JP5272651B2 - Manufacturing method of vibrating piece - Google Patents
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Description
本発明は、水晶振動片およびその製造方法に関し、特に、外周部に主振動である厚みすべり振動が伝播することを防止するための水晶振動片の形状、およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a quartz crystal vibrating piece and a manufacturing method thereof, and more particularly to a shape of a quartz crystal vibrating piece for preventing propagation of a thickness shear vibration as a main vibration to an outer peripheral portion, and a manufacturing method thereof.
従来より、各種情報・通信機器やOA機器、また、民生機器等の電子機器には、電子回路のクロック源等として圧電振動子を備えた圧電デバイスが広く使用されている。このような圧電デバイスの圧電振動子に使用される圧電材料としては、例えば、安定した周波数特性を得られることなどから単結晶の水晶が採用されている。この水晶からなる水晶振動片は、人工水晶原石の一部を結晶軸(光軸)を明確にしてブロック状に成形した水晶ランバードから所定の切断角度で切り出された単結晶基板としての水晶ウェハを用いて形成される。ここで、所定の切断角度とは、水晶の結晶軸に対して狙った角度だけ傾けたカット角を指し、例えば、結晶軸から35°15′傾けた切断角度で切り出された水晶ウェハを用いて形成されたATカット水晶振動片は、広範囲な温度領域において安定した周波数が得られる優れた温度特性を有する圧電振動片として古くから用いられている。 Conventionally, in various information / communication equipment, OA equipment, and electronic equipment such as consumer equipment, a piezoelectric device including a piezoelectric vibrator is widely used as a clock source of an electronic circuit. As a piezoelectric material used for the piezoelectric vibrator of such a piezoelectric device, for example, a single crystal crystal is adopted because stable frequency characteristics can be obtained. This quartz crystal vibrating piece consists of a quartz crystal wafer as a single crystal substrate cut out at a predetermined cutting angle from a quartz lambard in which a portion of an artificial quartz crystal is formed into a block shape with a clear crystal axis (optical axis). Formed using. Here, the predetermined cutting angle refers to a cutting angle that is inclined by a target angle with respect to the crystal axis of the crystal, for example, using a crystal wafer that is cut at a cutting angle of 35 ° 15 ′ from the crystal axis. The formed AT-cut quartz-crystal vibrating piece has long been used as a piezoelectric vibrating piece having excellent temperature characteristics that can obtain a stable frequency in a wide temperature range.
ATカット水晶振動片の主振動である厚みすべり振動は、その振動片の中央部が振動するように励振電極などの配置が決められているが、中央部で振動する厚みすべり振動は、振動片の外周部へ伝播する。振動片の外周部の一部は、パッケージなどの収納容器に固着させて保持する保持部となるため、振動片の中央部から伝播した振動が抑制され、主振動である厚みすべり振動に影響し、あるいは、保持部から振動エネルギーが漏洩して、クリスタルインピーダンス(以下、「CI値」という)が低下したり、他の振動モードを誘発させて発振周波数の安定性を低下させたりする。 The thickness shear vibration, which is the main vibration of the AT-cut quartz crystal vibrating piece, is arranged such that the excitation electrode vibrates at the center of the vibrating piece, but the thickness shear vibration that vibrates at the center is Propagated to the outer periphery of A part of the outer periphery of the resonator element is a holding part that is secured to a storage container such as a package, so that the vibration propagated from the center part of the resonator element is suppressed, affecting the thickness shear vibration that is the main vibration. Alternatively, vibration energy leaks from the holding part, and crystal impedance (hereinafter referred to as “CI value”) decreases, or other vibration modes are induced to decrease the stability of the oscillation frequency.
上記のような振動片の外周部に伝播した振動の抑制や漏洩を防止して発振周波数の安定化を図るために、振動片にコンベックス加工などを行って振動片を断面コンベックス形状とすることにより、外周部を薄肉として振動片外周部への振動の伝播を抑制し、振動エネルギーを振動片主面の中央部に集中させる方法が実施されている。
従来、断面コンベックス形状の振動片を形成するために、例えばバレル研磨機を用いたコンベックス加工が行われている。バレル研磨機は、水晶素板(水晶ウェハ)から断面矩形の短冊状に切り出した数百〜数千個もの多数の水晶素子片を、研磨剤と共にポットに入れ、このポットを一定の速度で所定時間回転させることにより、上向き凸状をなす断面コンベックス形状を形成するものである。
しかし、このバレル研磨機による振動片のコンベックス加工は、長時間を要するために製造効率及び生産性が低いうえに、コンベックス形状の制御が困難で所望の加工精度が得難いという問題があった。
このようなバレル研磨機によるコンベックス加工に代わる方法として、例えば特許文献1に、水晶振動片の断面コンベックス形状を近似的に階段形状に置き換えて断面コンベックス形状と同様な振動の閉じ込め効果を得ること、および、その階段形状を有する振動片を、エッチングレジスト寸法を段階的に変えてエッチングするフォトリソグラフィにより製造する方法が開示されている。
In order to prevent the vibration propagated to the outer periphery of the vibrating piece as described above and prevent the leakage and stabilize the oscillation frequency, the vibrating piece is made into a convex shape by performing a convex process or the like. A method of concentrating vibration energy on the central portion of the main surface of the vibration piece by suppressing the propagation of vibration to the outer periphery of the vibration piece by using a thin outer peripheral portion has been implemented.
Conventionally, in order to form a vibrating piece having a convex shape in cross section, for example, a convex process using a barrel polishing machine has been performed. A barrel polishing machine puts hundreds to thousands of crystal element pieces cut out from a quartz base plate (crystal wafer) into a rectangular shape with a polishing agent into a pot together with an abrasive and puts the pot at a predetermined speed. By rotating for a time, a convex convex cross section is formed.
However, the convex machining of the vibrating piece by this barrel polishing machine has a problem in that it takes a long time, so that the manufacturing efficiency and productivity are low, and the control of the convex shape is difficult and the desired machining accuracy is difficult to obtain.
