(57)【要約】【課題】従来の高周波水晶振動子においては、上述した従来の水晶振動板では、水晶振動板の外形形状を切断加工により形成しているため、水晶振動板を構成する補強部おいて容器接続用電極が形成されている辺の側面には金属膜などを形成できないため、補強部の表裏主面に形成した容器接続用電極間を導通することが困難であった。【解決手段】所望する周波数を励振する矩形状の圧電振動領域部と、この圧電振動領域部の外周を囲うように圧電振動領域部の厚さよりも厚く且つ外周形状が矩形状の補強部がこの圧電振動領域部と一体形成された水晶振動板において、容器接続用電極が形成された補強部の外周辺側面に、補強部の表裏を貫通する溝が形成されており、且つこの溝の表面には補強部の表裏面に形成した容器接続用電極間を電気的に接続する電極間接続電極が形成された水晶振動板である【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望する周波数を励振する矩形状の圧電振動領域部と、該圧電振動領域部の外周を囲うように該圧電振動領域部の厚さよりも厚く且つ外周形状が矩形状の補強部が該圧電振動領域部と一体形成されており、更に該圧電振動領域部の表裏主面上に励振用電極と、該励振用電極から該補強部を介して引き出した引出電極と、該補強部の外周辺のうち一辺の表裏縁部近傍に形成した該引出電極と電気的に接続した容器接続用電極とを具備する水晶振動板において、該容器接続用電極が形成された該補強部の外周辺縁部に該補強部の表裏を繋ぐ溝が形成されており、且つ該溝の表面には該補強部の表裏面に形成した該容器接続用電極間を電気的に接続する電極間接続用電極が形成されていることを特徴とする水晶振動板。
【請求項２】
平板形状の水晶ウエハに、厚みすべり振動モードで所望する周波数を励振する厚みにまで該水晶ウエハの一方の主面側から厚み加工した矩形状の複数個の圧電振動領域部を、フォトリソグラフィ法及びエッチングにより、該圧電振動領域部の周囲に水晶ウエハの厚みを厚さとする外周形状を矩形状とする補強部が形成される位置にマトリックス状に複数個整列形成し、該圧電振動領域部の表裏主面上に励振用電極と、該励振用電極から該圧電振動領域部の周囲に形成した該補強部を介して、該補強部のうち外周の一つの辺縁部まで延設した引出電極と、該引出電極が延設した該補強部の外周辺のうち一辺の表裏縁部近傍に該引出電極と電気的に接続した容器接続用電極とを形成し、所定の位置で該補強部を切断し個々の水晶振動板を形成する製造方法において、
個々の圧電振動領域部の周囲に形成した該補強部のうち、該容器接続用電極を形成する補強部の第１辺と、該第１辺と相対する別の水晶振動板の補強部の第２辺との間に該補強部と一体で形成した捨代領域を形成する工程と、
個々の該補強部の第１辺縁部の該容器接続用電極を形成する領域と、該第１辺に接する捨代領域とに跨るように該水晶ウエハの表裏主面を貫通する貫通孔を形成する工程と、
該補強部表裏面の容器接続用電極を形成する領域及び該貫通孔の補強部側内面に電気的に接続する該容器接続用電極を形成する工程と、
該水晶ウエハを該振動領域の周囲に所定の領域及び該水晶ウエハの厚みの補強部を形成するように、所定の外形サイズで切断し個片加工した複数個の水晶振動板を形成する工程と
を具備することを特徴とする水晶振動板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子に使用される水晶振動板及びその製造方法に関し、特に１００ＭＨｚ以上の高周波数で厚みすべり振動する水晶振動板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯用通信機器等の電子機器には基準信号発生源等として水晶振動子が用いられており、その水晶振動子の気密容器の中には水晶素板の主面上に各種電極を形成した水晶振動板が用いられている。
【０００３】
かかる従来の水晶振動板うち、特に厚みすべり基本波振動として数百ＭＨｚ以上の振動を励起するような水晶振動板としては、所望の基本波周波数で励振する圧電振動領域部と、その圧電振動領域部の周囲に圧電振動領域部と一体で且つ圧電振動領域部よりも厚みの厚い補強部と、この圧電振動領域部及び補強部の表面の所定の箇所に、金、銀又は合金を用いた多層構造の各種電極とにより構成されてものが各種考案されている。
