(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の振動腕部において先端部の表面に形成された周波数調整用の重り金属膜に対してイオンミリングを行う第１周波数調整工程と、
前記第１周波数調整工程後、前記第１周波数調整工程に比べて加速電圧を低くして前記第１周波数調整工程よりも小さいエッチングレートで前記重り金属膜に対してイオンミリングを行う第２周波数調整工程と、を有し、
前記第１周波数調整工程及び前記第２周波数調整工程では、イオンミリングによって前記重り金属膜が部分的に除去されてなる凹部が、前記重り金属膜を幅方向の両側及び長手方向の先端側に向けて開放され、前記長手方向に沿う縦断面視において、前記凹部は、先端部が長手方向に沿って延びる直線状であり、基端部が前記振動腕部の基端側に向かうに従い深さが浅くなる曲線状である、
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
前記第１周波数調整工程は、パッケージへの実装前に行うことを特徴とする請求項１記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項３】
前記第２周波数調整工程は、パッケージへの実装後に行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項４】
前記第１周波数調整工程及び前記第２周波数調整工程は、
開口部を有するマスクを前記振動腕部上にセットするマスクセット工程と、
前記重り金属膜のうち、前記開口部を通して露出する部分をイオンミリングによって除去するトリミング工程と、をそれぞれ有し、
前記マスクセット工程では、前記重り金属膜の基端部が覆われるように前記マスクをセットすることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
前記第１周波数調整工程及び前記第２周波数調整工程では、前記重り金属膜を貫通させない深さでイオンミリングを行うことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の製造方法で圧電振動片を製造し、当該圧電振動片が実装された前記パッケージに封口板を接合して封止することを特徴とする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、圧電振動片の製造方法、圧電振動片及び圧電振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話や携帯情報端末機器等の電子機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等に用いられるデバイスとして、水晶等を利用した圧電振動子が用いられる。この種の圧電振動子として、キャビティが形成されたパッケージ内に圧電振動片を気密封止したものが知られている。
【０００３】
上述した圧電振動片は、基部と、基部から互いに平行に延設された一対の振動腕部と、を備えている。圧電振動片は、各振動腕部が基端部（基部との連結部分）を起点にして互いに接近・離間する方向に所定の共振周波数で振動する。
【０００４】
ここで、圧電振動片（振動腕部）の周波数の調整方法として、振動腕部の先端部に重り金属膜を予め形成し、この重り金属膜を部分的に除去（トリミング）して振動腕部の質量を調整することで、振動腕部の周波数が目標値となるように調整する方法がある。例えば下記特許文献１には、重り金属膜に対してレーザビームを照射して重り金属膜を部分的に除去して共振周波数の粗調整を行った後、重り金属膜に対してイオンビームを照射して共振周波数の微調整を行う構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１１８６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１のように、レーザビームを用いてトリミングを行うと、トリミングによって形成された重り金属膜の凹部にバリが発生したり、トリミングによって飛散する重り金属膜の粒子が振動腕部上に再付着したりするおそれがある。そして、上述したバリや粒子が微調整後に脱落すると、トリミングにより調整した周波数が変動するという課題がある。
【０００７】
