JP3475928B2 - 圧電振動子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
圧電振動子、およびその製造方法に関するものである。
さらに詳しくは、圧電振動片に形成した電極同士の電気
的接続と短絡防止技術に関するものである。
ドあるいはねじり振動モードの圧電振動子のうち、音叉
型水晶振動子は、たとえば、第11図に示すように、基
部1021から2つの腕部1022、1023が延びた
薄板状の水晶片からなる圧電振動片1002が用いら
れ、この圧電振動片1002の基部1021には、プラ
グ1030の内部端子1031が接続している。第12
図(A)、(B)に圧電振動子(音叉型水晶振動子)に
用いられている圧電振動片1002の上面側からの斜視
図、および下面側からの斜視図に示すように、圧電振動
片1002の各腕部1022、1023の上面部102
5および下面部1026には、それぞれ所定のギャップ
を隔てて形成された2つの電極パターン1040によっ
て励振電極1045が形成されている。第12図
(A)、(B)では、2つの電極パターン1040を区
別するために、一方の電極パターン1040には右上が
りの斜線を付し、他方の電極パターン1040には右下
がりの斜線を付して、それぞれを図示してある。
1002の上面部1025および下面部1026のそれ
ぞれに形成されているので、圧電振動片1002の上面
部1025の側の励振電極1045と下面部1026の
側の励振電極1045とは、上面部1025の縁部分1
251、1252、1253、1254、下面部102
6の縁部分1261、1262、1263、1264、
および各側面部1271、1272に形成された導通用
電極1046によって電気的に接続している。従って、
電極パターン1040のうち、基部1021に形成され
ている部分をマウント部として、そこにインナーリード
1031を半田や導電性接着剤などで電気的に接続し、
これらのインナーリード1031を介して励振電極10
45に交流電圧を印加すれば、腕部1022、1023
が所定の周波数で振動する。
おいて、電極パターン1040は、クロム層単独の層と
して形成される場合があるが、電極パターン1040の
電気的抵抗を低減することを目的に金電極層や銀電極層
などといった貴金属層を利用することがある。但し、圧
電振動片1002の表面に直接、金電極層などを形成す
ると、圧電振動片1002と金電極層との密着性が悪
い。そこで、従来の圧電振動子に用いられている圧電振
動片1002における第12図のD−D′断面を第13
図(A)に示すように、電極パターン1040に金電極
層1042を用いる場合でも、その下層にはクロム層か
らなる下地金属層1041を形成する。
1022、1023では、各電極パターン1040間の
ギャップがμmオーダと極めて狭いため、電極パターン
1040間で短絡が発生しやすい。そこで、従来は、第
12図のE−E′断面およびF−F′断面をそれぞれ第
13図(B)、(C)に示すように、電極パターン10
40の表面にシリコン酸化膜などの表面保護膜1047
をスパッタ形成している。但し、シリコン酸化膜(表面
保護膜1047)は金電極層1042との密着性が悪い
ため、腕部1022、1023の側では金電極層104
2を除去してクロム層からなる下地金属層1041を露
出させ、この下地金属層1041上に表面保護膜104
7を積層した構造になっている。
部1021の側では電極パターン1040間のギャップ
が広いので、電極パターン1040間での短絡のおそれ
がなく、かつ、第11図に示したように、基部1021
においてプラグ1030の内部端子1031とマウント
部との半田付けなどを行うという観点からすれば金電極
層1042があった方がよいので、第13図(A)に示
すように、表面保護膜1047を形成せず、かつ、下地
金属層1041と金電極層1042との2層構造になっ
ている。
では、圧電振動片1002の上面部1025の側の励振
電極1045と下面部1026の側の励振電極1045
とを、上面部1025の縁部分1251、1252、1
253、1254、下面部1026の縁部分1261、
1262、1263、1264、および各側面部127
1、1272に形成された導通用電極1046によって
電気的に接続しているが、これらの導通用電極1046
に相当する電極パターン1040はいずれもクロム層か
らなる下地金属層1041のみで構成されているため、
上面部1025の側の励振電極1045と下面部102
6の側の励振電極1045とがオープン状態になりやす
いという問題点がある。すなわち、導通用電極1046
を形成するクロム層からなる下地金属層1041はかな
り硬質の膜であり、圧電振動片1002の側面部127
1、1272が湾曲形状あるいは屈曲形状を有する部分
