JPH09181547A - 水晶振動子の周波数調整方法および調整治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、汚染物質の影響を受けることの少
ない水晶振動子を製造する際に、実装する手間がかから
ず、ウエハ状態でも高精度に測定できる水晶振動子の周
波数調整方法及び調整用治具を提供することを目的とす
るものである。 【解決手段】 水晶板の複数の振動部にそれぞれ対応し
て、振動部の両面に設けられたベース電極上に調整用電
極の形成窓を設けた第１の押え板と、上記振動部より引
き出された引き出し電極部に測定用プローバを接触させ
るに足る窓を設けた第２の押え板よりなる治具間に上記
水晶板を保持し、上記測定用プローバにて周波数を測定
しながら上記ベース電極上に調整用電極を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水晶振動子の周波数
調整方法および同方法に使用する調整治具に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】水晶振動子は圧電体である水晶板を所定
の厚みにスライスし、水晶板の振動部表面に励振用電極
となるベース電極を形成することで、水晶の振動を電気
的に取り出すことができるが、水晶板の厚み、ベース電
極の膜厚にバラツキが発生して共振周波数がばらつくの
で、これを補正するため、ベース電極上に調整用電極を
ベース電極の形成領域より周囲約１００マイクロメート
ルほど小さい領域に設けることで、共振周波数を所望の
値に合わせ込む調整蒸着工程を導入していた。

【０００３】このとき、周波数を所望する値に正確に合
わせるには、周波数を測定しながら調整用電極を形成す
る必要があり、周波数を正確に測定するために水晶板を
基板やパッケージ台に実装した状態において引き出し電
極を介して信号を取り出していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の周波数調整方法では水晶板を、基板やパッ
ケージ台に実装する手間がかかり、また、実装のために
半田や接着剤などの揮発性物質を含む材料を使用してい
るので、調整蒸着のため真空にしたときに汚染物質が揮
発し、水晶板の表面を汚染するという問題があり、ま
た、実装された水晶板をパッケージ封止しても、やは
り、内部の半田や接着剤から汚染物質が発生し、信頼性
に欠けるという問題があった。

【０００５】そこで、水晶ウエハ上に複数の水晶振動子
を形成し、同じく水晶ウエハ上に複数設けた第一ケース
と第二ケースで、水晶振動子を張り合わせて内部気密を
封止し、第二ケースに設けられた貫通孔を通して外部へ
の電極取り出しを行うことで、水晶板のパッケージに半
田や接着剤等を使わないようできるが、水晶板は１００
マイクロメートル程度の非常に薄いものであるので、周
波数の測定のためプローバを水晶板に接触させると水晶
板に歪みが発生し、高精度な測定ができなくなるという
問題があった。

【０００６】本発明は、汚染物質の影響を受けることの
少ない水晶振動子を製造する際に、実装する手間がかか
らず、ウエハ状態でも高精度に測定できる水晶振動子の
周波数調整方法および調整治具を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明の水晶振動子の周波数調整方法および調整治
具は、水晶板に複数設けられた個々の振動部のベース電
極の引き出し電極の部分に、直接、周波数測定のための
プローバを接触させるときに水晶板に歪みが発生しない
ように、水晶板の両面を２種類の押え板にて挟み込んだ
状態で調整蒸着を行うことを特徴とするものである。

【０００８】本発明によれば、測定用プローバを接触さ
せる面側においては測定用プローバを水晶板に接触でき
るように振動部の周辺だけを保持し、調整用電極を形成
する面側においては振動部の周辺に加えて水晶板の反対
側から測定用プローバが接触する箇所も保持することが
でき、水晶板に歪みを与えることなく周波数調整を行う
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、両面にベース電極を有し、このベース電極に接続し
た引き出し電極を有する複数の振動部を縦横に配列した
水晶板の上記複数の振動部にそれぞれ対応して、上記ベ
ース電極上に調整用電極の形成窓を設けた第１の押え板
と上記引き出し電極に測定用プローバを接触させるに足
る窓を設けた第２の押え板よりなる治具間に上記水晶板
を保持し、上記測定用プローバにて周波数を測定しなが
ら上記ベース電極上に調整用電極を形成することを特徴
とする水晶振動子の周波数調整方法であり、水晶板に歪
みを与えることなくベース電極への調整蒸着を行うこと
ができる作用を有する。

