(57)【要約】【課題】圧電体を高精度に薄板化し圧電振動子の高周波化を容易にする保持部を持った圧電振動子の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】課題を解決するために本発明は、圧電素板の支持部分に誘電体膜を形成し、該誘電体膜で容器に支持することを特徴とする圧電振動子であり、薄板上の圧電素板に、誘電体膜を形成し圧電素板を支持する形態を構成するもので、上記の圧電振動子の製造方法の工程は、圧電板の支持部分に誘電体を形成するために、誘電体上にレジスト膜を塗布する工程と、該レジスト膜上に所望の圧電素子外形のマスクを載せ、前記マスクの上から露光現像する工程と、前記露光部分レジスト膜と誘電体を除去する工程と、前記露光現像工程で露光されていない部分のレジスト膜を除去する工程を含むことにより課題を解決する。【選択図】  図３
2004186763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素板の支持部分に誘電体膜を形成し、誘電体膜で容器に支持することを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
請求項１記載の誘電体膜は該圧電素板の少なくとも片面の一辺に形成することを特徴とする圧電振動子。
【請求項３】
圧電振動子の製造方法の工程で、圧電板の支持部分に誘電体を形成するために、誘電体上にレジスト膜を塗布する工程と、該レジスト膜上に所望の圧電素子外形のマスクを載せ、前記マスクの上から露光現像する工程と、前記露光部分レジスト膜と誘電体を除去する工程と、前記露光現像工程で露光されていない部分のレジスト膜を除去する工程を含むことを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３の記載において、圧電板上に誘電体を形成する工程にスパッタリング法を用いたことを特徴とする圧電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧電体を用い高周波の発振周波数を得るための極めて薄い振動子（薄板）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の移動体・情報通信機器等に用いられる振動子やフィルターなどの圧電デバイスは機器の小型化、デジタル化への展開とあいまって、高周波数、広帯域化という基本仕様のハイスペック化の傾向にある。
【０００３】
特に、移動体通信分野では通信網が高密度化するなど、多重通信時代が到来することに対し、これら高密度の通信網では従来より効率の良いフィルタリングとフィルタ特性の改善の要求とが望まれている。
【０００４】
上記のような高周波を発振させるためには、圧電振動子の板厚を薄く加工することは必須な条件であり、従来の圧電振動子の加工方法の代表例では、研磨技術やエッチング技術などの薄板化技術を向上させることで、高周波化などに対応している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２７４１２８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧電振動子（例えばＡＴカット板の水晶振動子）を両面研磨機（俗に言うラッピングマシン）を用いて厚み研磨加工を行う方法では、被加工物が研磨加工中および被加工物の取り扱い（研磨作業中の被加工物を取り出すとき）に被加工物に割れ、欠けが生じる。高周波の振動子を得るために板厚自体も極薄く、更には、被加工物の外形寸法も２ミリ角と非常に小さいことから、組立工程時においても取り扱いが非常に難しい。
【０００７】
本発明の技術的な背景としては、一般的にな両面研磨機での量産加工における厚み加工の限界としては１００μｍ程度と考えられている。この限界値は、高周波化を狙った水晶振動子などの厚み加工をするには、厚み数値で比較しても非常に厚く加工そのものが非常に不安定である。
【０００８】
一方、高周波化を狙い化学エッチング（例えばフッ酸溶液を用いた）工法で圧電板の一部をエッチングしようとしても、水晶振動子の持つ結晶構造により材料内の欠陥が選択的に除去されるなどの問題が生じ一様な厚み制御が難しいことや、エッチング溶液の状態管理（エッチング時の液温や濃度など）などが起因となり、エッチングにより水晶振動子の一部分を選択的に薄く加工し厚み制御することも、その製造工程並びに品質維持については非常に不安定となっているのが現状である。
【０００９】
また、エッチング工法を用い圧電板の一部に薄板部を形成したいわゆる逆メサ形状の水晶振動子の場合では、水晶の持つ結晶構造が異方性であることから、エッチング工法による加工では、設計値と実際値の寸法精度が合致しないことから、振動部の有効寸法を確保したり、エッチング工法による平坦度を確保することが難しく、薄板部を形成するために、十分な大きな圧電板を確保する必要があることから、昨今の要求である水晶振動子の小型化を満足することが難しい現状にもある。
【００１０】
本発明は、このような従来の圧電デバイスの課題を考慮し、圧電体を高精度に薄板化した圧電振動子を用いることで、支持部分の改善を行うことにより、高周波化を容易にする圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで上記の課題を解決するために本発明は、圧電素板の支持部分に誘電体膜を形成し、該誘電体膜で容器に支持することを特徴とする圧電振動子であり、薄板上の圧電素板に、誘電体膜を形成し圧電素板を支持する形態を構成するものである。
【００１２】
