JP2008035441A - Piezoelectric vibrator manufacturing method, piezoelectric vibrator and electronic component - Google Patents
Piezoelectric vibrator manufacturing method, piezoelectric vibrator and electronic component Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008035441A JP2008035441A JP2006209189A JP2006209189A JP2008035441A JP 2008035441 A JP2008035441 A JP 2008035441A JP 2006209189 A JP2006209189 A JP 2006209189A JP 2006209189 A JP2006209189 A JP 2006209189A JP 2008035441 A JP2008035441 A JP 2008035441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal film
- substrate
- piezoelectric
- etching
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 87
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 87
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 52
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 93
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 13
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 10
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
【課題】圧電基板からエッチングにより複数の圧電振動片に対応する外形部分を得ると共に圧電振動片に電極膜を形成して、基部から伸び出している複数の振動腕部の各々に溝部が形成されている圧電振動子を製造する方法において、基板を基板エッチング液中に浸漬して溝部に相当する部分をエッチングする際に、振動腕部の側面に突起部の発生を抑えること。
【解決手段】本発明は、圧電振動片の振動腕部に溝部を形成する工程の前に、圧電振動片の外形部分全体を金属膜により被覆する工程を含む。このような構成にすることで、基板を基板エッチング液中に浸漬して溝部に相当する部分をエッチングする際に、振動腕部の側面に突起部が発生するおそれがない。
【選択図】図3An outer portion corresponding to a plurality of piezoelectric vibrating pieces is obtained by etching from a piezoelectric substrate, an electrode film is formed on the piezoelectric vibrating piece, and a groove is formed in each of a plurality of vibrating arm portions extending from a base. In the method for manufacturing a piezoelectric vibrator, when a substrate is immersed in a substrate etching solution and a portion corresponding to a groove is etched, generation of a protrusion on the side surface of the vibrating arm portion is suppressed.
The present invention includes a step of covering the entire outer portion of the piezoelectric vibrating piece with a metal film before the step of forming the groove in the vibrating arm portion of the piezoelectric vibrating piece. With such a configuration, when the substrate is immersed in the substrate etching solution and the portion corresponding to the groove is etched, there is no possibility that a protrusion is generated on the side surface of the vibrating arm portion.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、例えば水晶等からなる圧電基板を用いて、例えば音叉型の圧電振動子を製造する技術に関する。 The present invention relates to a technique for manufacturing, for example, a tuning fork type piezoelectric vibrator using a piezoelectric substrate made of, for example, quartz.
音叉型の水晶振動子は、小型、安価で低消費電力であることから、従来から腕時計の歩度を刻む信号源として採用され、更にその用途が広がろうとしている。この水晶振動子としては、電力損失を抑えるために、CI(クリスタルインピーダンス)値をより小さくすることが要求され、このため水晶振動子に溝部を形成して振動効率を高めたものが用いられている。 The tuning fork type crystal resonator is small, inexpensive, and has low power consumption, so that it has been conventionally employed as a signal source for engraving the rate of a wristwatch, and its application is going to expand. This crystal resonator is required to have a smaller CI (crystal impedance) value in order to suppress power loss. For this reason, a crystal resonator having a groove portion with improved vibration efficiency is used. Yes.
この水晶振動子は図9に示すように基部1に一対の振動腕部2a及び2bが設けられ、各振動腕部2a,2bにおける両主面には溝部31,32が夫々設けられている。これらの溝部31,32及び各振動腕部2a,2bには、屈曲振動に基づいた音叉振動を励起するための励振電極が形成されている。
As shown in FIG. 9, this crystal resonator is provided with a pair of vibrating
