JP5949882B2 - Manufacturing method of vibrating piece - Google Patents

Manufacturing method of vibrating piece Download PDF

Info

Publication number
JP5949882B2
JP5949882B2 JP2014235995A JP2014235995A JP5949882B2 JP 5949882 B2 JP5949882 B2 JP 5949882B2 JP 2014235995 A JP2014235995 A JP 2014235995A JP 2014235995 A JP2014235995 A JP 2014235995A JP 5949882 B2 JP5949882 B2 JP 5949882B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
crystal
main surface
electrode
mesa
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014235995A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015073300A (en
Inventor
資郎 村上
資郎 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2014235995A priority Critical patent/JP5949882B2/en
Publication of JP2015073300A publication Critical patent/JP2015073300A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5949882B2 publication Critical patent/JP5949882B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

本発明は、振動片の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a manufacturing method of the vibration Dohen.

圧電振動片は、１枚の圧電ウエハから複数の圧電振動片を形成している。そして特許文献１に記載された発明では、ＡＴカット等の水晶基板から複数の水晶片を得ている。具体的には、この水晶片を得るために、まず水晶基板上に金属膜を形成した後、圧電振動片等の外形パターンに倣ったフォトレジストパターンを金属膜上に設けている。そしてフォトレジストパターンを保護膜として用いて金属膜をエッチングした後、フォトレジストパターンと金属膜パターンを保護膜として用いて水晶基板をエッチングし、水晶片やアーム部、フレーム部を形成する。なお水晶片の基端側は−Ｘ方向になっており、アーム部を介してフレーム部に固定されている。また水晶片の先端側は＋Ｘ方向になっている。この後、フォトレジストパターンや金属膜を剥離して、水晶片に電極を形成することにより、水晶片集合体を得ている。次に、水晶片をアーム部から折り取ることにより、水晶片を個片化している。
また特許文献２に記載された水晶振動片は片端保持されるようになっており、−Ｘ側が自由端となり、＋Ｘ側が固定端となるようにしている。 The piezoelectric vibrating piece forms a plurality of piezoelectric vibrating pieces from a single piezoelectric wafer. In the invention described in Patent Document 1, a plurality of crystal pieces are obtained from a crystal substrate such as an AT cut. Specifically, in order to obtain this crystal piece, a metal film is first formed on a crystal substrate, and then a photoresist pattern following the external pattern such as a piezoelectric vibrating piece is provided on the metal film. Then, after etching the metal film using the photoresist pattern as a protective film, the crystal substrate is etched using the photoresist pattern and the metal film pattern as a protective film to form a crystal piece, an arm portion, and a frame portion. The base end side of the crystal piece is in the −X direction, and is fixed to the frame portion via the arm portion. The tip side of the crystal piece is in the + X direction. Thereafter, the photoresist pattern and the metal film are peeled off, and an electrode is formed on the crystal piece to obtain a crystal piece aggregate. Next, the crystal piece is separated into pieces by folding the crystal piece from the arm portion.
The quartz crystal resonator element described in Patent Document 2 is held at one end, and the −X side is a free end and the + X side is a fixed end.

特開２００６−１８６８４７号公報（６頁、図１，２）Japanese Patent Laying-Open No. 2006-186847 (page 6, FIGS. 1 and 2) 特開２００５−１３０２１８号公報（段落００２３）JP 2005-130218 A (paragraph 0023)

前述したように、特許文献１に記載された水晶片をフレームから折り取る前は、−Ｘ方向にある水晶片の基端側がフレーム部に固定され、＋Ｘ方向が先端側になっている。このような水晶片では、水晶片の外形を形成するときに先端側の角部がエッチングされてしまい、チップの内側への大きな入り込みが生じてしまう。すなわち水晶片の先端側は、チップの内側から外方に向けて徐々に肉薄になってしまう。   As described above, before the crystal piece described in Patent Document 1 is folded from the frame, the base end side of the crystal piece in the −X direction is fixed to the frame portion, and the + X direction is the front end side. In such a crystal piece, when the outer shape of the crystal piece is formed, the corner portion on the tip side is etched, and a large penetration into the inside of the chip occurs. That is, the tip end side of the crystal piece gradually becomes thinner from the inside to the outside of the chip.

ところで水晶片をパッケージに搭載した水晶振動子等では、落下等により衝撃が加わった場合でも水晶片が撓むのを防止する必要がある。このためパッケージ内部の底面に「まくら」を設けて、水晶片の先端側を支えるようにし、水晶片が撓むのを防止している。ところが前述したような、入り込みが形成された水晶片が「まくら」に支えられている場合には、水晶片が肉薄になっているので衝撃等に対して弱くなっているから、落下等によって水晶片が破損してしまう可能性がある。よって水晶片を搭載したデバイスの信頼性（耐衝撃性）が悪化してしまう。   By the way, in a crystal resonator or the like having a crystal piece mounted on a package, it is necessary to prevent the crystal piece from being bent even when an impact is applied due to dropping or the like. For this reason, a pillow is provided on the bottom surface inside the package so as to support the tip side of the crystal piece to prevent the crystal piece from being bent. However, as described above, when a crystal piece with an intrusion is supported by a “pillow”, the crystal piece is thin, so that it is weak against shocks. The piece may be damaged. Therefore, the reliability (impact resistance) of the device on which the crystal piece is mounted is deteriorated.

また水晶片の主面には励振電極が形成される。しかしながら、入り込みが大きくなってしまうと励振電極を形成する部分にまで達してしまい、励振電極に形状的な影響が発生してしまう。また水晶片がメサ型になっている場合は、この肉厚になっているメサ部の形状的影響が発生してしまう。したがって、これらの場合には、水晶片の振動領域が阻害されてしまい、水晶片の諸特性が悪化してしまう。   An excitation electrode is formed on the main surface of the crystal piece. However, when the penetration becomes large, it reaches the portion where the excitation electrode is formed, and the shape influence is generated on the excitation electrode. Further, when the crystal piece is a mesa shape, the shape effect of the thick mesa portion is generated. Therefore, in these cases, the vibration region of the crystal piece is hindered, and various characteristics of the crystal piece are deteriorated.

