圧電振動片集合体および圧電振動片集合体の膜厚制御方法
【課題】 効率的な膜厚制御を行うことができる圧電振動片集合体と当該圧電振動片集合体の膜厚制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 基部３と、当該基部３から一方向に伸びる一対の腕部２１，２２とからなる音叉型圧電振動片２が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部２１，２２の先端付近の膜付加領域に１回以上のめっきによって、金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体１であって、前記圧電振動片集合体１には、前記めっき後における前記金属膜の膜厚を管理するためのモニタ用圧電振動片Ｍが少なくとも１個以上形成されている。
【解決手段】 基部３と、当該基部３から一方向に伸びる一対の腕部２１，２２とからなる音叉型圧電振動片２が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部２１，２２の先端付近の膜付加領域に１回以上のめっきによって、金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体１であって、前記圧電振動片集合体１には、前記めっき後における前記金属膜の膜厚を管理するためのモニタ用圧電振動片Ｍが少なくとも１個以上形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電振動デバイスに内部搭載される個体の圧電振動片の集合体である圧電振動片集合体と、当該圧電振動片集合体の膜厚制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子に代表される圧電振動デバイスは、携帯電話など移動体通信機等に広く用いられている。前記水晶振動子に用いられる水晶振動片は、人工水晶インゴットから所定の切断角度で切り出された後、多くの工程を経て所望の周波数になるように機械的および化学的加工が施される。音叉型水晶振動片は、基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉形状の水晶振動片であり、当該音叉型水晶振動片を使用した表面実装型振動子は、時計のクロック源として広く使用されている。
【０００３】
前記音叉型水晶振動片は、１枚の大判ウエハの状態からエッチングによって、多数個の音叉型水晶振動片が成形される。前記音叉振動片の表面にはフォトリソグラフィ技術によって、所定の電極パターンが転写されており、前記一対の腕部の先端付近の膜付加領域に金属膜を付加する（以下重み付けと略記）ことで発振周波数を低下させ、目標周波数よりも低くなるように調整が行われる（前記目標周波数には規格が設定される）。そして、重み付け時には真空蒸着法が用いられている。重み付け時には金属膜の形成不可領域をマスキングするために蒸着マスクと呼ばれる治具が使用されるが、近年の水晶振動片のさらなる小型化によって、蒸着マスクの成形精度が限界に近づいており、真空蒸着法による金属膜の付加が困難になってきている。
【０００４】
真空蒸着法以外に、めっきによって圧電体の表面に金属膜を付加する方法がある。例えばセラミック振動子に対して、めっきによって金属膜を付加することで当該セラミック振動子の周波数調整を行う方法が特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９０３８８号
【０００６】
しかし、特許文献１においてベース（容器体）はセラミックで形成されており、電子部品素子の小型化が進行するとセラミックパッケージ（セラミックベース）での対応が限界に近づき、小型化対応が困難になってくる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多数個の音叉型水晶振動片が成形された１枚の大判ウエハを用いて（図１１参照）、めっきで重み付けを行って音叉型水晶振動片の周波数を調整する場合、重み付けを行う領域以外（前記腕部の先端付近の膜付加領域以外）をフォトレジストなどで被覆する必要があり、例えば電解めっきで重み付けを行った後、前記ウエハ内の各振動片の周波数を測定するには、フォトレジストを剥離して、測定対象の振動片を非導通状態にしてからでないと当該振動片の周波数を測定することができなかった。そして前記振動片の周波数が周波数規格にまで到達していない場合、追加で調整（めっき）を行う必要があり、追加調整のためには、重み付けを行う領域以外に再度フォトレジストを塗布（さらに露光工程等もあり）する必要があり、上記作業を複数回行う場合は工数が増えて非常に煩雑となり、作業効率を低下させる要因となる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、効率的な膜厚制御を行うことができる圧電振動片集合体と当該圧電振動片集合体の膜厚制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、平面視矩形状の圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成された圧電振動片集合体であって、前記圧電振動片の表裏面に形成される励振電極は、少なくとも上層に膜付加領域を備えているとともに、前記膜付加領域に１回以上のめっきによって金属膜が一括的に付加され、前記圧電振動片集合体には、前記めっき後における前記金属膜の膜厚を管理するためのモニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されていることを特徴とする。このような圧電振動片集合体の場合、例えば付加される金属膜厚みと圧電振動片の周波数の相関関係を取得しておき、モニタ用圧電振動片に付加された金属膜についてのみ周波数を測定することで、圧電振動片集合体に付加された金属膜の概厚を間接的に確認することができる。したがって、圧電振動片集合体に形成される全ての圧電振動片の周波数を測定する必要がなくなる。これは、１回のめっきで全ての圧電振動片に所定の厚みの金属膜が付加されず、追加でめっきを行う必要が有る場合、特に効果的であり、効率的なめっきによる膜付加を行うことができる。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項２の発明は、基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上のめっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体であって、前記圧電振動片集合体には、前記めっき後における前記金属膜の膜厚を管理するためのモニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されていることを特徴とする圧電振動片集合体であるので、前記圧電振動片集合体の各音叉型圧電振動子の非膜付加領域に形成されるフォトレジスト（以下レジストと略記）を全て剥離することなく、前記音叉型圧電振動片の膜厚を間接的に確認することができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、請求項３の発明によると、前記モニタ用圧電振動片は前記膜付加領域以外の領域にも、めっきが施されている。従来の方法では、前記圧電振動片集合体内の全ての音叉型圧電振動片の腕部の先端付近の膜付加領域だけに、めっきによって金属膜を付加する必要があることから、前記膜付加領域以外の領域にはレジストが形成されている。しかし、レジストが存在することで、めっき後に各音叉型圧電振動片の周波数の測定を行うことができなかった。このような問題に対し、請求項３の発明のように、前記モニタ用圧電振動片の膜付加領域以外の領域もレジストを塗布しないようにしておけば、めっきを行うことで当該モニタ用圧電振動片の前記腕部先端付近の膜付加領域以外の領域にも金属膜が付加される。このようなモニタ用圧電振動片は、めっき後においても周波数の測定を行うことが可能となる。したがって、圧電振動片集合体内の全てのレジストを剥離する必要が無くなる。また、めっきによる膜付加量が不十分なために、圧電振動片集合体内の音叉型圧電振動片が所定の周波数規格に到達していない場合、複数の前記モニタ用圧電振動片を振動片集合体内に形成しておけば、追加のめっきを行う際の再レジスト塗布以降の工程を行う必要がなくなる。これにより、大幅に工数を削減することが可能となる。
【００１２】
また、前記追加のめっきを行うために、再度レジストを塗布し再露光を行う際にパターンのズレが発生するおそれがあるが、本発明によれば、追加めっき時に再露光を行う必要がなくなるので、パターンずれを防止でき、パターンずれによる周波数のバラツキを抑制することができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、請求項４の発明によると、前記モニタ用圧電振動片は、めっき後に前記圧電振動片集合体から分離可能となっている。このような構成によると、前記モニタ用圧電振動片も含め、圧電振動片集合体内の全ての音叉型振動片の金属膜（各種電極）上にレジストを塗布して、一括的にめっきを行ったとしても、モニタ用圧電振動片だけは圧電振動片集合体から分離可能であり、分離されたモニタ用圧電振動片に形成されたレジストを剥離することによって周波数を確認することができる。よって、圧電振動片集合体内の全ての音叉型振動片に形成されたレジストを剥離して周波数を確認する必要がなくなるため、追加めっきが必要な場合のレジスト塗布以降の工程が不要となり、効率的な金属膜の膜付加を行うことが可能となる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、請求項５の発明によると、基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上の電解めっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体の膜厚制御方法であって、前記圧電振動片集合体には電解めっきによって、前記膜付加領域以外の領域にも金属膜が付加される膜厚モニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されているとともに、圧電振動片集合体の全ての膜付加領域に、電解めっきによって一括的に金属膜を付加して音叉型圧電振動片の周波数を低下させる膜付加工程と、前記膜厚モニタ用圧電振動片の周波数測定を行う周波数確認工程と、周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していなければ、さらにめっきを行う追加めっき工程とを有し、周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していれば膜付加工程を終了することを特徴とする圧電振動片集合体の膜厚制御方法である。
