JPH10173460A - 圧電部品の周波数特性調整方法 - Google Patents

圧電部品の周波数特性調整方法

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JPH10173460A
JPH10173460A JP33175096A JP33175096A JPH10173460A JP H10173460 A JPH10173460 A JP H10173460A JP 33175096 A JP33175096 A JP 33175096A JP 33175096 A JP33175096 A JP 33175096A JP H10173460 A JPH10173460 A JP H10173460A
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JP
Japan
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piezoelectric substrate
copper
copper electrode
electrodes
piezoelectric
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JP33175096A
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English (en)
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Takaaki Domon
孝彰 土門
Yutaka Sato
佐藤  裕
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高分子樹脂の塗布による製品への電気的影響が
なくなり、また、電極を損傷することもなく、一度に多
量の処理が可能な圧電部品の周波数特性調整方法を提供
する。 【解決手段】圧電基板の板面に銅電極を形成した後、該
圧電基板を、所定濃度の過硫安溶液中に所定時間浸漬し
て前記銅電極の成膜をエッチング処理する。これによっ
て前記銅電極の膜厚を薄くする方向に調整することよ
り、周波数特性を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電基板に銅電極
を形成してなる圧電部品において、銅電極の厚みを調整
することにより周波数特性を調整する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】圧電セラミック部品等のセラミック電子
部品を製造する場合、一般的には電極形成用の銅を圧電
基板にスパッタリングや蒸着等により真空成膜するが、
この場合、銅電極の膜厚にばらつきが生じることが避け
られない。このような電極の膜厚のばらつきは圧電部品
の動作部の周波数特性に影響を与え、圧電部品をフィル
タとして用いる場合、膜厚が厚いと通過帯域中心周波数
が低く、一方、膜厚が薄いと通過帯域中心周波数が高く
なる。なぜならば、電極の膜厚プラス基板厚と周波数と
の積算値が常に一定となるという関係が成立するからで
ある。
【0003】圧電部品における電極の膜厚を調整する従
来方法として、圧電基板上の電極部分を覆うように、高
分子樹脂を塗布しておき、レーザビームを電極に照射す
ることにより、膜厚を薄くするレーザ方式や、複数個の
圧電部品分の電極が形成され、電極上に前記樹脂が塗布
された圧電基板に対し、個々の圧電部品分の電極ごとに
順次砂を吹き付けるマイクロサンドビーム方式や、複数
個の圧電部品分の電極が形成された圧電基板全体に砂を
吹き付ける枚葉サンドブラスト方式や、電極の膜厚を厚
くする方向で高分子樹脂でなるインクを電極に塗布する
インクジェット方式等が採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来方法はいずれも、高分子樹脂を塗布した後にレー
ザービームまたは砂による処理を行うか、あるいは高分
子樹脂を塗布することによって膜厚を厚くする方法であ
って、特開平1−91513号公報に記載のように、高
分子樹脂がスプリアス特性(不良振動)等圧電部品の電
気的特性に影響を及ぼす虞れがあるという問題点があ
り、また、このような影響を低減するために、高分子樹
脂の質量、厚み共に高精度を要する。
【0005】また、レーザー方式を採用すると、レーザ
ービームの照射によって圧電基板が加熱されることによ
