚みの点については、後の工程で重要となっ
てくるがこれは後に説明することとする。
【0012】なお、これらの水晶板9,10はあらかじ
めその表面が鏡面仕上げされている。
【0013】このままでも、通常の取扱いの範囲ではは
がれない程度の強度をもつが、この後の研磨工程に耐え
得るように図4に示すようにこの後500℃程度の温度
で加熱を行う。
【0014】通常、軸方向をすべて合致させて貼り合わ
せた後にこの温度で加熱を行うと、原子どうしの結合に
よって2枚の水晶板9,10が接合されてしまい、研磨
後に剥離することができなくなってしまう。また、軸方
向を傾けて貼り合わせた後にこの温度で加熱を行うと、
原子どうしの結合には至らないが接合強度は加熱を行わ
ない場合と比較して強くなり、研磨に耐え得る強度が得
られる。ただし、方向をほぼ180度傾けた場合を除い
て双晶を生成してしまい、特に90度傾けた場合は加熱
の際に割れてしまう。これは、面内でも軸方向によって
熱膨張係数が違うためであり、熱膨張係数が等しくなる
向き、すなわち、X軸方向が逆向きになるようにして貼
り合わせて加熱を行う必要がある。
【0015】加熱が終了した後、図5に示すように水晶
板9,10が接合された状態のまま水晶板9が所望の厚
みになるまで研磨を行う。
【0016】振動板1の共振周波数を200MHzといっ
た高い周波数のものを製造しようとした場合には、水晶
板9の厚みが8μm程度になるまで研磨を行うのであ
る。即ち、水晶板9,10の初期の厚みを前述した組み
合わせで製造する場合では、通常の両面研磨で片側72
μm研磨すれば良い。研磨後、水晶板9,10を接合し
たもののトータルの厚みは336μmとなり、搬送など
の取扱いは非常に容易であり、そのために水晶板10の
厚みを十分に厚くする必要があったわけである。
【0017】本実施例では、この研磨を両面研磨によっ
て行うこととしているが、当然片面研磨で行っても良
い。ただし、振動板1の平行度、平坦度を確保するには
両面研磨が望ましい。
【0018】この際、研磨後の表面は、少なくとも水晶
板9の表面については鏡面仕上げにする必要がある。
【0019】次に、図6に示すように裏面側の電極8を
水晶板9側の表面に真空蒸着あるいはスパッタリングに
よって形成する。先に裏面側の電極8を形成する理由は
後述する。その後、同じカット角の水晶によって構成さ
れた第3の圧電基板としての第1のケース11と、水晶
板9,10の貼り合わせたものを共に十分に洗浄し、図
7に示すように水晶板9の表面側に貼り合わせる。この
際第1のケース11の結晶軸の向きと水晶板9の結晶軸
の向きはすべて合致させる。
【0020】次に貼り合わされた3枚の水晶板を500
℃程度の温度で加熱する。この加熱により結晶軸の合致
した第1のケース11と水晶板9は、原子どうしの強固
な結合によって接合されはがすことはできなくなる。一
方水晶板9と水晶板10はX軸方向が逆向きに接合され
ているために、依然、原子どうしの強固な結合は達成さ
れず、はがすことが可能な状態で接合されているのであ
る。
【0021】なお、第1のケース11は、あらかじめエ
ッチングあるいはサンドブラスト加工等によって振動部
と対向する部分が振動部の外周よりも薄くなるように加
工しておく。また、第1のケース11にはあらかじめ貫
通孔をエッチングあるいはサンドブラスト加工等によっ
て加工しておき、裏面側の励振用電極8から外部電極に
導通をとれるようにしておく。
【0022】この2回目の加熱の後に図8に示すように
水晶板10を剥離する。第1のケース11にはやはりX
軸方向のプラス側に切り欠き16を設けており、図13
に示すように水晶板9の切り欠き15と同一方向になる
ように貼り合わせたわけである。第1のケース11の切
り欠き16を水晶板9の切り欠き15よりも十分小さく
形成しておけば、図14に示すような水晶板10と第1
のケース11に挟まれた空隙13ができる。図15に示
すようにこの空隙13にナイフの刃のようなくさび型の
治具14を挿入することによって水晶板10をはがすこ
とができる。
【0023】先に説明したように、2回目の加熱によっ
て水晶板9と第1のケース11は原子間の結合によって
強固に結びついているため、必ず水晶板10と水晶板9
の界面で剥離するのである。
【0024】この空隙13は水晶板9が水晶板10及び
第1のケース11よりも小さいサイズで作っておけば、
自然にできるが、このように切り欠き15,16を設け
ることでX軸方向を明らかにでき、工程上での過ちも防
止でき、しかも、空隙13を設けることができるのであ
る。本実施例では、+X側の両側の角に切り欠き16を
設けているが、これは両側の角から均等に治具14を挿
入することによってより剥離をしやすいように工夫をし
ている。
【0025】第1のケース11はやはり300μm程度
の厚みを有しており、水晶板10を剥離した後でもなお
搬送などの取扱いは容易である。
【0026】次に、図9に示すように表面側の励振用電
極7を真空蒸着あるいはスパッタによって形成する。
【0027】この際、第1のケース11に設けた貫通孔
内面に外部電極とともに導電体を形成しておけば、共振
周波数を測定しながら励振用電極7を形成することによ
