專利名稱：壓電振動片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓電振子及其制造方法，特別涉及形成有縫隙部的反向臺面 (inverted-mesa)型的壓電振動片及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，在壓電振動片的裝配形式中，存在涂布導(dǎo)電性粘接劑而固定到封裝上的形式。當(dāng)這樣地利用導(dǎo)電性粘接劑支承壓電振動片時，存在如下問題在使該導(dǎo)電性粘接劑硬化的回流焊工序中，由于壓電振動片、封裝、導(dǎo)電性粘接劑各自的線膨脹系數(shù)之間的差異而引起的變形會殘留在固定部分處，來自固定部分的對振動部的應(yīng)力會給振動造成不良影響。為了避免該問題，在涂布導(dǎo)電性粘接劑的部位與振動部之間設(shè)置了縫隙(例如參照專利文獻(xiàn)1、2)。并且，為了確保強(qiáng)度等，在壓電振動片的中央部形成了凹陷而成為反向臺面型 (例如參照專利文獻(xiàn)1、2)。近年來，對該反向臺面型的壓電振動片的小型化的要求與日俱增。在反向臺面型的壓電振動片的形狀形成時，多采用量產(chǎn)性高的濕蝕刻。但是，在壓電振動片由石英形成的情況下，基于濕蝕刻的石英加工受到石英的晶體取向的影響。即，其蝕刻速率隨顯現(xiàn)在蝕刻面上的晶面而不同，在夾在形成了反向臺面的薄壁部與其周圍的厚壁部之間的區(qū)域中，出現(xiàn)了被稱為殘渣的傾斜面(晶面)。例如，在從+Y”軸主面?zhèn)葘T切石英母板進(jìn)行濕蝕刻的情況下，在石英晶軸的靠-ζ’方向和靠+X方向的所述區(qū)域中會產(chǎn)生較大的殘渣。因而存在該殘渣影響振動特性的問題。在專利文獻(xiàn)3中，對石英振動片的切角和振動區(qū)域進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，利用蝕刻去除產(chǎn)生殘渣的部分。專利文獻(xiàn)1日本特開2009-158999號公報專利文獻(xiàn)2日本特開2002-246869號公報專利文獻(xiàn)3日本特開2009-164824號公報在為了防止從將石英振動片固定到封裝上的部分向振動部傳遞應(yīng)力、而在反向臺面型的石英振動片的固定部分與振動部之間設(shè)置縫隙的情況下，需要在該石英振動片的外形形成時，確保形成縫隙部的區(qū)域和形成應(yīng)去除的殘渣的區(qū)域。該應(yīng)去除的殘渣的區(qū)域成為較大的無用區(qū)域。因此，無法實現(xiàn)石英振動片的小型化，存在無法充分確保由一塊晶片制造的石英振動片的數(shù)量的問題。并且，為了消除殘渣的影響，需要去除殘渣的步驟，成為導(dǎo)致生產(chǎn)性降低的要因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于，提供具有縫隙的反向臺面型的、小型且殘渣少的壓電振動片及其制造方法。并且，本發(fā)明的目的在于，提供生產(chǎn)性高的上述壓電振動片的制造方法。本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，可作為以下應(yīng)用例來實現(xiàn)。[應(yīng)用例1]一種壓電振動片，其是對壓電母板進(jìn)行濕蝕刻而得到的，其特征在于，該壓電振動片具有包含振動部的薄壁部；比該薄壁部厚的厚壁部；以及在厚度方向上貫穿所述壓電振動片的縫隙部，所述縫隙部被配置于夾在所述薄壁部與所述厚壁部之間的區(qū)域中。根據(jù)本應(yīng)用例，通過在夾在薄壁部與厚壁部之間的區(qū)域中設(shè)置縫隙部，由此，能夠使以往分別設(shè)置的、產(chǎn)生殘渣的區(qū)域與設(shè)置縫隙部的區(qū)域成為同一區(qū)域，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)壓電振動片的小型化。并且，由于產(chǎn)生殘渣的區(qū)域成為縫隙部，所以，能夠減少殘渣而提高頻率特性。[應(yīng)用例2]在應(yīng)用例1所述的壓電振動片中，其特征在于，在所述厚壁部的至少一部分上設(shè)有與設(shè)置在封裝上的電極連接的連接電極，在所述薄壁部上設(shè)有與所述連接電極導(dǎo)通的激勵電極，所述縫隙部被設(shè)置于夾在所述薄壁部與所述厚壁部之間、且夾在所述連接電極與所述激勵電極之間的區(qū)域中。根據(jù)本應(yīng)用例，能夠防止來自設(shè)有與設(shè)置在封裝上的電極連接的連接電極的厚壁部的應(yīng)力傳遞到設(shè)有激勵電極的薄壁部。