(57)【要約】【課題】超薄型でかつ均一な厚さの水晶振動子を得ること。【解決手段】ステップＳ２０１において切り出された水晶の一方の面のみを研磨する第１の研磨工程（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０４）と、第１の研磨工程（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０４）の終了後に、一方の面とは反対の面のみを研磨する第２の研磨工程（ステップＳ２０５〜ステップＳ２０７）と、を含む水晶振動子の製造方法によって、厚さが略１５μｍ以下である水晶振動子が得られた。また、その水晶振動子は、厚さが全面にわたって略均一となっている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが略１５μｍ以下であることを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
前記厚さが全面において略均一であることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子。
【請求項３】
切り出された水晶の一方の面のみを研磨した後に、前記一方の面とは反対の面のみを研磨することによって得られることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水晶振動子。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載した水晶振動子の製造方法であって、
切り出された水晶の一方の面のみを研磨する第１の研磨工程と、
前記第１の研磨工程の終了後に、前記一方の面とは反対の面のみを研磨する第２の研磨工程と、
を含んだことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高周波数を発振することが可能な薄型の水晶振動子およびその水晶振動子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットを中心とした高度情報通信時代において、大量のデータ量をより高速に通信することが要求されている。それにともなって、通信機器などに使用されるマイクロプロセッサやモデムなどのクロック周波数もより高いものが必要となってきている。クロック周波数を高くする方法として、基本波周波数を逓倍する逓倍回路を用いることが考えられるが、機器全体の小型化、省電力化を考慮し、できるだけ逓倍回路を用いず、基本波周波数自体を高めることが求められている。また、携帯電話機を含む無線通信分野においても同様に、高い周波数の基本波が必要とされている。
【０００３】
水晶振動子の厚さを薄くすれば高い基本波周波数を得られることがわかっている。したがって、従来、周波数が６０ＭＨｚ以上の基本波水晶振動子を製造しようとする場合、メサブランクと呼ばれる中央部分のみをエッチングなどを用いて薄く加工する製造方法によって得られた水晶素板を使用していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術にあっても、１００ＭＨｚ以上の基本波水晶振動子を得ることができなかった。また、上記従来技術にあっては、１００ＭＨｚ以下の基本周波数水晶振動子を製造するにあたっても、以下のような問題点があった。すなわち、従来技術における製造方法においては、平坦度が出しにくく、厚さムラを生じやすい。また、振動子として主要な部分の平坦度が悪くなり、板厚のバラツキが多くなる。これは振動における中心周波数のバラツキとなってしまう。
【０００５】
また、従来技術における製造方法においては、表面粗度が悪くなる。すなわち、結晶性の水晶は面方位によってエッチング速度が変わってしまう。したがって、わずかにエッチングする場合には影響は少ないが、メサ型のように深くエッチングしようとすると、表面が荒れてきて表面粗度が悪くなってしまう。これは、振動子の性能指数であるＱ値を下げることとなる。
【０００６】
また、従来技術における製造方法においては製造工程が複雑となる。すなわち、メサ型では水晶面を選択的にエッチングするために、通常の半導体ＩＣのようなフォトリソグラフィーの工程が必要となって、その分だけ、製造工程が複雑となる。
【０００７】
さらに以上の問題（不具合）を軽減するには、エッチングの条件（速度、液濃度など）を緩めて時間をかけてゆっくりエッチングする必要があり、それでは、製造時間がかかってしまい、製造コストが高くなってしまうという問題点があった。
【０００８】
この発明は上記従来技術による問題を解決するため、厚さが約１５μｍ以下、すなわち基本波周波数が１１０ＭＨｚ以上である水晶振動子を得ることを目的とする。また、厚さが約１５μｍ以下、すなわち基本波周波数が１１０ＭＨｚ以上である水晶振動子を効率よく製造することが可能な製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の水晶振動子は、厚さが略１５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の水晶振動子は、請求項１に記載の発明において、前記厚さが全面において略均一であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の水晶振動子は、請求項１または請求項２に記載の発明において、切り出された水晶の一方の面のみを研磨した後に、前記一方の面とは反対の面のみを研磨することによって得られることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の水晶振動子の製造方法は、請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載した水晶振動子の製造方法であって、切り出された水晶の一方の面のみを研磨する第１の研磨工程と、前記第１の研磨工程の終了後に、前記一方の面とは反対の面のみを研磨する第２の研磨工程と、を含んだことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる水晶振動子およびその製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
（水晶振動子の厚さと基本波周波数との関係）
通常、水晶振動子の厚さｔは、つぎの式で表すことができる。
ｆ（ＭＨｚ）＝１６７０／ｔ（μｍ）  式（１）