【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、両面に
ベース電極を有し、かつ上記ベース電極に接続した引き
出し電極を有する複数の振動部を縦横に配列した水晶板
の上記複数の振動部の一方の面に対応して、上記複数の
振動部のそれぞれに対応して上記ベース電極上への調整
用電極の形成窓を設けると共に上記振動部に接触するこ
とのないように空間を確保するための段部を設けた第１
の押え板と、上記複数の振動部の他方の面に対応して、
上記複数の振動部のそれぞれに対応して上記引き出し電
極に測定用プローバを接触させるに足る大きさの窓を設
けた第２の押え板とを備えた調整治具であり、測定用プ
ローバの引き出し電極への接触時に水晶板に歪みが生ず
ることがないという作用を有する。

【００１１】（実施の形態）図１〜図９は本発明の水晶
振動子の実施形態を示す。

【００１２】本実施の形態の水晶振動子は図７、図８お
よび図９に示すように水晶板１をサンドブラスト等の方
法で溝部５をくり抜いて型抜きを行うことにより振動部
４が設けられ、この振動部４の両面に励振用電極として
Ａｇ，Ａｕ等よりなるベース電極６ａ，６ｂが設けられ
ている。そして、上記ベース電極６ａ，６ｂから引き出
し電極が引き出され、ベース電極６ａ側に外部への引き
出しのための引き出し電極が形成されている。ここで、
ベース電極６ｂの側より引き出した導体はビアホール７
を介してベース電極６ａ側の引き出し電極に導出されて
いる。この水晶振動子は水晶板１の両面に張り合わせた
第１，第２のケース２，３により気密に封止され、第２
のケース３に設けた貫通孔８，９に取り出し電極を設け
ることにより上記ベース電極６ａ側の引き出し電極に接
続され、外部への電極取り出しを実現している。尚、６
ｃはベース電極６ｂ上にその電極領域より小さい領域で
形成したＡｇ，Ａｕ等よりなる調整用電極である。

【００１３】一方、上記した構造の水晶振動子を作製す
る場合、図６に示すように大規模な面積を有するウエハ
状の水晶板１１と第１，第２のケース板１０，１２が使
用される。上記ウエハ状の水晶板１１は両面にベース電
極を有し、かつ上記ベース電極に接続した引き出し電極
を有する複数の振動部を縦横に配列したものであり、上
記ウエハ状の第１，第２のケース板１０，１２は水晶板
１１と同等の材質よりなり、上記水晶板１１の複数の振
動部にそれぞれ対応した座ぐり部を縦横に配列したもの
であり、第２のケース板１２には外部電極取り出しのた
めの貫通孔がそれぞれの座ぐり部に対応して設けられて
いる。そして、上記水晶板１１は複数の振動部の周波数
調整が行われた後に第１，第２のケース板１０，１２に
張り合わされ、ダイシングソーにより振動部を含む個片
に分断されることによって水晶振動子として構成され
る。

【００１４】ところで、上記ウエハ状の水晶板１１の複
数の振動部の周波数調整のためには、図１に示すように
上記水晶板１１の複数の振動部の一方の面（周波数調整
用ベース電極６ｂを有する面）に対応して第１の押え板
１８が対向され、他方の面（測定用プローバが接触され
る引き出し電極を有する面）に対応して第２の押え板１
９が対向される。上記第１の押え板１８は上記水晶板１
１の複数の振動部のそれぞれに対応して図２に示すよう
にベース電極６ｂ上への調整用電極６ｃの形成窓１６を
設けるとともに、振動部４に接触することのないように
空間を確保するための段部１７を設けている。上記第２
の押え板１９は上記水晶板１１の複数の振動部のそれぞ
れに対応して図２に示すように引き出し電極に測定用プ
ローバを接触させるに足る大きさの窓１３を設けてい
る。そして、上記ウエハ状の水晶板１１は第１，第２の
押え板１８，１９間に挟持され、測定と蒸着を同時に行
うための調整蒸着装置にセットされ、図５に示すように
上記第２の押え板１９に設けた窓１３より測定用プロー
バ２０が挿入されて引き出し電極に接触される。この状
態において、上記水晶板１１に対して第１の押え板１８
は図４に示すように段部１７周辺の肉部１５が当接され
て水晶振動子を構成する水晶板１個片毎に測定用プロー
バ２０が引き出し電極２ａ，２ｂに接触する際の支えと
なり、一方、上記水晶板１１に対して第２の押え板１９
は図３に示すように窓１３周辺の肉部１４が当接されて
水晶振動子を構成する水晶板１個片毎にその周辺を保持
する。

【００１５】次に本発明の水晶振動子の周波数調整方法
について説明する。水晶板１１は測定用プローバを接触
させる面において水晶振動子の周辺を保持する第２の押
え板１９が、調整蒸着面において水晶振動子の周辺に加
えて、反対側から測定プローバが接触する箇所も保持す
る第１の押え板１８が対向され、調整用電極側にセット
したとき、水晶振動子のベース電極６ｂに接触しないよ
うに空間が確保される。

