圧電振動片の製造方法及び圧電振動片
【課題】本発明は、圧電ウエハから圧電振動片の落下が防がれるとともに、圧電振動片を圧電ウエハから取り外しやすい圧電振動片の製造方法及び圧電振動片を提供する。
【解決手段】圧電振動片の製造方法は、圧電材料からなる圧電ウエハから矩形の圧電振動片を複数形成する圧電振動片の製造方法であって、圧電ウエハから圧電振動片の矩形の外形を形成する際に、矩形の１つの短辺の中央と圧電ウエハとをつなぐ第１連結部と矩形の角部と圧電ウエハとをつなぐ第１連結部より細い第２連結部とを形成する外形形成工程（Ｓ１０１）と、圧電振動片の両主面に一対の励振電極とこれら一対の励振電極からそれぞれ引き出される一対の引出電極とを形成する電極形成工程（Ｓ１０２）と、圧電ウエハを液体で洗浄する洗浄工程（Ｓ１０３）と、少なくとも第１連結部を折り圧電ウエハから圧電振動片を取り外す切断工程（Ｓ１０４、Ｓ１０５）と、を備える。
【解決手段】圧電振動片の製造方法は、圧電材料からなる圧電ウエハから矩形の圧電振動片を複数形成する圧電振動片の製造方法であって、圧電ウエハから圧電振動片の矩形の外形を形成する際に、矩形の１つの短辺の中央と圧電ウエハとをつなぐ第１連結部と矩形の角部と圧電ウエハとをつなぐ第１連結部より細い第２連結部とを形成する外形形成工程（Ｓ１０１）と、圧電振動片の両主面に一対の励振電極とこれら一対の励振電極からそれぞれ引き出される一対の引出電極とを形成する電極形成工程（Ｓ１０２）と、圧電ウエハを液体で洗浄する洗浄工程（Ｓ１０３）と、少なくとも第１連結部を折り圧電ウエハから圧電振動片を取り外す切断工程（Ｓ１０４、Ｓ１０５）と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電ウエハから圧電振動片の落下が防がれた圧電振動片の製造方法及び圧電振動片に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動片は、圧電材料により形成される圧電ウエハ上に複数の圧電振動片が形成されることにより作製される。このような圧電振動片は、圧電振動片と圧電ウエハとが連結部により連結された状態で形成され、最後に連結部を折ることにより、圧電振動片が圧電ウエハから切り離されて個々の圧電振動片となる。この連結部は、容易に折ることができるように形成されることで、圧電ウエハからの圧電振動片の取り外しが容易になる。
【０００３】
例えば特許文献１には、圧電振動片と圧電ウエハとが連結部により連結された例が示されている。特許文献１では、支持部に溝が設けられることにより圧電基板を形成したのちに圧電ウエハから圧電振動片を折り取りやすくする旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４２５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された圧電振動片は、連結部の強度が弱くなるため、圧電振動片の製造途中に圧電振動片が圧電ウエハから落下する場合がある。例えば圧電振動片に励振電極を形成する前に圧電振動片が圧電ウエハから取れてしまっては、その圧電振動片に励振電極を形成することができない。
【０００６】
そこで本発明は、圧電ウエハから圧電振動片の落下を防ぐとともに、圧電振動片を圧電ウエハから取り外しやすい圧電振動片の製造方法及び圧電振動片を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点の圧電振動片の製造方法は、圧電材料からなる圧電ウエハからフォトリソグラフィにより矩形の圧電振動片を複数形成する圧電振動片の製造方法であって、圧電ウエハからフォトリソグラフィにより圧電振動片の矩形の外形を形成する際に、矩形の１つの短辺の中央と圧電ウエハとをつなぐ第１連結部と矩形の角部と圧電ウエハとをつなぐ第１連結部より細い第２連結部とを形成する外形形成工程と、圧電振動片の両主面に一対の励振電極とこれら一対の励振電極からそれぞれ引き出される一対の引出電極とを形成する電極形成工程と、圧電ウエハを液体で洗浄する洗浄工程と、少なくとも第１連結部を折り圧電ウエハから圧電振動片を取り外す切断工程と、を備える。
【０００８】
第２観点の圧電振動片の製造方法は、第１観点において、洗浄工程が液体に超音波を与えることにより圧電ウエハを洗浄する工程であり、第２連結部が超音波による衝撃波により切断される。
【０００９】
第３観点の圧電振動片の製造方法は、第１観点及び第２観点において、外形形成工程で、圧電振動片と圧電ウエハとをつなぐ第１連結部及び第２連結部の一部の厚みを薄く形成する。
【００１０】
第４観点の圧電振動片の製造方法は、第１観点から第３観点において、外形形成工程で矩形の４つの角部又は短辺と向かい合う短辺の２つの角部に第２連結部を形成し、電極形成工程で引出電極を第１連結部の両側まで形成する。
【００１１】
第５観点の圧電振動片の製造方法は、第１観点から第３観点において、外形形成工程で矩形の４つの角部又は短辺と向かい合う短辺の２つの角部に第２連結部を形成し、電極形成工程で引出電極を向かい合う短辺のそれぞれに形成する。
【００１２】
第６観点の圧電振動片は、圧電デバイスのパッケージ内に収納される矩形の圧電振動片であって、圧電振動片がその両主面に一対の励振電極とこれら一対の励振電極から短辺までそれぞれ引き出される一対の引出電極とを有し、矩形の１つの短辺の中央で且つ両主面を結ぶ側面において第１幅の第１折取り残部を有し、矩形の角部で且つ両主面を結ぶ側面において第１幅よりも狭い第２折取り残部を有し、第２折取り残部により角部は欠けがない。
【００１３】
第７観点の圧電デバイスの製造方法は、第１観点から第５観点の圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を用意する工程と、内側に凹んだ凹部を有するパッケージを用意する工程と、リッド板を用意する工程と、圧電振動片をパッケージ内に載置しパッケージの凹部をリッド板により密封する工程と、を備える。
【００１４】
第８観点の圧電デバイスは、第６観点の圧電振動片と、内側に凹み、圧電振動片が載置される凹部を有するパッケージと、凹部を密封するリッド板と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧電ウエハから圧電振動片の落下を防ぐとともに、圧電振動片を圧電ウエハから取り外しやすい圧電振動片の製造方法及び圧電振動片を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】圧電デバイス１００の分解斜視図である。
【図２】圧電デバイス１００の断面図である。
【図３】（ａ）は、圧電振動片１３０の斜視図である。 （ｂ）は、圧電振動片１３０の平面図である。
【図４】圧電振動片１３０の製造方法が示されたフローチャートである。
【図５】（ａ）は、圧電振動片１３０の外形が形成された圧電ウエハＷ１３０の平面図である。 （ｂ）は、電極が形成された圧電ウエハＷ１３０の平面図である。
【図６】（ａ）は、圧電ウエハＷ１３０に形成された圧電振動片１３０の拡大図である。 （ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】（ａ）は、第２連結部１３６ｂが折られた圧電ウエハＷ１３０の部分平面図である。 （ｂ）は、第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂが折られた圧電ウエハＷ１３０の部分平面図である。
【図８】（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ２３０の部分平面図である。 （ｂ）は、圧電振動片１３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部３３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ３３０の部分平面図である。
【図９】（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂにより連結される圧電ウエハＷ４３０の部分平面図である。 （ｂ）は、圧電ウエハＷ４３０の部分断面図である。
【図１０】（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部５３６ｂにより連結される圧電ウエハＷ５３０の部分平面図である。 （ｂ）は、圧電振動片２３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ６３０の部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１８】
（第１実施形態）
＜圧電デバイス１００の構成＞
図１は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。圧電デバイス１００は、圧電振動片１３０と、リッド板１１０と、パッケージ１２０と、により形成されている。圧電振動片１３０には、例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットの水晶振動片は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明では、ＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス１００においては圧電デバイス１００の長辺方向をＸ軸方向、圧電デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。