したがって、厚さが１０μｍの水晶振動子であれば、その基本波周波数は１６７ＭＨｚとなる。同様に、厚さが１５μｍの水晶振動子であれば、その基本波周波数は１１１．３３ＭＨｚとなり、厚さが８μｍの水晶振動子であれば、その基本波周波数は２０８．７５ＭＨｚとなる。
【００１５】
（水晶振動子の概要）
つぎに、本実施の形態にかかる水晶振動子の概要について説明する。図１は、この発明の本実施の形態にかかる水晶振動子を模式的に示す模式断面図である。図１において、水晶振動子１００は、研磨の対象となる一方の面１０１と、その反対側の面である他方の面１０２とを有する。
【００１６】
出願人が製造した水晶振動子１００は、後述する製造方法によって製造されたものであり、得られた周波数は、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ製ネットワークアナライザーＲ−３７６７ＣＧによって測定された結果、基本周波数が１５４．２３４ＭＨｚであった。したがって、この水晶振動子１００の厚さは、上記式（１）から、１０．８２８μｍである。
【００１７】
（水晶振動子の製造方法）
つぎに、この発明の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造方法について説明する。図２は、この発明の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造方法の手順を示すフローチャートである。図１のフローチャートにおいて、まず、水晶振動子（ウエハ）１００となる部分を水晶の塊から切り出す（ステップＳ２０１）。このときにウエハ１００の厚さは、約２００μｍ〜５００μｍである。
【００１８】
つぎに、切り出されたウエハ１００の一方の面１０１が研磨面となるように、図示を省略する研磨装置にウエハ１００を載置（セット）し（ステップＳ２０２）、その一方の面１０１のみについて研磨処理を実施する（ステップＳ２０３）。その際、その一方の面１０１の反対側の面（他方の面１０２）は研磨しない。そして、研磨処理を開始してから所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ２０４）。
【００１９】
研磨される厚さは、研磨処理を継続しておこなった時間に対応して決まるので、所望の厚さに達する研磨時間をあらかじめ取得しておく。その時間を所定時間として研磨処理をおこなえば、容易に所望の厚さ分だけ研磨することができる。したがって、所定時間が経過したかを判断するかわりに、直接、所定（所望）の厚さに到達したか否かを判断するようにしてもよい。
【００２０】
ステップＳ２０４において、所定時間が未だ経過していない場合、あるいは所定の厚さに到達していない場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）は、ステップＳ２０３へ戻って、引き続き研磨処理をおこなう。そして、ステップＳ２０４において、所定時間が経過した場合、あるいは所定の厚さに到達した場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）は、つぎに、ウエハ１００を反転し、今度は、他方の面１０２が研磨面となるように研磨装置にウエハ１００を載置（セット）する（ステップＳ２０５）。
【００２１】
そして、他方の面１０２のみについて研磨処理を実施する。（ステップＳ２０６）。その際、その一方の面１０１は研磨しない。そして、研磨処理を開始してから所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ２０７）。ここでは、ステップＳ２０４と同様に、所定時間が未だ経過していない場合、あるいは所定の厚さに到達していない場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）は、ステップＳ２０６へ戻って、引き続き研磨処理をおこなう。
【００２２】
その後、ステップＳ２０７において、所定時間が経過した場合、あるいは所定の厚さに到達した場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）は、ウエハ１００を研磨装置から取り出す（ステップＳ２０８）。これによって、研磨処理は完了する。その後は、ウエハ１００を洗浄し、電極となる銀などの金属を蒸着し、周波数調整をした後、ケースに封入する。
【００２３】
切り出された水晶は、その厚さ方向において中央部分を水晶振動子として用いるのが望ましいので、切り出されたウエハ１００の厚さが、約２００μｍである場合、両面をほぼ同じ厚さ分だけ研磨する。したがって、所望の厚さを１０μｍとすると、一方の面１０１を約９５μｍだけ研磨し、他方の面１０２も同様に約９５μｍだけ研磨するとよい。
【００２４】
以上の工程によって水晶振動子を加工するため、全面フラット状の水晶振動子が得られる。全面フラット状の水晶振動子の加工が可能になれば生産性も向上し製造コスト低減を低減することもできる。
【００２５】
このように、本実施の形態にかかる水晶振動子を用いれば、３次、５次の高調波を使わずに基本波で高いクロック周波数が得られる。そのために、逓倍回路などの部品が不要となり、その分、電力消費量を削減することができるとともに電子回路が単純になる。したがって、電子回路の小型化、低消費電力化、高信頼性を同時に得ることができる。さらに、電子回路からの発熱量を減らすことができるため、電子回路の熱的な安定度を高めることができる。特に無線通信分野における製品に用いることに適している。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、切り出された水晶の一方の面のみを研磨する第１の研磨工程と、前記第１の研磨工程の終了後に、前記一方の面とは反対の面のみを研磨する第２の研磨工程とを含むため、厚さが約１５μｍ以下、すなわち基本波周波数が１１０ＭＨｚ以上である水晶振動子であって、厚さが全面において略均一で、安定した発振をおこなうことができる水晶振動子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の本実施の形態にかかる水晶振動子の断面を模式的に示す模式断面図である。
【図２】この発明の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００  水晶振動子（ウエハ）
１０１  （水晶振動子１００の）一方の面
１０２  （水晶振動子１００の）他方の面
【図１】
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【図２】
2004328122.tif 000004