(57)【要約】【課題】圧電振動子製造時における生産性、及び歩留まりを向上し、製造コストを低減した圧電振動子の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】圧電素板を洗浄する工程と、洗浄後の前記圧電素板の主面上に励振電極を蒸着する工程と、前記圧電素板に設けられた前記金属電極の厚みを調整する工程と、前記金属電極の厚みの調整後、前記圧電素板を個片分割し圧電振動片を形成する工程と、前記圧電振動片について圧電振動子用パッケージに導電性接着剤を介してマウントする工程と、前記マウント後に前記導電性接着剤を乾燥する工程と、乾燥後、前記圧電振動片の主振動周波数を微調整する工程とにより、圧電振動子を製造したことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素板を洗浄する工程と、洗浄後の前記圧電素板の主面上に金属電極を蒸着する工程と、前記金属電極蒸着工程後に前記金属電極の厚みを調整する工程と、前記金属電極の厚み調整の工程後に、前記圧電素板を個片分割し、圧電振動片を形成する工程と、前記圧電振動片を圧電振動子用パッケージに導電性接着剤を介してマウントする工程と、前記マウント工程後に前記導電性接着剤を乾燥する工程と、前記乾燥後に前記圧電素子の主振動周波数を微調整する工程とにより、圧電振動子を製造したことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項２】
前記金属電極の厚みの調整方法は、前記圧電素板の中央部における前記金属電極を除去することにより、前記金属電極の厚みを調整することを特徴とする請求項１記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
前記金属電極の厚みの調整方法は、前記圧電素板の周辺部に対して、前期金属電極を付加することにより、前記金属電極の厚みを調整することを特徴とする請求項１記載の圧電振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生産性に優れ、かつ製造コストを削減した圧電振動子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、周波数発生源やフィルタといった機能を有する電子部品に圧電材料を用いたものがあり、種々の圧電材料の中でも特に共振特性に優れている水晶を使用した圧電振動子（水晶振動子）が多用されている。水晶振動子は、コンピューター等のＯＡ機器や携帯電話に代表される移動体通信機器等に搭載されており、安価で、かつ周波数特性の良好な水晶振動子の要求が強まっている。
【０００３】
このような、水晶振動子の製造方法について、図５のフローチャートを用いて説明する。まず、水晶結晶から切り出された水晶ウエハ（素板）について、所要の外形寸法及び厚さに研磨し、洗浄を行う（Ｍ３０）。洗浄後、前記水晶素板の主面上には、前記水晶素板を励振するためのＡｕやＡｌ等の金属材料から成る電極が、所定の電極形状に蒸着され、金属電極膜を成膜する（Ｍ３１）。前記金属電極膜が成膜された後、前記水晶素板は、ダイシングソー等により各個片に分割され、前記金属電極膜が各水晶片に成膜された水晶振動片が形成される（Ｍ３２）。その後、前記水晶振動片は、前記水晶振動片を収容するためのパッケージに導電性接着剤を介してマウントされ（Ｍ３３）、乾燥（アニール）工程により前記導電性接着剤を硬化させる（Ｍ３４）。前記導電性接着時が硬化した後、前記金属電極膜上において、更なる金属電極を蒸着する、あるいは前記金属電極膜をエッチング等の手法によって除去することにより、目標の主振動周波数を得るための周波数微調整が行われ（Ｍ３５）、電極材料の化学変化によって生じる経年変化を防止し安定な性能を維持するために、前記パッケージ内部は真空状態で封止され、前記水晶振動子が完成する（Ｍ３６）。
【０００４】
前記のような水晶振動片における最終的な主振動周波数の微調整の手段としては、例えば、特開平５−２９８６４号が開示されている。前記公報は、圧電基板の表裏面に形成された振動電極上に、調整すべき周波数に見合った厚さに金属材薄膜を乾式法（蒸着、スパッタ等）にて形成することを特徴としている。
前記公報によれば、前記圧電基板に前記振動電極が蒸着された圧電共振素子において、共振周波数が目標周波数よりも高い場合は、前記振動電極上に金属電極を蒸着することによって目標周波数となるよう調整し、前記圧電共振子の共振周波数が目標周波数よりも低い場合においては、スパッタ法により前記振動電極上の電極材料を除去することにより、前記共振周波数が目標周波数となるよう調整するようしたので、膜厚を正確にコントロールできるため、共振周波数を精度よく調整することができ、不良品発生率を大幅に減少することが可能である。
