(57)【要約】【課題】外周部に主振動である厚みすべり振動が伝播することを抑制する構造を有する水晶振動片、およびその製造方法を提供する。【解決手段】ＡＴカット水晶振動片１０は、水晶基板１の両主面の相対向する位置に、平面視で矩形状を呈する凸部５Ａ，５Ｂが形成されている。水晶基板１の凸部５Ａの対向する二辺それぞれの外側には、その凸部５Ａの二辺と平行に配置されたＶ溝７Ａ，８Ａが設けられている。励振電極１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ形成された凸部５Ａ，５Ｂによりメサ構造を有しているＡＴカット水晶振動片１０は、厚みすべり振動を各励振電極１５Ａ，１５Ｂ下により多く集中させることができる。さらに、凸部５Ａの対向する二辺それぞれの外側にＶ溝７Ａ，８Ａ、および、凸部５Ｂの対向する二辺の外側にＶ溝７Ｂ，８Ｂが設けられていることにより、メサ構造により抑えられた厚みすべり振動の外周部への伝播が、さらに抑制される。【選択図】図１
2010109526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にＶ溝が設けられていることを特徴とする水晶振動片。
【請求項２】
請求項１に記載の水晶振動片において、
複数の前記Ｖ溝が略平行に並べて設けられていることを特徴とする水晶振動片。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水晶振動片において、
前記Ｖ溝が、前記水晶基材の前記一端側であって、前記励振電極と前記支持部との間の領域に形成されていることを特徴とする水晶振動片。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の水晶振動片において、
前記Ｖ溝が、前記励振電極、前記外部接続電極、およびそれらを接続する電極間配線が設けられた領域と異なる領域に形成されていることを特徴とする水晶振動片。
【請求項５】
水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の両主面の少なくとも一方の主面に所定の形状の凸部が設けられ、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にＶ溝が設けられていることを特徴とする水晶電振動片。
【請求項６】
請求項５に記載の水晶振動片において、
複数の前記Ｖ溝が略平行に並べて設けられていることを特徴とする水晶振動片。
【請求項７】
請求項５または６に記載の水晶振動片において、
前記Ｖ溝が、前記水晶基材の前記一端側であって、前記励振電極と前記支持部との間の領域に形成されていることを特徴とする水晶振動片。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の水晶振動片において、
前記Ｖ溝が、前記励振電極、前記外部接続電極、およびそれらを接続する電極間配線が設けられた領域と異なる領域に形成されていることを特徴とする水晶振動片。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか一項に記載の水晶振動片において、
前記Ｖ溝が前記凸部の外側に形成されていることを特徴とする水晶振動片。
【請求項１０】
水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にＶ溝が設けられた水晶振動片の製造方法であって、
大判の水晶基材からなるウェハを形成するウェハ準備工程と、
フォトリソグラフィにより前記水晶振動片の外形および前記Ｖ溝を同時に形成する外形およびＶ溝形成工程と、
前記励振電極および前記外部接続電極を形成する電極形成工程と、
前記ウェハに形成された前記水晶振動片を個片として取り出す個片化工程と、を含むことを特徴とする水晶電振動片の製造方法。
【請求項１１】
水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の両主面の少なくとも一方の主面に所定の形状の凸部が設けられ、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にＶ溝が設けられた水晶振動片の製造方法であって、
大判の水晶基材からなるウェハを形成するウェハ準備工程と、
フォトリソグラフィにより前記水晶振動片の外形および前記Ｖ溝を同時に形成する外形およびＶ溝形成工程と、フォトリソグラフィにより前記凸部を形成する凸部形成工程と、
前記励振電極および前記外部接続電極を形成する電極形成工程と、
前記ウェハに形成された前記水晶振動片を個片として取り出す個片化工程と、を含むことを特徴とする水晶振動片の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の水晶振動片の製造方法において、
前記外形およびＶ溝形成工程の後で、前記凸部を形成することを特徴とする水晶振動片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動片およびその製造方法に関し、特に、外周部に主振動である厚みすべり振動が伝播することを防止するための水晶振動片の形状、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種情報・通信機器やＯＡ機器、また、民生機器等の電子機器には、電子回路のクロック源等として圧電振動子を備えた圧電デバイスが広く使用されている。このような圧電デバイスの圧電振動子に使用される圧電材料としては、例えば、安定した周波数特性を得られることなどから単結晶の水晶が採用されている。この水晶からなる水晶振動片は、人工水晶原石の一部を結晶軸（光軸）を明確にしてブロック状に成形した水晶ランバードから所定の切断角度で切り出された単結晶基板としての水晶ウェハを用いて形成される。ここで、所定の切断角度とは、水晶の結晶軸に対して狙った角度だけ傾けたカット角を指し、例えば、結晶軸から３５°１５′傾けた切断角度で切り出された水晶ウェハを用いて形成されたＡＴカット水晶振動片は、広範囲な温度領域において安定した周波数が得られる優れた温度特性を有する圧電振動片として古くから用いられている。