り、分極劣化を来す虞れがある。また、マイクロサンド
ビーム方式や枚葉サンドブラスト方式を適用すると、電
極が砂に傷付けられて破損率が高くなるという問題点が
ある。
【0006】本発明は、上記した問題点に鑑み、高分子
樹脂の塗布による製品への電気的影響がなくなり、ま
た、電極を損傷することもなく、一度に多量の処理が可
能な圧電部品の周波数特性調整方法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】この目的を達成するた
め、本発明は、圧電基板の板面に銅電極を形成した後、
該圧電基板を、所定濃度の過硫安溶液中に所定時間浸漬
して前記銅電極の成膜をエッチング処理し、これによっ
て前記銅電極の膜厚を薄くする方向に調整することよ
り、周波数特性を調整することを特徴とする(請求項
1)。
【0008】また、本発明は、圧電基板上に銅電極を形
成した後、周波数特性値を測定し、該測定値と、目標と
する周波数特性値との差に応じて、過硫安溶液の濃度と
浸漬時間を設定してエッチングを行うことを特徴とする
(請求項2)。
【0009】また、本発明は、圧電基板上に多数個の圧
電部品分の銅電極を形成した後、該圧電基板を個々の圧
電部品に切断することにより製品を得る場合、前記銅電
極を形成した圧電基板上を、厚みの大小の傾向によって
複数の領域に分割し、圧電基板上に形成される銅電極の
厚みが最も厚い領域以外の領域にマスクを施して該最も
厚い領域のみの銅電極のエッチングを行うことにより、
そのエッチングを施した領域の銅電極の厚みを、マスク
を施した領域のうち、その次に銅電極の厚みの厚い領域
の銅電極の厚みに合わせ、その後、前記次に銅電極の厚
みの厚い領域のマスクを除去してエッチングを行うとい
うエッチング工程を2回以上繰り返すことにより、圧電
基板全面について個々の圧電部品毎の銅電極の厚みを均
一化させることを特徴とする(請求項3)。
【0010】
【作用】請求項1においては、過硫安溶液によって銅電
極のエッチングを行うため、高分子樹脂を塗布する必要
がなく、かつ砂による銅電極の損傷やレーザービームの
熱による悪影響も無くなるので、周波数特性以外の電気
的特性への影響を無くすることができる。また、銅電極
のエッチングは、硝酸銀溶液によって行うこともできる
が、硝酸銀溶液の場合はエッチングスピードが速くなり
過ぎ、浸漬時間をコントロールすることが困難となる。
一方、過硫安溶液によると、エッチングスピードが比較
的穏やかであり、銅電極が形成された圧電基板をエッチ
ング液を入れた槽内にジャブ漬けすればよい。
【0011】請求項2においては、周波数特性の測定値
と、目標とする周波数特性値との差に応じて、過硫安溶
液の濃度と浸漬時間を設定してエッチングを行うため、
目標とする周波数特性値が正確に得られる。
【0012】請求項3においては、圧電基板を複数の領
域に分けて各領域毎に周波数特性の調整を行うので、目
標とする周波数特性値に精度良く調整できると共に、能
率良く周波数特性を調整できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図面によ
り説明する。図1は本発明の圧電部品の周波数特性調整
方法の一実施例を示す工程図、図2(A)は多数個取り
する場合の区分けを説明する図、図2(B)は周波数特
性調整を多数個取り基板によって行う場合の圧電基板上
の素子の周波数分布の一例を示す図、図3(A)は本発
明の方法を適用する圧電部品の一例を示す平面図、図3
(B)はその底面図である。
【0014】該圧電部品はフィルタとして機能するもの
であり、図3(A)の平面図に示すように、圧電基板1
の表面に形成される電極は、左右の銅電極2、3と、中
央の銅電極4とからなり、左右の銅電極2、3は、それ
ぞれ振動電極2a、3aと、これらの振動電極2a、3
aと、外部回路に接続するためのパッド2b、3bと、
これらのパッド2b、3bを前記各振動電極2a、3a
にそれぞれ接続するリード部2c、3cとからなる。ま
た、中央の銅電極4は、前記振動電極2a、3aにそれ
ぞれ隣接させて形成した左右の振動電極4a、4bと、
中央の振動電極4cと、中央の振動電極4cをそれぞれ
振動電極4a、4bに接続するリード部4d、4eとか
らなる。
【0015】また、圧電基板1の裏面に形成される銅電
極5は、図3(A)の点線と図3(B)の底面図に示す
ように、それぞれ前記振動電極2aおよび4aに対向す
る振動電極5aと、振動電極3aおよび4bに対向する
振動電極5bと、前記島状電極の中央の振動電極4cに