【００１９】
圧電デバイス１００は、パッケージ１２０の＋Ｙ’軸側に形成され内側に凹む凹部１２１に圧電振動片１３０が載置される。さらに圧電振動片１３０が載置された凹部１２１を密封するようにリッド板１１０がパッケージ１２０の＋Ｙ’軸側の面に接合されて圧電デバイス１００が形成される。
【００２０】
圧電振動片１３０は、所定の振動数で振動する励振部１３４ａの厚みが励振部１３４ａを囲むように形成される周辺部１３４ｂの厚みよりも厚いメサ型の圧電振動片である。励振部１３４ａの＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とには励振電極１３１が形成されており、各励振電極１３１から周辺部１３４ｂの−Ｙ’軸側にはそれぞれ引出電極１３２が形成されている。
【００２１】
圧電デバイス１００は表面実装型の圧電デバイスであり、実装端子１２５とプリント基板等とがハンダを介して固定され、電気的に接続されることにより実装される。圧電デバイス１００が実装される面であるパッケージ１２０の−Ｙ’軸側の面には、一対の実装端子１２５（図２参照）が形成されている。また、パッケージ１２０は矩形形状に形成されており、パッケージ１２０の外壁の四隅にはキャスタレーション１２７ａが形成され、短辺側の中央にはキャスタレーション１２７ｂが形成されている。キャスタレーション１２７ｂには、実装端子１２５の一部が形成されている。また、パッケージ１２０の＋Ｙ’軸側の面には凹部１２１が形成されている。凹部１２１には、圧電振動片１３０が載置されるための載置部１２３が形成されており、載置部１２３の＋Ｙ’軸側の面には接続端子１２４が形成されている。さらに、パッケージ１２０の凹部１２１の周囲にはリッド板１１０と接合される接合面１２２が形成されている。接続端子１２４と実装端子１２５とは互いに電気的に接続されている。パッケージ１２０は、例えばセラミックスにより形成されており、パッケージ１２０は３つの層により形成されている。第１層１２０ａは平面状に形成されパッケージ１２０の−Ｙ’軸側に配置されており、第１層１２０ａの−Ｙ’軸側の面には実装端子１２５が形成されている。第１層１２０ａの＋Ｙ’軸側には第２層１２０ｂが配置される。第２層１２０ｂの中央部には、凹部１２１の一部を形成する貫通孔が形成されている。また第２層１２０ｂは凹部１２１に載置部１２３を形成し、載置部１２３の＋Ｙ’軸側の面には接続端子１２４が形成される。第２層１２０ｂの＋Ｙ’軸側の面には第３層１２０ｃが配置される。第３層１２０ｃの中央部には凹部１２１の一部を形成する貫通孔が形成されている。また、第３層１２０ｃの＋Ｙ’軸側の面には接合面１２２が形成されている。パッケージ１２０に形成される接続端子１２４及び実装端子１２５等の電極は、例えばセラミックス上にタングステンの層が形成され、その上に下地めっきとしてニッケル層が形成され、さらにその上に仕上げメッキとして金層が形成されることにより形成される。
【００２２】
リッド板１１０は、平面状の板として形成されている。リッド板１１０はパッケージ１２０の＋Ｙ’軸側の面に形成されている接合面１２２に封止材１４２（図２参照）を介して接合されることによりパッケージ１２０の凹部１２１を密封する。
【００２３】
図２は、圧電デバイス１００の断面図である。図２には、図１のＡ―Ａ断面を含む断面図が示されている。パッケージ１２０の凹部１２１の−Ｘ軸側には載置部１２３が形成されており、載置部１２３の＋Ｙ’軸側の面には接続端子１２４が形成されている。圧電振動片１３０は載置部１２３に載置され、圧電振動片１３０の−Ｙ’軸側の面に形成される引出電極１３２と接続端子１２４とが導電性接着剤１４１を介して電気的に接続されている。パッケージ１２０の＋Ｙ’軸側に接合されるリッド板１１０は、パッケージ１２０の接合面１２２に封止材１４２を介して接合されることによりパッケージ１２０の凹部１２１を密封している。また、パッケージ１２０の−Ｙ’軸側の面及びキャスタレーション１２７ｂの一部には、一対の実装端子１２５が形成されている。接続端子１２４は、パッケージ１２０の凹部１２１内であり第１層１２０ａの＋Ｙ’軸側の面に形成される接続電極１２４ａを介してキャスタレーション１２７ｂに形成されている実装端子１２５に電気的に接続されている。
【００２４】
図３（ａ）は、圧電振動片１３０の斜視図である。励振部１３４ａの＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の主面には励振電極１３１が形成されている。＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３１から引き出されている引出電極１３２は、−Ｘ軸方向に引き出され、−Ｚ’軸側の側面を介して−Ｙ’軸側の面にまで形成されている。また、圧電振動片１３０の−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３１から引き出される引出電極１３２は、励振電極１３１から−Ｘ軸側に伸び、圧電振動片１３０の＋Ｚ’軸側の側面を介して＋Ｙ’軸側の面にまで形成されている。圧電振動片１３０に形成される励振電極１３１及び引出電極１３２は、例えば圧電振動片１３０にクロム（Ｃｒ）層が形成され、クロム層の上に金（Ａｕ）層が形成されることにより形成されている。また圧電振動片１３０には、−Ｘ軸側の側面に第１折取り残部１３５ａが形成され、＋Ｘ軸側の側面の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の端に第２折取り残部１３５ｂが形成されている。第１折取り残部１３５ａ及び第２折取り残部１３５ｂは、後述される圧電振動片の製造方法において説明される第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂが切断された跡である。
【００２５】
図３（ｂ）は、圧電振動片１３０の平面図である。圧電振動片１３０の−Ｘ軸側の側面の中央には第１折取り残部１３５ａが形成されており、圧電振動片１３０の＋Ｘ軸側の側面の＋Ｚ’軸側の端及び−Ｚ’軸側の端には第２折取り残部１３５ｂが形成されている。第１折取り残部１３５ａ及び第２折取り残部１３５ｂは、それぞれＺ’軸方向の幅が幅Ｌ１及び幅Ｌ２に形成されている。
【００２６】
圧電振動片の振動周波数は、その外形の形状により変わる。圧電振動片１３０では、第１折取り残部１３５ａ及び第２折取り残部１３５ｂの大きさが小さく、圧電振動片１３０の平面形状は矩形の形状が保たれるように形成されている。そのため圧電振動片１３０は、圧電振動片の製品ごとの外形形状のばらつきが小さく、圧電振動片の外形形状の違いに起因する製品ごとの振動周波数のばらつきが小さい。
【００２７】
＜圧電振動片１３０の製造方法＞
図４は、圧電振動片１３０の製造方法が示されたフローチャートである。以下に、図４のフローチャートを参照して圧電振動片１３０の製造方法について説明する。
【００２８】
ステップＳ１０１では、圧電ウエハＷ１３０に、圧電振動片１３０、第１連結部１３６ａ、及び第２連結部１３６ｂが形成される。ステップＳ１０１は、圧電振動片１３０の外形が形成される外形形成工程である。まず、ステップＳ１０１では、圧電材料により形成された圧電ウエハＷ１３０が用意される。この圧電ウエハＷ１３０にフォトリソグラフィにより複数の圧電振動片１３０の外形が形成される。
【００２９】
図５（ａ）は、圧電振動片１３０の外形が形成された圧電ウエハＷ１３０の平面図である。図５（ａ）には、圧電ウエハＷ１３０に複数の圧電振動片１３０の外形が形成されている状態が示されている。圧電振動片１３０の外形は、フォトリソグラフィによって圧電ウエハＷ１３０をＹ’軸方向に貫通する貫通溝１３７が形成されることにより形成される。貫通溝１３７は、第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂを除いた圧電振動片１３０の周りに形成される。また、貫通溝１３７の外側には、圧電振動片１３０を第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂを介して圧電ウエハＷ１３０に保持する枠部１３８が形成されている。圧電ウエハＷ１３０に形成される各圧電振動片１３０は、圧電振動片１３０の−Ｘ軸側の辺の中央に連結される１本の第１連結部１３６ａ、及び圧電振動片１３０の＋Ｘ軸側の辺の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の端にそれぞれ連結される２本の第２連結部１３６ｂにより枠部１３８に固定されている。
【００３０】
ステップＳ１０２では、圧電振動片１３０に電極が形成される。ステップＳ１０２は、圧電振動片１３０に電極が形成される電極形成工程である。圧電振動片１３０に形成される電極は、マスク（不図示）を介して圧電ウエハＷ１３０にクロム（Ｃｒ）層が形成され、さらに、クロム層の表面に金（Ａｕ）層が形成されることにより形成される。
【００３１】