【００１５】
このような膜厚制御方法によると、例えば電解めっきの場合、前記膜厚モニタ用圧電振動片は前記膜付加領域以外の領域、つまり音叉型振動片に形成されている各種電極にも金属膜が形成される。しかし、前記膜厚モニタ用圧電振動片にレジストは形成されていないため周波数を確認することができる。これにより、従来のように圧電振動片集合体内の全ての音叉型振動片に形成されたレジストを剥離してから音叉型振動片の周波数を確認する必要がなくなる。つまり、膜厚モニタ用圧電振動片の周波数を測定することで、圧電振動片集合体に１回のめっきで付加された金属膜の概厚を確認することができる。したがって、１回のめっきで所定の膜厚が得られなかったため、追加めっきを行う必要がある場合でも、再度レジスト塗布以降の工程を繰り返し行う必要が無くなり、効率的な金属膜の膜付加を行うことができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、請求項６の発明によると、基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上の電解めっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体の膜厚制御方法であって、前記圧電振動片集合体には、電解めっきによって前記膜付加領域のみに金属膜が付加される膜厚モニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されているとともに、圧電振動片集合体の全ての膜付加領域に、めっきによって一括的に金属膜を付加して音叉型圧電振動片の周波数を低下させる膜付加工程と、膜付加工程の後に、前記膜厚モニタ用圧電振動片を圧電振動片集合体から分離した後に当該膜厚モニタ用圧電振動片の周波数測定を行う周波数確認工程と、周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していなければ、さらにめっきを行う追加めっき工程とを有し、周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していれば膜付加工程を終了することを特徴とする圧電振動片集合体の膜厚制御方法である。
【００１７】
このような周波数調整では、前記膜厚モニタ用圧電振動片がめっき後に圧電振動片集合体から分離可能であるため、分離された膜厚モニタ用圧電振動片のレジストを剥離することで容易に当該モニタ用圧電振動片の周波数を測定することができる。そして、モニタ用圧電振動片で測定した周波数に基づき、目標周波数までの必要な追加めっき時間を算出して追加めっきを行うことができるので、効率的な膜厚制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、効率的な膜厚制御を行うことができる圧電振動片集合体と当該圧電振動片集合体の膜厚制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
−第１の実施形態−
以下、圧電振動片として音叉型水晶振動片を例に挙げて、本発明による第１の実施形態について図を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示す圧電振動片集合体の平面図である。なお、図１において音叉型水晶振動片の腕部および基部に形成される各種金属膜の記載は省略している。
【００２０】
本実施形態で使用される水晶振動片は、当該水晶振動片を搭載するための凹部を備えた、セラミック等の絶縁材料からなる容器体の内部に搭載され、前記凹部を板状の蓋体で封止することによって、音叉型水晶振動子として使用される。本実施形態では音叉型水晶振動子の公称周波数は３２．７６８ｋＨｚとなっている。なお、前記公称周波数は一例であり、本周波数に限定されるものではなく、他の周波数にも適用可能である。
【００２１】
本実施形態で適用される圧電振動片集合体１は、図１に示すように平面視矩形状の１枚の水晶ウエハ（以下ウエハと略記）に、多数個の音叉型圧電振動片２，２・・・（以下、音叉振動片と略記）が形成されている。前記音叉振動片はフォトリソグラフィ技術を用いて、レジストまたは金属膜をマスクとして音叉外形が一括的に成形されている。また図１では図示していないが、各音叉振動片の腕部および基部に形成される各種電極は真空蒸着法によって成膜され、前記音叉振動片と同様にフォトリソグラフィ技術を用いて、所定パターンが一括成形される。なお、点線部Ａで示す複数の膜厚モニタ用水晶振動片Ｍ，Ｍ・・・（以下、モニタ用振動片と略記）も前記音叉振動片と同様に一括的に形成されている。図１に示す多数個の音叉振動片２，２・・・と、モニタ用水晶振動片とは後述する測定パッド部（詳細は後述）を除き、同一の構造となっている。音叉振動片２は基部３と、当該基部の一端側から一方向に伸びる一対の腕部２１、２２とからなり、前記基部３の他端側（振動腕２１、２２と対向する側）から水晶枠部６にかけてブリッジ４（接続部）が延出されている。モニタ用振動片Ｍも前記音叉振動片２と同様に、基部３の一端側には水晶枠部６に繋がったブリッジ４が形成されている。なお、本実施形態における圧電振動片集合体１に形成される振動片の数は、例えば図１ではモニタ用振動片Ｍは４個×２列で計８個が、その他の音叉振動片２は４個×１０列で計４４個で、合計５２個の振動片が形成されている。ここで、前記形成数は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、１枚のウエハ（圧電振動片集合体１）に数百個あるいは数千個形成することも可能である。
【００２２】
音叉振動片２とモニタ用振動片Ｍの表面には、前記ウエットエッチングによって振動片外形を成形時には各種金属膜（図１では図示せず）が形成されている。前記各種金属膜については図２乃至図５を用いて説明する。なお、説明にはモニタ用振動片Ｍを例として挙げている。図２は図１のＡ部の一部拡大平面図で、図３は図１のＡ部の一部拡大斜視図であり、図４は図３のＢ−Ｂ線における断面図、図５は図３のＣ−Ｃ線における断面図である。前述の各種金属膜は具体的には、モニタ用振動片Ｍ（音叉振動片も同様）の腕部および基部周辺に形成される金属膜のことであり、図２に示すように、一対の腕部２１，２２には第１および第２の励振電極２３，２４が形成されている。そして図３乃至図４に示すように、第１の励振電極２３は、一方の腕部２１の表裏主面励振電極２３ａ，２３ｂと、他方の腕部２２の両側面励振電極２３ｃ，２３ｄとから構成されており、これらの２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは電気的に接続されている。同様に、第２の励振電極２４は、他方の腕部２２の表裏主面励振電極２４ａ，２４ｂと、一方の腕部２１の両側面励振電極２４ｃ，２４ｄとから構成されており、これらの２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは電気的に接続されている。なお、前記第１および第２の励振電極２３，２４は、クロム（Ｃｒ）０．５〜１０ｎｍを下地とし、その上層にフォトリソグラフィ等の技術によって金（Ａｕ）１０〜５００ｎｍが形成された薄膜である。
【００２３】
図３に示すように、腕部２１，２２の各々の先端部には、周波数調整錘としての腕先部金属膜２５，２６が形成されている。そして、図５に示すように腕先部金属膜２５は、表面の表主面金属膜２５ｂ、裏面の裏主面金属膜２５ｃ、外側面の外側面金属膜２５ａ、内側面の内側面金属膜２５ｄとで構成されている。同様に、腕先部金属膜２６は表面の表主面金属膜２６ｂ、裏面の裏主面金属膜２６ｃ、外側面の外側面金属膜２６ａ、内側面の内側面金属膜２６ｄとで構成されている。前記腕先部金属膜２５，２６はそれぞれ、前記第１の励振電極（側面励振電極）２４ｃ，２４ｄと、前記第２の励振電極（側面励振電極）２３ｃ，２３ｄとに接続されている。本実施形態では腕先部金属膜２５，２６は、クロム（Ｃｒ）を下地とし、その上層にフォトリソグラフィ等の技術によって金（Ａｕ）が、積層された構成となっている。
【００２４】
圧電振動片集合体１の水晶枠部６の表裏面には金が成膜されている。そして、前記多数個の音叉振動片２，２・・・の測定パッド部５を囲繞する一定領域は、水晶素地が露出した状態となっており、これによって多数個の音叉振動片２，２・・・と水晶枠部６の表裏面に成膜された金とは電気的接続が絶たれた状態となっている。つまり非導通状態となっている。一方、モニタ用振動片Ｍの基部３と接続している測定パッド５１は、架橋部８（詳細は後述）を介して水晶枠部６と電気的に繋がった状態となっている。
【００２５】
基部３の表裏面には前記第１および第２の励振電極と接続した複数の引出電極（図示せず）が配設されている。そして本実施形態において、前記引出電極は基部３の一主面側に２つ並列配置されるように導出されている。なお、基部における前記引出電極の配設状態は、多数個の音叉振動片２，２・・・と、モニタ用振動片Ｍともに共通である。
【００２６】
次に前述した測定パッド部について、多数個の音叉振動片２，２・・・と、モニタ用振動片Ｍとに分けて説明する。まず、音叉振動片２に形成される測定パッド部５は、基部３に配設された前記２本の引出電極の末端が最終的に、ブリッジ４の一主面上を経由して水晶枠部６の一主面上に左右に分割して導出されている。すなわち測定パッドが２つ並列して配置された状態となっている。そして、一対の測定パッド５の周囲の水晶素地部分によって、水晶枠部６の表裏面に形成された金と、当該測定パッドとが一定の隔たりを経て電気的に独立した状態となっている。
【００２７】
一方、モニタ用振動片Ｍに形成される測定パッド５１は、前記音叉振動片２と同様に、基部３に配設された前記２本の引出電極の末端がブリッジ４の一主面上を経由して水晶枠部６の一主面上に左右に分割して導出され、測定パッドが２つ並列して配置された状態となっている。そして、測定パッド５１の周囲の水晶素地部分によって、水晶枠部６の表裏面に形成された金と、当該測定パッドとが一定の隔たりを有している。
そして、図３に示すように一対の測定パッド５１の一部（一端側）から、水晶枠部６の金の部分へ架橋する架橋部８が形成されている。前記架橋部８は水晶からなり、当該架橋部の両側には空隙部７が、水晶振動片の外形を成形する時に同時に形成されている。架橋部の上面には測定パッド５１の一部（一端側）から、水晶枠部６の金の部分へ電気的に接続するための引出導体１０が形成されている。なお、本実施形態では、音叉振動片２およびモニタ用振動片Ｍの各々に接続している測定パッドは水晶枠部６の一主面上に集約されて形成されているが、本形態に限定されるものではなく、基部の両主面（表裏面）の各々に引出電極を配設して水晶枠部６の両主面（表裏面）の各々に測定パッドを配置した形態であってもよい。また、本実施形態では架橋部８は図２で示すように左右に分割された一対の測定パッド５１の下方向に形成されているが、本位置に限定されるものではない。例えば、上下方向に分割された一対の測定パッドの各々から横方向（腕部延出方向に対して直交する方向）に延出するように架橋部を形成することも可能である。