【００１６】これによって、調整蒸着中の周波数測定に
おいて、プローバを直接水晶板に接触させても水晶板に
歪みが発生しなくなるので、安定した測定値が得られ、
調整蒸着を水晶板のまま行うことができるようになり、
汚染物質の影響を受けることの少ない水晶振動子をウエ
ハ状態のまま作成することができるようになる。

【００１７】調整蒸着はウエハ状の水晶板１１に対して
行う。このとき、測定と蒸着を同時に行うためには調整
蒸着装置にセットする、ウエハ状の水晶板１１は１００
マイクロメートル程度の厚みであり、引き出し電極部２
１に測定用プローバを接触させると水晶板１１に歪みが
発生しやすいが、水晶板１１を第１，第２の押え板１
８，１９で両側より挟み込む構造とする。このとき、挟
み込む二枚の押え板１８，１９は、測定プローバの接触
面側から押さえる第２の押え板１９と、調整蒸着面側か
ら押さえる第１の押え板１８とする。尚、第１の押え板
１８には、調整蒸着領域を制限するため窓１６が設けら
れており、また、押え板１８が調整蒸着面側のベース電
極６ｂと振動部４に接触しないために、５０マイクロメ
ートルほどの段部１７が設けられている。また、押え板
をセットしたとき、第２の押え板１９は測定プローバ側
から水晶板１の周囲を押さえることで、測定プローバを
引き出し電極部に接触させたときの応力により水晶板１
の周囲が浮き上がることを防止する。また、第１の押え
板１８の段部１７は、水晶板１の引き出し電極の箇所に
は設けないようにすることで、測定プローバが引き出し
電極部に接触しても、第１の押え板１８の非スペース部
分が支えとなり、水晶板１の歪みを極力抑えるのであ
る。

【００１８】これらが複数形成された板状の第１の押え
板１８及び第２の押え板１９でウエハ状の水晶板１１を
挟み込むことで、ウエハ状の水晶板に形成されたすべて
の水晶振動子に対して、測定中に歪みが発生することが
なく、高精度な調整蒸着が可能になるのである。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、水晶板に
歪みが発生しなくなるので、調整蒸着中において安定し
た測定値が得られ、調整蒸着を水晶板のまま行うことが
できるようになり、汚染物質の影響を受けることの少な
い水晶振動子をウエハ状態のまま形成することができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による水晶振動子の周波数調
整方法を説明するための治具の組立斜視図

【図２】同要部の拡大斜視図

【図３】同要部の拡大平面図

【図４】同要部の拡大平面図

【図５】図３のＡ−Ａ線断面図

【図６】本発明の実施形態による水晶振動子の組立斜視
図

【図７】同要部の拡大平面図

【図８】同要部の拡大背面図

【図９】同要部の拡大斜視図

【符号の説明】

１ 水晶板 ２ 第１のケース ３ 第２のケース ４ 振動部 ５ 溝部 ６ａ，６ｂ ベース電極 ８，９ 貫通孔 １０ ウエハ状の第１のケース板 １１ ウエハ状の水晶板 １２ ウエハ状の第２のケース板 １３ 窓 １４，１５ 肉部 １６ 窓 １７ 段部 １８ 第１の押え板 １９ 第２の押え板 ２０ 測定プローバ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面にベース電極を有し、このベース電
   極に接続した引き出し電極を有する複数の振動部を縦横
   に配列した水晶板の上記複数の振動部にそれぞれ対応し
   て、上記ベース電極上に調整用電極の形成窓を設けた第
   １の押え板と上記引き出し電極に測定用プローバを接触
   させるに足る窓を設けた第２の押え板よりなる治具間に
   上記水晶板を保持し、上記測定用プローバにて周波数を
   測定しながら上記ベース電極上に調整用電極を形成する
   ことを特徴とする水晶振動子の周波数調整方法。
2. 【請求項２】 両面にベース電極を有し、かつ上記ベー
   ス電極に接続した引き出し電極を有する複数の振動部を
   縦横に配列した水晶板の上記複数の振動部の一方の面に
   対応して、上記複数の振動部のそれぞれに対応して、上
   記ベース電極上への調整用電極の形成窓を設けると共に
   上記振動部に接触することのないように空間を確保する
   ための段部を設けた第１の押え板と、上記複数の振動部
   の他方の面に対応して、上記複数の振動部のそれぞれに
   対応して上記引き出し電極に測定用プローバを接触させ
   るに足る大きさの窓を設けた第２の押え板とを備えた調
   整治具。