TWI806637B - 石英振盪器及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種石英振盪器，包括壓電基板及頂、底電極線路。壓電基板包括薄化區及位於壓電基板複數側邊中的其中一側邊處並銜接薄化區的邊框區。薄化區具上、下表面，且上、下表面各自定義出與側邊間隔開的上、下工作區間。邊框區具自其頂緣朝薄化區上表面塌陷的凹部，薄化區上表面與凹部底緣是位在等高的共平面上。頂電極線路具有設置於上工作區間的工作區，及自其工作區朝凹部底緣延伸的延伸區。底電極線路具有設置於下工作區間的工作區及延伸區；其中，底電極線路的延伸區是自其工作區朝壓電基板側邊延伸以位在凹部底緣或壓電基板之剩餘側邊的其中一者處。

Description

石英振盪器及其製作方法
本發明是有關於一種諧振器，特別是指一石英振盪器及其製作方法。
石英振盪器是一種利用石英晶體本身的壓電效應來產生振盪頻率的元件，其經常配置於各種電子產品(如，通訊設備)中。傳統的石英振盪器大致包括一石英基板，及分別形成於該石英基板頂面與底面的一頂電極及一底電極；其中，該底電極會自該石英基板底面延著側周面延伸至該石英基板頂面，令該頂電極及該底電極可位於同一表面，以對外電連接。
熟悉石英振盪器相關技術領域的研發人員與業者皆知，石英基板的厚度越薄，其所能產生的振盪頻率就會越高。因此，為了讓石英振盪器可以被應用在高頻波段，該石英基板就必須薄化，使其厚度可達到所需的高頻振盪波段。
參閱圖1與圖2，中華民國第TWI401882證書號發明專利案(以下稱前案1)公開一種晶體振盪元件1，其包括一晶體基板11、 一頂激勵電極12及一底激勵電極13。該晶體基板11具有一定義出一上工作面1111及一下工作面1112的薄化區111，及一圍繞該薄化區111且厚度大於該薄化區111的框邊區112。該頂激勵電極12具有一設置於薄化區111之上工作面1111的頂工作電極區121，及一自該頂工作電極區121朝向該邊框區112延伸的頂拉引電極區122。該底激勵電極13具有一設置於薄化區111之下工作面1112的底工作電極區131、一自該底工作電極區131朝該邊框區112延伸的底拉引電極區132；其中，該底拉引電極區132具有一連接該底工作電極區131的第一段1311，及一自該第一段1311延伸至該晶體基板11框邊區112之一頂面的第二段1322。
前案1所公開的晶體振盪元件1的晶體基板11雖然具有供應該頂、底工作電極區121、131設置的該薄化區111；然而，有鑑於該薄化區111厚度小於該框邊區112厚度，以致於其兩者間因存在有一高度差，導致該頂激勵電極12的頂拉引電極區122結構容易在製程時降低良率，也影響該頂激勵電極12之電路結構的完整性。
經上述說明可知，在薄化石英振盪器的前提下改良石英振盪器的結構，以解決因該薄化區與框邊區兩者高度差所致的電路完整性不足的問題，是本案所屬技術領域中的相關技術人員有待突破的課題。
因此，本發明的第一目的，即在提供一種電路結構完整的石英振盪器。
於是，本發明之石英振盪器，包括一壓電基板、一頂電極線路，及一底電極線路。該壓電基板包括一薄化區，及至少一位於該壓電基板之複數側邊中的其中一側邊處並銜接該薄化區的邊框區。該薄化區具有相反設置的一上表面與一下表面，且該上表面與該下表面各自定義出與該等側邊間隔開的一上工作區間及一下工作區間。該邊框區具有至少一自其一頂緣朝該薄化區上表面塌陷的凹部；其中，該薄化區上表面與該凹部之一底緣是位在實質等高的一共平面上。該頂電極線路具有一設置於該上工作區間的工作區，及一自其工作區朝該凹部底緣延伸的延伸區。該底電極線路具有一設置於該下工作區間的工作區及一延伸區。該底電極線路的延伸區是自其工作區朝該壓電基板側邊延伸，以位在該凹部底緣或該壓電基板之剩餘側邊的其中一者處。