[應(yīng)用例3]在應(yīng)用例2所述的壓電振動片中，其特征在于，在與所述薄壁部的兩側(cè)相鄰的厚壁部上分別設(shè)有所述連接電極，在夾在設(shè)有所述連接電極的厚壁部各自與所述薄壁部之間的區(qū)域中，分別設(shè)有所述縫隙部。根據(jù)本應(yīng)用例，在與壓電振動片的薄壁部的兩側(cè)相鄰的厚壁部上設(shè)有連接電極， 所以，能夠?qū)弘娬駝悠膬啥斯潭ǖ椒庋b上，能夠提高壓電振動片的耐沖擊性。并且，在夾在設(shè)有所述連接電極的厚壁部各自與所述薄壁部之間的區(qū)域中分別設(shè)置縫隙部，所以， 能夠防止來自設(shè)有與封裝連接的連接電極的厚壁部的應(yīng)力傳遞到設(shè)有激勵電極的薄壁部。[應(yīng)用例4]在應(yīng)用例1或2所述的壓電振動片中，其特征在于，所述壓電母板是 AT切母板，所述壓電母板具有與Z”軸和V軸分別平行的緣邊，該Z”軸是使所述壓電母板的Z’軸繞Y’軸旋轉(zhuǎn)而得到的，該X’軸與Z”軸垂直相交，所述縫隙部被設(shè)于Z”軸方向的一個端部側(cè)。根據(jù)本應(yīng)用例，能夠在夾在出現(xiàn)較大殘渣的Z”軸方向的一個端部側(cè)之間的區(qū)域中設(shè)置縫隙部，所以，能夠減少壓電振動片的殘渣。[應(yīng)用例5]在應(yīng)用例1 3中的任一例所述的壓電振動片中，其特征在于，所述壓電母板是AT切母板，所述壓電母板具有與Z”軸和V軸分別平行的緣邊，該Z”軸是使所述壓電母板的Z’軸繞Y’軸旋轉(zhuǎn)而得到的，該X’軸與Z”軸垂直相交，沿著Z”軸設(shè)置有多個所述縫隙部。根據(jù)本應(yīng)用例，能夠在封裝上固定多個與各縫隙部相鄰的厚壁部，能夠提高耐沖擊性。[應(yīng)用例6]在應(yīng)用例1 5中的任一項所述的壓電振動片中，其特征在于，所述壓電母板是AT切母板，所述壓電母板具有與Z”軸和V軸分別平行的緣邊，該Z”軸是使所述壓電母板的V軸繞Y’軸旋轉(zhuǎn)而得到的，該V軸與Z”軸垂直相交，所述縫隙部被設(shè)置為與 Z ”軸平行。根據(jù)本應(yīng)用例，在夾在平行于Z”軸的厚壁部與薄壁部之間的區(qū)域中設(shè)置縫隙部， 由此，能夠進(jìn)一步減少在夾在厚壁部與薄壁部之間的區(qū)域中出現(xiàn)的殘渣。[應(yīng)用例7]在應(yīng)用例1 6中的任一例所述的壓電振動片中，其特征在于，設(shè)使所述壓電母板的+Z’軸繞Y’軸向+X軸方向旋轉(zhuǎn)為正旋轉(zhuǎn)角，所述壓電母板具有與Z”軸和X’ 軸分別平行的緣邊，該Z”軸是使Z’軸繞Y’軸在-120° +60°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)而得到的， 該X’軸與Z”軸垂直相交，所述薄壁部是通過從+Y’軸側(cè)主面或-Y’軸側(cè)主面中的任意一方進(jìn)行濕蝕刻而形成的，在從+Y’軸側(cè)主面進(jìn)行濕蝕刻的情況下，至少在靠-ζ”方向的所述區(qū)域中設(shè)有縫隙部，在從-Y’軸側(cè)主面進(jìn)行濕蝕刻的情況下，至少在靠+Z”方向的所述區(qū)域中設(shè)有縫隙部。根據(jù)本應(yīng)用例，至少能夠在殘渣最大的區(qū)域中設(shè)置貫穿縫隙，能夠減少殘渣。[應(yīng)用例8]在應(yīng)用例7所述的壓電振動片中，其特征在于，設(shè)所述Z’軸的旋轉(zhuǎn)角度的范圍為-60° -25°，在從+Y’軸側(cè)主面進(jìn)行濕蝕刻的情況下，至少在靠-Z”方向和靠-X’方向的所述區(qū)域中設(shè)有縫隙部，在從-Y’軸側(cè)主面進(jìn)行濕蝕刻的情況下，至少在靠 +Z”方向和靠+X’方向的所述區(qū)域中設(shè)有縫隙部。根據(jù)本應(yīng)用例，能夠在出現(xiàn)較大殘渣的區(qū)域中設(shè)置縫隙部，能夠減少殘渣。[應(yīng)用例9]在應(yīng)用例1 8中的任一例所述的壓電振動片中，其特征在于，所述縫隙部是切挖側(cè)面而形成的。根據(jù)本應(yīng)用例，連接厚壁部與薄壁部的部分減少，所以，能夠使來自厚壁部的應(yīng)力不容易傳遞到薄壁部。[應(yīng)用例10]—種壓電振動片的制造方法，該壓電振動片具有包含振動部的薄壁部；比該薄壁部厚的厚壁部；以及在厚度方向上貫穿所述壓電振動片的縫隙部，其特征在于，該制造方法具有以下步驟反向臺面形成步驟，通過針對壓電母板的一個主面的濕蝕刻而形成所述薄壁部和所述厚壁部；以及縫隙形成步驟，在夾在所述薄壁部與所述厚壁部之間的區(qū)域中形成所述縫隙部。根據(jù)本應(yīng)用例，在夾在薄壁部與厚壁部之間的區(qū)域中形成縫隙部，由此，能夠減少殘渣，能夠提高頻率特性。