また、近時では電子機器の小型化等に伴い、それに搭載される圧電振動子及び圧電振動片の小型化が要請されている。しかしながら、圧電振動片を小型化する上で振動腕部の長さを短くすると、周波数のばらつきが大きくなる。これに対して、周波数のばらつきを抑えるために、重り金属膜を厚膜化すると、レーザビームによるトリミングが困難になる。
【０００８】
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、周波数調整後の周波数の変動を抑制し、振動特性に優れた高品質な圧電振動片の製造方法、圧電振動片及び圧電振動子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る圧電振動片の製造方法は、一対の振動腕部において先端部の表面に形成された周波数調整用の重り金属膜に対してイオンミリングを行う第１周波数調整工程と、前記第１周波数調整工程後、前記第１周波数調整工程に比べて加速電圧を低くして前記第１周波数調整工程よりも小さいエッチングレートで前記重り金属膜に対してイオンミリングを行う第２周波数調整工程と、を有し、前記第１周波数調整工程及び前記第２周波数調整工程では、イオンミリングによって前記重り金属膜が部分的に除去されてなる凹部が、前記重り金属膜を幅方向の両側及び長手方向の先端側に向けて開放され、前記長手方向に沿う縦断面視において、前記凹部は、先端部が長手方向に沿って延びる直線状であり、基端部が前記振動腕部の基端側に向かうに従い深さが浅くなる曲線状であることを特徴とする。
また、本発明に係る圧電振動片は、上記本発明の圧電振動片の製造方法を用いて製造された圧電振動片において、イオンミリングによって前記重り金属膜が部分的に除去されてなる凹部を有していることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、各周波数調整工程をイオンミリングで行うことで、従来のようにレーザによりトリミングを行う場合と異なり、トリミング後のバリの発生を抑制できる。また、イオンミリングで重り金属膜をトリミングすることで、重り金属膜のうちトリミングされた領域（トリミング領域）から飛散する重り金属膜の粒子をレーザによりトリミングを行う場合に比べて小さくすることができる。そのため、仮に重り金属膜の粒子が圧電振動片上に再付着したとしても、再付着した粒子が圧電振動片から脱落するのを抑制できる。
したがって、周波数調整後において振動腕部の周波数の変動を抑制し、振動特性に優れた高品質な圧電振動片を提供できる。
しかも、各周波数調整工程をイオンミリングで行うことで、重り金属膜の厚さに関わらず、重り金属膜をトリミングできるので、圧電振動片の小型化に伴う重り金属膜の厚膜化に対応できる。
さらに、第２周波数調整工程のエッチングレートを第１周波数調整工程よりも小さく設定しているため、振動腕部の周波数を目標周波数により近付くように微調整できる。これにより、更なる高品質化を図ることができる。
【００１１】
本発明に係る圧電振動片の製造方法において、前記第１周波数調整工程は、パッケージへの実装前に行ってもよい。
この構成によれば、第１周波数調整工程をパッケージへの実装前に行うことで、治具によって圧電振動片（ウエハ）を安定した姿勢に保持した状態で重り金属膜のトリミングを行うことができる。これにより、重り金属膜のうち所望の領域を確実にトリミングすることができる。
【００１２】
本発明に係る圧電振動片の製造方法において、前記第２周波数調整工程は、パッケージへの実装後に行ってもよい。
この構成によれば、第２周波数調整工程をパッケージへの実装後に行うことで、より製品（圧電振動子）に近い状態で振動腕部の周波数を調整できる。これにより、更なる高品質化を図ることができる。
【００１３】
本発明に係る圧電振動片の製造方法において、前記第１周波数調整工程及び前記第２周波数調整工程は、開口部を有するマスクを前記振動腕部上にセットするマスクセット工程と、前記重り金属膜のうち、前記開口部を通して露出する部分をイオンミリングによって除去するトリミング工程と、をそれぞれ有し、前記マスクセット工程では、前記重り金属膜の基端部が覆われるように前記マスクをセットしてもよい。