【００２８】
本実施形態では、音叉振動片２の一対の腕部２１，２２の先端付近の膜付加領域への重み付けを電解めっきによって行っている。電解めっきによって重み付けをする前に、金が表裏面に成膜された水晶枠部６と電気的に独立した状態である多数個の音叉振動片２，２・・・を導通状態にしておく必要がある。そこで、本実施形態では図６（音叉振動片２に形成される各種金属膜の記載は省略している）に示すように銀（Ａｇ）からなる複数の接続導体Ｌによって、各音叉振動片２，２・・・の測定パッド５，５・・・を接続している。これにより、前記各音叉振動片２，２・・・と水晶枠部６の表裏面に形成された金とが電気的に接続した状態となる。また、同時に各音叉振動片２，２・・・とモニタ用振動片Ｍも電気的に接続した状態となっている。なお、前記接続導体Ｌは真空蒸着法によって成膜されている。
【００２９】
前述のように、全ての音叉振動片２とモニタ用振動片Ｍと水晶枠部６とが電気的に接続された圧電振動片集合体１を用いてマスキング処理が行われる。具体的には、多数個の音叉振動片２，２・・・については、重み付けを行う領域、つまり音叉振動片の腕部の先端付近の膜付加領域（腕部２１，２２の先端部の全周領域）だけが露出するようにレジストが塗布される。一方、モニタ用振動片Ｍについては前記腕部先端領域以外も露出するようにレジストが塗布される。すなわち、第１および第２の励振電極、金属膜（表主面，裏主面，外側面，内側面）、測定パッドが露出するようにレジストが塗布される。以上のようにしてレジストが塗布された後、露光等の処理を経てレジストによるマスキングが行われる。なお、後述する電解めっき前の状態では音叉振動片２の発振周波数は、めっき後の目標周波数（公称周波数よりも低い周波数）よりも高い周波数（公称周波数よりも高い周波数）となっている。
【００３０】
前記マスキング処理が施された圧電振動片集合体１は所定条件に設定された，めっき浴中に浸漬され、所定時間だけ電流が印加されて金の電解めっきが行われる。本めっきによって、音叉振動片２の腕部２１，２２の先端付近の膜付加領域および、モニタ用振動片Ｍの金属部分（非マスキング領域）へ金（調整用金属膜９）が付加される。この状態を図７に示す。図７に示すように、音叉振動片２，２・・・については、当該振動片の腕部先端領域の膜付加領域だけに金が膜付加されている。一方、モニタ用振動片Ｍは腕部先端領域の膜付加領域と、当該膜付加領域以外の領域、すなわちモニタ用振動片に形成される各種電極にも金が膜付加されている。なお、図７では前記各種金属の一部だけを表示しているとともに、レジストの記載は省略している（前記膜付加領域に金が付加された状態の腕部先端方向から見た断面図は図８に示す）。前記電解めっきで、圧電振動片集合体１の全ての膜付加領域に一括的に金属膜を付加することによって、音叉振動片２の周波数が低下することになる（膜付加工程）。なお、前記所定時間は、電解めっき前に各音叉振動片２，２・・・の周波数を予め測定しておき、電解めっき後の音叉振動片の目標周波数までの周波数差に応じて予め算出されている。
【００３１】
次に、所定時間だけ電解めっきされた圧電振動片集合体内の、多数個の音叉型水晶振動子２，２・・・の周波数確認を行う。まず、モニタ用振動片Ｍの測定パッドから延出している架橋部８の任意の箇所に外力を加えて、当該架橋部８を破断させる。前記破断によって架橋部８に形成されていた金が断線し、当該モニタ用振動片Ｍだけが電気的に独立した状態となる。前記モニタ用振動片Ｍは、第１および第２の励振電極、金属膜（表主面，裏主面，外側面，内側面）、測定パッドの各表面に金が成膜された状態になっているが、レジストでは被覆されていないため、測定パッドに測定プローブを当接して交流電圧を印加し、当該モニタ用振動片Ｍの周波数を測定することができる（周波数確認工程）。このとき、前記金属膜（励振電極，各種金属膜，測定パッド）には電解めっきによって、さらに金の厚みが加わっているので、腕部の先端領域だけに電解めっきによって金が重み付けされた場合に比べて、僅かに周波数は低くなっている。しかしながら、モニタ用振動片の前記周波数を、腕部の先端領域だけに金が重み付け（めっき）された場合の周波数として近似する（あるいは差異データを予め取得しておいて相関を採り、差異分をオフセットする）ことによって、目標周波数（周波数規格）までの周波数差を算出することができる。これにより、１回のめっきで圧電振動片集合体の全ての振動片の膜厚が所定の膜厚に到達しておらず、追加でめっきを行う必要が有る場合、目標周波数に未到達の振動片について、目標周波数との差、つまり追加でどれだけの厚みの金を膜付加すればよいのかを求めることによって、追加めっき時間を算出することができる。なお、本実施形態では前記電解めっきにおいて、めっき膜厚の管理は、単位膜厚（μｍ）あたりのめっき時間（分）で行っている。なお、１回のめっきで圧電振動片集合体の全ての振動片の膜厚が所定の膜厚に到達した場合は、膜付加工程は終了となる。
【００３２】
以上のようにして求めた追加めっき時間だけ、さらに電解めっきを行う（追加めっき工程）。なお、前記追加めっき時には、前回めっきによって目標周波数に到達した振動片に対しても金属膜がさらに付加される。前記追加めっき工程後に、先ほど測定したモニタ用振動片とは別のモニタ用振動片の架橋部を断線させて、当該モニタ用振動片の周波数を測定する。そして測定周波数と目標周波数との差を確認し、目標周波数に到達していない振動片が存在する場合は、前述の手順を繰り返し行う。このようにして全ての圧電振動片集合体１の音叉振動片２，２・・・の周波数が、周波数規格（公称周波数以下で、ある範囲までの厚みまでの規格）に到達するように追加めっきを施していく。ここで補足しておくと、本めっき工程以降に、重み付けした領域に対してレーザービームを照射することによって金の厚みを削減させて、音叉振動片２の発振周波数を公称周波数に近づけていく“微調整工程”が存在する。前記レーザービームで金の厚みを削減する厚み（量）以上に、膜厚（最低厚み）を確保しておく必要があるために前記周波数規格が設定されている。つまり、最終的に追加めっき工程完了後には、圧電振動片集合体１の全ての音叉振動片は、腕部の先端付近の膜付加領域に前記最低厚み以上の膜厚で金属膜が形成された状態となっている。なお、モニタ用振動片の配置数は必要に応じて増減させることが可能であり、本実施形態の説明で示す配置数に限定されるものではない。
【００３３】
上記構成により、めっき後に圧電振動片集合体１に形成されるレジストを全て剥離する必要が無くなり、モニタ用振動片Ｍの周波数を測定することで、音叉型圧電振動片２の周波数を概ね知ることができる。つまり、めっき後のモニタ用振動片の周波数から、めっきで付加された金属膜のおよその厚みを確認することができるため、音叉型圧電振動片２，２・・・に付加された金属膜の厚みも概ね把握することができる。したがって、めっきによる膜付加量が不十分で、圧電振動片集合体内の音叉型圧電振動片が所定の周波数規格に到達していない状態であっても、複数の前記モニタ用振動片を振動片集合体内に形成して、１回のめっき毎に前記モニタ用振動片の周波数を確認することにより、レジストを剥離することなく追加めっきを行うことができる。したがって、従来行っていた再レジスト塗布以降の工程を実施する必要が無くなり、大幅に工数を削減することが可能となる。
【００３４】
また、前記追加めっきを行うために、従来のように再度レジストを塗布して再露光を行う際に発生していたパターンのズレを防止することが可能となるので、周波数のバラツキを抑制することができる。
【００３５】
なお、１回のめっき毎に、周波数を測定するモニタ用振動片の数は１個に限定されるものではなく、複数のモニタ用振動片の周波数を測定してもよい。この場合、圧電振動片集合体１の多数個の音叉振動片の形成位置の相違による周波数の差異を考慮して隣接するモニタ用振動片ではなく、離間したモニタ用振動片の周波数を測定することで、より効率的な膜付加を行うことができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、音叉振動片２，２・・・の測定パッド５，５・・・は、周囲の水晶枠部６の金とは電気的に独立した状態であったため、レジストを塗布する前に銀蒸着によって接続導体Ｌを形成したが、変形例として、初めから前記測定パッド５，５・・・が周囲の水晶枠部６の金と電気的に接続された状態であってもよい（図示せず）。つまり、圧電振動片集合体１の全ての音叉振動片２，２・・・およびモニタ用振動片Ｍ，Ｍ・・・が電気的に繋がっている状態であってもよく、このような場合も、モニタ用振動片だけを電気的に独立した状態として当該モニタ用振動片の周波数を測定することで、他の音叉振動片２，２・・・のおよその周波数を知ることができる。つまり圧電振動片集合体１の多数個の振動片のめっきによる膜厚管理を行うことができる。
【００３７】
−第２の実施形態−
本実施形態における第２の実施形態を、図９乃至図１０を用いて説明する。図９は本発明の第２の実施形態を示す圧電振動片集合体の平面図で、図１０は図９のＤ部の一部拡大平面図ある。なお、図９において音叉振動片に形成される各種金属膜の記載は省略している。また、前述の実施形態と同様の構成については、同番号を付して説明の一部を割愛するとともに、前述の実施形態と同様の効果を有する。
【００３８】
本実施形態において音叉振動片２は第１の実施形態と同一の形態であるので説明は割愛する。モニタ用振動片Ｍについては、図９に図示するように、第１の実施形態におけるモニタ用振動片よりも外形寸法が大きく、構造も異なったものとなっている。具体的には図１０に示すように、モニタ用振動片Ｍは、基部３の一端側から延出した第１ブリッジ４１と接続し、腕部２１，２２および基部３を包囲する囲繞体３１を具備している。そして、囲繞体３１の，第１ブリッジ４１と接続している側の部分（一主面）には、基部３から第１ブリッジ４１を経由して延出された引出電極と接続した一対の測定パッド５１が形成されている。さらに前記測定パッド５１の一端側（第１ブリッジと対向する側）には第２ブリッジ４２が接続されており、第２ブリッジ４２によって囲繞体３１と水晶枠部６とが接続された構造となっている。なお、空隙部７は第１の実施形態と同様に、ウエットエッチングによって空洞化されている。そして一対の測定パッド５１の各々の一端側からは、第２ブリッジ４２の一主面上を経由して水晶枠部６の一主面に引出導体１０が導出されている。前記引出導体１０は水晶枠部６の最上面に成膜される金と電気的に接続した状態となっている。前記モニタ用振動片Ｍは矩形状の圧電振動片集合体１の二短辺の周縁寄りの位置に複数形成されている（点線部Ｄ）。なお、図９に示す圧電振動片集合体１に形成される振動片（２，Ｍ）の数は、一例であり、これに限定されるものではない。