上述した水晶振動子は、以下の工程によって製造される(特許文献1参照)。なお、図10及び図11は、図9のA−A線に沿った断面部分についての製造工程を示す図である。先ず切り出された水晶ウエハ10を研磨加工して洗浄した後に、スパッタ法で金属膜11を形成する(図10(a))。この金属膜11は例えばクロム(Cr)の下地膜に金(Au)を積層したものが用いられる。
続いてこのような金属膜11の上にフォトレジストを例えばスプレー法で塗布した後(図10(b))、このフォトレジストを水晶片の形状、即ち音叉形状のパターンとなるように露光及び現像し、音叉形状のレジスト膜12を形成する(図10(c))。そしてこの後にエッチングによって、レジスト膜12で覆われていない金属膜11の部分を除去し、水晶ウエハ10に残っているレジスト膜12を全て剥離する(図10(d))。
次に水晶ウエハ10の全面にフォトレジストを例えばスプレー法で塗布し、レジスト膜13を形成する(図10(e))。そして水晶片の外形が残るようにレジスト膜13を剥離させると共に、図9に示す溝部31,32に相当する部分のレジスト膜13を剥離させる(図11(f))。
The above-described crystal resonator is manufactured by the following process (see Patent Document 1). 10 and 11 are diagrams showing a manufacturing process for a cross-sectional portion along the line AA in FIG. First, the
Subsequently, after applying a photoresist on such a
Next, a photoresist is applied to the entire surface of the
しかる後、レジスト膜13が金属膜11に載ったまま、当該金属膜11をマスクにして水晶ウエハ10を基板エッチング液であるフッ酸中に浸漬してウエットエッチングを行うことで水晶片の外形を形成する(図11(g))。この水晶片の外形形成工程において、図12(a)に示すように水晶片の一方の側面には突起部(サイドエッチ)14が形成される。これは水晶片の異方性によるものであり、つまりこの水晶ウエハ10はATカットされた水晶により構成されているため、図12(a)において、水晶の結晶軸をZ及びXで示し、X軸について水晶片の右側を−X、左側を+Xとした場合、水晶ウエハ10のエッチング速度はZ>+X>−Xという関係にある。そのため図12(a)に示すように+Xでは、水晶ウエハ10の表面側(裏面側)から裏面側(表面側)に向かうエッチングは、X軸方向に向かうエッチングに影響を受けるので、表面側(裏面側)から裏面側(表面側)に向けて斜めにエッチングされ、この例では水晶片の左側の側面に突起部14が形成される。また図12(a)に示すように−Xでは、水晶ウエハ10の表面側(裏面側)から裏面側(表面側)に向かうエッチングは、X軸方向に向かうエッチングに殆ど影響を受けることがないので、表面側(裏面側)から裏面側(表面側)に向けて垂直にエッチングされる。そしてこの突起部14の突起量を減らすために水晶片の外形を形成した後も水晶ウエハ10をフッ酸中に浸漬させて、水晶片の側面のエッチングを行うようにし、いわゆるオーバーエッチングを行っている。なお、図11中の14及び15は振動腕部2a,2bに相当する部位であり、図11中の16及び17は、一枚の水晶片を水晶ウエハから抜き取るために便宜上記載した外枠部分である。
Thereafter, while the resist film 13 is placed on the
続いてレジスト膜13をマスクにして水晶ウエハ10を金属エッチング液であるヨウ化カリウム(KI)溶液中に浸漬してウエットエッチングを行って、図9に示す溝部31,32に相当する部分の金属膜11を除去する(図11(h))。そしてこの水晶ウエハ10をフッ酸中に浸漬してウエットエッチングを行う。これによって水晶片10の両主面に溝部31,32が形成される(図11(i))。
Subsequently, using the resist film 13 as a mask, the
しかし、上述した製造工程において、次のような問題がある。即ち、上記オーバーエッチングを行うことで、図12(b)に示すように水晶片の外形が金属膜11の外形よりも若干小さくなり、結果として金属膜11が水晶片の外形から飛び出していわばひさしが形成された状態になっている。一方、図11(h)に示すように水晶ウエハ10を金属エッチング液であるKI溶液中に浸漬してウエットエッチングを行った場合、図13(a)に示すように溝部31,32に相当する部分の金属膜11が除去されるが、このとき水晶片から飛び出している金属膜11の周縁部も除去され、金属膜11の外形よりも一回り小さくなった状態になる。そのため図11(i)に示すように水晶ウエハ10をエッチング液であるフッ酸中に浸漬してウエットエッチングを行うと、図13(b)に示すように水晶片10の両主面に溝部31,32が形成される他に、金属膜11が覆われていない水晶片の縁部からもエッチングされる。この結果、水晶片の一方の側面、この例では水晶片の左側の側面において、水晶片の異方性により突起部14と水晶片の上縁部及び下縁部との間に夫々新たに突起部(サイドエッチ)15,16が形成されて3つの山形部分が発生してしまうという問題がある。また突起のサイズは、左右(+X、−X)側で夫々異なるため、左右の振動腕部2a,2bの振動が夫々異なり、その結果エネルギーバランスが崩れてCI値が高くなるという問題もある。
However, the manufacturing process described above has the following problems. That is, by performing the over-etching, the outer shape of the crystal piece becomes slightly smaller than the outer shape of the
一方、この突起部15,16の突起量を減らすために水晶ウエハ10を長時間エッチング溶液中に浸漬させた場合には、図11(i)及び図13(b)に示す溝31,32が必要以上に深くなったり、あるいは貫通してしまったりするという問題が生じる。
On the other hand, when the
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、基板を基板エッチング液中に浸漬して溝部に相当する部分をエッチングする際に、振動腕部の側面に突起部の発生を抑えることのできる圧電振動子の製造方法、圧電振動子及びこの圧電振動子を有する電子部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to generate a protrusion on the side surface of the vibrating arm when the substrate is immersed in a substrate etching solution to etch the portion corresponding to the groove. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a piezoelectric vibrator capable of suppressing the above, a piezoelectric vibrator, and an electronic component having the piezoelectric vibrator.