【０００３】
ＡＴカット水晶振動片の主振動である厚みすべり振動は、その振動片の中央部が振動するように励振電極などの配置が決められているが、中央部で振動する厚みすべり振動は、振動片の外周部へ伝播する。振動片の外周部の一部は、パッケージなどの収納容器に固着させて保持する保持部となるため、振動片の中央部から伝播した振動が抑制され、主振動である厚みすべり振動に影響し、あるいは、保持部から振動エネルギーが漏洩して、クリスタルインピーダンス（以下、「ＣＩ値」という）が低下したり、他の振動モードを誘発させて発振周波数の安定性を低下させたりする。
【０００４】
上記のような振動片の外周部に伝播した振動の抑制や漏洩を防止して発振周波数の安定化を図るために、振動片にコンベックス加工などを行って振動片を断面コンベックス形状とすることにより、外周部を薄肉として振動片外周部への振動の伝播を抑制し、振動エネルギーを振動片主面の中央部に集中させる方法が実施されている。
従来、断面コンベックス形状の振動片を形成するために、例えばバレル研磨機を用いたコンベックス加工が行われている。バレル研磨機は、水晶素板（水晶ウェハ）から断面矩形の短冊状に切り出した数百〜数千個もの多数の水晶素子片を、研磨剤と共にポットに入れ、このポットを一定の速度で所定時間回転させることにより、上向き凸状をなす断面コンベックス形状を形成するものである。
しかし、このバレル研磨機による振動片のコンベックス加工は、長時間を要するために製造効率及び生産性が低いうえに、コンベックス形状の制御が困難で所望の加工精度が得難いという問題があった。
このようなバレル研磨機によるコンベックス加工に代わる方法として、例えば特許文献１に、水晶振動片の断面コンベックス形状を近似的に階段形状に置き換えて断面コンベックス形状と同様な振動の閉じ込め効果を得ること、および、その階段形状を有する振動片を、エッチングレジスト寸法を段階的に変えてエッチングするフォトリソグラフィにより製造する方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−４７３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の断面コンベックス形状に近似な階段形状の振動片（厚みすべり水晶振動子）の製造方法のように、エッチングレジストの寸法を段階的に変えてエッチングする方法では、フォトリソグラフィを何度も繰り返す必要があるため、工程が複雑で工数が多く掛かり、生産性が低下して製造コストの増加を招く虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
〔適用例１〕本適用例にかかる水晶振動片は、水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にＶ溝が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、水晶振動片の励振電極の外側に設けられたＶ溝により、水晶振動片の中央部から外周部への厚みすべり振動の伝播を抑制することができる。また、水晶の異方性を利用して形成することが可能なＶ溝は、一定の深さまでエッチングされてからほとんどエッチングが進行しないので、Ｖ溝形成を、例えば水晶振動片の外形エッチングなどの他のエッチング工程と同時に行うことができる。したがって、ＣＩ値の低下や他の振動モードとの結合が抑制され、安定した発振周波数の水晶振動片を、比較的簡便な工程で効率的に製造することができる。
【００１０】
〔適用例２〕上記適用例にかかる水晶振動片において、複数の前記Ｖ溝が略平行に並べて設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、水晶振動片の中央部から外周部に向かっての厚みすべり振動を、複数のＶ溝によって段階的に減衰させることにより、振動の外周部への伝播をより効果的に抑制することができる。
【００１２】
〔適用例３〕上記適用例にかかる水晶振動片において、前記Ｖ溝が、前記水晶基材の前記一端側であって、前記励振電極と前記支持部との間の領域に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、水晶振動片の支持部が外部基板と接合された状態において、支持部から外部に向けての厚みすべり振動の漏洩が抑えられるので、ＣＩ値の低下を抑制することができる。
【００１４】
〔適用例４〕上記適用例にかかる水晶振動片において、前記Ｖ溝が、前記励振電極、前記外部接続電極、およびそれらを接続する電極間配線が設けられた領域と異なる領域に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、水晶振動片のＶ溝が設けられた領域と異なる平坦な領域に電極や配線が設けられるので、電極や配線の形状を安定させて形成することが可能となり断線等の不具合を防止することができる。