并且，使產(chǎn)生殘渣的區(qū)域與設(shè)置縫隙部的區(qū)域成為同一區(qū)域，由此，在外形形成時，不需要確保形成縫隙部的區(qū)域與應(yīng)去除的殘渣的區(qū)域這雙方，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)壓電振動片的小型化，能夠增加一塊晶片上的生產(chǎn)個數(shù)。并且，能夠削減去除殘渣的步驟，所以，生產(chǎn)性提高。[應(yīng)用例11]在應(yīng)用例10所述的壓電振動片的制造方法中，其特征在于，在夾在所述薄壁部與所述厚壁部之間的區(qū)域中的、至少傾斜面的傾斜度最大的區(qū)域中，形成所述縫隙部。根據(jù)本應(yīng)用例，能夠消除最大的殘渣，能夠提高頻率特性。[應(yīng)用例12]在應(yīng)用例10或11所述的壓電振動片的制造方法中，其特征在于，在所述壓電母板的兩個主面上，在所述壓電母板的主面方向上錯開地配置與所述縫隙部的外形對應(yīng)的掩模，然后，對所述壓電母板進(jìn)行濕蝕刻。通過采用這種結(jié)構(gòu)，能夠防止在縫隙部中出現(xiàn)因蝕刻的各向異性形成的突起。


圖1 (a)是從上方觀察本實施方式的石英振動片的平面圖，(b)是(a)所示的石英振動片的A-A線處的截面圖，(c)是(a)所示的石英振動片的B-B線處的截面圖。圖2是用于說明石英母板的旋轉(zhuǎn)角的圖。
圖3(a)是從下方觀察變形例的石英振動片的平面圖，(b)是(a)所示的石英振動片的A’ -A'線處的截面圖，(c)是(a)所示的石英振動片的B’ -B’線處的截面圖。圖4(a)是從下方觀察另一變形例的石英振動片的平面圖，(b)是(a)所示的石英振動片的A”-A”線處的截面圖，(c)是(a)所示的石英振動片的B”-B”線處的截面圖。圖5是在外形形成后形成薄壁部的石英振動片的制造方法中的外形形成步驟的說明圖。圖6是在外形形成后形成薄壁部的石英振動片的制造方法中的反向臺面形成步驟的說明圖。圖7是在外形形成后形成薄壁部的石英振動片的制造方法中的電極形成步驟的說明圖。圖8是在薄壁部形成后形成外形的石英振動片的制造方法中的反向臺面形成步驟的說明圖。圖9是在薄壁部形成后形成外形的石英振動片的制造方法中的外形形成步驟的說明圖。圖10是示出設(shè)置縫隙部的位置的變形例的圖。圖11是示出設(shè)置縫隙部的位置的另一變形例的圖。圖12是示出縫隙部的形狀的變形例的圖。圖13(a)是示出在石英振動片的涂布導(dǎo)電性粘接劑的部分處形成多個槽的情況下、在使石英振動片與導(dǎo)電性粘接劑接觸而固定到封裝上之前從下方觀察的石英振動片與導(dǎo)電性粘接劑之間的位置關(guān)系的示意圖，(b)是示出利用導(dǎo)電性粘接劑固定石英振動片與封裝時導(dǎo)電性粘接劑在水平方向上的擴(kuò)散的狀況的示意圖，(c)是(b)所示的石英振動片的C-C線的示意性截面圖。標(biāo)號說明IOUOa 石英振動片；12 石英母板；14 厚壁部；15 槽；16 薄壁部；18、20、22、 M、26J8 電極圖案(18 表面激勵電極；20 表面引出電極；22 表面連接電極；24 背面激勵電極；26 背面引出電極；28 背面連接電極)；30 石英母板；32 =Cr-Au膜；34 光致抗蝕劑；3 抗蝕劑掩模；40 縫隙部；50 導(dǎo)電性粘接劑；60 封裝。
具體實施例方式下面，參照附圖來詳細(xì)說明用于實施本發(fā)明的方式。圖1(a)是從上方觀察石英振動片10的平面圖，圖1(b)是(a)所示的石英振動片10的A-A線處的截面圖，圖1(c)是 (a)所示的石英振動片10的B-B線處的截面圖。石英振動片10由石英母板12以及形成在該石英母板12的表面上的電極圖案18、 20、22、24、26、28 構(gòu)成。作為本實施方式的石英母板12，采用了使AT切石英母板進(jìn)行所謂的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)后得到的石英母板。具體而言，AT切石英母板是以具有如下主面(包含X軸和Z’軸的主面) 的方式切出的石英母板該主面是針對包含作為石英晶軸的X軸和Z軸的平面(Y面)，以X 軸為中心使+Z軸向-Y軸方向(逆時針)旋轉(zhuǎn)大約35度15分而得到的。而且，如圖2所示，在將以該AT切石英母板的Y’軸為中心使+Z’軸向+X軸方向旋轉(zhuǎn)設(shè)為正旋轉(zhuǎn)角時，本實施方式的石英母板12具有沿著(平行于)使X軸、Z’軸分別旋轉(zhuǎn)Ψ (-30° 士5° )左右而得到的X’軸、Ζ”軸的緣邊。