図５（ｂ）は、電極が形成された圧電ウエハＷ１３０の平面図である。ステップＳ１０２では、図５（ａ）に示された圧電振動片１３０の外形が形成された圧電ウエハＷ１３０にクロム層及び金層が蒸着等の方法により形成されることにより、励振電極１３１及び引出電極１３２等の電極が形成される。
【００３２】
図６（ａ）は、圧電ウエハＷ１３０に形成された圧電振動片１３０の拡大図である。図６（ａ）は、図５（ｂ）の点線で囲まれた領域１６１の拡大平面図である。圧電ウエハＷ１３０に形成されている圧電振動片１３０は、第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂにより圧電ウエハＷ１３０に連結されている。また、各圧電振動片１３０の第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂ以外の周りには、貫通溝１３７が形成されている。第１連結部１３６ａのＺ’軸方向の幅は幅Ｌ１に形成されており、第２連結部１３６ｂのＺ’軸方向の幅は幅Ｌ２に形成されている。圧電ウエハＷ１３０では、幅Ｌ１は幅Ｌ２よりも広く形成されている。
【００３３】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。圧電ウエハＷ１３０は、Ｙ’軸方向の厚さが厚さＴ１に形成されている。このとき、圧電振動片１３０では、励振部１３４ａのＹ’軸方向の厚さが厚さＴ１に形成される。また、圧電振動片１３０の周辺部１３４ｂは厚さＴ１よりも薄い厚さＴ２に形成される。さらに、第１連結部１３６ａは、圧電ウエハＷ１３０に厚さＴ１で連結され、圧電振動片１３０には厚さＴ２で連結されている。また、第２連結部１３６ｂは、圧電ウエハＷ１３０に厚さＴ１で連結され、圧電振動片１３０とは厚さＴ２で連結されている。
【００３４】
ステップＳ１０３では、圧電ウエハＷ１３０が超音波洗浄される。ステップＳ１０３は、圧電ウエハＷ１３０の洗浄工程である。ステップＳ１０３では、圧電ウエハＷ１３０が純水などの液体に浸されて超音波が液体に与えられることにより洗浄される。圧電ウエハＷ１３０に形成される第２連結部１３６ｂは、このステップＳ１０３において切断されるように形成されてもよい。第２連結部１３６ｂは、幅Ｌ２の大きさを調整することにより、超音波による衝撃波を利用して切断されるように形成することができる。以下、ステップＳ１０３で第２連結部１３６ｂが切断される場合はステップＳ１０４に進み、第２連結部１３６ｂが切断されない場合はステップＳ１０５に進む。
【００３５】
ステップＳ１０４では、第１連結部１３６ａが折られ、圧電ウエハＷ１３０から圧電振動片１３０が切り離される。ステップＳ１０４は、圧電ウエハＷ１３０から圧電振動片１３０を取り外す切断工程である。ステップＳ１０４は、ステップＳ１０３の洗浄工程において、第２連結部１３６ｂが切断される場合に行われるステップである。
【００３６】
図７（ａ）は、第２連結部１３６ｂが折られた圧電ウエハＷ１３０の部分平面図である。図７（ａ）は、図５（ｂ）の領域１６１と同様の領域が示されている。図７（ａ）に示されている圧電ウエハＷ１３０では、ステップＳ１０３の洗浄工程において、第２連結部１３６ｂが超音波洗浄により切断されている。そのため、圧電振動片１３０の＋Ｘ軸側の辺の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の端には、第２折取り残部１３５ｂが形成されている。第２折取り残部１３５ｂのＺ’軸方向の幅は、第２連結部１３６ｂのＺ’軸方向の幅である幅Ｌ２に等しい。ステップＳ１０３において圧電ウエハＷ１３０の超音波洗浄が終了した後は、圧電振動片１３０を圧電ウエハＷ１３０から取り外すのみである。圧電ウエハＷ１３０に施す別工程がないため、圧電振動片１３０が圧電ウエハＷ１３０に第１連結部１３６ａのみで連結されていても問題がない。
【００３７】
ステップＳ１０５では、第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂが折られ、圧電ウエハＷ１３０から圧電振動片１３０が切り離される。ステップＳ１０５は、ステップＳ１０３において圧電ウエハＷ１３０が超音波洗浄されたときに、超音波洗浄の力が弱かったり、第２連結部１３６ｂがエッチングで太く形成されてしまったりして、第２連結部１３６ｂが切断されない場合に行われるステップである。この場合、第２連結部１３６ｂはステップＳ１０５において切断される。
【００３８】
図７（ｂ）は、第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂが折られた圧電ウエハＷ１３０の部分平面図である。図７（ｂ）は、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５の後の状態が示されている。圧電振動片１３０の−Ｘ軸側の辺の中央には、第１連結部１３６ａが折られることにより第１折取り残部１３５ａが形成される。第１折取り残部１３５ａのＺ’軸方向の幅は、第１連結部１３６ａのＺ’軸方向の幅である幅Ｌ１に等しい。
【００３９】
圧電デバイス１００の製造方法は、図４に示された製造方法により製造された圧電振動片１３０が用意され、パッケージ１２０（図１参照）が用意され、リッド板１１０（図１参照）が用意され、パッケージ１２０の凹部１２１に圧電振動片１３０が載置され、凹部１２１をリッド板１１０により密封することにより製造される。
【００４０】
圧電振動片１３０は、１本の第１連結部１３６ａと２本の第２連結部１３６ｂとにより圧電ウエハＷ１３０の枠部１３８に連結されていることにより、圧電振動片１３０の製造過程において、圧電ウエハＷ１３０から落下することを防いでいる。また、圧電振動片１３０の製造工程では、第２連結部１３６ｂが第１連結部１３６ａよりも細く形成され、第２連結部１３６ｂが第１連結部１３６ａよりも折れやすく形成されることにより、圧電振動片１３０を圧電ウエハＷ１３０から切り離すことが容易である。これは例えば、ステップＳ１０４においては第１連結部１３６ａを切断するのみなので第１連結部１３６ａの切断が容易であり、ステップＳ１０５においても第２連結部１３６ｂの切断が容易であるため第１連結部１３６ａの切断も容易になる。
【００４１】
また圧電振動片は矩形形状の平面を有するように作製されるが、ステップＳ１０１で行われるフォトリソグラフィにおいて、圧電振動片の角部が面取りされるように余分に削れてしまい圧電振動片の形状が矩形形状とは異なる形状になる場合がある。圧電振動片１３０では、圧電振動片１３０の角部に第２連結部１３６ｂが連結されているため、ステップＳ１０１で行われるフォトリソグラフィにおいて圧電振動片１３０の角部が余分に削れてしまうことがなく、圧電振動片１３０の形状が、矩形形状とは異なる形状にならない。そのため圧電振動片１３０では、製品ごとに圧電振動片１３０の形状が異なることがなく、製品ごとに振動周波数が大きく変わることがないため好ましい。
【００４２】
（第２実施形態）
圧電振動片、第１連結部及び第２連結部には様々な変形例が考えられる。以下に、圧電振動片１３０、第１連結部１３６ａ、及び第２連結部１３６ｂの変形例を説明する。また、以下の説明では、圧電振動片１３０及び圧電ウエハＷ１３０と同様の部分を同じ記号を用いて示し、その説明を省略する。また、以下の実施例では、圧電ウエハに第１連結部及び第２連結部を介して連結されている圧電振動片が説明される。
【００４３】
図８（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ２３０の部分平面図である。図８（ａ）には、図５（ｂ）の領域１６１と同様の領域が示されている。図８（ａ）には、圧電振動片１３０が第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ｂにより圧電ウエハＷ２３０に連結されている状態が示されている。第１連結部２３６ａは、第１連結部２３６ａと圧電ウエハＷ２３０とがＺ’軸方向の幅が幅Ｌ１で連結されており、第１連結部２３６ａと圧電振動片１３０とがＺ’軸方向の幅が幅Ｌ３で連結されている。また、第２連結部２３６ｂは、第２連結部２３６ｂと圧電ウエハとがＺ’軸方向の幅が幅Ｌ２で連結されており、第２連結部２３６ｂと圧電振動片１３０とがＺ’軸方向の幅が幅Ｌ４で連結されている。幅Ｌ１は幅Ｌ３よりも大きく、幅Ｌ２は幅Ｌ４よりも大きく、幅Ｌ３は幅Ｌ４よりも大きく形成されている。
【００４４】
図８（ａ）に示された圧電ウエハＷ２３０では、第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ｂが、圧電ウエハＷ２３０に連結されている幅よりも圧電振動片１３０に連結されている幅の方が狭く形成されている。そのため、第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ｂでは、この狭く形成された箇所に応力が集中するため、第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ａの切断される箇所を特定させることができ、圧電振動片１３０に残る第１折取り残部１３５ａ及び第２折取り残部１３５ｂが小さくなるように形成することができる。
【００４５】