【００３９】
本実施形態においても、電解めっきによって音叉振動片２の腕部２１，２２の先端付近の膜付加領域に金が膜付加され、音叉振動片２の周波数の調整が行われる。多数個の音叉振動片２，２・・・は、第１の実施形態と同様に電気的に独立しているため、レジストを塗布する前に銀（Ａｇ）からなる複数の接続導体（図示せず）によって、各音叉振動片２，２・・・の測定パッド５，５・・・を接続する。これにより、前記各音叉振動片２，２・・・と水晶枠部６の表裏面に形成された金とが電気的に接続された状態となる。また、同時に各音叉振動片２，２・・・とモニタ用振動片Ｍも電気的に接続された状態となっている。なお、前記接続導体は真空蒸着法によって成膜されている。
【００４０】
本実施形態では、多数個の音叉振動片２，２・・・は、重み付けを行う領域、つまり音叉振動片の腕部の先端付近の膜付加領域（腕部２１，２２の先端部の全周領域）だけが露出するようにレジストが塗布される。一方、モニタ用振動片Ｍについても同様に腕部２１，２２の先端部の全周領域だけが露出するようにレジストが塗布される。以上のようにしてレジストが塗布された後、露光等の処理を経てレジストによるマスキングが行われる。
【００４１】
前記マスキング処理が施された圧電振動片集合体１を所定条件に設定された，めっき浴中に浸漬され、所定時間だけ電流が印加されて金の電解めっきが行われる。本めっきによって、音叉振動片２とモニタ用振動片Ｍの各々の腕部２１，２２の先端付近の膜付加領域に金（調整用金属膜）が付加される。つまり、本めっきで圧電振動片集合体１の全ての膜付加領域に一括的に金属膜を付加することによって、圧電振動片集合体１の全ての振動片の周波数が低下することになる（膜付加工程）。なお、前記所定時間は、電解めっき前に各音叉振動片２，２・・・の周波数を予め測定しておき、電解めっき後の音叉振動片の目標周波数までの周波数差に応じて予め算出されている。
【００４２】
次に、所定時間だけ電解めっきされた圧電振動片集合体１内の、多数個の音叉型水晶振動子２，２・・・の周波数確認を行う。本実施形態では、モニタ用振動片Ｍの第２ブリッジ４２の部分に外力を加えて、第２ブリッジ４２を破断させる。これによりモニタ用振動片Ｍは圧電振動片集合体１から分離される。分離されたモニタ用振動片Ｍは、腕部の先端付近の膜付加領域だけに金が膜付加された状態となっており、前記膜付加領域以外にはレジストが塗布されている。そして、当該モニタ用振動片Ｍのレジストを剥離してから測定パッド５１に測定プローブを当接して、モニタ用振動片Ｍの周波数を測定する（周波数確認工程）。このとき、個片状態のモニタ用振動片Ｍは、囲繞体３１によって、腕部および基部の周囲が包囲されているので、測定時に腕部あるいは基部が、他の物体と接触することによる破損や欠損を防止することができる。また取り扱いの点でも機械的強度を向上させることができる。また、レジストを剥離してからモニタ用振動片Ｍの周波数の測定を行っているので、モニタ用以外の他の音叉振動片２のめっき後の周波数により近い周波数を取得することが可能となる。このようなモニタ用第１および第２の励振電極、金属膜（表主面，裏主面，外側面，内側面）、測定パッドの各表面に金が成膜された状態になっているが、レジストでは被覆されていないため、測定パッドに測定プローブを当接して交流電圧を印加し、当該モニタ用振動片Ｍの周波数を測定することができる（周波数確認工程）
【００４３】
以上のようにして測定したモニタ用振動片Ｍの周波数から、目標周波数（周波数規格）までの周波数差を算出し、追加でめっきが必要な振動片について、目標周波数に到達させるのに必要な周波数（追加付加する膜厚）を求めることによって、追加めっき時間を算出することができる。
【００４４】
そして、上記で求めた追加めっき時間だけ、さらに電解めっきを行う（追加めっき工程）。前記追加めっき工程後には、分離されずに残存しているモニタ用振動片Ｍの一つを用いて、前述と同様の手順でモニタ用振動片Ｍを圧電振動片集合体１から分離し、レジストを剥離した後、当該モニタ用振動片の周波数を測定する。そして、測定周波数と目標周波数との差を確認して、目標周波数に未到達の振動片が存在する場合は、前述の手順を繰り返して追加めっきを繰り返し行う。このようにして全ての圧電振動片集合体１の音叉振動片２，２・・・の周波数が、周波数規格内に収まるように追加めっきを施していく。なお、前記追加めっき時には、前回めっきによって目標周波数に到達した振動片に対しても金属膜がさらに付加される。
【００４５】
上記構成により、モニタ用圧電振動片が、めっき後に圧電振動片集合体から分離可能であるため、分離されたモニタ用圧電振動片のレジストを剥離することで容易に当該モニタ用圧電振動片の周波数を測定することができる。そして、モニタ用圧電振動片で測定した周波数に基づき、目標周波数までの必要な追加めっき時間を算出して追加めっきを行うことができるので、効率的なめっきによる周波数調整を行うことができる。
【００４６】
また、本発明によるとめっき後の周波数確認のために圧電振動片集合体に形成された全てのレジストを剥離する必要が無いので、追加めっき時に従来のように再度レジストを塗布して再露光を行う際の電極パターンのズレを防止することが可能となり、周波数のバラツキ低減に繋がる。
【００４７】
本発明の実施形態では表面実装型の音叉型水晶振動子を例にしているが、音叉型水晶振動子以外にＡＴカット水晶振動子や、水晶フィルタ、水晶発振器などの電子機器等に用いられる他の表面実装型の圧電振動デバイスの製造方法にも適用可能である。
【００４８】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
圧電振動デバイスの量産に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す圧電振動片集合体の平面図。
【図２】図１のＡ部の一部拡大平面図。
【図３】図１のＡ部の一部拡大斜視図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線における断面図。
【図５】図３のＣ−Ｃ線における断面図。
【図６】図１において接続導体が形成された状態を示す圧電振動片集合体の平面図。
【図７】図６においてめっきによる膜付加が行われた状態を示す平面図
【図８】図５においてめっきによる膜付加が行われた状態を示す断面図。
【図９】本発明の第２の実施形態を示す圧電振動片集合体の平面図。
【図１０】図９のＤ部の一部拡大平面図。
【図１１】従来の実施形態を示す圧電振動片集合体の平面図。
【符号の説明】
【００５１】
１ 圧電振動片集合体
２ 音叉型圧電振動片
２１、２２ 腕部
２３ 第１の励振電極
２４ 第２の励振電極
２５、２６ 腕先部金属膜
３ 基部
３１ 囲繞体
４ ブリッジ
４１ 第１ブリッジ
４２ 第２ブリッジ
５、５１ 測定パッド
６ 水晶枠部
７ 空隙部
８ 架橋部
９ 調整金属膜
１０ 引出導体
Ｌ 接続導体
Ｍ 膜厚モニタ用水晶振動片
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電振動デバイスに内部搭載される個体の圧電振動片の集合体である圧電振動片集合体と、当該圧電振動片集合体の膜厚制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子に代表される圧電振動デバイスは、携帯電話など移動体通信機等に広く用いられている。前記水晶振動子に用いられる水晶振動片は、人工水晶インゴットから所定の切断角度で切り出された後、多くの工程を経て所望の周波数になるように機械的および化学的加工が施される。音叉型水晶振動片は、基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉形状の水晶振動片であり、当該音叉型水晶振動片を使用した表面実装型振動子は、時計のクロック源として広く使用されている。
【０００３】
前記音叉型水晶振動片は、１枚の大判ウエハの状態からエッチングによって、多数個の音叉型水晶振動片が成形される。前記音叉振動片の表面にはフォトリソグラフィ技術によって、所定の電極パターンが転写されており、前記一対の腕部の先端付近の膜付加領域に金属膜を付加する（以下重み付けと略記）ことで発振周波数を低下させ、目標周波数よりも低くなるように調整が行われる（前記目標周波数には規格が設定される）。そして、重み付け時には真空蒸着法が用いられている。重み付け時には金属膜の形成不可領域をマスキングするために蒸着マスクと呼ばれる治具が使用されるが、近年の水晶振動片のさらなる小型化によって、蒸着マスクの成形精度が限界に近づいており、真空蒸着法による金属膜の付加が困難になってきている。
【０００４】
真空蒸着法以外に、めっきによって圧電体の表面に金属膜を付加する方法がある。例えばセラミック振動子に対して、めっきによって金属膜を付加することで当該セラミック振動子の周波数調整を行う方法が特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９０３８８号
【０００６】