As an alternative to the convex processing by such a barrel polishing machine, for example, in
しかしながら、特許文献1に記載の断面コンベックス形状に近似な階段形状の振動片(厚みすべり水晶振動子)の製造方法のように、エッチングレジストの寸法を段階的に変えてエッチングする方法では、フォトリソグラフィを何度も繰り返す必要があるため、工程が複雑で工数が多く掛かり、生産性が低下して製造コストの増加を招く虞があった。
However, in the method of etching by changing the dimensions of the etching resist stepwise, as in the method of manufacturing the step-shaped vibrating piece (thickness-slip quartz crystal resonator) approximate to the cross-sectional convex shape described in
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明の第1の形態に係る振動片の製造方法は、厚み滑り振動で振動する振動部と、前記振動部の外縁に沿って前記振動部と一体的に設けられ、前記振動部よりも厚さの薄い薄肉部と、を含み、前記振動部の周縁の少なくとも一部に沿って、前記薄肉部に溝が設けられている振動片の製造方法であって、ウェハを準備する工程と、少なくとも前記溝に対応する領域を除くように前記振動片に対応する領域の主表面上がレジストで覆われているウェハを準備する工程と、当該ウェハの前記レジストで覆われていない領域をエッチングして前記振動片に対応する領域の外形を形成し、且つ、前記溝を形成する工程と、前記振動部に対応する領域の主表面上がレジストで覆われているウェハを準備する工程と、当該ウェハの当該レジストで覆われていない領域をエッチングして前記振動部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の第2の形態に係る振動片の製造方法は、前記振動部を形成する工程は、前記外形を形成し、且つ、前記溝を形成する工程の後に行われることを特徴とする。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
The manufacturing method of the resonator element according to the first aspect of the invention includes a vibrating portion that vibrates by thickness-shear vibration, and is provided integrally with the vibrating portion along an outer edge of the vibrating portion, and is thicker than the vibrating portion. A thin-walled portion, and a method of manufacturing a vibrating piece in which a groove is provided in the thin-walled portion along at least a part of the periphery of the vibrating portion, the step of preparing a wafer, A step of preparing a wafer in which a main surface of a region corresponding to the resonator element is covered with a resist so as to exclude a region corresponding to the groove; and etching a region of the wafer not covered with the resist Forming an outer shape of a region corresponding to the vibrating piece and forming the groove, preparing a wafer whose main surface of the region corresponding to the vibrating portion is covered with a resist, and the wafer Covered with that resist Free region by etching, characterized in that it comprises a step of forming the vibrating portion.
The method for manufacturing a resonator element according to the second aspect of the invention is characterized in that the step of forming the vibrating portion is performed after the step of forming the outer shape and forming the groove .
〔適用例1〕本適用例にかかる水晶振動片は、水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にV溝が設けられていることを特徴とする。 Application Example 1 In the quartz crystal resonator element according to this application example, excitation electrodes are formed at opposite positions of both main surfaces of the quartz base material, and the excitation electrode is disposed at one end of the outer peripheral portion of the quartz base material. And a support portion in which an external connection electrode drawn from is formed, and a V-groove is provided on at least one of the one end side and the other end side outside the excitation electrode of the crystal base material. And
この構成によれば、水晶振動片の励振電極の外側に設けられたV溝により、水晶振動片の中央部から外周部への厚みすべり振動の伝播を抑制することができる。また、水晶の異方性を利用して形成することが可能なV溝は、一定の深さまでエッチングされてからほとんどエッチングが進行しないので、V溝形成を、例えば水晶振動片の外形エッチングなどの他のエッチング工程と同時に行うことができる。したがって、CI値の低下や他の振動モードとの結合が抑制され、安定した発振周波数の水晶振動片を、比較的簡便な工程で効率的に製造することができる。 According to this configuration, the propagation of the thickness shear vibration from the center portion to the outer peripheral portion of the quartz crystal vibrating piece can be suppressed by the V groove provided outside the excitation electrode of the quartz crystal vibrating piece. In addition, since the V-groove that can be formed by utilizing the anisotropy of the quartz crystal is hardly etched after being etched to a certain depth, the V-groove is formed by, for example, external etching of the crystal vibrating piece. It can be performed simultaneously with other etching processes. Accordingly, a decrease in the CI value and coupling with other vibration modes are suppressed, and a crystal resonator element having a stable oscillation frequency can be efficiently manufactured by a relatively simple process.
〔適用例2〕上記適用例にかかる水晶振動片において、複数の前記V溝が略平行に並べて設けられていることを特徴とする。 Application Example 2 In the quartz crystal resonator element according to the application example described above, a plurality of the V grooves are arranged in parallel.
この構成によれば、水晶振動片の中央部から外周部に向かっての厚みすべり振動を、複数のV溝によって段階的に減衰させることにより、振動の外周部への伝播をより効果的に抑制することができる。 According to this configuration, the thickness shear vibration from the central part toward the outer peripheral part of the crystal vibrating piece is attenuated stepwise by the plurality of V grooves, thereby suppressing the propagation of vibration to the outer peripheral part more effectively. can do.
〔適用例3〕上記適用例にかかる水晶振動片において、前記V溝が、前記水晶基材の前記一端側であって、前記励振電極と前記支持部との間の領域に形成されていることを特徴とする。 Application Example 3 In the quartz crystal resonator element according to the application example, the V-groove is formed on the one end side of the quartz base material and in a region between the excitation electrode and the support portion. It is characterized by.
この構成によれば、水晶振動片の支持部が外部基板と接合された状態において、支持部から外部に向けての厚みすべり振動の漏洩が抑えられるので、CI値の低下を抑制することができる。 According to this configuration, in the state where the support portion of the crystal vibrating piece is bonded to the external substrate, leakage of the thickness shear vibration from the support portion toward the outside can be suppressed, so that a decrease in the CI value can be suppressed. .
〔適用例4〕上記適用例にかかる水晶振動片において、前記V溝が、前記励振電極、前記外部接続電極、およびそれらを接続する電極間配線が設けられた領域と異なる領域に形成されていることを特徴とする。 Application Example 4 In the quartz crystal resonator element according to the application example, the V groove is formed in a region different from a region where the excitation electrode, the external connection electrode, and the inter-electrode wiring that connects them are provided. It is characterized by that.
この構成によれば、水晶振動片のV溝が設けられた領域と異なる平坦な領域に電極や配線が設けられるので、電極や配線の形状を安定させて形成することが可能となり断線等の不具合を防止することができる。 According to this configuration, since the electrodes and wiring are provided in a flat region different from the region where the V-groove of the crystal vibrating piece is provided, it is possible to stably form the electrodes and wiring, and problems such as disconnection Can be prevented.
〔適用例5〕本適用例にかかる水晶振動片は、水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の両主面の少なくとも一方の主面に所定の形状の凸部が設けられ、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にV溝が設けられていることを特徴とする。 Application Example 5 In the quartz crystal resonator element according to this application example, excitation electrodes are formed at opposite positions of both main surfaces of the crystal base material, and at least one main surface of both main surfaces of the crystal base material A projecting portion having a predetermined shape, and having a support portion on which an external connection electrode led out from the excitation electrode is formed on one end side of the outer peripheral portion of the crystal base material, and the excitation electrode of the crystal base material A V-groove is provided in at least one of the one end side and the other end side on the outside.