本発明は、圧電基板からエッチングにより複数の圧電振動片に対応する外形部分を得ると共に圧電振動片に電極膜を形成して、基部から伸び出している複数の振動腕部の各々に溝部が形成されている圧電振動子を製造する方法において、
圧電基板である基板の表面に金属膜を形成する工程と、
この金属膜の表面に、圧電振動片の形状部分が残るようにパターニングされたレジストマスクを形成して、金属膜をエッチングにより除去する工程と、
次いで前記基板を基板エッチング液に接触させて、圧電振動片の外形を形成する工程と、
しかる後、前記基板を金属エッチング液に接触させて、圧電振動片から飛び出している金属膜の周縁部を除去する工程と、
基板表面に残っているレジスト膜を全て剥離する工程と、
その後、圧電振動片の全体を金属膜により被覆する工程と、
この金属膜の表面に、振動腕部の溝部に相当する部分が開口したレジストマスクを形成して、金属膜をエッチングにより除去する工程と、
前記基板を基板エッチング液に接触させて、前記金属膜をマスクにして複数の振動腕部に各々溝部を形成する工程と、
その後、圧電振動片の表面に金属からなる電極パターンを形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
In the present invention, an outer portion corresponding to a plurality of piezoelectric vibrating pieces is obtained by etching from a piezoelectric substrate, and an electrode film is formed on the piezoelectric vibrating piece, and a groove is formed in each of a plurality of vibrating arm portions extending from the base. In the method for manufacturing a piezoelectric vibrator,
Forming a metal film on the surface of the substrate which is a piezoelectric substrate;
Forming a resist mask patterned so that the shape portion of the piezoelectric vibrating piece remains on the surface of the metal film, and removing the metal film by etching;
Next, contacting the substrate with a substrate etching solution to form an outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
Thereafter, the step of contacting the substrate with a metal etching solution to remove the peripheral portion of the metal film protruding from the piezoelectric vibrating piece;
A step of removing all the resist film remaining on the substrate surface;
Thereafter, a step of covering the entire piezoelectric vibrating piece with a metal film,
Forming a resist mask having an opening corresponding to the groove of the vibrating arm on the surface of the metal film, and removing the metal film by etching;
Forming a groove in each of the plurality of vibrating arms using the metal film as a mask by contacting the substrate with a substrate etching solution;
And a step of forming an electrode pattern made of a metal on the surface of the piezoelectric vibrating piece.
また本発明は、圧電基板からエッチングにより複数の圧電振動片に対応する外形部分を得ると共に圧電振動片に電極膜を形成して、基部から伸び出している複数の振動腕部の各々に溝部が形成されている圧電振動子を製造する方法において、
圧電基板である基板の表面に金属膜を形成する工程と、
この金属膜の表面に、圧電振動片の形状部分が残るようにパターニングされたレジストマスクを形成して、金属膜をエッチングにより除去する工程と、
次いで前記基板を基板エッチング液に接触させて、圧電振動片の外形を形成する工程と、
基板表面に残っているレジスト膜と金属膜とを全て剥離する工程と、
その後、圧電振動片の全体を金属膜により被覆する工程と、
この金属膜の表面に、振動腕部の溝部に相当する部分が開口したレジストマスクを形成して、金属膜をエッチングにより除去する工程と、
前記基板を基板エッチング液に接触させて、前記金属膜をマスクにして複数の振動腕部に各々溝部を形成する工程と、
その後、圧電振動片の表面に金属からなる電極パターンを形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
上述した圧電振動子の製造方法において、圧電振動片の外形を形成した後、レジスト膜と金属膜とを剥離する工程と、を備えた構成であってもよい。
また本発明の圧電振動子は、上述した方法によって製造されたことを特徴とする。
さらに本発明の電子部品は、圧電振動子と、前記圧電振動子を収納するための容器と、前記容器の外面に形成され、前記圧電振動子の電極に電気的に接続された外部電極と、を備えたことを特徴とする。
According to the present invention, an outer portion corresponding to the plurality of piezoelectric vibrating pieces is obtained by etching from the piezoelectric substrate, and an electrode film is formed on the piezoelectric vibrating piece, and a groove is formed in each of the plurality of vibrating arms extending from the base. In the method of manufacturing the formed piezoelectric vibrator,
Forming a metal film on the surface of the substrate which is a piezoelectric substrate;
Forming a resist mask patterned so that the shape portion of the piezoelectric vibrating piece remains on the surface of the metal film, and removing the metal film by etching;
Next, contacting the substrate with a substrate etching solution to form an outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
Removing all the resist film and metal film remaining on the substrate surface;
Thereafter, a step of covering the entire piezoelectric vibrating piece with a metal film,
Forming a resist mask having an opening corresponding to the groove of the vibrating arm on the surface of the metal film, and removing the metal film by etching;
Forming a groove in each of the plurality of vibrating arms using the metal film as a mask by contacting the substrate with a substrate etching solution;
And a step of forming an electrode pattern made of a metal on the surface of the piezoelectric vibrating piece.