しかし、特許文献１においてベース（容器体）はセラミックで形成されており、電子部品素子の小型化が進行するとセラミックパッケージ（セラミックベース）での対応が限界に近づき、小型化対応が困難になってくる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多数個の音叉型水晶振動片が成形された１枚の大判ウエハを用いて（図１１参照）、めっきで重み付けを行って音叉型水晶振動片の周波数を調整する場合、重み付けを行う領域以外（前記腕部の先端付近の膜付加領域以外）をフォトレジストなどで被覆する必要があり、例えば電解めっきで重み付けを行った後、前記ウエハ内の各振動片の周波数を測定するには、フォトレジストを剥離して、測定対象の振動片を非導通状態にしてからでないと当該振動片の周波数を測定することができなかった。そして前記振動片の周波数が周波数規格にまで到達していない場合、追加で調整（めっき）を行う必要があり、追加調整のためには、重み付けを行う領域以外に再度フォトレジストを塗布（さらに露光工程等もあり）する必要があり、上記作業を複数回行う場合は工数が増えて非常に煩雑となり、作業効率を低下させる要因となる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、効率的な膜厚制御を行うことができる圧電振動片集合体と当該圧電振動片集合体の膜厚制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、平面視矩形状の圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成された圧電振動片集合体であって、前記圧電振動片の表裏面に形成される励振電極は、少なくとも上層に膜付加領域を備えているとともに、前記膜付加領域に１回以上のめっきによって金属膜が一括的に付加され、前記圧電振動片集合体には、前記めっき後における前記金属膜の膜厚を管理するためのモニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されていることを特徴とする。このような圧電振動片集合体の場合、例えば付加される金属膜厚みと圧電振動片の周波数の相関関係を取得しておき、モニタ用圧電振動片に付加された金属膜についてのみ周波数を測定することで、圧電振動片集合体に付加された金属膜の概厚を間接的に確認することができる。したがって、圧電振動片集合体に形成される全ての圧電振動片の周波数を測定する必要がなくなる。これは、１回のめっきで全ての圧電振動片に所定の厚みの金属膜が付加されず、追加でめっきを行う必要が有る場合、特に効果的であり、効率的なめっきによる膜付加を行うことができる。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項２の発明は、基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上のめっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体であって、前記圧電振動片集合体には、前記めっき後における前記金属膜の膜厚を管理するためのモニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されていることを特徴とする圧電振動片集合体であるので、前記圧電振動片集合体の各音叉型圧電振動子の非膜付加領域に形成されるフォトレジスト（以下レジストと略記）を全て剥離することなく、前記音叉型圧電振動片の膜厚を間接的に確認することができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、請求項３の発明によると、前記モニタ用圧電振動片は前記膜付加領域以外の領域にも、めっきが施されている。従来の方法では、前記圧電振動片集合体内の全ての音叉型圧電振動片の腕部の先端付近の膜付加領域だけに、めっきによって金属膜を付加する必要があることから、前記膜付加領域以外の領域にはレジストが形成されている。しかし、レジストが存在することで、めっき後に各音叉型圧電振動片の周波数の測定を行うことができなかった。このような問題に対し、請求項３の発明のように、前記モニタ用圧電振動片の膜付加領域以外の領域もレジストを塗布しないようにしておけば、めっきを行うことで当該モニタ用圧電振動片の前記腕部先端付近の膜付加領域以外の領域にも金属膜が付加される。このようなモニタ用圧電振動片は、めっき後においても周波数の測定を行うことが可能となる。したがって、圧電振動片集合体内の全てのレジストを剥離する必要が無くなる。また、めっきによる膜付加量が不十分なために、圧電振動片集合体内の音叉型圧電振動片が所定の周波数規格に到達していない場合、複数の前記モニタ用圧電振動片を振動片集合体内に形成しておけば、追加のめっきを行う際の再レジスト塗布以降の工程を行う必要がなくなる。これにより、大幅に工数を削減することが可能となる。
【００１２】
また、前記追加のめっきを行うために、再度レジストを塗布し再露光を行う際にパターンのズレが発生するおそれがあるが、本発明によれば、追加めっき時に再露光を行う必要がなくなるので、パターンずれを防止でき、パターンずれによる周波数のバラツキを抑制することができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、請求項４の発明によると、前記モニタ用圧電振動片は、めっき後に前記圧電振動片集合体から分離可能となっている。このような構成によると、前記モニタ用圧電振動片も含め、圧電振動片集合体内の全ての音叉型振動片の金属膜（各種電極）上にレジストを塗布して、一括的にめっきを行ったとしても、モニタ用圧電振動片だけは圧電振動片集合体から分離可能であり、分離されたモニタ用圧電振動片に形成されたレジストを剥離することによって周波数を確認することができる。よって、圧電振動片集合体内の全ての音叉型振動片に形成されたレジストを剥離して周波数を確認する必要がなくなるため、追加めっきが必要な場合のレジスト塗布以降の工程が不要となり、効率的な金属膜の膜付加を行うことが可能となる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、請求項５の発明によると、基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上の電解めっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体の膜厚制御方法であって、前記圧電振動片集合体には電解めっきによって、前記膜付加領域以外の領域にも金属膜が付加される膜厚モニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されているとともに、圧電振動片集合体の全ての膜付加領域に、電解めっきによって一括的に金属膜を付加して音叉型圧電振動片の周波数を低下させる膜付加工程と、前記膜厚モニタ用圧電振動片の周波数測定を行う周波数確認工程と、周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していなければ、さらにめっきを行う追加めっき工程とを有し、周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していれば膜付加工程を終了することを特徴とする圧電振動片集合体の膜厚制御方法である。
【００１５】
このような膜厚制御方法によると、例えば電解めっきの場合、前記膜厚モニタ用圧電振動片は前記膜付加領域以外の領域、つまり音叉型振動片に形成されている各種電極にも金属膜が形成される。しかし、前記膜厚モニタ用圧電振動片にレジストは形成されていないため周波数を確認することができる。これにより、従来のように圧電振動片集合体内の全ての音叉型振動片に形成されたレジストを剥離してから音叉型振動片の周波数を確認する必要がなくなる。つまり、膜厚モニタ用圧電振動片の周波数を測定することで、圧電振動片集合体に１回のめっきで付加された金属膜の概厚を確認することができる。したがって、１回のめっきで所定の膜厚が得られなかったため、追加めっきを行う必要がある場合でも、再度レジスト塗布以降の工程を繰り返し行う必要が無くなり、効率的な金属膜の膜付加を行うことができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、請求項６の発明によると、基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上の電解めっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体の膜厚制御方法であって、前記圧電振動片集合体には、電解めっきによって前記膜付加領域のみに金属膜が付加される膜厚モニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されているとともに、圧電振動片集合体の全ての膜付加領域に、めっきによって一括的に金属膜を付加して音叉型圧電振動片の周波数を低下させる膜付加工程と、膜付加工程の後に、前記膜厚モニタ用圧電振動片を圧電振動片集合体から分離した後に当該膜厚モニタ用圧電振動片の周波数測定を行う周波数確認工程と、周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していなければ、さらにめっきを行う追加めっき工程とを有し、周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していれば膜付加工程を終了することを特徴とする圧電振動片集合体の膜厚制御方法である。
【００１７】
このような周波数調整では、前記膜厚モニタ用圧電振動片がめっき後に圧電振動片集合体から分離可能であるため、分離された膜厚モニタ用圧電振動片のレジストを剥離することで容易に当該モニタ用圧電振動片の周波数を測定することができる。そして、モニタ用圧電振動片で測定した周波数に基づき、目標周波数までの必要な追加めっき時間を算出して追加めっきを行うことができるので、効率的な膜厚制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、効率的な膜厚制御を行うことができる圧電振動片集合体と当該圧電振動片集合体の膜厚制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
−第１の実施形態−
以下、圧電振動片として音叉型水晶振動片を例に挙げて、本発明による第１の実施形態について図を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示す圧電振動片集合体の平面図である。なお、図１において音叉型水晶振動片の腕部および基部に形成される各種金属膜の記載は省略している。
【００２０】
本実施形態で使用される水晶振動片は、当該水晶振動片を搭載するための凹部を備えた、セラミック等の絶縁材料からなる容器体の内部に搭載され、前記凹部を板状の蓋体で封止することによって、音叉型水晶振動子として使用される。本実施形態では音叉型水晶振動子の公称周波数は３２．７６８ｋＨｚとなっている。なお、前記公称周波数は一例であり、本周波数に限定されるものではなく、他の周波数にも適用可能である。
【００２１】
本実施形態で適用される圧電振動片集合体１は、図１に示すように平面視矩形状の１枚の水晶ウエハ（以下ウエハと略記）に、多数個の音叉型圧電振動片２，２・・・（以下、音叉振動片と略記）が形成されている。前記音叉振動片はフォトリソグラフィ技術を用いて、レジストまたは金属膜をマスクとして音叉外形が一括的に成形されている。また図１では図示していないが、各音叉振動片の腕部および基部に形成される各種電極は真空蒸着法によって成膜され、前記音叉振動片と同様にフォトリソグラフィ技術を用いて、所定パターンが一括成形される。なお、点線部Ａで示す複数の膜厚モニタ用水晶振動片Ｍ，Ｍ・・・（以下、モニタ用振動片と略記）も前記音叉振動片と同様に一括的に形成されている。図１に示す多数個の音叉振動片２，２・・・と、モニタ用水晶振動片とは後述する測定パッド部（詳細は後述）を除き、同一の構造となっている。音叉振動片２は基部３と、当該基部の一端側から一方向に伸びる一対の腕部２１、２２とからなり、前記基部３の他端側（振動腕２１、２２と対向する側）から水晶枠部６にかけてブリッジ４（接続部）が延出されている。モニタ用振動片Ｍも前記音叉振動片２と同様に、基部３の一端側には水晶枠部６に繋がったブリッジ４が形成されている。なお、本実施形態における圧電振動片集合体１に形成される振動片の数は、例えば図１ではモニタ用振動片Ｍは４個×２列で計８個が、その他の音叉振動片２は４個×１０列で計４４個で、合計５２個の振動片が形成されている。ここで、前記形成数は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、１枚のウエハ（圧電振動片集合体１）に数百個あるいは数千個形成することも可能である。
