(57)【要約】【課題】本発明は、容易に錘膜を形成すると共に、周波数調整が容易である音叉型水晶振動素子及び音叉型水晶振動素子の製造方法を提供する。【解決手段】音叉型水晶振動素子の製造方法は、水晶材料からなる基部と、該基部から所定厚さで平行に伸びる一対の振動腕と、この振動腕の先端に形成された錘領域とを有する音叉型水晶振動片を製造する音叉型水晶振動素子の製造方法である。音叉型水晶振動素子の製造方法は、金属にガスを照射するスパッタリング法又は真空中で金属を加熱する真空蒸着法で、一対の振動腕に振動腕に直接接する下地層と該下地層の上面に金（Ａｕ）層とを形成する電極形成工程（Ｓ１１３）と、錘領域にガラス成分を含み金（Ａｕ）を含まない金属ペーストを印刷法で印刷する錘印刷工程（Ｓ１１４）と、錘印刷工程後に、金属ペーストを２５０℃以下で焼成する第１焼成工程（Ｓ１１５）とを備え、錘領域に振動腕の周波数調整用の錘膜を形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶材料からなる基部と、該基部から所定厚さで平行に伸びる一対の振動腕と、この振動腕の先端に形成された錘領域と、を有する音叉型水晶振動片を製造する音叉型水晶振動素子の製造方法において、
金属にガスを照射するスパッタリング法又は真空中で金属を加熱する真空蒸着法で、前記一対の振動腕に前記振動腕に直接接する下地層と該下地層の上面に金（Ａｕ）層とを形成する電極形成工程と、
前記錘領域にガラス成分を含み金（Ａｕ）を含まない金属ペーストを印刷法で印刷する錘印刷工程と、
前記錘印刷工程後に、前記金属ペーストを２５０℃以下で焼成する第１焼成工程と、を備え、前記錘領域に前記振動腕の周波数調整用の錘膜を形成する音叉型水晶振動素子の製造方法。
【請求項２】
前記金属ペーストは、ニッケルナノ粒子、パラジウムナノ粒子、銅ナノ粒子、銀ナノ粒子又はこれら二以上のナノ粒子を含み、
前記ニッケルナノ粒子、パラジウムナノ粒子、銅ナノ粒子、銀ナノ粒子又はこれら二以上のナノ粒子の平均粒径を小さくすることで、前記金属ペーストを２５０℃以下で焼結させる請求項１に記載の音叉型水晶振動素子の製造方法。
【請求項３】
前記錘印刷工程は、電子ビームまたはフォトリソグラフィを用いて微細なパターンを形成したＰＤＭＳ版により印刷するマイクロコンタクト法、又はシリンダの表面に形成された凹型のセルにより印刷するグラビア印刷法で、前記金属ペーストを印刷する請求項１又は請求項２に記載の音叉型水晶振動素子の製造方法。
【請求項４】
前記焼結工程後に、さらに、前記錘膜の表面に前記錘膜の酸化を防ぐ酸化防止ペーストを印刷法で印刷する酸化防止膜印刷工程と、
前記酸化防止ペーストを２５０℃以下で焼成する第２焼成工程と、
を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の音叉型水晶振動素子の製造方法。
【請求項５】
前記酸化防止ペーストは、アルミニウムナノ粒子を含み、前記アルミニウムナノ粒子の平均粒径を小さくすることで、前記酸化防止ペーストを２５０℃以下で焼結させる請求項４に記載の音叉型水晶振動素子の製造方法。
【請求項６】
水晶材料からなる基部と、該基部から所定厚さで平行に伸びる一対の振動腕と、この振動腕の先端に形成された錘領域と、を有する音叉型水晶振動片と、
前記一対の振動腕に形成され前記振動腕に直接接する下地層及び前記下地層の上面に形成された金（Ａｕ）層を有する励振電極と、
前記錘領域に直接形成されガラス成分を含み金（Ａｕ）を含まない錘膜と、
を備える音叉型水晶振動素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数を調整するための錘膜が形成されている音叉型水晶振動素子及び音叉型水晶振動素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の振動腕を有し、所定の周波数で振動する音叉型水晶振動片が知られている。このような音叉型水晶振動片の作製工程には周波数を調整する工程が含まれており、周波数を調整する工程では、一対の振動腕の先端に形成されている錘膜の重さを調整することにより行われる。錘膜は金属膜により形成され、金属膜は、膜厚を厚くして調整量を多くすることが望ましいが、スパッタ又は真空蒸着による方法では、金属膜を厚く形成することが困難であり、メッキ法ではマスク処理等で薬品を多く使用する工程を有するため調整コストが増大していた。
