JP4778548B2 - 圧電フレーム、圧電デバイス及び圧電フレームの製造方法 - Google Patents
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Description
上記構成によれば、外枠部と音叉型圧電振動片との間に鋭角部が形成される。この鋭角部は、電極を形成する際に圧電フレームのZ方向から垂直に照射される露光光を反射する。このため、電極を形成する際に圧電フレームの側面に塗布されたフォトレジストに露光光が十分に照射される。このため鋭角部は側面と圧電フレーム側面との電極膜がエッチングで除去され、電極パターンがショートすることがない。
第3の観点の圧電フレームの鋭角部は、基部の外枠部側の側面に形成される第2鋭角部を含む。
第4の観点の圧電フレームの鋭角部は、支持腕の外枠部側の側面に形成される第3鋭角部を含む。
このように複数の領域に鋭角部を設けることで、電極を形成する際に圧電フレームの側面に塗布されたフォトレジストに露光光が十分に照射され、鋭角部の側面と圧電フレーム側面との電極膜がエッチングで除去される。
上述の圧電フレームを使用することで、電極パターンがショートすることがない故障の少ない圧電デバイスを提供することができる。
上記構成によれば、外枠部と音叉型圧電振動片との間に鋭角部が形成される。この鋭角部は、電極を形成する際に圧電フレームのZ方向から垂直に照射される露光光を反射する。このため、電極を形成する際に圧電フレームの側面に塗布されたフォトレジストに露光光が十分に照射される。
第2露光工程により、複雑な鋭角部が形成される。したがって、電極を形成する際に圧電フレームの側面にZ方向から垂直に照射される露光光を複数の方向へ反射することができる。
≪圧電デバイス100の構成≫
図1(a)は、本発明の圧電デバイス100の構成を示す斜視図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A断面で圧電デバイス100の分離した状態を示した概略断面図である。図1(a)、(b)に示されるように圧電デバイス100は、水晶単結晶ウエハに形成されたリッド10と、水晶単結晶ウエハに形成された音叉型水晶振動片30を備えた第1水晶フレーム20と、水晶単結晶ウエハに形成されたベース40との3層でパッケージ80を形成している。図1(a)は、表面実装(SMD)タイプの圧電デバイス100をリッド10のリッド部側から見た図である。ベース40は、底面に第1外部電極45及び第2外部電極46を備えている。第1水晶フレーム20の音叉型水晶振動片30は、外枠部22と支持腕26とを形成している。第1水晶フレーム20は、外枠部22の両面に第1接続端子35及び第2接続端子36を備えている。外枠部22は、側面に第1鋭角を有する突起部11を備えている。
図2は、本発明の第1水晶フレーム20の上面図である。第1水晶フレーム20は、基部23及び振動腕21からなる音叉型水晶振動片30と、第1引出電極31及び第2引出電極32を備えた外枠部22と、支持腕26とから構成され、同じ厚さの水晶基板で一体に形成されている。音叉型水晶振動片30は、たとえば32.768kHzで信号を発振する振動片で、極めて小型の振動片となっている。
≪第2水晶フレーム20Aの構成≫
図3は、第2実施形態の第2水晶フレーム20Aの上面図である。第2実施形態の第2水晶フレーム20Aと第1実施形態の第1水晶フレーム20とが異なる点は、外枠部22の側面に第1鋭角を有する凹み部が形成された点である。以下、第1実施形態と同じ部材には同じ符号を付し、第1実施形態と異なる点を説明する。
≪第3水晶フレーム20Bの構成≫
図4は、第3実施形態の第3水晶フレーム20Bの上面図である。第3実施形態の第3水晶フレーム20Bと第1実施形態の第1水晶フレーム20とが異なる点は、第2鋭角の突起部13及び第3鋭角の突起部14が形成された点である。以下、第1実施形態と同じ部材には同じ符号を付し、第1実施形態と異なる点を説明する。