この構成によれば、各周波数調整工程において、重り金属膜の基端部をマスクで覆うことで、振動腕部において重り金属膜よりも基端側に形成される励振電極等が重り金属膜とともにトリミングされるのを抑制できる。これにより、励振電極等の断線を抑制し、歩留まりを向上させることができる。
【００１４】
本発明に係る圧電振動片の製造方法において、前記第１周波数調整工程及び前記第２周波数調整工程では、前記重り金属膜を貫通させない深さでイオンミリングを行ってもよい。
この構成によれば、各周波数調整工程において、重り金属膜を貫通させない深さでトリミングすることで、各周波数調整工程でのトリミング量（深さ）に幅を持たせることが可能になる。そのため、各圧電振動片における周波数のばらつきをトリミング量の調整で吸
収し易くなる。
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法において、本発明係る製造方法で製造された圧電振動片が実装された前記パッケージに封口板を接合して封止してもよい。
【００１５】
本発明に係る圧電振動子は、上記本発明の圧電振動片と、前記圧電振動片を気密封止するパッケージと、を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、上記本発明の圧電振動片がパッケージに気密封止されているため、振動特性に優れた高品質な圧電振動子を提供できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、周波数調整後の周波数の変動を抑制し、振動特性に優れた高品質な圧電振動片及び圧電振動子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電振動子の外観斜視図である。
【図２】封口板を取り外した状態を示す圧電振動子の平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】圧電振動片の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】第１周波数調整工程を説明するための工程図であって、圧電振動片が形成されたウエハの部分平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に相当する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
＜圧電振動子＞
図１は本発明の実施形態に係る圧電振動子１の外観斜視図である。図２は封口板６を取り外した状態を示す圧電振動子１の平面図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図である。図４は実施形態に係る圧電振動子１の分解斜視図である。
図１〜図４に示すように、圧電振動子１は、いわゆるセラミックパッケージタイプの表面実装型振動子であって、内部に気密封止されたキャビティＣを有するパッケージ２と、キャビティＣ内に収容された圧電振動片３と、を備えている。なお、圧電振動子１は、直方体状を呈している。したがって、本実施形態では平面視において圧電振動子１の長手方向を長手方向Ｌといい、短手方向を幅方向Ｗといい、これら長手方向Ｌ及び幅方向Ｗに対して直交する方向を厚さ方向Ｔという。
【００１９】
パッケージ２は、パッケージ本体５と、パッケージ本体５に接合されるとともに、パッケージ本体５との間にキャビティＣを形成する封口板６と、を備えている。
パッケージ本体５は、互いに重ね合わされた状態で接合された第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１と、第２ベース基板１１上に接合されたシールリング１２と、を備えている。
【００２０】
第１ベース基板１０は、厚さ方向Ｔから見た平面視で長方形状を呈するセラミックス製の基板とされ、その上面がキャビティＣの底部を構成する。第１ベース基板１０の下面には、一対の外部電極２１Ａ，２１Ｂが長手方向Ｌに間隔をあけて形成されている。外部電極２１Ａ，２１Ｂは、例えば蒸着やスパッタリング等で形成された単一金属による単層膜、又は異なる金属が積層された積層膜により構成されている。