【００１６】
〔適用例５〕本適用例にかかる水晶振動片は、水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の両主面の少なくとも一方の主面に所定の形状の凸部が設けられ、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にＶ溝が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成の水晶振動片によれば、両主面の相対向する位置に設けられ表面に励振電極がそれぞれ形成された凸部により、厚みすべり振動を励振電極下により多く集中させることができる所謂メサ構造を有している。しかも、励振電極の外側に設けられたＶ溝により、厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制することができるので、ＣＩ値の低下や他の振動モードとの結合が抑制され、より安定した発振周波数の水晶振動片を提供することができる。
【００１８】
〔適用例６〕上記適用例にかかる水晶振動片において、複数の前記Ｖ溝が略平行に並べて設けられていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、凸部によりメサ構造を有した水晶振動片とすることによって、厚みすべり振動を励振電極下により多く集中させることができるとともに、外周部に向かう厚みすべり振動を複数のＶ溝により段階的に減衰させて、振動の外周部への伝播をより効果的に抑制することができる。
【００２０】
〔適用例７〕上記適用例にかかる水晶振動片において、前記Ｖ溝が、前記水晶基材の前記一端側であって、前記励振電極と前記支持部との間の領域に形成されていることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、凸部によりメサ構造を有した水晶振動片とすることによって、厚みすべり振動を励振電極下により多く集中させることができるとともに、水晶振動片の支持部が外部基板と接合された状態において、支持部から外部に向けての厚みすべり振動の漏洩が抑えられＣＩ値の低下を抑制することができる。
【００２２】
〔適用例８〕上記適用例にかかる水晶振動片において、前記Ｖ溝が、前記励振電極、前記外部接続電極、およびそれらを接続する電極間配線が設けられた領域と異なる領域に形成されていることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、凸部によりメサ構造を有した水晶振動片とすることによって、厚みすべり振動を励振電極下により多く集中させることができるとともに、水晶振動片のＶ溝が設けられた領域と異なる平坦な領域に電極や配線が設けられるので、電極や配線の形状を安定させて形成することが可能となり断線等の不具合を防止することができる。
【００２４】
〔適用例９〕上記適用例にかかる水晶振動片において、前記Ｖ溝が前記凸部の外側に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、凸部によりメサ構造を有した水晶振動片とすることによって、厚みすべり振動を励振電極下により多く集中させるとともに、励振電極が形成された凸部の外側に設けられたＶ溝によって、厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制させることができる。したがって、厚みすべり振動の外周部への伝播と、それにともなう振動の望まない結合や漏洩などをより効果的に抑制することができ、安定した発振周波数特性を有する水晶振動片を提供することができる。
【００２６】
〔適用例１０〕本適用例にかかる水晶振動片の製造方法は、水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にＶ溝が設けられた水晶振動片の製造方法であって、大判の水晶基材からなるウェハを形成するウェハ準備工程と、フォトリソグラフィにより前記水晶振動片の外形および前記Ｖ溝を同時に形成する外形およびＶ溝形成工程と、前記励振電極および前記外部接続電極を形成する電極形成工程と、前記ウェハに形成された前記水晶振動片を個片として取り出す個片化工程と、を含むことを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、水晶振動片の励振電極の外側に設けられたＶ溝により、振動片の中央部から外周部への厚みすべり振動の伝播を抑制して、厚みすべり振動の外周部への伝播と、それにともなう振動の望まない結合や漏洩を抑制することにより、ＣＩ値の低下や振動の望まない結合を防止し、安定した発振周波数特性を有する水晶振動片を製造することができる。
また、水晶の異方性を利用して形成するＶ溝は、一定の深さまでエッチングされてからほとんどエッチングが進行しないので、水晶振動片の外形エッチングと同時に行うことができる。したがって、安定した発振周波数特性を有する水晶振動片を、比較的簡便な工程で効率的に製造することができる。
【００２８】