【特許文献１】特開平５−２９８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような製造工程における水晶振動子の製造方法では、以下のような問題点があった。水晶結晶から水晶素板を切り出した後に、所要の外形寸法及び厚さに研磨された水晶素板は、図４（ａ）で示したように素板中央部の厚みｔ１が前記素板端部の厚みｔ２に比べて厚くなる形状となることが主である。従って、図４（ａ）のような形状である素板の主面上に金属電極が成膜されると、前記金属電極成膜後の水晶素板は図４（ｂ）となり、水晶素板厚と金属電極膜厚との総厚は、前記水晶素板の中央部と端部（周辺部）とで、大きくばらついてしまう。水晶振動子の主振動周波数は、周知のように水晶素板厚と電極膜厚との総厚に依存することから、前記水晶素板の素板中央部と素板周辺部とでは、主振動周波数が大きくばらつく。従って、図５の周波数微調整の工程（Ｍ３５）において、大幅な周波数調整を要すことから、金属電極膜の蒸着時間等が長くなり、水晶振動子の生産性に影響を及ぼすという問題点があった。また、周波数調整量の増加に伴い、周波数調整が不能となる水晶振動片が生じることにより、製品の歩留まりが低下するため、製造コストを低減することが困難であるという問題点があった。
本発明は、圧電振動子製造時における生産時間、及び歩留まりを向上させ、製造コストを低減した圧電振動子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の目的を達成するために、圧電振動子の製造方法において、圧電素板を洗浄する工程と、洗浄後の前記圧電素板の主面上に金属電極を蒸着する工程と、前記圧電素板に設けられた前記金属電極の厚みを調整する工程と、前記金属電極の厚みの調整後に、前記圧電素板を個片分割し、各個の圧電振動片を形成する工程と、前記圧電振動片を圧電振動子用パッケージに導電性接着剤を介してマウントする工程と、前記マウント後に前記導電性接着剤を乾燥する工程と、前記乾燥後に前記圧電振動片の主振動周波数を微調整する工程とにより、圧電振動子を製造したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る圧電振動子の製造方法は、圧電素板の主面上に金属電極膜を形成後、前記金属電極膜の厚みを調整する工程を追加したので、前記圧電素板と前記金属電極膜との総厚がほぼ均一となり、前記圧電振動子の製造工程における周波数微調整時の時間を大幅に短縮することができるため、圧電振動子の生産速度を向上することが可能となる。また、前記周波数微調整時における周波数調整量を減少することができるので、調整不能となる圧電振動片を生じる虞が無くなり、歩留まりを向上することができる。
前述の生産速度の向上、及び歩留まり改善の効果により、製造コストを低減した圧電振動子の製造が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図示した実施の形態例に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、上述の従来例に示したものと同様の構成部材については同一の符号を付してその説明を省略する。また、本例の水晶振動子における製造方法は、水晶素板の状態にて水晶片のバッチ処理を行う工程を例として説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施の形態に係る水晶振動子の製造工程を示すフローチャート図である。まず、水晶結晶から切り出された水晶素板について、所要の外形寸法及び厚さに研磨し、洗浄を行う（Ｍ３０）。前記研磨後の水晶素板は、前述の通り、図４（ａ）で示したように、素板中央部の厚みｔ１が素板端部の厚みｔ２に比べて厚みを有す樽型の形状となる。
【００１０】
前記洗浄工程後、前記水晶素板は、メタルマスク等で挟持され、前記水晶素板の両主面上に所定の形状、及び膜厚の金属電極が成膜されるよう真空チャンバー内にてＡｕやＡｌ等の金属材料による電極膜が形成される（Ｍ３１）。なお、前記金属電極成膜後の水晶素板は、図４（ａ）で示された水晶素板１０において前記金属電極膜が成膜されるため、図４（ｂ）のように水晶素板１０の厚みと前記金属電極膜１１の厚みと総厚についても、素板中央部における厚みは、素板端部の厚みに比べて厚くなる。
【００１１】
前記金属電極膜の成膜後、前記水晶素板厚と前記金属電極膜厚との総厚が素板全体において均一となるよう、図２（ａ）で示したように、中央部に穴部１３を有したメタルマスク１２を前記水晶素板１０の上面に被せ、ドライエッチング行うことにより、前記水晶素板の中央部に位置する前記金属電極を削り、前記金属電極膜の厚みを調整する（Ｍ４１）。