此外，本發明的第二目的，即在提供一種改善高度差所致的問題以提昇製程良率之石英振盪器的製作方法。
本發明之石英振盪器的製作方法，其包括以下步驟：一步驟(a)、一步驟(b)、一步驟(c)、一步驟(d)，及一步驟(e)。
該步驟(a)是於一壓電基板的一下表面形成一具有一工 作區的底電極線路，該底電極線路的工作區是與該壓電基板之複數側邊間隔開。
該步驟(b)是貼合該底電極線路至一暫時基板。
該步驟(c)是於該步驟(b)後，自遠離該暫時基板的一側圖案化該壓電基板，以令該壓電基板包括一薄化區及至少一位於該壓電基板之該等側邊中的其中一側邊處並銜接該薄化區的邊框區，該薄化區具有一上表面及該下表面，且該上表面與下表面各自定義出與該等側邊間隔開的一上工作區間及一形成有該底電極線路之工作區的下工作區間，該邊框區具有至少一自其一頂緣朝向該薄化區上表面塌陷的凹部；其中，該薄化區上表面與該凹部之一底緣是位在實質等高的一共平面上。
該步驟(d)是形成一具有一工作區及一延伸區的頂電極線路，該頂電極線路的工作區位在該上工作區間，且該頂電極線路的延伸區是自其工作區朝該凹部底緣延伸。
該步驟(e)是移除該暫時基板以裸露出該底電極線路。
在該步驟(a)中，該底電極線路還具有一延伸區，該底電極線路的延伸區是自其工作區朝該壓電基板側邊延伸以位在該凹部底緣或該壓電基板之剩餘側邊的其中一者處。
本發明的功效在於：該頂電極線路的延伸區是位在該邊框區的凹部之底緣處，且該頂電極線路之工作區是位在該薄化區上 表面的工作區間，而該薄化區上表面與該凹部之底緣更是位在實質等高的共平面上；因此，能在薄化石英振盪器的前提下，解決因該薄化區與框邊區兩者高度差所致的電路完整性不足的問題，以維持製程應有的良率。
2:壓電基板
20:側邊
21:薄化區
211:上表面
2111:上工作區間
212:下表面
2121:下工作區間
22:邊框區
221:凹部
2211:底緣
3:頂電極線路
31:工作區
32:延伸區
4:底電極線路
41:工作區
42:延伸區
421:第一段
422:第二段
423:第三段
5:暫時基板
6:蠟材
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一俯視圖，說明中華民國第TWI401882證書號發明專利案公開的晶體振盪元件；圖2是沿圖1之直線II-II所取得的一剖視圖；圖3是一正視圖，說明本發之石英振盪器的製作方法的一實施例的一步驟(a)的一次步驟(a1)；圖4是圖3的俯視圖；圖5是一正視圖，說明本發明該實施例之製作方法的一步驟(b)；圖6是圖5的俯視圖；圖7是一正視圖，說明本發明該實施例之製作方法的一步驟(c)；圖8是圖7的俯視圖；圖9是一正視圖，說明本發明該實施例之製作方法的一步驟(d)；圖10是圖9的左側視圖； 圖11是一正視圖，說明本發明該實施例之製作方法的一步驟(e)；圖12是一左側視圖，說明本發明該實施例之製作方法之步驟(a)的一次步驟(a2)，並說明該實施例之製作方法所製得的一石英振盪器；及圖13是圖12的俯視圖。
參閱圖12與圖13，本發明之石英振盪器的一實施例，包括一壓電基板2、一頂電極線路3，及一底電極線路4。在本發明該實施例中，該壓電基板2是以一石英基板為例做說明。