〔適用例１１〕本適用例にかかる水晶振動片の製造方法は、水晶基材の両主面の相対向する位置に励振電極が形成されると共に、前記水晶基材の両主面の少なくとも一方の主面に所定の形状の凸部が設けられ、前記水晶基材の外周部の一端側に前記励振電極から引き出された外部接続電極が形成された支持部を有し、前記水晶基材の前記励振電極の外側の、前記一端側および他端側の少なくとも一方にＶ溝が設けられた圧電振動片の製造方法であって、大判の水晶基材からなるウェハを形成するウェハ準備工程と、フォトリソグラフィにより前記水晶振動片の外形および前記Ｖ溝を同時に形成する外形およびＶ溝形成工程と、フォトリソグラフィにより前記凸部を形成する凸部形成工程と、前記励振電極および前記外部接続電極を形成する電極形成工程と、前記ウェハに形成された前記水晶振動片を個片として取り出す個片化工程と、を含むことを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、両主面の相対向する位置に設けられた凸部により、厚みすべり振動を中央部により多く集中させることができるメサ構造を有しているとともに、励振電極の外側に設けられたＶ溝により、厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制することができるので、ＣＩ値の低下や他の振動モードとの結合が抑制され、より安定した発振周波数の水晶振動片を製造することができる。
また、Ｖ溝の形成は水晶振動片の外形形成と同時に行うことができるので、通常のメサ構造を有する水晶振動片の製造工程から工程数を増やすことなく、メサ構造およびＶ溝を有する水晶振動片を製造することができる。
【００３０】
〔適用例１２〕上記適用例にかかる水晶振動片の製造方法において、前記外形およびＶ溝形成工程の後で、前記凸部を形成することを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、外形およびＶ溝形成工程で用いるクロム／金などの耐蝕膜からなるエッチングレジストを残しておき、それを用いて凸部を形成することができるので効率がよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら水晶振動片およびその製造方法の一実施形態について説明する。
【００３３】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本実施形態にかかる水晶振動片としてのＡＴカット水晶振動片を模式的に説明する平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
また、図２は、本実施形態のＡＴカット水晶振動片の製造工程を説明するフローチャートである。
また、図３は、本実施形態のＡＴカット水晶振動片を搭載した圧電デバイスの一例を模式的に説明するものであり、（ａ）は上からみた平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。なお、図３（ａ）において、圧電デバイス５０の上部を覆う蓋体３０は、圧電デバイス５０の内部構造を説明する便宜上図示を省略する。また、図１（ａ）および図３（ａ）において施している斜線のハッチングは、励振電極などの電極や配線を識別しやすくするためのものであり、断面を示すものではない。
【００３４】
〔ＡＴカット水晶振動片〕
図１において、ＡＴカット水晶振動片１０は、結晶軸から３５°１５′傾けた切断角度で切り出されたＡＴカット水晶ウェハを用いて形成された水晶基板１の両主面の相対向する位置に、平面視で矩形状を呈する凸部５Ａ，５Ｂが形成された所謂メサ構造を有している。
また、水晶基板１の凸部５Ａの対向する二辺それぞれの外側には、その凸部５Ａの二辺と平行に配置されたＶ溝７Ａ，８Ａが設けられている。これと同様に、凸部５Ｂの対向する二辺の外側には、その凸部５Ｂの二辺と平行に配置されたＶ溝７Ｂ，８Ｂが設けられている。
このような水晶基板１のメサ構造を有する外形、およびＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂは、後述するように、フォトリソグラフィにより水晶基板１（水晶ウェハ）をフッ酸溶液などでウェットエッチングしたり、ドライエッチングすることにより精密に形成することができる。
【００３５】
図１（ａ）に示すように、水晶基板１の一方の凸部５Ａ上には、駆動用の電極である励振電極１５Ａが設けられている。また、水晶基板１の凸部５Ａ側の面において、外周部の一端側近傍には、励振電極１５Ａと電極間配線１６Ａにより接続された外部接続電極１７Ａが設けられている。これと同様に、水晶基板１の他方の凸部５Ｂ上には励振電極１５Ｂが設けられ（図１（ｂ）を参照）、水晶基板１の凸部５Ｂ側の面において、外周部の一端側近傍に設けられた外部接続電極１７Ｂと電極間配線１６Ｂにより接続されている。
このような電極や配線などの電極パターンは、水晶基板１（水晶ウェハ）をエッチングしてメサ構造を有するＡＴカット水晶振動片１０の外形およびＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂを形成した後に、蒸着またはスパッタリングにより、例えばニッケル（Ｎｉ）またはクロム（Ｃｒ）を下地層として、その上に例えば金（Ａｕ）による金属膜を成膜し、その後フォトリソグラフィを用いてパターニングすることにより形成できる。
【００３６】
〔圧電デバイス〕
次に、上記のＡＴカット水晶振動片１０を用いた圧電デバイスについて説明する。
図３において、圧電デバイス５０は、複数層のセラミック絶縁基板が積層されたパッケージ２０内に上記ＡＴカット水晶振動片１０が接合され、パッケージ２０上に例えば金属製の蓋体３０が接合されることにより、ＡＴカット水晶振動片１０がパッケージ２０内に気密に封止されている。
【００３７】