上述のように、金属電極膜が成膜された水晶素板は、水晶素板の厚みと前記金属電極膜厚の厚みとの総厚が、素板中央部において素板端部よりも厚くなる。従って、前記ドライエッチングによって、水晶素板中央部における金属電極膜を削ることにより、前記水晶素板全体において、水晶素板の厚みと金属電極膜の厚みとの総厚を、ほぼ均一に調整することが可能となる。
【００１２】
前記金属電極の厚み調整工程後、前記水晶素板は、ダイシングソー等により各個片に分割され、各個の水晶振動片が形成される（Ｍ３２）。
前記水晶振動片は、マウント工程により、導電性接着剤を介して水晶振動子用パッケージ内に収容され（Ｍ３３）、前記導電性接着剤の乾燥（アニール）工程を経た後（Ｍ３４）、前記励振電極の電極膜上において、更なる金属電極膜を蒸着する、あるいは前記電極膜をエッチング、又はスパッタ等の手法によって除去することにより、目標の主振動周波数を得るための周波数微調整が行われる（Ｍ３５）。前記金属電極の厚み調整工程（Ｍ４１）により、各水晶振動片の厚みは均一な状態であるため、前記周波数微調整工程（Ｍ３５）時の周波数調整量は、微小の調整量によって目標の主振動周波数を得ることができる。
前記周波数微調整工程の後、電極材料の化学変化によって生じる経年変化を防止し安定な性能を維持するために、前記パッケージ内部は真空、もしくは窒素ガスが封入された状態で封止され、水晶振動子が完成する（Ｍ３６）。
【００１３】
以上のように、水晶振動子の製造方法において、水晶素板を洗浄する工程と、洗浄後の前記水晶素板の主面上に金属電極膜を形成する工程と、所定位置における前記金属電極をドライエッチングによって削り、前記金属電極の厚みを調整する工程と、前記金属電極の厚み調整後に、前記水晶素板を個片分割し、各個の水晶振動片を形成する工程と、前記水晶振動片について、水晶振動子用パッケージに導電性接着剤を介してマウントする工程と、前記マウント後に前記導電性接着剤を乾燥する工程と、前記乾燥後に前記水晶素子の主振動周波数を微調整する工程とにより、水晶振動子を製造したので、前記金属電極の厚み調整後における各所の水晶素板厚みと金属電極膜の厚みとの総厚が均一となり、最終的な周波数微調整量を大幅に低減できるため、水晶振動子の生産時間を向上することができる。また、前記周波数微調整時における調整量の低減により、調整不能な水晶振動片について生じる虞が無くなるため、歩留まりを向上することができ、製造コストを低減した水晶振動子の製造が可能となる。
上記実施例においては、水晶素板における各所の水晶素板厚みと金属電極膜の厚みとの総厚が均一となるよう、前記水晶素板の主面上に設けられた金属電極膜をドライエッチングにて削る手段により、前記金属電極膜の厚みを調整したが、スパッタ法やレーザ加工等の手段により、前記金属電極膜を削っても同様の効果が得られる。なお、図３で示したように、前記水晶素板の端部（周辺部）のみに対して、前記金属電極膜を蒸着等の手段によって追加成膜することにより、前記水晶素板全体の前記金属電極膜の厚みを調整しても同様の効果を奏する。
また、上記実施例において水晶振動子の例について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、水晶以外の圧電材料に適用しても良いことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る水晶振動子の製造工程を示すフローチャート図である。
【図２】（ａ）本発明に係る金属電極膜の厚みを調整する方法を示す断面図である。           （ｂ）本発明に係る金属電極膜の厚みを調整する方法を示す斜視図である。
【図３】（ａ）本発明に係る金属電極膜の厚みを調整する方法における変形例を示す断面図である。           （ｂ）本発明に係る金属電極膜の厚みを調整する方法における変形例を示す斜視図である。
【図４】（ａ）従来の水晶素板研磨工程後における水晶素板断面を示す図である。           （ｂ）従来の水晶素板に金属電極膜を成膜した後の水晶素板断面を示す図である。
【図５】従来の水晶振動子の製造工程を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  水晶素板
１１  金属電極
１２  メタルマスク
１３  穴部
【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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