【０００４】
詳細に説明すると、まず所望の周波数で励振する矩形状の圧電振動領域部が形成されている。その周囲にこの圧電振動領域部と一体で形成され、且つ圧電振動領域部よりも厚みの厚い外周形状が矩形状の補強部が形成されている。後述する先行技術文献に開示の水晶振動板の場合、圧電振動領域部と補強部との厚み差を一方の主面側のみで構成し、他方の主面側では圧電振動領域部と補強部との間に段差のない平板構造とした水晶素板を開示している。
【０００５】
ＡＴカット水晶振動子において振動モードは厚みすべり振動であり、その周波数は圧電振動領域部の厚みに反比例ため、高周波化を図るには圧電振動領域部の厚さを薄くする必要がある。現在、ＡＴカット水晶素板を単に平板状に形成した場合は、落下などの衝撃に耐えうる強度的に、厚みが約１７μｍ（基本波振動で約１００ＭＨｚ）、図５のように圧電振動領域部の周囲に、圧電振動領域部の厚みより厚い補強部を一体で形成したような水晶振動子の場合は、圧電振動領域部の厚みが約５μｍ（基本波振動で約３５０ＭＨｚ）以下のものが作成されている。
【０００６】
このような形状に加工した水晶素板に、圧電振動領域部の表裏主面上に励振用電極と、この励振用電極から補強部を介して引き出した引出電極と、補強部の外周辺のうち一辺の表裏縁部近傍に形成した前記引出電極と電気的に接続した容器接続用電極とを形成することで水晶振動板を形成している。
【０００７】
又、このような水晶振動板の製造方法としては、平板形状の水晶ウエハの一方の主面の所定の箇所に、矩形状に、フォトリソグラフィ法とエッチングにより複数個の凹状の窪みをマトリックス状に整列形成する。この凹部の底部の厚みを所望の周波数が振動する厚さまでエッチングし、圧電振動領域部とする。この圧電振動領域部は、その周囲にこの圧電振動領域部を支持補強するために水晶ウエハの厚みを厚さとする補強部を一体で形成するような位置に形成している。
【０００８】
この個々の圧電振動領域部の表裏主面上に、円形の励振電極が表裏で対向するように形成し、この励振電極から圧電振動領域部の周囲の補強部表裏面上に延出する引出電極を形成し、この引出電極は個々の補強部における一つの辺縁部に形成する表裏各々２つの容器接続用電極まで延出し、この容器接続用電極と電気的に接続するように形成する。
【０００９】
その後、励振用電極、引出電極及び容器接続用電極を表裏主面上に形成した圧電振動領域部及び補強部を複数個整列配置して形成した水晶ウエハを、各々の補強部に定めた切断線に沿って切断し個片加工した複数個の水晶振動板を形成する。
【００１０】
尚、このような水晶振動板及びその製造方法につきましては、以下のような先行技術文献が公知となっている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４―４０６９３号公報
【特許文献２】特開２００１−２５７５６０号公報
【００１２】
なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述した従来の水晶振動板では、水晶振動板の外形形状を切断加工により形成しているため、水晶振動板を構成する補強部おいて容器接続用電極が形成されている辺の側面には金属膜などを形成できないため、補強部の表裏主面に形成した容器接続用電極間を導通することが困難であった。
【００１４】
このような容器接続用電極において、水晶振動板を水晶振動子容器の内部に搭載するときの容器側の素子接続用電極パッドと電気的導通を取る方法としては、電気的に接続する必要がある容器接続用電極及び素子接続用電極パッドを導通するために多量の導電性接着剤を、表裏の容器接続用電極、水晶振動板側面及び素子接続用電極パッドに塗布することがあるが、水晶振動子の小型化により、内部に水晶振動板を搭載する空間が著しく狭くなっていることから、多量の導電性接着剤を塗布することが難しくなってきた。
【００１５】