【００２２】
音叉振動片２とモニタ用振動片Ｍの表面には、前記ウエットエッチングによって振動片外形を成形時には各種金属膜（図１では図示せず）が形成されている。前記各種金属膜については図２乃至図５を用いて説明する。なお、説明にはモニタ用振動片Ｍを例として挙げている。図２は図１のＡ部の一部拡大平面図で、図３は図１のＡ部の一部拡大斜視図であり、図４は図３のＢ−Ｂ線における断面図、図５は図３のＣ−Ｃ線における断面図である。前述の各種金属膜は具体的には、モニタ用振動片Ｍ（音叉振動片も同様）の腕部および基部周辺に形成される金属膜のことであり、図２に示すように、一対の腕部２１，２２には第１および第２の励振電極２３，２４が形成されている。そして図３乃至図４に示すように、第１の励振電極２３は、一方の腕部２１の表裏主面励振電極２３ａ，２３ｂと、他方の腕部２２の両側面励振電極２３ｃ，２３ｄとから構成されており、これらの２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは電気的に接続されている。同様に、第２の励振電極２４は、他方の腕部２２の表裏主面励振電極２４ａ，２４ｂと、一方の腕部２１の両側面励振電極２４ｃ，２４ｄとから構成されており、これらの２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは電気的に接続されている。なお、前記第１および第２の励振電極２３，２４は、クロム（Ｃｒ）０．５〜１０ｎｍを下地とし、その上層にフォトリソグラフィ等の技術によって金（Ａｕ）１０〜５００ｎｍが形成された薄膜である。
【００２３】
図３に示すように、腕部２１，２２の各々の先端部には、周波数調整錘としての腕先部金属膜２５，２６が形成されている。そして、図５に示すように腕先部金属膜２５は、表面の表主面金属膜２５ｂ、裏面の裏主面金属膜２５ｃ、外側面の外側面金属膜２５ａ、内側面の内側面金属膜２５ｄとで構成されている。同様に、腕先部金属膜２６は表面の表主面金属膜２６ｂ、裏面の裏主面金属膜２６ｃ、外側面の外側面金属膜２６ａ、内側面の内側面金属膜２６ｄとで構成されている。前記腕先部金属膜２５，２６はそれぞれ、前記第１の励振電極（側面励振電極）２４ｃ，２４ｄと、前記第２の励振電極（側面励振電極）２３ｃ，２３ｄとに接続されている。本実施形態では腕先部金属膜２５，２６は、クロム（Ｃｒ）を下地とし、その上層にフォトリソグラフィ等の技術によって金（Ａｕ）が、積層された構成となっている。
【００２４】
圧電振動片集合体１の水晶枠部６の表裏面には金が成膜されている。そして、前記多数個の音叉振動片２，２・・・の測定パッド部５を囲繞する一定領域は、水晶素地が露出した状態となっており、これによって多数個の音叉振動片２，２・・・と水晶枠部６の表裏面に成膜された金とは電気的接続が絶たれた状態となっている。つまり非導通状態となっている。一方、モニタ用振動片Ｍの基部３と接続している測定パッド５１は、架橋部８（詳細は後述）を介して水晶枠部６と電気的に繋がった状態となっている。
【００２５】
基部３の表裏面には前記第１および第２の励振電極と接続した複数の引出電極（図示せず）が配設されている。そして本実施形態において、前記引出電極は基部３の一主面側に２つ並列配置されるように導出されている。なお、基部における前記引出電極の配設状態は、多数個の音叉振動片２，２・・・と、モニタ用振動片Ｍともに共通である。
【００２６】
次に前述した測定パッド部について、多数個の音叉振動片２，２・・・と、モニタ用振動片Ｍとに分けて説明する。まず、音叉振動片２に形成される測定パッド部５は、基部３に配設された前記２本の引出電極の末端が最終的に、ブリッジ４の一主面上を経由して水晶枠部６の一主面上に左右に分割して導出されている。すなわち測定パッドが２つ並列して配置された状態となっている。そして、一対の測定パッド５の周囲の水晶素地部分によって、水晶枠部６の表裏面に形成された金と、当該測定パッドとが一定の隔たりを経て電気的に独立した状態となっている。
【００２７】
一方、モニタ用振動片Ｍに形成される測定パッド５１は、前記音叉振動片２と同様に、基部３に配設された前記２本の引出電極の末端がブリッジ４の一主面上を経由して水晶枠部６の一主面上に左右に分割して導出され、測定パッドが２つ並列して配置された状態となっている。そして、測定パッド５１の周囲の水晶素地部分によって、水晶枠部６の表裏面に形成された金と、当該測定パッドとが一定の隔たりを有している。
そして、図３に示すように一対の測定パッド５１の一部（一端側）から、水晶枠部６の金の部分へ架橋する架橋部８が形成されている。前記架橋部８は水晶からなり、当該架橋部の両側には空隙部７が、水晶振動片の外形を成形する時に同時に形成されている。架橋部の上面には測定パッド５１の一部（一端側）から、水晶枠部６の金の部分へ電気的に接続するための引出導体１０が形成されている。なお、本実施形態では、音叉振動片２およびモニタ用振動片Ｍの各々に接続している測定パッドは水晶枠部６の一主面上に集約されて形成されているが、本形態に限定されるものではなく、基部の両主面（表裏面）の各々に引出電極を配設して水晶枠部６の両主面（表裏面）の各々に測定パッドを配置した形態であってもよい。また、本実施形態では架橋部８は図２で示すように左右に分割された一対の測定パッド５１の下方向に形成されているが、本位置に限定されるものではない。例えば、上下方向に分割された一対の測定パッドの各々から横方向（腕部延出方向に対して直交する方向）に延出するように架橋部を形成することも可能である。
【００２８】
本実施形態では、音叉振動片２の一対の腕部２１，２２の先端付近の膜付加領域への重み付けを電解めっきによって行っている。電解めっきによって重み付けをする前に、金が表裏面に成膜された水晶枠部６と電気的に独立した状態である多数個の音叉振動片２，２・・・を導通状態にしておく必要がある。そこで、本実施形態では図６（音叉振動片２に形成される各種金属膜の記載は省略している）に示すように銀（Ａｇ）からなる複数の接続導体Ｌによって、各音叉振動片２，２・・・の測定パッド５，５・・・を接続している。これにより、前記各音叉振動片２，２・・・と水晶枠部６の表裏面に形成された金とが電気的に接続した状態となる。また、同時に各音叉振動片２，２・・・とモニタ用振動片Ｍも電気的に接続した状態となっている。なお、前記接続導体Ｌは真空蒸着法によって成膜されている。
【００２９】
前述のように、全ての音叉振動片２とモニタ用振動片Ｍと水晶枠部６とが電気的に接続された圧電振動片集合体１を用いてマスキング処理が行われる。具体的には、多数個の音叉振動片２，２・・・については、重み付けを行う領域、つまり音叉振動片の腕部の先端付近の膜付加領域（腕部２１，２２の先端部の全周領域）だけが露出するようにレジストが塗布される。一方、モニタ用振動片Ｍについては前記腕部先端領域以外も露出するようにレジストが塗布される。すなわち、第１および第２の励振電極、金属膜（表主面，裏主面，外側面，内側面）、測定パッドが露出するようにレジストが塗布される。以上のようにしてレジストが塗布された後、露光等の処理を経てレジストによるマスキングが行われる。なお、後述する電解めっき前の状態では音叉振動片２の発振周波数は、めっき後の目標周波数（公称周波数よりも低い周波数）よりも高い周波数（公称周波数よりも高い周波数）となっている。
【００３０】
前記マスキング処理が施された圧電振動片集合体１は所定条件に設定された，めっき浴中に浸漬され、所定時間だけ電流が印加されて金の電解めっきが行われる。本めっきによって、音叉振動片２の腕部２１，２２の先端付近の膜付加領域および、モニタ用振動片Ｍの金属部分（非マスキング領域）へ金（調整用金属膜９）が付加される。この状態を図７に示す。図７に示すように、音叉振動片２，２・・・については、当該振動片の腕部先端領域の膜付加領域だけに金が膜付加されている。一方、モニタ用振動片Ｍは腕部先端領域の膜付加領域と、当該膜付加領域以外の領域、すなわちモニタ用振動片に形成される各種電極にも金が膜付加されている。なお、図７では前記各種金属の一部だけを表示しているとともに、レジストの記載は省略している（前記膜付加領域に金が付加された状態の腕部先端方向から見た断面図は図８に示す）。前記電解めっきで、圧電振動片集合体１の全ての膜付加領域に一括的に金属膜を付加することによって、音叉振動片２の周波数が低下することになる（膜付加工程）。なお、前記所定時間は、電解めっき前に各音叉振動片２，２・・・の周波数を予め測定しておき、電解めっき後の音叉振動片の目標周波数までの周波数差に応じて予め算出されている。
【００３１】
次に、所定時間だけ電解めっきされた圧電振動片集合体内の、多数個の音叉型水晶振動子２，２・・・の周波数確認を行う。まず、モニタ用振動片Ｍの測定パッドから延出している架橋部８の任意の箇所に外力を加えて、当該架橋部８を破断させる。前記破断によって架橋部８に形成されていた金が断線し、当該モニタ用振動片Ｍだけが電気的に独立した状態となる。前記モニタ用振動片Ｍは、第１および第２の励振電極、金属膜（表主面，裏主面，外側面，内側面）、測定パッドの各表面に金が成膜された状態になっているが、レジストでは被覆されていないため、測定パッドに測定プローブを当接して交流電圧を印加し、当該モニタ用振動片Ｍの周波数を測定することができる（周波数確認工程）。このとき、前記金属膜（励振電極，各種金属膜，測定パッド）には電解めっきによって、さらに金の厚みが加わっているので、腕部の先端領域だけに電解めっきによって金が重み付けされた場合に比べて、僅かに周波数は低くなっている。しかしながら、モニタ用振動片の前記周波数を、腕部の先端領域だけに金が重み付け（めっき）された場合の周波数として近似する（あるいは差異データを予め取得しておいて相関を採り、差異分をオフセットする）ことによって、目標周波数（周波数規格）までの周波数差を算出することができる。これにより、１回のめっきで圧電振動片集合体の全ての振動片の膜厚が所定の膜厚に到達しておらず、追加でめっきを行う必要が有る場合、目標周波数に未到達の振動片について、目標周波数との差、つまり追加でどれだけの厚みの金を膜付加すればよいのかを求めることによって、追加めっき時間を算出することができる。なお、本実施形態では前記電解めっきにおいて、めっき膜厚の管理は、単位膜厚（μｍ）あたりのめっき時間（分）で行っている。なお、１回のめっきで圧電振動片集合体の全ての振動片の膜厚が所定の膜厚に到達した場合は、膜付加工程は終了となる。