パッケージ２０は、セラミックス絶縁材料からなる略矩形の平板状の第１層基板２１、略矩形フレーム状の第２層基板２２、第３層基板２３、およびシールリング２９が、この順に積層されて形成されている。これら略矩形フレーム状の第２層基板２２、第３層基板２３それぞれの開口部分が上層ほど大きく形成されていることにより、パッケージ２０内部には、複数の段差を有する凹部が形成されている。
パッケージ２０の外底面となる第１層基板２１の下面側には、外部の回路基板との接続に供する複数の実装端子２５Ａ，２５Ｂが形成されている。また、第２層基板２２によりパッケージ２０内に形成される段差上には、ＡＴカット水晶振動片１０が接合されるマウント端子２６Ａ，２６Ｂが形成されている。実装端子２５Ａ，２５Ｂ、マウント端子２６Ａ，２６Ｂは、圧電デバイス５０の一つの回路が形成されるように、図示しない配線パターンまたはスルーホールなどの層内配線パターンにより接続されている。
これらの電極端子および配線パターンは、一般に、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属配線材料をセラミックス絶縁材料上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などのめっきを施すことにより形成される。
【００３８】
パッケージ２０内には、ＡＴカット水晶振動片１０が片持ち支持された状態で接合されている。詳しくは、ＡＴカット水晶振動片１０の外部接続電極１７Ａ，１７Ｂが、パッケージ２０の対応するマウント端子２６Ａ，２６Ｂに位置合わせされ、導電性接着剤４５により接合されている。これにより、ＡＴカット水晶振動片１０の外部接続電極１７Ａ，１７Ｂが形成された支持部１１側がパッケージ２０の第２層基板２２の段差上に接合され、他端側が第１層基板２１上に突設させた態様で片持ち支持されている。
【００３９】
パッケージ２０の上側には、金属製の蓋体３０が、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金等をフレーム状に型抜きして形成されたシールリング２９を介してシーム溶接され、パッケージ２０内部に接合されたＡＴカット水晶振動片１０が気密に封止されている。
【００４０】
上記実施形態のＡＴカット水晶振動片１０によれば、水晶基板１の両主面の相対向する位置に設けられ表面に励振電極１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ形成された凸部５Ａ，５Ｂによりメサ構造を有しているので、ＡＴカット水晶振動片１０を励振させたときの厚みすべり振動を各励振電極１５Ａ，１５Ｂ下により多く集中させることができる。これにより、ＡＴカット水晶振動片１０の厚みすべり振動の外周部への伝播が抑えられる。
また、上記実施形態のＡＴカット水晶振動片１０は、凸部５Ａの対向する二辺それぞれの外側にＶ溝７Ａ，８Ａが設けられ、凸部５Ｂの対向する二辺の外側にＶ溝７Ｂ，８Ｂが設けられているので、メサ構造により抑えられた厚みすべり振動の外周部への伝播を、さらに抑制することができる。
また、ＡＴカット水晶振動片１０がメサ構造を有することにより、凸部５Ａ，５Ｂにより厚みすべり振動を集中させるメサ部に比して、パッケージ２０と接合される支持部１１の厚みが薄くなっているので、支持部１１からの振動の漏洩が抑えられる。
したがって、上記実施形態のＡＴカット水晶振動片１０によれば、厚みすべり振動が中央部に集中され、さらに外周部への伝播が抑えられることにより、ＣＩ値の低下や他の振動モードとの結合が抑制され、周波数特性の安定したＡＴカット水晶振動片１０を提供することができる。
【００４１】
〔ＡＴカット水晶振動片の製造方法〕
次に、上記実施形態のＡＴカット水晶振動片１０の製造方法について説明する。
図２に示すように、ＡＴカット水晶振動片１０の製造においては、まず、ＡＴカットされた大判の水晶基板からなるウェハを準備する（ステップＳ１）。詳細には、人工水晶原石の一部を結晶軸を明確にしてブロック状に成形するランバード加工により得られた水晶ランバードから、ワイヤソーやバンドソーにより、水晶の結晶軸から３５°１５′傾けた切断角度を狙って切り出したＡＴカット水晶基板のウェハを得る。そして、切り出されたウェハは、切断角度を正確に補正しながら所望の厚さおよび表面状態になるように研磨加工を施す。
【００４２】
次に、ステップＳ２に示すように、フォトリソグラフィを用いたウェットエッチングにより、水晶基板のウェハに単数あるいは複数のＡＴカット水晶振動片１０の外形およびＶ溝を同時に形成する外形およびＶ溝形成を行う。
【００４３】
詳述すると、まず、水晶基板のウェハの両主面全体に、エッチングマスクとなる例えばクロム（Ｃｒ）および金（Ａｕ）からなる耐蝕膜をスパッタなどにより形成してからフォトレジストを塗布して、そのフォトレジスト上にＡＴカット水晶振動片１０の外形パターニング用のマスクを配置すると共に、複数のＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂの上側開口部形状に対応したＶ溝パターニング用のマスクも配置する。ここで、ＡＴカット水晶振動片１０の外形パターンとＶ溝パターンが一枚のマスクに描かれた外形・Ｖ溝パターニングマスクを用いてもよいことはもちろんである。
【００４４】
そして、露光した後、フォトレジストの感光した部分を現像して除去してからエッチング液に浸し、感光したフォトレジストを除去した部分の耐蝕膜をエッチングして、ウェハ上に、耐蝕膜からなるＡＴカット水晶振動片１０の外形および複数のＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂ形成用のエッチングマスクを形成する。