1276、1277、1278、1279でクラックが
発生し、断線が発生しやすい。また、クロム層からなる
下地金属層1041の表面に形成した金電極層1042
を部分的にエッチング除去するためマスクを形成する際
に、アライメントずれが発生すると、金電極層42に対
するエッチング中にクロム層(下地金属層1041)ま
でエッチング除去され、クロム層(下地金属層104
1)からなる導通用電極1046の欠落が発生すること
がある。このような導通用電極1046の断線によっ
て、圧電振動片1002の上面部1025の側の励振電
極1045と下面部1026の側の励振電極1045と
がオープン状態になると、CI値(クリスタルインピー
ダンス/振動子の機械的振動を抵抗、容量、インダクタ
ンスの直列共振回路とこの直列共振回路に対する並列容
量とによって等価回路を表したときの抵抗の値)の増
大、あるいは発振不能という不具合の原因となる。
面保護膜の密着性を高めるために貴金属層を部分的に除
去したときでも、圧電振動片の上面部と下面部との間で
励振電極がオープン状態になることのない圧電振動子、
およびその製造方法を提供することである。
動子は (1) 平板状の圧電振動片と、該圧電振動片に形成さ
れた電極パターンによって当該圧電振動片の上面部およ
び下面部にそれぞれ形成された励振電極と、前記励振電
極同士を電気的に接続するように前記電極パターンによ
って当該圧電振動片の上面部の縁部分、下面部の縁部分
および側面部に形成された導通用電極と、前記圧電振動
片の上面部および下面部に対して少なくとも前記励振電
極を覆うように形成された絶縁性の表面保護被膜とを有
し、前記電極パターンは、前記圧電振動片表面に形成され
た下地金属層と、該下地金属層表面に形成された金ある
いは銀からなる貴金属層とを備える圧電振動子におい
て、前記励振電極では前記電極パターンが前記下地金属
層により構成され、前記導通用電極では、前記圧電振動片
の側面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域における
前記圧電振動片の上面部から側面部を経て下面部に至る
部分を除いて前記電極パターンが前記下地金属層により
構成され、前記圧電振動片の側面部の湾曲形状あるいは
屈曲形状部分領域の上面部から側面部を経て下面部に至
る部分では前記電極パターンが前記下地金属層および前
記貴金属層により構成されていることを特徴とする。
2層構造からなる電極パターンを形成してその電気的抵
抗を低減するとともに、励振電極を構成する電極パター
ンについては下地金属層単独としている。また、導通用
電極を構成する電極パターンについても、圧電振動片の
側面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域における、
圧電振動片の上面部から側面部を経て下面部に至る部分
を除いて下地金属層単独としている。従って、圧電振動
片の上面部および下面部に対して、少なくとも励振電極
を覆うように形成した絶縁性の表面保護被膜は、密着よ
く圧電振動片の表面に形成される。但し、導通用電極を構
成する電極パターンにおいて、圧電振動片の側面部の湾
曲形状あるいは屈曲形状部分領域の上面部から側面部を
経て下面部に至る部分については、下地金属層と貴金属
層の2層構造にしてあるので、たとえこの部分の下地金
属層にクラックや欠落が発生したとしても、この部分で
は貴金属層によって電気的な接続が確保されている。そ
れゆえ、圧電振動片の上面部と下面部との間で励振電極
がオープン状態になることはないので、表面保護被膜の
密着性を高めるために貴金属層を部分的に除去しても、
CI値の増大、あるいは発振不能などといった不具合の
発生を防止でき、信頼性の高い圧電振動子を実現するこ
とができる。
動片に形成された電極パターンによって当該圧電振動片
の上面部および下面部にそれぞれ形成された励振電極
と、前記励振電極同士を電気的に接続するように前記電
極パターンによって当該圧電振動片の上面部の縁部分、
下面部の縁部分および側面部に形成された導通用電極
と、前記圧電振動片の上面部および下面部に対して少な
くとも前記励振電極を覆うように形成された絶縁性の表
面保護膜とを有し、前記電極パターンは、前記圧電振動
片表面に形成された下地金属層と、該下地金属層表面に
形成された金あるいは銀からなる貴金属層とを備え、前
記励振電極では、前記電極パターンが前記下地金属によ
り構成され、前記導通用電極では、前記圧電振動片の上
面部から側面部を経て下面部に至る前記圧電振動片の側
面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域を除いて前記
電極パターンが前記下記金属層により構成され、前記圧
電振動片の側面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域