第２ベース基板１１は、平面視外形が第１ベース基板１０と同形状を呈するセラミックス製の基板であって、第１ベース基板１０上に重ねられた状態で焼結等によって一体的に接合されている。なお、各ベース基板１０，１１に用いられるセラミックス材料としては、例えばアルミナ製のＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ）や、ガラスセラミックス製のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ）等を用いることが可能である。
【００２１】
図２〜図４に示すように、第２ベース基板１１には、第２ベース基板１１を厚さ方向Ｔに貫通する貫通部１１ａが形成されている。貫通部１１ａは、平面視で長方形状を呈し、その四隅が丸みを帯びている。貫通部１１ａの内側面において、幅方向Ｗの両側に位置する部分には、幅方向Ｗの内側に向けて突出する実装部１４Ａ，１４Ｂが各別に形成されている。なお、実装部１４Ａ，１４Ｂは、第２ベース基板１１における長手方向Ｌの中央部分に位置している。
実装部１４Ａ，１４Ｂ上には、圧電振動片３との接続電極である一対の電極パッド２０Ａ，２０Ｂが形成されている。電極パッド２０Ａ，２０Ｂは、上述した外部電極２１Ａ，２１Ｂと同様に、例えば蒸着やスパッタリング等で形成された単一金属による単層膜、又は異なる金属が積層された積層膜により構成されている。電極パッド２０Ａ，２０Ｂ及び外部電極２１Ａ，２１Ｂは、各ベース基板１０，１１を厚さ方向Ｔで貫通する図示しない貫通配線を介して互いにそれぞれ導通している。
【００２２】
各ベース基板１０，１１の四隅には、平面視１／４円弧状の切欠部１５が、両ベース基板１０，１１の厚さ方向Ｔの全体に亘って形成されている。各ベース基板１０，１１は、例えばウエハ状のセラミックス基板を２枚重ねて接合した後、両セラミックス基板を貫通する複数のスルーホールを行列状に形成し、各スルーホールを基準としながら両セラミックス基板を格子状に切断することで作製される。その際、スルーホールが４分割されることで、上述した切欠部１５が構成される。
【００２３】
シールリング１２は、各ベース基板１０，１１の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であって、第２ベース基板１１の上面に接合されている。具体的に、シールリング１２は、銀ロウ等のロウ材やはんだ材等による焼付けによって第２ベース基板１１上に接合、又は第２ベース基板１１上に形成された金属接合層に対する溶着等によって接合されている。シールリング１２は、第２ベース基板１１（貫通部１１ａ）の内側面とともにキャビティＣの側壁を構成する。なお、図示の例において、シールリング１２の内側面は、第２ベース基板１１の内側面と面一に配置されている。
【００２４】
シールリング１２の材料としては、例えばニッケル基合金等が挙げられ、具体的にはコバール、エリンバー、インバー、４２−アロイ等から選択すれば良い。特に、シールリング１２の材料としては、セラミックス製とされている各ベース基板１０，１１に対して熱膨張係数が近いものを選択することが好ましい。例えば、ベース基板１０，１１として熱膨張係数６．８×１０-6／℃のアルミナを用いる場合には、シールリング１２として熱膨張係数５．２×１０-6／℃のコバールや、熱膨張係数４．５〜６．５×１０-6／℃の４２−アロイを用いることが好ましい。
【００２５】
封口板６は、導電性基板からなり、シールリング１２上に接合されてパッケージ本体５内を気密に封止している。そして、シールリング１２、封口板６、及び各ベース基板１０，１１により画成された空間は、気密封止されたキャビティＣを構成する。
【００２６】
＜圧電振動片＞
図５は圧電振動片３の平面図である。
図５に示すように、圧電振動片３は、水晶やタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。なお、圧電振動子１の長手方向Ｌ、幅方向Ｗ及び厚さ方向Ｔは、圧電振動片３の長手方向、幅方向及び厚さ方向それぞれと一致している。
【００２７】
圧電振動片３は、基部３０と、基部３０から長手方向Ｌに延設された一対の振動腕部（第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２）と、基部３０に対して幅方向Ｗの両側に位置する一対の支持腕部（第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４）と、を備えている。