図８（ｂ）は、圧電振動片１３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部３３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ３３０の部分平面図である。図８（ｂ）では、圧電振動片１３０が、第１連結部１３６ａ及び第２連結部３３６ｂにより圧電ウエハＷ３３０に連結されている状態が示されている。第２連結部３３６ｂは、圧電振動片１３０の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の角部を含み、Ｚ’軸方向に伸びて圧電ウエハＷ３３０と連結されるように形成されている。また、第２連結部３３６ｂのＸ軸方向の幅は、第１連結部１３６ａの幅Ｌ１よりも細い幅Ｌ５に形成されている。図８（ｂ）に示されるように、圧電ウエハに形成される第２連結部は、圧電振動片の長辺に連結されていてもよい。
【００４６】
図９（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂにより連結される圧電ウエハＷ４３０の部分平面図である。図９（ａ）では、圧電振動片１３０が、第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂにより圧電ウエハＷ４３０に連結されている。第１連結部４３６ａは圧電振動片１３０の−Ｘ軸側の辺の中央に幅Ｌ１で連結されており、第２連結部４３６ｂは圧電振動片１３０の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の端に幅Ｌ２で連結されている。
【００４７】
図９（ｂ）は、圧電ウエハＷ４３０の部分断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。圧電振動片１３０は圧電ウエハＷ４３０に第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂを介して連結されている。第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂは、圧電振動片１３０に厚さＴ３で連結され、圧電ウエハＷ４３０に厚さＴ１で連結されている。厚さＴ１及び周辺部１３４ｂの厚さＴ２は、厚さＴ３よりも厚い。
【００４８】
圧電ウエハＷ４３０に形成される第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂは、圧電振動片１３０に厚さＴ３で連結されている。そのため、圧電ウエハＷ４３０に形成される第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂの各連結部の厚さが薄い箇所に応力が集中し、第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂが切断される箇所を特定することができるため、圧電振動片１３０に残る第１折取り残部及び第２折取り残部を小さく形成することができる。
【００４９】
図１０（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部５３６ｂにより連結される圧電ウエハＷ５３０の部分平面図である。第２連結部５３６ｂは圧電振動片１３０の短辺に、四隅の各角部を含むように連結されている。第２連結部５３６ｂのＺ’軸方向の幅は、第１連結部１３６ａの幅Ｌ１よりも狭い幅Ｌ６に形成されている。
【００５０】
圧電振動片は、図４のステップＳ１０１に示された外形形成工程において、圧電振動片の角部が面取りされるように過剰にエッチングされる場合がある。圧電ウエハＷ５３０に形成される圧電振動片１３０では、圧電振動片１３０の四隅の角部にそれぞれ第２連結部５３６ｂが形成されていることにより圧電振動片１３０の角部が面取りされることがなく、圧電振動片１３０の形状を矩形形状に保つことができるため、圧電振動片１３０の振動周波数の変化を防ぐことができる。
【００５１】
図１０（ｂ）は、圧電振動片２３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ６３０の部分平面図である。圧電振動片２３０は、励振部１３４ａ及び周辺部１３４ｂを有している。励振部１３４ａには励振電極１３１が形成されており、＋Ｙ’軸側に形成されている励振電極１３１に接続されている引出電極６３２は、励振電極１３１から−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角部に伸び、圧電振動片２３０の−Ｚ’軸側の側面を介して−Ｙ’軸側の面に引き出されている。また、−Ｙ’軸側に形成されている励振電極１３１に接続されている引出電極６３２は、励振電極１３１から＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側に伸び、圧電振動片２３０の＋Ｚ’軸側の側面を介して＋Ｙ’軸側の面に引き出されている。図１０（ｂ）に示されるように、第１連結部及び第２連結部が連結される圧電振動片は、引出電極が＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側に引き出されて形成されている圧電振動片であってもよい。
【００５２】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【００５３】
また、上記の実施形態では圧電振動片にＡＴカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカット、又は音叉型水晶振動片などであっても同様に適用できる。さらに圧電振動片は水晶材のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材料に基本的に適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１００ … 圧電デバイス
１１０ … リッド板
１２０ … パッケージ
１２０ａ … 第１層
１２０ｂ … 第２層
１２０ｃ … 第３層
１２１ … 凹部
１２２ … 接合面
１２３ … 載置部
１２４ … 接続端子
１２５ … 実装端子
１２７ａ、１２７ｂ … キャスタレーション
１３０ … 圧電振動片
１３１ … 励振電極
１３２、６３２ … 引出電極
１３４ａ … 励振部
１３４ｂ … 周辺部
１３５ａ … 第１折取り残部
１３５ｂ … 第２折取り残部
１３６ａ、２３６ａ、４３６ａ … 第１連結部
１３６ｂ、２３６ｂ、３３６ｂ、４３６ｂ、５３６ｂ … 第２連結部
１４１ … 導電性接着剤
１４２ … 封止材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電ウエハから圧電振動片の落下が防がれた圧電振動片の製造方法及び圧電振動片に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動片は、圧電材料により形成される圧電ウエハ上に複数の圧電振動片が形成されることにより作製される。このような圧電振動片は、圧電振動片と圧電ウエハとが連結部により連結された状態で形成され、最後に連結部を折ることにより、圧電振動片が圧電ウエハから切り離されて個々の圧電振動片となる。この連結部は、容易に折ることができるように形成されることで、圧電ウエハからの圧電振動片の取り外しが容易になる。
【０００３】
例えば特許文献１には、圧電振動片と圧電ウエハとが連結部により連結された例が示されている。特許文献１では、支持部に溝が設けられることにより圧電基板を形成したのちに圧電ウエハから圧電振動片を折り取りやすくする旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４２５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された圧電振動片は、連結部の強度が弱くなるため、圧電振動片の製造途中に圧電振動片が圧電ウエハから落下する場合がある。例えば圧電振動片に励振電極を形成する前に圧電振動片が圧電ウエハから取れてしまっては、その圧電振動片に励振電極を形成することができない。
【０００６】
そこで本発明は、圧電ウエハから圧電振動片の落下を防ぐとともに、圧電振動片を圧電ウエハから取り外しやすい圧電振動片の製造方法及び圧電振動片を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点の圧電振動片の製造方法は、圧電材料からなる圧電ウエハからフォトリソグラフィにより矩形の圧電振動片を複数形成する圧電振動片の製造方法であって、圧電ウエハからフォトリソグラフィにより圧電振動片の矩形の外形を形成する際に、矩形の１つの短辺の中央と圧電ウエハとをつなぐ第１連結部と矩形の角部と圧電ウエハとをつなぐ第１連結部より細い第２連結部とを形成する外形形成工程と、圧電振動片の両主面に一対の励振電極とこれら一対の励振電極からそれぞれ引き出される一対の引出電極とを形成する電極形成工程と、圧電ウエハを液体で洗浄する洗浄工程と、少なくとも第１連結部を折り圧電ウエハから圧電振動片を取り外す切断工程と、を備える。
【０００８】
第２観点の圧電振動片の製造方法は、第１観点において、洗浄工程が液体に超音波を与えることにより圧電ウエハを洗浄する工程であり、第２連結部が超音波による衝撃波により切断される。