【０００３】
これに対して、例えば、特許文献１では、圧電振動子がアーム部を有し、アーム部の一部に調整用の金属膜を形成して金属膜を削り取ることにより検出部から不要な信号が検出される漏れ出力を抑えるように調整する方法が示されている。金属膜は、金属ナノ粒子の導電性ペーストを調整用の付加質量としてインクジェットプリンタのノズルより吐出させることにより形成する。これによりマスク処理が必要ではなくなるため、調整コストを低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６４７５２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ではインクジェットプリンタを使用して金属膜を形成するため、金属膜の表面に凹凸が形成され、金属膜を削り取る場所により膜厚が異なっていた。そのため、安定した調整が困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、容易に錘膜を形成すると共に、周波数調整が容易である音叉型水晶振動素子及び音叉型水晶振動素子の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点の音叉型水晶振動素子の製造方法は、水晶材料からなる基部と、該基部から所定厚さで平行に伸びる一対の振動腕と、この振動腕の先端に形成された錘領域と、を有する音叉型水晶振動片を製造する音叉型水晶振動素子の製造方法である。音叉型水晶振動素子の製造方法は、金属にガスを照射するスパッタリング法又は真空中で金属を加熱する真空蒸着法で、一対の振動腕に振動腕に直接接する下地層と該下地層の上面に金（Ａｕ）層とを形成する電極形成工程と、錘領域にガラス成分を含み金（Ａｕ）を含まない金属ペーストを印刷法で印刷する錘印刷工程と、錘印刷工程後に、金属ペーストを２５０℃以下で焼成する第１焼成工程と、を備え、錘領域に振動腕の周波数調整用の錘膜を形成する。
【０００８】
第２観点の音叉型水晶振動素子の製造方法は、第１観点において、金属ペーストが、ニッケルナノ粒子、パラジウムナノ粒子、銅ナノ粒子、銀ナノ粒子又はこれら二以上のナノ粒子を含み、ニッケルナノ粒子、パラジウムナノ粒子、銅ナノ粒子、銀ナノ粒子又はこれら二以上のナノ粒子の平均粒径を小さくすることで、金属ペーストを２５０℃以下で焼結させる。
【０００９】
第３観点の音叉型水晶振動素子の製造方法は、第１観点及び第２観点において、錘印刷工程が、電子ビームまたはフォトリソグラフィを用いて微細なパターンを形成したＰＤＭＳ版により印刷するマイクロコンタクト法、又はシリンダの表面に形成された凹型のセルにより印刷するグラビア印刷法で、金属ペーストを印刷する。
【００１０】
第４観点の音叉型水晶振動素子の製造方法は、第１観点から第３観点において、焼結工程後に、さらに、錘膜の表面に錘膜の酸化を防ぐ酸化防止ペーストを印刷法で印刷する酸化防止膜印刷工程と、酸化防止ペーストを２５０℃以下で焼成する第２焼成工程と、を備える。
【００１１】
第５観点の音叉型水晶振動素子の製造方法は、第４観点において、酸化防止ペーストは、アルミニウムナノ粒子を含み、アルミニウムナノ粒子の平均粒径を小さくすることで、酸化防止ペーストを２５０℃以下で焼結させる。
【００１２】
第６観点の音叉型水晶振動素子は、水晶材料からなる基部と、該基部から所定厚さで平行に伸びる一対の振動腕と、この振動腕の先端に形成された錘領域と、を有する音叉型水晶振動片と、一対の振動腕に形成され振動腕に直接接する下地層及び下地層の上面に形成された金（Ａｕ）層を有する励振電極と、錘領域に直接形成されガラス成分を含み金（Ａｕ）を含まない錘膜と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、容易に錘膜を形成すると共に、周波数調整が容易である音叉型水晶振動素子及び音叉型水晶振動素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、音叉型水晶振動片１００の斜視図である。  （ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。  （ｃ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】（ａ）は、音叉型水晶振動片１３０の平面図である。  （ｂ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】音叉型水晶振動素子１００の製造方法が示されたフローチャートである。