(另外，在本說明書中，將從原點起向+1(1 = X、Y、Ζ)方向延伸的軸稱為+1軸，將從原點起向-1方向延伸的軸稱為-1軸。并且，在不特意區(qū)分+1 軸和-1軸的情況下，簡稱為1軸。)在本實施方式中，如圖2所示，設(shè)石英母板12的長邊方向為Ζ”軸、短邊方向為V 軸、厚度方向為Y’軸、紙面的近前側(cè)為+Y’方向而進(jìn)行說明。石英母板12具有包含振動部的薄壁部16以及與其周圍相鄰的厚壁部14。該薄壁部16通過從-Y’軸側(cè)主面進(jìn)行的濕蝕刻而形成為反向臺面型。在通過使用了氫氟酸等蝕刻液的濕蝕刻對石英母板12進(jìn)行加工的情況下，由于石英的晶體取向的各向異性，有時會由于晶面析出而導(dǎo)致的蝕刻速率產(chǎn)生差異。特別是以被稱為AT切的切角切出的石英母板，大多存在這樣的問題因濕蝕刻而在加工面上產(chǎn)生殘渣(傾斜面)。加工面上的殘渣的多少以切角、面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角等各種切出角度為要因而變化。例如，在從+Y’軸側(cè)主面通過濕蝕刻將一般的AT切石英母板加工成反向臺面型的情況下，在靠-Ζ’方向和靠+X方向的夾在厚壁部14與薄壁部16之間的區(qū)域中，出現(xiàn)較大的殘渣。另一方面，在從-Y’軸側(cè)主面通過濕蝕刻將本實施方式中采用的上述以面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角Ψ切出的石英母板12加工成反向臺面型的情況下，在靠+Ζ”方向的一邊出現(xiàn)較大的殘渣。因此，本實施方式的石英母板12在夾在薄壁部16與厚壁部14之間的區(qū)域中的、 出現(xiàn)殘渣的一側(cè)(靠+Ζ”方向)的區(qū)域中，形成有縫隙部40。這樣，通過在出現(xiàn)殘渣的區(qū)域中設(shè)置縫隙部40，由此，能夠使出現(xiàn)殘渣的區(qū)域與縫隙部40的區(qū)域成為同一區(qū)域，所以，不需要分別確保出現(xiàn)殘渣的區(qū)域和縫隙部40的區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)石英振動片10的小型化。并且，能夠減少殘渣，所以，能夠提高頻率特性。如圖1所示，在具有這種外形形狀的石英母板12上設(shè)有表面激勵電極18、背面激勵電極對、表面連接電極22、背面連接電極觀、表面引出電極20、背面引出電極沈這樣的電極圖案。詳細(xì)地講，表面激勵電極18設(shè)置在薄壁部16的上表面中央部，背面激勵電極M 設(shè)置在薄壁部16的下表面中央部，且表面激勵電極18與背面激勵電極M相對設(shè)置，在薄壁部16中形成了振動部。表面引出電極20從表面激勵電極18被引到-X’方向緣邊，且沿著-X’方向緣邊被引到+Ζ”方向端部而與表面連接電極22連接。背面引出電極沈從背面激勵電極M被引到+X’方向緣邊，且沿著+X’方向緣邊被引到+Ζ”方向端部而與背面連接電極觀連接。利用導(dǎo)電性粘接劑、鍵合線、凸塊等，將設(shè)有表面連接電極22和背面連接電極觀的+Ζ”方向端部的厚壁部14固定到收納石英振動片10的封裝上。通過在固定于封裝上的厚壁部14和與該厚壁部14相鄰的薄壁部16之間設(shè)置縫隙部40，由此，能夠防止從厚壁部 14向薄壁部16傳遞應(yīng)力，能夠使各種特性穩(wěn)定。另外，在上述實施方式中，采用了使厚壁部14與薄壁部16的整個周圍均相鄰的結(jié)構(gòu)，但不限于此。例如，如圖3所示，也可以使石英母板12的-Ζ”方向端部成為薄壁、使厚壁部14形成為沿著-Ζ”方向以外的緣邊的大致U字狀的形狀。通過這樣地形成厚壁部14， 由此，與作為固定端的+Ζ”方向端部相反側(cè)的-Ζ”方向端部的重量減輕，所以，對厚壁部14和縫隙部40施加的沖擊減小，能夠提高耐沖擊性。并且，作為其他形式，如圖4所示，也可以將設(shè)置厚壁部14的區(qū)域僅設(shè)為石英母板 12的+Z”方向端部，使其他3個邊成為薄壁。該情況下，重量進(jìn)一步減輕，所以，能夠進(jìn)一步減小對厚壁部14和縫隙部40施加的沖擊。接著，說明上述結(jié)構(gòu)的石英振動片的制造方法。這里，對圖3所示的將-Z”方向端部形成為薄壁的石英振動片的制造方法進(jìn)行說明。雖然是在一塊晶片上形成多個外形而通過統(tǒng)一處理來制造石英振動片，但在以下說明中，使用一塊晶片中的、待形成一個石英振動片的一部分晶片(以下稱為石英母板30)的示意性截面進(jìn)行說明。這里，作為制造石英振動片的方法，考慮在石英振動片的外形形成后形成薄壁部 (反向臺面)的第1制造方法、以及在薄壁部形成后形成外形的第2制造方法。下面，參照圖5 7對在外形形成后形成薄壁部的第1制造方法進(jìn)行說明。