図5及び図6は、図2で示した第1水晶フレーム20を使って図1に示した圧電デバイス100を製造する工程を示したフローチャートである。図5は第1水晶フレーム20の音叉型水晶振動片30の外形形成、溝部及び突起部の形成工程を示したフローチャートである。図6は音叉型水晶振動片30に電極パターンを形成しパッケージングする工程を示したフローチャートである。
図5は第1水晶フレーム20の外形形成及び溝部と突起部との形成の工程を示したフローチャートである。
ステップS102では、所定の厚みに研磨し表面変質層が除去された水晶単結晶ウエハを用意する。水晶単結晶ウエハの全面に、耐蝕膜をスパッタリングもしくは蒸着などの手法により形成する。すなわち、圧電材料としての水晶単結晶ウエハには、金(Au)や銀(Ag)等を直接成膜することは困難なため、下地としてクロム(Cr)やチタン(Ti)等を使用する。つまり、この実施形態では、耐蝕膜としてクロム層の上に金層を重ねた耐蝕膜を使用する。
図6は、電極パターン形成とパッケージングとの工程を示したフローチャートである。
ステップS120では、第1水晶フレーム20を純水で洗浄し、水晶ウエハの全面に、電極などを形成するためのクロム層と金層とを真空蒸着またはスパッタリング等の手法により形成する。
ステップS122では、スプレーを使って全面にフォトレジストを塗布する。溝部27などが形成されているため、溝部27及び側面にも均一にフォトレジストを塗布する。
図7ないし図13は、第1水晶フレーム20及び第2水晶フレーム20A並びに第3水晶フレーム20B用の第1フォトマスク及び第2フォトマスクの一部を示した上面図である。第1フォトマスク及び第2フォトマスクは、第1、第2及び第3鋭角を有する突起形状又は凹み形状を備える。
図7(a)は、第1水晶フレーム20の外形形成用の第1フォトマスク91−1を示す上面図である。第1フォトマスク91−1は、理解を助けるため1つの第1水晶フレーム20に対応するマスク枠95の外形部分を仮想線(一点鎖線)で示している。第1フォトマスク91−1には、図2で示された第1水晶フレーム20の音叉型水晶振動片30と外枠部22と支持腕26とに対応する遮光部が描かれている。また第1鋭角を有する突起部11に対応する遮光部961が描かれている。第1フォトマスク91−1には複数の第1水晶フレーム20が描かれており、また水晶単結晶ウエハとフォトマスクとの正確な位置合わせができるようにアライメントマークが描かれている。図7(b)は、外形形成用の第1フォトマスク91−2を示す上面図である。第1フォトマスク91−2には、第1水晶フレーム20の音叉型水晶振動片30と外枠部22と支持腕26とが描かれているが、突起部11の領域に遮光部961が描かれていない。
図8(a)は、第1水晶フレーム20の外形形成用の第1フォトマスク91−1を示す上面図である。図7(a)で説明したものと同じである。
図9(a)は、第1水晶フレーム20の外形形成用の第1フォトマスク91−1を示す上面図である。図7(a)で説明したものと同じである。
図10(a)は、第1水晶フレーム20の外形形成用の第1フォトマスク91−1を示す上面図である。図7(a)で説明したものと同じである。
図11(a)は、第2水晶フレーム20Aの外形形成用の第1フォトマスク91−3を示す上面図である。第1フォトマスク91−3は、理解を助けるため1つの第2水晶フレーム20Aに対応するマスク枠95の外形部分を仮想線(一点鎖線)で示している。第1フォトマスク91−3には、図3で示された第2水晶フレーム20Aの音叉型水晶振動片30と外枠部22と支持腕26とに対応する遮光部が描かれている。また第1鋭角領域の凹み部12に対応する遮光部964が描かれている。第1フォトマスク91−3には複数の第2水晶フレーム20Aが描かれており、また水晶単結晶ウエハとフォトマスクとの正確な位置合わせができるようにアライメントマークが描かれている。
図12(a)は、第2水晶フレーム20Aの外形形成用の第1フォトマスク91−4を示す上面図である。図11(a)で説明したものと同じである。