の上面部から側面部を経て下面部に至る部分では前記電
極パターンが前記下地金属層および前記貴金属層により
構成されている圧電振動子の製造方法であって、前記圧
電振動片の表面のうち、前記電極パターンの形成領域に
前記下地金属層、および該下地金属層の表面全体を覆う
前記貴金属層を備える電極パターンを形成する第1電極
パターン形成工程と、前記圧電振動片のうち、前記導通
用電極の前記圧電振動片の側面部の湾曲形状あるいは屈
曲形状部分領域の上面部から側面部を経て下面部に至る
部分に相当する領域を覆うとともに、前記圧電振動片の
側面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域の上面部か
ら側面部を経て下面部に至る部分を除く前記導通用電極
の形成領域および前記励振電極の形成領域が窓明け部分
になっているマスクを形成する第1マスク形成工程と、
該マスクの窓明け部分で露出している前記貴金属層を除
去する第1貴金属除去工程と、前記表面保護被膜を形成
するための絶縁膜を形成する第1絶縁膜形成工程と、し
かる後に前記マスクを除去することにより該マスクの表
面に積層された前記絶縁膜も除去する第1絶縁膜除去工
程とを有することを特徴とする圧電振動子の製造方法で
ある。
動片に形成された電極パターンによって当該圧電振動片
の上面部および下面部にそれぞれ形成された励振電極
と、前記励振電極同士を電気的に接続するように前記電
極パターンによって当該圧電振動片の上面部の縁部分、
下面部の縁部分および側面部に形成された導通用電極
と、前記圧電振動片の上面部および下面部に対して少な
くとも前記励振電極を覆うように形成された絶縁性の表
面保護膜とを有し、前記電極パターンは、前記圧電振動
片表面に形成された下地金属層と、該下地金属層表面に
形成された金あるいは銀からなる貴金属層とを備え、前
記励振電極では前記電極パターンが前記下地金属層によ
り構成され、前記導通用電極では、前記圧電振動片の上
面部から側面部を経て下面部に至る前記圧電振動片の側
面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域を除いて前記
電極パターンが前記下地金属層により構成され、前記圧
電振動片の側面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域
の上面部から側面部を経て下面部に至る部分では前記電
極パターンが前記下地金属層および前記貴金属層により
構成されている圧電振動子の製造方法であって、前記圧
電振動片の表面のうち、前記電極パターンの形成領域に
前記下地金属層、該下地金属層の表面全体を覆う前記貴
金属層を形成し、前記電極パターンに相当する部分の前
記貴金属層の表面を覆うレジストを形成する第2電極パ
ターン形成工程と、前記圧電振動片のうち、前記レジス
トに覆われていない前記下地金属層および前記貴金属層
を除去し、さらに前記導通用電極の前記圧電振動片の側
面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域の上面部から
側面部を経て下面部に至る部分に相当する領域を覆うと
ともに、前記圧電振動片の側面部の湾曲形状あるいは屈
曲形状部分領域の上面部から側面部を経て下面部に至る
部分を除く前記導通用電極の形成領域および前記励振電
極の形成領域が窓明け部分となっているマスクを形成す
る第2マスク形成工程と、該マスクの窓明け部分で露出
している前記貴金属層を除去する第2貴金属除去工程
と、前記表面保護膜を形成するための絶縁膜を形成する
第2絶縁膜形成工程と、しかる後に前記マスクを除去す
ることにより該マスクの表面に積層された前記絶縁膜も
除去する第2絶縁膜除去工程とを有することを特徴とす
る圧電振動子の製造方法である。
く、製造工程を短縮することができる。また、これによ
り、このマスクを除去するための薬品の使用量が低減さ
れる。また、製造工程が減少した分、不良が生じないの
で歩留まりを向上させることができる。
れかの構成において、前記マスクはレジストマスクであ
ることを特徴とする圧電振動片の製造方法である。
マスクを用いた場合には、金属マスクを被せる場合と比
較して、圧電振動片や電極パターンに傷がつきにくく、か
つ、安価に形成できるという利点がある。
を図面に基づいて説明する。
振動子のうち、音叉型水晶振動子の全体構成を示す斜視
図である。第2図(A)、(B)はそれぞれ、この圧電
振動子に用いた圧電振動片を斜め上方からみたときの斜
視図、および斜め下方からみたときの斜視図である。
動子は、基部21から2つの腕部22、23が延びた薄
板状の水晶片からなる圧電振動片2と、この圧電振動片
2の基部21に対して内部端子31が接続されたプラグ
30と、圧電振動片2を収納したケース35とから構成