【０００９】
第３観点の圧電振動片の製造方法は、第１観点及び第２観点において、外形形成工程で、圧電振動片と圧電ウエハとをつなぐ第１連結部及び第２連結部の一部の厚みを薄く形成する。
【００１０】
第４観点の圧電振動片の製造方法は、第１観点から第３観点において、外形形成工程で矩形の４つの角部又は短辺と向かい合う短辺の２つの角部に第２連結部を形成し、電極形成工程で引出電極を第１連結部の両側まで形成する。
【００１１】
第５観点の圧電振動片の製造方法は、第１観点から第３観点において、外形形成工程で矩形の４つの角部又は短辺と向かい合う短辺の２つの角部に第２連結部を形成し、電極形成工程で引出電極を向かい合う短辺のそれぞれに形成する。
【００１２】
第６観点の圧電振動片は、圧電デバイスのパッケージ内に収納される矩形の圧電振動片であって、圧電振動片がその両主面に一対の励振電極とこれら一対の励振電極から短辺までそれぞれ引き出される一対の引出電極とを有し、矩形の１つの短辺の中央で且つ両主面を結ぶ側面において第１幅の第１折取り残部を有し、矩形の角部で且つ両主面を結ぶ側面において第１幅よりも狭い第２折取り残部を有し、第２折取り残部により角部は欠けがない。
【００１３】
第７観点の圧電デバイスの製造方法は、第１観点から第５観点の圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を用意する工程と、内側に凹んだ凹部を有するパッケージを用意する工程と、リッド板を用意する工程と、圧電振動片をパッケージ内に載置しパッケージの凹部をリッド板により密封する工程と、を備える。
【００１４】
第８観点の圧電デバイスは、第６観点の圧電振動片と、内側に凹み、圧電振動片が載置される凹部を有するパッケージと、凹部を密封するリッド板と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧電ウエハから圧電振動片の落下を防ぐとともに、圧電振動片を圧電ウエハから取り外しやすい圧電振動片の製造方法及び圧電振動片を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】圧電デバイス１００の分解斜視図である。
【図２】圧電デバイス１００の断面図である。
【図３】（ａ）は、圧電振動片１３０の斜視図である。 （ｂ）は、圧電振動片１３０の平面図である。
【図４】圧電振動片１３０の製造方法が示されたフローチャートである。
【図５】（ａ）は、圧電振動片１３０の外形が形成された圧電ウエハＷ１３０の平面図である。 （ｂ）は、電極が形成された圧電ウエハＷ１３０の平面図である。
【図６】（ａ）は、圧電ウエハＷ１３０に形成された圧電振動片１３０の拡大図である。 （ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】（ａ）は、第２連結部１３６ｂが折られた圧電ウエハＷ１３０の部分平面図である。 （ｂ）は、第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂが折られた圧電ウエハＷ１３０の部分平面図である。
【図８】（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ２３０の部分平面図である。 （ｂ）は、圧電振動片１３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部３３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ３３０の部分平面図である。
【図９】（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂにより連結される圧電ウエハＷ４３０の部分平面図である。 （ｂ）は、圧電ウエハＷ４３０の部分断面図である。
【図１０】（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部５３６ｂにより連結される圧電ウエハＷ５３０の部分平面図である。 （ｂ）は、圧電振動片２３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ６３０の部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１８】
（第１実施形態）
＜圧電デバイス１００の構成＞
図１は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。圧電デバイス１００は、圧電振動片１３０と、リッド板１１０と、パッケージ１２０と、により形成されている。圧電振動片１３０には、例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットの水晶振動片は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明では、ＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス１００においては圧電デバイス１００の長辺方向をＸ軸方向、圧電デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。
【００１９】
圧電デバイス１００は、パッケージ１２０の＋Ｙ’軸側に形成され内側に凹む凹部１２１に圧電振動片１３０が載置される。さらに圧電振動片１３０が載置された凹部１２１を密封するようにリッド板１１０がパッケージ１２０の＋Ｙ’軸側の面に接合されて圧電デバイス１００が形成される。
【００２０】
圧電振動片１３０は、所定の振動数で振動する励振部１３４ａの厚みが励振部１３４ａを囲むように形成される周辺部１３４ｂの厚みよりも厚いメサ型の圧電振動片である。励振部１３４ａの＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とには励振電極１３１が形成されており、各励振電極１３１から周辺部１３４ｂの−Ｙ’軸側にはそれぞれ引出電極１３２が形成されている。
【００２１】
圧電デバイス１００は表面実装型の圧電デバイスであり、実装端子１２５とプリント基板等とがハンダを介して固定され、電気的に接続されることにより実装される。圧電デバイス１００が実装される面であるパッケージ１２０の−Ｙ’軸側の面には、一対の実装端子１２５（図２参照）が形成されている。また、パッケージ１２０は矩形形状に形成されており、パッケージ１２０の外壁の四隅にはキャスタレーション１２７ａが形成され、短辺側の中央にはキャスタレーション１２７ｂが形成されている。キャスタレーション１２７ｂには、実装端子１２５の一部が形成されている。また、パッケージ１２０の＋Ｙ’軸側の面には凹部１２１が形成されている。凹部１２１には、圧電振動片１３０が載置されるための載置部１２３が形成されており、載置部１２３の＋Ｙ’軸側の面には接続端子１２４が形成されている。さらに、パッケージ１２０の凹部１２１の周囲にはリッド板１１０と接合される接合面１２２が形成されている。接続端子１２４と実装端子１２５とは互いに電気的に接続されている。パッケージ１２０は、例えばセラミックスにより形成されており、パッケージ１２０は３つの層により形成されている。第１層１２０ａは平面状に形成されパッケージ１２０の−Ｙ’軸側に配置されており、第１層１２０ａの−Ｙ’軸側の面には実装端子１２５が形成されている。第１層１２０ａの＋Ｙ’軸側には第２層１２０ｂが配置される。第２層１２０ｂの中央部には、凹部１２１の一部を形成する貫通孔が形成されている。また第２層１２０ｂは凹部１２１に載置部１２３を形成し、載置部１２３の＋Ｙ’軸側の面には接続端子１２４が形成される。第２層１２０ｂの＋Ｙ’軸側の面には第３層１２０ｃが配置される。第３層１２０ｃの中央部には凹部１２１の一部を形成する貫通孔が形成されている。また、第３層１２０ｃの＋Ｙ’軸側の面には接合面１２２が形成されている。パッケージ１２０に形成される接続端子１２４及び実装端子１２５等の電極は、例えばセラミックス上にタングステンの層が形成され、その上に下地めっきとしてニッケル層が形成され、さらにその上に仕上げメッキとして金層が形成されることにより形成される。
【００２２】
リッド板１１０は、平面状の板として形成されている。リッド板１１０はパッケージ１２０の＋Ｙ’軸側の面に形成されている接合面１２２に封止材１４２（図２参照）を介して接合されることによりパッケージ１２０の凹部１２１を密封する。
【００２３】
図２は、圧電デバイス１００の断面図である。図２には、図１のＡ―Ａ断面を含む断面図が示されている。パッケージ１２０の凹部１２１の−Ｘ軸側には載置部１２３が形成されており、載置部１２３の＋Ｙ’軸側の面には接続端子１２４が形成されている。圧電振動片１３０は載置部１２３に載置され、圧電振動片１３０の−Ｙ’軸側の面に形成される引出電極１３２と接続端子１２４とが導電性接着剤１４１を介して電気的に接続されている。パッケージ１２０の＋Ｙ’軸側に接合されるリッド板１１０は、パッケージ１２０の接合面１２２に封止材１４２を介して接合されることによりパッケージ１２０の凹部１２１を密封している。また、パッケージ１２０の−Ｙ’軸側の面及びキャスタレーション１２７ｂの一部には、一対の実装端子１２５が形成されている。接続端子１２４は、パッケージ１２０の凹部１２１内であり第１層１２０ａの＋Ｙ’軸側の面に形成される接続電極１２４ａを介してキャスタレーション１２７ｂに形成されている実装端子１２５に電気的に接続されている。