又、ワイヤーボンディングによる導通手段を用いる場合があるが、容器側の素子接続用電極パッドを水晶振動板の外形より外側に設けなくてはならず容器の小型化に支障がある。また工数も多くなり問題点が多い。
【００１６】
更に、容器接続用電極中にスルーホールを形成し、表裏の容器接続用電極間を電気的に接続し、水晶振動板の容器側主面に形成した容器接続用電極と素子接続用電極パッドとを導電性接着剤などで固着導通する手段も考案されているが、水晶振動板の小型化が進むにつれ、水晶振動板の補強部に形成する容器接続用電極の大きさも著しく小さくなるため、スルーホールを形成するスペースを確保することが困難になっている。又、補強部内にスルーホールを形成することにより、補強部の強度低下が懸念される。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために本発明の水晶振動板は、所望する周波数を励振する矩形状の圧電振動領域部と、この圧電振動領域部の外周を囲うように圧電振動領域部の厚さよりも厚く且つ外周形状が矩形状の補強部がこの圧電振動領域部と一体形成されており、更に圧電振動領域部の表裏主面上に励振用電極と、この励振用電極から補強部を介して引き出した引出電極と、補強部の外周辺のうち一辺の表裏縁部近傍に形成した引出電極と電気的に接続する容器接続用電極とを具備する水晶振動板において、この容器接続用電極が形成された補強部の外周辺側面に、補強部の表裏を繋ぐ溝が形成されており、且つこの溝の表面には補強部の表裏面に形成した容器接続用電極間を電気的に接続する電極間接続電極が形成されていることを特徴とする水晶振動板である。
【００１８】
又、上記記載の水晶振動板の製造方法としては、平板形状の水晶ウエハに、厚みすべり振動モードで所望する周波数を励振する厚みにまで、この水晶ウエハの一方の主面側から厚み加工した矩形状の複数個の圧電振動領域部を、フォトリソグラフィ法及びエッチングにより圧電振動領域部の周囲に水晶ウエハの厚みを厚さとする外周形状を矩形状とする補強部が形成される位置にマトリックス状に複数個整列形成し、圧電振動領域部の表裏主面上に励振用電極と、該励振用電極から圧電振動領域部の周囲に形成した補強部を介して、補強部のうち外周の一つの辺縁部まで延設した引出電極と、引出電極が延出した補強部の外周辺のうち一辺の表裏縁部近傍に引出電極と電気的に接続した容器接続用電極とを形成し、所定の位置で補強部を切断し個々の水晶振動板を形成する製造方法において、
個々の圧電振動領域部の周囲に形成した補強部のうち、容器接続用電極を形成する補強部の第１辺と、この第１辺と相対する別の水晶振動板の補強部の第２辺との間に補強部と一体で形成した捨代領域を形成する工程と、
個々の補強部の第１辺縁部の容器接続用電極を形成する領域と、第１辺に接する捨代領域とに跨るように水晶ウエハの表裏主面を貫通する貫通孔を形成する工程と、   補強部表裏面の容器接続用電極を形成する領域及び貫通孔の補強部側内面に電気的に接続する該容器接続用電極を形成する工程と、
水晶ウエハを該振動領域の周囲に所定の領域及び水晶ウエハの厚みの補強部を形成するように、所定の外形サイズで切断し個片加工した複数個の水晶振動板を形成する工程と
を具備することを特徴とする水晶振動板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
上記記載の本発明の水晶振動板によれば、容器接続用電極が形成されている補強部の側面に補強部の表裏に形成した容器接続用電極に至る溝を形成し、この溝の内面に各々の容器接続用電極と電気的に接続する電極接続用電極を形成したことにより、補強部表裏主面の容器接続用電極を、補強部の強度を低下させることなく電気的に接続でき、且つ溝の形状や大きさを変化させることで、水晶振動板の小型化による容器接続用電極の狭小化にも対応できるようになる。又、容器接続用電極と素子接続用電極パッドとを固着導通する場合においても、導電性接着剤の塗布量を、水晶振動板補強部の容器側主面に形成した容器接続用電極と、この容器接続用電極と対向する位置に形成できる素子接続用電極パッドとの間の固着導通のみに使用する量に限定できるので、水晶振動板を使用する水晶振動子の小型化に効果を奏する。