首先，進(jìn)行圖5所示的外形形成步驟。在外形形成步驟中，首先，對通過AT切而切出的石英母板30進(jìn)行清洗(Sl-I)，通過濺射在兩個主面上形成Cr膜和Au膜(以下稱為“Cr-Au膜”)32(SH)。接著，在石英母板30的兩個主面上涂布外形構(gòu)圖用的光致抗蝕劑34(Sl-3)。在使用外形形成用的光掩模對該光致抗蝕劑34進(jìn)行曝光后，進(jìn)行顯影并去除曝光后的部分，由此，形成了形成有石英振動片的外形圖案的光致抗蝕劑(稱為“抗蝕劑掩模 34a”)(Sl-4)。此時，石英振動片的外形形成為，其緣邊與Ζ”軸和X’軸分別平行。并且，縫隙部的外形形成在如下區(qū)域中該區(qū)域是被夾在之后進(jìn)行的薄壁部(反向臺面)形成工序中形成的薄壁部與厚壁部之間的區(qū)域中的、靠Ζ”方向的區(qū)域。并且，與縫隙部40對應(yīng)的抗蝕劑掩模34a形成為使各主面的掩模的位置相對于石英母板30的厚度方向(鉛直方向)不一致，而是在主面方向(水平方向)上相互錯開。 優(yōu)選抗蝕劑掩模34a的錯開方向為V方向，且優(yōu)選將錯開量設(shè)定為與石英母板30的厚度的一半厚度相同的程度。在未錯開抗蝕劑掩模3 的位置的情況下，當(dāng)通過濕蝕刻形成縫隙部時，會由于石英的蝕刻各向異性而出現(xiàn)從AT切面起以各自不同的角度傾斜的突起，但是，通過使掩模這樣地錯開，能夠防止在縫隙部的表面形成突起。接著，將抗蝕劑掩模3 作為保護(hù)膜，對從抗蝕劑掩模3 露出的Cr-Au膜32進(jìn)行蝕刻，由此，在Cr-Au膜32上形成外形圖案(S1-5)。接著，使用反向臺面形成用的光掩模，對形成薄壁部(反向臺面)的部分的抗蝕劑掩模3 進(jìn)行曝光(S1-6)。接著，從石英母板30的兩個主面?zhèn)葘κ⒛赴?0進(jìn)行濕蝕刻，由此，使未被抗蝕劑掩模3 保護(hù)的部分上下貫穿(S1-7)。此時，由于與縫隙部對應(yīng)的抗蝕劑掩模34a的位置是錯開的，所以，能夠防止在縫隙部的表面出現(xiàn)突起。接著，進(jìn)行圖6所示的形成薄壁部(反向臺面)的步驟。在該步驟中，首先，進(jìn)行抗蝕劑掩模3 的顯影，去除在S1-6中進(jìn)行了曝光的部分 (S1-8)。接著，將抗蝕劑掩模3 作為保護(hù)膜，對去除了曝光部分而露出的Cr-Au膜32進(jìn)行剝離(S1-9)。接著，對通過剝離Cr-Au膜32而露出的石英母板30的部分進(jìn)行濕蝕刻，形成薄壁部16(反向臺面)(S1-10)。
接著，剝離全部的抗蝕劑掩模34a(Sl-Il)，之后，剝離全部的Cr-Au膜32，并進(jìn)行清洗(S1-12)。接著，進(jìn)行圖7所示的電極形成步驟。在該步驟中，首先，通過濺射形成電極用的Cr-Au膜32 (S1-13)。接著，在Cr-Au膜 32上涂布電極圖案用的光致抗蝕劑34(S1-14)。接著，使用電極圖案用的光掩模對光致抗蝕劑；34進(jìn)行曝光和顯影，并去除曝光后的部分(S1-15)。接著，對去除光致抗蝕劑34的曝光部分而露出的部分的Cr-Au膜32進(jìn)行剝離 (S1-16)。由此，在Cr-Au膜32上形成電極圖案。接著，剝離電極圖案用的光致抗蝕劑34(S1_17)，由此，電極形成步驟結(jié)束。接著，參照圖8和圖9對在薄壁部(反向臺面)形成后形成石英振動片的外形的第2制造方法進(jìn)行說明。首先，進(jìn)行圖8所示的反向臺面形成步驟。在反向臺面形成步驟中，首先，對通過AT切而切出的石英的石英母板30進(jìn)行清洗(S2-1)，通過濺射在石英母板30的兩個主面上形成Cr膜-Au膜32 (S2-2)。接著，在Cr 膜-Au膜32上涂布光致抗蝕劑34 (S2-3)。接著，使用薄壁部(反向臺面)形成用的光掩模，對形成薄壁部(反向臺面)的區(qū)域的光致抗蝕劑34進(jìn)行曝光。然后，進(jìn)行顯影并去除曝光后的部分(S2-4)。接著，對去除光致抗蝕劑34而露出的Cr-Au膜32部分進(jìn)行剝離，由此，在Cr-Au膜32上形成薄壁部(反向臺面)的外形圖案(S2-5)。接著，將光致抗蝕劑34和Cr-Au膜32作為保護(hù)膜，對露出的石英母板30的部分進(jìn)行濕蝕刻，由此，形成薄壁部16 (反向臺面)(S2-6)。接著，剝離光致抗蝕劑34和Cr-Au 膜32，并進(jìn)行清洗(S2-7)。接著，進(jìn)行圖9所示的外形形成步驟。在外形形成步驟中，首先，通過濺射在石英母板30的兩個主面上形成Cr-Au膜 32(S2-8)，在該Cr-Au膜32上涂布外形去除構(gòu)圖用的光致抗蝕劑34(S2_9)。接著，在使用外形形成用的光掩模對該光致抗蝕劑34進(jìn)行曝光后，進(jìn)行顯影并去除曝光后的部分，由此，形成抗蝕劑掩模3 (S2-10)。