【００２４】
図３（ａ）は、圧電振動片１３０の斜視図である。励振部１３４ａの＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の主面には励振電極１３１が形成されている。＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３１から引き出されている引出電極１３２は、−Ｘ軸方向に引き出され、−Ｚ’軸側の側面を介して−Ｙ’軸側の面にまで形成されている。また、圧電振動片１３０の−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３１から引き出される引出電極１３２は、励振電極１３１から−Ｘ軸側に伸び、圧電振動片１３０の＋Ｚ’軸側の側面を介して＋Ｙ’軸側の面にまで形成されている。圧電振動片１３０に形成される励振電極１３１及び引出電極１３２は、例えば圧電振動片１３０にクロム（Ｃｒ）層が形成され、クロム層の上に金（Ａｕ）層が形成されることにより形成されている。また圧電振動片１３０には、−Ｘ軸側の側面に第１折取り残部１３５ａが形成され、＋Ｘ軸側の側面の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の端に第２折取り残部１３５ｂが形成されている。第１折取り残部１３５ａ及び第２折取り残部１３５ｂは、後述される圧電振動片の製造方法において説明される第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂが切断された跡である。
【００２５】
図３（ｂ）は、圧電振動片１３０の平面図である。圧電振動片１３０の−Ｘ軸側の側面の中央には第１折取り残部１３５ａが形成されており、圧電振動片１３０の＋Ｘ軸側の側面の＋Ｚ’軸側の端及び−Ｚ’軸側の端には第２折取り残部１３５ｂが形成されている。第１折取り残部１３５ａ及び第２折取り残部１３５ｂは、それぞれＺ’軸方向の幅が幅Ｌ１及び幅Ｌ２に形成されている。
【００２６】
圧電振動片の振動周波数は、その外形の形状により変わる。圧電振動片１３０では、第１折取り残部１３５ａ及び第２折取り残部１３５ｂの大きさが小さく、圧電振動片１３０の平面形状は矩形の形状が保たれるように形成されている。そのため圧電振動片１３０は、圧電振動片の製品ごとの外形形状のばらつきが小さく、圧電振動片の外形形状の違いに起因する製品ごとの振動周波数のばらつきが小さい。
【００２７】
＜圧電振動片１３０の製造方法＞
図４は、圧電振動片１３０の製造方法が示されたフローチャートである。以下に、図４のフローチャートを参照して圧電振動片１３０の製造方法について説明する。
【００２８】
ステップＳ１０１では、圧電ウエハＷ１３０に、圧電振動片１３０、第１連結部１３６ａ、及び第２連結部１３６ｂが形成される。ステップＳ１０１は、圧電振動片１３０の外形が形成される外形形成工程である。まず、ステップＳ１０１では、圧電材料により形成された圧電ウエハＷ１３０が用意される。この圧電ウエハＷ１３０にフォトリソグラフィにより複数の圧電振動片１３０の外形が形成される。
【００２９】
図５（ａ）は、圧電振動片１３０の外形が形成された圧電ウエハＷ１３０の平面図である。図５（ａ）には、圧電ウエハＷ１３０に複数の圧電振動片１３０の外形が形成されている状態が示されている。圧電振動片１３０の外形は、フォトリソグラフィによって圧電ウエハＷ１３０をＹ’軸方向に貫通する貫通溝１３７が形成されることにより形成される。貫通溝１３７は、第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂを除いた圧電振動片１３０の周りに形成される。また、貫通溝１３７の外側には、圧電振動片１３０を第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂを介して圧電ウエハＷ１３０に保持する枠部１３８が形成されている。圧電ウエハＷ１３０に形成される各圧電振動片１３０は、圧電振動片１３０の−Ｘ軸側の辺の中央に連結される１本の第１連結部１３６ａ、及び圧電振動片１３０の＋Ｘ軸側の辺の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の端にそれぞれ連結される２本の第２連結部１３６ｂにより枠部１３８に固定されている。
【００３０】
ステップＳ１０２では、圧電振動片１３０に電極が形成される。ステップＳ１０２は、圧電振動片１３０に電極が形成される電極形成工程である。圧電振動片１３０に形成される電極は、マスク（不図示）を介して圧電ウエハＷ１３０にクロム（Ｃｒ）層が形成され、さらに、クロム層の表面に金（Ａｕ）層が形成されることにより形成される。
【００３１】
図５（ｂ）は、電極が形成された圧電ウエハＷ１３０の平面図である。ステップＳ１０２では、図５（ａ）に示された圧電振動片１３０の外形が形成された圧電ウエハＷ１３０にクロム層及び金層が蒸着等の方法により形成されることにより、励振電極１３１及び引出電極１３２等の電極が形成される。
【００３２】
図６（ａ）は、圧電ウエハＷ１３０に形成された圧電振動片１３０の拡大図である。図６（ａ）は、図５（ｂ）の点線で囲まれた領域１６１の拡大平面図である。圧電ウエハＷ１３０に形成されている圧電振動片１３０は、第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂにより圧電ウエハＷ１３０に連結されている。また、各圧電振動片１３０の第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂ以外の周りには、貫通溝１３７が形成されている。第１連結部１３６ａのＺ’軸方向の幅は幅Ｌ１に形成されており、第２連結部１３６ｂのＺ’軸方向の幅は幅Ｌ２に形成されている。圧電ウエハＷ１３０では、幅Ｌ１は幅Ｌ２よりも広く形成されている。
【００３３】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。圧電ウエハＷ１３０は、Ｙ’軸方向の厚さが厚さＴ１に形成されている。このとき、圧電振動片１３０では、励振部１３４ａのＹ’軸方向の厚さが厚さＴ１に形成される。また、圧電振動片１３０の周辺部１３４ｂは厚さＴ１よりも薄い厚さＴ２に形成される。さらに、第１連結部１３６ａは、圧電ウエハＷ１３０に厚さＴ１で連結され、圧電振動片１３０には厚さＴ２で連結されている。また、第２連結部１３６ｂは、圧電ウエハＷ１３０に厚さＴ１で連結され、圧電振動片１３０とは厚さＴ２で連結されている。
【００３４】
ステップＳ１０３では、圧電ウエハＷ１３０が超音波洗浄される。ステップＳ１０３は、圧電ウエハＷ１３０の洗浄工程である。ステップＳ１０３では、圧電ウエハＷ１３０が純水などの液体に浸されて超音波が液体に与えられることにより洗浄される。圧電ウエハＷ１３０に形成される第２連結部１３６ｂは、このステップＳ１０３において切断されるように形成されてもよい。第２連結部１３６ｂは、幅Ｌ２の大きさを調整することにより、超音波による衝撃波を利用して切断されるように形成することができる。以下、ステップＳ１０３で第２連結部１３６ｂが切断される場合はステップＳ１０４に進み、第２連結部１３６ｂが切断されない場合はステップＳ１０５に進む。
【００３５】
ステップＳ１０４では、第１連結部１３６ａが折られ、圧電ウエハＷ１３０から圧電振動片１３０が切り離される。ステップＳ１０４は、圧電ウエハＷ１３０から圧電振動片１３０を取り外す切断工程である。ステップＳ１０４は、ステップＳ１０３の洗浄工程において、第２連結部１３６ｂが切断される場合に行われるステップである。
【００３６】
図７（ａ）は、第２連結部１３６ｂが折られた圧電ウエハＷ１３０の部分平面図である。図７（ａ）は、図５（ｂ）の領域１６１と同様の領域が示されている。図７（ａ）に示されている圧電ウエハＷ１３０では、ステップＳ１０３の洗浄工程において、第２連結部１３６ｂが超音波洗浄により切断されている。そのため、圧電振動片１３０の＋Ｘ軸側の辺の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の端には、第２折取り残部１３５ｂが形成されている。第２折取り残部１３５ｂのＺ’軸方向の幅は、第２連結部１３６ｂのＺ’軸方向の幅である幅Ｌ２に等しい。ステップＳ１０３において圧電ウエハＷ１３０の超音波洗浄が終了した後は、圧電振動片１３０を圧電ウエハＷ１３０から取り外すのみである。圧電ウエハＷ１３０に施す別工程がないため、圧電振動片１３０が圧電ウエハＷ１３０に第１連結部１３６ａのみで連結されていても問題がない。
【００３７】
ステップＳ１０５では、第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂが折られ、圧電ウエハＷ１３０から圧電振動片１３０が切り離される。ステップＳ１０５は、ステップＳ１０３において圧電ウエハＷ１３０が超音波洗浄されたときに、超音波洗浄の力が弱かったり、第２連結部１３６ｂがエッチングで太く形成されてしまったりして、第２連結部１３６ｂが切断されない場合に行われるステップである。この場合、第２連結部１３６ｂはステップＳ１０５において切断される。