該壓電基板2包括一薄化區21，及至少一位於該壓電基板2之複數側邊20中的其中一側邊20處並銜接該薄化區21的邊框區22。該薄化區21具有相反設置的一上表面211與一下表面212，且該上表面211與該下表面212各自定義出與該等側邊20間隔開的一上工作區間2111及一下工作區2121間。該邊框區22具有至少一自其一頂緣朝該薄化區21上表面211塌陷的凹部221。如圖12所示，該薄化區21上表面211與該凹部221之一底緣2211是位在實質等高的一共平面上。
該頂電極線路3具有一設置於該上工作區間2111的工作區31，及一自其工作區31朝該凹部221之底緣2211延伸的延伸區 32。
該底電極線路4具有一設置於該下工作區間2121的工作區41及一延伸區42。較佳地，該底電極線路4的延伸區42是自其工作區41朝該壓電基板2的側邊20延伸，以位在該其中一側邊20(如圖13所示的左側邊)之凹部221底緣2211或該壓電基板2之剩餘側邊20的其中一者處。
在本發明該實施例中，該壓電基板2包括兩個邊框區22，且該等邊框區22是位在該壓電基板2之該等側邊20中的其中兩個相反設置(如圖13所示左右設置)的側邊20。
此外，如圖12與圖13所示，在本發明該實施例中，該底電極線路4的延伸區42具有一連接其工作區41的第一段421、一自該第一段421朝具有該凹部221的側邊20延伸的第二段422，及一自該第二段422朝該凹部221之底緣2211延伸並與該頂電極線路3之延伸區32彼此間隔設置的第三段423。
此處需補充說明的是，本發明該實施例之凹部221與該底電極線路4之延伸區42的第三段423是以如圖12與圖13所示的結構為例作說明；也就是說，該壓電基板2具有單一個設置在該其中一個側邊(左側邊)20並凹陷有該單一個凹部221，以使該頂電極線路3之延伸區32與該底電極線路4之延伸區42的第三段423相鄰間隔設置於該框邊區22的凹部221內的底緣2211處為例作說明，但其 並不限於此。須知道的是，顯示於圖13中的右側框邊區22也可凹陷有一凹部221(圖13未示)，且該底電極線路4之延伸區42則可自其工作區41朝右側的框邊區22延伸以使其延伸區42的第三段423位在右側的框邊區22的凹部221內的底緣2211處(圖13未示)。
本發明該實施例之石英振盪器的製作方法，是參閱圖3至圖13依序說明如下，其包括以下步驟：一步驟(a)、一步驟(b)、一步驟(c)、一步驟(d)，及一步驟(e)。
如圖3與圖4所示，該步驟(a)是於該壓電基板2的下表面212形成具有該工作區41的底電極線路4，該底電極線路4的工作區41是與該壓電基板2之該等側邊20間隔開。在該步驟(a)中，該底電極線路4還具有該延伸區42。
參閱圖5與圖6所示，該步驟(b)是貼合該底電極線路4至一暫時基板5。詳細來說，該步驟(b)是以該底電極線路4面向該暫時基板5並透過一蠟材(wax)6、光解黏材料或熱解黏材料使該底電極線路4貼合至該暫時基板5上。在本發明該實施例之製作方法中，該步驟(b)是透過該蠟材6來貼合該底電極線路4與該暫時基板5，但其並不限於此。
參閱圖7與圖8所示，該步驟(c)是於該步驟(b)後，自遠離該暫時基板5的一側圖案化該壓電基板2，以令該壓電基板2包括該薄化區21及至少位於該壓電基板2之該等側邊20中的該其中一 側邊(如圖7與圖8所示的左側邊)20處並銜接該薄化區21的該至少一邊框區22。如前面該實施例所提，該薄化區21具有該上表面211及該下表面212，且該上表面211與下表面212各自定義出與該等側邊20間隔開的該上工作區間2111及形成有該底電極線路4之工作區41的下工作區間2121，該邊框區22具有自其頂緣朝向該薄化區21上表面211塌陷的該凹部221，且該薄化區21上表面211與該凹部221之底緣2211是如圖7所示，位在實質等高的共平面上。