The method for manufacturing a piezoelectric vibrator described above may include a step of peeling the resist film and the metal film after forming the outer shape of the piezoelectric vibrating piece.
The piezoelectric vibrator of the present invention is manufactured by the method described above.
Furthermore, an electronic component of the present invention includes a piezoelectric vibrator, a container for housing the piezoelectric vibrator, an external electrode formed on the outer surface of the container and electrically connected to the electrode of the piezoelectric vibrator, It is provided with.
本発明によれば、圧電振動片の振動腕部に溝部を形成する前に、圧電振動片の外形部分全体を金属膜により被覆しているので、基板を基板エッチング液中に浸漬して溝部に相当する部分をエッチングする際に、振動腕部の側面に突起部が発生するおそれがない。このため振動腕部の側面における突起部の発生を抑えられるので圧電振動子のCI値の劣化(増大)を防止することができる。 According to the present invention, since the entire outer portion of the piezoelectric vibrating piece is covered with the metal film before the groove is formed in the vibrating arm portion of the piezoelectric vibrating piece, the substrate is immersed in the substrate etching solution to form the groove. When the corresponding portion is etched, there is no possibility that a protruding portion is generated on the side surface of the vibrating arm portion. For this reason, since generation | occurrence | production of the projection part in the side surface of a vibrating arm part can be suppressed, deterioration (increase) of CI value of a piezoelectric vibrator can be prevented.
本発明の実施の形態として圧電振動子である音叉型の水晶振動子の製造方法について説明する。この実施の形態に係る水晶振動子の構造に関しては、従来技術の項のところで図10を用いて説明した水晶振動子と同一であるため、同一である部分の説明を省略する。 A method for manufacturing a tuning fork type crystal resonator which is a piezoelectric resonator will be described as an embodiment of the present invention. The structure of the crystal resonator according to this embodiment is the same as that of the crystal resonator described with reference to FIG. 10 in the section of the prior art, and thus description of the same portion is omitted.
図1に示すように、この水晶振動子には、一対をなす一方の電極と他方の電極とが存在する。先ず振動腕部2のうち振動腕部2aに着目すると、振動腕部2aの2つの溝部31,32の内面全体とこれら溝部31,32の間とに一方の励振電極41が形成されている。即ち、溝部31,32の間に相当するいわば橋部に形成された励振電極41により、振動腕部2aの各溝部31,32内の励振電極41同士が互に接続されている。そしてこの振動腕部2aの両側面21,21と、主面22,22(表側及び裏側)における先端側の第2の溝部31よりも上方部位と、には他方の励振電極51が形成されている。更にまた振動腕部2aにおける先端部には、その重量を調整することにより発振周波数を調整するための金属膜である調整用錘50が設けられている。この調整用錘50は励振電極51の一部をなすものであるが、その他の部位の電極とは例えば膜厚や電極材料を変えている。なお、図1において励振電極41,51は図面を見易くするために斜線と黒の点在領域とを使い分けて表している。従って、図1の斜線は水晶片の断面を示すものではない。