さらに特許文献１に記載された水晶片の基端はアーム部とつながっているが、当該支持部付近の形状がエッチングによって複雑化してしまう。このような水晶片をアーム部から折り取るときには、破断クズが大量に発生してしまい、また折り取り時に大きな残さ（バリ）が発生してしまう。そして大きな残さが発生した水晶片をパッケージに搭載した場合では、パッケージマウント時にパッケージの導電性を有する壁面と接触してしまい、水晶片が発振しない等の問題が生じてしまう。
なお特許文献２には、水晶片に電極パターンをどのように引き回すかについての記載がない。 Furthermore, although the base end of the crystal piece described in Patent Document 1 is connected to the arm portion, the shape near the support portion is complicated by etching. When such a crystal piece is folded from the arm portion, a large amount of broken scraps are generated, and a large residue (burr) is generated at the time of folding. When a crystal piece with a large residue is mounted on the package, the package comes into contact with the conductive wall surface of the package, causing a problem that the crystal piece does not oscillate.
Patent Document 2 does not describe how to draw an electrode pattern around a crystal piece.

本発明は、励振電極と導通する電極パターンの断線を防止した振動片の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a manufacturing method of Dohen vibration which prevents disconnection of the electrode patterns electrically connected to the excitation electrodes.

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。   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.

［適用例１］水晶の結晶軸である、電気軸としての結晶Ｘ軸と、機械軸としての結晶Ｙ軸と、光学軸としての結晶Ｚ軸と、からなる直交座標系の前記結晶Ｘ軸を回転軸として、前記結晶Ｚ軸を前記結晶Ｙ軸の−Ｙ方向へ＋Ｚ側が回転するように傾けた軸を結晶ＺＺ’軸とし、前記結晶Ｙ軸を前記結晶Ｚ軸の＋Ｚ方向へ＋Ｙ側が回転するように傾けた軸を結晶ＹＹ’軸とし、前記結晶Ｘ軸および前記結晶ＺＺ’軸を含み、互いに表裏の関係にある第１の主面及び第２の主面とし、前記結晶ＹＹ’軸に沿った方向を厚さとする水晶ウエハをウエットエッチングすることによって、支持部と、前記支持部よりも前記結晶Ｘ軸の−側にある肉厚部と、前記肉厚部の外縁と一体化され、前記肉厚部よりも前記結晶ＹＹ’軸に沿った厚さが薄い肉薄部と、前記肉薄部の前記基端側にあり、前記第１の主面と前記第２の主面とに接続し、前記第１の主面及び前記第２の主面の少なくとも何れか一方の主面とのなす角が鈍角になっている入り込みと、前記基端から前記支持部に延在する連結部と、を形成するエッチング工程と、前記肉厚部に励振電極を形成し、前記肉薄部の前記基端側にマウント電極を形成する電極形成工程と、前記連結部で前記支持部と前記基端部とを分離する分離工程と、を含み、前記エッチング工程は、前記入り込みの前記結晶Ｘ軸の−側の端よりも前記結晶Ｘ軸の−側に配置されるように前記肉厚部を形成し、前記電極形成工程は、前記第１の主面に設けられている第１の電極パターンと、前記第２の主面に設けられている第２の電極パターンと、前記入り込みの表面に設けられ、前記第１の電極パターンと前記第２の電極パターンとを接続する第３の電極パターンと、を含むように前記マウント電極を形成する、ことを特徴とする振動片の製造方法。
［適用例２］前記エッチング工程は、前記連結部の前記基端と接続している箇所が、当該箇所より前記結晶Ｘ軸の＋側の部分よりも前記連結部の前記結晶ＹＹ’軸に沿った厚さが薄くなるように溝を形成することを特徴とする適用例１に記載の振動片の製造方法。
［適用例３］前記水晶基板が、ＡＴカット水晶基板であることを特徴とする適用例１または２に記載の振動片の製造方法。 Application Example 1 The crystal X axis of an orthogonal coordinate system including a crystal X axis as an electric axis, a crystal Y axis as a mechanical axis, and a crystal Z axis as an optical axis, which is a crystal axis of quartz. As a rotation axis, an axis inclined so that the crystal Z axis rotates in the −Y direction of the crystal Y axis to the + Z side is a crystal ZZ ′ axis, and the crystal Y axis is rotated in the + Z direction of the crystal Z axis. The crystal YY ′ axis includes the crystal YY ′ axis, the crystal XY axis and the crystal ZZ ′ axis, and the first main surface and the second main surface which are in a front-back relationship with each other. The crystal wafer having a thickness along the direction is wet-etched so that the support portion, the thick portion on the negative side of the crystal X axis from the support portion, and the outer edge of the thick portion are integrated. A thin portion having a thickness along the crystal YY ′ axis that is thinner than the thick portion; The first main surface and the second main surface, and at least one main surface of the first main surface and the second main surface; An etching step for forming an intrusion in which the angle formed is an obtuse angle and a connecting portion extending from the base end to the support portion, an excitation electrode is formed on the thick portion, and the base of the thin portion is formed an electrode forming step of forming the mount electrodes on the end side, wherein the separation step of separating the base end portion and the support portion in the connecting portion, wherein the etching step, the entry of the crystal X axis - The thick portion is formed so as to be arranged on the negative side of the crystal X axis from the end on the side, and the electrode forming step includes a first electrode pattern provided on the first main surface, A second electrode pattern provided on the second main surface and provided on the surface of the intrusion; Method of manufacturing a resonator element, wherein the mounting electrode is formed, that to include a third electrode pattern for connecting the second electrode pattern and the first electrode pattern.
Application Example 2 In the etching process, the portion connected to the base end of the connecting portion is closer to the crystal YY ′ axis of the connecting portion than the portion on the + side of the crystal X axis from the portion. The method for manufacturing a resonator element according to Application Example 1 , wherein the groove is formed so as to be thin.
Application Example 3 The method for manufacturing a resonator element according to Application Example 1 or 2 , wherein the quartz substrate is an AT-cut quartz substrate.