され、このケース35とプラグ30とによって内部が気
密状態に保たれている。
振動片2の各腕部22、23の上面部25および下面部
26の中央部分には、所定のギャップを隔てて形成され
た2つの電極パターン40によって励振電極45がそれ
ぞれ形成されている。第2図(A)、(B)では、2つ
の電極パターン40を区別するために、一方の電極パタ
ーン40には右上がりの斜線を付し、他方の電極パター
ン40には右下がりの斜線を付して、それぞれ図示して
ある。
腕部22、23の上面部25および下面部26における
中央部分にそれぞれ形成されているので、圧電振動片2
の上面部25の側の励振電極45と下面部26の側の励
振電極45とは、上面部25の縁部分251、252、
253、254、下面部26の縁部分261、262、
263、264、および各側面部271、272に形成
された電極パターン40からなる導通用電極46によっ
て電気的に接続している。
ン40のうち、基部21に形成されている部分をマウン
ト部として、そこに内部端子31を半田や導電性接着剤
などで電気的に接続した状態で、この外部端子33およ
び内部端子31を介して励振電極45に交流電圧を印加
すれば、腕部22、23が所定の周波数で振動する。こ
の場合、導通用電極46も圧電振動片2を励振する機能
を有している。なお、腕部22、23の先端側にはレー
ザトリミングにより周波数調整を行うための錘部分49
が形成されている。
用した圧電振動子に用いた圧電振動片を第2図(A)、
(B)のA−A′線、B−B′線、およびC−C′線で
切断したときの断面図である。
抗を低減することを目的に金電極層や銀電極層などとい
った貴金属層が用いられている。但し、圧電振動片2の
表面に直接、金電極層などの貴金属層を形成すると、圧
電振動片2と金電極層との密着性が悪い。また、圧電振
動片2の腕部22、23では、各電極パターン40間の
ギャップがμmオーダと極めて狭いため、電極パターン
40間で短絡が発生しやすいので、電極パターン40の
表面にシリコン酸化膜などの表面保護膜47を蒸着法あ
るいはスパッタ法により形成している。但し、シリコン
酸化膜は金電極層との密着性が悪い。
に示すように、圧電振動片2のうち、基部21の側で
は、電極パターン40間のギャップが広いので、電極パ
ターン40間での短絡のおそれがなく、かつ、基部21
においてプラグ30の内部端子31とマウント部との半
田付けや導電性接着剤などによる電気的な接続を行うと
いう観点からすれば金電極層42があった方がよいの
で、電極パターン40を下地金属層41と金電極層42
との2層構造で形成し、シリコン酸化膜などの表面保護
膜を形成しない。
は、各電極パターン40間のギャップがμmオーダと極
めて狭いため、電極パターン40間で短絡が発生しやす
い。そこで、本形態では、第3図(B)に示すように、
圧電振動片2の各腕部22、23の先端側のストレート
部分では、上面部25および下面部26において、少な
くとも励振電極45を構成する電極パターン40の表面
をシリコン酸化膜などの表面保護膜47で覆う。その結
果、短絡が発生しない。但し、この部分の電極パターン
40については、クロム層からなる下地電極層41単独
の層とし、金電極層42が形成されていない。それ故、
表面保護膜47と圧電振動片2との密着性が高い。
動片2の側面部271、272が湾曲形状あるいは屈曲
形状になっている部分276、277、278、279
においては、クロム層からなる下地電極層41だけでは
下地電極層41にクラックあるいは欠落が発生して導通
用電極46が断線するおそれがある。
部271、272が湾曲形状あるいは屈曲形状をもつ部
分276、277、278、279については、クロム
層からなる下地金属層41と、展性に優れた金電極層4
2との2層構造にしてある。従って、このような部分で
は、下地金属層41がオープンになっても、この部分の
電気的な接続は、金電極層42によって確保できる。そ
れ故、圧電振動片2の上面部25と下面部26との間に
おいて、下地金属層41のクラックや欠落に起因して導
通用電極46がオープンになることがない。よって、本
形態に係る圧電振動子では、表面保護膜47の密着性を
高めることを目的に表面保護膜47の形成領域の大部分
を占める領域で金電極層42を除去しても、圧電振動片
2の上面部25と下面部26との間で励振電極45を確
実に電気的に接続することができる。しかも、後述する
金属マスクを用いる場合には、表面保護膜47が形成さ
れている領域のうち、金電極層42の表面に表面保護膜
47が直接、形成されているのは、圧電素子片2の側面
部271、272が湾曲形状をもつ部分276、27
7、278、279のみで、全体からみれば極めて狭い
領域にすぎない。このため、表面保護膜47の圧電振動
片2との密着性が低下するおそれがない(第8図(B)