【図４】音叉型水晶振動片１３０が形成される工程が示されたフローチャートである。
【図５】（ａ）は、音叉型水晶振動片１３０の外形が形成された水晶ウエハＷ１３０の平面図である。  （ｂ）は、図５（ａ）の点線１６０の拡大図である。
【図６】グラビア印刷法を説明するための図である。
【図７】（ａ）は、ＰＤＭＳのスタンプ１８０の断面図である。  （ｂ）は、水晶ウエハＷ１３０に金属ペースト１４２が印刷された後のＰＤＭＳのスタンプ１８０及び水晶ウエハＷ１３０を示した図である。
【図８】（ａ）は、音叉型水晶振動片２３０が載置されたパッケージ２２０の平面図である。  （ｂ）は、音叉型水晶振動片２３０の平面図である。
【図９】（ａ）は、音叉型水晶振動素子３００の斜視図である。  （ｂ）は、図９（ａ）のＤ−Ｄ分解断面図である。
【図１０】音叉型水晶振動片３３０の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（第１実施形態）
＜音叉型水晶振動素子１００の構成＞
図１（ａ）は、音叉型水晶振動素子１００の斜視図である。音叉型水晶振動素子１００は、リッド板１１０、パッケージ１２０、及びパッケージ１２０内に載置されている音叉型水晶振動片１３０（図１（ｂ）参照）により構成されている。音叉型水晶振動素子１００は、長辺及び短辺を有する直方体形状に形成されており、パッケージ１２０の底面には一対の実装端子１２１が形成されている。以下の説明では、パッケージ１２０の長辺方向をＹ軸方向、パッケージ１２０の短辺方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに垂直な方向でありパッケージ１２０の高さ方向をＺ軸方向として説明する。
【００１７】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また図１（ｂ）は、後述される図１（ｃ）のＡ−Ａ断面を含んでいる。音叉型水晶振動素子１００の内側にはリッド板１１０とパッケージ１２０とが封止材１４０により接合されることによりキャビティ１２４が形成されている。キャビティ１２４の−Ｙ軸側には載置部１２５が形成されており、載置部１２５の＋Ｚ軸側の面には接続電極１２２が形成されている。接続電極１２２はパッケージ１２０を貫通する貫通電極１２３を介して実装端子１２１と電気的に接続されている。キャビティ１２４内では、音叉型水晶振動片１３０が載置部１２５に形成される接続電極１２２上に導電性接着剤１４１を介して載置されている。
【００１８】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図１（ｃ）は、音叉型水晶振動片１３０が載置されたパッケージ１２０の上面図に相当する。図１（ｃ）に示される音叉型水晶振動片１３０は、外形のみが示されており、電極は示されていない。音叉型水晶振動片１３０は、基部１３１と、基部１３１より伸びる一対の振動腕１３２と、を有している。また、パッケージ１２０内には２カ所に接続電極１２２が形成されている。音叉型水晶振動片１３０は、基部１３１において両接続電極１２２に導電性接着剤１４１により接合されている。音叉型水晶振動片１３０は、キャビティ１２４内に、一対の振動腕１３２が伸びる方向がＹ軸方向になり、一対の振動腕１３２がＸ軸方向に並ぶように載置されている。
【００１９】