【００３２】
以上のようにして求めた追加めっき時間だけ、さらに電解めっきを行う（追加めっき工程）。なお、前記追加めっき時には、前回めっきによって目標周波数に到達した振動片に対しても金属膜がさらに付加される。前記追加めっき工程後に、先ほど測定したモニタ用振動片とは別のモニタ用振動片の架橋部を断線させて、当該モニタ用振動片の周波数を測定する。そして測定周波数と目標周波数との差を確認し、目標周波数に到達していない振動片が存在する場合は、前述の手順を繰り返し行う。このようにして全ての圧電振動片集合体１の音叉振動片２，２・・・の周波数が、周波数規格（公称周波数以下で、ある範囲までの厚みまでの規格）に到達するように追加めっきを施していく。ここで補足しておくと、本めっき工程以降に、重み付けした領域に対してレーザービームを照射することによって金の厚みを削減させて、音叉振動片２の発振周波数を公称周波数に近づけていく“微調整工程”が存在する。前記レーザービームで金の厚みを削減する厚み（量）以上に、膜厚（最低厚み）を確保しておく必要があるために前記周波数規格が設定されている。つまり、最終的に追加めっき工程完了後には、圧電振動片集合体１の全ての音叉振動片は、腕部の先端付近の膜付加領域に前記最低厚み以上の膜厚で金属膜が形成された状態となっている。なお、モニタ用振動片の配置数は必要に応じて増減させることが可能であり、本実施形態の説明で示す配置数に限定されるものではない。
【００３３】
上記構成により、めっき後に圧電振動片集合体１に形成されるレジストを全て剥離する必要が無くなり、モニタ用振動片Ｍの周波数を測定することで、音叉型圧電振動片２の周波数を概ね知ることができる。つまり、めっき後のモニタ用振動片の周波数から、めっきで付加された金属膜のおよその厚みを確認することができるため、音叉型圧電振動片２，２・・・に付加された金属膜の厚みも概ね把握することができる。したがって、めっきによる膜付加量が不十分で、圧電振動片集合体内の音叉型圧電振動片が所定の周波数規格に到達していない状態であっても、複数の前記モニタ用振動片を振動片集合体内に形成して、１回のめっき毎に前記モニタ用振動片の周波数を確認することにより、レジストを剥離することなく追加めっきを行うことができる。したがって、従来行っていた再レジスト塗布以降の工程を実施する必要が無くなり、大幅に工数を削減することが可能となる。
【００３４】
また、前記追加めっきを行うために、従来のように再度レジストを塗布して再露光を行う際に発生していたパターンのズレを防止することが可能となるので、周波数のバラツキを抑制することができる。
【００３５】
なお、１回のめっき毎に、周波数を測定するモニタ用振動片の数は１個に限定されるものではなく、複数のモニタ用振動片の周波数を測定してもよい。この場合、圧電振動片集合体１の多数個の音叉振動片の形成位置の相違による周波数の差異を考慮して隣接するモニタ用振動片ではなく、離間したモニタ用振動片の周波数を測定することで、より効率的な膜付加を行うことができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、音叉振動片２，２・・・の測定パッド５，５・・・は、周囲の水晶枠部６の金とは電気的に独立した状態であったため、レジストを塗布する前に銀蒸着によって接続導体Ｌを形成したが、変形例として、初めから前記測定パッド５，５・・・が周囲の水晶枠部６の金と電気的に接続された状態であってもよい（図示せず）。つまり、圧電振動片集合体１の全ての音叉振動片２，２・・・およびモニタ用振動片Ｍ，Ｍ・・・が電気的に繋がっている状態であってもよく、このような場合も、モニタ用振動片だけを電気的に独立した状態として当該モニタ用振動片の周波数を測定することで、他の音叉振動片２，２・・・のおよその周波数を知ることができる。つまり圧電振動片集合体１の多数個の振動片のめっきによる膜厚管理を行うことができる。
【００３７】
−第２の実施形態−
本実施形態における第２の実施形態を、図９乃至図１０を用いて説明する。図９は本発明の第２の実施形態を示す圧電振動片集合体の平面図で、図１０は図９のＤ部の一部拡大平面図ある。なお、図９において音叉振動片に形成される各種金属膜の記載は省略している。また、前述の実施形態と同様の構成については、同番号を付して説明の一部を割愛するとともに、前述の実施形態と同様の効果を有する。
【００３８】
本実施形態において音叉振動片２は第１の実施形態と同一の形態であるので説明は割愛する。モニタ用振動片Ｍについては、図９に図示するように、第１の実施形態におけるモニタ用振動片よりも外形寸法が大きく、構造も異なったものとなっている。具体的には図１０に示すように、モニタ用振動片Ｍは、基部３の一端側から延出した第１ブリッジ４１と接続し、腕部２１，２２および基部３を包囲する囲繞体３１を具備している。そして、囲繞体３１の，第１ブリッジ４１と接続している側の部分（一主面）には、基部３から第１ブリッジ４１を経由して延出された引出電極と接続した一対の測定パッド５１が形成されている。さらに前記測定パッド５１の一端側（第１ブリッジと対向する側）には第２ブリッジ４２が接続されており、第２ブリッジ４２によって囲繞体３１と水晶枠部６とが接続された構造となっている。なお、空隙部７は第１の実施形態と同様に、ウエットエッチングによって空洞化されている。そして一対の測定パッド５１の各々の一端側からは、第２ブリッジ４２の一主面上を経由して水晶枠部６の一主面に引出導体１０が導出されている。前記引出導体１０は水晶枠部６の最上面に成膜される金と電気的に接続した状態となっている。前記モニタ用振動片Ｍは矩形状の圧電振動片集合体１の二短辺の周縁寄りの位置に複数形成されている（点線部Ｄ）。なお、図９に示す圧電振動片集合体１に形成される振動片（２，Ｍ）の数は、一例であり、これに限定されるものではない。
【００３９】
本実施形態においても、電解めっきによって音叉振動片２の腕部２１，２２の先端付近の膜付加領域に金が膜付加され、音叉振動片２の周波数の調整が行われる。多数個の音叉振動片２，２・・・は、第１の実施形態と同様に電気的に独立しているため、レジストを塗布する前に銀（Ａｇ）からなる複数の接続導体（図示せず）によって、各音叉振動片２，２・・・の測定パッド５，５・・・を接続する。これにより、前記各音叉振動片２，２・・・と水晶枠部６の表裏面に形成された金とが電気的に接続された状態となる。また、同時に各音叉振動片２，２・・・とモニタ用振動片Ｍも電気的に接続された状態となっている。なお、前記接続導体は真空蒸着法によって成膜されている。
【００４０】
本実施形態では、多数個の音叉振動片２，２・・・は、重み付けを行う領域、つまり音叉振動片の腕部の先端付近の膜付加領域（腕部２１，２２の先端部の全周領域）だけが露出するようにレジストが塗布される。一方、モニタ用振動片Ｍについても同様に腕部２１，２２の先端部の全周領域だけが露出するようにレジストが塗布される。以上のようにしてレジストが塗布された後、露光等の処理を経てレジストによるマスキングが行われる。
【００４１】
前記マスキング処理が施された圧電振動片集合体１を所定条件に設定された，めっき浴中に浸漬され、所定時間だけ電流が印加されて金の電解めっきが行われる。本めっきによって、音叉振動片２とモニタ用振動片Ｍの各々の腕部２１，２２の先端付近の膜付加領域に金（調整用金属膜）が付加される。つまり、本めっきで圧電振動片集合体１の全ての膜付加領域に一括的に金属膜を付加することによって、圧電振動片集合体１の全ての振動片の周波数が低下することになる（膜付加工程）。なお、前記所定時間は、電解めっき前に各音叉振動片２，２・・・の周波数を予め測定しておき、電解めっき後の音叉振動片の目標周波数までの周波数差に応じて予め算出されている。
【００４２】
次に、所定時間だけ電解めっきされた圧電振動片集合体１内の、多数個の音叉型水晶振動子２，２・・・の周波数確認を行う。本実施形態では、モニタ用振動片Ｍの第２ブリッジ４２の部分に外力を加えて、第２ブリッジ４２を破断させる。これによりモニタ用振動片Ｍは圧電振動片集合体１から分離される。分離されたモニタ用振動片Ｍは、腕部の先端付近の膜付加領域だけに金が膜付加された状態となっており、前記膜付加領域以外にはレジストが塗布されている。そして、当該モニタ用振動片Ｍのレジストを剥離してから測定パッド５１に測定プローブを当接して、モニタ用振動片Ｍの周波数を測定する（周波数確認工程）。このとき、個片状態のモニタ用振動片Ｍは、囲繞体３１によって、腕部および基部の周囲が包囲されているので、測定時に腕部あるいは基部が、他の物体と接触することによる破損や欠損を防止することができる。また取り扱いの点でも機械的強度を向上させることができる。また、レジストを剥離してからモニタ用振動片Ｍの周波数の測定を行っているので、モニタ用以外の他の音叉振動片２のめっき後の周波数により近い周波数を取得することが可能となる。このようなモニタ用第１および第２の励振電極、金属膜（表主面，裏主面，外側面，内側面）、測定パッドの各表面に金が成膜された状態になっているが、レジストでは被覆されていないため、測定パッドに測定プローブを当接して交流電圧を印加し、当該モニタ用振動片Ｍの周波数を測定することができる（周波数確認工程）
【００４３】
以上のようにして測定したモニタ用振動片Ｍの周波数から、目標周波数（周波数規格）までの周波数差を算出し、追加でめっきが必要な振動片について、目標周波数に到達させるのに必要な周波数（追加付加する膜厚）を求めることによって、追加めっき時間を算出することができる。
【００４４】
そして、上記で求めた追加めっき時間だけ、さらに電解めっきを行う（追加めっき工程）。前記追加めっき工程後には、分離されずに残存しているモニタ用振動片Ｍの一つを用いて、前述と同様の手順でモニタ用振動片Ｍを圧電振動片集合体１から分離し、レジストを剥離した後、当該モニタ用振動片の周波数を測定する。そして、測定周波数と目標周波数との差を確認して、目標周波数に未到達の振動片が存在する場合は、前述の手順を繰り返して追加めっきを繰り返し行う。このようにして全ての圧電振動片集合体１の音叉振動片２，２・・・の周波数が、周波数規格内に収まるように追加めっきを施していく。なお、前記追加めっき時には、前回めっきによって目標周波数に到達した振動片に対しても金属膜がさらに付加される。
【００４５】
上記構成により、モニタ用圧電振動片が、めっき後に圧電振動片集合体から分離可能であるため、分離されたモニタ用圧電振動片のレジストを剥離することで容易に当該モニタ用圧電振動片の周波数を測定することができる。そして、モニタ用圧電振動片で測定した周波数に基づき、目標周波数までの必要な追加めっき時間を算出して追加めっきを行うことができるので、効率的なめっきによる周波数調整を行うことができる。