各振動腕部３１，３２は、基部３０から片持ち状に延設されるとともに、幅方向Ｗに並んで配置されている。各振動腕部３１，３２は、基端部を固定端とし、先端部を自由端として互いに接近・離間する方向（幅方向Ｗ）に振動する。各振動腕部３１，３２は、基端部に位置する本体部３１Ａ，３２Ａと、先端部に位置する錘部３１Ｂ，３２Ｂと、を有している。
【００２８】
本体部３１Ａ，３２Ａにおける厚さ方向Ｔの両面には、厚さ方向Ｔに窪むとともに、長手方向Ｌに延びる溝部３７が形成されている。なお、本体部３１Ａ，３２Ａの外面上には、各振動腕部３１，３２を幅方向Ｗに振動させる２系統の励振電極（不図示）が形成されている。各励振電極は、例えばＣｒ−Ａｕの積層膜とされ、互いに電気的に絶縁された状態でパターニングされている。
【００２９】
図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
図５、図６に示すように、錘部３１Ｂ，３２Ｂは、それぞれ本体部３１Ａ，３２Ａの先端部から長手方向Ｌに延設されている。錘部３１Ｂ，３２Ｂは、幅方向Ｗにおける幅が本体部３１Ａ，３２Ａよりも広くなっている。これにより、各振動腕部３１，３２の先端部の質量及び振動時の慣性モーメントを増大させることができ、錘部３１Ｂ，３２Ｂを有しない圧電振動片と比較して各振動腕部３１，３２の長さを短縮できる。
【００３０】
錘部３１Ｂ，３２Ｂの表面（厚さ方向Ｔにおける一方側の主面）には、重り金属膜４０が形成されている。重り金属膜４０は、各振動腕部３１，３２の先端部における質量を増加させ、各振動腕部３１，３２の長さの短縮に伴う周波数の上昇を抑制する。なお、重り金属膜４０は、例えばＡｕやＡｇ等からなり、厚さが１〜１０μｍ程度になっている。
【００３１】
ここで、各重り金属膜４０の先端部には、厚さ方向Ｔに窪む凹部４１が形成されている。この凹部４１は、後述する周波数調整工程において、重り金属膜４０がイオンミリングで部分的に除去（トリミング）されることにより形成される。本実施形態の凹部４１は、重り金属膜４０を幅方向Ｗの両側及び長手方向Ｌの先端側に向けて開放される一方、厚さ方向Ｔには貫通していない。なお、図６に示す例では、長手方向Ｌに沿う縦断面視において、凹部４１は、先端部が長手方向Ｌに沿って延びる直線状とされ、基端部が振動腕部３１，３２の基端側に向かうに従い深さが浅くなる曲線状とされている。
【００３２】
図５に示すように、基部３０は、各振動腕部３１，３２の基端部を一体に連結している。基部３０における幅方向Ｗの両端面は、振動腕部３１，３２（本体部３１Ａ，３２Ａ）よりも外側に位置している。
【００３３】
各支持腕部３３，３４は、平面視でＬ字状を呈し、基部３０及び振動腕部３１，３２（本体部３１Ａ，３２Ａ）を幅方向Ｗの外側から取り囲んでいる。具体的に、各支持腕部３３，３４は、基部３０における幅方向Ｗの両端面から幅方向Ｗの外側に向けて突設された後、長手方向Ｌに沿って各振動腕部３１，３２と平行に延在している。各支持腕部３３，３４の裏面（厚さ方向Ｔにおける他方側の主面）には、圧電振動片３をパッケージ２に実装する際のマウント部として、図示しないマウント電極がそれぞれ設けられている。各マウント電極は、各支持腕部３３，３４の先端部に形成されている。
【００３４】
各マウント電極は、上述した各励振電極のうち対応する励振電極に図示しない引き回し電極を介してそれぞれ接続されている。引き回し電極は、各支持腕部３３，３４それぞれから基部３０を経由して各振動腕部３１，３２に至る経路に形成されている。
【００３５】
図２〜図４に示すように、上述した圧電振動片３は、気密封止されたパッケージ２のキャビティＣ内に収容されている。具体的に、圧電振動片３は、キャビティＣ内において、支持腕部３３，３４の各マウント電極がパッケージ２の実装部１４Ａ，１４Ｂに形成された各電極パッド２０Ａ，２０Ｂ上にそれぞれ導電性接着剤を介して実装されている。これにより、キャビティＣ内において、圧電振動片３がベース基板１０，１１から浮いた状態で支持されるとともに、導電性接着剤を介してマウント電極及び電極パッド２０Ａ，２０Ｂ間が接続される。なお、上述した導電性接合材として、導電性接着剤の代わりに金属バンプを使用することも可能である。導電性接着剤と金属バンプの共通点は、接合初期の段階において流動性を持ち、接合後期の段階において固化して接合強度を発現する性質を有する導電性接合材ということである。
【００３６】