図２（ａ）は、音叉型水晶振動片１３０の平面図である。音叉型水晶振動片１３０の各振動腕１３２には、＋Ｚ軸側及び−Ｚ軸側の面にそれぞれ２つの凹部１３３が形成されている。凹部１３３は、振動腕１３２の表面から振動腕１３２の中心側に凹むように形成されている。また、音叉型水晶振動片１３０には互いに導通しない２つの電極である電極１３４ａ及び電極１３４ｂが形成されている。基部１３１の−Ｘ軸側に形成されている電極１３４ａは、＋Ｘ軸側の振動腕１３２の＋Ｚ軸側の面に引き出されている。さらに、電極１３４ａは、基部１３１から−Ｘ軸側の振動腕１３２の−Ｘ軸側の側面、凹部１３３の＋Ｙ軸側の振動腕１３２の表面、及び−Ｘ軸側の振動腕１３２の＋Ｘ軸側の側面を介して基部１３１の−Ｙ軸側の面に引き出され、さらに＋Ｘ軸側の振動腕１３２の−Ｚ軸側の面の凹部１３３に引き出されている。一方、基部１３１の＋Ｘ軸側に形成されている電極１３４ｂは、−Ｘ軸側の振動腕１３２の−Ｚ軸側の面に引き出されている（不図示）。さらに、電極１３４ｂは、基部１３１から＋Ｘ軸側の振動腕１３２の＋Ｘ軸側の側面、凹部１３３の＋Ｙ軸側の振動腕１３２の表面、及び＋Ｘ軸側の振動腕１３２の−Ｘ軸側の側面を介して基部１３１の＋Ｙ軸側の面に引き出され、さらに−Ｘ軸側の振動腕１３２の＋Ｚ軸側の面に引き出されている。また、各振動腕１３２の＋Ｙ軸側の先端付近の＋Ｚ軸側の面には、錘膜１３５が形成されている。錘膜１３５は、音叉型水晶振動片１３０の錘が形成される領域である錘領域に形成されている。
【００２０】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。音叉型水晶振動片１３０に形成される錘部１３５は、音叉型水晶振動片１３０の＋Ｚ軸側の面に形成される錘金属膜１３５ａと、錘金属膜１３５ａの表面に形成される酸化防止膜１３５ｂと、により構成されている。錘金属膜１３５ａは、音叉型水晶振動片１３０に形成される電極１３４ａ及び電極１３４ｂよりも厚さが厚く形成されている。
【００２１】
＜音叉型水晶振動素子１００の製造方法＞
図３は、音叉型水晶振動素子１００の製造方法が示されたフローチャートである。以下、図３のフローチャートを参照して音叉型水晶振動素子１００の製造方法について説明する。
【００２２】
図３のステップＳ１０１は、音叉型水晶振動片１３０が形成される。音叉型水晶振動片１３０は、水晶ウエハＷ１３０に複数の音叉型水晶振動片１３０が形成されることで、一度に多数の音叉型水晶振動片１３０が形成される。以下に、図４のフローチャートを参照して音叉型水晶振動片１３０が形成される工程について説明する。
【００２３】
図４は、音叉型水晶振動片１３０が形成される工程が示されたフローチャートである。図４のフローチャートでは、水晶ウエハＷ１３０が用意され、水晶ウエハＷ１３０に音叉型水晶振動片１３０が形成されて水晶ウエハＷ１３０から切り離されるまでが説明される。
【００２４】
図４のステップＳ１１１では、水晶ウエハＷ１３０が用意される。水晶ウエハＷ１１０は、例えば、両主面が平面状であるＺカットの水晶材により形成される。
【００２５】
ステップＳ１１２では、水晶ウエハＷ１３０に音叉型水晶振動片１３０の外形が形成される。音叉型水晶振動片１３０の外形の形成は、水晶ウエハＷ１３０をウエットエッチングすることにより行われる。
【００２６】
図５（ａ）は、音叉型水晶振動片１３０の外形が形成された水晶ウエハＷ１３０の平面図である。水晶ウエハＷ１３０には金属膜及びフォトレジストが塗布され、露光、現像、及びウエットエッチングが行われることにより水晶ウエハＷ１３０に多数の音叉型水晶振動片１３０の外形が形成される。
【００２７】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の点線１６０の拡大図である。音叉型水晶振動片１３０の外形は、水晶ウエハＷ１３０を貫通する貫通溝１３８を形成することにより形成される。また、音叉型水晶振動片１３０では外形が形成されると共に凹部１３３も形成される。音叉型水晶振動片１３０は、連結部１３９により水晶ウエハＷ１３０に連結された状態で形成される。
【００２８】
図４に戻って、ステップＳ１１３では、音叉型水晶振動片１３０に電極が形成される。ステップＳ１１３は、電極形成工程である。ステップＳ１１３で形成される電極は、音叉型水晶振動片１３０を所定の周波数で振動させるための電極であり、図２（ａ）及び図２（ｂ）の電極１３４ａ及び電極１３４ｂに相当する。これらの電極は、例えば、金属にガスを照射するスパッタリング法又は真空中で金属を加熱する真空蒸着法で水晶ウエハの表面にクロム（Ｃｒ）の膜が形成され、同様の方法によりクロム（Ｃｒ）の膜の表面に金（Ａｕ）の膜が形成されることにより形成される。
【００２９】
ステップＳ１１４では、音叉型水晶振動片１３０に錘膜１３５の錘電極膜１３５ａが印刷される。錘電極膜１３５ａは、例えば、ガラス成分を含み金（Ａｕ）を含まない金属ペースト１４２が印刷されることにより形成される。この金属ペースト１４２は、グラビア印刷法又はマイクロコンタクト法により印刷される。ステップＳ１１４は、錘印刷工程である。