上記構成の水晶振動片によれば、両主面の相対向する位置に設けられ表面に励振電極がそれぞれ形成された凸部により、厚みすべり振動を励振電極下により多く集中させることができる所謂メサ構造を有している。しかも、励振電極の外側に設けられたV溝により、厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制することができるので、CI値の低下や他の振動モードとの結合が抑制され、より安定した発振周波数の水晶振動片を提供することができる。 According to the quartz resonator element having the above-described configuration, a so-called mesa capable of concentrating the thickness-shear vibration more under the excitation electrode by the convex portions provided on the opposite surfaces of the two main surfaces and having the excitation electrodes formed on the surfaces. It has a structure. In addition, the V-groove provided outside the excitation electrode can suppress the propagation of the thickness-shear vibration to the outer peripheral portion, so that the reduction of the CI value and the coupling with other vibration modes are suppressed, and it is more stable. A crystal resonator element having an oscillation frequency can be provided.
〔適用例6〕上記適用例にかかる水晶振動片において、複数の前記V溝が略平行に並べて設けられていることを特徴とする。 Application Example 6 In the quartz crystal resonator element according to the application example described above, the plurality of V grooves are provided so as to be arranged substantially in parallel.
この構成によれば、凸部によりメサ構造を有した水晶振動片とすることによって、厚みすべり振動を励振電極下により多く集中させることができるとともに、外周部に向かう厚みすべり振動を複数のV溝により段階的に減衰させて、振動の外周部への伝播をより効果的に抑制することができる。 According to this configuration, by making the quartz crystal resonator element having a mesa structure by the convex portion, it is possible to concentrate the thickness shear vibration more under the excitation electrode and to cause the thickness shear vibration toward the outer peripheral portion to be a plurality of V grooves. Therefore, the propagation of vibration to the outer peripheral portion can be more effectively suppressed.
〔適用例7〕上記適用例にかかる水晶振動片において、前記V溝が、前記水晶基材の前記一端側であって、前記励振電極と前記支持部との間の領域に形成されていることを特徴とする。 Application Example 7 In the quartz crystal resonator element according to the application example, the V groove is formed on a region between the excitation electrode and the support portion on the one end side of the quartz crystal base material. It is characterized by.
この構成によれば、凸部によりメサ構造を有した水晶振動片とすることによって、厚みすべり振動を励振電極下により多く集中させることができるとともに、水晶振動片の支持部が外部基板と接合された状態において、支持部から外部に向けての厚みすべり振動の漏洩が抑えられCI値の低下を抑制することができる。 According to this configuration, by making the crystal vibrating piece having a mesa structure by the convex portion, it is possible to concentrate the thickness shear vibration more under the excitation electrode, and the support part of the crystal vibrating piece is bonded to the external substrate. In this state, leakage of the thickness shear vibration from the support portion toward the outside can be suppressed, and a decrease in CI value can be suppressed.
〔適用例8〕上記適用例にかかる水晶振動片において、前記V溝が、前記励振電極、前記外部接続電極、およびそれらを接続する電極間配線が設けられた領域と異なる領域に形成されていることを特徴とする。 Application Example 8 In the quartz crystal resonator element according to the application example, the V-groove is formed in a region different from a region where the excitation electrode, the external connection electrode, and the inter-electrode wiring that connects them are provided. It is characterized by that.
この構成によれば、凸部によりメサ構造を有した水晶振動片とすることによって、厚みすべり振動を励振電極下により多く集中させることができるとともに、水晶振動片のV溝が設けられた領域と異なる平坦な領域に電極や配線が設けられるので、電極や配線の形状を安定させて形成することが可能となり断線等の不具合を防止することができる。 According to this configuration, by making the crystal vibrating piece having a mesa structure by the convex portion, it is possible to concentrate the thickness-shear vibration more under the excitation electrode, and the region where the V-groove of the crystal vibrating piece is provided. Since the electrodes and wirings are provided in different flat regions, the electrodes and wirings can be formed with a stable shape, and problems such as disconnection can be prevented.
〔適用例9〕上記適用例にかかる水晶振動片において、前記V溝が前記凸部の外側に形成されていることを特徴とする。 Application Example 9 In the quartz crystal resonator element according to the application example, the V-groove is formed outside the convex portion.
この構成によれば、凸部によりメサ構造を有した水晶振動片とすることによって、厚みすべり振動を励振電極下により多く集中させるとともに、励振電極が形成された凸部の外側に設けられたV溝によって、厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制させることができる。したがって、厚みすべり振動の外周部への伝播と、それにともなう振動の望まない結合や漏洩などをより効果的に抑制することができ、安定した発振周波数特性を有する水晶振動片を提供することができる。 According to this configuration, by making the crystal vibrating piece having a mesa structure by the convex portion, the thickness-shear vibration is concentrated more under the excitation electrode, and the V provided outside the convex portion where the excitation electrode is formed. Propagation of thickness-shear vibration to the outer peripheral portion can be suppressed by the groove. Therefore, propagation of thickness shear vibration to the outer peripheral portion and undesired coupling or leakage of vibration associated therewith can be more effectively suppressed, and a crystal resonator element having stable oscillation frequency characteristics can be provided. .
〔適用例10〕本適用例にかかる水晶振動片の製造方法は、水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にV溝が設けられた水晶振動片の製造方法であって、大判の水晶基材からなるウェハを形成するウェハ準備工程と、フォトリソグラフィにより前記水晶振動片の外形および前記V溝を同時に形成する外形およびV溝形成工程と、前記励振電極および前記外部接続電極を形成する電極形成工程と、前記ウェハに形成された前記水晶振動片を個片として取り出す個片化工程と、を含むことを特徴とする。 [Application Example 10] In the method for manufacturing a quartz crystal resonator element according to this application example, excitation electrodes are formed at opposite positions of both main surfaces of the crystal base material, and the one end side of the outer peripheral portion of the crystal base material is used. A quartz crystal having a support portion on which an external connection electrode led out from the excitation electrode is formed, and having a V-groove provided on at least one of the one end side and the other end side outside the excitation electrode of the crystal base material. A method for manufacturing a vibrating piece, a wafer preparation step for forming a wafer made of a large crystal substrate, an outer shape and a V groove forming step for simultaneously forming the outer shape of the quartz vibrating piece and the V groove by photolithography, An electrode forming step for forming the excitation electrode and the external connection electrode, and a singulation step for taking out the quartz crystal vibrating piece formed on the wafer as an individual piece.