【００３８】
図７（ｂ）は、第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂが折られた圧電ウエハＷ１３０の部分平面図である。図７（ｂ）は、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５の後の状態が示されている。圧電振動片１３０の−Ｘ軸側の辺の中央には、第１連結部１３６ａが折られることにより第１折取り残部１３５ａが形成される。第１折取り残部１３５ａのＺ’軸方向の幅は、第１連結部１３６ａのＺ’軸方向の幅である幅Ｌ１に等しい。
【００３９】
圧電デバイス１００の製造方法は、図４に示された製造方法により製造された圧電振動片１３０が用意され、パッケージ１２０（図１参照）が用意され、リッド板１１０（図１参照）が用意され、パッケージ１２０の凹部１２１に圧電振動片１３０が載置され、凹部１２１をリッド板１１０により密封することにより製造される。
【００４０】
圧電振動片１３０は、１本の第１連結部１３６ａと２本の第２連結部１３６ｂとにより圧電ウエハＷ１３０の枠部１３８に連結されていることにより、圧電振動片１３０の製造過程において、圧電ウエハＷ１３０から落下することを防いでいる。また、圧電振動片１３０の製造工程では、第２連結部１３６ｂが第１連結部１３６ａよりも細く形成され、第２連結部１３６ｂが第１連結部１３６ａよりも折れやすく形成されることにより、圧電振動片１３０を圧電ウエハＷ１３０から切り離すことが容易である。これは例えば、ステップＳ１０４においては第１連結部１３６ａを切断するのみなので第１連結部１３６ａの切断が容易であり、ステップＳ１０５においても第２連結部１３６ｂの切断が容易であるため第１連結部１３６ａの切断も容易になる。
【００４１】
また圧電振動片は矩形形状の平面を有するように作製されるが、ステップＳ１０１で行われるフォトリソグラフィにおいて、圧電振動片の角部が面取りされるように余分に削れてしまい圧電振動片の形状が矩形形状とは異なる形状になる場合がある。圧電振動片１３０では、圧電振動片１３０の角部に第２連結部１３６ｂが連結されているため、ステップＳ１０１で行われるフォトリソグラフィにおいて圧電振動片１３０の角部が余分に削れてしまうことがなく、圧電振動片１３０の形状が、矩形形状とは異なる形状にならない。そのため圧電振動片１３０では、製品ごとに圧電振動片１３０の形状が異なることがなく、製品ごとに振動周波数が大きく変わることがないため好ましい。
【００４２】
（第２実施形態）
圧電振動片、第１連結部及び第２連結部には様々な変形例が考えられる。以下に、圧電振動片１３０、第１連結部１３６ａ、及び第２連結部１３６ｂの変形例を説明する。また、以下の説明では、圧電振動片１３０及び圧電ウエハＷ１３０と同様の部分を同じ記号を用いて示し、その説明を省略する。また、以下の実施例では、圧電ウエハに第１連結部及び第２連結部を介して連結されている圧電振動片が説明される。
【００４３】
図８（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ２３０の部分平面図である。図８（ａ）には、図５（ｂ）の領域１６１と同様の領域が示されている。図８（ａ）には、圧電振動片１３０が第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ｂにより圧電ウエハＷ２３０に連結されている状態が示されている。第１連結部２３６ａは、第１連結部２３６ａと圧電ウエハＷ２３０とがＺ’軸方向の幅が幅Ｌ１で連結されており、第１連結部２３６ａと圧電振動片１３０とがＺ’軸方向の幅が幅Ｌ３で連結されている。また、第２連結部２３６ｂは、第２連結部２３６ｂと圧電ウエハとがＺ’軸方向の幅が幅Ｌ２で連結されており、第２連結部２３６ｂと圧電振動片１３０とがＺ’軸方向の幅が幅Ｌ４で連結されている。幅Ｌ１は幅Ｌ３よりも大きく、幅Ｌ２は幅Ｌ４よりも大きく、幅Ｌ３は幅Ｌ４よりも大きく形成されている。
【００４４】
図８（ａ）に示された圧電ウエハＷ２３０では、第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ｂが、圧電ウエハＷ２３０に連結されている幅よりも圧電振動片１３０に連結されている幅の方が狭く形成されている。そのため、第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ｂでは、この狭く形成された箇所に応力が集中するため、第１連結部２３６ａ及び第２連結部２３６ａの切断される箇所を特定させることができ、圧電振動片１３０に残る第１折取り残部１３５ａ及び第２折取り残部１３５ｂが小さくなるように形成することができる。
【００４５】
図８（ｂ）は、圧電振動片１３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部３３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ３３０の部分平面図である。図８（ｂ）では、圧電振動片１３０が、第１連結部１３６ａ及び第２連結部３３６ｂにより圧電ウエハＷ３３０に連結されている状態が示されている。第２連結部３３６ｂは、圧電振動片１３０の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の角部を含み、Ｚ’軸方向に伸びて圧電ウエハＷ３３０と連結されるように形成されている。また、第２連結部３３６ｂのＸ軸方向の幅は、第１連結部１３６ａの幅Ｌ１よりも細い幅Ｌ５に形成されている。図８（ｂ）に示されるように、圧電ウエハに形成される第２連結部は、圧電振動片の長辺に連結されていてもよい。
【００４６】
図９（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂにより連結される圧電ウエハＷ４３０の部分平面図である。図９（ａ）では、圧電振動片１３０が、第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂにより圧電ウエハＷ４３０に連結されている。第１連結部４３６ａは圧電振動片１３０の−Ｘ軸側の辺の中央に幅Ｌ１で連結されており、第２連結部４３６ｂは圧電振動片１３０の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の端に幅Ｌ２で連結されている。
【００４７】
図９（ｂ）は、圧電ウエハＷ４３０の部分断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。圧電振動片１３０は圧電ウエハＷ４３０に第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂを介して連結されている。第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂは、圧電振動片１３０に厚さＴ３で連結され、圧電ウエハＷ４３０に厚さＴ１で連結されている。厚さＴ１及び周辺部１３４ｂの厚さＴ２は、厚さＴ３よりも厚い。
【００４８】
圧電ウエハＷ４３０に形成される第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂは、圧電振動片１３０に厚さＴ３で連結されている。そのため、圧電ウエハＷ４３０に形成される第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂの各連結部の厚さが薄い箇所に応力が集中し、第１連結部４３６ａ及び第２連結部４３６ｂが切断される箇所を特定することができるため、圧電振動片１３０に残る第１折取り残部及び第２折取り残部を小さく形成することができる。
【００４９】
図１０（ａ）は、圧電振動片１３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部５３６ｂにより連結される圧電ウエハＷ５３０の部分平面図である。第２連結部５３６ｂは圧電振動片１３０の短辺に、四隅の各角部を含むように連結されている。第２連結部５３６ｂのＺ’軸方向の幅は、第１連結部１３６ａの幅Ｌ１よりも狭い幅Ｌ６に形成されている。
【００５０】
圧電振動片は、図４のステップＳ１０１に示された外形形成工程において、圧電振動片の角部が面取りされるように過剰にエッチングされる場合がある。圧電ウエハＷ５３０に形成される圧電振動片１３０では、圧電振動片１３０の四隅の角部にそれぞれ第２連結部５３６ｂが形成されていることにより圧電振動片１３０の角部が面取りされることがなく、圧電振動片１３０の形状を矩形形状に保つことができるため、圧電振動片１３０の振動周波数の変化を防ぐことができる。
【００５１】