As shown in FIG. 1, this crystal resonator has a pair of one electrode and the other electrode. First, when attention is paid to the vibrating arm portion 2 a of the vibrating
また振動腕部2bに着目すると、振動腕部2bの2つの溝部31,32の内面全体と、これら溝部31,32の各々の間と、に他方の励振電極51が形成されている。そしてこの振動腕部2bの両側面21,21と、主面22,22(表側及び裏側)における先端側の第2の溝部31よりも上方部位と、には一方の励振電極41が形成されている。なお、振動腕部2aにおける先端部においても、同様にその重量を調整することにより発振周波数を調整するための調整用錘40が設けられている。また振動腕部2a,2bに設けられた電極の配置は、励振電極41,51が互に逆の関係であることを除くと互に同一である。そしてこれら一方の励振電極41同士が電気的に接続されるように基部1の表面に引き出し電極42からなる電極パターンが形成されていると共に、他方の励振電極51同士が接続されるように基部1の表面に引き出し電極52からなる電極パターンが形成されている。
Focusing on the vibrating
次に、図1に示す水晶振動子の製造方法について図2〜図5を参照しながら説明する。なお、図2〜図5は一枚の圧電基板のある一部分に作成される一個の水晶振動子について説明したものである。また図2〜図5は図1のB−B線に沿った断面部分についての製造工程を示す図である。先ず切り出された圧電基板である水晶ウエハ60を研磨加工して洗浄した後に、スパッタ法で金属膜61を形成する(図2(a))。この金属膜61は例えばクロム(Cr)の下地膜に金(Au)を積層したものが用いられる。
続いてこのような金属膜61の上にフォトレジストを例えばスプレー法で塗布した後(図2(b))、このフォトレジストを水晶片の形状、即ち音叉形状のパターンとなるように露光及び現像し、音叉形状のレジスト膜62を形成する(図2(c))。そしてこの後、前記レジスト膜62をマスクにして水晶ウエハ60を金属エッチング液であるヨウ化カリウム(KI)溶液中に浸漬してウエットエッチングを行って、レジスト膜62に覆われていない金属膜61の部分を除去する(図2(d))。
そしてこの水晶ウエハ60を基板エッチング液であるフッ酸中に浸漬してウエットエッチングを行って、水晶片65の外形を形成する(図2(e))。この水晶片の外形形成工程において、従来技術の項目で詳述したように水晶片の異方性により水晶片65の一方の側面、この例では水晶片65の左側の側面に突起部(サイドエッチ)8が形成される(図6(a)参照)。そしてこの突起部8の突起量を減らすために水晶片65の外形を形成した後も水晶ウエハ60をフッ酸中に浸漬させて、水晶片65の側面のエッチングを行う(オーバーエッチング)。このオーバーエッチングを行うことで、図6(b)に示すように水晶片65の外形が金属膜61の外形よりも若干小さくなり、結果として金属膜61が水晶片65の外形から飛び出していわばひさしが形成された状態となる。こうして圧電基板である水晶ウエハ60に複数個の水晶片65が形成される。
Next, a method for manufacturing the crystal unit shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 5 illustrate one crystal resonator formed on a part of one piezoelectric substrate. 2-5 is a figure which shows the manufacturing process about the cross-sectional part along the BB line of FIG. First, after polishing and cleaning the crystal wafer 60 that is the cut out piezoelectric substrate, a metal film 61 is formed by a sputtering method (FIG. 2A). As the metal film 61, for example, a film in which gold (Au) is laminated on a chromium (Cr) base film is used.
Subsequently, after applying a photoresist on such a metal film 61 by, for example, a spray method (FIG. 2B), the photoresist is exposed and developed so as to form a crystal piece shape, that is, a tuning fork shape pattern. Then, a tuning fork-shaped resist film 62 is formed (FIG. 2C). Thereafter, wet etching is performed by immersing the quartz wafer 60 in a potassium iodide (KI) solution, which is a metal etching solution, using the resist film 62 as a mask, so that the metal film 61 not covered with the resist film 62 is formed. Is removed (FIG. 2D).