参照)。
4図ないし第7図を参照して説明する。ここで説明する
製造プロセスは、半導体プロセスと共通する部分がある
が、半導体プロセスと違って、圧電振動子の場合にはウ
エーハの両面に同一パターンを形成していく。なお、第
4図、第5図および第6図に示す工程断面図は、圧電素
子片2の側面部271、272が湾曲形状をもつ部分2
76、277、278、279における2つの腕部2
2、23のそれぞれの断面に相当する。
た水晶ウェーハ20に研磨加工、洗浄を行った後、第4
図(B)に示すように、クロム層Crおよび金層Auを
それぞれ数百オングストローム〜約2000オングスト
ロームの膜厚で真空蒸着する。ここで、クロム層Crを
形成するのは金層Auだけでは水晶ウェーハ20に対す
る密着性が悪いからである。
形成した後、音叉形状のパターンで焼付け、現像し、第
4図(C)に示すように、音叉形状にフォトレジストR
1を残す。次に、第4図(D)に示すように、フォトレ
ジストRをマスクとして金属Auおよびクロム層Crに
エッチングを行い、金層Auおよびクロム層Crを音叉
形状に残す。次に、金層Auおよびクロム層Crをマス
クとして、フッ酸およびフッ化アンモニウムを用いたエ
ッチング液で水晶ウェーハ20のエッチングを行い、第
4図(E)に示すように、水晶を音叉形状に成形する。
これが圧電振動片2である。
ロム層Crを全て除去し、第5図(A)に示すように、
改めて、電極パターン40を形成するためのクロム層C
rおよび金層Auを形成する。
トを形成した後、それを各電極パターン40のパターン
形状に焼付け、現像し、第5図(B)に示すように、フ
ォトレジストR2を各電極パターン40のパターン形状
に残す。
金層Auおよびクロム層Crにエッチングを行い、第5
図(C)に示すように、金層Auおよびクロム層Crを
電極パターン40のパターン形状に残す(第1電極パタ
ーン形成工程)。その結果、クロム層Crから形成され
た下地金属膜41と、金層Auから形成された金電極層
42とを有する電極パターン40が形成される。
動片2の腕部22、23の全体を覆うように金剥離用お
よび絶縁膜形成用のフォトレジストRを塗布した後、焼
付け、現像し、第6図(B)に示すように、圧電振動片
2の上面部25および下面部26において、少なくとも
励振電極45、および好ましくはこの励振電極45と導
通用電極46とのギャップに相当する部分が窓開け部分
R30になっているレジストマスクR3を形成する(第
1マスク形成工程)。
30からエッチングを行い、第6図(C)に示すよう
に、励振電極45を構成する電極パターン40から金電
極層42を除去する。その結果、励振電極45は、クロ
ム層からなる下地電極層41のみで形成される(第1貴
金属除去工程)。
動片2の上面部25および下面部26のそれぞれに対し
て絶縁膜470を形成する(第1絶縁膜形成工程)。
トマスクR3を除去する。このとき、半導体プロセスで
行われているリフトオフ法と同様、レジストマスクR3
の表面に形成されていた絶縁膜470も除去されるの
で、圧電振動片2の所定領域のみに絶縁膜470が表面
保護膜47として残る(第1絶縁膜除去工程)。また、
表面保護膜47の下層にはクロム層(下地金属膜41)
からなる励振電極45が形成されている構造となる。さ
らに、第2図を参照して説明したように、圧電振動片2
の上面部25の縁部分251、252、253、25
4、下面部26の縁部分261、262、263、26
4、および各側面部271、272には、クロム層から
なる下地電極層41と金電極層42とからなる導通用電
極46が形成される。
図を参照して後述するように、金属マスクを介してのマ
スク蒸着あるいはマスクスパッタを用いても行うことが
できるが、第6図を参照して説明した形態のように、レ
ジストマスクR3を用いて圧電振動片2の所定領域に表
面保護膜47を形成する方法では、金属マスクを使用し
た場合と異なり圧電振動片2や励振電極45に傷が付く
ことがなく、かつ、安価にマスクの形成を行うことがで
きるという利点がある。
いては、第7図に示すように、その基部21にプラグ3
0の内部端子31をはんだ接続する。次に、この段階で
の圧電振動片2の周波数調整を圧電振動片2の腕部2
2、23の先端に形成してある金電極層からなる錘部分
49へのレーザトリミングにより行った後、真空チャン
バー内でケース35へプラグ30を圧入し、圧電振動子
1を製造する。そして、圧電振動子1の特性検査を行
う。
るいはマスクスパッタを用いる方法では、第8図(A)
に示すように、圧電振動片2の表面に金属マスクMを被
せ、この金属マスクMを介して絶縁膜470をマスク蒸
着あるいはマスクスパッタを行った後、第8図(B)に
示すように、金属マスクMを除去する。このような製造
方法によっても、圧電振動片2の所定領域のみに、絶縁