此時，石英振動片的外形形成為，其緣邊與Z”軸和V軸分別平行。并且，縫隙部的外形形成在靠+Z”方向的、夾在薄壁部與厚壁部之間的區(qū)域中。并且，與上述第1制造方法同樣，與縫隙部40對應(yīng)的抗蝕劑掩模3 被配置成各主面的對應(yīng)的掩模的位置相互錯開。接著，剝離從抗蝕劑掩模3 露出的Cr-Au膜32部分，由此，在Cr-Au膜32上形成外形圖案(S2-11)。接著，將抗蝕劑掩模3 和Cr-Au膜32作為保護(hù)膜，從石英母板30的兩個主面?zhèn)葘κ⒛赴?0進(jìn)行濕蝕刻，使石英母板30的未被保護(hù)的部分上下貫穿，由此，進(jìn)行外形去除(S2-12)。接著，剝離抗蝕劑掩模34a(S2-13)，剝離Cr-Au膜32，對石英母板30進(jìn)行清洗 (S2-14)。接著，進(jìn)行電極形成步驟，形成電極圖案。該電極形成步驟與參照圖7說明的第1 制造方法中的電極形成步驟相同，所以，省略重復(fù)的說明。
在上述石英振動片的第1和第2制造方法中，設(shè)面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角(以AT切石英板的Y’ 軸為旋轉(zhuǎn)中心使+Z’軸向+X軸方向旋轉(zhuǎn)而成為Z”軸的角度)Ψ為-30° 士 5°，石英振動片的緣邊與Ζ”軸和V軸分別平行，從-Y’軸側(cè)主面進(jìn)行濕蝕刻而形成薄壁部。因此，夾在薄壁部與厚壁部之間的區(qū)域中、因濕蝕刻而出現(xiàn)較大殘渣的區(qū)域(即，出現(xiàn)的傾斜面的面積或傾斜度較大的區(qū)域)為靠+Ζ”方向的區(qū)域，所以，在該區(qū)域中形成縫隙部40，形成殘渣少的石英振動片。這樣，使產(chǎn)生殘渣的區(qū)域與設(shè)置縫隙部40的區(qū)域成為同一區(qū)域，由此，在外形形成時，不需要確保形成縫隙部40的區(qū)域和產(chǎn)生殘渣的區(qū)域這雙方。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)石英振動片的小型化，能夠增加由一塊晶片制造的石英振動片的個數(shù)。并且，能夠削減去除殘渣的步驟，所以，生產(chǎn)性提高。另外，在從+Y’軸側(cè)主面形成薄壁部的情況下，在靠-Ζ”方向的夾在薄壁部16和與該薄壁部16相鄰的厚壁部14之間的區(qū)域中會形成較大的殘渣。因此，在該區(qū)域處于石英振動片的外形內(nèi)部的情況下，只要在該區(qū)域中形成縫隙部40即可。并且，在上述實施方式中，設(shè)面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角Ψ為-30° 士5°，但是，不限于該角度。 在從-Y’軸側(cè)主面進(jìn)行濕蝕刻的情況下，靠+ζ”方向出現(xiàn)較大的殘渣的旋轉(zhuǎn)角為-120° +60°，所以，也可以將該范圍的旋轉(zhuǎn)角設(shè)為面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角Ψ。并且，也可以沿著Ζ”軸設(shè)置有多個縫隙部40。例如，如圖10所示，對于在薄壁部 16的整個外周形成有厚壁部14的石英母板12，除了在靠+Ζ”方向的夾在薄壁部16與厚壁部14之間的區(qū)域中設(shè)置縫隙部40以外，還可以在靠-Ζ”方向的夾在薄壁部16與厚壁部14 之間的區(qū)域中設(shè)置縫隙部40。而且，如果在+Ζ”方向端部和-Ζ”方向端部的厚壁部14上分別設(shè)置表面連接電極22和背面連接電極觀，且利用導(dǎo)電性粘接劑等分別將表面連接電極 22和背面連接電極觀固定到封裝上，則能夠提高耐沖擊性。另外，即使是上述-120° +60°的范圍內(nèi)的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角Ψ，在夾在薄壁部16與厚壁部14之間的區(qū)域中出現(xiàn)的殘渣的大小也會與面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角Ψ對應(yīng)地產(chǎn)生差異。因此，通過根據(jù)該面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角Ψ，適當(dāng)調(diào)整設(shè)置縫隙部40的區(qū)域，能夠制造殘渣少的石英振動片。 