この構成によれば、水晶振動片の励振電極の外側に設けられたV溝により、振動片の中央部から外周部への厚みすべり振動の伝播を抑制して、厚みすべり振動の外周部への伝播と、それにともなう振動の望まない結合や漏洩を抑制することにより、CI値の低下や振動の望まない結合を防止し、安定した発振周波数特性を有する水晶振動片を製造することができる。
また、水晶の異方性を利用して形成するV溝は、一定の深さまでエッチングされてからほとんどエッチングが進行しないので、水晶振動片の外形エッチングと同時に行うことができる。したがって、安定した発振周波数特性を有する水晶振動片を、比較的簡便な工程で効率的に製造することができる。
According to this configuration, the propagation of the thickness shear vibration from the central portion to the outer peripheral portion of the vibration piece is suppressed by the V groove provided on the outer side of the excitation electrode of the quartz crystal vibrating piece, and the thickness shear vibration is transmitted to the outer peripheral portion. By suppressing undesired coupling and leakage of propagation and vibration associated therewith, it is possible to prevent a decrease in CI value and undesired coupling of vibration, and to manufacture a crystal vibrating piece having stable oscillation frequency characteristics.
Further, since the V-groove formed by utilizing the anisotropy of quartz hardly proceeds after being etched to a certain depth, it can be performed simultaneously with the external etching of the quartz vibrating piece. Therefore, a quartz crystal resonator element having stable oscillation frequency characteristics can be efficiently manufactured by a relatively simple process.
〔適用例11〕本適用例にかかる水晶振動片の製造方法は、水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の両主面の少なくとも一方の主面に所定の形状の凸部が設けられ、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にV溝が設けられた圧電振動片の製造方法であって、大判の水晶基材からなるウェハを形成するウェハ準備工程と、フォトリソグラフィにより前記水晶振動片の外形および前記V溝を同時に形成する外形およびV溝形成工程と、フォトリソグラフィにより前記凸部を形成する凸部形成工程と、前記励振電極および前記外部接続電極を形成する電極形成工程と、前記ウェハに形成された前記水晶振動片を個片として取り出す個片化工程と、を含むことを特徴とする。 [Application Example 11] In the method for manufacturing a quartz crystal resonator element according to this application example, excitation electrodes are formed at opposing positions of both main surfaces of the crystal base material, and at least one of the two main surfaces of the crystal base material is used. A convex portion having a predetermined shape is provided on the main surface of the quartz substrate, and has a support portion on which an external connection electrode drawn from the excitation electrode is formed on one end side of the outer peripheral portion of the quartz substrate. A method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece in which a V-groove is provided on at least one of the one end side and the other end side outside the excitation electrode, and a wafer preparation step of forming a wafer made of a large crystal substrate; Forming the outer shape of the quartz crystal resonator element and the V-groove simultaneously by photolithography and a V-groove forming step, forming a convex portion by forming the convex portion by photolithography, forming the excitation electrode and the external connection electrode To do And forming step, characterized in that it comprises a and a singulation step of removing the crystal vibrating piece formed on the wafer as individual pieces.
この構成によれば、両主面の相対向する位置に設けられた凸部により、厚みすべり振動を中央部により多く集中させることができるメサ構造を有しているとともに、励振電極の外側に設けられたV溝により、厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制することができるので、CI値の低下や他の振動モードとの結合が抑制され、より安定した発振周波数の水晶振動片を製造することができる。
また、V溝の形成は水晶振動片の外形形成と同時に行うことができるので、通常のメサ構造を有する水晶振動片の製造工程から工程数を増やすことなく、メサ構造およびV溝を有する水晶振動片を製造することができる。
According to this configuration, the convex portion provided at the opposite position of both main surfaces has a mesa structure that can concentrate thickness shear vibration more in the central portion, and is provided outside the excitation electrode. Propagation of thickness-shear vibration to the outer peripheral portion can be suppressed by the V-groove, so that the reduction of the CI value and coupling with other vibration modes are suppressed, and a crystal vibrating piece with a more stable oscillation frequency is manufactured. can do.
Further, since the V-groove can be formed simultaneously with the formation of the outer shape of the crystal vibrating piece, the crystal vibration having the mesa structure and the V-groove can be achieved without increasing the number of steps from the manufacturing process of the crystal vibrating piece having a normal mesa structure. Pieces can be manufactured.
〔適用例12〕上記適用例にかかる水晶振動片の製造方法において、前記外形およびV溝形成工程の後で、前記凸部を形成することを特徴とする。 Application Example 12 In the method for manufacturing a quartz crystal resonator element according to the application example, the convex portion is formed after the outer shape and the V groove forming step.
この構成によれば、外形およびV溝形成工程で用いるクロム/金などの耐蝕膜からなるエッチングレジストを残しておき、それを用いて凸部を形成することができるので効率がよい。 According to this configuration, an etching resist made of a corrosion-resistant film such as chromium / gold used in the outer shape and the V-groove forming process is left, and a convex portion can be formed using the etching resist, which is efficient.
以下、図面を参照しながら水晶振動片およびその製造方法の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a quartz crystal resonator element and a manufacturing method thereof will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1(a)は、本実施形態にかかる水晶振動片としてのATカット水晶振動片を模式的に説明する平面図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は(a)のB−B線断面図である。
また、図2は、本実施形態のATカット水晶振動片の製造工程を説明するフローチャートである。
また、図3は、本実施形態のATカット水晶振動片を搭載した圧電デバイスの一例を模式的に説明するものであり、(a)は上からみた平面図、(b)は(a)のC−C線断面図である。なお、図3(a)において、圧電デバイス50の上部を覆う蓋体30は、圧電デバイス50の内部構造を説明する便宜上図示を省略する。また、図1(a)および図3(a)において施している斜線のハッチングは、励振電極などの電極や配線を識別しやすくするためのものであり、断面を示すものではない。
(First embodiment)
FIG. 1A is a plan view schematically illustrating an AT-cut quartz crystal vibrating piece as a quartz crystal vibrating piece according to the present embodiment, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. It is BB sectional drawing of (a).
FIG. 2 is a flowchart for explaining the manufacturing process of the AT-cut quartz crystal resonator element of this embodiment.