対向するパッドを兼ねた振動電極5cと、該振動電極5
cを前記振動電極5a、5bにそれぞれ接続するリード
部5d、5eとからなる。
【0016】これらの銅電極2〜5は、圧電基板1に銅
を真空成膜することにより、中心周波数が目標とする値
よりやや低くなるように、すなわち最終製品よりやや厚
い膜厚に形成する。このように、銅電極を形成した圧電
基板1に対して、過硫安を純水に溶解させた過硫安溶液
によりエッチング処理して、個々の素子の中心周波数を
所望の値に調整する。
【0017】図4は、過硫安溶液の過硫安濃度を10%
と5%とした場合の浸漬時間と中心周波数(MHz)の変
化と、偏差を示すグラフであり、このグラフから分かる
ように、中心周波数の変化、すなわち膜厚の変化量は、
過硫安の濃度が大きい程大であり、また浸漬時間にほぼ
比例して増大する。この結果に基づき、本発明において
は、圧電基板1上に銅電極2〜5を形成した後、中心周
波数を測定し、該測定値と、目標とする中心周波数との
差に応じて、過硫安溶液の濃度と浸漬時間を設定してエ
ッチングを行う。
【0018】すなわち、ある過硫安濃度における単位時
間エッチングによる周波数の変化量をΔf、浸漬時間を
t、目標とする中心周波数をfO、中心周波数の実測値
をfiとした場合、 Δf・t=fO −fi の関係が成立するような浸漬時間を設定する。
【0019】実際には、図2(A)に示すように、多数
個取りにより圧電部品を製造する。すなわち、圧電基板
となるウェーハー表裏面に、図3に示したパターンの電
極2〜5を銅の真空成膜により形成する。図2の例は、
L1〜L8に示す行とR1〜R5に示す列により配列さ
れる40個分の圧電部品の電極を同時に形成する例につ
いて示す。
【0020】この場合、電極の膜厚は、経験則から、周
辺部で薄く、中心部で厚くなる傾向にあり、これによ
り、中心周波数の分布は、図2(B)に一例を示すよう
に、内周部で低く、斜線を付した外周部で高くなる傾向
にあることを考慮して、図1に示す工程によりエッチン
グを行うことにより、同時に多数の圧電部品について一
度に調整を行う。
【0021】すなわち、まず、図1のステップS1で示
すように、図2(B)における外周部Aの22素子につ
いては、代表値として、R1−L2、R2−L8、R5
−L2の3素子を選び、中心周波数を測定する。また、
内周部Bの18素子については、R3−L6、R4−L
4の2素子の各中心周波数fOXを測定する。そして、外
周部Aの前記3素子について、中心周波数の平均値f1
を算出する(ステップS2)と共に、内周部Bの2素子
について、中心周波数の平均値f2を算出する(ステッ
プS3)。そして、これらの中心周波数の差ΔfOX=f
1 −f2と、目標とする中心周波数fOと外周部Aの前記
中心周波数の平均値f1との差ΔfO =fO −f1を算出
すると同時に、これらから、過硫安溶液の浸漬時間を算
出する(ステップS4)。
【0022】次に外周部Aの領域の表裏面には、レジス
トを印刷してマスクすると共に、レジストを乾燥する
(ステップS5、S6)。そして、内周部Bの領域につ
いて、圧電基板を、過硫安溶液に、前記外周部と内周部
の中心周波数の差ΔfOXに基づいて算出された時間だけ
浸漬することにより、内周部Bの領域についてのみ銅電
極のエッチングを行い、内周部Bの中心周波数の平均値
が前記外周部Aの平均中心周波数f1になるように調整
する(ステップS7)。
【0023】その後、レジストを洗浄して除去した後、
乾燥する(ステップS8)。そして、外周部A、内周部
Bを同時にエッチングし、前記中心周波数の差ΔfO
基づいて算出された時間だけ過硫安溶液に浸漬してエッ
チングを行うことにより、全領域について中心周波数の
調整を行い(ステップS9)、エッチング液の洗浄、乾
燥を行う(ステップS10)。そして最終的に各素子の
中心周波数fOXの測定を行い(ステップS11)、各中
心周波数fOX毎に分類し(ステップS12)、その後、
圧電基板(ウェハー)をダイシングにより切断してチッ
プ化する。最終製品は外装樹脂により覆う。
【0024】上記実施例においては、周波数特性の測定
のため、中心周波数を測定することとしたが、目標とす
る素子の機能に対応して、通過帯域幅を測定する場合
や、挿入損失を測定する場合もある。また、圧電基板1
の表裏面における銅電極の形成構造は、上記実施例に限
られないことはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】請求項1によれば、過硫安溶液によって
銅電極のエッチングを行うようにしたので、圧電部品の