【００３０】
金属ペースト１４２が含むガラス成分は、例えば粉末状のガラスであるガラスフリットにより構成される。また、金属ペースト１４２に含まれる金属成分は、ニッケルナノ粒子、パラジウムナノ粒子、銅ナノ粒子、銀ナノ粒子又はこれら二以上のナノ粒子等の金属ナノ粒子により構成され、これらの粒子の表面が分散材等で覆われることにより凝集が防がれている。上記のナノ粒子は、直径が数ナノメートル程度の金属微細粒子である。金属ペースト１４２では、金属ナノ粒子の直径を調整することによりその焼結温度を調整することができる。金属ペースト１４２では、後述の図４のステップＳ１１５で説明されるように、その焼結温度が２５０℃以下になるように金属ナノ粒子の直径が調整されている。また、金属ペースト１４２では、金属ペースト１４２自体の価格を抑えるために、金（Ａｕ）を含まないように構成されている。
【００３１】
図６は、グラビア印刷法を説明するための図である。グラビア印刷法は、表面に小さい凹型のくぼみであるセル１７１が形成されたグラビア版シリンダ１７０を用いて金属ペースト１４２を水晶ウエハＷ１３０に転写させる方法である。グラビア印刷法では、例えば、水晶ウエハＷ１３０の下方にグラビア版シリンダ１７０が接して配置され、さらに、グラビア版シリンダ１７０の下方の一部が金属ペースト溜め１７２に溜められた金属ペースト１４２に浸される。グラビア版シリンダ１７０は、金属ペースト１４２に浸されることによりセル１７１に金属ペースト１４２が充填される。グラビア版シリンダ１７０は、回転することによりセル１７１に充填された金属ペースト１４２が水晶ウエハＷ１３０にまで運ばれる。グラビア版シリンダ１７０は、金属ペースト１４２に浸されることによりセル１７１以外の部分にも金属ペースト１４２が付着するが、この余分な金属ペースト１４２は、ドクターブレード１７３によってそぎ落とされる。セル１７１に充填された金属ペースト１４２は、水晶ウエハＷ１３０が圧着ローラ１７４とグラビア版シリンダ１７０とに挟まれてグラビア版シリンダ１７０が水晶ウエハＷ１３０に押し付けられることにより、水晶ウエハＷ１３０に転写される。
【００３２】
グラビア印刷法では、一度に多数の印刷を行うことができるため、水晶ウエハＷ１３０上に形成されている多数の音叉型水晶振動片１３０に印刷を行うのに適している。また、グラビア印刷法では、水晶ウエハＷ１３０に転写される金属ペースト１４２の厚さＤＥ１が、グラビア版シリンダ１７０のセル１７１の深さＤＥ２と同じであるため、セル１７１の深さ調整することにより、錘金属膜１３５ａの厚さを変えることができる。
【００３３】
図７（ａ）及び図７（ｃ）は、マイクロコンタクト法を説明するための図である。以下、これらの図を参照してマイクロコンタクト法について説明する。
【００３４】
マイクロコンタクト法では、まず、柔軟性に富むシリコーンゴムであるＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）のスタンプ１８０を形成する。ＰＤＭＳのスタンプ１８０は、電子ビームまたはフォトリソグラフィを用いて微細なパターンが形成されたシリコン又はガラス等の基板にＰＤＭＳを滴下、加熱、及び固化させることにより、基板のパターンが転写されたＰＤＭＳのスタンプ１８０を作製する。
【００３５】
図７（ａ）は、ＰＤＭＳのスタンプ１８０の断面図である。ＰＤＭＳのスタンプ１８０には凸型の突起１８１が形成されており、突起１８１が基板のパターンを形成している。マイクロコンタクト法ではこの突起１８１の先端に金属ペースト１４２を付着させる。
【００３６】
図７（ｂ）は、水晶ウエハＷ１３０に金属ペースト１４２が印刷された後のＰＤＭＳのスタンプ１８０及び水晶ウエハＷ１３０を示した図である。金属ペースト１４２の印刷は、金属ペースト１４２が付着していたＰＤＭＳのスタンプ１８０を水晶ウエハＷ１３０に押し当てることにより、金属ペースト１４２を水晶ウエハＷ１３０に転写する。
【００３７】