【００４５】
その後、ＡＴカット水晶振動片１０の外形および複数のＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂ形成用のエッチングマスクを形成したウェハを、例えばフッ化水素溶液およびフッ化アンモニウム溶液からなるエッチング液に浸漬して、ウェハのＡＴカット水晶振動片１０の外形に対応した部分が貫通するまでエッチングする。
なお、ＡＴカット水晶振動片１０の外形は、ウェハから完全に切り離されないようにミシン目状の折り取り部によりウェハにつなげるようにしている。これにより、以降の工程をウェハ状態にて効率的に流動してから、最後に折り取り部を折り取ることによって個片のＡＴカット水晶振動片１０を得ることができる。
【００４６】
ここで、上記のＶ溝の上側開口部形状に対応したＶ溝パターニング用のマスクの幅（上側開口部の幅）は、ウェハのＡＴカット水晶振動片１０の外形に対応した部分が貫通するまでエッチングしても、ウェハのＶ溝を形成しようとする部分においては、水晶の異方性により形成される傾斜面により、水晶の電気軸（Ｘ軸）方向の幅寸法に対して約５０％の深さでエッチングの進行がストップする。つまり、Ｖ溝の上側開口部形状に対応したＶ溝パターニング用のマスクの幅（上側開口部の幅）は、ウェハのＡＴカット水晶振動片１０の外形に対応した部分が貫通するまでエッチングしても、Ｖ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂを形成しようとする部分が貫通することがないように設計されている。
【００４７】
次に、ステップＳ３に示すように、フォトリソグラフィを用いて凸部５Ａ，５Ｂの形成を行う。すなわち、上記のＡＴカット水晶振動片１０の外形および複数のＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂ形成工程で用いた耐蝕膜からなるエッチングマスクの上にフォトレジストを塗布し、そのフォトレジストに凸部５Ａ，５Ｂの形状を露光および現像してからエッチングすることにより耐蝕膜による凸部５Ａ，５Ｂのエッチングマスクを形成する。そして、そのウェハを、例えばフッ化水素溶液およびフッ化アンモニウム溶液からなるエッチング液に所定時間浸漬することにより凸部５Ａ，５Ｂを形成する。
本実施形態のように、ＡＴカット水晶振動片１０の外形および複数のＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂ形成工程の後で、凸部５Ａ，５Ｂの形成を行う工順とすることにより、ＡＴカット水晶振動片１０の外形および複数のＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂ形成工程で用いた耐蝕膜を利用して、凸部５Ａ，５Ｂ用のエッチングレジストを形成することができるので効率がよい。
【００４８】
次に、ステップＳ４に示すように、耐蝕膜からなる凸部５Ａ，５Ｂ形成用のエッチングマスクを剥離してから、スパッタリングや蒸着などにより、励振電極１５Ａ，１５Ｂ、外部接続電極１７Ａ，１７Ｂ、およびそれらを対応させて接続する電極間配線１６Ａ，１６Ｂなどの電極形成を行う。
【００４９】
次に、ステップＳ５に示すように、水晶基板のウェハから個々のＡＴカット水晶振動片１０を上記折り取り部で折り取って、個片のＡＴカット水晶振動片１０を得る個片化を実施し、一連のＡＴカット水晶振動片１０の製造工程を終了する。
【００５０】
上記実施形態のＡＴカット水晶振動片１０の製造方法によれば、厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制するＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂを、水晶の異方性を利用することにより、ＡＴカット水晶振動片１０の外形形成と同時に形成することができるので、比較的簡便な工程で効率的にＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂを備えたＡＴカット水晶振動片１０を製造することができる。
また、上記製造方法によれば、ＡＴカット水晶振動片１０の外形および複数のＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂ形成工程の後で、凸部５Ａ，５Ｂの形成を行う工順とすることにより、ＡＴカット水晶振動片１０の外形および複数のＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂ形成工程で用いた耐蝕膜を利用して、凸部５Ａ，５Ｂ用のエッチングレジストを形成することができるので効率がよい。
【００５１】
上記実施形態で説明したＡＴカット水晶振動片およびその製造方法は、以下の変形例として実施することも可能である。
【００５２】
（変形例１）
上記実施形態のＡＴカット水晶振動片１０では、凸部５Ａ，５Ｂそれぞれに対向する二辺の外側に、一つずつのＶ溝７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂを設けた。これに限らず、Ｖ溝を凸部の対向する二辺の外側に、それぞれ複数設ける構成としてもよい。