電気的特性に影響を与える高分子樹脂を塗布する必要が
なく、かつ砂による銅電極の損傷やレーザービームの熱
による悪影響も無くなるため、周波数特性以外の電気的
特性への影響を無くすることができる。また、圧電基板
を過硫安溶液にジャブ漬けすることにより周波数特性の
調整が行えるので、一度に大量の調整を行うことが可能
である。また、過硫安溶液によると、エッチングスピー
ドが比較的穏やかであり、高精度に周波数特性の調整を
行うことができる。
【0026】請求項2によれば、周波数特性の測定値
と、目標とする周波数特性値との差に応じて、過硫安溶
液の濃度と浸漬時間を設定してエッチングを行うため、
目標とする周波数特性値が正確に得られる。
【0027】請求項3によれば、圧電基板を複数の領域
に分けて各領域毎に周波数特性の調整を行うので、目標
とする周波数特性値に精度良く調整できると共に、能率
良く周波数特性を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧電部品の周波数特性調整方法の一実
施例を示す工程図である。
【図2】(A)は図1の工程により周波数特性調整を多
数個取り基板によって行う場合の区分けを説明する図、
(B)は周波数特性調整を多数個取り基板によって行う
場合の圧電基板上の素子の周波数分布の一例を示す図で
ある。
【図3】(A)は本発明の方法を適用する圧電部品の一
例を示す平面図、(B)はその底面図である。
【図4】本発明において、過硫安溶液の過硫安濃度を1
0%と5%とした場合の浸漬時間と中心周波数(MH
z)の変化量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1:圧電基板、2〜5:銅電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電基板の板面に銅電極を形成した後、 該圧電基板を、所定濃度の過硫安溶液中に所定時間浸漬
    して前記銅電極の成膜をエッチング処理し、これによっ
    て前記銅電極の膜厚を薄くする方向に調整することよ
    り、周波数特性を調整することを特徴とする圧電部品の
    周波数特性調整方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、圧電基板上に銅電極を
    形成した後、周波数特性値を測定し、 該測定値と、目標とする周波数特性値との差に応じて、
    過硫安溶液の濃度と浸漬時間を設定してエッチングを行
    うことを特徴とする圧電部品の周波数特性調整方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、圧電基板上に
    多数個の圧電部品分の銅電極を形成した後、該圧電基板
    を個々の圧電部品に切断することにより製品を得る場
    合、 前記銅電極を形成した圧電基板上を、厚みの大小の傾向
    によって複数の領域に分割し、 圧電基板上に形成される銅電極の厚みが最も厚い領域以
    外の領域にマスクを施して該最も厚い領域のみの銅電極
    のエッチングを行うことにより、そのエッチングを施し
    た領域の銅電極の厚みを、マスクを施した領域のうち、
    その次に銅電極の厚みの厚い領域の銅電極の厚みに合わ
    せ、 その後、前記次に銅電極の厚みの厚い領域のマスクを除
    去してエッチングを行うというエッチング工程を2回以
    上繰り返すことにより、圧電基板全面について個々の圧
    電部品毎の銅電極の厚みを均一化させることを特徴とす
    る圧電部品の周波数特性調整方法。
JP33175096A 1996-12-12 1996-12-12 圧電部品の周波数特性調整方法 Withdrawn JPH10173460A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005354588A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Daishinku Corp 圧電振動デバイスの製造方法および製造装置、ならびにこの製造装置により製造された圧電振動デバイス
JP2010034719A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Murata Mfg Co Ltd 周波数調整装置

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