そして、上記の圧電振動子の製造方法の工程では、圧電板上に誘電体を形成し、誘電体上にレジスト膜を塗布する工程と、該レジスト膜上に所望の圧電素子外形のマスクを載せ、前記マスクの上から露光現像する工程と、前記露光部分レジスト膜と誘電体を除去する工程と、前記露光現像工程で露光されていない部分のレジスト膜を除去する工程を含むものであり、誘電体を形成する手段には、スパッタリング法を用いることもできる。
【００１３】
要するに本発明は、薄板の圧電素板に圧電素板を保持し支持する形態にすることで、従来の課題に挙げた問題を改善し、高周波の基本波振動を得た圧電振動子を得る。
【００１４】
本発明により、高周波の振動子とその製造方法を簡易化するこができ、従来の圧電振動子の薄板化に伴うエッチングと水晶振動子の異方性結晶の問題を解消して振動子の小型化の実現を容易にするなど、製造工程の各工程における作業性と品質維持、歩留まりの改善と向上を実現するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示すものとする。図１は本発明の圧電振動子３の概念を示す斜視図である。
【００１６】
図１（ａ）は本発明の圧電振動子３の斜視図である。圧電材料として、例えば水晶材料を用いた水晶の薄板素板の支持部に、誘電体膜２を形成するものである。図１はそのひとつの例として示したもので、薄板素板の片面一部に誘電体膜２を形成したものである。そして図１（ｂ）は容器内の圧電振動子３を搭載したときの概念を示したものである。なお、図中には振動子の電極は図示していない。また、本願発明では、誘電体膜２の形成にスパッタリング法を用いたものである。
【００１７】
一方図２に示すのは、図１で示す概念図の他の実施例を示す斜視図である。図２（ａ）は薄板素板の振動部４周囲に誘電体膜２を形成した例であり、図２（ｂ）は同様に圧電素板１の振動部４周囲の圧電素板１の両面に誘電体膜２を形成した例である。
このように、圧電素板１の振動部４を逃げた部位（支持部に相当）に誘電体膜２を形成したものである。なお、図１に描画する内容も同様であるが、圧電素板１の厚みは、２〜２０μｍで、誘電体膜２の厚みは０．０２〜３μｍ程度を所望の厚みとして想定する。そして、図２（ｃ）は図２（ｂ）の振動部４周辺を拡大しその断面を示したもので、図からも分かるように、振動部４の周囲に誘電体を配置した形態が分かる。
【００１８】
次に本発明の圧電振動子３の製造工程について説明する。図３は本発明の製造フローを示すもので、（１）圧電板の支持部分に誘電体を形成するために、誘電体上にレジスト膜を塗布する工程、（２）該レジスト膜上に所望の圧電素子外形のマスク６を載せ、前記マスク６の上から露光現像する工程と、（３）前記露光部分レジスト膜と誘電体を除去する工程と、（４）前記露光現像工程で露光されていない部分のレジスト膜を除去する工程により圧電素子を製造する。なお、図４は図３の工程による加工推移の概念を描画したものである。
【００１９】
図４（ａ）〜（ｆ）は図３の（１）〜（４）のフローに関連した製造工程での状態（概念）を示した部分断面図である。以下に説明する内容は、圧電素板１に水晶を用いた例で、水晶基板をウエハーの状態で以後の処理を行うものである。
【００２０】
図４（ａ）は水晶基板ウエハーに両面（あるいは片面）に必要とする所望の厚みの誘電体を金属マスクを使用して形成した状態である。そして、図４（ｂ）のように誘電体の上部から感光性レジスト５を塗布する。
【００２１】
続いて、図４（ｃ）のように、感光性レジスト５方向にフォトリソ用マスクを配置して紫外線を照射によりパターンニングを行う。その後図４（ｄ）のように、現像液によりレジストのパターンニングを行う。
【００２２】
パターンニング後、図４（ｅ）に描画するように、誘電体を酢酸系のエッチング液に浸して誘電体を除去する。その後図４（ｆ）のように、所望となる誘電体上に塗布してあるレジストを除去して、最終形状の圧電振動子を得る。
【００２３】
また、前記の製造工程の中で、誘電体を形成する工程については、スパッタリング法を用いている。
【００２４】
以上の様に本発明の圧電振動子は、最終的には基本波周波数は１００ＭＨｚ以上であり、従来のエッチング工法により圧電素板１の１部分を削り薄板部分構成する圧電振動子に対し、エッチング工法の特色と圧電素板１が水晶材料であった場合の結晶構造という異方性とエッチング工法による諸問題を解消することができる。なお、本発明には誘電体材料としてＳｉＯ２あるいはＺｎＯを想定している。
【００２５】
また、本実施例では圧電素板１に誘電体を形成することを主題として記述しているが、本発明は薄板圧電素板１を例えば２インチの外形寸法持つ圧電板に複数、同時に誘電体を形成し、その後、スクライブし個々の振動子を得ることも可能である。そして、誘電体膜２の形成にはスパッタリング法以外の飛散手法を用いても同様の効果を奏する。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の製造方法によって、高周波化、小型化に対応できる薄板の圧電振動子を安定して製造できることから、製造歩留まりの改善と品質の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電振動子の概念を説明する斜視図である。
【図２】本発明の他の概念を説明する斜視図と、拡大部分断面図である。
【図３】本発明の製造フローを説明する工程図である。
【図４】本発明の製造フローにおける状態を描画して概念を説明する部分断面図である。
【符号の説明】
１          圧電素板
２          誘電体膜
３          圧電振動子
【図１】
2004186763.tif 000003
【図２】
2004186763.tif 000004
【図３】
2004186763.tif 000005
【図４】
2004186763.tif 000006