FIG. 3 schematically illustrates an example of a piezoelectric device on which the AT-cut quartz crystal vibrating piece according to the present embodiment is mounted. (A) is a plan view seen from above, and (b) is a plan view of (a). It is CC sectional view taken on the line. In FIG. 3A, the
〔ATカット水晶振動片〕
図1において、ATカット水晶振動片10は、結晶軸から35°15′傾けた切断角度で切り出されたATカット水晶ウェハを用いて形成された水晶基板1の両主面の相対向する位置に、平面視で矩形状を呈する凸部5A,5Bが形成された所謂メサ構造を有している。
また、水晶基板1の凸部5Aの対向する二辺それぞれの外側には、その凸部5Aの二辺と平行に配置されたV溝7A,8Aが設けられている。これと同様に、凸部5Bの対向する二辺の外側には、その凸部5Bの二辺と平行に配置されたV溝7B,8Bが設けられている。
このような水晶基板1のメサ構造を有する外形、およびV溝7A,8A,7B,8Bは、後述するように、フォトリソグラフィにより水晶基板1(水晶ウェハ)をフッ酸溶液などでウェットエッチングしたり、ドライエッチングすることにより精密に形成することができる。
[AT-cut crystal vibrating piece]
In FIG. 1, an AT-cut quartz
Further,
The outer shape of the
図1(a)に示すように、水晶基板1の一方の凸部5A上には、駆動用の電極である励振電極15Aが設けられている。また、水晶基板1の凸部5A側の面において、外周部の一端側近傍には、励振電極15Aと電極間配線16Aにより接続された外部接続電極17Aが設けられている。これと同様に、水晶基板1の他方の凸部5B上には励振電極15Bが設けられ(図1(b)を参照)、水晶基板1の凸部5B側の面において、外周部の一端側近傍に設けられた外部接続電極17Bと電極間配線16Bにより接続されている。
このような電極や配線などの電極パターンは、水晶基板1(水晶ウェハ)をエッチングしてメサ構造を有するATカット水晶振動片10の外形およびV溝7A,8A,7B,8Bを形成した後に、蒸着またはスパッタリングにより、例えばニッケル(Ni)またはクロム(Cr)を下地層として、その上に例えば金(Au)による金属膜を成膜し、その後フォトリソグラフィを用いてパターニングすることにより形成できる。
As shown in FIG. 1A, an excitation electrode 15 </ b> A that is a driving electrode is provided on one convex portion 5 </ b> A of the
Such electrode patterns such as electrodes and wiring are formed after etching the quartz substrate 1 (quartz wafer) to form the outer shape of the AT cut quartz
〔圧電デバイス〕
次に、上記のATカット水晶振動片10を用いた圧電デバイスについて説明する。
図3において、圧電デバイス50は、複数層のセラミック絶縁基板が積層されたパッケージ20内に上記ATカット水晶振動片10が接合され、パッケージ20上に例えば金属製の蓋体30が接合されることにより、ATカット水晶振動片10がパッケージ20内に気密に封止されている。
[Piezoelectric device]
Next, a piezoelectric device using the AT cut quartz
In FIG. 3, the
パッケージ20は、セラミックス絶縁材料からなる略矩形の平板状の第1層基板21、略矩形フレーム状の第2層基板22、第3層基板23、およびシールリング29が、この順に積層されて形成されている。これら略矩形フレーム状の第2層基板22、第3層基板23それぞれの開口部分が上層ほど大きく形成されていることにより、パッケージ20内部には、複数の段差を有する凹部が形成されている。
パッケージ20の外底面となる第1層基板21の下面側には、外部の回路基板との接続に供する複数の実装端子25A,25Bが形成されている。また、第2層基板22によりパッケージ20内に形成される段差上には、ATカット水晶振動片10が接合されるマウント端子26A,26Bが形成されている。実装端子25A,25B、マウント端子26A,26Bは、圧電デバイス50の一つの回路が形成されるように、図示しない配線パターンまたはスルーホールなどの層内配線パターンにより接続されている。
これらの電極端子および配線パターンは、一般に、タングステン(W)、モリブデン(Mo)等の金属配線材料をセラミックス絶縁材料上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル(Ni)、金(Au)などのめっきを施すことにより形成される。
The
A plurality of mounting terminals 25 </ b> A and 25 </ b> B for connection to an external circuit board are formed on the lower surface side of the
These electrode terminals and wiring patterns are generally formed by screen-printing and firing a metal wiring material such as tungsten (W) or molybdenum (Mo) on a ceramic insulating material, and nickel (Ni) or gold (Au) thereon. It is formed by plating.
パッケージ20内には、ATカット水晶振動片10が片持ち支持された状態で接合されている。詳しくは、ATカット水晶振動片10の外部接続電極17A,17Bが、パッケージ20の対応するマウント端子26A,26Bに位置合わせされ、導電性接着剤45により接合されている。これにより、ATカット水晶振動片10の外部接続電極17A,17Bが形成された支持部11側がパッケージ20の第2層基板22の段差上に接合され、他端側が第1層基板21上に突設させた態様で片持ち支持されている。
In the
パッケージ20の上側には、金属製の蓋体30が、鉄−ニッケル(Fe−Ni)合金等をフレーム状に型抜きして形成されたシールリング29を介してシーム溶接され、パッケージ20内部に接合されたATカット水晶振動片10が気密に封止されている。
On the upper side of the
上記実施形態のATカット水晶振動片10によれば、水晶基板1の両主面の相対向する位置に設けられ表面に励振電極15A,15Bがそれぞれ形成された凸部5A,5Bによりメサ構造を有しているので、ATカット水晶振動片10を励振させたときの厚みすべり振動を各励振電極15A,15B下により多く集中させることができる。これにより、ATカット水晶振動片10の厚みすべり振動の外周部への伝播が抑えられる。
また、上記実施形態のATカット水晶振動片10は、凸部5Aの対向する二辺それぞれの外側にV溝7A,8Aが設けられ、凸部5Bの対向する二辺の外側にV溝7B,8Bが設けられているので、メサ構造により抑えられた厚みすべり振動の外周部への伝播を、さらに抑制することができる。
また、ATカット水晶振動片10がメサ構造を有することにより、凸部5A,5Bにより厚みすべり振動を集中させるメサ部に比して、パッケージ20と接合される支持部11の厚みが薄くなっているので、支持部11からの振動の漏洩が抑えられる。
したがって、上記実施形態のATカット水晶振動片10によれば、厚みすべり振動が中央部に集中され、さらに外周部への伝播が抑えられることにより、CI値の低下や他の振動モードとの結合が抑制され、周波数特性の安定したATカット水晶振動片10を提供することができる。
According to the AT-cut quartz
Further, the AT-cut quartz
Further, since the AT-cut quartz
Therefore, according to the AT-cut quartz
〔ATカット水晶振動片の製造方法〕
次に、上記実施形態のATカット水晶振動片10の製造方法について説明する。
図2に示すように、ATカット水晶振動片10の製造においては、まず、ATカットされた大判の水晶基板からなるウェハを準備する(ステップS1)。詳細には、人工水晶原石の一部を結晶軸を明確にしてブロック状に成形するランバード加工により得られた水晶ランバードから、ワイヤソーやバンドソーにより、水晶の結晶軸から35°15′傾けた切断角度を狙って切り出したATカット水晶基板のウェハを得る。そして、切り出されたウェハは、切断角度を正確に補正しながら所望の厚さおよび表面状態になるように研磨加工を施す。