膜470を表面保護膜47として残すことができる。
る圧電振動子と同様の構成であり、製造方法が異なるの
でその異なる点のついて説明する。
図、第9図および第10図を参照して説明する。ここで
説明する製造プロセスは、半導体プロセスと共通する部
分があるが、半導体プロセスと違って、圧電振動子の場
合にはウエーハの両面に同一パターンを形成していく。
なお、第4図、第9図および第10図に示す工程断面図
は、圧電素子片2の側面部271、272が湾曲形状を
もつ部分276、277、278、279における2つ
の腕部22、23のそれぞれの断面に相当する。
1の製造方法における第4図に示す工程と同様の工程経
て製造されるので、第4図に示す工程の説明は省略す
る。第4図に示す工程を経て、圧電振動片2は、第9図
(A)のような構成となる。
ロム層Crを全て除去し、第9図(A)に示すように、
改めて、電極パターン40を形成するためのクロム層C
rおよび金層Auを形成する。
トを形成した後、それを各電極パターン40のパターン
形状に焼付け、現像し、第9図(B)に示すように、フ
ォトレジストR2を各電極パターン40のパターン形状
に残す。フォトレジストR2は、例えばポジタイプのフ
ォトレジスト(OFPRレジスト)である。
金層Auおよびクロム層Crにエッチングを行い、第9
図(C)に示すように、金層Auおよびクロム層Crを
電極パターン40のパターン形状に残す(第2電極パタ
ーン形成工程)。その結果、フォトレジストR2の下層
には、クロム層Crから形成された下地金属層41と、
金層Auから形成された金電極層42とを有する電極パ
ターン40が形成される。
振動片2の上面部25および下面部26において、励振
電極45を覆う部分のフォトレジストR2を露光し除去
することにより、励振電極45、およびこの励振電極4
5と導通用電極46とのギャップに相当する部分が窓開
け部分R30になっているレジストマスクR3を形成す
る(第2マスク形成工程)。
30からエッチングを行い、第10図(B)に示すよう
に、励振電極45を構成する電極パターン40から金電
極層42を除去する。その結果、励振電極45は、クロ
ム層からなる下地電極層41のみで形成される(第2貴
金属除去工程)。
振動片2の上面部25および下面部26のそれぞれに対
して絶縁膜470を形成する(第2絶縁膜形成工程)。
ストマスクR3を除去する。このとき、半導体プロセス
で行われているリフトオフ法と同様、レジストマスクR
3の表面に形成されていた絶縁膜470も除去されるの
で、圧電振動片2の所定領域のみに絶縁膜470が表面
保護膜47として残る(第2絶縁膜除去工程)。また、
表面保護膜47の下層にはクロム層(下地金属膜41)
からなる励振電極45が形成されている構造となる。さ
らに、第2図を参照して説明したように、圧電振動片2
の上面部25の縁部分251、252、253、25
4、下面部26の縁部分261、262、263、26
4、および各側面部271、272には、クロム層から
なる下地電極層41と金電極層42とからなる導通用電
極46が形成される。
図を参照して後述するように、金属マスクを介してのマ
スク蒸着あるいはマスクスパッタを用いても行うことが
できるが、第10図を参照して説明した形態のように、
レジストマスクR3を用いて圧電振動片2の所定領域に
表面保護膜47を形成する方法では、金属マスクを使用
した場合と異なり圧電振動片2や励振電極45に傷が付
くことがなく、かつ、安価にマスクの形成を行うことが
できるという利点がある。
いては、第7図に示すように、その基部21にプラグ3
0の内部端子31をはんだ接続する。次に、この段階で
の圧電振動片2の周波数調整を圧電振動片2の腕部2
2、23の先端に形成してある金電極層からなる錘部分
49へのレーザトリミングにより行った後、真空チャン
バー内でケース35へプラグ30を圧入し、圧電振動子
1を製造する。そして、圧電振動子1の特性検査を行
う。
マスクスパッタを用いる方法では、第8図(A)に示す
ように、圧電振動片2の表面に金属マスクMを被せ、こ
の金属マスクMを介して絶縁膜470をマスク蒸着ある
いはマスクスパッタを行った後、第8図(B)に示すよ
うに、金属マスクMを除去する。このような製造方法に
よっても、圧電振動片2の所定領域のみに、絶縁膜47
0を表面保護膜47として残すことができる。
なりフォトレジストの未露光部分を再利用しておりフォ
トレジストの塗布が1回で良く、製造工程を短縮するこ
とができる。また、これにより、第2の方法では、この
フォトレジストを除去するための薬品の使用量を低減す
ることができる。また、第2の製造方法によれば、製造
工程が減少した分不良が生じないので歩留まりを向上さ
せることができる。
たが、銀電極層を用いた場合も同様な効果を奏する。
金属層と貴金属層との2層構造からなる電極パターンを