このように構成された圧電振動子１を作動させるには、外部電極２１Ａ，２１Ｂ（図３参照）に所定の電圧が印加する。すると、各励振電極に電流が流れ、各励振電極間に電界が発生する。各振動腕部３１，３２は、各励振電極間に発生する電界による逆圧電効果によって例えば互いに接近・離間する方向（幅方向Ｗ）に所定の共振周波数で振動する。そして、各振動腕部３１，３２の振動は、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等に用いられる。
【００３７】
＜圧電振動子の製造方法＞
次に、本実施形態の圧電振動子１の製造方法について説明する。
まず、圧電振動片３を作成する。具体的には、フォトリソグラフィ技術によってウエハ５０（図７参照）の両面に、圧電振動片３の図示しない外形パターンを形成する。このとき、ウエハ５０上に複数の外形パターンを形成する（外形形成工程）。次いで、外形パターンをマスクとして、ウエハ５０の両面をそれぞれエッチング加工する。これにより、外形パターンでマスクされていない領域を選択的に除去して、圧電振動片３の外形形状が形成される。なお、この状態で各圧電振動片３は、連結部５１（図７参照）を介してウエハ５０に連結された状態となっている。
【００３８】
次に、各振動腕部３１，３２に対してエッチング加工を施し、各振動腕部３１，３２の両主面に溝部３７を形成する（溝部形成工程）。
続いて、複数の圧電振動片３の外面上に電極膜をパターニングして、励振電極、引き出し電極及びマウント電極をそれぞれ形成する（電極形成工程）。具体的には、複数の圧電振動片３の外面に、蒸着やスパッタリング等により電極膜を成膜し、その後電極膜にエッチング加工を施すことにより形成する。
そして、振動腕部３１，３２における錘部３１Ｂ，３２Ｂの表面に周波数調整用の重り金属膜４０を形成する（重り金属膜形成工程）。
【００３９】
図７、図８は、第１周波数調整工程を説明するための工程図であって、図７は圧電振動片３が形成されたウエハ５０の部分平面図であり、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に相当する断面図である。
次に、図７、図８に示すように、ウエハ５０に形成された各圧電振動片３に対して共振周波数を粗調整する第１周波数調整工程を行う。本実施形態の第１周波数調整工程は、イオンミリングによって重り金属膜４０を部分的に除去（トリミング）する。具体的には、まず図示しないチャンバ内の治具にウエハ５０をセットする。続いて、重り金属膜４０のうちトリミングすべき領域（以下、トリミング領域Ｒという）に開口部６１が形成されたマスク６２を、ウエハ５０上にセットする（マスクセット工程）。マスク６２は、ウエハ５０全体を覆うとともに、ウエハ５０上で幅方向Ｗに並んだ各圧電振動片３のうち両重り金属膜４０のトリミング領域Ｒに対応する部分をまとめて露出させる開口部６１を有している。本実施形態では、重り金属膜４０のうち、基端部がマスク６２により覆われ、先端部がトリミング領域Ｒとして開口部６１を通して露出している。
【００４０】
続いて、チャンバ内にセットされたウエハに対してイオンミリングを行う（トリミング工程）。具体的には、チャンバ内を減圧するとともに、チャンバ内にアルゴン等のプロセスガスを導入する。この状態で加速電圧を印加すると、イオン化したプロセスガスがマスク６２の開口部６１を通して重り金属膜４０のトリミング領域Ｒに衝突する。これにより、トリミング領域Ｒの重り金属膜４０が表層部分から弾き飛ばされ、重り金属膜４０に上述した凹部４１が形成される。そして、重り金属膜４０がトリミングされ、振動腕部３１，３２の質量が変化することで振動腕部３１，３２の周波数が変化する。なお、第１周波数調整工程でのトリミング量は、ウエハ５０に形成された全ての振動腕部３１，３２の周波数をまとめて測定し、測定された周波数と予め定められた目標周波数との差に応じて決定する。この場合、トリミング量は、重り金属膜４０が厚さ方向Ｔで貫通しない深さに設定される。また、トリミング領域Ｒから弾き飛ばされた重り金属膜４０の粒子は、主にマスク６２の開口部６１を通してウエハから離脱する。
【００４１】
第１周波数調整工程の後、ウエハ５０の連結部５１を切断して各圧電振動片３をウエハ５０から切り離す個片化工程を行う。これにより、１枚のウエハ５０から、圧電振動片３を一度に複数製造することができる。