例如，在面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角Ψ為-60° -25°的范圍內(nèi)、從-Y’軸側(cè)主面進(jìn)行用于形成薄壁部16 的濕蝕刻的情況下，在夾在薄壁部16與厚壁部14之間的區(qū)域中，除了靠+Ζ”方向的區(qū)域以外，在靠+X’方向的區(qū)域中也形成較大的殘渣，所以，優(yōu)選如圖11所示，在靠+Ζ”方向和靠 +X’方向的區(qū)域中設(shè)置縫隙部40。另一方面，在上述-60° -25°的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角Ψ的范圍內(nèi)、從+Y’軸側(cè)主面進(jìn)行用于形成薄壁部16的濕蝕刻的情況下，在夾在薄壁部16與厚壁部14之間的區(qū)域中，除了靠-Ζ”方向的區(qū)域以外，在靠-X’方向的區(qū)域中也形成較大的殘渣，所以，優(yōu)選在靠-Ζ”方向和靠-X’方向的區(qū)域中設(shè)置縫隙部40。并且，例如在靠+Ζ”方向的夾在薄壁部16與厚壁部14之間的區(qū)域中設(shè)置縫隙部 40的情況下，也可以在該區(qū)域的一部分中設(shè)置縫隙部，但是，通過在該區(qū)域的整體中設(shè)置縫隙部，能夠進(jìn)一步消除殘渣。并且，在從上方觀察時，縫隙部40的形狀不限于矩形，也可以是圓形、V字型、L字型、T字型等。并且，如圖12所示，也可以從側(cè)面切挖石英母板12來形成縫隙部40。通過使縫隙部40成為從側(cè)面切挖后的形狀，能夠使來自通過導(dǎo)電性粘接劑等固定在封裝上的靠+Ζ”方向的厚壁部14側(cè)的應(yīng)力不容易傳遞到作為振動部的薄壁部16 側(cè)。
該石英振動片被裝配在封裝中而成為石英振子。作為在封裝中裝配石英振動片的方法，有以下方法利用導(dǎo)電性粘接劑將表面連接電極22和背面連接電極觀的2個部位分別固定到封裝上設(shè)置的2個安裝電極上。除了利用導(dǎo)電性粘接劑固定石英振動片的2個部位的方法以外，還存在如下方法利用導(dǎo)電性粘接劑僅將背面連接電極觀的一個部位固定到封裝的安裝電極上，利用線鍵合使表面連接電極22與封裝的焊盤電極導(dǎo)通。與利用導(dǎo)電性粘接劑固定2個部位的方法相比，利用導(dǎo)電性粘接劑僅固定1個部位的方法能夠防止在使導(dǎo)電性粘接劑硬化的回流焊工序中在固定部位處發(fā)生變形，能夠防止對振動造成不良影響。并且，在利用導(dǎo)電性粘接劑將石英振動片固定到封裝內(nèi)的情況下，可以在石英振動片的涂布導(dǎo)電性粘接劑的部位設(shè)置在表面形成有連接電極的多個槽。圖13是用于說明形成了多個槽的石英振動片IOa的示意圖。圖13(a)是示出在使石英振動片IOa與導(dǎo)電性粘接劑50接觸而固定到封裝上之前從下方觀察的石英振動片IOa與導(dǎo)電性粘接劑50之間的位置關(guān)系的示意圖，圖13(b)是示出利用導(dǎo)電性粘接劑50固定了石英振動片IOa與封裝時的導(dǎo)電性粘接劑50向水平方向擴(kuò)散的狀況的示意圖。圖13(c)是圖13(b)所示的石英振動片IOa的C-C線處的示意截面圖。這樣，通過在石英振動片IOa的涂布導(dǎo)電性粘接劑50的部位形成多個槽15，能夠防止導(dǎo)電性粘接劑50在水平方向上大幅擴(kuò)散。導(dǎo)電性粘接劑50的擴(kuò)散減小，由此，石英振動片IOa不容易受到旋轉(zhuǎn)或扭轉(zhuǎn)的影響。并且，通過多個槽15，能夠增大導(dǎo)電性粘接劑50 與石英振動片IOa之間的接觸面積，能夠增大粘接強(qiáng)度。另外，在圖13(c)中，示出了將薄壁部16的形成了凹陷(反向臺面)的主面作為下側(cè)而裝配在封裝60上的例子，但是，也可以將形成有凹陷的主面作為上側(cè)而裝配在封裝 60上。并且，在上述實施方式中，使用AT切石英母板作為石英母板12，但是，也可以使用其他切角的會因濕蝕刻而產(chǎn)生殘渣的母板，還可以使用壓電陶瓷。
權(quán)利要求
1.一種壓電振動片，其是對壓電母板進(jìn)行濕蝕刻而得到的，其特征在于，該壓電振動片具有包含振動部的薄壁部；比該薄壁部厚的厚壁部；以及在厚度方向上貫穿所述壓電振動片的縫隙部，所述縫隙部被配置于夾在所述薄壁部與所述厚壁部之間的區(qū)域中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振動片，其特征在于，在所述厚壁部的至少一部分上設(shè)有與設(shè)置在封裝上的電極連接的連接電極， 在所述薄壁部上設(shè)有與所述連接電極導(dǎo)通的激勵電極，所述縫隙部被設(shè)置于夾在所述薄壁部與所述厚壁部之間、且夾在所述連接電極與所述激勵電極之間的區(qū)域中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電振動片，其特征在于，在與所述薄壁部的兩側(cè)相鄰的厚壁部上分別設(shè)有所述連接電極， 