(57)【要約】【課題】圧電振動片とウエハとの接続部分がエッチングによる外形加工後は十分な強度を有し、圧電振動片をウエハから折り取ったときに、圧電振動片の外形線から突出する部分が残らない圧電振動片の加工方法を提供する。【解決手段】  水晶振動片の外形をフォトエッチングにより水晶ウエハ１１の枠部１４との連結部１３を残して加工する。水晶振動片の基端部１２ａと連結部との接続部分を両面からハーフエッチングすることにより、水晶振動片の外形線１５に沿って凹溝１６ａ、１６ｂを直線状に形成して薄肉部を設ける。両凹溝は連結部の幅方向と直交する向きに、一方の凹溝を基端部側に僅かにずらして配置する。ウエハの状態で水晶素子片１２の表面に電極膜を形成した後、各水晶振動片は、薄肉部を利用して外形線に沿って折り取ることによりウエハから分離させる。【選択図】  図１
2011045119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料のウエハをフォトエッチングすることにより、圧電振動片の外形を有する圧電素子片と、前記ウエハの枠部と、前記圧電素子片をその基端部において前記枠部に連結する連結部とを加工する工程と、前記基端部と前記連結部との接続部分を折ることにより前記圧電振動片を前記枠部から切り離す工程とを有し、
前記フォトエッチングによる加工工程において、前記接続部分には、前記ウエハの両面にそれぞれ条溝を直線状に凹設することにより、前記基端部及び前記連結部の厚さよりも薄い薄肉部が前記基端部の外形に沿って形成され、一方の前記条溝が他方の前記条溝に対して前記連結部の幅方向と直交する向きに前記基端部側にずらして配置されることを特徴とする圧電振動片の加工方法。
【請求項２】
前記フォトエッチングによる加工工程において、前記圧電素子片の基端部が、その端辺に沿って前記基端部の最外郭線よりも内側に凹みを設けた外形を有しかつ前記凹みにおいて前記連結部と接続されるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片の加工方法。
【請求項３】
前記薄肉部が、前記圧電振動片と前記連結部との前記接続部分にその幅方向両端を前記基端部及び前記連結部と同じ厚さで部分的に残すように設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電振動片の加工方法。
【請求項４】
前記薄肉部が、前記圧電振動片と前記連結部との接続部分にその全幅に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電振動片の加工方法。
【請求項５】
前記条溝が、前記ウエハ両面をハーフエッチングすることにより形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧電振動片の加工方法。
【請求項６】
前記圧電材料が水晶であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の圧電振動片の加工方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の方法により加工されたことを特徴とする圧電振動片。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子等の圧電デバイスに搭載される圧電振動片及びその加工方法に関し、特に水晶等の圧電材料からなるウエハをフォトエッチングすることにより圧電振動片の外形を加工する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、様々な圧電デバイスに搭載される音叉型水晶振動片やＡＴカット水晶振動片等の圧電振動片は、水晶等の圧電ウエハにフォトエッチングで外形を加工しかつその表面に電極膜をパターニングすることにより製造される。具体的には、図９（Ａ）（Ｂ）に例示するように、所定の厚さに研磨加工した水晶ウエハ１に多数の水晶素子片２を、その基端部２ａで連結部３により該水晶ウエハの残部即ち枠部４と一体に連結・支持されるように、所望の音叉型水晶振動片の外形に加工する。次に、この状態で各水晶素子片２の表面に電極膜を形成した後、個々の水晶振動片を連結部３から折り取って切り離す。一般に連結部３は、所望の音叉型水晶振動片の外形線５に沿って折れ易くなるように、基端部２ａとの接続部分を最も狭幅をなす台形に形成する。水晶振動片の折り取りは、例えば上方から吸引ノズル６を降下させ、その先端に吸着して上方に引き上げることにより行う。
【０００３】
しかしながら、連結部３は、それに作用する力のかかり具合等によって、外形線５付近ではなくその途中で折り取られ、図９（Ｂ）に示すような突起７が基端部２ａの端辺に残ることがある。このような水晶振動片は、突起７が折り取り後の取扱いを困難にし、圧電デバイスのパッケージに搭載しようとする際に正確な位置合わせ又は所定位置へのマウントを困難にし、位置精度を低下させる虞がある。
【０００４】
かかる問題を解消するために、例えば特許文献１に記載される音叉型圧電素子は、その基部の幅方向両端にそれぞれ連結個所を有し、両連結個所間の枠体の幅が連結個所から離れるに従って徐々に小さくし、かつ連結個所を圧電素子片の長手方向に前記基部の底辺より上方に位置するように設けている。また、特許文献２には、フォトエッチング加工により１枚のウエハから複数の水晶片を、該水晶片の底辺と枠体の水晶片支持部とを直径５０μｍ以下の弧で連結するように形成した枠体付き水晶片が記載されている。更に特許文献２には、連結個所を２個所設けた構成が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】実開昭６２−１１２２１０号公報
【特許文献２】実開平２−９８５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、最近は圧電デバイスについてより一層の小型化が要求され、これに対応して水晶振動片及びパッケージについてもより一層の小型化・薄型化が図られている。そのため、パッケージ内部の実装スペースも制限されるので、ウエハから折り取った水晶振動片に上述したような突起があると、従来以上に所定位置への正確な位置合わせが困難なだけでなく、場合によってはマウントできなくなる、という問題点がある。また、折り取った後の工程で水晶振動片の取扱いに支障を生じ、作業性・生産性を低下させる虞がある。
【０００７】
他方、連結部を折れ易くするために、水晶振動片の基端部との接続部分における幅を狭くすると、却って水晶振動片の外形加工後の工程においてウエハの状態で取り扱う際に折れてしまい、円滑な作業の妨げや歩留まりの低下を招く、という問題を生じる。また、上記特許文献１及び特許文献２に記載されるように連結個所を２個所にすると、水晶振動片の微小化により、各連結個所はより一層狭幅で脆弱になり、同様にウエハ状態での取扱中に折れ易くなる虞がある。
【０００８】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電デバイスの微小化に対応して、圧電振動片の外形加工後はウエハの状態で取り扱うのに十分な強度を有し、かつウエハから分離する際には、パッケージへのマウント、位置合わせ及び取扱いに支障となる突起を生じることなく、確実に圧電振動片の外形線に沿って所望の略一定の形状で折り取ることができ、それにより良好な作業性の確保、生産性・歩留まりの向上を実現し得る圧電振動片及びその加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上記目的を達成するために、例えば水晶である圧電材料のウエハをフォトエッチングすることにより、圧電振動片の外形を有する圧電素子片と、ウエハの枠部と、圧電素子片をその基端部においてウエハ枠部に連結する連結部とを加工する工程と、連結部を折ることにより圧電振動片をウエハ枠部から切り離す工程とを有し、前記フォトエッチングによる加工工程において、圧電素子片の基端部が、その端辺に沿って基端部の最外郭線よりも内側に凹みを設けた外形を有しかつ該凹みにおいて連結部に接続されるように形成され、基端部と連結部との接続部分には、ウエハ両面にそれぞれ連結部の幅方向と直交する向きに条溝を凹設することにより、基端部及び連結部の厚さよりも薄い薄肉部が前端部の外形に沿って形成され、一方の条溝が基端部側にずらして配置される圧電振動片の加工方法が提供される。
【００１０】
これにより、連結部は、ウエハ状態で取り扱う際には容易に折れない十分な強度を維持しつつ、強度が最も低い薄肉部において圧電振動片をその外形に沿って正確に容易に折り取ることができ、かつ折り取られた圧電振動片の端辺は、常に概ね一定の形状を得ることができ、しかも連結部を突起として残存させる虞がない。
【００１１】
或る実施例では、前記薄肉部が、圧電振動片と連結部との接続部分にその幅方向両端を前記基端部及び前記連結部と同じ厚さで部分的に残すように設けられる。前記薄肉部は強度が低下して折れ易くなるが、幅方向の両端部分を元のウエハ厚さのまま残すことによって、接続部分の強度が或る程度維持されるので、ウエハの取扱い中に誤って圧電振動片が折り取られてしまう虞が少なくなる。尚、薄肉部の一方の条溝を基端部側に僅かにずらして配置することによって、圧電振動片を折り取ったときに、前記接続部分の幅方向両端に僅かに残した部分は実質的に小突起を残す虞がなくなる。
【００１２】
別の実施例では、前記薄肉部が、圧電振動片と連結部との接続部分に沿ってその全幅に設けられることにより、圧電振動片を連結部から折り取ったとき、前記接続部分の幅方向両端には突起が残らず、確実に圧電振動片の外形線に沿って所望の略一定の形状で折り取ることができる。尚、前記接続部分の強度を或る程度維持して、ウエハの取扱い中に誤って圧電振動片が折り取られてしまう虞を解消するためには、前記薄肉部の厚さを厚くすれば良い。
【００１３】
或る実施例では、ウエハ両面をハーフエッチングすることにより、前記薄肉部を簡単に形成することができる。
【００１４】
また、本発明の別の側面によれば、上述した本発明の方法により加工された圧電振動片が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、上述したように圧電材料のウエハにフォトエッチングで外形加工した圧電振動片を、ウエハとの連結部に該圧電振動片の外形に沿って設けた、強度が最も低い薄肉部において折り取るので、圧電振動片を微小化しても、連結部がウエハの状態で取り扱うのに十分な強度を有しつつ、折り取られた圧電振動片の端辺がパッケージへのマウント、位置合わせ及び取扱いに支障となるような突起を生じることなく、略一定の形状になる。このため、圧電振動片の加工中及びウエハから分離後の工程において、取り扱いが容易で良好な作業性を確保でき、かつ生産性及び歩留まりの向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】Ａ図は本発明の方法により水晶ウエハに加工された音叉型水晶素子片、連結部及び枠部を示す部分拡大平面図、Ｂ図は連結部の上面を示す部分拡大図、Ｃ図は連結部の下面を示す部分拡大図、Ｄ図はＢ図のＤ−Ｄ線における部分拡大断面図。
【図２】Ａ図及びＢ図は、それぞれ水晶ウエハから折り取られた音叉型水晶振動片の基端部の上面及び下面を示す部分拡大図。
【図３】Ａ図は本発明により加工された音叉型水晶振動片を搭載した水晶振動子を示す平面図、Ｂ図はそのマウント部分を示す部分拡大図。
【図４】Ａ図は本発明の変形例において水晶ウエハに加工された音叉型水晶素子片との連結部の上面を示す部分拡大図、Ｂ図は連結部の下面を示す部分拡大図、Ｃ図はＡ図のＣ−Ｃ線における部分拡大断面図、Ｄ図は水晶ウエハから折り取られた音叉型水晶振動片の基端部の上面を示す部分拡大図。
【図５】Ａ図は本発明の別の変形例において水晶ウエハに加工された音叉型水晶素子片との連結部の上面を示す部分拡大図、Ｂ図は連結部の下面を示す部分拡大図、Ｃ図はＡ図のＣ−Ｃ線における部分拡大断面図、Ｄ図は水晶ウエハから折り取られた音叉型水晶振動片の基端部の上面を示す部分拡大図。
【図６】Ａ図は本発明の第２実施例において、水晶ウエハに加工された音叉型水晶素子片の連結部の上面を示す部分拡大図、Ｂ図はＡ図のＢ−Ｂ線における部分拡大断面図、Ｃ図は水晶ウエハから折り取られた水晶振動片の基端部の上面を示す部分拡大図。
【図７】Ａ図は第２実施例の変形例において、水晶ウエハに加工された音叉型水晶素子片の連結部の上面を示す部分拡大図、Ｂ図はＡ図のＢ−Ｂ線における部分拡大断面図、Ｃ図は水晶ウエハから折り取られた水晶振動片の基端部の上面を示す部分拡大図。
【図８】Ａ図は第２実施例の別の変形例において、水晶ウエハに加工された音叉型水晶素子片の連結部の上面を示す部分拡大図、Ｂ図はＡ図のＢ−Ｂ線における部分拡大断面図、Ｃ図は水晶ウエハから折り取られた水晶振動片の基端部の上面を示す部分拡大図。
【図９】Ａ図は従来技術において水晶ウエハから音叉型水晶振動片を折り取る工程を説明するための概略斜視図、Ｂ図は水晶ウエハに加工された音叉型水晶素子片、連結部及び枠部を示す部分拡大平面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、添付図面を参照しつつ、本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明の方法を適用して水晶ウエハ１１に加工された水晶素子片１２、連結部１３及び枠部１４の形状を示している。水晶素子片１２の基端部１２ａは、その端辺３１に沿って中央に浅い台形状の凹み３２が形成され、その中央で連結部１３と接続されている。連結部１３は、上述した従来技術と同様に、水晶素子片１２の基端部１２ａとの接続部分が最も狭幅をなす台形状に形成されている。基端部１２ａと連結部１３との接続部分には、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、水晶振動片の外形線１５に沿って凹溝１６ａ、１６ｂが上下両面１１ａ、１１ｂに設けられている。凹溝１６ａ、１６ｂは、前記接続部分の幅方向両端に僅かな部分を残して、直線状に形成されている。
【００１８】
更に本実施例では、図１（Ｄ）によく示すように、上面１１ａの凹溝１６ａはその中心を外形線１５が通り、凹溝１６ｂはその中心が外形線１５に関して連結部１３側を通るように、両凹溝を互いに前記幅方向と直交する向きに僅かにずらして配置する。また、前記接続部分の幅方向両端の各隅部１７は、基端部１２ａの辺縁と連結部１３の側辺とが直線状に鋭角に交差するのではなく、概ねその交点を中心とする円弧状に切り込まれている。
【００１９】
本実施例の水晶振動片は、次のようにフォトエッチングを用いて加工する。先ず、両面を研磨した所定厚さの水晶ウエハ１１の表面に、耐蝕膜としてＣｒ、Ａｕ等からなる金属薄膜を蒸着、スパッタリング等により被着し、その上にレジスト膜を塗布してフォトリソグラフィ技術により所望の音叉型水晶振動片の外形をパターニングした後、フッ酸、フッ化アンモニウム等の適当なエッチング液でエッチングし、枠部１４との連結部１３を残した状態で、図９（Ａ）に関連して上述したように多数の水晶素子片１２を加工する。前記接続部分両端の各隅部１７は、上述したように円弧状の切込みを設けたので、直線状に鋭角に交差させた場合のように奥の部分が完全にエッチングされずに残ることなく、所望の形状にほぼ完全にエッチング加工することができる。
【００２０】
次に、前記レジスト膜を残したまま、同様に水晶ウエハ１１両面に凹溝１６ａ、１６ｂの形状をそれぞれパターニングし、適当なエッチング液を用いて適当な深さにハーフエッチングして両凹溝１６ａ、１６ｂを形成する。このようにしてフォトエッチングした水晶素子片１２の表面に電極材料を蒸着、スパッタリング等により成膜し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして所望の電極膜を形成すると、多数の水晶振動片を並べた水晶ウエハが完成する。
【００２１】
この水晶ウエハから、例えば従来技術に関連して上述したように、図９（Ａ）に示すような吸引ノズルを用いて折り取ることにより、個々の水晶振動片を分離させる。水晶振動片１８は、連結部１３との前記接続部分に凹溝１６ａ、１６ｂからなる薄肉部を設けたことにより、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、基端部１２ａが連結部１３から概ね外形線１５に沿って切り離される。このとき、基端部１２ａの辺縁には、連結部１３との前記接続部分にその幅方向両端に僅かに残した前記部分が、凹溝１６ａ、１６ｂ両端に小突起１９となって残存する。
【００２２】
本実施例によれば、上述したように水晶ウエハ１１の連結部１３との接続部分に薄肉部を設け、かつこの部分で水晶振動片１８を水晶ウエハから折り取ることによって、小突起１９は、常に基端部１２ａの端辺３１において完全に凹み３２内に収まる、即ち凹み３２の領域において端辺３１の最外郭線３１ａを越えない程度の僅かな大きさしか残らない。従って、特に圧電デバイスの小型化・薄型化によりパッケージ及び水晶振動片が微小化しても、従来のようにパッケージへのマウントや位置合わせ及び取扱いに支障を来す虞はない。
【００２３】
図３（Ａ）は、図１及び図２に関連して上述した本発明の第１実施例に従って加工されかつ個片に切り離された音叉型水晶振動片１８を搭載した水晶振動子を示している。パッケージ２０は、例えばセラミック薄板を積層した矩形箱状のベース２１を有し、その内部に画定される空所２２の底部には、一方の端部付近に１対の接続端子２３が設けられている。音叉型水晶振動片１８は、その基端部１２ａに設けられた１対の引出電極２４をそれぞれ対応する接続端子２３に整合させて、導電性接着剤２５で片持ちにマウントされかつ電気的に接続されている。パッケージ２０は、ベース２１上端に薄板状の蓋２６を接合することにより気密に封止される。
【００２４】
本実施例の水晶振動片１８は、上述したように基端部１２ａが略外形線１５に沿って切り離され、かつその切り離し部分に残存する小突起１９が基端部１２ａの端辺３１から外側へ突出しないので、これをパッケージ２０にマウントする際に、図示するように基端部１２ａの端辺３１を空所２２の隣接する内壁３３に近接させて配置することができる。従って、パッケージ２０の長手寸法をより小さくでき、パッケージのより一層の小型化に対応することが可能である。
【００２５】
また、水晶振動子の組立工程では、水晶ウエハから折り取った多数の音叉型水晶振動片１８をトレーに並べて搬送し、該トレーから１個ずつ吸着してパッケージ２０のベース２１にマウントする。本実施例の水晶振動片１８は、小突起１９が基端部１２ａの端辺３１から突出していないので、水晶振動片を取扱う際に引っ掛かる虞が無く、吸着・マウント等の組み立て作業が容易になる利点がある。このため、特に微小化されたパッケージ２０においても、その制限された空所２２内に何ら支障無く位置合わせしかつ所望の位置に高精度にマウントすることができる。
【００２６】
更に本実施例の水晶振動片１８をベース２１にマウントする際に、各接続端子２３に付着させた導電性接着剤２５は、基端部１２ａの辺縁に沿って流れるが、図３（Ｂ）に示すように小突起１９がストッパとなるので、それ以上反対側の接続端子２３及び引出電極２４へは流れない。従って、音叉型水晶振動片１８及びパッケージ２０が微小化されても、導電性接着剤２５による両接続端子２３間及び両引出電極２４間のショートを有効に防止することができる。
【００２７】
図４は、図１及び図２に示す第１実施例の変形例を示している。この変形例は、基端部１２ａと連結部１３との接続部分に水晶振動片の外形線１５に沿ってウエハ上下両面１１ａ、１１ｂに設けられる凹溝１６ａ、１６ｂが、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、いずれもその中心を外形線１５が通るように位置を合わせて配置されている点において、図１及び図２の実施例と異なる。凹溝１６ａ、１６ｂは、図１及び図２の実施例と同様に、前記接続部分の幅方向両端に僅かな部分を残して直線状に形成され、また前記接続部分の幅方向両端の各隅部１７には、円弧状の切り込みが設けられている。
【００２８】
この水晶素子片１２に電極膜を形成した後、水晶ウエハ１１から折り取ると、水晶振動片１８は、図４（Ｄ）に示すように、基端部１２ａが連結部１３から略外形線１５に沿って分離される。基端部１２ａの辺縁には、連結部１３との前記接続部分の幅方向両端に僅かに残した前記部分が、凹溝１６ａ、１６ｂの両端に小突起１９を残すが、凹溝１６ａ、１６ｂの位置を合わせたことにより図１及び図２の実施例の場合よりも更に小さくなる。従って、本実施例の小突起１９も、図１及び図２の実施例の場合と同様に、常に基端部１２ａの端辺３１において完全に凹み３２内に収まり、端辺３１の最外郭線３１ａを越えて突出することはないので、パッケージへのマウントや位置合わせ及び取扱いに支障を来す虞はない。
【００２９】
図５は、上記第１実施例の別の変形例を示している。この変形例は、図５（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、基端部１２ａと連結部１３との接続部分でウエハ上面１１ａに設けられる凹溝１６ａが、その中心を水晶振動片の外形線１５が通るように配置されるのに対し、ウエハ下面１１ｂの凹溝１６ｂは、その中心を外形線１５よりも基端部１２ａの内側に配置して、両者を互いに前記幅方向と直交する向きに僅かにずらして設けられている点において、上記実施例と異なる。また凹溝１６ａ、１６ｂは、上記実施例と同様に、前記接続部分の幅方向両端に僅かな部分を残して直線状に形成され、前記接続部分の幅方向両端の各隅部１７に、円弧状の切り込みが設けられている。
【００３０】
この水晶素子片１２に電極膜を形成した後、水晶ウエハ１１から折り取ると、水晶振動片１８は、図５（Ｄ）に示すように、基端部１２ａが連結部１３から略外形線１５に沿って分離される。このとき、基端部１２ａの辺縁には、連結部１３との前記接続部分の幅方向両端に僅かに残した前記部分によって、凹溝１６ａ、１６ｂの両端に小突起１９が残る。しかしながら、一方の凹溝１６ｂの位置を外形線１５より内側にしたことによって、小突起１９は上記各実施例の場合よりも更に小さく又は実質的に無くなるので、水晶振動片１８のパッケージへのマウントや位置合わせ等、その取扱いに支障を来す虞はない。
【００３１】
本発明によれば、上述したように一方の凹溝１６ａをその中心を水晶振動片１８の外形線１５が通るように配置したとき、他方の凹溝１６ｂの位置は、外形線１５（又は一方の凹溝１６ａ）に関して連結部１３側、基端部１２ａの内側、又は一致する位置であって良く、いずれの場合にも、基端部１２ａの端辺が略一定の形状になって上述した本発明の作用効果が得られる。特に、低流動性又は低粘性の導電性接着剤２５は、これを用いて水晶振動片１８をマウントすると反対側の接続端子２３及び引出端子２４側に流れ難いので、有効である。また、凹溝１６ａ、１６ｂの位置を整合させた場合には、そうでない場合に比して、同じ溝幅及び深さで基端部１２ａと連結部１３との接続部分の強度が幾分小さくなるので、水晶振動片１８を水晶ウエハから折り取り易くなる。逆に、凹溝１６ａ、１６ｂの位置をいずれかの向きにずらした場合には、前記接続部分の強度が増すので、水晶ウエハの取り扱い中に誤って水晶振動片１８が折り取られる虞が少ない。
【００３２】
図６には、本発明の第２実施例による音叉型水晶振動片の要部が示されている。この第２実施例では、図６（Ａ）に良く示すように、水晶振動片１８の基端部１２ａと連結部１３との接続部分に、その両隅部１７を直線状に結ぶ凹溝２６ａ、２６ｂが、水晶振動片の外形線１５に沿って上下両面１１ａ、１１ｂに形成されている。本実施例の凹溝２６ａ、２６ｂは、第１実施例の凹溝１６ａ、１６ｂよりもその幅が狭く、従ってその深さも浅く形成される。そのため、第１実施例の場合よりも前記接続部分の強度が増し、水晶ウエハの取り扱い中に不用意に水晶振動片１８が折り取られてしまう事故の可能性が少なくなる。図６（Ｂ）に併せて示すように、一方即ち上面１１ａの凹溝２６ａがその中心を水晶振動片１８の外形線１５に概ね合わせて配置されるのに対し、他方即ち下面１１側の凹溝２６ｂは、図１及び図２の実施例と同様に、外形線１５から連結部１３側に幾分ずらして配置される。
【００３３】
本実施例において水晶振動片１８を連結部１３から折り取ると、前記接続部分は、図６（Ｃ）に示すように外形線１５に沿って直線状に切り離され、第１実施例のような小突起を生じない。その代わりに、前記接続部分が、全幅に亘って外形線１５から外側に僅かに残る。この外形線１５からの突出量は、上下面１１ａ、１１ｂにおける凹溝２６ａ、２６ｂのずれの大きさによって決まるが、第１実施例の小突起１９よりも小さいことは言うまでもない。従って、本実施例の水晶振動片１８は、水晶ウエハから折り取った後の取り扱いが第１実施例の場合よりも容易で、水晶振動子の組立工程における作業性が向上し、微小化されたパッケージ２０において所望の位置に高精度に位置合わせしかつマウントすることができる。
【００３４】
図７及び図８は、それぞれ図６に示す第２実施例の変形例を示している。図７の変形例は、上面１１ａの凹溝２６ａが図６の場合と同様に、その中心を水晶振動片１８の外形線１５に概ね合わせて配置され、かつ下面１１ｂの凹溝２６ｂがその位置を凹溝２６ａと一致させて配置されている。このため、水晶振動片１８を水晶ウエハから折り取ると、基端部１２ａと連結部１３との接続部分は、図７（Ｃ）に示すように略外形線１５に沿って、第１実施例のような小突起１９を残すことなく直線状に切り離される。従って、この切り離し部分の外形線１５からの突出量は、図６の場合よりも小さくなる。また、前記接続部分の強度は、図６の場合よりも小さくなるので、水晶ウエハから折り取り易くなる。
【００３５】
図８の変形例は、上面１１ａの凹溝２６ａが、同じくその中心を水晶振動片１８の外形線１５に概ね合わせて配置されるのに対し、下面１１ｂの凹溝２６ｂは外形線１５よりも基端部１２ａの内側にずらして配置されている。このため、水晶振動片１８を水晶ウエハから折り取ると、基端部１２ａと連結部１３との接続部分は、図８（Ｃ）に示すように図６及び図７の場合よりも内側の位置で略外形線１５に沿って、第１実施例のような小突起１９を残すことなく直線状に切り離される。従って、この切り離し部分の外形線１５からの突出量は、図７の場合よりも更に小さく、実質的に略０となる。このため、水晶ウエハから折り取った後の取り扱いが簡単で、水晶振動子を組み立てる際の作業性が向上し、特に微小化されたパッケージにおいても、高精度な位置合わせ及びマウントが可能である。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施例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上記実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、直線状に連続する小さな凹みのように凹溝１６ａ、１６ｂ以外の様々な形状・構造のものにより、基端部１２ａと連結部１３との前記接続部分に薄肉部を設け、連結部との接続部分を常に略一定の形状で折り取ることができる。更に、本発明は、音叉型以外の水晶振動片、及びフォトエッチングにより外形加工される限り、水晶以外の圧電振動片についても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１，１１…水晶ウエハ、２，１２…水晶素子片、２ａ，１２ａ…基端部、３，１３…連結部、４，１４…枠部、５，１５…外形線、６…吸引ノズル、７…突起、１１ａ…上面、１１ｂ…下面、１６ａ，１６ｂ…凹溝、１７…隅部、１８…水晶振動片、１９…小突起、２０…パッケージ、２１…ベース、２２…空所、２３…接続端子、２４…引出電極、２５…導電性接着剤、２６…蓋、３１…端辺、３１ａ…最外郭線、３２…凹み。
【図１】
2011045119.tif 000003
【図２】
2011045119.tif 000004
【図３】
2011045119.tif 000005
【図４】
2011045119.tif 000006
【図５】
2011045119.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011045119.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料のウエハをフォトエッチングすることにより、圧電振動片の外形を有する圧電素子片と、前記ウエハの枠部と、前記圧電素子片をその基端部において前記枠部に連結する連結部とを加工する工程と、前記基端部と前記連結部との接続部分を折ることにより前記圧電振動片を前記枠部から切り離す工程とを有し、
前記フォトエッチングによる加工工程において、前記接続部分には、前記基端部の外形に沿って前記ウエハの両面にそれぞれ条溝を直線状に凹設することにより、前記基端部及び前記連結部の厚さよりも薄い薄肉部が形成され、
前記接続部分を平面視したときに、一方の前記条溝と他方の前記条溝とが互いに部分的に重なるように、かつ一方の前記条溝の最深部を他方の前記条溝の最深部に対して前記連結部の幅方向と直交する向きに前記基端部側にずらして配置され、前記連結部の幅方向と直交する断面において、一方の前記条溝と他方の前記条溝とが厚さ方向に互いに重ならない深さに形成されることを特徴とする圧電振動片の加工方法。
【請求項２】
前記フォトエッチングによる加工工程において、前記圧電素子片の基端部が、その端辺に沿って前記基端部の最外郭線よりも内側に凹みを設けた外形を有しかつ前記凹みにおいて前記連結部と接続されるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片の加工方法。
【請求項３】
前記薄肉部が、前記圧電振動片と前記連結部との前記接続部分にその幅方向両端を前記基端部及び前記連結部と同じ厚さで部分的に残すように設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電振動片の加工方法。
【請求項４】
前記薄肉部が、前記圧電振動片と前記連結部との接続部分にその全幅に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電振動片の加工方法。
【請求項５】
前記条溝が、前記ウエハ両面をハーフエッチングすることにより形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧電振動片の加工方法。
【請求項６】
前記圧電材料が水晶であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の圧電振動片の加工方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の方法により加工されたことを特徴とする圧電振動片。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明によれば、上記目的を達成するために、例えば水晶である圧電材料のウエハをフォトエッチングすることにより、圧電振動片の外形を有する圧電素子片と、ウエハの枠部と、圧電素子片をその基端部においてウエハ枠部に連結する連結部とを加工する工程と、連結部を折ることにより圧電振動片をウエハ枠部から切り離す工程とを有し、
前記フォトエッチングによる加工工程において、前記接続部分には、基端部の外形に沿ってウエハの両面にそれぞれ条溝を直線状に凹設することにより、基端部及び連結部の厚さよりも薄い薄肉部が形成され、
前記接続部分を平面視したときに、一方の条溝と他方の条溝とが互いに部分的に重なるように、かつ一方の条溝の最深部を他方の条溝の最深部に対して連結部の幅方向と直交する向きに基端部側にずらして配置され、連結部の幅方向と直交する断面において、一方の条溝と他方の条溝とが厚さ方向に互いに重ならない深さに形成される圧電振動片の加工方法が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
このようにウエハ両面に条溝を設けることにより、連結部は、ウエハ状態で取り扱う際には不用意に折れない十分な強度を維持しつつ、必要な場合には、強度が最も低い薄肉部において圧電振動片をその外形に沿って正確に容易に折り取ることができ、かつ折り取られた圧電振動片の端辺は、常に概ね一定の形状を得ることができ、しかも連結部を突起として残存させる虞がない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明は、上述したように圧電材料のウエハに圧電振動片の外形をフォトエッチングにより、その基端部でウエハ枠部に連結した状態で加工することによって、該基端部と連結部との接続部分に設けた薄肉部において、基端部の外形に沿って連結部の両面に設けた条溝と条溝との間が最も強度の低い部分となる。これらの条溝は、平面視したときに互いに部分的に重なるようにかつ一方の条溝の最深部を他方の条溝の最深部に対して連結部の幅方向と直交する向きに基端部側にずらして配置されるので、圧電振動片を微小化しても、圧電振動片の基端部と連結部との接続部分は、ウエハの状態で取り扱う際に不用意に割れたり折れたりしない十分な強度を確保維持することができる。圧電振動片をウエハ枠部から分離する際には、薄肉部の両条溝の間で折り取るので、折り取られた圧電振動片の基端部端辺は、パッケージへのマウント、位置合わせ及び取扱いに支障となるような突起を生じることなく、略一定の形状になる。このため、微小化した圧電振動片を加工する間及びウエハから分離後の工程において、ウエハ及び圧電振動片の取り扱いが容易で良好な作業性を確保でき、かつ生産性及び歩留まりの向上を実現することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
更に本実施例では、図１（Ｄ）の前記幅方向と直交する断面図によく示すように、上面１１ａの凹溝１６ａはその中心を外形線１５が通り、凹溝１６ｂはその中心が外形線１５に関して連結部１３側を通るように、かつ平面視したときに両凹溝１６ａ，１６ｂが互いに部分的に重なるように、一方の前記凹溝を他方の前記凹溝に対して前記幅方向と直交する向きに前記基端部側に僅かにずらして配置する。また、両凹溝１６ａ，１６ｂは、前記ウエハの厚さ方向に互いに重ならない深さに形成されている。前記接続部分の幅方向両端の各隅部１７は、基端部１２ａの辺縁と連結部１３の側辺とが直線状に鋭角に交差するのではなく、概ねその交点を中心とする円弧状に切り込まれている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
次に、前記レジスト膜を残したまま、同様に水晶ウエハ１１両面に凹溝１６ａ、１６ｂの形状をそれぞれパターニングし、適当なエッチング液を用いて適当な深さにハーフエッチングして両凹溝１６ａ、１６ｂを形成する。通例、水晶、その他の圧電材料のウエハ表面にフォトエッチングで凹溝を加工すると、その断面形状は、図１（Ｄ）に示すように中心付近を最も深い部分として底が湾曲したような形状となる。凹溝１６ａ、１６ｂは、その最深部が前記ウエハの厚さ方向に互いに重ならないようにハーフエッチングする。このようにしてフォトエッチングした水晶素子片１２の表面に電極材料を蒸着、スパッタリング等により成膜し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして所望の電極膜を形成すると、多数の水晶振動片を並べた水晶ウエハが完成する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図５は、上記第１実施例の別の変形例を示している。この変形例は、図５（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、基端部１２ａと連結部１３との接続部分でウエハ上面１１ａに設けられる凹溝１６ａとウエハ下面１１ｂの凹溝１６ｂとが、平面視したときに互いに部分的に重なるように配置され、前記連結部の幅方向と直交する断面において、それぞれ中心付近を最も深い部分として底が湾曲したような形状となり、かつその最深部が前記ウエハの厚さ方向に互いに重ならないように形成されている点では、図１の実施例と同じであるが、凹溝１６ａは、その中心を水晶振動片の外形線１５が通るように配置されるのに対し、凹溝１６ｂは、その中心を外形線１５よりも基端部１２ａの内側に配置して、両者を互いに前記幅方向と直交する向きに僅かにずらして設けられている点において、上記実施例と異なる。また凹溝１６ａ、１６ｂは、上記実施例と同様に、前記接続部分の幅方向両端に僅かな部分を残して直線状に形成され、前記接続部分の幅方向両端の各隅部１７に、円弧状の切り込みが設けられている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図６には、本発明の第２実施例による音叉型水晶振動片の要部が示されている。この第２実施例では、図６（Ａ）に良く示すように、水晶振動片１８の基端部１２ａと連結部１３との接続部分に、その両隅部１７を直線状に結ぶ凹溝２６ａ、２６ｂが、水晶振動片の外形線１５に沿って上下両面１１ａ、１１ｂに形成されている。本実施例の凹溝２６ａ、２６ｂは、第１実施例の凹溝１６ａ、１６ｂよりもその幅が狭く、従ってその深さも浅く形成される。そのため、第１実施例の場合よりも前記接続部分の強度が増し、水晶ウエハの取り扱い中に不用意に水晶振動片１８が折り取られてしまう事故の可能性が少なくなる。図６（Ｂ）に併せて示すように、凹溝２６ａ，２６ｂは、図１及び図５の実施例と同様に、平面視したときに互いに部分的に重なるように配置され、前記連結部の幅方向と直交する断面において、それぞれ中心付近を最も深い部分として底が湾曲したような形状となり、かつその最深部が前記ウエハの厚さ方向に互いに重ならないように形成されている。一方即ち上面１１ａの凹溝２６ａがその中心を水晶振動片１８の外形線１５に概ね合わせて配置されるのに対し、他方即ち下面１１側の凹溝２６ｂは、図１及び図２の実施例と同様に、外形線１５から連結部１３側に幾分ずらして配置される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図８の変形例は、凹溝２６ａ，２６ｂが、平面視したときに互いに部分的に重なるように配置され、前記連結部の幅方向と直交する断面において、それぞれ中心付近を最も深い部分として底が湾曲したような形状となり、かつその最深部が前記ウエハの厚さ方向に互いに重ならないように形成されている点において、図５の実施例と同じであるが、上面１１ａの凹溝２６ａが、同じくその中心を水晶振動片１８の外形線１５に概ね合わせて配置されるのに対し、下面１１ｂの凹溝２６ｂは外形線１５よりも基端部１２ａの内側にずらして配置されている。このため、水晶振動片１８を水晶ウエハから折り取ると、基端部１２ａと連結部１３との接続部分は、図８（Ｃ）に示すように図６及び図７の場合よりも内側の位置で略外形線１５に沿って、第１実施例のような小突起１９を残すことなく直線状に切り離される。従って、この切り離し部分の外形線１５からの突出量は、図７の場合よりも更に小さく、実質的に略０となる。このため、水晶ウエハから折り取った後の取り扱いが簡単で、水晶振動子を組み立てる際の作業性が向上し、特に微小化されたパッケージにおいても、高精度な位置合わせ及びマウントが可能である。