JPS5896412A - 圧電振動子の製造方法 - Google Patents

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】 （１）発明の技術分野 本発明は圧電振動子についてメカニカルＱ値を高めるた
めの製造方法に関する。

（２）技術の背景 タンタル・酸リチウム（ＬｉＴａ０．　）　、ニオブ酸
リチウム（ＬｉＮｂ０１　）などの圧電結晶は何れも電
気機械結合係数の大きな圧電材料であり、これらの単結
晶よシウヱハーを切シ出して薄層基板を作シ、これに振
動電極をつけることによりウェハーＯ切断方位、基板の
厚さ９面積などに依存して特有の共振周波数をもつ振動
子を作ることができる″。

と＼でＬＩＴａＯ，からなる振動子とＬＩＮｂＯ，から
なる振動子とを比較すると切断方位によ少数値に幅があ
るが電気機械結合係数は前者が０．６４−〜０、７４１
６−劣後者は４．５〜５．５−と超かに大きいが、その
温度係数は前者は〜３０ＰＰｍ／にと後者に較べて１／
３〜ｌ／２少い。

従って温度安定性が要求される用途に対してはＬｉＴａ
Ｏ５単結晶からなる振動子が多く用いられている。

ｔｇ１図はＬＩＴａＯｓを用いてなる圧電振動子の構造
で第１図（５）はステムに装着した振動素板の正面図ま
た同図（ロ）はこの側面図である。

ここで本実施例の場合、Ｘカットで厚さ７５μｍの薄層
基板ｌの中央部に対向して電極２があり、この電極は互
に逆向きに導電性樹脂３を用いてステム４に接続されて
いる。

か＼る構成をとる圧電振動子において良品指数はその中
心周波数で測定した場合のメカニカルＱ値で表わすこと
ができる。

第２図は共振周波数近傍における圧電振動子の等砂回路
でｓ　Ｃ１は館１図で対向する電極２による静電容量と
端子間の浮遊容量を加算したもの１、ｔたＬ・φ−Ｃ・
−Ｂ＃からなる直列共振回路は振動子の共振現象を表わ
すもので、Ｌ、とＣ０は振動子の振動モード、切断方位
、電極配置などに依存存しまた抵抗分Ｒ０はＬＩＴａＯ
，基板材料の性質の外に保持方法、加工方法などに依存
して変化する。

こ＼でメカニカルｑ値は次式で表わされ少くとも２００
０以上の値をとる必要がある〇 但し　ｆｏ・・・・・・・・・共振周波数本発明はこの
メカニカルＱ値を向上する方法に関するものである。

（３）従来技術と問題点 ＬＩＴａＯ，を用いてなる従来の振動子を製造する場合
、工場においては品種に異るが規格値として２５００〜
３０００のメ″−カニカルＱ（Ｉｔ設定しこれで喪品の
選別を行りている。

と＼で振動素板には製造工程中に取扱い２スにより汚染
されたものがあり、また振動素板のステムへの接着は一
般に鋏の導電性塗料を用いて行われているが、仁の媒質
であるエポキシ樹脂の振動素板への滲透による汚染など
は何れもメカニカルＱ値の低い圧電振動子を生じ、また
これにより不良の発生率が高まる傾向がある。

それで振動素板表面は清浄化して良品率を上げることが
行われているが、樹脂の滲みなどＫよる汚染は溶剤によ
りても除去することは困難で６５九〇 （４）発明の目的 本発明は振動素板の汚れを反応的に除去することにより
メカニカルＱ値の高い高品質の圧電振動子を得ることを
目的とするものである。

（５）発明の構成 本発明は振動素板の汚れを除くためにプラズマアッシャ
−を使用することを本旨とする。

プラズマアッシャ−はプラズマエツチング装置をフラッ
ジアッシング（７５Ｐツシ灰化処理）によるクリーニン
グ処理専用に使用する場合の処理名称である。

こ＼でプラズマエツチングは本来ツレオンガスなどをキ
ャリヤとして誘電体結晶、半導体結晶などのエツチング
またタンタル、チタンなどの金属のエツチングＫｔた酸
素ガスをキャリヤとしてホトレジストの除去などを行う
ものであるが、非腐蝕性のガスをキャリヤとして用い７
ラツシアツシングにより試料基板を清浄化する用途があ
る。

本発明は後者の７ツツシアツシングによる清浄化を振動
素板に適用するものである。

まずフラッジアッシングを行うプラズマエツチング装置
と反応機構について説明する。

この装置には電極が反応室外にあるものと反応室内にあ
るものがあシ、前者は円筒形プラズマエツチング装置と
呼ばれ、電極構造により更に誘導型と容量型とに分けら
れる。

第３図は誘導型の構造を示すもので（５）は正面断面図
また（Ｂｌは側面断面図である。

この装置は石英反応管１５に：ｒイル電極６を巻いて電
源７よ抄高周波電圧が印加される構造になりておシ、試
料８はエッチトンネルと呼ばれるアルン製の穴Ｔｏき円
筒９の中に石英製或はアルず製のホルダＩＯＫより保持
して反応室１１の中に挿入されている。

こ−で反応室１１は排気口１２より真空ポンプを用いて
排気して規定の真空度にまで達したときキャリヤガス（
この実施例の場合は空気）ｅ導入孔１３より導入し、真
空度が一定となった状態で電極に高周波電圧を印加する
とガスは放電を開始してガスプラズマが発生する。

本実施例の場合、グッズマ発生時の真空度は３ｔｏｒｒ
であり、高周波電源の周波数は１３．５６ＭＨｇである
。

と−で反応室１１中に挿入するアルず製の穴あき円筒９
はエツチングトンネルとも云われるが、これを用いる理
由はプラズマは外部電極６とエツチングトンネル９との
間で発生し、その結果生じた中性の反応性エッチャント
（この場合酸素ラジカル）のみがトンネル穴を通って試
料と反応する丸めエツチングの均一性が良くなり、グツ
ズｉによる試料の損傷や温度上昇を防ぐことができるか
らである。

次に空気をキャリヤとして使用する場合発生するガスプ
ラズマの内酸素ガスプラズマは極めて化学的活性に富む
酸素ラジカルを含み、これは試料中の有機物を酸化する
。

すなわち振動素板中或はこの上に有機物（ＣｘＨｙ　）
が存在する場合は酸素グツズｉの発生によシ次の反応が
生ずる・ Ｏ８−〇　（酸素ラジカル） ＣｘＨｙ　＋　Ｏ”　→ＣＯＢ　＋　ＨＩＯここで反応
によシ生じたガス或は水蒸気はキャリヤ（この場合空気
）と共に真空ポンプにより排気される。

さて本発明はステム取りつけが終了した振動基板に対し
て上記の７ラツシアツシングにより清浄化を行うもので
、本実施例の場合は４００Ｗの電〃− 力を５分間に互りて印改する。

こ−でグツズｉアッシャー処理で時間を制限する理由は
この処理の目的は汚れの除去であシ、振動素板上の導電
性樹脂およびステムの金属の酸化は好ましくないからで
ある。

本発明は工程作業中に汚染された振動素板に対して先ヤ
リャガスとして腐蝕性のない空気を用い適度のプラズマ
アッシャ−処理を施すことによりて汚染物のみを除去す
るものである。

（６）発明の実施例 こ＼で使用する振動子は２５ＭＨｚ帯用のも０であシ、
ｘカットの１ｉＴａｏ＠より作られておシ、振動素板の
寸法は１，４襲角で厚さ７５μｍのものである。

特性の評価はメカニカルＱ値を以て行うが、測定は第２
図の等価回路をもつ振動子の入力端子間に２６ＭＥｘで
１００ｍＶを印加しその検出電圧値から換算して求めら
れる。

第４図は本発明の実施例を示すもので横軸にはメカニカ
ルＱ［また縦軸には累積百分率を目盛りである。

こ−で鎖線１４は従来品また実線１５は本発明十 を実施した圧電素子の特性であって、本発明の実施によ
シメカニカルＱ値が向上すると共に偏差も改曳されてい
ることが判る。

（７）発明の効果 本発明は通常の洗浄にようては除去できない振動素板上
の汚染をプラズマアッシャ−処理により除去し特性の向
上をはかるもので、工程中使用する合成樹脂などＫよる
汚染は本発明にか＼る処理を適度に行うことＫより容易
に除去することかでき、これによシ圧電振動子の性能お
よび歩留りを向上することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧電振動子の構成図で（５）は正面図、（Ｂ）
は断面図、第２図は圧電振動子の等価回路、第３図は本
発明に使用する誘導型プラズマエツチング装置の構成図
で（５）は正面図、（ロ）は側面図、また第４図は本発
明の実施例である。 図において ｌは薄層基板、２社電極、３は導電性樹脂、４はステム
、８は試料、１４は従来品、１５は本発明の実施品。 ’ｆｙ／ｆｉｒ ｔＡ＋ Ｐ、２部 ７７う図 へ ／う １４図 ／ａａａＪ−一−５００１５ｓｌ／Ｉｄｅｌノクエθｔ
ｋＱ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧電結晶よりなる薄板の両面に対向して金属電極膜を設
   け、これに高周波電界を印加してなるエヤー処理を行う
   ことを特徴とする圧電振動子の製造方法。