Then, this crystal wafer 60 is immersed in hydrofluoric acid, which is a substrate etching solution, and wet etching is performed to form the outer shape of the crystal piece 65 (FIG. 2E). In this outer shape forming process of the crystal piece, as described in detail in the section of the prior art, a protrusion (side etch) is formed on one side surface of the
次にこの水晶ウエハ60を金属エッチング液であるKI溶液に浸漬してウエットエッチングを行って、水晶片65から飛び出している金属膜61の周縁部を除去する(図3(f))。即ち、図6(b)に示すように金属膜61のひさし部分の下からエッチングされることで水晶片65の外形よりも一回り小さい金属膜61が形成される。次いで水晶ウエハ60表面に残っているレジスト膜62を全て剥離する(図3(g))。続いて水晶ウエハ60表面に同様にしてスパッタ法で新たな金属膜63を形成し、水晶片65の外形全体を金属膜63により被覆する(図3(h))。このように水晶片65から飛び出している金属膜61の周縁部を除去する理由は、図3(h)に示す工程において、水晶片65の外形全体を金属膜63により被覆する際に、水晶片65のコーナー部(縁部)にボイド(空孔)が形成されるのを防ぐためである。
Next, the quartz wafer 60 is immersed in a KI solution, which is a metal etching solution, and wet etching is performed to remove the peripheral portion of the metal film 61 protruding from the quartz piece 65 (FIG. 3F). That is, as shown in FIG. 6B, the metal film 61 that is slightly smaller than the outer shape of the
次に、前記金属膜63の上にフォトレジストを例えばスプレー法で塗布し、レジスト膜64を形成する(図3(i))。その後、フォトリソグラフィーによって図1に示す溝部31,32に相当する部分のレジスト膜64を剥離する(図4(j))。続いて前記レジスト膜64をマスクとして水晶ウエハ60を金属エッチング液であるKI溶液中に浸漬してウエットエッチングを行って、レジスト膜64が剥離した箇所の金属膜63を除去する(図4(k))。
しかる後、この水晶ウエハ60を基板エッチング液であるフッ酸中に浸漬してウエットエッチングを行って、水晶片65の両主面に溝部31,32を形成する(図4(l))。その後、水晶ウエハ60に残っているレジスト膜64と金属膜63とを除去する(図4(m))。以上の工程により、図7に示すように電極パターンが形成されていない状態の原型(水晶片)6が製造される。
次に、電極パターンを作成する工程について説明する。先ず、原型6の両面にスパッタ法で電極となる金属膜66を形成する(図5(n))。この金属膜66は例えばクロム(Cr)の下地膜に金(Au)を積層したものが用いられる。
続いてこのような金属膜66の上にフォトレジストをスプレー法で塗布する(図5(o))。そしてフォトリソグラフィーにより電極パターンとなるレジスト膜67以外のレジスト膜67を剥離する(図5(p))。しかる後、レジスト膜67が剥離された箇所の金属膜66をエッチングして電極パターンを形成する(図5(q))。その後、原型6に残っているレジスト膜67を全て剥離する(図5(r))。こうして水晶片65に電極パターンが形成された水晶振動子が得られ、各水晶振動子が分断されて個々の水晶振動子が切り出されることになる。
Next, a photoresist is applied on the
Thereafter, the quartz wafer 60 is dipped in hydrofluoric acid, which is a substrate etching solution, and wet etching is performed to form
Next, a process for creating an electrode pattern will be described. First, a metal film 66 to be an electrode is formed on both surfaces of the
Subsequently, a photoresist is applied on the metal film 66 by a spray method (FIG. 5 (o)). Then, the resist film 67 other than the resist film 67 to be an electrode pattern is removed by photolithography (FIG. 5 (p)). Thereafter, the metal film 66 where the resist film 67 is peeled is etched to form an electrode pattern (FIG. 5 (q)). Thereafter, all the resist film 67 remaining on the
上述した実施の形態によれば、水晶片の外形形成時に水晶片65の一方の側面に突起部8が形成されるが、続く水晶片65に溝部31,32を形成する時には、水晶片65の外形全体を金属膜63で被覆された状態でエッチングを行っているので、これ以上の突起部の形成が抑えられる。つまり従来は水晶片の一方の側面には3つの山形部分が発生していたが、本発明ではそれを1つに抑えることができる。つまり左右(+X,−X)側でサイズの異なる突起が1つであるので圧電振動子のCI値の劣化(増大)を防止することができる。
According to the above-described embodiment, the protrusion 8 is formed on one side surface of the
また本発明の他の実施の形態として、図3(g)において、水晶ウエハ60表面に残っている金属膜61を剥離した後、水晶ウエハ60表面にスパッタ法で新たな金属膜63を形成し、水晶片65の外形全体を金属膜63により被覆するようにしてもよい(図3(h))。このような構成であっても上述と同様に水晶ウエハを基板エッチング液中に浸漬して溝部に相当する部分をエッチングする際に、水晶片の側面に突起部の発生を抑えることができる。
As another embodiment of the present invention, in FIG. 3G, after the metal film 61 remaining on the surface of the crystal wafer 60 is peeled off, a
また上述した水晶振動子は、例えば図8に示すように、SMD(Surface Mounted Device)構造のセラミックスからなるパッケージ7に格納される。このパッケージ7は、上面が開口している例えばセラミック製のケース体7aと、例えば金属性の蓋体7bとから構成される。前記ケース体7aと蓋体7bとは、例えば溶接材からなるシール材7cを介してシーム溶接され、その内部は真空状態となっている。上述した音叉型の水晶振動子70は、このパッケージ7内の台座71部分に基部1の引き出し電極42,52が導電性接着剤7dにより固定され、振動腕部2a,2bがパッケージ7内部の空間に伸び出した横向きの姿勢で台座71に固定される。また前記台座71の表面には、導電路72,73(73は紙面奥側の導電路である)が配線されており、基部1の引き出し電極42,52が導電性密着剤7dを介して前記導電路72,73に接続される。また前記導電路72,73は、ケース体7aの外部底面の長手方向に対向するように設けられた電極74,75に夫々接続されており、この結果、電極74,75、導電路72,73及び導電性接着剤7dを通って基部1の引き出し電極42,52に電流が印加されることで、前記水晶振動子70が振動するようになっている。こうしてパッケージ型水晶振動子が構成され、この水晶振動子は、発振回路の回路部品が搭載されている図示しない配線基板に搭載され、これにより電子部品が構成される。