って所望の周波数の電極厚みが得ることができる。この
ために裏面側の励振用電極8を先に形成し、第1のケー
ス11を先に接合したわけである。
【0028】この後、同じカット角の水晶から構成され
た第4の圧電基板としての第2のケース12を、水晶板
9と第1のケース11と一体化したものとともに十分に
洗浄し、図10に示すように水晶板9の剥離によって表
出した面に貼り合わせる。この際、第2のケース12と
水晶板9の軸方向は合致させ500℃で加熱することに
よって第1のケース11と水晶板9と第2のケース12
が一体化する。
【0029】なお、第2のケース12は、水晶板9の振
動部と対向する部分をエッチングあるいはサンドブラス
トによって加工し、振動部の外周部より薄くしておく。
【0030】また、工程は図3〜図10に示すように大
きなウエハ上に多数個の振動子を一括形成し最後に図1
1に示すように割断して個片にするといった効率のよい
製造方法をとることが可能である。
【0031】このようにして、水晶板9の厚みが10μ
m以下といった非常に薄い、即ち共振周波数が200M
Hzであるような高周波の振動子を容易に作成することが
可能になるのである。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明は、第1の圧電基板
に第2の圧電基板をその軸方向をほぼ180度回転させ
た状態で重接合し、次に第2の圧電基板の第1の圧電基
板とは反対側の面を研磨した後、この研磨面に第1の電
極を設け、次に、この第2の圧電基板の外周部に第3の
圧電基板をその軸方向を第2の圧電基板とほぼ同方向に
した状態で重接合した後、第1の圧電基板を第2の圧電
基板からはがし、次にこの剥離により表出した第2の圧
電基板の表面に第2の電極を設け、その後、第2の電極
を設けた第2の圧電基板の基板外周に第4の圧電基板を
第2の圧電基板とその軸方向をほぼ同一方向とした状態
で重接合する製造方法をとるものであるので、第2の圧
電基板を研磨し、薄板化する際に第1の圧電基板が重接
合されているため容易にこれを行うことができ、また、
搬送も容易となり、従って第3の圧電基板と重接合する
ことも容易となるため、圧電基板の重合タイプの振動子
で高周波化されたものを容易に得る事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による振動子の製造方法によ
り製造した振動子の斜視図
【図2】同振動子の断面図
【図3】振動子の製造方法を示す説明図
【図4】同第1,第2の圧電基板を貼り合わせた状態の
説明図
【図5】同研磨した状態を示す説明図
【図6】同励振用電極を形成した状態を示す説明図
【図7】同第3の圧電基板を貼り合わせた状態の説明図
【図8】同第1の圧電基板をはがした状態の説明図
【図9】同励振用電極を形成した状態の説明図
【図10】同第4の圧電基板を貼り合わせた状態の説明
【図11】同個々の振動子に割断した状態の説明図
【図12】圧電基板の接合方法を示す斜視図
【図13】圧電基板の接合方法を示す斜視図
【図14】圧電基板の要部上面図
【図15】剥離方法を示す断面図
【符号の説明】
1 振動板 2 第1のケース 3 第2のケース 4,5 外部電極 6 振動部 7,8 励振用電極 9 水晶板 10 水晶板 11 第1のケース 12 第2のケース 13 空隙部 14 治具 15,16 切り欠き

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の圧電基板に第2の圧電基板をその
    軸方向をほぼ180度回転させた状態で重接合し、次に
    第2の圧電基板の第1の圧電基板とは反対側の面を研磨
    した後、この研磨面に第1の励振用電極を設け、次にこ
    の第2の圧電基板の外周部に第3の圧電基板をその軸方
    向を第2の圧電基板とほぼ同方向にした状態で重接合
    し、その後、第1の圧電基板を第2の圧電基板からはが
    し、次にこの剥離により表出した第2の圧電基板の表面
    に第2の励振用電極を設け、その後、第2の励振用電極
    を設けた第2の圧電基板の基板外周に第4の圧電基板を
    第2の圧電基板とその軸方向をほぼ同一方向とした状態
    で重接合する振動子の製造方法。
  2. 【請求項2】 第1の圧電基板が第2の圧電基板よりも
    肉厚とする請求項1記載の振動子の製造方法。
  3. 【請求項3】 第2の圧電基板の外周部の少なくとも1
    箇所に切り欠きを設けた請求項1または2記載の振動子
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 第2の圧電基板を第1の圧電基板より小
    さくした請求項1〜3のいずれか1つに記載の振動子の
    製造方法。
  5. 【請求項5】 第1〜第4の圧電基板を全て水晶によっ
    て構成した請求項1〜4のいずれか1つに記載の振動子
    の製造方法。
  6. 【請求項6】 第1〜第4の圧電基板の接合は直接接合
    とした請求項1〜5のいずれか1つに記載の振動子の製
    造方法。
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