図４は、凸部の対向する二辺の外側のそれぞれに複数のＶ溝を設けたＡＴカット水晶振動片を模式的に説明するものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。なお、図４に示す構成のうち、上記実施形態と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図４において、ＡＴカット水晶振動片６０は、水晶基板１の両主面の相対向する位置に、平面視で矩形状を呈し表面に励振電極１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ設けられた凸部５Ａ，５Ｂが形成されたメサ構造を有している。
水晶基板１の一方の主面において、凸部５Ａの対向する二辺それぞれの外側には、その凸部５Ａの二辺と平行に配置された２つずつのＶ溝５７Ａ，６７ＡおよびＶ溝５８Ａ，６８Ａが設けられている。
これと同様に、水晶基板１の他方の主面において、凸部５Ｂの対向する二辺の外側には、その凸部５Ｂの二辺と平行に配置された２つずつのＶ溝５７Ｂ，６７ＢおよびＶ溝５８Ｂ，６８Ｂが設けられている。
【００５４】
上記変形例１のＡＴカット水晶振動片６０によれば、ＡＴカット水晶振動片６０の中央部から外周部に向かっての厚みすべり振動の伝播を、凸部５Ａ，５Ｂそれぞれの対向する二辺側において、各２つずつのＶ溝５７Ａ，６７Ａ、Ｖ溝５８Ａ，６８Ａ、Ｖ溝５７Ｂ，６７Ｂ、あるいはＶ溝５８Ｂ，６８Ｂによって段階的に減衰させることにより、振動の外周部への伝播をより効果的に抑制することができる。
【００５５】
（変形例２）
また、ＡＴカット水晶振動片において、励振電極、外部接続電極、およびそれらを接続する電極間配線を、Ｖ溝が設けられた領域と異なる領域に形成することにより、Ｖ溝による電極や配線に及ぼす悪影響を回避することができる。
図５は、電極や配線をＶ溝と異なる領域に形成したＡＴカット水晶振動片を模式的に説明する平面図である。なお、本変形例のＡＴカット水晶振動片８０は、励振電極と外部接続電極とを接続する電極間配線の配置以外は、上記実施形態のＡＴカット水晶振動片１０と同じ構成を有しているので図示および説明を省略する。
【００５６】
図５に示すＡＴカット水晶振動片８０において、水晶基板７１の一方の主面には凸部７５Ａが形成され、この凸部７５Ａの対向する二辺それぞれの外側には、その凸部７５Ａの二辺と平行に配置されたＶ溝７７Ａ，７８Ａが設けられている。
水晶基板７１の凸部７５Ａが形成された一方の主面において、凸部７５Ａ上には励振電極８５Ａが設けられ、また、水晶基板７１の外周部の一端側近傍の支持部８１には外部接続電極８７Ａが設けられている。そして、励振電極８５Ａと外部接続電極８７Ａとは、水晶基板７１上のＶ溝７８Ａが形成された領域と異なる領域に引き回されて設けられた電極間配線８６Ａにより接続されている。
【００５７】
同様に、図示はしないが、水晶基板７１の他方の主面の凸部７５Ａと相対向する位置にも、上面に励振電極８５Ａの対向電極である励振電極が設けられた凸部が形成され、その凸部の対向する二辺の外側に、Ｖ溝がそれぞれ設けられている。そして、支持部８１の近傍には外部接続電極８７Ｂが設けられ、この外部接続電極８７Ｂと励振電極とが、Ｖ溝が形成された領域と異なる領域に引き回されて設けられた電極間配線８６Ｂにより接続されている。
【００５８】
上記変形例２のＡＴカット水晶振動片８０の構成によれば、励振電極８５Ａおよびその対向電極である励振電極と、対応する外部接続電極８７Ａ，８７Ｂとをそれぞれ接続する電極間配線８６Ａ，８６Ｂが、水晶基板７１のＶ溝７８Ａおよびそれと対向する主面に設けられたＶ溝と異なる領域に配置されて引き回されている。このように、水晶基板７１のＶ溝が形成された領域と異なる平坦な領域に配置される電極間配線８６Ａ，８６Ｂは形状を安定させて形成することが可能となり断線等の不具合を防止することができる。
【００５９】
（変形例３）
上記実施形態および変形例１、変形例２のＡＴカット水晶振動片１０，６０，８０は、凸部５Ａ，５Ｂ，７５Ａが形成されたメサ構造を有したが、これに限らず、励振電極の外側にＶ溝を設けることのみによっても、ＡＴカット水晶振動片の厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制して周波数特性の劣化を抑える効果を奏する。
図６は、メサ構造をとらずに外周部への振動の伝播をＶ溝により抑制するＡＴカット水晶振動片を模式的に説明するものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。また、図７は、本変形例のＡＴカット水晶振動片の製造方法を説明するフローチャートである。
【００６０】
図６（ａ）において、ＡＴカット水晶振動片１１０は、ＡＴカット水晶からなる水晶基板１０１の両主面の略中央の相対向する位置に、平面視で略矩形状の励振電極１１５Ａ，１１５Ｂがそれぞれ設けられている。
水晶基板１０１の励振電極１１５Ａが形成された一方の主面において、励振電極１１５Ａの対向する二辺それぞれの外側には、その励振電極１１５Ａの二辺と平行に配置されたＶ溝１０７Ａ，１０８Ａが設けられている。
これと同様に、水晶基板１０１の励振電極１１５Ｂが形成された他方の主面において、励振電極１１５Ｂの対向する二辺の外側には、その励振電極１１５Ｂの二辺と平行に配置されたＶ溝１０７Ｂ，１０８Ｂが設けられている（図６（ｂ）を参照）。
【００６１】
水晶基板１０１の励振電極１１５Ａが形成された一方の主面において、外周部の一端側近傍には、励振電極１１５Ａと電極間配線１１６Ａにより接続された外部接続電極１１７Ａが設けられている。これと同様に、水晶基板１０１の励振電極１１５Ｂが形成された他方の主面において、外周部の一端側近傍には外部接続電極１１７Ｂが設けられ、励振電極１１５Ｂと電極間配線１１６Ｂにより接続されている。