【００２０】
更に、本発明の水晶振動板の製造方法によれば、補強部と捨代領域との切断線上に貫通孔を形成し、この貫通孔を縦割り方向で切断することにより、補強部及び捨代領域の側面に容易に溝を形成できる。また貫通孔の開口口が切断線を中心として補強部と捨代領域にかかる割合を変化させることにより補強部側の溝の大きさを任意に形成できるので、水晶振動板の形状の変化に容易に対応できる。
【００２１】
因って、本発明による水晶振動板及びその製造方法を用いることにより、水晶振動板の小型化に対応でき、且つ上記水晶振動板を効率よく製造できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。   図１は、本発明の水晶振動板の斜視図である。図２は、図１記載の水晶振動板を水晶振動子容器に搭載した場合の搭載形態を図示しした構造図である。図３は、本発明における水晶振動板製造時における、水晶ウエハ状態時の形態を図示した斜視図である。図４は図３に図示した水晶ウエハの一部を拡大して示した部分拡大斜視図である。
尚、各図において、本説明に必ずしも必要としない部品又は構造体は図示していない。又、各図を明確にするために一部部品又は構造体を誇張して図示しており、部品及び構造体の厚み寸法については特に誇張してある。
【実施例】
【００２３】
図１及び図２に示す水晶振動板１０は大略的に言って、所望の周波数で励振する矩形状の圧電振動領域部１１が形成されている。その周囲にこの圧電振動領域部１１と一体で形成され、且つ圧電振動領域部１１よりも厚みが厚く且つ外周形状が矩形状の補強部１２が形成され水晶素板１３を構成している。図１では、圧電振動領域部１１と補強部１２との厚み差を水晶素板１３の一方の主面側のみで構成し、他方の主面側では圧電振動領域部１１と補強部１２との間に段差のない平板構造としている。尚、図１に開示の水晶素板１３では矩形状の圧電振動領域部１１の周囲に形成した補強部１２のうち、圧電振動領域部１１の一つの辺方向に形成した第１補強部１２ａのみ他の辺に形成した補強部よりその主面面積が大きくなっているが、この大きさは圧電振動領域部１１の励振形態に影響を与えない範囲で任意に決定される。
【００２４】
図１の水晶素板１３は水晶結晶体より所謂ＡＴカットで切り出され平板加工されたものであり、圧電振動領域部１１の振動モードは厚みすべり振動である。その周波数は圧電振動領域部１１の厚みに反比例ため、高周波化を図るには圧電振動領域部１１の厚さを薄くする必要がある。図１のように圧電振動領域部の周囲に、圧電振動領域部の厚みより厚い補強部を一体で形成したような水晶素板１３の場合は、圧電振動領域部１１の厚みが約５μｍ（基本波振動で約３５０ＭＨｚ）以下のものまで作成可能である。
【００２５】
このような形状に加工した水晶素板１３に、圧電振動領域部１０の表裏主面上に円形状の励振用電極１４と、この励振用電極１４から補強部を介して引き出した引出電極１５と、補強部１２の外周辺のうち一辺（第１補強部１２ａ）の表裏縁部近傍に形成した前記引出電極１５と電気的に接続した容器接続用電極１６とを形成することで水晶振動板１０を形成している。
【００２６】
又、この容器接続用電極１６が形成されている水晶素板１３の側面には、水晶素板の表主面から裏主面に至る溝１７が、水晶素板１３両主面に対向するように形成されている容器接続用電極１６同士を繋ぐような形態で形成されており、その溝１７の内面上には、対向して形成してある容器接続用電極１６間を電気的に接続するための電極間接続用電極１８が形成されている。
【００２７】