図１０（ｂ）は、圧電振動片２３０が第１連結部１３６ａ及び第２連結部１３６ｂにより連結された圧電ウエハＷ６３０の部分平面図である。圧電振動片２３０は、励振部１３４ａ及び周辺部１３４ｂを有している。励振部１３４ａには励振電極１３１が形成されており、＋Ｙ’軸側に形成されている励振電極１３１に接続されている引出電極６３２は、励振電極１３１から−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角部に伸び、圧電振動片２３０の−Ｚ’軸側の側面を介して−Ｙ’軸側の面に引き出されている。また、−Ｙ’軸側に形成されている励振電極１３１に接続されている引出電極６３２は、励振電極１３１から＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側に伸び、圧電振動片２３０の＋Ｚ’軸側の側面を介して＋Ｙ’軸側の面に引き出されている。図１０（ｂ）に示されるように、第１連結部及び第２連結部が連結される圧電振動片は、引出電極が＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側に引き出されて形成されている圧電振動片であってもよい。
【００５２】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【００５３】
また、上記の実施形態では圧電振動片にＡＴカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカット、又は音叉型水晶振動片などであっても同様に適用できる。さらに圧電振動片は水晶材のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材料に基本的に適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１００ … 圧電デバイス
１１０ … リッド板
１２０ … パッケージ
１２０ａ … 第１層
１２０ｂ … 第２層
１２０ｃ … 第３層
１２１ … 凹部
１２２ … 接合面
１２３ … 載置部
１２４ … 接続端子
１２５ … 実装端子
１２７ａ、１２７ｂ … キャスタレーション
１３０ … 圧電振動片
１３１ … 励振電極
１３２、６３２ … 引出電極
１３４ａ … 励振部
１３４ｂ … 周辺部
１３５ａ … 第１折取り残部
１３５ｂ … 第２折取り残部
１３６ａ、２３６ａ、４３６ａ … 第１連結部
１３６ｂ、２３６ｂ、３３６ｂ、４３６ｂ、５３６ｂ … 第２連結部
１４１ … 導電性接着剤
１４２ … 封止材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料からなる圧電ウエハからフォトリソグラフィにより矩形の圧電振動片を複数形成する圧電振動片の製造方法であって、
前記圧電ウエハからフォトリソグラフィにより前記圧電振動片の矩形の外形を形成する際に、前記矩形の１つの短辺の中央と前記圧電ウエハとをつなぐ第１連結部と、前記矩形の角部と前記圧電ウエハとをつなぐ前記第１連結部より細い第２連結部とを形成する外形形成工程と、
前記圧電振動片の両主面に一対の励振電極とこれら一対の励振電極からそれぞれ引き出される一対の引出電極とを形成する電極形成工程と、
前記圧電ウエハを液体で洗浄する洗浄工程と、
少なくとも前記第１連結部を折り、前記圧電ウエハから前記圧電振動片を取り外す切断工程と、
を備える圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
前記洗浄工程は前記液体に超音波を与えることにより前記圧電ウエハを洗浄する工程であり、前記第２連結部は前記超音波による衝撃波により切断される請求項１に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項３】
前記外形形成工程は、前記圧電振動片と前記圧電ウエハとをつなぐ前記第１連結部及び前記第２連結部の一部の厚みを薄く形成する請求項１又は請求項２に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項４】
前記外形形成工程は、前記矩形の４つの角部又は前記短辺と向かい合う短辺の２つの角部に前記第２連結部を形成し、
前記電極形成工程は、前記引出電極を前記第１連結部の両側まで形成する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
前記外形形成工程は、前記矩形の４つの角部又は前記短辺と向かい合う短辺の２つの角部に前記第２連結部を形成し、
前記電極形成工程は、前記引出電極を向かい合う短辺のそれぞれに形成する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項６】
圧電デバイスのパッケージ内に収納される矩形の圧電振動片であって、
前記圧電振動片は、
その両主面に一対の励振電極とこれら一対の励振電極から短辺までそれぞれ引き出される一対の引出電極とを有し、
前記矩形の１つの短辺の中央で且つ前記両主面を結ぶ側面において第１幅の第１折取り残部を有し、
前記矩形の角部で且つ前記両主面を結ぶ側面において前記第１幅よりも狭い第２折取り残部を有し、前記第２折取り残部により前記角部は欠けがない圧電振動片。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を用意する工程と、
内側に凹んだ凹部を有するパッケージを用意する工程と、
リッド板を用意する工程と、
前記圧電振動片を前記パッケージ内に載置し、前記パッケージの前記凹部を前記リッド板により密封する工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の圧電振動片と、
内側に凹み、前記圧電振動片が載置される凹部を有するパッケージと、
前記凹部を密封するリッド板と、
を備えた圧電デバイス。
【請求項１】
圧電材料からなる圧電ウエハからフォトリソグラフィにより矩形の圧電振動片を複数形成する圧電振動片の製造方法であって、
前記圧電ウエハからフォトリソグラフィにより前記圧電振動片の矩形の外形を形成する際に、前記矩形の１つの短辺の中央と前記圧電ウエハとをつなぐ第１連結部と、前記矩形の角部と前記圧電ウエハとをつなぐ前記第１連結部より細い第２連結部とを形成する外形形成工程と、
前記圧電振動片の両主面に一対の励振電極とこれら一対の励振電極からそれぞれ引き出される一対の引出電極とを形成する電極形成工程と、
前記圧電ウエハを液体で洗浄する洗浄工程と、
少なくとも前記第１連結部を折り、前記圧電ウエハから前記圧電振動片を取り外す切断工程と、
を備える圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
前記洗浄工程は前記液体に超音波を与えることにより前記圧電ウエハを洗浄する工程であり、前記第２連結部は前記超音波による衝撃波により切断される請求項１に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項３】
前記外形形成工程は、前記圧電振動片と前記圧電ウエハとをつなぐ前記第１連結部及び前記第２連結部の一部の厚みを薄く形成する請求項１又は請求項２に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項４】
前記外形形成工程は、前記矩形の４つの角部又は前記短辺と向かい合う短辺の２つの角部に前記第２連結部を形成し、
前記電極形成工程は、前記引出電極を前記第１連結部の両側まで形成する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
前記外形形成工程は、前記矩形の４つの角部又は前記短辺と向かい合う短辺の２つの角部に前記第２連結部を形成し、
前記電極形成工程は、前記引出電極を向かい合う短辺のそれぞれに形成する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項６】
圧電デバイスのパッケージ内に収納される矩形の圧電振動片であって、
前記圧電振動片は、
その両主面に一対の励振電極とこれら一対の励振電極から短辺までそれぞれ引き出される一対の引出電極とを有し、
前記矩形の１つの短辺の中央で且つ前記両主面を結ぶ側面において第１幅の第１折取り残部を有し、
前記矩形の角部で且つ前記両主面を結ぶ側面において前記第１幅よりも狭い第２折取り残部を有し、前記第２折取り残部により前記角部は欠けがない圧電振動片。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を用意する工程と、
内側に凹んだ凹部を有するパッケージを用意する工程と、
リッド板を用意する工程と、
前記圧電振動片を前記パッケージ内に載置し、前記パッケージの前記凹部を前記リッド板により密封する工程と、
を備える圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の圧電振動片と、
内側に凹み、前記圧電振動片が載置される凹部を有するパッケージと、
前記凹部を密封するリッド板と、
を備えた圧電デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−２７００９（Ｐ２０１３−２７００９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３０４１（Ｐ２０１１−１６３０４１）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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