圧電振動片の説明図である。It is explanatory drawing of a piezoelectric vibrating piece. メサ型圧電振動片を形成した圧電ウエハの一部を拡大した概略平面図である。It is the schematic plan view which expanded a part of piezoelectric wafer which formed the mesa type piezoelectric vibrating piece. メサ型圧電振動片と連結部とがつながっている部分の説明図である。It is explanatory drawing of the part which the mesa type piezoelectric vibrating piece and the connection part are connected. メサ型圧電デバイスの説明図である。It is explanatory drawing of a mesa type piezoelectric device.

以下に、本発明に係る圧電振動片、圧電デバイスおよび圧電振動片の製造方法の最良の実施形態について説明する。なお以下では、圧電振動片の一例としてメサ型圧電振動片を用いた形態について説明するが、本発明はこの形態に限定されることはない。すなわち本発明に係る圧電振動片は、メサ型以外の形状であってもよく、例えばフラット板型等であってもよい。   Hereinafter, the best embodiments of the piezoelectric vibrating piece, the piezoelectric device, and the method of manufacturing the piezoelectric vibrating piece according to the present invention will be described. In the following, a mode using a mesa-type piezoelectric vibrating piece as an example of the piezoelectric vibrating piece will be described, but the present invention is not limited to this mode. That is, the piezoelectric vibrating piece according to the present invention may have a shape other than the mesa shape, for example, a flat plate shape.

まずメサ型圧電振動片について説明する。図１は圧電振動片の説明図である。ここで図１（Ａ）はメサ型圧電振動片の平面図、図１（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。メサ型圧電振動片１０は、圧電素板１２を有している。この圧電素板１２は、肉厚部１４と、この肉厚部１４よりも薄く形成した肉薄部１６とを有している。肉薄部１６は、肉厚部１４に隣接し、且つ、肉厚部１４の高さ方向の中央部に設けてある。この圧電素板１２の具体的な一例としては、ＡＴカット水晶素板を挙げることができる。このＡＴカット水晶素板を用いたメサ型圧電振動片１０は、図１（Ａ）に示すように、長辺がＸ軸に沿い、短辺がＺＺ’軸に沿っている。そしてメサ型圧電振動片１０の基端１８側が＋Ｘ側になり、先端２０側が−Ｘ側になっている。   First, the mesa type piezoelectric vibrating piece will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram of a piezoelectric vibrating piece. Here, FIG. 1A is a plan view of a mesa-type piezoelectric vibrating piece, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 has a piezoelectric element plate 12. The piezoelectric element plate 12 has a thick portion 14 and a thin portion 16 formed thinner than the thick portion 14. The thin portion 16 is adjacent to the thick portion 14 and is provided at the center of the thick portion 14 in the height direction. As a specific example of the piezoelectric element plate 12, an AT-cut crystal element plate can be cited. As shown in FIG. 1A, the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 using the AT-cut quartz element plate has a long side along the X axis and a short side along the ZZ ′ axis. The base end 18 side of the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 is the + X side, and the tip 20 side is the −X side.

このため圧電素板１２は、これの外形パターンを形成するときにウエットエッチングをすると、長辺における基端１８側の側面１２ｃがエッチングされ、入り込み２２が形成される。この入り込み２２は、図１（Ｂ）に示すように、２つの長辺のうち−ＺＺ’側に形成されるものが上方の主面１２ａ側をエッチングしており、＋ＺＺ’側に形成されるものが下方の主面１２ｂ側をエッチングしている。これより上方の主面１２ａと−ＺＺ’側の入り込み２２とのなす角は鈍角となり、また下方の主面１２ｂと＋ＺＺ’側の入り込み２２とのなす角は鈍角となる。   For this reason, if the piezoelectric element plate 12 is wet-etched when forming the outer shape pattern thereof, the side surface 12c on the base end 18 side in the long side is etched, and the intrusion 22 is formed. As shown in FIG. 1B, the intrusion 22 is formed on the + ZZ ′ side by etching the upper main surface 12a of the two long sides formed on the −ZZ ′ side. The thing has etched the lower main surface 12b side. The angle formed between the upper main surface 12a and the -ZZ 'side entry 22 is an obtuse angle, and the angle formed between the lower main surface 12b and the + ZZ' side entry 22 is an obtuse angle.