[Manufacturing method of AT-cut crystal vibrating piece]
Next, a manufacturing method of the AT cut quartz
As shown in FIG. 2, in manufacturing the AT-cut quartz
次に、ステップS2に示すように、フォトリソグラフィを用いたウェットエッチングにより、水晶基板のウェハに単数あるいは複数のATカット水晶振動片10の外形およびV溝を同時に形成する外形およびV溝形成を行う。
Next, as shown in step S2, the outer shape and the V groove are formed by simultaneously forming the outer shape and the V groove of one or a plurality of AT-cut
詳述すると、まず、水晶基板のウェハの両主面全体に、エッチングマスクとなる例えばクロム(Cr)および金(Au)からなる耐蝕膜をスパッタなどにより形成してからフォトレジストを塗布して、そのフォトレジスト上にATカット水晶振動片10の外形パターニング用のマスクを配置すると共に、複数のV溝7A,8A,7B,8Bの上側開口部形状に対応したV溝パターニング用のマスクも配置する。ここで、ATカット水晶振動片10の外形パターンとV溝パターンが一枚のマスクに描かれた外形・V溝パターニングマスクを用いてもよいことはもちろんである。
More specifically, first, a corrosion resistant film made of, for example, chromium (Cr) and gold (Au) serving as an etching mask is formed on both the main surfaces of the quartz substrate wafer by sputtering, and then a photoresist is applied. A mask for patterning the outer shape of the AT-cut quartz
そして、露光した後、フォトレジストの感光した部分を現像して除去してからエッチング液に浸し、感光したフォトレジストを除去した部分の耐蝕膜をエッチングして、ウェハ上に、耐蝕膜からなるATカット水晶振動片10の外形および複数のV溝7A,8A,7B,8B形成用のエッチングマスクを形成する。
Then, after the exposure, the exposed portion of the photoresist is developed and removed, and then immersed in an etching solution, and the corrosion-resistant film of the portion where the exposed photoresist is removed is etched to form an AT made of the corrosion-resistant film on the wafer. An outer shape of the cut quartz
その後、ATカット水晶振動片10の外形および複数のV溝7A,8A,7B,8B形成用のエッチングマスクを形成したウェハを、例えばフッ化水素溶液およびフッ化アンモニウム溶液からなるエッチング液に浸漬して、ウェハのATカット水晶振動片10の外形に対応した部分が貫通するまでエッチングする。
なお、ATカット水晶振動片10の外形は、ウェハから完全に切り離されないようにミシン目状の折り取り部によりウェハにつなげるようにしている。これにより、以降の工程をウェハ状態にて効率的に流動してから、最後に折り取り部を折り取ることによって個片のATカット水晶振動片10を得ることができる。
Thereafter, the wafer on which the outer shape of the AT-cut quartz
Note that the outer shape of the AT-cut quartz
ここで、上記のV溝の上側開口部形状に対応したV溝パターニング用のマスクの幅(上側開口部の幅)は、ウェハのATカット水晶振動片10の外形に対応した部分が貫通するまでエッチングしても、ウェハのV溝を形成しようとする部分においては、水晶の異方性により形成される傾斜面により、水晶の電気軸(X軸)方向の幅寸法に対して約50%の深さでエッチングの進行がストップする。つまり、V溝の上側開口部形状に対応したV溝パターニング用のマスクの幅(上側開口部の幅)は、ウェハのATカット水晶振動片10の外形に対応した部分が貫通するまでエッチングしても、V溝7A,8A,7B,8Bを形成しようとする部分が貫通することがないように設計されている。
Here, the width of the V-groove patterning mask corresponding to the shape of the upper opening of the V-groove (the width of the upper opening) is until the portion corresponding to the outer shape of the AT-cut
次に、ステップS3に示すように、フォトリソグラフィを用いて凸部5A,5Bの形成を行う。すなわち、上記のATカット水晶振動片10の外形および複数のV溝7A,8A,7B,8B形成工程で用いた耐蝕膜からなるエッチングマスクの上にフォトレジストを塗布し、そのフォトレジストに凸部5A,5Bの形状を露光および現像してからエッチングすることにより耐蝕膜による凸部5A,5Bのエッチングマスクを形成する。そして、そのウェハを、例えばフッ化水素溶液およびフッ化アンモニウム溶液からなるエッチング液に所定時間浸漬することにより凸部5A,5Bを形成する。
本実施形態のように、ATカット水晶振動片10の外形および複数のV溝7A,8A,7B,8B形成工程の後で、凸部5A,5Bの形成を行う工順とすることにより、ATカット水晶振動片10の外形および複数のV溝7A,8A,7B,8B形成工程で用いた耐蝕膜を利用して、凸部5A,5B用のエッチングレジストを形成することができるので効率がよい。
Next, as shown in step S3, the
As in this embodiment, after the outer shape of the AT-cut quartz
次に、ステップS4に示すように、耐蝕膜からなる凸部5A,5B形成用のエッチングマスクを剥離してから、スパッタリングや蒸着などにより、励振電極15A,15B、外部接続電極17A,17B、およびそれらを対応させて接続する電極間配線16A,16Bなどの電極形成を行う。
Next, as shown in step S4, after removing the etching mask for forming the
次に、ステップS5に示すように、水晶基板のウェハから個々のATカット水晶振動片10を上記折り取り部で折り取って、個片のATカット水晶振動片10を得る個片化を実施し、一連のATカット水晶振動片10の製造工程を終了する。
Next, as shown in step S5, individual AT-cut quartz
上記実施形態のATカット水晶振動片10の製造方法によれば、厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制するV溝7A,8A,7B,8Bを、水晶の異方性を利用することにより、ATカット水晶振動片10の外形形成と同時に形成することができるので、比較的簡便な工程で効率的にV溝7A,8A,7B,8Bを備えたATカット水晶振動片10を製造することができる。
また、上記製造方法によれば、ATカット水晶振動片10の外形および複数のV溝7A,8A,7B,8B形成工程の後で、凸部5A,5Bの形成を行う工順とすることにより、ATカット水晶振動片10の外形および複数のV溝7A,8A,7B,8B形成工程で用いた耐蝕膜を利用して、凸部5A,5B用のエッチングレジストを形成することができるので効率がよい。
According to the manufacturing method of the AT-cut quartz
Moreover, according to the said manufacturing method, it is set as the process order which forms
上記実施形態で説明したATカット水晶振動片およびその製造方法は、以下の変形例として実施することも可能である。 The AT-cut quartz crystal resonator element and the manufacturing method thereof described in the above embodiment can be implemented as the following modifications.