【００６２】
図７に、本変形例のＡＴカット水晶振動片１１０の製造方法を説明するフローチャートを示す。ＡＴカット水晶振動片１１０の製造方法は、図２に示す上記実施形態のＡＴカット水晶振動片１０の製造方法からステップＳ３の凸部形成工程を除いた工程および工順となっている。
すなわち、まず、ステップＳ１１に示すように、ＡＴカットされた大判の水晶基板からなるウェハを準備する（図２のステップＳ１と同じ）。
次に、ステップＳ１２に示すように、フォトリソグラフィを用いたウェットエッチングにより、水晶基板のウェハに単数あるいは複数のＡＴカット水晶振動片１１０の外形およびＶ溝１０７Ａ，１０８Ａ，１０７Ｂ，１０８Ｂを同時に形成する外形およびＶ溝形成を行う（図２のステップＳ２と同じ）。
次に、ステップＳ１３に示すように、スパッタリングや蒸着などにより、励振電極１１５Ａ，１１５Ｂ、外部接続電極１１７Ａ，１１７Ｂ、およびそれらを対応させて接続する電極間配線１１６Ａ，１１６Ｂなどの電極形成を行う（図２のステップＳ４と同じ）。
そして、ステップＳ１４に示すように、水晶基板のウェハから個片のＡＴカット水晶振動片１１０を得る個片化を実施し（図２のステップＳ５と同じ）、一連のＡＴカット水晶振動片１１０の製造工程を終了する。
【００６３】
上記変形例３のＡＴカット水晶振動片１１０およびその製造方法のように、水晶基板１０１の励振電極１１５Ａ，１１５Ｂが形成された領域の外側にＶ溝１０７Ａ，１０８Ａ，１０７Ｂ，１０８Ｂのみを形成した場合でも、Ｖ溝１０７Ａ，１０８Ａ，１０７Ｂ，１０８ＢによりＡＴカット水晶振動片１１０の厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制して周波数特性の劣化を抑える効果を奏する。
また、非常に簡便な工程にて、周波数特性の安定したＡＴカット水晶振動片１１０を製造することができる。
【００６４】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００６５】
例えば、上記実施形態および変形例では、水晶基板１，７１，１０１の両主面にＶ溝、あるいは凸部およびＶ溝を設けたＡＴカット水晶振動片１０，６０，８０，１１０について説明した。これに限らず、水晶基板の両主面のうち、一方の主面にのみ側にＶ溝、あるいは凸部およびＶ溝を設ける構成としても、振動片の中央部から外周部に向かっての厚みすべり振動の伝播を減衰させる効果を奏する。
【００６６】
また、上記実施形態のＡＴカット水晶振動片１０の製造方法では、外形およびＶ溝形成工程の後に、凸部形成工程を行う工順を説明した。これに限らず、外形およびＶ溝形成工程の前に凸部形成工程を行う工順としても、上記実施形態のＡＴカット水晶振動片１０を製造することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（ａ）は、本実施形態にかかる水晶振動片としてのＡＴカット水晶振動片を模式的に説明する平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図２】本実施形態のＡＴカット水晶振動片の製造工程を説明するフローチャート。
【図３】（ａ）は、本実施形態のＡＴカット水晶振動片を搭載した圧電デバイスの一例を模式的に説明する平面図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図４】（ａ）は、ＡＴカット水晶振動片の変形例１を模式的に説明する平面図、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ線断面図。
【図５】ＡＴカット水晶振動片の変形例２を模式的に説明する平面図。
【図６】（ａ）は、ＡＴカット水晶振動片の変形例３を模式的に説明する平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図。
【図７】変形例３のＡＴカット水晶振動片の製造方法を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００６８】
１，７１，１０１…水晶基板、５Ａ，５Ｂ，７５Ａ…凸部、７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂ，５７Ａ，５７Ｂ，５８Ａ，５８Ｂ，６７Ａ，６７Ｂ，６８Ａ，６８Ｂ，７７Ａ，７８Ａ，１０７Ａ，１０７Ｂ，１０８Ａ，１０８Ｂ…Ｖ溝、１０，６０，８０，１１０…ＡＴカット水晶振動片、１１，８１…支持部、１５Ａ，１５Ｂ，８５Ａ，１１５Ａ，１１５Ｂ…励振電極、１６Ａ，１６Ｂ，８６Ａ，８６Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂ…電極間配線、１７Ａ，１７Ｂ，８７Ａ，８７Ｂ，１１７Ａ，１１７Ｂ…外部接続電極、２０…パッケージ、２１…第１層基板、２２…第２層基板，２６Ａ，２６Ｂ…マウント端子、２９…シールリング、３０…蓋体、４５…導電性接着剤、５０…圧電デバイス。
【図１】
2010109526.tif 000003
【図２】
2010109526.tif 000004
【図３】
2010109526.tif 000005
【図４】
2010109526.tif 000006
【図５】
2010109526.tif 000007
【図６】
2010109526.tif 000008
【図７】
2010109526.tif 000009