このような圧電素板１２では、肉厚部１４の主面にそれぞれ励振電極３０が設けてある。また圧電素板１２の基端１８側の両角部には、それぞれ電極パターン３２（マウント電極３４）が設けてある。マウント電極３４は、引き出し電極３６（電極パターン３２）によって、励振電極３０と１対１に導通している。このマウント電極３４は、圧電素板１２（肉薄部１６）の上方の主面１２ａ、下方の主面１２ｂおよび側面１２ｃに設けてある。これにより上方の主面１２ａに設けたマウント電極３４と、下方の主面１２ｂに設けたマウント電極３４とが、側面１２ｃを介して導通することになる。またマウント電極３４は、入り込み２２の表面にも設けてある。これによりマウント電極３４は、圧電素板１２（肉薄部１６）の主面１２ａ、１２ｂと入り込み２２とのなす角が鈍角となっている箇所において断線し難くなる。
なお、主面１２ａ、１２ｃに設けたマウント電極３４が第１、第２の電極パターンを構成し、側面１２ｃに設けたマウント電極が第３の電極パターンを構成している。 In such a piezoelectric base plate 12, excitation electrodes 30 are provided on the main surface of the thick portion 14. Electrode patterns 32 (mount electrodes 34) are provided at both corners on the base end 18 side of the piezoelectric element plate 12, respectively. The mount electrode 34 is electrically connected to the excitation electrode 30 by a lead electrode 36 (electrode pattern 32). The mount electrode 34 is provided on the upper main surface 12a, the lower main surface 12b, and the side surface 12c of the piezoelectric base plate 12 (thin portion 16). As a result, the mount electrode 34 provided on the upper main surface 12a and the mount electrode 34 provided on the lower main surface 12b are electrically connected via the side surface 12c. The mount electrode 34 is also provided on the surface of the entrance 22. As a result, the mount electrode 34 is less likely to break at a location where the angle formed by the main surfaces 12a, 12b of the piezoelectric base plate 12 (thinned portion 16) and the entry 22 is an obtuse angle.
The mount electrodes 34 provided on the main surfaces 12a and 12c constitute the first and second electrode patterns, and the mount electrodes provided on the side surfaces 12c constitute the third electrode pattern.

そしてメサ型圧電振動片１０の製造方法の一例は、次のようになっている。図２はメサ型圧電振動片を形成した圧電ウエハの一部を拡大した概略平面図である。図３はメサ型圧電振動片と連結部とがつながっている部分の説明図である。ここで図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は同図（Ａ）の破線Ｂ−Ｂ’における断面図、図３（Ｃ）は同図（Ａ）の破線Ｃ−Ｃ’における断面図である。   An example of a method for manufacturing the mesa type piezoelectric vibrating piece 10 is as follows. FIG. 2 is an enlarged schematic plan view of a part of the piezoelectric wafer on which the mesa piezoelectric vibrating piece is formed. FIG. 3 is an explanatory diagram of a portion where the mesa-type piezoelectric vibrating piece and the connecting portion are connected. 3A is a plan view, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the broken line BB ′ in FIG. 3A, and FIG. 3C is taken along the broken line CC ′ in FIG. It is sectional drawing.

まず圧電素板１２、すなわち肉厚部１４およびこれの周囲に設けた肉薄部１６は、フォトリソグラフィおよびエッチングを用いた加工により形成できる。具体的な圧電素板１２の形成工程は、次のようになっている。まず圧電ウエハ４０の表面に金属膜のマスクを形成した後、このマスクの開口部分に露出した圧電ウエハ４０をウエットエッチングして、圧電素板１２、１枚の圧電ウエハ４０から複数の圧電素板１２を得るために形成される支持部４２、この支持部４２と圧電素板１２をつなぐ連結部４４、および複数の支持部４２を連結する枠部４６等の外形を形成する。なお支持部４２と枠部４６が圧電ウエハ本体となる。また圧電ウエハがＡＴカット水晶ウエハであれば、支持部４２と枠部４６が水晶ウエハ本体となる。さらに圧電ウエハがＡＴカット水晶ウエハであれば、図２に示すように、圧電素板１２の基端１８側が水晶結晶軸の＋Ｘ方向になり、先端２０側が−Ｘ方向になり、圧電素板１２の幅方向が水晶結晶軸のＺＺ’軸に沿っている。   First, the piezoelectric base plate 12, that is, the thick portion 14 and the thin portion 16 provided around the thick portion 14 can be formed by processing using photolithography and etching. The specific formation process of the piezoelectric element plate 12 is as follows. First, a mask made of a metal film is formed on the surface of the piezoelectric wafer 40, and then the piezoelectric wafer 40 exposed in the opening of the mask is wet-etched to form a plurality of piezoelectric element plates from the piezoelectric element plate 12 and one piezoelectric wafer 40 12 are formed, such as a support portion 42 formed to obtain 12, a connection portion 44 that connects the support portion 42 and the piezoelectric element plate 12, and a frame portion 46 that connects the plurality of support portions 42. The support portion 42 and the frame portion 46 serve as a piezoelectric wafer body. If the piezoelectric wafer is an AT-cut quartz wafer, the support portion 42 and the frame portion 46 are the quartz wafer body. Further, if the piezoelectric wafer is an AT-cut quartz wafer, as shown in FIG. 2, the base end 18 side of the piezoelectric base plate 12 is in the + X direction of the crystal crystal axis, and the tip 20 side is in the −X direction. Is along the ZZ ′ axis of the quartz crystal axis.

次に、肉厚部１４を形成するために、この肉厚部１４が形成される部分に対応した箇所を金属膜のマスクで覆い、このマスクの開口部分をウエットエッチングする。これにより圧電素板１２に肉薄部１６が形成され、マスクとなっている金属膜を除去すると、圧電ウエハ４０は図２に一例を示すような形状となり、１枚の圧電ウエハ４０から複数の圧電素板１２を得ることができる。なお図２では、肉厚部１４や切り欠き部４８、入り込み２２等の記載を省略している。   Next, in order to form the thick portion 14, a portion corresponding to the portion where the thick portion 14 is formed is covered with a metal film mask, and the opening portion of the mask is wet-etched. As a result, the thin portion 16 is formed on the piezoelectric base plate 12, and when the metal film serving as the mask is removed, the piezoelectric wafer 40 becomes a shape as shown in FIG. The base plate 12 can be obtained. In FIG. 2, descriptions of the thick portion 14, the cutout portion 48, the entry 22, and the like are omitted.