図４に戻って、ステップＳ１１５では、錘金属膜１３５ａが焼成される。焼成により金属ペースト１４２を音叉型水晶振動片１３０に接合し、錘金属膜１３５ａを形成する。金属ペースト１４２にはガラス成分が含まれているため、このガラス成分が焼成により溶融して水晶材料に密着されることにより、錘金属膜１３５ａと水晶材料との密着性が高くなる。焼成は、２５０℃以下で行われることが望ましい。電極１３４ａ及び電極１３４ｂを構成するクロム（Ｃｒ）の膜は３００℃以上の温度で金（Ａｕ）膜への拡散が進むが、このようなクロム（Ｃｒ）膜の拡散により電極１３４ａ及び電極１３４ｂと水晶材料との密着強度が下がることを防ぐためである。
【００３８】
ステップＳ１１６では、酸化防止膜１３５ｂが印刷される。ステップＳ１１６は、酸化防止膜印刷工程である。錘金属膜１３５ａの表面に酸化防止膜１３５ｂが形成されることにより、錘金属膜１３５ａが酸化されることが防がれ、錘金属膜１３５ａの重さが変わること等の音叉型水晶振動片１３０の周波数が変化する要因が防がれる。酸化防止膜１３５ｂは、例えば、銀パラジウムのナノ粒子を含む金属ペーストをグラビア印刷法又はマイクロコンタクト法により印刷することにより行うことができる。アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）等のナノ粒子を含む金属ペーストを印刷することにより行われても良い。
【００３９】
ステップＳ１１７では、酸化防止膜１３５ａが焼成される。酸化防止膜１３５ａが焼成においても、ステップＳ１１５における錘金属膜１３５ａの焼成と同様の理由により、焼成の温度が２５０℃以下であることが望ましい。
【００４０】
ステップＳ１１８では、音叉型水晶振動片１３０が水晶ウエハＷ１３０から切り離される。これは、連結部１３９（図５（ｂ）参照）を切断することにより行う。
【００４１】
図３に戻って、ステップＳ２０１では、パッケージ１２０が用意される。パッケージ１２０は、例えば、グリーンシートと呼ばれる酸化アルミニウムの膜が積層され焼成されて、セラミックスとして形成される。
【００４２】
ステップＳ３０１では、リッド板１１０が用意される。リッド板１１０は、レーザーを透過する水晶又はガラス等の材料により形成される。
【００４３】
ステップＳ４０１では、音叉型水晶振動片１３０がパッケージ１２０に載置される。ステップＳ４０１は、パッケージ１２０の接続電極１２２に導電性接着剤１４１が塗布され、その上に電極１３４ａ及び電極１３４ｂが接触するように音叉型水晶振動片１３０が配置されることによって行われる。
【００４４】
ステップＳ５０１では、パッケージ１２０にリッド板１１０が接合される。ステップＳ５０１では、パッケージ１２０のキャビティ１２４の周りの＋Ｚ軸側の面に封止材１４０が塗布され、その上にリッド板１１０が配置されることにより行われる。これにより、音叉型水晶振動片１３０が配置されたキャビティ１２４が密封される。
【００４５】
ステップＳ５０２では、音叉型水晶振動片１３０の周波数が調整される。周波数の調整では、リッド板１１０を透過させて錘膜１３５にレーザーを照射し、錘膜１３５を飛ばし、錘膜１３５の重さを調整することにより行う。
【００４６】
従来、錘膜１３５に相当する周波数調整用の膜は、電極１３４ａ及び電極１３４ｂ等と同じくクロム（Ｃｒ）膜の表面に金（Ａｕ）膜をスパッタリング法又は真空蒸着法により形成されることにより行われていた。しかし、金（Ａｕ）は高価であるため、できる限りその使用が抑えられることが望ましかった。特に、周波数調整に使用される錘膜は、レーザーで削って周波数を調整するために予め多めに成膜する必要があり、金（Ａｕ）の使用量も多くなっていた。音叉型水晶振動素子１００では、錘金属膜１３５ａを形成するための金属ペースト１４２が金（Ａｕ）を含まないように構成されることにより、製品製造のコスト削減がなされている。
【００４７】
また、従来のスパッタリング法又は真空蒸着法による錘金属膜の形成では、その膜厚を数ミクロンに形成することが困難であり、形成するにしても多くの時間がかかっていた。音叉型水晶振動片１３０の錘膜１３５は、グラビア印刷法及びマイクロコンタクト法により形成されることで金（Ａｕ）を使用せずに形成することができ、さらにその膜厚を数ミクロンの厚膜に形成することができる。また、グラビア印刷法及びマイクロコンタクト法ではその印刷自体の時間が短く、一度に多数の音叉型水晶振動片１３０の錘膜１３５を形成することができることによってさらに印刷時間が短くなっている。さらに、音叉型水晶振動片１３０では、錘金属膜１３５ａの膜厚を厚くすることにより、錘金属膜１３５ａの重さを従来と等しくしつつ錘金属膜１３５ａの形成面積を狭くすることができる。これらのことにより、音叉型水晶振動子１３０の形状、寸法などをより柔軟に変更することができるようになり、音叉型水晶振動子の小型化等にも対応しやすい。