(変形例1)
上記実施形態のATカット水晶振動片10では、凸部5A,5Bそれぞれに対向する二辺の外側に、一つずつのV溝7A,8A,7B,8Bを設けた。これに限らず、V溝を凸部の対向する二辺の外側に、それぞれ複数設ける構成としてもよい。
図4は、凸部の対向する二辺の外側のそれぞれに複数のV溝を設けたATカット水晶振動片を模式的に説明するものであり、(a)は平面図、(b)は(a)のD−D線断面図である。なお、図4に示す構成のうち、上記実施形態と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。
(Modification 1)
In the AT-cut quartz
FIG. 4 schematically illustrates an AT-cut quartz crystal vibrating piece provided with a plurality of V-grooves on the outer sides of two opposite sides of the convex portion, where (a) is a plan view and (b) is ( It is the DD sectional view taken on the line of a). In addition, about the structure same as the said embodiment among the structures shown in FIG. 4, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図4において、ATカット水晶振動片60は、水晶基板1の両主面の相対向する位置に、平面視で矩形状を呈し表面に励振電極15A,15Bがそれぞれ設けられた凸部5A,5Bが形成されたメサ構造を有している。
水晶基板1の一方の主面において、凸部5Aの対向する二辺それぞれの外側には、その凸部5Aの二辺と平行に配置された2つずつのV溝57A,67AおよびV溝58A,68Aが設けられている。
これと同様に、水晶基板1の他方の主面において、凸部5Bの対向する二辺の外側には、その凸部5Bの二辺と平行に配置された2つずつのV溝57B,67BおよびV溝58B,68Bが設けられている。
In FIG. 4, the AT-cut quartz
On one main surface of the
Similarly, on the other main surface of the
上記変形例1のATカット水晶振動片60によれば、ATカット水晶振動片60の中央部から外周部に向かっての厚みすべり振動の伝播を、凸部5A,5Bそれぞれの対向する二辺側において、各2つずつのV溝57A,67A、V溝58A,68A、V溝57B,67B、あるいはV溝58B,68Bによって段階的に減衰させることにより、振動の外周部への伝播をより効果的に抑制することができる。
According to the AT-cut quartz
(変形例2)
また、ATカット水晶振動片において、励振電極、外部接続電極、およびそれらを接続する電極間配線を、V溝が設けられた領域と異なる領域に形成することにより、V溝による電極や配線に及ぼす悪影響を回避することができる。
図5は、電極や配線をV溝と異なる領域に形成したATカット水晶振動片を模式的に説明する平面図である。なお、本変形例のATカット水晶振動片80は、励振電極と外部接続電極とを接続する電極間配線の配置以外は、上記実施形態のATカット水晶振動片10と同じ構成を有しているので図示および説明を省略する。
(Modification 2)
Further, in the AT-cut quartz crystal resonator element, the excitation electrode, the external connection electrode, and the inter-electrode wiring connecting them are formed in a region different from the region where the V-groove is provided, thereby affecting the electrodes and wiring by the V-groove. Adverse effects can be avoided.
FIG. 5 is a plan view schematically illustrating an AT-cut quartz crystal vibrating piece in which electrodes and wiring are formed in a region different from the V-groove. The AT-cut quartz
図5に示すATカット水晶振動片80において、水晶基板71の一方の主面には凸部75Aが形成され、この凸部75Aの対向する二辺それぞれの外側には、その凸部75Aの二辺と平行に配置されたV溝77A,78Aが設けられている。
水晶基板71の凸部75Aが形成された一方の主面において、凸部75A上には励振電極85Aが設けられ、また、水晶基板71の外周部の一端側近傍の支持部81には外部接続電極87Aが設けられている。そして、励振電極85Aと外部接続電極87Aとは、水晶基板71上のV溝78Aが形成された領域と異なる領域に引き回されて設けられた電極間配線86Aにより接続されている。
In the AT-cut quartz
On one main surface of the
同様に、図示はしないが、水晶基板71の他方の主面の凸部75Aと相対向する位置にも、上面に励振電極85Aの対向電極である励振電極が設けられた凸部が形成され、その凸部の対向する二辺の外側に、V溝がそれぞれ設けられている。そして、支持部81の近傍には外部接続電極87Bが設けられ、この外部接続電極87Bと励振電極とが、V溝が形成された領域と異なる領域に引き回されて設けられた電極間配線86Bにより接続されている。
Similarly, although not shown, a convex portion having an excitation electrode as a counter electrode of the
上記変形例2のATカット水晶振動片80の構成によれば、励振電極85Aおよびその対向電極である励振電極と、対応する外部接続電極87A,87Bとをそれぞれ接続する電極間配線86A,86Bが、水晶基板71のV溝78Aおよびそれと対向する主面に設けられたV溝と異なる領域に配置されて引き回されている。このように、水晶基板71のV溝が形成された領域と異なる平坦な領域に配置される電極間配線86A,86Bは形状を安定させて形成することが可能となり断線等の不具合を防止することができる。
According to the configuration of the AT-cut quartz
(変形例3)
上記実施形態および変形例1、変形例2のATカット水晶振動片10,60,80は、凸部5A,5B,75Aが形成されたメサ構造を有したが、これに限らず、励振電極の外側にV溝を設けることのみによっても、ATカット水晶振動片の厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制して周波数特性の劣化を抑える効果を奏する。
図6は、メサ構造をとらずに外周部への振動の伝播をV溝により抑制するATカット水晶振動片を模式的に説明するものであり、(a)は平面図、(b)は(a)のE−E線断面図、(c)は(a)のF−F線断面図である。また、図7は、本変形例のATカット水晶振動片の製造方法を説明するフローチャートである。
(Modification 3)
The AT-cut quartz
FIGS. 6A and 6B schematically illustrate an AT-cut quartz crystal resonator element that suppresses propagation of vibration to the outer periphery by a V-groove without using a mesa structure. FIG. 6A is a plan view, and FIG. (a) EE sectional view taken on the line, (c) is the FF sectional view taken on the line (a). FIG. 7 is a flowchart for explaining a method of manufacturing the AT-cut quartz crystal vibrating piece according to this modification.