【００４２】
次に、パッケージ本体５の電極パッド２０Ａ，２０Ｂ上に導電性接着剤を塗布した後、各導電性接着剤に圧電振動片３の対応する支持腕部３３，３４を載置する。その後、圧電振動片３が載置されたパッケージ本体５をベークし、導電性接着剤を乾燥させる。これにより、圧電振動片３がパッケージ本体５に実装される。
【００４３】
続いて、パッケージ本体５に実装された圧電振動片３に対して共振周波数を微調整する第２周波数調整工程を行う。本実施形態の第２周波数調整工程は、上述した第１周波数調整工程と同様にイオンミリングによってトリミング領域Ｒの重り金属膜４０をトリミングする。すなわち、イオン化したプロセスガスを、マスク６２の開口部６１を通して重り金属膜４０のトリミング領域Ｒに衝突させ、トリミング領域Ｒを表層部分から弾き飛ばす。このとき、第２周波数調整工程では、第１周波数調整工程に比べて例えば加速電圧を低くすることで、第１周波数調整工程に比べてエッチングレートを小さく設定する（例えば、半分以下程度）。これにより、圧電振動片３の周波数を、公称周波数の所定範囲内に収まるように微調整することができる。また、第２周波数調整工程でのトリミング量は、外部電極２１Ａ，２１Ｂ（図１参照）に電圧を印加して圧電振動片３を振動させ、測定された周波数と予め定められた目標周波数との差に応じて決定する。この場合、トリミング量は、重り金属膜４０が厚さ方向Ｔで貫通しない深さに設定される。
【００４４】
第２周波数調整工程の終了後、パッケージ本体５のシールリング１２に封口板６を接合し、パッケージ本体５を封止して、パッケージ２とする。なお、封口板６の接合方法としては、例えばローラ電極を接触させることによるシーム溶接や、レーザ溶接、超音波溶接等が挙げられる。また、封口板６とシールリング１２との溶接をより確実なものとするため、互いになじみの良いニッケルや金等の接合層を、少なくとも封口板６の下面と、シールリング１２の上面とにそれぞれ形成することが好ましい。
これにより、本実施形態の圧電振動子１が完成する。
【００４５】
このように、本実施形態では、各周波数調整工程をイオンミリングで行う構成とした。
この構成によれば、各周波数調整工程をイオンミリングで行うことで、従来のようにレーザによりトリミングを行う場合と異なり、トリミング後のバリの発生を抑制できる。また、イオンミリングで重り金属膜４０をトリミングすることで、トリミング領域Ｒから飛散する重り金属膜４０の粒子をレーザによりトリミングを行う場合に比べて小さくすることができる。そのため、仮に重り金属膜４０の粒子が圧電振動片３上に再付着したとしても、再付着した粒子が圧電振動片３から脱落するのを抑制できる。
したがって、周波数調整後において振動腕部３１，３２の周波数の変動を抑制し、振動特性に優れた高品質な圧電振動片３を提供できる。
【００４６】
しかも、本実施形態では、各周波数調整工程をイオンミリングで行うことで、重り金属膜４０の厚さに関わらず、重り金属膜４０をトリミングできるので、圧電振動片３の小型化に伴う重り金属膜４０の厚膜化に対応できる。
さらに、本実施形態では、第２周波数調整工程のエッチングレートを第１周波数調整工程よりも小さく設定しているため、振動腕部３１，３２の周波数を目標周波数により近付くように微調整できる。これにより、更なる高品質化を図ることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、第１周波数調整工程をパッケージ本体５への実装前に行うことで、治具によって圧電振動片３（ウエハ５０）を安定した姿勢に保持した状態で重り金属膜４０のトリミングを行うことができる。これにより、重り金属膜４０のうち所望の領域（トリミング領域Ｒ）を確実にトリミングすることができる。
さらに、本実施形態では、複数の圧電振動片３がウエハ５０に連結された状態で第１周波数調整工程を行うため、複数の圧電振動片３の重り金属膜４０に対して一括してトリミングを行うことができ、製造効率の向上を図ることができる。
【００４８】
さらに、本実施形態では、第２周波数調整工程をパッケージ本体５への実装後に行うことで、より製品（圧電振動子１）に近い状態で振動腕部３１，３２の周波数を調整できる。これにより、更なる高品質化を図ることができる。
【００４９】