そして得られた圧電ウエハ４０では、メサ型圧電振動片１０を圧電ウエハ４０から折り取り易くするために、圧電素板１２と連結部４４との間に切り欠き部４８を設けている（図３を参照）。この切り欠き部４８は、図３（Ａ）に示すように、圧電素板１２の長辺と連結部４４のＸ軸に沿った辺とがつながる箇所に設けられており、且つ、圧電素板１２の上方の主面１２ａから下方の主面１２ｂにかけて切り欠いている。また圧電素板１２と連結部４４との間では、図３（Ｂ），（Ｃ）に示すように圧電素板１２の短辺方向に沿って溝５０が形成されており、圧電素板１２は下方の主面１２ｂ側において連結部４４と一体につながっている。なお溝５０は、ウエットエッチングによって形成された入り込みである。このためメサ型圧電振動片１０の基端１８とつながる箇所の連結部４４は、前記圧電ウエハ本体よりも細くなっている。
また図３（Ａ）に示すように、圧電素板１２の下方の主面１２ｂには、入り込み２２が形成されている。このような切り欠き部４８を設けることにより、メサ型圧電振動片１０を圧電ウエハ４０から折り取り易くしている。 In the obtained piezoelectric wafer 40, a notch portion 48 is provided between the piezoelectric element plate 12 and the connecting portion 44 in order to make it easy to fold the mesa piezoelectric vibrating piece 10 from the piezoelectric wafer 40 (FIG. 3). See). As shown in FIG. 3A, the notch 48 is provided at a location where the long side of the piezoelectric element plate 12 and the side along the X axis of the connecting part 44 are connected, and the piezoelectric element plate. 12 is cut out from an upper main surface 12a to a lower main surface 12b. Further, as shown in FIGS. 3B and 3C, a groove 50 is formed between the piezoelectric element plate 12 and the connecting portion 44 along the short side direction of the piezoelectric element plate 12. Is integrally connected to the connecting portion 44 on the lower main surface 12b side. The groove 50 is an intrusion formed by wet etching. For this reason, the connecting portion 44 connected to the base end 18 of the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 is thinner than the piezoelectric wafer body.
Further, as shown in FIG. 3A, an intrusion 22 is formed on the main surface 12 b below the piezoelectric element plate 12. By providing such a notch 48, the mesa piezoelectric vibrating piece 10 can be easily folded from the piezoelectric wafer 40.

そして圧電ウエハ４０に圧電素板１２を形成した後は、圧電素板１２の表面に励振電極３０やマウント電極３４、引き出し電極３６を形成する。これらの電極３０，３４，３６は、当該電極形状に倣ったパターンの電極用の金属膜を圧電素板１２の表面に形成して得ればよい。この場合、圧電素板１２の入り込み２２の表面にも電極用の金属膜が形成されるので、主面１２ａ，１２ｂと入り込み２２とのなす角が鈍角となっている箇所での電極パターン３２の断線を防止している。これにより圧電ウエハ４０につながっているメサ型圧電振動片１０が形成される。
この後、メサ型圧電振動片１０を連結部４４から折り取ると、図１に示すように個片化されたメサ型圧電振動片１０を得る。なおメサ型圧電振動片１０は、連結部４４に形成された入り込み（溝５０）の部分で折り取っている。 After the piezoelectric element plate 12 is formed on the piezoelectric wafer 40, the excitation electrode 30, the mount electrode 34, and the extraction electrode 36 are formed on the surface of the piezoelectric element plate 12. These electrodes 30, 34, and 36 may be obtained by forming a metal film for electrodes having a pattern following the electrode shape on the surface of the piezoelectric element plate 12. In this case, since a metal film for an electrode is also formed on the surface of the entrance 22 of the piezoelectric base plate 12, the electrode pattern 32 at a location where the angle formed by the main surfaces 12a, 12b and the entrance 22 is an obtuse angle. The disconnection is prevented. Thereby, the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 connected to the piezoelectric wafer 40 is formed.
Thereafter, when the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 is folded from the connecting portion 44, the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 separated into pieces is obtained as shown in FIG. Note that the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 is broken off at the intrusion (groove 50) portion formed in the connecting portion 44.

このようなメサ型圧電振動片１０によれば、主面１２ａ，１２ｂとのなす角が鈍角になっている入り込み２２にも電極パターン３２を設けているので、電極パターン３２の断線を防止できる。   According to such a mesa type piezoelectric vibrating piece 10, since the electrode pattern 32 is provided also in the intrusion 22 where the angle between the main surfaces 12a and 12b is an obtuse angle, disconnection of the electrode pattern 32 can be prevented.

またメサ型圧電振動片１０は、エッチングによる入り込み２２が生じた基端１８側にマウント電極３４を設けているので、圧電素板１２の先端２０側に入り込み２２が生じていない。このため先端２０側の形状がエッチングによって変形することを防止できるので、肉厚部１４の形状が変形することも防止できる。これによりメサ型圧電振動片１０の剛性を向上でき、また肉厚部１４や励振電極３０の形状が変わってしまうことを防止できる。そして圧電素板１２の平面サイズが小さくなったときでも振動領域を確保できる。   Further, since the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 is provided with the mount electrode 34 on the base end 18 side where the intrusion 22 occurs due to etching, the intrusion 22 does not occur on the distal end 20 side of the piezoelectric base plate 12. For this reason, since the shape of the tip 20 side can be prevented from being deformed by etching, the shape of the thick portion 14 can also be prevented from being deformed. As a result, the rigidity of the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 can be improved and the shape of the thick portion 14 and the excitation electrode 30 can be prevented from changing. The vibration region can be secured even when the plane size of the piezoelectric element 12 is reduced.