【００４８】
また、従来のスパッタリング法又は真空蒸着法により錘膜１３５の厚膜を形成した場合には、錘膜１３５の表面に凹凸が形成される場合があり、レーザーにより錘膜１３５を削る場合に削った重量と錘膜１３５が削られた面積との間に比例関係が成り立たなくなる場合があった。そのため、錘膜１３５を削る量の調整が困難になり、周波数調整が困難になる場合があった。音叉型水晶振動片１３０では、錘金属膜１３５ａ及び錘膜１３５が、グラビア印刷法及びマイクロコンタクト法の印刷により形成されることで、その表面が凹凸のない平面に形成される。そのため、周波数調整を容易に行うことができる。
【００４９】
また、音叉型水晶振動片１３０では、金属ペースト１４２にガラス成分が混入されることにより、錘金属膜１３５ａと音叉型水晶振動片１３０との密着性が高くなるように錘金属膜１３５ａを形成することができる。さらに、金属ペースト１４２に含まれる金属ナノ粒子の粒径が調整されることにより、焼成温度を２５０℃以下に調整することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
音叉型水晶振動片は、基部に支持腕が形成されていても良く、基部及び振動腕の周りを囲む枠部が形成されていても良い。以下に、支持腕が形成された音叉型水晶振動片を有する音叉型水晶振動素子２００、及び枠部が形成された音叉型水晶振動片を有する音叉型水晶振動素子３００について説明する。また、第１実施形態と同じ部分に関しては第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
＜音叉型水晶振動素子２００の構成＞
図８（ａ）は、音叉型水晶振動片２３０が載置されたパッケージ２２０の平面図である。図８（ａ）に示されている音叉型水晶振動片２３０は、電極等は示されておらず、外形のみが示されている。パッケージ２２０は、図１（ｂ）に示されたパッケージ１２０と同様に、＋Ｚ軸側の面が−Ｚ軸側に凹んでおり、この領域が音叉型水晶振動素子２００のキャビティ２２４となる。音叉型水晶振動片２３０は、このキャビティ２２４に載置される。キャビティ２２４の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の中央にはそれぞれ音叉型水晶振動片２３０を載置するための載置部（不図示）が形成されており、載置部の＋Ｚ軸側の面には接続電極２２２が形成されている。接続電極２２２は、パッケージ２２０を貫通する貫通電極（不図示）を介してパッケージの−Ｚ軸側の面に形成される実装端子（不図示）に電気的に接続される。音叉型水晶振動片２３０は基部２３１から＋Ｙ軸方向に伸びる一対の振動腕２３２が形成されると共に、基部２３１の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の両側面に、Ｙ軸方向に伸びる支持腕２３６が接合されている。音叉型水晶振動片２３０は、両支持腕２３６の＋Ｙ軸側の先端で導電性接着剤１４１を介して接続電極２２２に接合されている。音叉型水晶振動素子２００は、パッケージ１２０の＋Ｙ軸側の面に封止材１４０を介してレーザーを透過するガラス又は水晶材料により形成されたリッド板（不図示）が接合されることにより形成される。
【００５２】
図８（ｂ）は、音叉型水晶振動片２３０の平面図である。音叉型水晶振動片２３０は、音叉型水晶振動片１３０と同様に、２つの電極が形成されている。音叉型水晶振動片２３０に形成される電極２３４ａ及び電極２３４ｂは、音叉型水晶振動片１３０に形成される電極１３４ａ及び電極１３４ｂと同様に基部２３１及び振動腕２３２に形成されると共に、各支持腕２３６の＋Ｙ軸側の先端の−Ｚ軸側の面にまで形成されて導電性接着剤１４１を介してパッケージ２２０の接続電極２２２に電気的に接続される。また、音叉型水晶振動片２３０の振動腕２３２の＋Ｙ軸側の先端の＋Ｚ軸側の面には、錘部２３５が形成されている。錘部２３５は、音叉型水晶振動片１３０の錘部１３５（図２（ａ）参照）と同様に金属膜と酸化防止膜とから形成され、同様の方法により形成される。