また、本実施形態では、各周波数調整工程において、重り金属膜４０の基端部をマスク６２で覆うことで、振動腕部３１，３２において重り金属膜４０よりも基端側に形成される励振電極等が重り金属膜４０とともにトリミングされるのを抑制できる。これにより、励振電極等の断線を抑制し、歩留まりを向上させることができる。
【００５０】
また、各周波数調整工程において、重り金属膜４０を貫通させない深さでトリミングすることで、トリミング量に幅を持たせることが可能になり、各圧電振動片３における周波数のばらつきをトリミング量の調整で吸収し易くなる。
【００５１】
そして、本実施形態の圧電振動子１では、上述した圧電振動片３がパッケージ２に気密封止されているため、振動特性に優れた高品質な圧電振動子１を提供できる。
【００５２】
なお、本発明の技術範囲は上述した実施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。
例えば、上述した実施形態では、第１周波数調整工程をパッケージ本体５への実装前に行い、第２周波数調整工程をパッケージ本体５への実装後に行う構成について説明したが、これに限らず、各周波数調整工程を行うタイミングは適宜変更が可能である。また、上述した実施形態では、圧電振動片３がウエハ５０に連結された状態で第１周波数調整工程を行う構成について説明したが、個片化後、実装前の圧電振動片３に対して第１周波数調整工程を行っても構わない。
【００５３】
上述した実施形態では、トリミングによる凹部４１が各振動腕部３１，３２毎に１つずつ形成される構成について説明したが、これに限らず、各振動腕部３１，３２に凹部を複数ずつ形成しても構わない。
上述した実施形態では、各周波数調整工程で同一のトリミング領域Ｒをトリミングする構成について説明したが、これに限らず、各周波数調整工程で異なるトリミング領域をトリミングしても構わない。
【００５４】
また、上述した実施形態では、第１周波数調整工程及び第２周波数調整工程のエッチングレートの異なる周波数調整工程を２回行う構成について説明したが、これに限らず、エッチングレートの異なる周波数調整工程を３回以上行っても構わない。
また、各周波数調整工程のエッチングレートは、適宜設計変更が可能である。
さらに、複数の圧電振動片３がウエハ５０に連結された状態で第１周波数調整工程を行う場合、例えばチャンバに搭載されたシャッタ等を用いて各圧電振動片３のトリミング量を個別又は複数ずつ調整しても構わない。
【００５５】
上述した実施形態では、重り金属膜４０が貫通しない深さでイオンミリングを行う構成について説明したが、これに限らず、重り金属膜４０を貫通させても構わない。この場合、例えば第１周波数調整工程では重り金属膜４０を貫通させない深さでイオンミリングを行い、第２周波数調整工程では重り金属膜４０を貫通する深さまでイオンミリングを行う構成等を採用しても構わない。
また、重り金属膜４０の厚さや形成範囲等については適宜設計変更が可能である。
【００５６】
さらに、上述した実施形態では、各支持腕部３３，３４が各振動腕部３１，３２に対して幅方向Ｗの外側に配置された、いわゆるサイドアーム型の圧電振動片３に本発明を採用した場合について説明したが、これに限られない。すなわち、圧電振動片３は、一対の振動腕部３１，３２を有していればよく、例えば１つの支持腕部が一対の振動腕部の間に配置された、いわゆるセンターアーム型の圧電振動片や、支持腕部を備えていない、いわゆる音叉型の振動片であってもよい。
また、上述した実施形態においては、圧電振動片３を用いた圧電振動子１として、セラミックパッケージタイプの表面実装型振動子について説明したが、これに限られない。例えば、ガラスからなるベース基板及びリッド基板が陽極接合によって接合されるガラスパッケージタイプの圧電振動子１に本発明を適用することも可能である。
【００５７】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせても構わない。
【符号の説明】
【００５８】
１…圧電振動子
２…パッケージ
３…圧電振動片
３１，３２…振動腕部
４０…重り金属膜
４１…凹部
６１…開口部
６２…マスク
【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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