このような形状の水晶振動板１０は図２のように水晶振動子２０を構成する容器２１の内部に搭載される。即ち、水晶振動板１０は、圧電振動領域部１１と補強部１２との間に段差がある主面を容器２１の内部底面に向けた形態で、且つ容器２１の内部底面上に水晶振動板１０に形成した容器接続用電極１６に対応した位置に形成した素子接続用電極パッド２２に、導電性接着剤２３を介して固着導通している。この際に導電性接着剤２３は、水晶振動板１０の容器側主面に形成した容器接続用電極１６と素子接続用電極パッド２２との間を固着導通できる量のみ塗布されており、その一部は溝１７に入り込むため、水晶振動板１０の固着強度を向上させることもできる。又、この素子接続用電極パッド２２の表面に突起を形成すると、その突起に水晶振動板１０に形成した溝を嵌め合うことにより、水晶振動板１０の搭載の際の位置合わせが可能となる。
【００２８】
次に上記のような水晶振動板を製造する方法としては、まず平板形状の水晶ウエハ３０の一方の主面側から、厚みすべり振動モードで所望する周波数を励振する厚みにまで厚み加工した矩形状の複数個の圧電振動領域部１１を、フォトリソグラフィ法及びエッチングにより、圧電振動領域部１１の周囲に水晶ウエハ３０の厚みを厚さとする外周形状を矩形状とする補強部１２が形成され、且つ個々の圧電振動領域部１１の周囲に形成した補強部１２のうち、容器接続用電極１６を形成する第１補強部１２ａの第１辺３１と、この第１辺３１と相対する別の水晶振動板の補強部１２の第２辺３２との間に、補強部１２と一体で形成した捨代領域部３３を形成する位置にマトリックス状に複数個整列形成する。
【００２９】
又、この圧電振動領域部１１の形成と一緒に、個々の第１補強部１２ａの第１辺３１縁部の容器接続用電極１６を形成する領域と、第１辺３１に接する捨代領域部３３とに跨るように水晶ウエハ３０の表裏主面を貫通する貫通孔３４を形成する。
【００３０】
次に、上記のような外形加工を施した水晶ウエハ３０の個々の圧電振動領域部１１の表裏主面上に円形状の励振用電極１４と、励振用電極１４から圧電振動領域部１１の周囲に形成した補強部１２を介して、補強部１２のうち外周の一つの辺縁部まで延設した引出電極１５と、引出電極が延設した第１補強部１２ａの外周辺のうち第１辺３１の表裏縁部近傍に引出電極１５と電気的に接続した容器接続用電極１６及び貫通孔３４の第１補強部１２ａ側内面に、水晶ウエハ３０両主面に対向するように形成されている各々の容器接続用電極１６同士を電気的に接続する電極間接続用電極１８を蒸着法により形成する。このように各種電極を形成した後の形態を図３及び図４に示す。
【００３１】
次に、水晶ウエハ３０を圧電振動領域部１１の周囲に所定の領域及び該水晶ウエハの厚みの補強部１２を形成するように予め定めた切断線Ａにより切断することにより、貫通孔３４の一部が形成されている捨代領域部３３を分離し、各個片加工した複数個の水晶振動板１０を形成する。
【００３２】
尚、本実施例において、貫通孔３４の開口口形状は矩形状としているが、他に円形状や多角形状でもよい。又、本実施例では貫通孔３４の形成位置を捨代領域部３３と第１補強部１２ａとを分離する切断線上に、捨代領域部３３と第１補強部１２ａとに均等にかかるように形成しているが、貫通孔３４の開口口形状によっては、どちらかに偏った位置に形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の水晶振動板の斜視図である。
【図２】図２は、図１記載の水晶振動板を水晶振動子用容器に搭載した場合の搭載形態を図示した略斜視図である。
【図３】図３は、本発明における水晶振動板製造時における、水晶ウエハに個々の水晶振動板を作成した形態を図示する斜視図である。
【図４】図４は、図３記載の水晶ウエハの一部を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０・・・水晶振動板
１１・・・圧電振動領域部
１２・・・補強部
１２ａ・・第１補強部
１３・・・水晶素板
１４・・・励振用電極
１５・・・引出電極
１６・・・容器接続用電極
１７・・・溝
１８・・・電極間接続用電極
３０・・・水晶ウエハ
３３・・・捨代領域部
３４・・・貫通孔
【図１】
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【図２】
2006074272.tif 000004
【図３】
2006074272.tif 000005
【図４】
2006074272.tif 000006