またメサ型圧電振動片１０と連結部４４がつながっている箇所の形状（折り取り時に破断させたい部分の形状）は、図３に示すように簡単な形状になっているので、メサ型圧電振動片１０を連結部４４から折り取り易くできる。すなわち圧電素板１２の基端１８側は、エッチングによって減肉されるので、折り取る箇所の断面積を小さくできる。これにより折り取るときに強い力をかけてしまい、意図していないところから破断するのを防止できる。また折り取るときの破断クズの発生を防止できるので、振動領域に破断クズが付いて、クリスタルインピーダンス値が高くなり、Ｑ値が劣化してしまうのを防止できる。さらに破断時に残さ（バリ）の発生を防止できるので、この残さがメサ型圧電振動片１０をパッケージに搭載したときに壁面へ接触するのを防止できる。   Further, since the shape of the portion where the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 and the connecting portion 44 are connected (the shape of the portion to be broken at the time of folding) is a simple shape as shown in FIG. 3, the mesa-type piezoelectric vibration The piece 10 can be easily broken off from the connecting portion 44. That is, since the base end 18 side of the piezoelectric element plate 12 is thinned by etching, the cross-sectional area of the portion to be folded can be reduced. As a result, a strong force is applied when folding, and breakage from an unintended place can be prevented. Further, since generation of breakage debris during folding can be prevented, it is possible to prevent breakage debris from being attached to the vibration region, increasing the crystal impedance value and degrading the Q value. Furthermore, since the generation of a residue (burr) at the time of breaking can be prevented, the residue can be prevented from coming into contact with the wall surface when the mesa piezoelectric vibrating piece 10 is mounted on a package.

次に、前述したメサ型圧電振動片１０を搭載した圧電デバイス（メサ型圧電デバイス）について説明する。図４はメサ型圧電デバイスの説明図である。なお図４では、励振電極３０や電極パターン３２等の記載を省略している。メサ型圧電デバイス６０は、前記パッケージ６２を備えている。このパッケージ６２は、パッケージベース６４および蓋体７２を有している。パッケージベース６４は、上方に向けて開口した凹陥部６６を備えており、この凹陥部６６の底面に一対のパッケージ側マウント電極６８を備えている。またパッケージベース６４の裏面には外部端子７０が設けてあり、パッケージ側マウント電極６８と１対１に導通している。   Next, a piezoelectric device (mesa type piezoelectric device) on which the above-described mesa type piezoelectric vibrating piece 10 is mounted will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram of a mesa piezoelectric device. In FIG. 4, the description of the excitation electrode 30 and the electrode pattern 32 is omitted. The mesa piezoelectric device 60 includes the package 62. The package 62 has a package base 64 and a lid 72. The package base 64 includes a recessed portion 66 that opens upward, and a pair of package-side mount electrodes 68 are provided on the bottom surface of the recessed portion 66. An external terminal 70 is provided on the back surface of the package base 64 and is electrically connected to the package-side mount electrode 68 on a one-to-one basis.

なおパッケージベース６４は、平板状の絶縁シートの上面に枠型のシームリングを配設して、凹陥部６６を形成した形態であってもよい。この場合、絶縁シートの上面にパッケージ側マウント電極６８を設けるとともに、下面に外部端子７０を設けていればよい。これによりパッケージベース６４の側壁がシームリングで形成されることになるので、このシームリング上に蓋体７２を直接に接合でき、パッケージ６２を薄型化できる。   The package base 64 may have a configuration in which a recess 66 is formed by disposing a frame-type seam ring on the upper surface of a flat insulating sheet. In this case, the package-side mount electrode 68 may be provided on the upper surface of the insulating sheet, and the external terminal 70 may be provided on the lower surface. As a result, the side wall of the package base 64 is formed by a seam ring. Therefore, the lid 72 can be directly joined onto the seam ring, and the package 62 can be made thin.

そしてパッケージ側マウント電極６８の上には導電性接着剤７４を塗布しており、この導電性接着剤７４の上にメサ型圧電振動片１０を配設している。このとき導電性接着剤７４はマウント電極３４に接合しており、図１に示す形態のメサ型圧電振動片１０では、入り込み２２にも導電性接着剤７４が接合している。これにより圧電素板１２（肉薄部１６）の上方の主面１２ａとのなす角が鈍角になっている入り込み２２（圧電素板１２の長辺のうち−ＺＺ’側に形成された入り込み２２）にも導電性接着剤７４が接触するので、パッケージ側マウント電極６８とメサ型圧電振動片１０の励振電極３０とが導電性接着剤７４を介して１対１に確実に導通する。
このようにメサ型圧電振動片１０を搭載したパッケージベース６４の上面に蓋体７２を接合して、凹陥部６６を気密封止している。 A conductive adhesive 74 is applied on the package side mount electrode 68, and the mesa piezoelectric vibrating piece 10 is disposed on the conductive adhesive 74. At this time, the conductive adhesive 74 is bonded to the mount electrode 34, and in the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 having the configuration shown in FIG. As a result, the intrusion 22 has an obtuse angle with the upper principal surface 12a of the piezoelectric element 12 (thin portion 16) (an indentation 22 formed on the −ZZ ′ side of the long side of the piezoelectric element 12). Since the conductive adhesive 74 also comes into contact, the package-side mount electrode 68 and the excitation electrode 30 of the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 are reliably conducted one-to-one via the conductive adhesive 74.
Thus, the lid 72 is joined to the upper surface of the package base 64 on which the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 is mounted, and the recessed portion 66 is hermetically sealed.

このようなメサ型圧電デバイス６０によれば、エッチングの残さが生じるのを抑圧したメサ型圧電振動片１０を搭載しているので、メサ型圧電振動片１０とパッケージ６２の側壁とが接触するのを防いでいる。ここでメサ型圧電振動片に残さが有ると、この残さによって導電性接着剤が凹陥部の壁面に接触してしまい、不良品となってしまう可能性がある。また残さが長いとメサ型圧電振動片を凹陥部内に入れることができなくなってしまう。これに対し、本実施形態に係るメサ型圧電振動片１０は残さがないので、メサ型圧電振動片１０を凹陥部６６に入れることができ、また導電性接着剤７４と凹陥部６６の壁面とが接触して導通してしまうことを防止できる。   According to such a mesa type piezoelectric device 60, the mesa type piezoelectric vibrating piece 10 in which the generation of the etching residue is suppressed is mounted, so that the mesa type piezoelectric vibrating piece 10 and the side wall of the package 62 are in contact with each other. Is preventing. Here, if there is a residue on the mesa-type piezoelectric vibrating piece, the residue may cause the conductive adhesive to come into contact with the wall surface of the recessed portion, resulting in a defective product. Further, if the residue is long, the mesa type piezoelectric vibrating piece cannot be put into the recessed portion. On the other hand, since the mesa piezoelectric vibrating piece 10 according to the present embodiment has no residue, the mesa piezoelectric vibrating piece 10 can be put into the recessed portion 66, and the conductive adhesive 74 and the wall surface of the recessed portion 66 can be used. Can be prevented from contacting and conducting.