図13(a)は、第3水晶フレーム20Bの外形形成用の第1フォトマスク91−5を示す上面図である。第1フォトマスク91−5は、理解を助けるため1つの第3水晶フレーム20Bに対応するマスク枠95の外形部分を仮想線(一点鎖線)で示している。第1フォトマスク91−5には、図4で示された第3水晶フレーム20Bの音叉型水晶振動片30と外枠部22と支持腕26とに対応する遮光部が描かれている。また第1鋭角を有する突起部11に対応する遮光部961が描かれており、第2及び第3鋭角を有する突起形状13及び突起形状14に対応する遮光部966が描かれている。第1フォトマスク91−5には複数の第3水晶フレーム20Bが描かれており、また水晶単結晶ウエハとフォトマスクとの正確な位置合わせができるようにアライメントマークが描かれている。
11,13,14 … 突起部
111,112,113,114 … 突起形状
12 … 凹み部
121,122 … 凹み形状
15 … スルーホール配線
17 … リッド用凹部
20 … 第1水晶フレーム、20A … 第2水晶フレーム、20B … 第3水晶フレーム
21 … 振動腕、22 … 外枠部、23 … 基部、26 … 支持腕
27 … 溝部、28 … 錘部
30 … 音叉型水晶振動片
31、31a、31b … 第1引出電極
32、32a、32b … 第2引出電極
33 … 第1励振電極、34 … 第2励振電極
35 … 第1接続端子、36 … 第2接続端子
40 … ベース
41,43 … スルーホール
42 … 第1接続電極、44 … 第2接続電極
45 … 第1外部電極,46 … 第2外部電極
47 … ベース用凹部
70 … 共晶合金
80 … パッケージ
91−1,91−2,91−3,91−4,91−5 … 第1フォトマスク
94−1,94−2,94−3,94−4,94−5 … 第2フォトマスク
95 … マスク枠
96 … 斜線部(透過領域)
97 … 水晶フレームパターン
98 … 溝パターン
100 … 圧電デバイス
Claims (3)
- 表裏面及び側面を含む基部の一端側から伸びる一対の振動腕とこの一対の振動腕に励振電極とを有する音叉型圧電振動片と、
表裏面及び側面を含み、前記音叉型圧電振動片の外側で前記音叉型圧電振動片を囲む外枠部と、
表裏面及び側面を含み、前記基部から前記外枠部へ伸びて前記音叉型圧電振動片を支持する支持腕と、
前記外枠部の前記音叉型圧電振動片側の側面、前記支持腕の前記外枠部側の側面、又は前記基部の前記外枠部側の側面に形成され、前記外枠部の表裏面の法線方向から観て先端が鋭角に突起した突起形状を有し且つ前記法線方向に斜めに形成される鋭角部と、
を備えることを特徴とする圧電フレーム。 - 旧請求項9
請求項1に記載の圧電フレームと、
この圧電フレームを覆う蓋部と、
前記圧電フレームを支えるとともに、前記励振電極から前記支持腕を介して前記外枠部に伸びる接続電極に導通する外部電極を有するベースと、
を備えることを特徴とする圧電デバイス。 - 基部の一端側から伸びる一対の振動腕を有する音叉型圧電振動片とその音叉型圧電振動子の外側で前記音叉型圧電振動片を囲む外枠部と前記基部から前記外枠部へ伸びて前記音叉型圧電振動片を支持する支持腕とを備えた圧電フレームの製造方法において、
基板の表裏面にレジストを形成する工程と、
前記外枠部の前記音叉型圧電振動片側の側面、前記支持腕の前記外枠部側の側面、又は前記基部の前記外枠部側の側面に形成され前記外枠部の表面の法線方向から観て先端が鋭角に突起した突起形状を有する鋭角部に対応する領域を有する第1マスクと前記第1マスクとは前記鋭角部に対応する領域とは異なる領域を有する第2マスクとで、前記基板の表裏面に形成されたレジストを露光する第1露光工程と、
前記第1露光工程で露光された前記基板をエッチングするエッチング工程と、
前記エッチング工程後に、前記振動腕に伸びる溝部と前記鋭角部とに対応する領域とを有する溝部用マスクで、前記レジストが形成された基板を露光する第2露光工程と、
前記第2露光工程で露光された基板を途中までエッチングするハーフエッチング工程と、
を備えたことを特徴とする圧電フレームの製造方法。
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