適用於本發明該步驟(c)之圖案化的手段，可以是在該壓電基板2上形成一具有一預定圖案的遮罩層(圖未示)後，再對該壓電基板2施予濕蝕刻或乾蝕刻以藉此移除掉未被該遮罩層所覆蓋的區域，從而使該壓電基板2包括該薄化區21與具有該凹部221的邊框區22。在本發明該實施例之製作方法的步驟(c)中，該遮罩層的預定圖案能使該壓電基板2經實施完該步驟(c)後包括該兩邊框區22，且該等邊框區22是位在該壓電基板2之該等側邊20中的其中兩個相反設置(如圖7與圖8所示的左右設置)側邊20。
參閱圖9與圖10，該步驟(d)是形成具有該工作區31及該延伸區32的該頂電極線路3，該頂電極線路3的工作區31位在該上工作區間2111，且該頂電極線路32的延伸區32是自其工作區31朝該凹部221底緣2211延伸。在本發明該實施例中，該頂電極線路3之工作區31與該底電極線路4之工作區41兩者是彼此重疊(如圖9 與圖10所示)。
參閱圖11，該步驟(e)是移除該暫時基板5以裸露出該底電極線路4。本發明該實施例之步驟(b)是採用該蠟材6來貼合該底電極線路4與該暫時基板5。因此，具體來說，本發明該實施例在實施該步驟(e)時，僅須利用些微的溫度來融化位於該底電極線路4與暫時基板5間的該蠟材6，即可使該暫時基板5自該壓電基板2的下表面211脫附。此處須補充說明的是，當該步驟(b)是透過光解黏材料或熱解黏材料來實施時，則可使用照光或加熱方式來移除該暫時基板5。
較佳地，該底電極線路4的延伸區42是自其工作區41朝該壓電基板2側邊20延伸，以位在該其中一側邊20之凹部221的底緣2211或該壓電基板2之剩餘側邊20的其中一者處。
具體來說，當該步驟(a)的底電極線路4之延伸區42是位在該凹部221的底緣2211處時，該步驟(a)包括一次步驟(a1)及一次步驟(a2)。在該次步驟(a1)中，是如圖3與圖4所示，在該壓電基板2的下表面212形成該底電極線路4之工作區41及連接其工作區41之該延伸區42的第一段421。此外，該次步驟(a2)，是於該步驟(c)後，且是形成該底電極線路4的第二段422及第三段423。具體來說，在本發明該實施例之製作方法中，該次步驟(a2)是如圖12與圖13所示，在該步驟(e)後實施，且該底電極線路4之第二段422是自 該第一段421朝具有該凹部221的側邊20延伸，該底電極線路4的第三段423是自該第二段422朝該凹部221底緣2211延伸，並與該頂電極線路3之延伸區32彼此間隔設置。此外，該步驟(a2)可以透過一機械手臂(圖未示)將銀膠配置於該第二段422與第三段423的位置處，以藉此構成該底電極線路4之延伸區42的第二段422與第三段423。
此處需說明的是，本發明該實施例之製作方法是以該步驟(a)之次步驟(a2)在該步驟(e)之後為例做說明，其原因在於該暫時基板5與該壓電基板2的尺寸相同，以致於形成該底電極線路4之延伸區42的第二段422與第三段423的程序必須在移除該暫時基板5後，方可實施。然而，當該暫時基板5之四個側邊尺寸皆小於該壓電基板2側邊20尺寸時，該步驟(a)之次步驟(a2)在也可以在實施完該步驟(c)之後就先實施。
綜上所述，本發明之石英振盪器及其製作方法，該頂電極線路3的延伸區32是位在該其中一側邊20(左側邊)之邊框區22的凹部221底緣2211處，且該頂電極線路3之工作區31是位在該薄化區21上表面211的工作區間2111，而該薄化區21上表面211與該凹部221之底緣2211更是位在實質等高的共平面上；因此，能在薄化石英振盪器的前提下，解決因該薄化區21與框邊區22兩者高度差所致的電路完整性不足的問題，以維持製程應有的良率，故確實 能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