またメサ型圧電振動片１０は先端２０側に入り込み２２が生じていないので、このメサ型圧電振動片１０をパッケージ６２に片持ち実装したときの自由端側に入り込み２２が生じていないことになる。このためメサ型圧電デバイス６０が落下等して衝撃が生じたとしても、メサ型圧電振動片１０が破損してしまうことを防止できる。よってメサ型圧電デバイス６０の信頼性（耐衝撃性）を向上できる。   Further, since the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 does not enter the tip 20 side, the penetration 22 does not occur when the mesa-type piezoelectric vibrating piece 10 is cantilever-mounted on the package 62. . For this reason, even if the mesa piezoelectric device 60 falls and has an impact, it is possible to prevent the mesa piezoelectric vibrating piece 10 from being damaged. Therefore, the reliability (impact resistance) of the mesa piezoelectric device 60 can be improved.

なおメサ型圧電デバイス６０は、図４に示すようなメサ型圧電振動子の形態ばかりでなく、メサ型圧電振動片１０とともに発振回路をパッケージ６２内に収容したメサ型圧電発振器の形態にすることもできる。   The mesa piezoelectric device 60 is not only in the form of a mesa piezoelectric vibrator as shown in FIG. 4 but also in the form of a mesa piezoelectric oscillator in which an oscillation circuit is housed in a package 62 together with the mesa piezoelectric vibrating piece 10. You can also.

１０………メサ型圧電振動片、１２………圧電素板、１２ａ………上方の主面、１２ｂ………下方の主面、１２ｃ………側面、１４………肉厚部、１６………肉薄部、１８………基端、２０………先端、２２………入り込み、３０………励振電極、３２………電極パターン、４０………圧電ウエハ、４２………支持部、４４………連結部、４８………切り欠き部、６０………メサ型圧電デバイス、６２………パッケージ、７４………導電性接着剤   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ......... Mesa type piezoelectric vibrating piece, 12 ......... Piezoelectric element plate, 12a ......... Upper main surface, 12b ......... Lower main surface, 12c ......... Side, 14 ......... Thick part, 16 ......... Thin part, 18 ......... Base end, 20 ......... Tip, 22 ...... Intrusion, 30 ......... Excitation electrode, 32 ......... Electrode pattern, 40 ......... Piezoelectric wafer, 42 ... ... support part, 44 ... ... connection part, 48 ... ... notch part, 60 ... ... mesa-type piezoelectric device, 62 ... ... package, 74 ... ... conductive adhesive

Claims (3)

水晶の結晶軸である、電気軸としての結晶Ｘ軸と、機械軸としての結晶Ｙ軸と、光学軸としての結晶Ｚ軸と、からなる直交座標系の前記結晶Ｘ軸を回転軸として、
前記結晶Ｚ軸を前記結晶Ｙ軸の−Ｙ方向へ＋Ｚ側が回転するように傾けた軸を結晶ＺＺ’軸とし、
前記結晶Ｙ軸を前記結晶Ｚ軸の＋Ｚ方向へ＋Ｙ側が回転するように傾けた軸を結晶ＹＹ’軸とし、
前記結晶Ｘ軸および前記結晶ＺＺ’軸を含み、互いに表裏の関係にある第１の主面及び第２の主面とし、
前記結晶ＹＹ’軸に沿った方向を厚さとする水晶ウエハをウエットエッチングすることによって、
支持部と、
前記支持部よりも前記結晶Ｘ軸の−側にある肉厚部と、
前記肉厚部の外縁と一体化され、前記肉厚部よりも前記結晶ＹＹ’軸に沿った厚さが薄い肉薄部と、
前記肉薄部の前記基端側にあり、前記第１の主面と前記第２の主面とに接続し、前記第１の主面及び前記第２の主面の少なくとも何れか一方の主面とのなす角が鈍角になっている入り込みと、
前記基端から前記支持部に延在する連結部と、
を形成するエッチング工程と、
前記肉厚部に励振電極を形成し、前記肉薄部の前記基端側にマウント電極を形成する電極形成工程と、
前記連結部で前記支持部と前記基端部とを分離する分離工程と、
を含み、
前記エッチング工程は、
前記入り込みの前記結晶Ｘ軸の−側の端よりも前記結晶Ｘ軸の−側に配置されるように前記肉厚部を形成し、
前記電極形成工程は、
前記第１の主面に設けられている第１の電極パターンと、
前記第２の主面に設けられている第２の電極パターンと、
前記入り込みの表面に設けられ、前記第１の電極パターンと前記第２の電極パターンとを接続する第３の電極パターンと、
を含むように前記マウント電極を形成する、
ことを特徴とする振動片の製造方法。 The crystal X axis as an electric axis, the crystal Y axis as a mechanical axis, and the crystal Z axis as an optical axis, which is the crystal axis of quartz, with the crystal X axis in an orthogonal coordinate system as a rotation axis,
An axis tilted so that the crystal Z axis rotates in the −Y direction of the crystal Y axis to the + Z side is a crystal ZZ ′ axis,
The crystal YY 'axis is an axis tilted so that the crystal Y axis rotates in the + Z direction of the crystal Z axis in the + Z direction,
Including the crystal X axis and the crystal ZZ ′ axis, and a first main surface and a second main surface that are in a front-back relationship with each other;
By wet etching a quartz wafer having a thickness in the direction along the crystal YY ′ axis,
A support part;
A thicker portion on the negative side of the crystal X axis than the support portion;
A thin portion that is integrated with an outer edge of the thick portion, and is thinner than the thick portion along the crystal YY ′ axis;
Located on the base end side of the thin portion, connected to the first main surface and the second main surface, and at least one main surface of the first main surface and the second main surface And the angle that the angle made with is an obtuse angle,
A connecting portion extending in the supporting portion from the front Kimoto end,
An etching process to form
Forming an excitation electrode on the thick portion, and forming a mount electrode on the base end side of the thin portion; and
A separation step of separating the support portion and the base end portion at the connection portion;
Including
The etching step includes
Forming the thick portion so as to be disposed closer to the negative side of the crystal X axis than the negative side end of the crystal X axis;
The electrode forming step includes
A first electrode pattern provided on the first main surface;
A second electrode pattern provided on the second main surface;
A third electrode pattern provided on the intrusion surface and connecting the first electrode pattern and the second electrode pattern;
Forming the mount electrode to include
A method for manufacturing a resonator element, comprising: 請求項１において、
前記エッチング工程は、
前記連結部の前記基端と接続している箇所が、当該箇所より前記結晶Ｘ軸の＋側の部分よりも前記連結部の前記結晶ＹＹ’軸に沿った厚さが薄くなるように溝を形成することを特徴とする振動片の製造方法。 In claim 1 ,
The etching step includes
The groove is formed so that the portion connected to the base end of the connecting portion has a thickness along the crystal YY ′ axis of the connecting portion thinner than the portion on the + side of the crystal X axis from the portion. A method for manufacturing a resonator element, comprising: forming a resonator element. 請求項１または２において、
前記水晶基板が、ＡＴカット水晶基板であることを特徴とする振動片の製造方法。 In claim 1 or 2 ,
The method for manufacturing a resonator element, wherein the quartz substrate is an AT-cut quartz substrate.
JP2014235995A 2014-11-20 2014-11-20 Manufacturing method of vibrating piece Expired - Fee Related JP5949882B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014235995A JP5949882B2 (en) 2014-11-20 2014-11-20 Manufacturing method of vibrating piece