【００４６】
また、本発明によるとめっき後の周波数確認のために圧電振動片集合体に形成された全てのレジストを剥離する必要が無いので、追加めっき時に従来のように再度レジストを塗布して再露光を行う際の電極パターンのズレを防止することが可能となり、周波数のバラツキ低減に繋がる。
【００４７】
本発明の実施形態では表面実装型の音叉型水晶振動子を例にしているが、音叉型水晶振動子以外にＡＴカット水晶振動子や、水晶フィルタ、水晶発振器などの電子機器等に用いられる他の表面実装型の圧電振動デバイスの製造方法にも適用可能である。
【００４８】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
圧電振動デバイスの量産に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す圧電振動片集合体の平面図。
【図２】図１のＡ部の一部拡大平面図。
【図３】図１のＡ部の一部拡大斜視図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線における断面図。
【図５】図３のＣ−Ｃ線における断面図。
【図６】図１において接続導体が形成された状態を示す圧電振動片集合体の平面図。
【図７】図６においてめっきによる膜付加が行われた状態を示す平面図
【図８】図５においてめっきによる膜付加が行われた状態を示す断面図。
【図９】本発明の第２の実施形態を示す圧電振動片集合体の平面図。
【図１０】図９のＤ部の一部拡大平面図。
【図１１】従来の実施形態を示す圧電振動片集合体の平面図。
【符号の説明】
【００５１】
１ 圧電振動片集合体
２ 音叉型圧電振動片
２１、２２ 腕部
２３ 第１の励振電極
２４ 第２の励振電極
２５、２６ 腕先部金属膜
３ 基部
３１ 囲繞体
４ ブリッジ
４１ 第１ブリッジ
４２ 第２ブリッジ
５、５１ 測定パッド
６ 水晶枠部
７ 空隙部
８ 架橋部
９ 調整金属膜
１０ 引出導体
Ｌ 接続導体
Ｍ 膜厚モニタ用水晶振動片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視矩形状の圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成された圧電振動片集合体であって、
前記圧電振動片の表裏面に形成される励振電極は、少なくとも上層に膜付加領域を備えているとともに、前記膜付加領域に１回以上のめっきによって金属膜が一括的に付加され、
前記圧電振動片集合体には、前記めっき後における前記金属膜の膜厚を管理するためのモニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されていることを特徴とする圧電振動片集合体。
【請求項２】
基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上のめっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体であって、
前記圧電振動片集合体には、前記めっき後における前記金属膜の膜厚を管理するためのモニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されていることを特徴とする圧電振動片集合体。
【請求項３】
前記モニタ用圧電振動片は前記膜付加領域以外の領域にも、めっきが施されていることを特徴とする請求項１乃至２に記載の圧電振動片集合体。
【請求項４】
前記モニタ用圧電振動片は、めっき後に前記圧電振動片集合体から分離可能であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の圧電振動片集合体。
【請求項５】
基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上の電解めっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体の膜厚制御方法であって、
前記圧電振動片集合体には電解めっきによって、前記膜付加領域以外の領域にも金属膜が付加される膜厚モニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されているとともに、
圧電振動片集合体の全ての膜付加領域に、電解めっきによって一括的に金属膜を付加して音叉型圧電振動片の周波数を低下させる膜付加工程と、
前記膜厚モニタ用圧電振動片の周波数測定を行う周波数確認工程と、
周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していなければ、さらにめっきを行う追加めっき工程とを有し、
周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していれば膜付加工程を終了することを特徴とする圧電振動片集合体の膜厚制御方法。
【請求項６】
基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上の電解めっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体の膜厚制御方法であって、
前記圧電振動片集合体には、電解めっきによって前記膜付加領域のみに金属膜が付加される膜厚モニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されているとともに、
圧電振動片集合体の全ての膜付加領域に、めっきによって一括的に金属膜を付加して音叉型圧電振動片の周波数を低下させる膜付加工程と、
膜付加工程の後に、前記膜厚モニタ用圧電振動片を圧電振動片集合体から分離した後に当該膜厚モニタ用圧電振動片の周波数測定を行う周波数確認工程と、
周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していなければ、さらにめっきを行う追加めっき工程とを有し、
周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していれば膜付加工程を終了することを特徴とする圧電振動片集合体の膜厚制御方法。
【請求項１】
平面視矩形状の圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成された圧電振動片集合体であって、
前記圧電振動片の表裏面に形成される励振電極は、少なくとも上層に膜付加領域を備えているとともに、前記膜付加領域に１回以上のめっきによって金属膜が一括的に付加され、
前記圧電振動片集合体には、前記めっき後における前記金属膜の膜厚を管理するためのモニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されていることを特徴とする圧電振動片集合体。
【請求項２】
基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上のめっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体であって、
前記圧電振動片集合体には、前記めっき後における前記金属膜の膜厚を管理するためのモニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されていることを特徴とする圧電振動片集合体。
【請求項３】
前記モニタ用圧電振動片は前記膜付加領域以外の領域にも、めっきが施されていることを特徴とする請求項１乃至２に記載の圧電振動片集合体。
【請求項４】
前記モニタ用圧電振動片は、めっき後に前記圧電振動片集合体から分離可能であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の圧電振動片集合体。
【請求項５】
基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上の電解めっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体の膜厚制御方法であって、
前記圧電振動片集合体には電解めっきによって、前記膜付加領域以外の領域にも金属膜が付加される膜厚モニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されているとともに、
圧電振動片集合体の全ての膜付加領域に、電解めっきによって一括的に金属膜を付加して音叉型圧電振動片の周波数を低下させる膜付加工程と、
前記膜厚モニタ用圧電振動片の周波数測定を行う周波数確認工程と、
周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していなければ、さらにめっきを行う追加めっき工程とを有し、
周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していれば膜付加工程を終了することを特徴とする圧電振動片集合体の膜厚制御方法。
【請求項６】
基部と、当該基部から一方向に伸びる一対の腕部とからなる音叉型圧電振動片が、マトリクス状に多数個整列して一体形成され、前記腕部の先端付近の膜付加領域に１回以上の電解めっきによって金属膜が一括的に付加される圧電振動片集合体の膜厚制御方法であって、
前記圧電振動片集合体には、電解めっきによって前記膜付加領域のみに金属膜が付加される膜厚モニタ用圧電振動片が少なくとも１個以上形成されているとともに、
圧電振動片集合体の全ての膜付加領域に、めっきによって一括的に金属膜を付加して音叉型圧電振動片の周波数を低下させる膜付加工程と、
膜付加工程の後に、前記膜厚モニタ用圧電振動片を圧電振動片集合体から分離した後に当該膜厚モニタ用圧電振動片の周波数測定を行う周波数確認工程と、
周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していなければ、さらにめっきを行う追加めっき工程とを有し、
周波数確認工程で測定した周波数が目標周波数に到達していれば膜付加工程を終了することを特徴とする圧電振動片集合体の膜厚制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１５９５１７（Ｐ２００９−１５９５１７Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３７９４４（Ｐ２００７−３３７９４４）
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
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