2:壓電基板
20:側邊
21:薄化區
211:上表面
2111:上工作區間
212:下表面
2121:下工作區間
22:邊框區
221:凹部
2211:底緣
3:頂電極線路
31:工作區
32:延伸區
4:底電極線路
41:工作區
42:延伸區

Claims (6)

  1. 一種石英振盪器，包含：一壓電基板，包括一薄化區，及至少一位於該壓電基板之複數側邊中的其中一側邊處並銜接該薄化區的邊框區，該薄化區具有相反設置的一上表面與一下表面，且該上表面與該下表面各自定義出與該等側邊間隔開的一上工作區間及一下工作區間，該邊框區具有至少一自其一頂緣朝該薄化區上表面塌陷的凹部，其中，該薄化區上表面與該凹部之一底緣是位在實質等高的一共平面上；一頂電極線路，具有一設置於該上工作區間的工作區，及一自其工作區朝該凹部底緣延伸的延伸區；及一底電極線路，具有一設置於該下工作區間的工作區及一延伸區，該底電極線路的延伸區是自其工作區朝該壓電基板側邊延伸以位在該凹部底緣。
  2. 如請求項1所述的石英振盪器，其中，該壓電基板包括兩個邊框區，且該等邊框區位在該壓電基板之該等側邊中的其中兩個相反側邊。
  3. 如請求項2所述的石英振盪器，其中，該底電極線路的延伸區具有一連接其工作區的第一段、一自該第一段朝具有該凹部的側邊延伸的第二段，及一自該第二段朝該凹部底緣延伸並與該頂電極線路之延伸區彼此間隔設置的第三段。
  4. 一種石英振盪器的製作方法，其包含以下步驟： 一步驟(a)，是於一壓電基板的一下表面形成一具有一工作區的底電極線路，該底電極線路的工作區是與該壓電基板之複數側邊間隔開；一步驟(b)，是貼合該底電極線路至一暫時基板；一步驟(c)，是於該步驟(b)後，自遠離該暫時基板的一側圖案化該壓電基板，以令該壓電基板包括一薄化區及至少一位於該壓電基板之該等側邊中的其中一側邊處並銜接該薄化區的邊框區，該薄化區具有一上表面及該下表面，且該上表面與下表面各自定義出與該等側邊間隔開的一上工作區間及一形成有該底電極線路之工作區的下工作區間，該邊框區具有至少一自其一頂緣朝向該薄化區上表面塌陷的凹部，其中，該薄化區上表面與該凹部之一底緣是位在實質等高的一共平面上；一步驟(d)，是形成一具有一工作區及一延伸區的頂電極線路，該頂電極線路的工作區位在該上工作區間，且該頂電極線路的延伸區是自其工作區朝該凹部底緣延伸；及一步驟(e)，是移除該暫時基板以裸露出該底電極線路；在該步驟(a)中，該底電極線路還具有一延伸區，該底電極線路的延伸區是自其工作區朝該壓電基板側邊延伸以位在該凹部底緣或該壓電基板之剩餘側邊的其中一者處。
  5. 如請求項4所述的石英振盪器的製作方法，其中，在該步 驟(c)中，該壓電基板包括兩個邊框區，且該等邊框區是位在該壓電基板之該等側邊中的其中兩個相反側邊。
  6. 如請求項5所述的石英振盪器的製作方法，其中，當該步驟(a)的底電極線路之延伸區是位在該凹部底緣處時，該步驟(a)包括一次步驟(a1)及一次步驟(a2)，在該次步驟(a1)中，是在該下表面形成該底電極線路之工作區及連接其工作區之該延伸區的一第一段；該次步驟(a2)是於該步驟(c)後，且是形成該底電極線路的一第二段及一第三段，該底電極線路之第二段是自該第一段朝具有該凹部的側邊延伸，該底電極線路的第三段是自該第二段朝該凹部底緣延伸並與該頂電極線路之延伸區彼此間隔設置。
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