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014235995A JP5949882B2 (en) 2014-11-20 2014-11-20 Manufacturing method of vibrating piece

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013246459A Division JP5679036B2 (en) 2013-11-28 2013-11-28 Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric device, and method of manufacturing piezoelectric vibrating piece

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016019946A Division JP6206516B2 (en) 2016-02-04 2016-02-04 Piezoelectric wafer, method for manufacturing vibrating piece, and method for manufacturing vibrating device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015073300A JP2015073300A (en) 2015-04-16
JP5949882B2 true JP5949882B2 (en) 2016-07-13

Family

ID=53015342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014235995A Expired - Fee Related JP5949882B2 (en) 2014-11-20 2014-11-20 Manufacturing method of vibrating piece

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5949882B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3844213B2 (en) * 2002-03-14 2006-11-08 セイコーエプソン株式会社 Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece, photomask, piezoelectric vibrating piece, and piezoelectric device
JP4506135B2 (en) * 2003-09-18 2010-07-21 エプソントヨコム株式会社 Piezoelectric vibrator
JP4396336B2 (en) * 2004-03-16 2010-01-13 エプソントヨコム株式会社 Piezoelectric vibration element and piezoelectric vibrator using the same
JP4830069B2 (en) * 2005-11-15 2011-12-07 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric wafer
JP2007174562A (en) * 2005-12-26 2007-07-05 Epson Toyocom Corp Piezoelectric vibration chip and piezoelectric device
JP2007251918A (en) * 2006-02-15 2007-09-27 Daishinku Corp Quartz vibrator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015073300A (en) 2015-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4830069B2 (en) Piezoelectric wafer
JP5034947B2 (en) Piezoelectric vibration device
JP5251082B2 (en) Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric device, and method of manufacturing piezoelectric vibrating piece
JP2013062578A (en) Crystal vibration piece and crystal device
JP2011019213A (en) Method of manufacturing crystal resonator
JP5213614B2 (en) Piezoelectric device and manufacturing method thereof
JP2013066109A (en) Piezoelectric device
JP5098668B2 (en) Surface mount type piezoelectric oscillator
JP5949882B2 (en) Manufacturing method of vibrating piece
JP6206516B2 (en) Piezoelectric wafer, method for manufacturing vibrating piece, and method for manufacturing vibrating device
JP6295835B2 (en) Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device using the piezoelectric vibrating piece
JP5994880B2 (en) Piezoelectric wafer
JP5679036B2 (en) Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric device, and method of manufacturing piezoelectric vibrating piece
JP5725008B2 (en) Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece
JP6888635B2 (en) Crystal diaphragm wafer and its crystal diaphragm
JP2017060125A (en) Piezoelectric vibration piece and piezoelectric vibrator
JP4900489B2 (en) Tuning fork type piezoelectric vibrator
JP6624803B2 (en) AT-cut crystal blank and crystal oscillator
JP5152542B2 (en) Quartz wafer manufacturing method
JP6476752B2 (en) Method for manufacturing piezoelectric device
JP5725116B2 (en) Vibrating piece, vibrator and oscillator
JP5839083B2 (en) Vibrating piece, vibrator and oscillator
JP6611534B2 (en) Piezoelectric vibrator element and piezoelectric vibrator
JP2015050761A (en) Piezoelectric vibration piece, piezoelectric device, method for manufacturing piezoelectric vibration piece, and method for manufacturing piezoelectric device
JP5494175B2 (en) Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160523

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5949882

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees