(57)【要約】【課題】  鉛フリー化に対応しながら、安定した品質の厚み滑り振動片を効率良く製造することができる厚み滑り振動片の製造方法を提供する。【解決手段】  励振電極１１と、引き出し電極１２を介して励振電極に電気的に接続されたマウント電極１３とが水晶板１０に形成された厚み滑り振動片２を、水晶ウエハを利用して一度に複数製造する方法であって、水晶の原石を切断及び研磨して水晶ウエハを得る工程と、水晶ウエハの厚みを規定値内に揃える工程と、水晶ウエハの両面にクロム層及び金層を積層する工程と、クロム層及び金層を所定の形状にパターニングする工程と、水晶ウエハをエッチングして水晶板を形成すると共にクロム層及び金層を各電極のパターンでエッチングする工程と、引き出し電極領域における少なくとも一部分の金層を除去する工程と、水晶ウエハから水晶板を切り離す工程とを備えている厚み滑り振動片の製造方法を提供する。【選択図】  図１
2008085997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励振電極と、引き出し電極を介して励振電極に電気的に接続されたマウント電極とが水晶板の外表面上に形成され、所定の電圧が励振電極に印加されたときに厚み滑り振動する厚み滑り振動片を、水晶ウエハを利用して一度に複数製造する方法であって、
水晶の原石を決められた切断角度及び厚みで切断して前記水晶ウエハにすると共に、該水晶ウエハの厚みを所定の厚みまで研磨する切断研磨工程と、
該切断研磨工程後、前記水晶ウエハの研磨面をエッチングして加工変質層を除去すると共に、水晶ウエハの厚みを規定値内に揃えるエッチング工程と、
該エッチング工程後、前記水晶ウエハの両面にクロムを薄膜状に堆積させたクロム層をそれぞれ成膜すると共に、該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層をさらに成膜する金属層成膜工程と、
該金属層成膜工程後、前記クロム層及び前記金層をフォトリソ技術によりエッチングして、所定の形状にパターニングする金属層エッチング工程と、
該金属層エッチング工程後、前記水晶板が連結部を介して前記水晶ウエハに連結されるように、パターニングした前記クロム層及び金層をマスクとして水晶ウエハをフォトリソ技術によりエッチングすると共に、パターニングした前記クロム層及び金層を、前記励振電極、前記引き出し電極及び前記マウント電極のパターンに沿ってエッチングする電極パターン形成工程と、
該電極パターン形成工程後、前記引き出し電極領域における少なくとも一部分の前記金層、又は、前記マウント電極領域における引き出し電極近傍の前記金層を、フォトリソ技術によりエッチングして除去する金層除去工程と、
該金層除去工程後、前記連結部を切断して複数の前記水晶板を個片化する切断工程と、を備えていることを特徴とする厚み滑り振動片の製造方法。
【請求項２】
励振電極と、引き出し電極を介して励振電極に電気的に接続されたマウント電極とが水晶板の外表面上に形成され、所定の電圧が励振電極に印加されたときに厚み滑り振動する厚み滑り振動片を、水晶ウエハを利用して一度に複数製造する方法であって、
水晶の原石を決められた切断角度及び厚みで切断して前記水晶ウエハにすると共に、該水晶ウエハの厚みを所定の厚みまで研磨する切断研磨工程と、
該切断研磨工程後、前記水晶ウエハの研磨面をエッチングして加工変質層を除去すると共に、水晶ウエハの厚みを規定値内に揃えるエッチング工程と、
該エッチング工程後、前記水晶ウエハの両面にエッチング用金属層をそれぞれ成膜する第１の金属層成膜工程と、
該第１の金属層成膜工程後、前記エッチング用金属層をフォトリソ技術によりエッチングして、所定の形状にパターニングする金属層エッチング工程と、
該金属層エッチング工程後、前記水晶板が連結部を介して前記水晶ウエハに連結されるように、パターニングした前記エッチング用金属層をマスクとして水晶ウエハをフォトリソ技術によりエッチングすると共に、前記励振電極の周囲を囲むように水晶ウエハの両面をフォトリソ技術により環状にエッチングして、前記水晶板の振動漏れを抑制する環状溝を形成するウエハエッチング工程と、
該ウエハエッチング工程後、前記エッチング用金属層を除去した後、前記水晶ウエハの両面にクロムを薄膜状に堆積させたクロム層をそれぞれ成膜すると共に、該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層をさらに成膜する第２の金属層成膜工程と、
該第２の金属層成膜工程後、前記クロム層及び金層を、前記励振電極、前記引き出し電極及び前記マウント電極のパターンに沿ってエッチングする電極パターン形成工程と、
該電極パターン形成工程後、前記引き出し電極領域における少なくとも一部分の前記金層、又は、前記マウント電極領域における引き出し電極近傍の前記金層を、フォトリソ技術によりエッチングして除去する金層除去工程と、
該金層除去工程後、前記連結部を切断して複数の前記水晶板を個片化する切断工程と、を備えていることを特徴とする厚み滑り振動片の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の厚み滑り振動片の製造方法において、
前記電極パターン形成工程の際、前記水晶板の両面に前記マウント電極を形成し、
前記金層除去工程と前記切断工程との間に、
金属マスクを有する成膜用治具に前記水晶ウエハをセットする治具セット工程と、
該治具セット工程後、前記金属マスクを利用して前記水晶板の側面に、クロムを薄膜状に堆積させたクロム層を成膜すると共に、該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層をさらに成膜する側面金属層成膜工程とを行い、前記水晶板の両面に形成された前記マウント電極を電気的に接続することを特徴とする厚み滑り振動片の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の厚み滑り振動片の製造方法において、
前記切断研磨工程の際、前記水晶ウエハが角型であって、長辺が１１ｍｍ以上３４ｍｍ以下で、且つ、短辺が１１ｍｍ以上２９ｍｍ以下となるように前記原石から切断することを特徴とする厚み滑り振動片の製造方法。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の厚み滑り振動片の製造方法において、
前記切断研磨工程の際、前記水晶ウエハが直径３インチとなるように前記原石から切断することを特徴とする厚み滑り振動片の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の厚み滑り振動片の製造方法において、
前記エッチング工程の際、前記水晶ウエハの厚みを３０μｍ以上１６０μｍ以下となるように厚みを調整することを特徴とする厚み滑り振動片の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の厚み滑り振動片の製造方法により製造されたことを特徴とする厚み滑り振動片。
【請求項８】
請求項７に記載の厚み滑り振動片と、
該厚み滑り振動片を内部に気密封止する封止部材と、
一端が前記マウント電極に電気的に接続されると共に、他端が外部に電気的に接続される外部接続端子と、を備えていることを特徴とする厚み滑り振動子。
【請求項９】
請求項８に記載の厚み滑り振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項１０】
水晶板と、
該水晶板の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに水晶板を厚み滑り振動させる励振電極と、
前記水晶板の外表面上に形成され、引き出し電極を介して前記励振電極に電気的に接続されたマウント電極と、を備え、
前記励振電極、前記引き出し電極及び前記マウント電極は、クロムを薄膜状に堆積させたクロム層と、該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層とからなる積層膜から形成され、これら積層膜のうち、引き出し電極領域における少なくとも一部分の金層、又は、マウント電極領域における引き出し電極の近傍の金層が除去されていることを特徴とする厚み滑り振動片。
【請求項１１】
請求項１０に記載の厚み滑り振動片において、
前記マウント電極は、前記水晶板の両面に形成され、
前記水晶板の側面には、クロムを薄膜状に堆積させたクロム層と該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層とから形成され、水晶板の両面に形成された前記マウント電極を電気的に接続する側面金属層が形成されていることを特徴とする厚み滑り振動片。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の厚み滑り振動片において、
前記水晶板には、前記励振電極の周囲を囲むように環状に形成され、水晶板の振動漏れを抑制する環状溝が形成されていることを特徴とする厚み滑り振動片。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚み滑り振動片の製造方法、厚み滑り振動片、該厚み滑り振動片を有する厚み滑り振動子、及び、該厚み滑り振動子を有する発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが提供されているが、その１つとして、ＭＨｚ帯の発振周波数を有する制御、通信機用の振動子として好適に用いられている厚み滑り振動子が知られている。
【０００３】
ここで、厚み滑り振動子の一例として、図５４から図５８を参照しながらシリンダパッケージタイプの厚み滑り振動子を例に挙げて簡単に説明する。なお、図５４から図５８においては、クロム層及び金層を適宜誇張して図示している。
図５４に示すように、厚み滑り振動子９０は、厚み滑り振動片９１と、該厚み滑り振動片９１を内部に収納するケース９２と、厚み滑り振動片９１をケース９２内に密閉させるプラグ９３とを備えている。
厚み滑り振動片９１は、図５５から図５７に示すように、一定の厚みで板状に形成され、外形が矩形状に形成された水晶板９４と、該水晶板９４の両面に形成された励振電極９５、引き出し電極９６及びマウント電極９７とを有している。具体的には、水晶板９４の両面の略中央部分に、励振電極９５がそれぞれ対向するように形成されている。なお、図５５では、一方の励振電極９５のみ図示している。また、水晶板９４の矩形状の外形は、機械加工により形成する方法が慣用されている（特許文献１参照）。
【０００４】
水晶板９４の端部には、引き出し電極９６を介して励振電極９５に電気的に接続された上記マウント電極９７が形成されている。なお、このマウント電極９７は、一方の励振電極９５に接続されたものと、他方の励振電極９５に接続されたものとが、それぞれ水晶板９４の両面に形成されている。この際、一方の面に形成されたマウント電極９７は、水晶板９４の側面を回り込むようにして他方の面に形成されたマウント電極９７と電気的に接続されている。また、励振電極９５、引き出し電極９６及びマウント電極９７は、前記機械加工により形成された個々の振動板を金属等のスペーサーの水晶収納部分に設置し、その上下面を所定の電極パターンに対応した窓が形成されたマスク板で挟持して成膜することにより形成することが慣用されている（特許文献２参照）。この金属膜としては、様々なものが使用されるが、例えば、水晶板９４に対して密着力の高いクロムを薄膜状にクロム層９８として堆積させた後、該クロム層９８上に、酸化に強い安定した金を薄膜状に金層９９として積層させたものが使用されている。
【０００５】
上記ケース９２は、図５４に示すように、有底円筒状に形成されており、後述するステム１００の外周に対して圧入されることで嵌合固定されるようになっている。
上記プラグ９３は、ケース９２を密閉させるステム１００と、ステム１００を貫通した状態で配置された２本のリード端子１０１と、ステム１００の内側に充填された充填剤１０２とを有している。２本のリード端子１０１は、それぞれケース９２内に突出している部分がインナーリード１０１ａとなり、ケース９２外に突出している部分がアウターリード１０１ｂとなっている。なお、リード端子１０１の外表面には、予め錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）の半田メッキが施されている。
【０００６】
上述した厚み滑り振動片９１と、ケース９２と、プラグ９３とを組み立てる場合には、２本のリード端子１０１のインナーリード１０１ａとマウント電極９７とを接触させた後、リード端子１０１の外表面に予め施された半田メッキを溶解させる。これにより、リード端子１０１とマウント電極９７とを、機械的及び電気的に接続する。次に、真空雰囲気若しくは不活性ガス雰囲気中でケース９２をステム１００に圧入して、厚み滑り振動片９１を気密封止する。これにより、厚み滑り振動子９０を組み立てることができる。
【０００７】
特に、この厚み滑り振動子９０は、共振周波数が厚み滑り振動片９１の厚みによって決定されてしまうものなので、所望する共振周波数に応じて厚み滑り振動片９１の厚みを予め厳密に調整している。また、厚み滑り振動片９１に励振電極９５等を形成すると膜厚分だけ厚みが変化してしまうので、通常は上述した組み立て後に、アルゴンイオン等を利用して励振電極９５を薄く削り、周波数を調整する周波数調整を行っている。このようにして、厚み滑り振動子９０の電気特性を所定の数値内に収まるように調整している。
【特許文献１】特開昭６３−２２７１０９号公報
【特許文献２】特開平６−３７５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の方法では、以下の課題が残されている。
初めに、鉛は自然環境や人体に悪影響を及ぼす有害な重金属であるため、近年では鉛を使用しなお鉛フリー化への転換が世界的に進められている。そのため、インナーリード１０１ａとマウント電極９７とを接続する際に使用する錫−鉛メッキに関しても、鉛を使用しない錫−銅メッキ等が用いられるようになってきた。
ところが、錫−銅メッキは拡散し易いので、振動子として完成後に１２５℃を超えるような高温の雰囲気に長時間放置した場合や、前記振動子をリフロー処理で基板に実装する場合において、図５８に示すように、メッキ膜Ｍがマウント電極９７上から引き出し電極９６上に拡散する場合があった。更には、引き出し電極９６を越えて励振電極９５上まで拡散する場合もあった。なお図５８では、上側の励振電極９５の中央部分近傍までメッキ膜Ｍが拡散している場合を示している。特に積層した金属膜のうち、表面に形成された金は、錫に溶け易い性質を有しているので、メッキ膜Ｍが金に沿うような形で拡散し易かった。このため、拡散したメッキ膜Ｍの影響を受けて励振電極９５の重量が変化して、周波数が大幅（数十ｐｐｍから数百ｐｐｍ）に変動する。これにより、振動子としての規定の周波数範囲を超える場合があった。このような現象は、振動子が小型になり熱容量が小さくなるに伴い、振動子を構成する部材の温度変化が大きくなるから、より顕著に発生する課題である。
【０００９】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、鉛フリー化に対応しながら、小型で安定した品質の厚み滑り振動片を効率良く製造することができる厚み滑り振動片の製造方法、厚み滑り振動片、該厚み滑り振動片を有する厚み滑り振動子、及び、該厚み滑り振動子を有する発振器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る厚み滑り振動片の製造方法は、励振電極と、引き出し電極を介して励振電極に電気的に接続されたマウント電極とが水晶板の外表面上に形成され、所定の電圧が励振電極に印加されたときに厚み滑り振動する厚み滑り振動片を、水晶ウエハを利用して一度に複数製造する方法であって、水晶の原石を決められた切断角度及び厚みで切断して前記水晶ウエハにすると共に、該水晶ウエハの厚みを所定の厚みまで研磨する切断研磨工程と、該切断研磨工程後、前記水晶ウエハの研磨面をエッチングして加工変質層を除去すると共に、水晶ウエハの厚みを規定値内に揃えるエッチング工程と、該エッチング工程後、前記水晶ウエハの両面にクロムを薄膜状に堆積させたクロム層をそれぞれ成膜すると共に、該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層をさらに成膜する金属層成膜工程と、該金属層成膜工程後、前記クロム層及び前記金層をフォトリソ技術によりエッチングして、所定の形状にパターニングする金属層エッチング工程と、該金属層エッチング工程後、前記水晶板が連結部を介して前記水晶ウエハに連結されるように、パターニングした前記クロム層及び金層をマスクとして水晶ウエハをフォトリソ技術によりエッチングすると共に、パターニングした前記クロム層及び金層を、前記励振電極、前記引き出し電極及び前記マウント電極のパターンに沿ってエッチングする電極パターン形成工程と、該電極パターン形成工程後、前記引き出し電極領域における少なくとも一部分の前記金層、又は、前記マウント電極領域における引き出し電極近傍の前記金層を、フォトリソ技術によりエッチングして除去する金層除去工程と、該金層除去工程後、前記連結部を切断して複数の前記水晶板を個片化する切断工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
この発明に係る厚み滑り振動片の製造方法においては、切断研磨工程、エッチング工程、金属層成膜工程、金属層エッチング工程、電極パターン形成工程、金層除去工程及び切断工程を行うことで、水晶板、励振電極、引き出し電極及びマウント電極からなる厚み滑り振動片を１枚の水晶ウエハから一度に複数製造することができる。
【００１２】
まず、後に水晶板となる水晶の原石を、予め決められた切断角度及び厚みで切断して水晶ウエハにすると共に、該水晶ウエハをさらに研磨して所定の厚みにする切断研磨工程を行う。次いで、水晶ウエハの研磨面をエッチングして加工変質層を除去すると共に、水晶ウエハの厚みを周波数に応じて決められた規定値内に揃えるエッチング工程を行う。
次いで、スパッタ装置等を利用して、水晶ウエハの両面にクロムを薄膜状に堆積させたクロム層をそれぞれ成膜すると共に、該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層をさらに成膜する金属層成膜工程を行う。なお、このクロム層と金層とを積層した積層膜は、後に励振電極、引き出し電極及びマウント電極となるものである。
【００１３】
次いで、水晶ウエハの両面に形成された積層膜を、レジスト等を用いたフォトリソ技術を利用してエッチングして、所定の形状にパターニングする金属層エッチング工程を行う。この際、後に製造される厚み滑り振動片の水晶板と同じ大きさの積層膜が、水晶ウエハに繋がった状態で複数配列されるようにパターニングを行う。なお、この時点では、水晶ウエハにはまだ何も加工がなされていない。
【００１４】
次いで、パターニングされたクロム層及び金層からなる上記積層膜をマスクとして、水晶ウエハをフォトリソ技術によりエッチングする。これにより、１枚の水晶ウエハから後に厚み滑り振動片となる水晶板を、連結部を介して水晶板に連結された状態で複数形成することができる。続いて、マスクとして使用していたクロム層及び金層からなる積層膜を、フォトリソ技術により励振電極、引き出し電極及びマウント電極のパターンに沿ってエッチングする。この電極パターン形成工程を行うことで、水晶ウエハに連結部で連結された状態の厚み滑り振動片を複数形成することができる。
【００１５】
次いで、水晶板の両面に形成された励振電極、引き出し電極及びマウント電極のうち、引き出し電極領域における少なくとも一部分の金層、又は、マウント電極領域における引き出し電極近傍の金層を、フォトリソ技術によりエッチングして除去する金層除去工程を行う。即ち、励振電極、引き出し電極及びマウント電極は、前工程の段階でクロム層及び金層が積層された積層膜により形成されていたが、このうち、上述した領域の金層だけを除去してクロム層だけにする。
そして、最後に各水晶板と水晶ウエハとを連結していた連結部を切断して切り離し、水晶板を個片化する切断工程を行う。その結果、水晶ウエハから、励振電極、引き出し電極及びマウント電極が水晶板の外表面上に形成された厚み滑り振動片を一度に複数製造することができる。
【００１６】
このように製造された厚み滑り振動片は、マウント電極にリード端子等の外部接続端子を接触させた後、メッキにより両者を機械的及び電気的に接続されて使用される。そして、外部接続端子を介して両マウント電極に所定の電圧を印加することで、引き出し電極を介して励振電極に電流を流すことができ、所定の周波数で厚み滑り振動させることができる。そして、この厚み滑り振動を、ＭＨｚ帯の発振周波数を有する制御、通信機用の振動源等として利用することができる。
【００１７】
特に、金層除去工程により、引き出し電極領域における少なくとも一部分の金層、又は、マウント電極領域における引き出し電極近傍の金層を除去して、クロム層だけにしている。よって、マウント電極と外部接続端子とを接続する際に鉛を使用しないメッキ、例えば、錫−銅メッキを使用したとしても、従来のものと異なり、メッキ膜の拡散を途中で抑えることができる。
即ち、従来のものは、金層に沿って励振電極までメッキ膜が拡散してしまっていた。これに対して本発明の厚み滑り振動片は、金層が途中で除去されているので、メッキ膜が励振電極まで拡散する前に止まってしまう。このように、金層を除去することで、メッキ膜が励振電極まで拡散してしまうことを防止することができる。つまり、金層が除去された領域を、拡散防止領域として機能させることができる。
そしてまた、本発明はフォトリソ技術を用いて除去すべき金属の領域（即ち、その位置と幅）を決め、且つ、エッチングにより金層の除去をしているから、その領域を水晶ウエハの両面の全面に亘って、精度良く且つ均一に加工することができる。従って、厚み滑り振動片をより小型化しても、水晶ウエハの面内に亘って除去すべき領域を均一に且つ再現性良く加工することができる。
【００１８】
従って、外部接続端子に接続された厚み滑り振動片は、鉛を使用しないメッキを使用したとしても、メッキ膜の拡散が防止されるので周波数が大幅に変動することはない。よって、品質を高めることができ信頼性の向上化を図ることができる。また、一枚のウエハから複数の厚み滑り振動片を一度に製造できるので、効率の良い製造を行うことができる。
上述したように、本発明に係る厚み滑り振動片の製造方法によれば、鉛フリー化に対応しながら、高品質な厚み滑り振動片を一度に複数、効率良く製造することができる。
【００１９】
また、本発明に係る厚み滑り振動片の製造方法は、励振電極と、引き出し電極を介して励振電極に電気的に接続されたマウント電極とが水晶板の外表面上に形成され、所定の電圧が励振電極に印加されたときに厚み滑り振動する厚み滑り振動片を、水晶ウエハを利用して一度に複数製造する方法であって、水晶の原石を決められた切断角度及び厚みで切断して前記水晶ウエハにすると共に、該水晶ウエハの厚みを所定の厚みまで研磨する切断研磨工程と、該切断研磨工程後、前記水晶ウエハの研磨面をエッチングして加工変質層を除去すると共に、水晶ウエハの厚みを規定値内に揃えるエッチング工程と、該エッチング工程後、前記水晶ウエハの両面にエッチング用金属層をそれぞれ成膜する第１の金属層成膜工程と、該第１の金属層成膜工程後、前記エッチング用金属層をフォトリソ技術によりエッチングして、所定の形状にパターニングする金属層エッチング工程と、該金属層エッチング工程後、前記水晶板が連結部を介して前記水晶ウエハに連結されるように、パターニングした前記エッチング用金属層をマスクとして水晶ウエハをフォトリソ技術によりエッチングすると共に、前記励振電極の周囲を囲むように水晶ウエハの両面をフォトリソ技術により環状にエッチングして、前記水晶板の振動漏れを抑制する環状溝を形成するウエハエッチング工程と、該ウエハエッチング工程後、前記エッチング用金属層を除去した後、前記水晶ウエハの両面にクロムを薄膜状に堆積させたクロム層をそれぞれ成膜すると共に、該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層をさらに成膜する第２の金属層成膜工程と、該第２の金属層成膜工程後、前記クロム層及び金層を、前記励振電極、前記引き出し電極及び前記マウント電極のパターンに沿ってエッチングする電極パターン形成工程と、該電極パターン形成工程後、前記引き出し電極領域における少なくとも一部分の前記金層、又は、前記マウント電極領域における引き出し電極近傍の前記金層を、フォトリソ技術によりエッチングして除去する金層除去工程と、該金層除去工程後、前記連結部を切断して複数の前記水晶板を個片化する切断工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
この発明に係る厚み滑り振動片の製造方法においては、切断研磨工程、エッチング工程、第１の金属層成膜工程、金属層エッチング工程、ウエハエッチング工程、第２の金属層成膜工程、電極パターン形成工程、金層除去工程及び切断工程を行うことで、水晶板、励振電極、引き出し電極及びマウント電極からなる厚み滑り振動片を１枚の水晶ウエハから一度に複数製造することができる。
【００２１】
まず、後に水晶板となる水晶の原石を、予め決められた切断角度及び厚みで切断して水晶ウエハにすると共に、該水晶ウエハをさらに研磨して所定の厚みにする切断研磨工程を行う。次いで、水晶ウエハの研磨面をエッチングして加工変質層を除去すると共に、水晶ウエハの厚みを周波数に応じて決められた規定値内に揃えるエッチング工程を行う。
次いで、スパッタ装置等を利用して、水晶ウエハの両面に所定の金属を薄膜状に堆積させたエッチング用金属層をそれぞれ成膜する第１の金属層成膜工程を行う。
【００２２】
次いで、水晶ウエハの両面に形成されたエッチング用金属層を、レジスト等を用いたフォトリソ技術を利用してエッチングして、所定の形状にパターニングする金属層エッチング工程を行う。この際、後に製造される厚み滑り振動片の水晶板と同じ大きさのエッチング用金属層が、水晶ウエハに繋がった状態で複数配列されるようにパターニングを行う。なお、この時点では、水晶ウエハにはまだ何も加工がなされていない。
次いで、パターニングされたエッチング用金属層をマスクとして、水晶ウエハをフォトリソ技術によりエッチングする。これにより、１枚の水晶ウエハから後に厚み滑り振動片となる水晶板を、連結部を介して水晶板に連結された状態で複数形成することができる。また、後に形成される励振電極の周囲を囲むように水晶ウエハの両面をフォトリソ技術により環状にエッチングして、水晶板の振動漏れを抑制する環状溝をそれぞれ形成する。
【００２３】
このウエハエッチング工程が終了した後、マスクとして利用したエッチング用金属層を除去する。そして、スパッタ装置等を利用して、水晶ウエハの両面にクロムを薄膜状に堆積させたクロム層をそれぞれ成膜すると共に、該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層をさらに成膜する第２の金属層成膜工程を行う。なお、このクロム層と金層とを積層した積層膜は、後に励振電極、引き出し電極及びマウント電極となるものである。
次いで、水晶ウエハの両面に形成された積層膜を、フォトリソ技術により励振電極、引き出し電極及びマウント電極のパターンに沿ってエッチングする。この電極パターン形成工程を行うことで、水晶ウエハに連結部で連結された状態の厚み滑り振動片を複数形成することができる。
【００２４】
次いで、水晶板の両面に形成された励振電極、引き出し電極及びマウント電極のうち、引き出し電極領域における少なくとも一部分の金層、又は、マウント電極領域における引き出し電極近傍の金層を、フォトリソ技術によりエッチングして除去する金層除去工程を行う。即ち、励振電極、引き出し電極及びマウント電極は、前工程の段階でクロム層及び金層が積層された積層膜により形成されていたが、このうち、上述した領域の金層だけを除去してクロム層だけにする。
そして、最後に各水晶板と水晶ウエハとを連結していた連結部を切断して切り離し、水晶板を個片化する切断工程を行う。その結果、水晶ウエハから、励振電極、引き出し電極及びマウント電極が水晶板の外表面上に形成されていると共に、励振電極の周囲が環状溝によって囲まれた厚み滑り振動片を一度に複数製造することができる。
【００２５】
このように製造された厚み滑り振動片は、マウント電極にリード端子等の外部接続端子を接触させた後、メッキにより両者を機械的及び電気的に接続されて使用される。そして、外部接続端子を介して両マウント電極に所定の電圧を印加することで、引き出し電極を介して励振電極に電流を流すことができ、所定の周波数で厚み滑り振動させることができる。そして、この厚み滑り振動を、ＭＨｚ帯の発振周波数を有する制御、通信機用の振動源等として利用することができる。
【００２６】
特に、金層除去工程により、引き出し電極領域における少なくとも一部分の金層、又は、マウント電極領域における引き出し電極近傍の金層を除去して、クロム層だけにしている。よって、マウント電極と外部接続端子とを接続する際に鉛を使用しないメッキ、例えば、錫−銅メッキを使用したとしても、従来のものと異なり、メッキ膜の拡散を途中で抑えることができる。
即ち、従来のものは、金層に沿って励振電極までメッキ膜が拡散してしまっていた。これに対して本発明の厚み滑り振動片は、金層が途中で除去されているので、メッキ膜が励振電極まで拡散する前に止まってしまう。このように、金層を除去することで、メッキ膜が励振電極まで拡散してしまうことを防止することができる。つまり、金層が除去された領域を、拡散防止領域として機能させることができる。
そしてまた、本発明はフォトリソ技術を用いて除去すべき金属の領域（即ち、その位置と幅）を決め、且つ、エッチングにより金層の除去をしているから、その領域を水晶ウエハの両面の全面に亘って、精度良く且つ均一に加工することができる。従って、厚み滑り振動片をより小型化しても、水晶ウエハの面内に亘って除去すべき領域を均一に且つ再現性良く加工することができる。
【００２７】
従って、外部接続端子に接続された厚み滑り振動片は、鉛を使用しないメッキを使用したとしても、メッキ膜の拡散が防止されるので周波数が大幅に変動することはない。よって、品質を高めることができ信頼性の向上化を図ることができる。また、一枚のウエハから複数の厚み滑り振動片を一度に製造できるので、効率の良い製造を行うことができる。
更に、水晶板には励振電極の周囲を囲むように環状溝が形成されているので、励振電極は他の部分よりも厚みが薄くなった薄肉部で囲まれた状態となる。よって、励振電極によって生じた厚み滑り振動は、この薄肉部を超えて外側に伝わり難くなる。従って、振動漏れを抑制することができ、効率良く厚み滑り振動させることができる。
上述したように、本発明に係る厚み滑り振動片の製造方法によれば、鉛フリー化に対応しながら、高品質で振動漏れが抑制された厚み滑り振動片を一度に複数、効率良く製造することができる。
【００２８】
また、本発明に係る厚み滑り振動片の製造方法は、上記本発明の厚み滑り振動片の製造方法において、前記電極パターン形成工程の際、前記水晶板の両面に前記マウント電極を形成し、前記金層除去工程と前記切断工程との間に、金属マスクを有する成膜用治具に前記水晶ウエハをセットする治具セット工程と、該治具セット工程後、前記金属マスクを利用して前記水晶板の側面に、クロムを薄膜状に堆積させたクロム層を成膜すると共に、該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層をさらに成膜する側面金属層成膜工程とを行い、前記水晶板の両面に形成された前記マウント電極を電気的に接続することを特徴とするものである。
【００２９】
この発明に係る厚み滑り振動片の製造方法においては、電極パターン形成工程の際に、水晶板の両面にマウント電極を形成するように、クロム層及び金層をエッチングする。なお、この時点では、両面に形成されたマウント電極は、電気的に接続されていない。
そして、金層除去工程を行った後、複数の水晶板が連結部を介して連結されている水晶ウエハを、金属マスクを有する成膜用治具にセットする治具セット工程を行う。次いで、成膜用治具の金属マスクを利用して、複数の水晶板の側面にだけ、クロム層を成膜すると共に、該クロム層にさらに金層を成膜して側面金属層を形成する側面金属層成膜工程を行う。これにより、水晶板の両面に形成されたマウント電極を、クロム層及び金層からなる側面金属層を介して互いに電気的に接続することができる。
【００３０】
従って、厚み滑り振動片を外部接続端子に接続する際に、水晶板を片面側からだけで確実に接続することができる。特にインナーリード等の外部接続端子とマウント電極とを対向して配置するだけで確実に接続を行えるので、治具類の形状が単純となり、製造がより容易になる。従って、製造効率をさらに高めることができる。
【００３１】
また、本発明に係る厚み滑り振動片の製造方法は、上記本発明の厚み滑り振動片の製造方法において、前記切断研磨工程の際、前記水晶ウエハが角型であって、長辺が１１ｍｍ以上３４ｍｍ以下で、且つ、短辺が１１ｍｍ以上２９ｍｍ以下となるように前記原石から切断することを特徴とするものである。
【００３２】
この発明に係る厚み滑り振動片の製造方法においては、通常使用される約１１ｍｍ角の水晶ウエハに対して略８倍以上の面積を有する水晶ウエハを利用するので、厚み滑り振動片を一度により多く製造することができる。従って、製造効率をさらに高めることができる。
【００３３】
また、本発明に係る厚み滑り振動片の製造方法は、上記本発明の厚み滑り振動片の製造方法において、前記切断研磨工程の際、前記水晶ウエハが直径３インチとなるように前記原石から切断することを特徴とするものである。
【００３４】
この発明に係る厚み滑り振動片の製造方法においては、通常使用される約１１ｍｍ角の水晶ウエハに対して、大口径の３インチサイズの水晶ウエハを利用するので、厚み滑り振動片を一度により多く製造することができる。従って、製造効率をさらに高めることができる。
【００３５】
また、本発明に係る厚み滑り振動片の製造方法は、上記本発明の厚み滑り振動片の製造方法において、前記エッチング工程の際、前記水晶ウエハの厚みを３０μｍ以上１６０μｍ以下となるように厚みを調整することを特徴とするものである。
【００３６】
この発明に係る厚み滑り振動片の製造方法においては、水晶ウエハの厚みを３０μｍ以上１６０μｍ以下の範囲内に仕上げるので、実用的な周波数範囲（例えば、共振周波数が４８ＭＨｚ）の厚み滑り振動片を製造することができる。
【００３７】
また、本発明に係る厚み滑り振動片は、上記本発明の厚み滑り振動片の製造方法により製造されたことを特徴とするものである。
【００３８】
この発明に係る厚み滑り振動片においては、上述した製造方法により製造されているので、鉛を使用しないメッキを使用したとしても、メッキ膜の拡散を防止することができ、周波数が大幅に変動してしまうことを防ぐことができる。よって、品質を高めて信頼性の向上化を図ることができる。
【００３９】
また、本発明に係る厚み滑り振動子は、上記本発明の厚み滑り振動片と、該厚み滑り振動片を内部に気密封止する封止部材と、一端が前記マウント電極に電気的に接続されると共に、他端が外部に電気的に接続される外部接続端子と、を備えていることを特徴とするものである。
【００４０】
この発明に係る厚み滑り振動子においては、外部接続端子の他端に所定の電圧を印加することで、マウント電極に電流を流すことができ、厚み滑り振動片を滑り振動させることができる。特に、信頼性が向上した高品質の厚み滑り振動片を有しているので、同様に振動子としての高品質化を図ることができる。
【００４１】
また、本発明に係る発振器は、上記本発明の厚み滑り振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００４２】
この発明に係る発振器においては、上述した厚み滑り振動子を備えているので、同様に高品質化を図ることができ、製品の信頼性を高めることができる。
【００４３】
また、本発明に係る厚み滑り振動片は、水晶板と、該水晶板の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに水晶板を厚み滑り振動させる励振電極と、前記水晶板の外表面上に形成され、引き出し電極を介して前記励振電極に電気的に接続されたマウント電極と、を備え、前記励振電極、前記引き出し電極及び前記マウント電極が、クロムを薄膜状に堆積させたクロム層と、該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層とからなる積層膜から形成され、これら積層膜のうち、引き出し電極領域における少なくとも一部分の金層、又は、マウント電極領域における引き出し電極の近傍の金層が除去されていることを特徴とするものである。
【００４４】
この発明に係る厚みすべり振動子においては、マウント電極にリード端子等の外部接続端子を接触させた後、メッキにより両者を機械的及び電気的に接続されて使用される。そして、外部接続端子を介してマウント電極に所定の電圧を印加することで、引き出し電極を介して励振電極に電流を流すことができ、所定の周波数で厚み滑り振動させることができる。そして、この厚み滑り振動を、ＭＨｚ帯の発振周波数を有する制御、通信機用の振動源等として利用することができる。
【００４５】
特に、引き出し電極領域における少なくとも一部分の金層、又は、マウント電極領域における引き出し電極近傍の金層が除去されてクロム層だけになっている。よって、マウント電極と外部接続端子とを接続する際に鉛を使用しないメッキ、例えば、錫−銅メッキを使用したとしても、従来のものと異なり、メッキ膜の拡散を途中で抑えることができる。
即ち、従来のものは、金層に沿って励振電極までメッキ膜が拡散してしまっていた。これに対して本発明の厚み滑り振動片は、金層が途中で除去されているので、メッキ膜が励振電極まで拡散する前に止まってしまう。このように、金層が除去されているので、メッキ膜が励振電極まで拡散してしまうことを防止することができる。つまり、金層が除去された領域を、拡散防止領域として機能させることができる。
【００４６】
従って、鉛を使用しないメッキを使用したとしても、メッキ膜の拡散が防止されるので周波数が大幅に変動することはない。よって、品質を高めることができ信頼性の向上化を図ることができる。
【００４７】
また、本発明に係る厚み滑り振動片は、上記本発明の厚み滑り振動片において、前記マウント電極が、前記水晶板の両面に形成され、前記水晶板の側面には、クロムを薄膜状に堆積させたクロム層と該クロム層上に金を薄膜状に堆積させた金層とから形成され、水晶板の両面に形成された前記マウント電極を電気的に接続する側面金属層が形成されていることを特徴とするものである。
【００４８】
この発明に係る厚み滑り振動片においては、水晶板の両面に形成されたマウント電極が、クロム層及び金層からなる側面金属層を介して互いに電気的に接続された状態となっている。従って、厚み滑り振動片を外部接続端子に接続する際に、水晶板を片面側からだけで確実に接続することができる。特にインナーリード等の外部接続端子とマウント電極とを対向して配置するだけで確実に接続を行える。
【００４９】
また、本発明に係る厚み滑り振動片は、上記本発明の厚み滑り振動片において、前記水晶板には、前記励振電極の周囲を囲むように環状に形成され、水晶板の振動漏れを抑制する環状溝が形成されていることを特徴とするものである。
【００５０】
この発明に係る厚み滑り振動片においては、励振電極の周囲を囲むように水晶板に環状溝が形成されているので、励振電極が他の部分よりも厚みが薄くなった薄肉部で囲まれた状態となる。よって、励振電極によって生じた厚み滑り振動は、この薄肉部を超えて外側に伝わり難くなる。従って、振動漏れを抑制することができ、効率良く厚み滑り振動させることができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明に係る厚み滑り振動片の製造方法によれば、鉛フリー化に対応しながら、安定した品質の厚み滑り振動片を効率良く製造することができる。
また、本発明に係る厚み滑り振動片によれば、上述した製造方法により製造されているので、鉛を使用しないメッキを使用したとしても、メッキ膜の拡散を防止することができ、周波数が大幅に変動してしまうことを防ぐことができる。よって、品質を高めて信頼性の向上化を図ることができる。
【００５２】
また、本発明に係る厚み滑り振動子によれば、信頼性が向上した高品質の厚み滑り振動片を有しているので、同様に振動子としての高品質化を図ることができる。
また、本発明に係る発振器によれば、上述した厚み滑り振動子を備えているので、同様に高品質化を図ることができ、製品の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明に係る厚み滑り振動子、厚み滑り振動片及び厚み滑り振動片の製造方法の第１実施形態を、図１から図２５を参照して説明する。なお、本実施形態では、厚み滑り振動子として、シリンダパッケージタイプの厚み滑り振動子を例に挙げて説明する。また、図１から図２５では、クロム層及び金層の膜厚を適宜誇張して図示している。
本実施形態の厚み滑り振動子１は、図１に示すように、厚み滑り振動片２と、該厚み滑り振動片２を内部に収納するケース３と、厚み滑り振動片２をケース３内に密閉させる気密端子であるプラグ４とを備えている。
【００５４】
上記厚み滑り振動片２は、図２から図４に示すように、一定の厚みで板状に形成された水晶板１０と、該水晶板１０の外表面上に形成された励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３とを備えている。
本実施形態の水晶板１０は、外形が略矩形状に形成されている。そして、この水晶板１０の両面の略中央部分に、上記励振電極１１がそれぞれ対向するように形成されている。また、水晶板１０の端部には、引き出し電極１２を介して励振電極１１にそれぞれ電気的に接続されたマウント電極１３が形成されている。なお、マウント電極１３は、一方の励振電極１１に接続されたものと、他方の励振電極１１に接続されたものとが、水晶板１０の両面にそれぞれ形成されている。この際、一方の面に形成されたマウント電極１３は、他方の面に形成されたマウント電極１３に対して、水晶板１０の側面上に形成された側面金属層１４を介して互いに電気的に接続されている。
【００５５】
また、励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３は、共に下地層としてクロムを薄膜状に堆積させたクロム層１５と、該クロム層１５上に金を薄膜状に堆積させた金層１６とが積層されて形成されたものである。但し、本実施形態の引き出し電極１２は、クロム層１５のみで形成されているものである。つまり、引き出し電極１２の領域では、金層１６が除去されている。
【００５６】
ケース３は、図１に示すように、有底円筒状に形成されており、プラグ４の後述するステム５の外周に対して圧入されて嵌合固定されている。なお、このケース３の圧入は、真空雰囲気下で行われており、ケース３内の厚み滑り振動片２を囲む空間が真空に保たれた状態となっている。
プラグ４は、ケース３を密閉させるステム５と、該ステム５を貫通した状態で配置され、ステム５を間に挟んで一端側がマウント電極１３に電気的に接続されたインナーリード６ａとされ、他端側が外部に電気的に接続されるアウターリード６ｂとされた２本のリード端子６と、ステム５の内側に充填された充填剤７とを備えている。
なお、ケース３及びプラグ４は、厚み滑り振動片２を内部に気密封止する封止部材８を構成するものである。また、２本のリード端子６は、外部接続端子として機能するものである。
【００５７】
ステム５は、金属材料で環状に形成されている。また、充填剤７の材料としては、例えば、ホウ珪酸ガラスである。また、リード端子６の表面及びステム５の外周には、鉛を使用しないメッキ、例えば、錫（Ｓｎ）−銅（Ｃｕ）メッキが施されている。なお、この錫−銅メッキを利用して、インナーリード６ａとマウント電極１３とが機械的及び電気的に接続されている。これについては、後に詳細に説明する。
【００５８】
このように構成された厚み滑り振動子１を作動させる場合には、２本のリード端子６のアウターリード６ｂに対して、所定の電圧を印加する。これにより、インナーリード６ａ、マウント電極１３及び引き出し電極１２を介して励振電極１１に電流を流すことができ、水晶板１０を所定の周波数で厚み滑り振動させることができる。そして、この厚み滑り振動を、ＭＨｚ帯の発振周波数を有する制御、通信機用の振動源等として好適に利用することができる。
【００５９】
次に、上述した厚み滑り振動子１の製造方法について以下に説明する。初めに、その前段階として、厚み滑り振動片２の製造方法について詳細に説明する。
本実施形態の厚み滑り振動片２の製造方法は、切断研磨工程、エッチング工程、金属層成膜工程、金属層エッチング工程、電極パターン形成工程、金層除去工程、治具セット工程、側面金属層成膜工程及び切断工程を順に行って、１枚の水晶ウエハＳを利用して一度に複数の厚み滑り振動片２を製造する方法である。
これら各工程について、図５及び図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００６０】
まず、水晶の原石を決められた切断角度及び厚みで切断して水晶ウエハＳにすると共に、該水晶ウエハＳの厚みを所定の厚みまで研磨する切断研磨工程を行う。この切断研磨工程について具体的に説明する。なお、この工程は、図７及び図８に示す研磨装置２０を利用して行うものであるので、先にこの研磨装置２０について簡単に説明する。
この研磨装置２０は、図７及び図８に示すように、汎用のラッピング装置であって、サンギヤ（太陽歯車）２１と、インターナルギヤ（内歯車）２２と、キャリア（遊星歯車）２３とからなる遊星歯車機構を有している。また、キャリア２３の上下には、下定盤２４及び上定盤２５が配置されている。なお、この研磨装置２０は、下定盤２４が回転し、上定盤２５が固定された３ウェイ方式とされている。また、サンギヤ２１、インターナルギヤ２２、キャリア２３及び下定盤２４は、図７に示す方向に回転するように設定されている。なお、この際の下定盤２４の回転速度及び印加荷重は、図示しない制御部によってプログラム制御されている。
【００６１】
キャリア２３は、直径６インチの円板であり、下定盤２４と上定盤２５との間に所定間隔毎に１０個配置されている。また、１つのキャリア２３に対して、５枚の水晶ウエハＳが入るようになっている。これにより、１バッチの研磨で５０枚の水晶ウエハＳを一度に研磨することが可能とされている。
【００６２】
このように構成された研磨装置２０を利用して、上記切断研磨工程を行う。
まず、水晶のランバード原石を用意すると共に、Ｘ線回折法等によりランバード原石の切断角度の測定を行う（Ｓ１）。これは、厚み滑り振動片２の温度特性が、ランバード原石の切断角度に依存しているからである。なお、本実施形態では、切断角度として、３５度１０分３０秒±３０秒に設定する。
次いで、上記切断角度を持って、ランバード原石をワイヤーソー（例えば、線径が約１６０μｍの高張力線）を用いて略２２０μｍの厚みに切断する（Ｓ２）。なお、この切断時に使用する研磨剤としては、例えば、平均粒径が約１１．５μｍの緑色炭化珪素研磨剤である。
【００６３】
これにより、複数の水晶ウエハＳを得ることができる。なお、この時点での水晶ウエハＳの寸法は、例えば、Ｘ方向が約３０ｍｍ、Ｚ方向が約３４．４ｍｍ、厚さが約２２０μｍである。但し、この寸法に限られず、水晶ウエハＳを直径３インチとなるようにしても構わない。更には、長辺が１１ｍｍ以上３４ｍｍ以下、短辺が１１ｍｍ以上２９ｍｍ以下の角型となるように水晶ウエハＳを切断しても構わない。このような寸法にすることで、通常使用される１１ｍｍ角のものに対して、遥かに大きな面積を有する水晶ウエハＳにすることができるので、厚み滑り振動片２を一度により多く製造することができる。
【００６４】
次に、水晶ウエハＳの厚みを所定の厚みである約３４μｍまで研磨する。本実施形態では、３回のラッピング（粗加工）と、１回の仕上げラッピング（仕上げ加工）とを行って徐々に所定の厚みに近づけていく場合を説明する。
まず１回目のラッピングを行う前に、水晶ウエハＳの側面の研磨を行う（Ｓ３）。即ち、切断した１枚毎の水晶ウエハＳを接着剤で張り合わせてブロックにした後、図示しない研磨機で外周の研削を行う。続いて、面摺機にブロックを当ててコーナーの面取りを行い、水晶ウエハＳの方向に識別を付けた後、図示しないラッピング装置で外周をラッピングする。これにより、水晶ウエハＳの寸法精度を出すことができ、且つ、外周を滑らかに仕上げて、水晶ウエハＳの割れや欠けの発生を抑えることができる。その後、加熱等により接着剤を溶解させ、１枚毎の水晶ウエハＳに分離する。そして、分離した水晶ウエハＳを洗浄液中で超音波洗浄して、接着剤を完全に除去する。
【００６５】
続いて、第１回目のラッピングを行う（Ｓ４）。この第１回目のラッピングでは、水晶ウエハＳを図７及び図８に示す研磨装置２０を利用して、厚みを２２０μｍから１２０μｍまで薄くする。即ち、片面５０μｍ研磨を行う。なお、この際厚みが１１０μｍのキャリア２３を用いる。また、加工終了のエンドポイントの検出は、電極棒とネットワークアナライザとによる厚み滑り振動周波数計測（空隙法）に基づいて行っている。後に行う残り２回のラッピング及び仕上げラッピングも同様である。また、緑色炭化珪素研磨剤を砥粒として使用する。これに関しても、後に行う残り２回のラッピング及び仕上げラッピングも同様である。
【００６６】
続いて、第２回目のラッピングを行う（Ｓ５）。この第２回目のラッピングでは、研磨装置２０により、厚みを１２０μｍから８０μｍまで薄くする。即ち、片面２０μｍ研磨を行う。なお、この際厚みが７０μｍのキャリア２３を用いる。
続いて、第３回目のラッピングを行う（Ｓ６）。この第３回目のラッピングでは、研磨装置２０により、厚みを８０μｍから５０μｍまで薄くする。即ち、片面１５μｍ研磨を行う。なお、この際厚みが４０μｍのキャリア２３を用いる。
【００６７】
上述した３回のラッピング（３段階の粗加工）が終了した後、水晶ウエハＳを超音波洗浄する（Ｓ７）。即ち、水晶ウエハＳを図示しないバスケットに収納すると共に、バスケットごと洗浄液に浸漬する。そして、超音波洗浄を行って水晶ウエハＳの表面に付着している砥粒を除去する。この工程は、次の工程で使用されるより細かな粒径の砥粒に、粗加工の砥粒を混ぜないために必要な工程である。
【００６８】
超音波洗浄後、水晶ウエハＳを仕上げラッピングする（Ｓ８）。なお、この工程では、上述した３回のラッピング加工で使用した研磨剤が混入するのを避けるため、同一構成ではあるが別の研磨装置２０を使用する。また、研磨剤としては、アルミナベースの精密ラッピング剤を使用する。また、研磨液としては、水道水ではなく純水を用いると共に、下定盤２４に均一に供給する。
この仕上げラッピングによって、水晶ウエハＳの厚みを５０μｍから所定の厚みである３４μｍまで薄くする。即ち、片面８μｍの研磨を行う。なお、この際厚みが３０μｍのキャリア２３を用いる。
【００６９】
そして、仕上げラッピングが終了した後、水晶ウエハＳの洗浄を再度行う（Ｓ９）。即ち、水晶ウエハＳを再度バスケットに収納した後、超音波洗浄と純水洗浄とを繰り返し行う。またこの際、酸洗浄とアルカリ洗浄とを組み合わせて行う。そして、純水によるすすぎ洗浄の後に、スピン乾燥機により脱水及び乾燥を行う。
これにより、切断研磨工程が終了する。
【００７０】
次いで、水晶ウエハＳの研磨面をエッチングして加工変質層を除去すると共に、水晶ウエハＳの厚みを周波数に応じて決められた規定値内に揃える厚み揃えエッチング（エッチング工程）を行う（Ｓ１０）。
本実施形態では、例えば、エッチング量として４μｍに設定する。まず、水晶ウエハＳの厚みを、図示しない厚み滑り測定器で予め全て測定した後に、一定の厚み毎に分類する。そして、分類した水晶ウエハＳをそれぞれ専用のバスケットに並べた後、所定の時間の間、バスケットごとエッチング液に浸漬する。なおこの間、バスケットをゆっくり上下に揺動させて、水晶ウエハＳの厚みにムラが生じてしまうことを防止する。そして、所定の時間が経過した後、バスケットをエッチング液から取り出すと共に、純水に浸漬させて十分にエッチング液を取り去る。その後、スピン乾燥を行った後、水晶ウエハＳの厚みを再度測定し、規定値内に入っていれば本工程を終了する。測定した結果、仮に水晶ウエハＳの厚みが規定値内に入っていない場合には、再度本工程によるエッチングを繰り返す。
なお、エッチング液としては、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムとの混合液を使用する。また、エッチング液のエッチング速度は、別のサンプルで予め求めておき、エッチング対象の水晶ウエハＳのエッチング時間を決定している。
【００７１】
なお、上述した工程の際、水晶ウエハＳの厚みを３０μｍ以上１６０μｍ以下の範囲内に仕上げることが好ましい。このようにすることで、実用的な周波数範囲（例えば、共振周波数が４８ＭＨｚ）の厚み滑り振動片２を製造することができる。なお、下限値である３０μｍは、研磨加工中の割れ、欠けやキャリア２３の破損による歩留まり低下を考慮した値である。一方、上限値である１６０μｍは、ＡＴカット又はＢＴカットに要求される周波数帯に相当する厚みと、原石を切断した後に実施される研磨加工の取りしろ値とを考慮した値である。
【００７２】
そして、水晶ウエハＳの厚み揃えが終了した後、再び洗浄を行う（Ｓ１１）。即ち、水晶ウエハＳをバスケットに収納した後、超音波洗浄と純水洗浄とを繰り返し行う。またこの際、酸洗浄とアルカリ洗浄とを組み合わせて行う。そして、純水によるすすぎ洗浄の後に、スピン乾燥機により脱水及び乾燥を行う。
【００７３】
次に、水晶ウエハＳの両面にクロムを薄膜状に堆積させたクロム層１５をそれぞれ成膜すると共に、該クロム層１５上に金を薄膜状に堆積させた金層１６をさらに成膜する金属層成膜工程を行う。
具体的には、まず、厚み揃えが終了した水晶ウエハＳを所定のバスケットにセットして、水晶ウエハＳの準備を行う（Ｓ２０）。そして、純水や６０℃程度の温度に加熱した温純水や超純水にバスケットを浸漬して、水晶ウエハＳを洗浄する（Ｓ２１）。洗浄した後、水晶ウエハＳをスピン乾燥機等で脱水する。脱水後、真空中で水晶ウエハＳを加熱し、吸着した水分を脱利させる。次いで、スパッタ装置等の図示しない成膜装置を利用して、水晶ウエハＳの両面にクロム層１５と金層１６とを積層した状態でそれぞれ成膜する（Ｓ２２）。
この際、クロム層１５の厚みが数百Åとなるように成膜すると共に、金層１６の厚みが数千Åとなるように成膜を行う。また、水晶ウエハＳの両面に対して同時に成膜を行っても構わないし、片面だけ先に成膜した後、裏返して残りの片面を成膜しても構わない。なお、クロム層１５と金層１６とを積層した積層膜Ｐは、後に励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３となるものである。
【００７４】
次いで、クロム層１５及び金層１６をフォトリソ技術によりエッチングして、所定の形状にパターニングする金属層エッチング工程を行う。この際、後に製造される水晶板１０と同じ大きさのクロム層１５及び金層１６が、それぞれ繋がった状態で複数配列されるようにパターニングを行う。
具体的には、まず、水晶ウエハＳの両面にレジスト（ネガ型のフォトレジスト）をそれぞれ塗布する（Ｓ２３）。即ち、水晶ウエハＳの片面にレジストを塗布して所定の温度で処理した後、残りの片面に同様にレジストを塗布する。両面にレジストを塗布した後、８０℃程度の温度で熱処理を行う。
【００７５】
続いて、複数の厚み滑り振動片２の水晶板１０の外形形状を形成し、且つ、水晶板１０が連結部１０ａを介して水晶ウエハ１０に繋がるようにするための図示しない外形形成用マスクを用意する。そして、この外形形成用マスクを利用して、水晶ウエハＳの両面に形成されたレジストを同時に露光した後、現像を行ってレジストによる外形パターンを形成する（Ｓ２４）。
続いて、レジストによる外形パターンをマスクとして、クロム層１５及び金層１６をエッチングする（Ｓ２５）。この際、クロム層１５をエッチングするエッチング液としては、例えば、フェリシアン化カリウムと水酸化カリウムの水溶液とを混合させた水溶液等が用いられる。また、金層１６をエッチングするエッチング液としては、例えば、ヨウ素、無水エタノール、ヨウ化カリウム、純水等の混合液が用いられる。
【００７６】
そして、不要となったレジストを剥離する（Ｓ２６）。これにより、水晶ウエハＳの両面には、後に製造される厚み滑り振動片２の水晶板１０と同じ外形形状で且つ一端に連結部１０ａと重なる同様の連結部Ｐ１を有するクロム層１５及び金層１６の積層膜Ｐのパターンが複数配列される。この状態の水晶ウエハＳの片面を、図９（ａ）に示す。この図９（ａ）の斜線で示す領域が、上述した積層膜Ｐがパターニングされた領域である。また、この領域は、後の水晶エッチング工程（Ｓ２９）でマスクとなる領域であり、白地の部分がエッチングにより溶解して取り去られる部分に相当している。そして、レジストを剥離した後、水晶ウエハＳを超音波洗浄すると共に、スピン乾燥機で脱水した後、クリーンオーブンで乾燥させる。
【００７７】
上記金属層エッチング工程後、水晶板１０が連結部１０ａを介して水晶ウエハＳに連結されるように、パターニングしたクロム層１５及び金層１６からなる積層膜Ｐをマスクとして水晶ウエハＳをフォトリソ技術によりエッチングすると共に、パターニングしたクロム層１５及び金層１６からなる積層膜Ｐを、励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３のパターンに沿ってエッチングする電極パターン形成工程を行う。
本実施形態では、まず、水晶ウエハＳのエッチングを行う前に、積層膜Ｐに対してレジストによる電極パターンを形成する場合を説明する。
【００７８】
まず、上述した方法と同様の方法により、水晶ウエハＳの両面に再度レジストを塗布する（Ｓ２７）。続いて、励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３のレジストによるパターンを形成するための図示しない電極パターン形成用マスクを用意する。そして、この電極パターン形成用マスクを利用して、水晶ウエハＳの両面に形成されたレジストを同時に露光した後、現像を行ってレジストによる電極パターンを形成する（Ｓ２８）。
【００７９】
なお、本工程は、次工程である水晶ウエハＳのエッチング工程（Ｓ２９）の後に実施することも可能であるが、本実施形態のようにエッチング前に行うことが好ましい。つまり、水晶ウエハＳをエッチングする前であるので、水晶ウエハＳには上述した積層膜Ｐの段差しかなく、十分に平坦であり、レジスト膜の厚みを十分均一に形成することができる。従って、レジストのパターンを精度良く形成することが可能である。仮に、水晶ウエハＳのエッチング後に本工程を実施する場合には、レジストの塗布装置に制限があり、且つ、レジストの厚みの管理もより厳密にしなければならない。但し、これらの事に注意すれば、水晶ウエハＳのエッチング後に本工程を実施しても構わない。
【００８０】
続いて、先の工程（Ｓ２５）で形成したクロム層１５及び金層１６の積層膜Ｐをマスクとして、水晶ウエハＳをエッチングして、振動片の外形を形成する（Ｓ２９）。この際、水晶ウエハＳをエッチングするエッチング液としては、例えば、フッ化水晶酸と酸性フッ化アンモニウム水溶液とを混合させた水溶液等が用いられる。
これにより、図９（ｂ）に示すように、１枚の水晶ウエハＳから後に厚み滑り振動片２となる水晶板１０を、連結部１０ａを介して水晶ウエハＳに連結した状態で複数形成することができる。なお、図９（ｂ）では、クロム層１５及び金層１６の図示を省略している。また、図９（ｂ）では、厚み滑り振動片２の水晶板１０はウエハの中心近傍に存在する種結晶を境にして上段と下段との２段に配置され、且つ、各段ともに８個ずつの水晶板１０が形成された列が複数配置されている。例えば、厚み滑り振動片２の水晶板１０の長辺が約２ｍｍで短辺が約１．１ｍｍの外形のとき、長辺が約３４ｍｍで短辺が約２９ｍｍの水晶ウエハＳを用いた場合には、厚み滑り振動片２の水晶板１０の取り個数は約１５０から約２００個となる。
【００８１】
続いて、前述の工程（Ｓ２８）で形成したレジストによる電極パターンをマスクとして、クロム層１５及び金層１６からなる積層膜Ｐをエッチングする（Ｓ３０）。つまり、フォトリソ技術により、励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３のパターンに沿ってクロム層１５及び金層１６をエッチングする。なお、この際使用するエッチング液は、上述したものと同様のものを使用する。
このように、電極パターン形成工程を行うことで、水晶ウエハＳに連結部１０ａで連結された状態の厚み滑り振動片２を複数形成することができる。この時点では、図１０及び図１１に示すように、励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３は、共にクロム層１５及び金層１６から構成されている。なお、図１０から図１３においては、連結部１０ａの図示を省略している。
【００８２】
続いて、不要となったレジストを剥離する（Ｓ３１）。また、レジストを剥離した後、水晶ウエハＳを超音波洗浄すると共に、スピン乾燥機で脱水した後、クリーンオーブンで乾燥させる。
【００８３】
次に、水晶板１０の両面に形成された励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３のうち、引き出し電極１２領域における少なくとも一部分の金層１６、又は、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６を、フォトリソ技術によりエッチングして除去する金層除去工程を行う。なお、本実施形態では、引き出し電極１２領域における金層１６を全て除去する。
具体的には、まず、上述したと同様に水晶ウエハＳの両面にレジストを再度塗布する（Ｓ３２）。続いて、引き出し電極１２領域における金層１６を剥離するための図示しない金層剥離用マスクを用意する。そして、この金層剥離用マスクを利用して、水晶ウエハＳの両面に形成されたレジストを同時に露光した後、現像を行ってレジストによる金層剥離パターンを形成する（Ｓ３３）。
【００８４】
続いて、レジストによる金層剥離パターンをマスクとして、引き出し電極１２領域における金層１６をエッチングする（Ｓ３４）。この際、金層１６をエッチングするエッチング液としては、例えば、ヨウ素、無水エタノール、ヨウ化カリウムや純水等の混合液が用いられる。これにより、図１２に示すように、引き出し電極１２領域における金層１６が剥離され、下地となっているクロム層１５が露出した状態となる。なお、この時点では、水晶板１０の両面に形成されたマウント電極１３は、互いに電気的に接続されていない。
続いて、不要となったレジストを剥離する（Ｓ３５）。また、レジストを剥離した後、水晶ウエハＳを超音波洗浄すると共に、スピン乾燥機で脱水した後、クリーンオーブンで乾燥させる。
【００８５】
次に、水晶板１０の両面に形成されたマウント電極１３を互いに電気的に接続させるために、金属マスクを有する図示しない成膜用治具に水晶ウエハＳをセットする治具セット工程を行う（Ｓ３６）。この金属マスクは、例えば、薄いステンレス製の金属プレートであり、水晶ウエハＳを成膜用治具にセットした際に、複数の水晶板１０の側面に側面金属層１４を形成する領域以外を隠すようになっている。
【００８６】
水晶ウエハＳをセットした後、図示しない成膜装置を利用して、複数の水晶板１０の側面にだけ、クロムを薄膜状に堆積させたクロム層１５を成膜すると共に、該クロム層１５上に金を薄膜状に堆積させた金層１６をさらに成膜する側面金属層成膜工程を行う（Ｓ３７）。これにより、図１３及び１４に示すように、水晶板１０の両面に形成されたマウント電極１３を、クロム層１５及び金層１６からなる側面金属層１４を介して互いに電気的に接続することができる。
なお、金層１６の厚みとしては、例えば、１０００Åから１５００Å程度である。また、側面金属層１４を形成する際に、水晶板１０の両面側からそれぞれ成膜することが好ましい。
【００８７】
側面金属層１４を形成した後、水晶ウエハＳを成膜用治具から取り外す（Ｓ３８）。そして、最後に各水晶板１０と水晶ウエハＳとを連結していた連結部１０ａを切断して切り離し、水晶板１０を個片化する切断工程を行う。
その結果、水晶ウエハＳから、励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３が水晶板１０の外表面上に形成された図２に示す厚み滑り振動片２を一度に複数製造することができる。特に、１枚の水晶ウエハＳから複数の厚み滑り振動片２を製造できるので、効率の良い製造を行うことができる。
【００８８】
次に、上述したように厚み滑り振動片２を製造した後、図１に示す厚み滑り振動子１を製造するまでの工程について、図１５に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施形態では、図１６に示す製造装置３０を利用して製造する場合を例に挙げて説明する。初めに、この製造装置３０について簡単に説明する。
この製造装置３０は、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、図示しない搬送ベルトによって移動可能なマウント治具３１と、該マウント治具３１上に取り付けられた振動片ホルダ３２と、該マウント治具３１上に着脱自在に固定されるパレット３３とを備えている。
【００８９】
マウント治具３１は、上面視矩形状に形成されており、両端に形成された開口３１ａを介して搬送ベルトに嵌合固定されるようになっている。そして、マウント治具３１は、搬送ベルトによって、図１７に示すように、ワーク供給ステーションＳ１、マウントステーションＳ２、取り出しステーションＳ３間を順に循環されるようになっている。そして、各ステーションＳ１、Ｓ２、Ｓ３で各処理が適宜行われることにより、厚み滑り振動子１が製造されるようになっている。これについては、後に詳細に説明する。
【００９０】
振動片ホルダ３２には、図１６（ｂ）に示すように、厚み滑り振動片２を位置決めさせる凹部３２ａが、長手方向に沿って所定間隔毎に複数形成されている。これにより、図１６（ａ）に示すように、複数の厚み滑り振動片２を所定の間隔に並べた状態で固定することができるようになっている。
また、パレット３３は、上面視矩形状で且つ断面視Ｌ字状に形成されており、図１６（ｂ）に示すように、上部にプラグ４を嵌め込むことができる凹部３３ａが、長手方向に沿って所定間隔毎に複数形成されている。この凹部３３ａは、円筒状のステム５を上方から嵌合できるように、底面が円筒内面の溝状に形成されている。この凹部３３ａによって、図１６（ａ）に示すように、複数のプラグ４を所定の間隔に並べた状態でパレット３３に固定できるようになっている。なお、パレット３３の凹部３３ａの間隔は、振動片ホルダ３２の凹部３２ａの間隔と同じ間隔に設定されている。これにより、複数の厚み滑り振動片２と複数のプラグ４とを、それぞれ対向するように位置決めした状態で確実に並べることができるようになっている。
【００９１】
次いで、このように構成された製造装置３０を利用して厚み滑り振動子１を製造する場合について説明する。
まず、搬送ベルトを駆動してマウント治具３１を図１７に示すワーク供給ステーションＳ１に移動させる。そして、ワーク供給ステーションＳ１にて、図示しないロボット等により、振動片ホルダ３２に形成された凹部３２ａに複数の厚み滑り振動片２を整列させる（Ｓ４０）。またこれと同時に、ワーク供給ステーションＳ１にて、複数のプラグ４をパレット３３の凹部３３ａにセットしておく。
【００９２】
次いで、ワーク供給ステーションＳ１にて、複数のプラグ４が予めセットされたパレット３３を図示しないロボット等により、マウント治具３１に装着する（Ｓ４１）。これにより、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、各厚み滑り振動片２のマウント電極１３上に、各プラグ４のインナーリード６ａが位置した状態になる。
【００９３】
次いで、搬送ベルトを駆動してマウント治具３１をワーク供給ステーションＳ１から図１７に示すマウントステーションＳ２に移動させる。そして、各プラグ４を、バネ性を有する図示しないインナーリード押さえ工具で押さえつけ、インナーリード６ａをマウント電極１３に対して密着させる（Ｓ４２）。
【００９４】
インナーリード６ａとマウント電極１３とを密着させた後、加熱した熱風をインナーリード６ａに当ててインナーリード６ａの外表面に予め施されている錫−銅メッキを溶解させる。すると、溶解したメッキ膜Ｍは、図１８及び図１９に示すように、厚み滑り振動片２のマウント電極１３に流れると共に、マウント電極１３領域の金層１６に対して十分に濡れるので、強固な半田接続となる。これにより、インナーリード６ａとマウント電極１３とを、機械的及び電気的に接続することができる（Ｓ４３）。
【００９５】
特に本実施形態では、金層除去工程により、引き出し電極１２領域における金層１６を除去してクロム層１５だけにしているので、上述した接続の際に鉛を使用しない錫−銅メッキを使用したとしても、従来のものとは異なり、メッキ膜Ｍの拡散を途中で抑えることができる。
即ち、従来では、金層１６に沿って励振電極１１までメッキ膜Ｍが拡散してしまっていた。これに対して本実施形態では、金層１６が途中で除去されているので、図１８及び図１９に示すように、メッキ膜Ｍが引き出し電極１２まで流れず、励振電極１１にまで拡散する前に止まってしまう。このように、金層１６を除去することで、メッキ膜Ｍが励振電極１１まで拡散してしまうことを防止することができる。つまり、金層１６が除去された領域を、拡散防止領域として機能させることができる。
【００９６】
従って、この厚み滑り振動片２は、周波数が大幅に変動する恐れがなく、後に周波数調整工程を行ったときに、確実に所望する周波数内に収めることができる。このように、高品質な厚み滑り振動片２を用いているので、信頼性の向上化を図ることができる。
また、本実施形態では、側面金属層１４により水晶板１０の両面のマウント電極１３が電気的に接続されているので、インナーリード６ａを水晶板１０の裏表に関係なくマウント電極１３に対して確実に接続することができる。つまり、上述したように、厚み滑り振動片２を片面だけでインナーリード６ａに接続できるので、製造が容易になり、製造効率を高めることができる。
【００９７】
次いで、複数のプラグ４及び厚み滑り振動片２について、インナーリード６ａとマウント電極１３との接続が終了した後、搬送ベルトを駆動してマウント治具３１を図１７に示す取り出しステーションＳ３に移動させる。そして、取り出しステーションにて、図示しないロボット等によりパレット３３をマウント治具３１から取り外す。
なお、取り出しステーションＳ３にてパレット３３が取り外されたマウント治具３１は、搬送ベルトの駆動により自動回収ラインに沿ってワーク供給ステーションＳ１に再び移動させられる。その後、再び複数の厚み滑り振動片２と、複数のプラグ４が予めセットされたパレット３３とが供給された後、上述した工程を繰り返す作業に用いられる。
【００９８】
次いで、パレット３３上で互いに接合された厚み滑り振動片２とプラグ４とを、半田接続による歪みを除去する目的で、真空中において所定の温度で加熱する真空ベーキングを行う（Ｓ４４）。真空ベーキング後、互いに接合された厚み滑り振動片２とプラグ４とを、２つのイオン発生源を内部に有する図示しない真空チャンバー内にセットする。そして、真空チャンバー内でアルゴンプラズマを発生させて、アルゴンイオンで片面の励振電極１１を薄く削る方式で周波数調整を行う（Ｓ４５）。
この周波数調整は、最初のイオン源でまず高速に周波数を粗く調整した後、次のイオン源で精密に周波数を調整する。また、この周波数調整は、周波数が低い領域から徐々に高くし、所定の周波数幅に収まったところで調整を終了する。
【００９９】
次いで、ケース３をプラグ４と同一のピッチで図示しない所定の治具に整列させる。そして、真空中で複数のプラグ４の各ステム５に沿って、所定の荷重を加えながらケース３を挿入する（Ｓ４６）。なお、真空中ではなく、Ｎ2等の不活性ガス中で圧入を行っても構わない。これにより、ケース３内に厚み滑り振動片２を気密封止することができ、図１に示す厚み滑り振動子１を製造することができる。
なお、圧入を行う前に、プラグ４、厚み滑り振動片２及びケース３等を十分に加熱して、表面吸着水分等を脱利させておく。
【０１００】
次いで、スクリーニングを行う（Ｓ４７）。このスクリーニングは、周波数や共振抵抗値の安定化を図ると共に、ケース３を圧入した圧入箇所に、圧縮応力に起因する金属ウイスカが発生してしまうことを抑制するために行うものである。次いで、厚み滑り振動子１の電気特性検査を行う（Ｓ４８）。即ち、厚み滑り振動片２の共振周波数、共振抵抗値、ドライブレベル特性（共振周波数及び共振抵抗値の励振電力依存性）等を測定し、分類する。また、絶縁抵抗特性をチェックする。
【０１０１】
そして最後に、パレット３３から厚み滑り振動子１を取り外す（Ｓ４９）。これにより、所望の電気特性に調整された厚み滑り振動子１を製造することができる。
特に、本実施形態の厚み滑り振動子１は、上述したように周波数が大幅に変動することがない信頼性の向上した高品質の厚み滑り振動片２を有しているので、同様に振動子としての高品質化を図ることができる。また、厚み滑り振動片２は、内部に気密封止されているので、空気のダンピングの影響を受けずに高精度に振動することができる。また、塵埃等の影響を受けないことからも品質に優れている。
【０１０２】
なお、上記実施形態では、金層除去工程の際に、引き出し電極１２領域における金層１６を全て除去したが、一部除去するだけでも構わない。
即ち、図２０及び図２１に示すように、引き出し電極１２領域における金層１６の一部（マウント電極１３近傍の金層１６）を所定距離Ｈ（例えば、１０μｍ以上５０μｍ以下）だけ除去しても構わない。この場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
このように、引き出し電極１２領域において金層１６を全て除去せずに一部だけ除去しても構わない。つまり、引き出し電極１２領域における少なくとも一部分の金層１６を除去すれば、メッキ膜Ｍが励振電極１１まで拡散してしまうことを防止することができる。
【０１０３】
また、引き出し電極１２領域における金層１６ではなく、図２２から図２５に示すように、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６を所定距離Ｈ（例えば、１０μｍ以上５０μｍ以下）だけ除去しても構わない。この場合であっても、図２５に示すように、マウント電極１３とインナーリード６ａとを接続する際に、メッキ膜Ｍがマウント電極１３上に留まるので、励振電極１１上まで拡散してしまうことを防止することができる。従って、この場合であってもやはり同様の作用効果を奏することができる。
【０１０４】
次に、本発明に係る厚み滑り振動片、厚み滑り振動子及び厚み滑り振動片の製造方法の第２実施形態を、図２６から図３０を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。また、図２６から図３０においても、クロム層及び金層を誇張して図示している。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では厚み滑り振動片２の片面に２つのインナーリード６ａが接続されていたのに対し、第２実施形態では、厚み滑り振動片２の両面にインナーリード６ａがそれぞれ接続されている点である。
【０１０５】
即ち、本実施形態の厚み滑り振動子５０は、  図２６に示すように、各励振電極１１に電気的に接続されたマウント電極１３が片面にのみ形成された厚み滑り振動片５１を備えている。そして、２本のインナーリード６ａが厚み滑り振動片５１を両側から挟むように配置されており、水晶板１０の片面にそれぞれ形成されたマウント電極１３に接続されている。
【０１０６】
本実施形態の厚み滑り振動片５１は、図２７から図３０に示すように、水晶板１０の両面に励振電極１１が対向するように形成されている。そして、各励振電極１１に電気的に接続する引き出し電極１２及びマウント電極１３のみが、水晶板１０の片面にだけ形成されている。つまり、第１実施形態のように、一方の励振電極１１に電気的に接続されるマウント電極１３が水晶板１０の両面にそれぞれ形成されているのではなく、片面にだけ形成されている。
また、本実施形態の厚み滑り振動片５１は、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６が除去されており、この部分だけ下地のクロム層１５が露出している。
【０１０７】
このように構成された厚み滑り振動子５０を製造する場合には、プラグ４と厚み滑り振動片５１とを接続する際に、水晶板１０を両面から挟むように２本のインナーリード６ａを配置して、該インナーリード６ａとマウント電極１３とを接触させる。そして、インナーリード６ａに熱風を当てて、メッキを溶解させ、インナーリード６ａとマウント電極１３とを接続する。この際、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６が除去されているので、メッキ膜Ｍがマウント電極１３上だけに留まる。よって、励振電極１１上まで拡散してしまうことを防止することができる。従って、本実施形態の場合であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１０８】
特に、本実施形態の厚み滑り振動片５１は、各励振電極１１に接続されているマウント電極１３が水晶板１０の片面にだけ形成されているので、第１実施形態のように側面金属層１４を形成する必要がない。よって、厚み滑り振動片５１を製造する際に、側面金属層成膜工程（Ｓ３６からＳ３８）を省略することができる。従って、製造時間の短縮及び製造工程の短縮を図ることができ、製造効率をさらに高めることができる。
【０１０９】
なお、本実施形態において、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６を除去したが、この場合に限られず、第１実施形態のように、引き出し電極１２領域における金層１６を全て除去しても構わないし、一部分を除去しても構わない。
本発明は、このように該当する金層１６の領域を、フォトリソ技術を用いて取り除いているので、加工精度は、厚み滑り振動片が小型になっても水晶ウエハＳの両面の全面に亘って維持できる。従って、小型化しても、品質バラツキの少ない厚み滑り振動子を提供することが可能となる。
【０１１０】
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図３１を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態の厚み滑り振動子１を有する発振器の場合を例に挙げて説明する。
本実施形態の発振器５５は、図３１に示すように、厚み滑り振動子１を、集積回路５６に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器５５は、コンデンサ等の電子部品５７が実装された基板５８を備えている。基板５８には、発振器用の上記集積回路５６が実装されており、この集積回路５６の近傍に、厚み滑り振動子１の厚み滑り振動片２が実装されている。これら電子部品５７、集積回路５６及び厚み滑り振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【０１１１】
このように構成された発振器５５において、厚み滑り振動子１に電圧を印加すると、該厚み滑り振動子１内の厚み滑り振動片２が振動する。この振動は、厚み滑り振動片２が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路５６に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路５６によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、厚み滑り振動子１が発振子として機能する。
【０１１２】
上述したように、本実施形態の発振器５５によれば、耐熱性に優れた高品質な厚み滑り振動子１を備えているので、発振器５５自体の高品質化を図ることができ、製品の信頼性を向上することができる。また、これに加え、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。
【０１１３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【０１１４】
例えば、上記各実施形態では、厚み滑り振動片２、５１の外形形状を矩形状として説明したが、この場合に限られず、円形状でも構わないし、外形形状は自由に設計して構わない。
【０１１５】
ここで、本発明に係る厚み滑り振動片の変形例として、逆メサ構造の厚み滑り振動片６０について、図３２から図３５を参照して説明する。なお、第１実施形態の厚み滑り振動片２の構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
この厚み滑り振動片６０は、図３２から図３４に示すように、外形が矩形状に形成された水晶板１０を備えており、該水晶板１０の両面の略中央部分には上面視円形状で且つ断面視台形状の凹部６１が形成されている。これにより水晶板１０は、凹部６１が形成された領域で厚みが薄くなっている。
【０１１６】
そして、水晶板１０の両面に形成された凹部６１内にそれぞれ励振電極１１が形成されている。また、各励振電極１１には、引き出し電極１２及びマウント電極１３が水晶板１０の片面にだけ形成されている。つまり、第２実施形態のように一方の励振電極１１に電気的に接続されるマウント電極１３が、水晶板１０の片面にだけ形成されている。
また、本実施形態の厚み滑り振動片６０は、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６が除去されており、この部分だけ下地のクロム層１５が露出している。
【０１１７】
次にこのように構成された逆メサ構造の厚み滑り振動片６０の製造方法について、図３５に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお、図６に示すフローチャートと同じ工程の場合には、同一の符号付しその説明を簡略化している。
【０１１８】
まず、厚み揃えが終了した水晶ウエハＳを所定のバスケットにセットして準備（Ｓ２０）した後、洗浄を行う（Ｓ２１）。次いで、スパッタ装置等の成膜装置を利用して、水晶ウエハＳの両面にクロム層１５と金層１６とを積層した状態でそれぞれ成膜する（Ｓ２２）。次いで、水晶ウエハＳの両面にレジストをそれぞれ塗布する（Ｓ２３）。続いて、複数の厚み滑り振動片６０の外形形状を形成するための図示しない外形形成用マスクを利用して、水晶板１０が連結部１０ａを介して水晶ウエハＳに連結されるように、水晶ウエハＳの両面に形成されたレジストを同時に露光した後、現像を行ってレジストによる外形パターンを形成する（Ｓ２４）。
【０１１９】
続いて、レジストによる外形パターンをマスクとして、クロム層１５及び金層１６をエッチングする（Ｓ２５）。そして、不要となったレジストを剥離する（Ｓ２６）。これにより、水晶ウエハＳの両面には、後に製造される厚み滑り振動片６０の水晶板１０と同じ大きさのクロム層１５及び金層１６がそれぞれ独立した状態で複数配列された状態となる。なお、この時点では、水晶ウエハＳにはまだ何も加工がなされていない。
【０１２０】
次に、水晶ウエハＳの両面に再度レジストを塗布する（Ｓ２７）。続いて、外形の部分を残し、且つ、凹部６１に相当する部分のレジストが剥離されるようにレジストを露光、現像してレジストパターンを形成する（Ｓ５０）。続いて、前述の工程（Ｓ２４）で形成したクロム層１５及び金層１６からなる積層膜Ｐをマスクとして、水晶ウエハＳをエッチングする（Ｓ５１）。これにより、１枚の水晶ウエハＳから後に厚み滑り振動片６０となる水晶板１０を、連結部１０ａを介して水晶ウエハＳに連結した状態で複数形成することができる。続いて、水晶ウエハＳをエッチング液に浸漬して、先ほど形成したレジストパターンをマスクとしてクロム層１５及び金層１６を溶解させる（Ｓ５２）。これにより、水晶板１０が上面視円形状で露出した状態となる。
【０１２１】
次いで、前の工程で露出した部分の水晶板１０をエッチングする（Ｓ５３）。これにより、水晶板１０の両面に凹部６１をそれぞれ形成することができ、逆メサ構造とすることができる。なお、この部分の水晶板１０の厚みは僅かであるので、エッチングレートを管理しながらエッチングを慎重に行う。
次いで、マスクとなっていたレジスト及びクロム層１５及び金層１６を全て剥離（Ｓ５４）した後、改めて、水晶板１０の両面にクロム層１５及び金層１６を成膜する（Ｓ５５）。なお、この２回目に成膜されたクロム層１５と金層１６とからなる積層膜Ｐが、後に励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３となるものである。
【０１２２】
次いで、水晶ウエハＳの両面にレジストをそれぞれ塗布する（Ｓ５６）。続いて、各電極のパターンを形成するための図示しない電極パターン形成用マスクを利用して、水晶ウエハＳの両面に形成されたレジストを同時に露光した後、現像を行ってレジストによる電極パターンを形成する（Ｓ５７）。続いて、レジストによる電極パターンをマスクとして、クロム層１５及び金層１６からなる積層膜Ｐをエッチングする（Ｓ５８）。
これにより、水晶板１０の両面に形成された凹部６１内に励振電極１１を形成することができると共に、各励振電極１１に接続された引き出し電極１２及びマウント電極１３を水晶板１０の片面にのみ形成することができる。なお、この時点では、励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３は、共にクロム層１５及び金層１６から構成されている。
【０１２３】
そして、不要となったレジストを剥離する（Ｓ５９）。次いで、上述したと同様に水晶ウエハＳの両面にレジストを再度塗布する（Ｓ６０）。続いて、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６を剥離するための金層剥離用マスクを用意する。そして、この金層剥離用マスクを利用して、レジストを同時に露光した後、現像を行ってレジストによる金層剥離パターンを形成する（Ｓ６１）。続いて、このレジストによる金層剥離パターンをマスクとして、金層１６をエッチングする（Ｓ６２）。これにより、図３２に示すように、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６が剥離され、下地となっているクロム層１５が露出した状態となる。そして、最後に不要となったレジストを剥離する（Ｓ６３）。
その結果、図３２に示すように、逆メサ構造の厚み滑り振動片６０を製造することができる。
【０１２４】
このように製造された逆メサ構造の厚み滑り振動片６０も、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、この厚み滑り振動片６０は、凹部６１の部分で水晶板１０の厚みが薄いので、基本波の発振周波数をさらに高周波側に上げることができる。例えば、基本波の発振周波数が５０ＭＨｚを越えるような高周波（例えば、７６．８ＭＨｚ）に周波数を上げることができる。
なお、前述した実施形態における水晶の外形及び逆メサ部のエッチングには、フッ酸系のエッチング液によるウエットエッチングに限られず、ハロゲン系ガスを用いたドライエッチング、例えば、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）等を利用することも可能である。
【０１２５】
次に、本発明に係る厚み滑り振動片１１０の変形例として、振動漏れを抑制することができる厚み滑り振動片１１０について、図３６から図４８を参照して説明する。なお、第１実施形態の厚み滑り振動片２の構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
この厚み滑り振動片１１０は、図３６及び図３７に示すように、外形が矩形状に形成された水晶板１０と、水晶板１０の両面に形成された励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３と、水晶板１０の側面に形成された側面金属層１４と、励振電極１１の周囲を一周囲むようにリング状（環状）に形成され、水晶板１０の振動漏れを抑制する環状溝１１１と、を備えている。
【０１２６】
本実施形態の励振電極１１は、水晶板１０の両面の略中央部分に配置され、直径ｄ１の円形に形成されている。環状溝１１１は、上述したように円形の励振電極１１の周囲を一周囲むように該励振電極１１の外側で同心円状に形成された溝であり、例えば、中心間距離が直径ｄ２とされている。この環状溝１１１によって、水晶板１０には他の部分よりも厚みが薄くなった薄肉部１０ｂが形成されている。つまり、励振電極１１は、この薄肉部１０ｂで周囲が囲まれた状態となっている。そのため、励振電極１１によって生じた水晶板１０の厚み滑り振動は、この薄肉部１０ｂを超えて水晶板１０の外側に伝わり難くなる。よって、振動漏れを抑制することができるようになっている。なお、環状溝１１１の幅や深さは、振動漏れ量に応じて決定される。
また、本実施形態の厚み滑り振動片１１０は、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６が除去されており、この部分だけ下地のクロム層１５が露出している。
【０１２７】
次に、このように構成された厚み滑り振動片１１０の製造方法について、図３８に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお、図６に示すフローチャートと同じ工程の場合には、同一の符号を付しその説明を簡略化する。なお、以降に示す図３９から図４８は、図３７と同じように、図３６で示す切断線Ｖ−Ｖ線に沿った断面を示す図である。
【０１２８】
まず、厚み揃えが終了した水晶ウエハＳを所定のバスケットにセットして準備（Ｓ２０）した後、洗浄を行う（Ｓ２１）。次いで、スパッタ装置等の成膜装置を利用して、水晶ウエハＳの両面に所定の金属を薄膜状に堆積させたエッチング用金属層をそれぞれ成膜する第１の金属層成膜工程を行う。なお、本実施形態では、エッチング用金属層として、クロム層１５と金層１６とからなる積層膜Ｐを用いた場合を例にして説明する。
よって、水晶ウエハＳの両面に、クロム層１５を成膜すると共に、該クロム層１５上に金層１６を成膜する（Ｓ２２）。次いで、図３９に示すように、水晶ウエハＳの両面にレジスト１１２をそれぞれ塗布する（Ｓ２３）。
【０１２９】
次に、エッチング用金属層、即ち、積層膜Ｐをエッチングして所定の形状にパターニングする金属層エッチング工程を行う。まず、複数の厚み滑り振動片１１０の外形形状を形成するための図示しない外形形成用マスクを利用して、水晶ウエハＳの両面に形成されたレジスト１１２を同時に露光した後、現像を行ってレジスト１１２による外形パターンを形成する（Ｓ２４）。これにより、図４０に示すように、レジスト１１２が部分的に溶解した状態となる。
なお、図４０で示すＷ１は、後に個片化されたときに水晶板１０の幅方向となる寸法を示したものである。またＷ２は、隣接して形成される水晶板１０との間隔を示すものである。なおこのＷ２に該当する寸法部分は、レジスト１１２が現像されて既に溶出されている。
【０１３０】
続いて、レジスト１１２による外形パターンをマスクとして、クロム層１５及び金層１６からなる積層膜Ｐをエッチングする（Ｓ２５）。これにより、図４１に示すように、積層膜ＰがＷ２の幅寸法で部分的にエッチングされる。そして、不要となったレジスト１１２を剥離する（Ｓ２６）。これにより、図４２に示すように、水晶ウエハＳの両面には、後に製造される厚み滑り振動片１１０の水晶板１０と同じ大きさの積層膜Ｐがそれぞれ独立した状態で複数配列された状態となる。なお、この時点では、水晶ウエハＳにはまだ何も加工がなされていない。
【０１３１】
次に、水晶板１０が連結部１０ａを介して水晶ウエハＳに連結されるように、パターニングした積層膜Ｐをマスクとして水晶ウエハＳをエッチングすると共に、後に形成する励振電極１１の周囲を囲むように水晶ウエハＳの両面をエッチングして、水晶板１０の振動漏れを抑制する環状溝１１１を形成するウエハエッチング工程を行う。
まず、水晶ウエハＳの両面に再度レジスト１１２を塗布する（Ｓ２７）。続いて、環状溝１１１に相当する部分のレジスト１１２が剥離されるように、環状溝１１１のパターンを有するマスクでレジスト１１２を露光した後、該レジスト１１２を現像して図４３に示すように溝パターン１１２ａを形成する（Ｓ７０）。なお、図４３で示すＷ３は、溝パターン１１２ａの幅を示すものである。
【０１３２】
続いて、積層膜Ｐをマスクとして、水晶ウエハＳをエッチングする（Ｓ７１）。このエッチングにより、水晶ウエハＳの表裏よりエッチング反応が進行して、図４４に示すように表裏が貫通する。これにより、１枚の水晶ウエハＳから後に厚み滑り振動片１１０となる水晶板１０を、連結部１０ａを介して水晶ウエハＳに連結した状態で複数形成することができる。従って、水晶板１０は、隣り合う左右の水晶板１０と所定の幅Ｗ２を空けた状態で分離する。
【０１３３】
続いて、先ほどパターニング（Ｓ７０にてパターニング）したレジスト１１２をマスクとして、クロム層１５及び金層１６からなる積層膜Ｐをエッチングする（Ｓ７２）。これにより、図４５に示すように、積層膜Ｐがレジストに形成された溝パターン１１２ａに倣ってエッチングされ、幅Ｗ３の環状溝１１１の溝パターン１１２ａが同様に形成される。
【０１３４】
続いて、溝パターン１１２ａが形成された積層膜Ｐをマスクとして、水晶ウエハＳを再度エッチングする（Ｓ７３）。このエッチングにより、図４６に示すように、水晶ウエハＳの両面に、適当な深さで幅がＷ３の環状溝１１１を形成することができる。これにより、水晶ウエハＳには、環状溝１１１によって厚みが薄くなった薄肉部１０ｂが形成される。
このエッチングについて詳細に説明すると、積層膜Ｐに溝パターン１１２ａがエッチングされた時点で、水晶ウエハＳの表面は溝パターン１１２ａと重なっている領域が露出した状態となる。そのため、この露出した領域において、水晶ウエハＳは表裏よりエッチング反応が進行する。このとき、エッチング速度を予め把握しておくことにより、エッチング槽への浸漬時間に基づいてエッチングされる環状溝１１１の深さ等を予想することができる。
【０１３５】
更に、このエッチングについて詳細に述べると、該エッチングの際、水晶板１０の側面が露出しているため、側面が若干エッチングされてしまい、幅寸法Ｗ１が若干縮小してしまう。従って、ここで縮小されてしまう量を予め考慮して、先に行う水晶ウエハＳのエッチング（Ｓ７１）を行うことが好ましい。
【０１３６】
次に、上述した積層膜Ｐを除去した後、水晶ウエハＳの両面に再度クロム層１５と金層１６とをそれぞれ成膜する第２の金属層成膜工程を行う。
まず、図４７に示すように、水晶ウエハＳから積層膜Ｐ及びレジスト１１２を剥離する（Ｓ７４）。そして、この図４７に示す状態を出発点として、以降の工程で励振電極１１、引き出し電極１２、マウント電極１３及び側面金属層１４を形成していく。積層膜Ｐ及びレジスト１１２の剥離が終了した後、改めて水晶ウエハＳの両面にクロム層１５と金層１６とからなる積層膜Ｐを成膜する（Ｓ７５）。なお、この２回目に成膜された積層膜Ｐが、後に励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３となるものである。
【０１３７】
次に、成膜した積層膜Ｐを、励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３の各パターンに沿ってエッチングする電極パターン形成工程を行う。
まず、水晶ウエハＳの両面にレジストをそれぞれ塗布する（Ｓ７６）。続いて、各電極のパターンを形成するための図示しない電極パターン形成用マスクを利用して、水晶ウエハＳの両面に形成されたレジストを同時に露光した後、現像を行ってレジストによる電極パターンを形成する（Ｓ７７）。続いて、レジストによる電極パターンをマスクとして、クロム層１５及び金層１６からなる積層膜Ｐをエッチングする（Ｓ７８）。
これにより、図４８に示すように、水晶板１０の両面に励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３を形成することができる。なお、この時点では、励振電極１１、引き出し電極１２及びマウント電極１３は、共にクロム層１５及び金層１６から構成されている。
【０１３８】
次に、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６を剥離する金層除去工程を行う。
まず、不要となったレジストを剥離する（Ｓ７９）。次いで、水晶ウエハＳの両面にレジストを再度塗布する（Ｓ８０）。続いて、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６を剥離するための金層剥離用マスクを用意する。そして、この金層剥離用マスクを利用して、レジストを同時に露光した後、現像を行ってレジストによる金層剥離パターンを形成する（Ｓ８１）。続いて、このレジストによる金層剥離パターンをマスクとして、金層１６をエッチングする（Ｓ８２）。これにより、マウント電極１３領域における引き出し電極１２近傍の金層１６が剥離され、下地となっているクロム層１５が露出した状態となる。なお、この時点では、水晶板１０の両面に形成されたマウント電極１３は、まだ互いに電気的に接続されていない。そして、不要となったレジストを剥離する（Ｓ８３）。
【０１３９】
次に、水晶板１０の両面に形成されたマウント電極１３を互いに電気的に接続させるために、図６で示した側面金属層１４を形成する各工程（Ｓ３６からＳ３８）を同様に行う。なお、これら各工程の詳細は前述した内容と同様であるので、省略する。
その結果、図３６及び図３７に示すように、水晶板１０の両面に環状溝１１１が形成された厚み滑り振動片１１０を製造することができる。
【０１４０】
このように製造された厚み滑り振動片１１０も、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。それに加え、この厚み滑り振動片１１０は、環状溝１１１が形成されているため、励振電極１１が他の部分よりも厚みが薄くなった薄肉部１０ｂで囲まれた状態となっている。よって、励振電極１１によって生じた厚み滑り振動が、薄肉部１０ｂを超えて外側に伝わり難い。従って、振動漏れを抑制することができ、さらに効率良く厚み滑り振動させることができる。
【０１４１】
なお、この厚み滑り振動片１１０を製造するに当たり、以下の点に注意が必要である。
即ち、引き出し電極１２は、励振電極１１からマウント電極１３の方向に向かって引き出されるものであるが、途中で環状溝１１１を横切るように通過せざるを得ない。そのため、引き出し電極１２を形成する際に、環状溝１１１の角部分或いはその近傍で、断線しないように（パターンが切れないように）注意する必要がある。
【０１４２】
なお、上記実施形態において、励振電極１１を円形とし、環状溝１１１を励振電極１１に対して同心円状に形成したリング状としたが、この場合に限定されるものではない。例えば、励振電極１１を長方形等のような矩形状に形成しても構わないし、六角形等のような多角形状に形成しても構わない。また、環状溝１１１は、励振電極１１の周囲を囲む形状であれば、やはり矩形状でも多角形状でも構わない。
また、水晶ウエハＳをエッチング（Ｓ７１、Ｓ７３）する際に、エッチング液を用いたウェットプロセスを述べたが、これに限られず、ドライエッチングを利用したドライプロセスで行っても構わない。
更に、第１の金属層成膜工程の際に、エッチング用金属層として、クロム層１５及び金層１６からなる積層膜Ｐを用いたが、該積層膜Ｐに限定されるものではない。異なる種類の金属を積層しても構わないし、或いは、単一の金属を成膜しても構わない。
【０１４３】
次に、振動子のパッケージについて述べる。上記第１実施形態及び第２実施形態では、厚み滑り振動子の一例として、シリンダパッケージタイプの厚み滑り振動子１、５０を例に挙げて説明したが、この場合に限られるものではない。例えば、図４９に示すように、箱型パッケージタイプの厚み滑り振動子でも構わない。ここで、この箱型パッケージタイプの厚み滑り振動子７０について、簡単に説明する。なお、第１実施形態の厚み滑り振動片２を備えた場合を例にして説明する。
この厚み滑り振動子７０は、内側に凹部７１ａが形成されたメタル製のベース７１と、該ベース７１の凹部７１ａ内に収容される厚み滑り振動片２と、厚み滑り振動片２を凹部７１ａ内に収容した状態でベース７１に固定されるリッド７２とを備えている。
【０１４４】
ベース７１には、一対のハーメチック封止構造を持つリード７４が配置され、その先端に半田ボール７３が設けられており、該半田ボール７３と厚み滑り振動片２のマウント電極１３とが機械的及び電気的に接続されている。具体的には、マウント電極１３と半田ボール７３とを加圧接触させた状態で加熱することで、マウント電極１３とリード７４とを接続している。この際、第１実施形態で説明したように、半田メッキが励振電極１１側まで拡散する恐れがない。
また、リード７４はベース７１の底面に露出している。即ちこのリード７４は、一端がマウント電極１３に電気的に接続されると共に、他端が外部に接続される外部接続端子として機能する。また、ベース７１の底面には、露出したリード７４を除く領域において図示しない絶縁膜が形成されている。
【０１４５】
リッド７２は、真空中又は不活性ガス雰囲気で、シーム溶接法や電子ビーム溶接法や低融点ガラス等によりベース７１に固定されている。これにより、厚み滑り振動片２は、凹部６１内に気密封止されている。即ち、ベース７１及びリッド７２は、厚み滑り振動片２を気密封止する封止部材７５を構成している。
【０１４６】
このように厚み滑り振動片２をベース７１及びリッド７２で封止することで、マウント電極１３への半田の拡散を防止した高品質な箱型パッケージタイプの厚み滑り振動子７０を得ることができる。なお、この厚み滑り振動子７０を使用する場合には、回路基板上等に載置して、プリント配線とリード７４とを電気的に接続すれば良い。
【０１４７】
更には、第１実施形態のシリンダパッケージタイプの厚み滑り振動子１を、さらにモールド樹脂部で固めて表面実装型振動子としても構わない。
即ち、この表面実装型振動子８０は、図５０及び図５１に示すように、厚み滑り振動子１と、該厚み滑り振動子１を所定の形状で固定するモールド樹脂部８１と、一端側がアウターリード６ｂに電気的に接続されると共に、他端側がモールド樹脂部８１の底面に露出して外部に電気的に接続される外部端子部８２とを備えている。
【０１４８】
この外部端子部８２は、４２アロイ等の金属材料を用い、振動子の長さ方向の断面形状がコの字状に形成されている。従って、樹脂モールドを施した表面実装型にした場合でも、振動子の長さ方向の増加は、最少限に抑制されている。なお、図５１では、モールド樹脂部８１の図示を省略している。
このように厚み滑り振動子１をモールド樹脂部８１で固めることで、回路基板上等に安定して取り付けることができるので、より使用し易く、使い易さが向上する。
【０１４９】
上述した第１実施形態の厚み滑り振動片２において、長辺が約３４ｍｍで短辺が約２９ｍｍの図９に示す水晶ウエハＳを用いて作製する場合には、厚み滑り振動片２の水晶板１０の取り個数が約１５０〜約２００個程度であることは既に述べた。しかしながら、振動子の小型化に伴い、厚み滑り振動片２を一層小型化した場合には１つの水晶ウエハＳからの取り個数を向上することができる。例えば、４８ＭＨｚ用の厚み滑り振動片２で、水晶板１０の長辺（長さ方向で且つ水晶のＸ軸方向）が約８５０μｍ、短辺（幅方向）は約５５０μｍの場合には、取り個数は６１２個となる。
【０１５０】
図５２は、このときの水晶ウエハＳに配置された水晶板１０のレイアウトの一例を示した図である。水晶ウエハＳの中心部は、種結晶が存在するため、この中心部を避けた上下の領域に水晶板１０が配置されている。しかも、全ての水晶板１０が一方向に向くように配置されている。また、個々の水晶板１０は、連結部１０ａによりブリッジ部Ｓ１に接続されている。そして、縦一列に１８個の水晶板１０を配置することができると共に、水晶ウエＳハの短辺方向に１７列配置することが可能である。但し、図５２においては、上下の４列のみを図示しており、その他は図示を省略している。このように配置することで、上側及び下側の取り個数は、それぞれ１８個×１７列＝３０６個となり、１枚の水晶ウエハＳでは３０６個の２倍の６１２個となる。
【０１５１】
なお、上記サイズの水晶板１０を有する厚み滑り振動片２、即ち、長辺が約８５０μｍで、短辺が約５５０μｍの振動片を図６に示すフローチャートにしたがって製作すると共に、図１５に示すフローチャートにしたがって圧電振動子１として実際に組み立てた。その結果、共振抵抗値が約７０Ω以下となり、十分に実用に耐える値となった。
【０１５２】
更に、水晶板１０の配列を工夫してさらに取り個数を増加させた例を図５３に示す。この図５３に示すように、水晶板１０を向かい合わせに配列することで、ブリッジ部Ｓ１の数を減らすことが可能となる。図５２では、１７個のブリッジ部Ｓ１が必要であったが、図５３では、ブリッジ部Ｓ１の数は１１となる。この結果、上側及び下側の領域においては、それぞれ水晶板１０が向かい合わせとなる列が１０列となる。よって、上側及び下側の取り個数は、一列に１８個の水晶板１０が配列されることを勘案して、１８個×２列×１０列＝３６０個となり、１枚の水晶ウエハＳでは３６０個の２倍の７２０個となる。従って、図５２に示す場合よりも、取り個数を１２％増加することができる。
【０１５３】
次に、水晶ウエハＳを大口径化する場合について、３インチの場合について簡潔に説明する。３インチウエハを用いると、先述した長辺が約３４ｍｍで短辺が約２９ｍｍの角型ウエハに比較して、振動片の取り個数は約３倍以上にできる。従って、３インチのような大口径ウエハの実用化は量産上大きな意味を有している。
水晶の切断研磨工程において、キャリア２３は同じく６インチの円板を用い、水晶ウエハＳは適当量の偏心を持たせて配置させた（不図示）。これは、研磨工程中に水晶ウエハＳをキャリア２３内で自転し易くし、水晶ウエハＳ面内で厚みのバラツキを低減させるためのものである。水晶ウエハＳの切断後の厚みは、２２０μｍであり、初回の研磨の厚みの設定値を１３０μｍに、２回目の研磨の厚みの設定値を１００μｍに、最終の厚みの設定値を約６０μｍにそれぞれ設定し、３回の研磨を施した。
【０１５４】
この約６０μｍ程度の厚みは、例えば、映像用携帯機器の信号処理に多用される２４ＭＨｚから２７ＭＨｚ等のＡＴ振動子に用いられる。水晶ウエハＳ内の外周近傍を含む全面に亘る４７点の厚みバラツキを空隙法で測定した結果、その面内厚みのバラツキは約０．３９μｍであったが、振動片を形成する領域の３３点における面内厚みバラツキは、０．２１μｍであった。従って、この３インチの水晶ウエハＳを用いて、前述した実施形態によりＡＴ振動子を製造することができる。
【０１５５】
３インチの水晶ウエハＳの場合、その厚みの限界は、研磨方法を検討して実験した結果、約５０μｍであった。これ以上薄くなる場合、例えば、３０μｍ台になると、ウエハの研磨工程におけるウエハの割れが多くなり、実用上の量産には適さない。また、フォトリソ技術では、溶液や純水を用いるウエット工程が多用されるために、エッチング工程や洗浄作業でもウエハの割れや欠けが発生し易い。また、ウエハを高速回転させて乾燥するスピン乾燥工程においても、割れが発生し易い。これらを勘案すると、３インチウエハの実用上の限界は、約５０μｍであると考えられる。
なお、前述した逆メサ構造を持つ振動子の場合には、凹部の振動領域を除いて、水晶板の厚みは、８０μｍから１００μｍの厚みに設定できるので、３インチの水晶ウエハを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明に係る厚み滑り振動子の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す厚み滑り振動片の平面図である。
【図３】図２に示す切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図４】図２に示す切断線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図５】図２に示す厚み滑り振動片を製造する際の一工程を示すフローチャートである。
【図６】図２に示す厚み滑り振動片を製造する際の一工程を示すフローチャートであって、図５に示すフローチャートの続きである。
【図７】図２に示す厚み滑り振動片を製造する際に使用する研磨装置の一例を示す上面図である。
【図８】図７に示す切断線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【図９】図２に示す厚み滑り振動片を製造する途中の段階における水晶ウエハの平面図であって、（ａ）はクロム層及び金層を所定の形状にパターニングした状態を示す図であって、（ｂ）は後に厚み滑り振動片となる複数の水晶板が連結部を介して水晶ウエハに形成されている状態を示す図である。
【図１０】図２に示す厚み滑り振動片を製造する途中の段階における水晶板の斜視図であって、水晶板の両面にクロム層及び金層が各電極のパターンに沿ってパターニングされた状態を示す図である。
【図１１】図１０に示す矢印Ｄ方向から見た側面図である。
【図１２】図２に示す厚み滑り振動片を製造する途中の段階における水晶板の斜視図であって、図１０に示す状態の後、引き出し電極領域における金層を剥離してクロム層を露出させた状態を示す図である。
【図１３】図２に示す厚み滑り振動片を製造する途中の段階における水晶板の斜視図であって、図１２に示す状態の後、クロム層及び金層からなる側面金属層を水晶板の側面に形成した状態を示す図である。
【図１４】図１３に示す矢印Ｅ方向から見た側面図である。
【図１５】図１に示す厚み滑り振動子を製造する際の一工程を示すフローチャートである。
【図１６】図１に示す厚み滑り振動子を製造する際に使用する製造装置の一例を示す図であって、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す切断線Ｆ−Ｆに沿った断面図である。
【図１７】図１に示す厚み滑り振動子を製造する際に、図１６に示す製造装置のマウント治具に対して各処理を行うステーションを示した図である。
【図１８】図３に示す状態の後、マウント電極とインナーリードとをメッキにより接続した状態を示す図である。
【図１９】図４に示す状態の後、マウント電極とインナーリードとをメッキにより接続した状態を示す図である。
【図２０】図２に示す厚み滑り振動片の変形例を示す図であって、引き出し電極領域における金層の一部が除去されている厚み滑り振動片の上面図である。
【図２１】図２０に示す切断線Ｆ−Ｆに沿った断面図である。
【図２２】図２に示す厚み滑り振動片の変形例を示す図であって、マウント電極領域における引き出し電極近傍の金層が除去されている厚み滑り振動片の上面図である。
【図２３】図２２に示す切断線Ｇ−Ｇに沿った断面図である。
【図２４】図２２に示す切断線Ｈ−Ｈに沿った断面図である。
【図２５】図２４に示す状態の後、マウント電極とインナーリードとをメッキにより接続した状態を示す図である。
【図２６】本発明に係る厚み滑り振動子の第２実施形態を示す構成図である。
【図２７】図２６に示す厚み滑り振動片の平面図である。
【図２８】図２７に示す切断線Ｊ−Ｊに沿った断面図である。
【図２９】図２７に示す切断線Ｋ−Ｋに沿った断面図である。
【図３０】図２７に示す切断線Ｌ−Ｌに沿った断面図である。
【図３１】本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図３２】本発明に係る厚み滑り振動片の変形例を示す図であって、逆メサ構造タイプの厚み滑り振動片の上面図である。
【図３３】図３２に示す切断線Ｎ−Ｎに沿った断面図である。
【図３４】図３２に示す切断線Ｐ−Ｐに沿った断面図である。
【図３５】図３２に示す厚み滑り振動片を製造する際の一工程を示すフローチャートである。
【図３６】本発明に係る厚み滑り振動片の変形例を示す図であって、水晶板に環状溝が形成された厚み滑り振動片の上面図である。
【図３７】図３６に示す切断線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。
【図３８】図３６に示す厚み滑り振動片を製造する際の一工程を示すフローチャートである。
【図３９】図３６に示す厚み滑り振動片を製造する際の一工程を示す図であって、水晶板の両面にクロム層及び金層からなる積層膜を成膜すると共に、該積層膜上にレジストを塗布した状態を示す図である。
【図４０】図３９に示す状態からレジストをパターニングした状態を示す図である。
【図４１】図４０に示す状態からパターニングしたレジストをマスクとして積層膜をエッチングした状態を示す図である。
【図４２】図４１に示す状態からレジストを剥離した状態を示す図である。
【図４３】図４２に示す状態から積層膜上に再度レジストを塗布すると共に、該レジストに溝パターンを形成した状態を示す図である。
【図４４】図４３に示す状態から積層膜をマスクとして水晶板をエッチングした状態を示す図である。
【図４５】図４４に示す状態から溝パターンが形成されたレジストをマスクとして積層膜をエッチングし、該積層膜に溝パターンを形成した状態を示す図である。
【図４６】図４５に示す状態から溝パターンが形成された積層膜をマスクとして水晶板をエッチングし、該水晶板に環状溝を形成した状態を示す図である。
【図４７】図４６に示す状態から積層膜及びレジストを剥離した状態を示す図である。
【図４８】図４７に示す状態から水晶板上に再度クロム層及び金層からなる積層膜を成膜すると共に、該積層膜をパターニングして励振電極、引き出し電極、マウント電極を形成した状態を示す図である。
【図４９】本発明に係る厚み滑り振動子の変形例を示す図であって、箱型パッケージタイプの厚み滑り振動子の断面図である。
【図５０】本発明に係る厚み滑り振動子をモールド樹脂部でモールドした表面実装型振動子の断面図である。
【図５１】図５０に示す厚み滑り振動子のアウターリードと外部接続端子部との接続関係を示す斜視図である。
【図５２】本発明に係る厚み滑り振動片を製造する途中の段階における水晶ウエハの平面図であって、後に厚み滑り振動片となる複数の水晶板が連結部を介して一方向に整列した状態で水晶ウエハに形成されている状態を示す図である。
【図５３】本発明に係る厚み滑り振動片を製造する途中の段階における水晶ウエハの平面図であって、後に厚み滑り振動片となる複数の水晶板が連結部を介して向かい合わせに整列した状態で水晶ウエハに形成されている状態を示す図である。
【図５４】従来の厚み滑り振動子の一例を示す分解斜視図である。
【図５５】図５４に示す厚み滑り振動片の平面図である。
【図５６】図５５に示す切断線Ｑ−Ｑに沿った断面図である。
【図５７】図５５に示す切断線Ｒ−Ｒに沿った断面図である。
【図５８】図５６に示す状態の後、マウント電極とインナーリードとをメッキにより接続した状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１５７】
Ｐ    積層膜（エッチング用金属膜）
Ｓ    水晶ウエハ
１、５０、７０    厚み滑り振動子
２、５１、６０、１１０    厚み滑り振動片
６    リード端子（外部接続端子）
８、７５    封止部材
１０    水晶板
１０ａ    連結部
１１    励振電極
１２    引き出し電極
１３    マウント電極
１４    側面金属層
１５    クロム層
１６    金層
５５    発振器
５６    集積回路
７４    リード（外部接続端子）
１１１    環状溝
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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