図6(a)において、ATカット水晶振動片110は、ATカット水晶からなる水晶基板101の両主面の略中央の相対向する位置に、平面視で略矩形状の励振電極115A,115Bがそれぞれ設けられている。
水晶基板101の励振電極115Aが形成された一方の主面において、励振電極115Aの対向する二辺それぞれの外側には、その励振電極115Aの二辺と平行に配置されたV溝107A,108Aが設けられている。
これと同様に、水晶基板101の励振電極115Bが形成された他方の主面において、励振電極115Bの対向する二辺の外側には、その励振電極115Bの二辺と平行に配置されたV溝107B,108Bが設けられている(図6(b)を参照)。
In FIG. 6A, the AT cut quartz
On one main surface of the
Similarly, on the other main surface of the
水晶基板101の励振電極115Aが形成された一方の主面において、外周部の一端側近傍には、励振電極115Aと電極間配線116Aにより接続された外部接続電極117Aが設けられている。これと同様に、水晶基板101の励振電極115Bが形成された他方の主面において、外周部の一端側近傍には外部接続電極117Bが設けられ、励振電極115Bと電極間配線116Bにより接続されている。
On one main surface of the
図7に、本変形例のATカット水晶振動片110の製造方法を説明するフローチャートを示す。ATカット水晶振動片110の製造方法は、図2に示す上記実施形態のATカット水晶振動片10の製造方法からステップS3の凸部形成工程を除いた工程および工順となっている。
すなわち、まず、ステップS11に示すように、ATカットされた大判の水晶基板からなるウェハを準備する(図2のステップS1と同じ)。
次に、ステップS12に示すように、フォトリソグラフィを用いたウェットエッチングにより、水晶基板のウェハに単数あるいは複数のATカット水晶振動片110の外形およびV溝107A,108A,107B,108Bを同時に形成する外形およびV溝形成を行う(図2のステップS2と同じ)。
次に、ステップS13に示すように、スパッタリングや蒸着などにより、励振電極115A,115B、外部接続電極117A,117B、およびそれらを対応させて接続する電極間配線116A,116Bなどの電極形成を行う(図2のステップS4と同じ)。
そして、ステップS14に示すように、水晶基板のウェハから個片のATカット水晶振動片110を得る個片化を実施し(図2のステップS5と同じ)、一連のATカット水晶振動片110の製造工程を終了する。
FIG. 7 is a flowchart for explaining a method of manufacturing the AT-cut quartz
That is, first, as shown in step S11, a wafer made of an AT-cut large crystal substrate is prepared (same as step S1 in FIG. 2).
Next, as shown in step S12, the outer shape of one or a plurality of AT cut quartz
Next, as shown in step S13, electrodes such as the
Then, as shown in step S14, individual AT-cut quartz
上記変形例3のATカット水晶振動片110およびその製造方法のように、水晶基板101の励振電極115A,115Bが形成された領域の外側にV溝107A,108A,107B,108Bのみを形成した場合でも、V溝107A,108A,107B,108BによりATカット水晶振動片110の厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制して周波数特性の劣化を抑える効果を奏する。
また、非常に簡便な工程にて、周波数特性の安定したATカット水晶振動片110を製造することができる。
When only the
Further, the AT-cut quartz
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。 The embodiment of the present invention made by the inventor has been specifically described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are made without departing from the scope of the present invention. Is possible.
例えば、上記実施形態および変形例では、水晶基板1,71,101の両主面にV溝、あるいは凸部およびV溝を設けたATカット水晶振動片10,60,80,110について説明した。これに限らず、水晶基板の両主面のうち、一方の主面にのみ側にV溝、あるいは凸部およびV溝を設ける構成としても、振動片の中央部から外周部に向かっての厚みすべり振動の伝播を減衰させる効果を奏する。
For example, in the above-described embodiment and modification, the AT-cut quartz
また、上記実施形態のATカット水晶振動片10の製造方法では、外形およびV溝形成工程の後に、凸部形成工程を行う工順を説明した。これに限らず、外形およびV溝形成工程の前に凸部形成工程を行う工順としても、上記実施形態のATカット水晶振動片10を製造することは可能である。
Moreover, in the manufacturing method of the AT cut quartz
1,71,101…水晶基板、5A,5B,75A…凸部、7A,7B,8A,8B,57A,57B,58A,58B,67A,67B,68A,68B,77A,78A,107A,107B,108A,108B…V溝、10,60,80,110…ATカット水晶振動片、11,81…支持部、15A,15B,85A,115A,115B…励振電極、16A,16B,86A,86B,116A,116B…電極間配線、17A,17B,87A,87B,117A,117B…外部接続電極、20…パッケージ、21…第1層基板、22…第2層基板,26A,26B…マウント端子、29…シールリング、30…蓋体、45…導電性接着剤、50…圧電デバイス。
1, 71, 101 ... quartz substrate, 5A, 5B, 75A ... convex portion, 7A, 7B, 8A, 8B, 57A, 57B, 58A, 58B, 67A, 67B, 68A, 68B, 77A, 78A, 107A, 107B, 108A, 108B ... V-groove, 10, 60, 80, 110 ... AT-cut quartz crystal vibrating piece, 11, 81 ... support part, 15A, 15B, 85A, 115A, 115B ... excitation electrode, 16A, 16B, 86A, 86B,
Claims (2)
前記振動部の外縁に沿って前記振動部と一体的に設けられ、前記振動部よりも厚さの薄い薄肉部と、
を含み、
前記振動部の周縁の少なくとも一部に沿って、前記薄肉部に溝が設けられている振動片の製造方法であって、
ウェハを準備する工程と、
少なくとも前記溝に対応する領域を除くように前記振動片に対応する領域の主表面上がレジストで覆われているウェハを準備する工程と、
当該ウェハの前記レジストで覆われていない領域をエッチングして前記振動片に対応する領域の外形を形成し、且つ、前記溝を形成する工程と、
前記振動部に対応する領域の主表面上がレジストで覆われているウェハを準備する工程と、
当該ウェハの当該レジストで覆われていない領域をエッチングして前記振動部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする振動片の製造方法。 A vibration part that vibrates due to thickness-slip vibration;
A thin portion that is provided integrally with the vibrating portion along an outer edge of the vibrating portion, and is thinner than the vibrating portion;
Including
A method of manufacturing a vibrating piece in which a groove is provided in the thin portion along at least a part of the periphery of the vibrating portion ,
Preparing a wafer;
Preparing a wafer in which at least said upper major surface of a region corresponding to the resonator element so as excluding an area corresponding to the groove is covered with the resist,
A step of etching the resist not covered with the region of the wafer to form the outer shape of the region corresponding to the resonator element, and to form the groove,
A step of preparing a wafer on the main surface of a region corresponding to the vibration part is covered with the resist,
A step of forming the vibrating portion of the area which is not covered with the resist of the wafer by etching,
A method of manufacturing a resonator element comprising:
前記振動部を形成する工程は、前記外形を形成し、且つ、前記溝を形成する工程の後に行われることを特徴とする振動片の製造方法。 In claim 1,
The step of forming the vibrating portion is performed after the steps of forming the outer shape and forming the groove .
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