【００５３】
＜音叉型水晶振動素子３００の構成＞
図９（ａ）は、音叉型水晶振動素子３００の斜視図である。音叉型水晶振動素子３００は、音叉型水晶振動片３３０の＋Ｚ軸側をリッド板３１０で、−Ｚ軸側をベース板３２０で挟むように形成されている。また、ベース板３２０の−Ｚ軸側の面には、一対の実装端子３２１が形成されている。
【００５４】
図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。音叉型水晶振動片３３０は、基部３３１と、基部３３１から＋Ｙ軸方向に伸びる一対の振動腕３３２と、支持腕３３６（図１０参照）と、枠部３３７と、により構成されている。リッド板３１０は、レーザーを透過するガラス又は水晶等の透明な材料で形成されており、−Ｚ軸側の面に＋Ｚ軸側に凹んでいる凹部３１１が形成され、凹部３１１の周りの接合面３１２で音叉型水晶振動片３３０の枠部３３７に接合される。また、ベース板３２０は、＋Ｚ軸側の面に−Ｚ軸方向に凹んだ凹部３２３が形成されており、凹部３２３の周りに形成される接合面３２４で枠部３３７の−Ｚ軸側の面に接合される。接合面３２４の一部には接続電極３２２が形成されており、枠部３３７に形成される電極３３４ａ及び電極３３４ｂに電気的に接続される。また、接続電極３２２はベース板３２０を貫通する貫通電極（不図示）を介して実装端子３２１に電気的に接続されている。
【００５５】
図１０は、音叉型水晶振動片３３０の平面図である。音叉型水晶振動片３３０の支持腕３３２は、基部３３１の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側に配置され、一方の端が基部３３１の＋Ｘ軸側又は−Ｘ軸側に接合され、他方の端が枠部３３７に接合されている。枠部３３７は、基部３３１と、振動腕３３２と、支持腕３３６と、を囲むように形成されている。また、基部３３１及び振動腕３３２と、枠部３３７と、の間には音叉型水晶振動片３３０をＺ軸方向に貫通する貫通溝３３８が形成されている。音叉型水晶振動片３３０には２つの電極が形成され、一方の電極３３４ａは、支持腕３３６を介して枠部３３７の−Ｘ軸側の−Ｙ軸側の−Ｚ軸側の面にまで伸びており（点線３３９ａ）、ここでベース板３２０の接続電極３３２に接続される。他方の電極３３４ｂは、支持腕３３６を介して枠部３３７の＋Ｘ軸側の＋Ｙ軸側の−Ｚ軸側の面にまで伸びており（点線３３９ｂ）、ここでベース板３２０の接続電極３３２に接続される。一対の振動腕３３２の＋Ｙ軸側の先端にはそれぞれ錘膜３３５が形成されている。音叉型水晶振動素子３００が形成された後に錘膜３３５にレーザーを当てて錘膜３３５を削ることで、音叉型水晶振動片３３０の周波数の調整がなされる。
【００５６】
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及び変形を加えて実施することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１００、２００  …  音叉型水晶振動素子
１１０  …  リッド板
１２０、２２０  …  パッケージ
１２１  …  実装端子
１２２、２２２  …  接続電極
１２３  …  貫通電極
１２４、２２４  …  キャビティ
１２５  …  載置部
１３０、２３０、３３０  …  音叉型水晶振動片
１３１、２３１、３３１  …  基部
１３２、２３２、３３２  …  振動腕
１３３、２３３、３１１  …  凹部
１３４ａ、１３４ｂ  …  電極
１３５、２３５、３３５  …  錘膜
１３５ａ  …  錘金属膜
１３５ｂ  …  酸化防止膜
１３８、３３８  …  貫通溝
１３９  …  連結部
１４０  …  封止材
１４１  …  導電性接着剤
１４２  …  金属ペースト
１７０  …  グラビア版シリンダ
１７１  …  セル
１７２  …  金属ペースト溜め
１７３  …  ドクターブレード
１７４  …  圧着ローラ
１８０  …  スタンプ
１８１  …  突起
２３６、３３６  …  支持腕
３３７  …  枠部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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