形成してその電気的抵抗を低減するとともに、励振電極
を構成する電極パターンについては下地金属層単独とし
ている。また、導通用電極を構成する電極パターンにつ
いても、圧電振動片の上面部から側面部を経て下面部に
至る一部分を除いて下地金属層単独としている。従っ
て、圧電振動片の上面部および下面部に対して少なくと
も励振電極を覆うように形成した絶縁性の表面保護膜
は、密着性よく圧電振動片の表面に形成される。また、
導通用電極を構成する電極パターンにおいて、圧電振動
片の上面部から側面部を経て下面部に至る一部分につい
ては、下地金属層と貴金属層との2層構造にしてあるの
で、たとえこの部分の下地金属層にクラックや欠落が発
生したとしても、この部分では貴金属層によって電気的
な接続が確保されている。それ故、圧電振動片の上面部
と下面部との間で励振電極がオープン状態になることは
ないので、表面保護膜の密着性を高めるために貴金属層
を部分的に除去しても、CI値の増大、あるいは発振不
能などといった不具合の発生を防止でき、信頼性の高い
圧電振動子を実現することができる。ケースへプラグを
圧入して封止する筒型容器タイプの圧電振動子で説明し
たが、本願発明は、上記の実施の形態に限らず、セラミ
ックパッケージの表面実装型圧電振動子や缶タイプの圧
電振動子へ広く応用することができる。
子などの圧電振動子、およびその製造方法として用いる
のに適している。さらに詳しくは、圧電振動片に形成し
た電極同士の電気的接続と短絡防止技術として用いるの
に適している。 [図面の簡単な説明]
晶振動子の全体構成を示す斜視図。
した圧電振動子に用いた圧電振動片を斜め上方からみた
ときの斜視図、および斜め下方からみたときの斜視図。
振動片を第2図(A)、(B)のA−A′線、B−B′
線、およびC−C′線で切断したときの断面図である。
す圧電振動片の製造工程のうち、音叉型の圧電振動片を
形成するまでの腕部に相当する部分の工程断面図であ
る。
す圧電振動片の製造工程のうち、音叉型の圧電振動片を
形成してから電極パターンを形成するまでの腕部に相当
する部分の工程断面図である。
す圧電振動片の製造工程のうち、電極パターンを形成し
てから絶縁膜を形成するまでの腕部に相当する部分の工
程断面図である。
圧電振動片に絶縁膜を形成した以降の圧電振動子の組み
立て工程図である。
す圧電振動片の製造工程のうち、金属マスクを用いて絶
縁膜を形成する工程を示す工程断面図である。
す圧電振動片の別の製造工程のうち、音叉型の圧電振動
片を形成してから電極パターンを形成するまでの腕部に
相当する部分の工程断面図である。
示す圧電振動片の別の製造工程のうち、電極パターンを
形成してから絶縁膜を形成するまでの腕部に相当する部
分の工程断面図である。
子の全体構成を示す斜視図。
振動子に用いた圧電振動片を斜め上方からみたときの斜
視図、および斜め下方からみたときの斜視図。
来の圧電振動子に用いられている圧電振動片における第
12図(A)、(B)のD−D′線、E−E′線、およ
びF−F′線で切断したときの断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 平板状の圧電振動片と、該圧電振動片に
形成された電極パターンによって当該圧電振動片の上面
部および下面部にそれぞれ形成された励振電極と、前記
励振電極同士を電気的に接続するように前記電極パター
ンによって当該圧電振動片の上面部の縁部分、下面部の
縁部分および側面部に形成された導通用電極と、前記圧
電振動片の上面部および下面部に対して少なくとも前記
励振電極を覆うように形成された絶縁性の表面保護被膜
とを有し、前記電極パターンは、前記圧電振動片表面に形
成された下地金属層と、該下地金属層表面に形成された
金あるいは銀か らなる貴金属層とを備える圧電振動子において、 前記励振電極では前記電極パターンが前記下地金属層に
より構成され、 前記導通用電極では、前記圧電振動片の側面部の湾曲形
状あるいは屈曲形状部分領域における前記圧電振動片の
上面部から側面部を経て下面部に至る部分を除いて前記
電極パターンが前記下地金属層により構成され、前記圧
電振動片の側面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域
の上面部から側面部を経て下面部に至る部分では前記電
極パターンが前記下地金属層および前記貴金属層により
構成されていることを特徴とする圧電振動子。 - 【請求項2】 平板状の圧電振動片と、該圧電振動片に
形成された電極パターンによって当該圧電振動片の上面
部および下面部にそれぞれ形成された励振電極と、前記
励振電極同士を電気的に接続するように前記電極パター
ンによって当該圧電振動片の上面部の縁部分、下面部の
縁部分および側面部に形成された導通用電極と、前記圧