在夾在設(shè)有所述連接電極的厚壁部各自與所述薄壁部之間的區(qū)域中，分別設(shè)有所述縫隙部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電振動片，其特征在于， 所述壓電母板是AT切母板，所述壓電母板具有與Z”軸和V軸分別平行的緣邊，該Z”軸是使所述壓電母板的V 軸繞Y’軸旋轉(zhuǎn)而得到的，該X’軸與Z”軸垂直相交， 所述縫隙部被設(shè)于Z”軸方向的一個端部側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項所述的壓電振動片，其特征在于， 所述壓電母板是AT切母板，所述壓電母板具有與Z”軸和V軸分別平行的緣邊，該Z”軸是使所述壓電母板的V 軸繞Y’軸旋轉(zhuǎn)而得到的，該X’軸與Z”軸垂直相交， 沿著Z”軸設(shè)置有多個所述縫隙部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任一項所述的壓電振動片，其特征在于， 所述壓電母板是AT切母板，所述壓電母板具有與Z”軸和V軸分別平行的緣邊，該Z”軸是使所述壓電母板的V 軸繞Y’軸旋轉(zhuǎn)而得到的，該X’軸與Z”軸垂直相交， 所述縫隙部被設(shè)置為與Z”軸平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中的任一項所述的壓電振動片，其特征在于，設(shè)使所述壓電母板的+Z’軸繞Y’軸向+X軸方向旋轉(zhuǎn)為正旋轉(zhuǎn)角，所述壓電母板具有與Z”軸和X，軸分別平行的緣邊，該Z”軸是使Z，軸繞Y，軸在-120° +60°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)而得到的，該X’軸與Z”軸垂直相交，所述薄壁部是通過從+Y’軸側(cè)主面或-Y’軸側(cè)主面中的任意一方進(jìn)行濕蝕刻而形成的，在從+Y’軸側(cè)主面進(jìn)行濕蝕刻的情況下，至少在靠-ζ”方向的所述區(qū)域中設(shè)有縫隙部， 在從-Y’軸側(cè)主面進(jìn)行濕蝕刻的情況下，至少在靠+Z”方向的所述區(qū)域中設(shè)有縫隙部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電振動片，其特征在于， 設(shè)所述Z’軸的旋轉(zhuǎn)角度的范圍為-60° -25°，在從+Y’軸側(cè)主面進(jìn)行濕蝕刻的情況下，至少在靠-ζ”方向和靠-X’方向的所述區(qū)域中設(shè)有縫隙部，在從-Y’軸側(cè)主面進(jìn)行濕蝕刻的情況下，至少在靠+Z”方向和靠+X’方向的所述區(qū)域中設(shè)有縫隙部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中的任一項所述的壓電振動片，其特征在于， 所述縫隙部是切挖側(cè)面而形成的。
10.一種壓電振動片的制造方法，該壓電振動片具有包含振動部的薄壁部；比該薄壁部厚的厚壁部；以及在厚度方向上貫穿所述壓電振動片的縫隙部，其特征在于，該制造方法具有以下步驟反向臺面形成步驟，通過針對壓電母板的一個主面的濕蝕刻而形成所述薄壁部和所述厚壁部；以及縫隙形成步驟，在夾在所述薄壁部與所述厚壁部之間的區(qū)域中形成所述縫隙部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓電振動片的制造方法，其特征在于，在夾在所述薄壁部與所述厚壁部之間的區(qū)域中的、至少傾斜面的傾斜度最大的區(qū)域中，形成所述縫隙部。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的壓電振動片的制造方法，其特征在于，在所述壓電母板的兩個主面上，在所述壓電母板的主面方向上錯開地配置與所述縫隙部的外形對應(yīng)的掩模，然后，對所述壓電母板進(jìn)行濕蝕刻。
全文摘要
本發(fā)明提供壓電振動片及其制造方法。作為課題，提供具有縫隙的反向臺面型的小型且殘渣少的壓電振動片及其制造方法。石英振動片(10)具有包含振動部的薄壁部(16)以及與薄壁部(16)的周圍相鄰的厚壁部(14)，在夾在薄壁部(16)與厚壁部(14)之間的區(qū)域中設(shè)置有在厚度方向上貫穿壓電振動片的縫隙部(40)。
文檔編號H03H3/04GK102377407SQ201110212738
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者安池亮一 申請人:精工愛普生株式會社