Further, for example, as shown in FIG. 8, the above-described crystal resonator is stored in a package 7 made of ceramic having an SMD (Surface Mounted Device) structure. The package 7 includes a
1 基部
2a,2b 振動腕部
8 パッケージ
10 水晶ウエハ
11 金属膜
12 レジスト膜
31,32 溝部
40,50 調整用錘
41,51 励振電極
42,52 引き出し電極
6 原型
60 水晶ウエハ
61,63 金属膜
62,64 レジスト膜
65 水晶片
DESCRIPTION OF
Claims (4)
圧電基板である基板の表面に金属膜を形成する工程と、
この金属膜の表面に、圧電振動片の形状部分が残るようにパターニングされたレジストマスクを形成して、金属膜をエッチングにより除去する工程と、
次いで前記基板を基板エッチング液に接触させて、圧電振動片の外形を形成する工程と、
しかる後、前記基板を金属エッチング液に接触させて、圧電振動片から飛び出している金属膜の周縁部を除去する工程と、
基板表面に残っているレジスト膜を全て剥離する工程と、
その後、圧電振動片の全体を金属膜により被覆する工程と、
この金属膜の表面に、振動腕部の溝部に相当する部分が開口したレジストマスクを形成して、金属膜をエッチングにより除去する工程と、
前記基板を基板エッチング液に接触させて、前記金属膜をマスクにして複数の振動腕部に各々溝部を形成する工程と、
その後、圧電振動片の表面に金属からなる電極パターンを形成する工程と、を備えたことを特徴とする圧電振動子の製造方法。 Piezoelectric substrate in which outer portions corresponding to a plurality of piezoelectric vibrating pieces are obtained by etching and an electrode film is formed on the piezoelectric vibrating piece, and a groove is formed in each of the plurality of vibrating arm portions extending from the base. In a method of manufacturing a vibrator,
Forming a metal film on the surface of the substrate which is a piezoelectric substrate;
Forming a resist mask patterned so that the shape portion of the piezoelectric vibrating piece remains on the surface of the metal film, and removing the metal film by etching;
Next, contacting the substrate with a substrate etching solution to form an outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
Thereafter, the step of contacting the substrate with a metal etching solution to remove the peripheral portion of the metal film protruding from the piezoelectric vibrating piece;
A step of removing all the resist film remaining on the substrate surface;
Thereafter, a step of covering the entire piezoelectric vibrating piece with a metal film,
Forming a resist mask having an opening corresponding to the groove of the vibrating arm on the surface of the metal film, and removing the metal film by etching;
Forming a groove in each of the plurality of vibrating arms using the metal film as a mask by contacting the substrate with a substrate etching solution;
And a step of forming an electrode pattern made of metal on the surface of the piezoelectric vibrating piece.
圧電基板である基板の表面に金属膜を形成する工程と、
この金属膜の表面に、圧電振動片の形状部分が残るようにパターニングされたレジストマスクを形成して、金属膜をエッチングにより除去する工程と、
次いで前記基板を基板エッチング液に接触させて、圧電振動片の外形を形成する工程と、
基板表面に残っているレジスト膜と金属膜とを全て剥離する工程と、
その後、圧電振動片の全体を金属膜により被覆する工程と、
この金属膜の表面に、振動腕部の溝部に相当する部分が開口したレジストマスクを形成して、金属膜をエッチングにより除去する工程と、
前記基板を基板エッチング液に接触させて、前記金属膜をマスクにして複数の振動腕部に各々溝部を形成する工程と、
その後、圧電振動片の表面に金属からなる電極パターンを形成する工程と、を備えたことを特徴とする圧電振動子の製造方法。 Piezoelectric substrate in which outer portions corresponding to a plurality of piezoelectric vibrating pieces are obtained by etching and an electrode film is formed on the piezoelectric vibrating piece, and a groove is formed in each of the plurality of vibrating arm portions extending from the base. In a method of manufacturing a vibrator,
Forming a metal film on the surface of the substrate which is a piezoelectric substrate;
Forming a resist mask patterned so that the shape portion of the piezoelectric vibrating piece remains on the surface of the metal film, and removing the metal film by etching;
Next, contacting the substrate with a substrate etching solution to form an outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
Removing all the resist film and metal film remaining on the substrate surface;
Thereafter, a step of covering the entire piezoelectric vibrating piece with a metal film,
Forming a resist mask having an opening corresponding to the groove of the vibrating arm on the surface of the metal film, and removing the metal film by etching;
Forming a groove in each of the plurality of vibrating arms using the metal film as a mask by contacting the substrate with a substrate etching solution;
And a step of forming an electrode pattern made of metal on the surface of the piezoelectric vibrating piece.
A piezoelectric vibrator according to claim 3, a container for housing the piezoelectric vibrator, and an external electrode formed on an outer surface of the container and electrically connected to an electrode of the piezoelectric vibrator. An electronic component characterized by comprising.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006209189A JP2008035441A (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Piezoelectric vibrator manufacturing method, piezoelectric vibrator and electronic component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006209189A JP2008035441A (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Piezoelectric vibrator manufacturing method, piezoelectric vibrator and electronic component |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008035441A true JP2008035441A (en) | 2008-02-14 |
Family
ID=39124347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006209189A Pending JP2008035441A (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Piezoelectric vibrator manufacturing method, piezoelectric vibrator and electronic component |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008035441A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010183537A (en) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Seiko Instruments Inc | Piezoelectric vibration element manufacturing method and piezoelectric vibration element, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, and radio clock |
-
2006
- 2006-07-31 JP JP2006209189A patent/JP2008035441A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010183537A (en) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Seiko Instruments Inc | Piezoelectric vibration element manufacturing method and piezoelectric vibration element, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, and radio clock |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4414987B2 (en) | Piezoelectric vibrator manufacturing method, piezoelectric vibrator and electronic component | |
| US7947187B2 (en) | Method of manufacturing piezoelectric resonator | |
| JP5216288B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece, method for manufacturing piezoelectric device | |
| JP2007325250A (en) | Piezoelectric vibrator and manufacturing method thereof | |
| JP2009060478A (en) | Method of manufacturing piezoelectric vibrating piece and tuning fork type piezoelectric vibrating piece | |
| JP2010093408A (en) | Tuning-fork-type piezoelectric vibrating piece and method of manufacturing the same | |
| JP4292825B2 (en) | Method for manufacturing quartz vibrating piece | |
| JP4990596B2 (en) | Piezoelectric vibrator, method for manufacturing piezoelectric vibrator, and electronic component | |
| JP2004260718A (en) | Tuning fork vibrating reed, method of manufacturing tuning fork vibrating reed, and piezoelectric device | |
| JP5158706B2 (en) | Quartz crystal manufacturing method, crystal oscillator and electronic component | |
| JP2008131527A (en) | Tuning fork type piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device | |
| JP2010010734A (en) | Piezoelectric vibration chip and piezoelectric device | |
| JP4241022B2 (en) | Quartz vibrating piece, manufacturing method thereof, quartz crystal device using quartz crystal vibrating piece, mobile phone device using quartz crystal device, and electronic equipment using quartz crystal device | |
| JP2010136202A (en) | Method of manufacturing piezoelectric oscillating piece, piezoelectric oscillating piece, and piezoelectric resonator | |
| JP2016032195A (en) | Piezoelectric vibration piece, manufacturing method of the same, and piezoelectric device | |
| JP2008113380A (en) | Quartz crystal manufacturing method, crystal oscillator and electronic component | |
| JP4636170B2 (en) | Quartz vibrating piece, manufacturing method thereof, quartz crystal device using quartz crystal vibrating piece, mobile phone device using quartz crystal device, and electronic equipment using quartz crystal device | |
| JP2009081520A (en) | Crystal resonator element and crystal device | |
| JP2008085631A (en) | Manufacturing method of vibration reed, vibration reed, and vibrator | |
| JP2008035441A (en) | Piezoelectric vibrator manufacturing method, piezoelectric vibrator and electronic component | |
| JP5002304B2 (en) | Manufacturing method of crystal unit | |
| JP2005020141A (en) | Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece and method for manufacturing piezoelectric device | |
| JP4864581B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric vibrator | |
| JP4874023B2 (en) | Piezoelectric vibrator manufacturing method, piezoelectric vibrator and electronic component | |
| JP2004040399A (en) | Etching method and etching molded article formed by the method |