電振動片の上面部および下面部に対して少なくとも前記
励振電極を覆うように形成された絶縁性の表面保護膜と
を有し、前記電極パターンは、前記圧電振動片表面に形
成された下地金属層と、該下地金属層表面に形成された
金あるいは銀からなる貴金属層とを備え、 前記励振電極では、前記電極パターンが前記下地金属に
より構成され、 前記導通用電極では、前記圧電振動片の上面部から側面
部を経て下面部に至る前記圧電振動片の側面部の湾曲形
状あるいは屈曲形状部分領域を除いて前記電極パターン
が前記下地金属層により構成され、前記圧電振動片の側
面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域の上面部から
側面部を経て下面部に至る部分では前記電極パターンが
前記下地金属層および前記貴金属層により構成されてい
る圧電振動子の製造方法であって、 前記圧電振動片の表面のうち、前記電極パターンの形成
領域に前記下地金属層、および該下地金属層の表面全体
を覆う前記貴金属層を備える電極パターンを形成する第
1電極パターン形成工程と、 前記圧電振動片のうち、前記導通用電極の前記圧電振動
片の側面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域の上面
部から側面部を経て下面部に至る部分に相当する領域を
覆うとともに、前記圧電振動片の側面部の湾曲形状ある
いは屈曲形状部分領域の上面部から側面部を経て下面部
に至る部分を除く前記導通用電極の形成領域および前記
励振電極の形成領域が窓明け部分になっているマスクを
形成する第1マスク形成工程と、 該マスクの窓明け部分で露出している前記貴金属層を除
去する第1貴金属除去工程と、 前記表面保護被膜を形成するための絶縁膜を形成する第
1絶縁膜形成工程と、 しかる後に前記マスクを除去することにより該マスクの
表面に積層された前記絶縁膜も除去する第1絶縁膜除去
工程と を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。 - 【請求項3】 平板上の圧電振動片と、該圧電振動片に
形成された電極パターンによって当該圧電振動片の上面
部および下面部にそれぞれ形成された励振電極と、前記
励振電極同士を電気的に接続するように前記電極パター
ンによって当該圧電振動片の上面部の縁部分、下面部の
縁部分および側面部に形成された導通用電極と、前記圧
電振動片の上面部および下面部に対して少なくとも前記
励振電極を覆うように形成された絶縁性の表面保護膜と
を有し、前記電極パターンは、前記圧電振動片表面に形
成された下地金属層と、該下地金属層表面に形成された
金あるいは銀からなる貴金属層とを備え、 前記励振電極では前記電極パターンが前記下地金属層に
より構成され、 前記導通用電極では、前記圧電振動片の上面部から側面
部を経て下面部に至る前記圧電振動片の側面部の湾曲形
状あるいは屈曲形状部分領域を除いて前記電極パターン
が前記下地金属層により構成され、前記圧電振動片の側
面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域の上面部から
側面部を経て下面部に至る部分では前記電極パターンが
前記下地金属層および前記貴金属層により構成されてい
る圧電振動子の製造方法であって、 前記圧電振動片の表面のうち、前記電極パターンの形成
領域に前記下地金属層、該下地金属層の表面全体を覆う
前記貴金属層を形成し、前記電極パターンに相当する部
分の前記貴金属層の表面を覆うレジストを形成する第2
電極パターン形成工程と、 前記圧電振動片のうち、前記レジストに覆われていない
前記下地金属層および前記貴金属層を除去し、さらに前
記導通用電極の前記圧電振動片の側面部の湾曲形状ある
いは屈曲形状部分領域の上面部から側面部を経て下面部
に至る部分に相当する領域を覆うとともに、前記圧電振
動片の側面部の湾曲形状あるいは屈曲形状部分領域の上
面部から側面部を経て下面部に至る部分を除く前記導通
用電極の形成領域および前記励振電極の形成領域が窓明
け部分になっているマスクを形成する第2マスク形成工
程と、 該マスクの窓明け部分で露出している前記貴金属層を除
去する第2貴金属除去工程と、 前記表面保護膜を形成するための絶縁膜を形成する第2
絶縁膜形成工程と、 しかる後に前記マスクを除去することにより該マスクの
表面に積層された前記絶縁膜も除去する第2絶縁膜除去
工程と を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。 - 【請求項4】前記マスクはレジストマスクであることを
特徴とする請求の範囲第2項または第3項のいずれかに
記載の圧電振動子の製造方法。
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