(57)【要約】【課題】  圧電振動デバイス（５０）の生産効率を上げるとともに、圧電振動片（２０）の先端部側が下に傾くことがないようにする圧電デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の圧電デバイスの製造方法は、第一箇所（ＰＡ）でパッケージ（５１）内の電極部（５２）上に導電性接着剤（５７）を塗布する塗布工程（ステップＡ）と、第一箇所とは異なる第二箇所（ＰＢ）で導電性接着剤（５７）の上から、圧電振動片（２０）の基部（２９）を載置する載置工程（ステップＢ）と、第一または第二箇所とは異なる第三箇所で載置工程の後で導電性接着剤（５７）を仮硬化させる仮硬化工程（ステップＣ）と、仮硬化工程の後で導電性接着剤（５７）を本硬化させる本硬化工程（ステップＤ）と、を備えている。【選択図】図３
2007267289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片を接着固定する圧電デバイスの製造方法において、
第一箇所で、パッケージ内の電極部上に接着剤を塗布する塗布工程と、
前記第一箇所とは異なる第二箇所で、前記圧電振動片の基部を前記接着剤に載置する載置工程と、
前記第一または第二箇所とは異なる第三箇所で、前記載置工程の後で前記接着剤を仮硬化させる仮硬化工程と、
前記仮硬化工程の後で、前記接着剤を本硬化させる本硬化工程と、
を備えていることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記仮硬化工程が、前記圧電振動片の上方から非接触で赤外線加熱を行うことにより、前記接着剤を仮硬化させることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記赤外線加熱が、赤外線ハロゲンランプを使用することを特徴とする請求項２に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記圧電振動片の基部には、電極区域と非電極区域とが形成され、
前記赤外線加熱により、前記電極区域を介した熱伝導により前記接着剤に熱が伝えられると共に、前記非電極区域を透過して前記接着剤に熱が伝えられることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記赤外線ハロゲンランプは、フィラメントと反射ミラーとから構成され、前記反射ミラーは前記フィラメントからの赤外線の焦点を前記接着剤に合わせることを特徴とする請求項３に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記赤外線加熱が、摂氏８０度ないし摂氏１００度であることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記仮硬化工程が、前記パッケージ内の電極部を介した熱伝導により、前記接着剤を仮硬化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記載置工程において、前記圧電振動片の基部を吸引する吸引ノズル先端に硬質の弾性部材を設けていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記載置工程と前記仮硬化工程との間隔が、５秒以内であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の製造方法により製造された圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の誘導システムやデジタルカメラ等の手ぶれ防止等に使用される水晶振動子などを備えた振動デバイスの製造方法に関し、特に片持ちタイプの水晶振動子を接着固定するようにした圧電デバイスの製造方法と、この製造方法を利用した圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自走ロボットや自動車の誘導システム、手ぶれ防止機能付きのデジタルカメラ、携帯電話またはその他のエレクトロニクス機器において、水晶振動子等の圧電振動デバイスが広く使用されている。圧電振動デバイスは、パッケージ内に水晶振動片を収容している。水晶振動片は、パッケージ内の電極上に、非導電性接着剤または導電性接着剤を用いて片持ち式に固定されている。そして、パッケージは、蓋体により気密に封止され、出荷されている。
【０００３】
このような水晶振動子を製造する際には、水晶振動片は片持ち式に固定されるため、水晶振動片の先端部側が下に傾いた状態で固定されてしまうことがある。つまり、水晶振動片の基部が導電性接着剤で固定されてから、導電性接着剤の硬化炉へ至るまでに２、３分かかる。また硬化炉内で導電性接着剤が完全に硬化するまでに１０分ほどかかる。このため、導電性接着剤が完全に硬化するまでの間に、水晶振動片の先端部が、自重によりまたは搬送途中の振動などにより、下に傾いてしまうことがある。水晶振動片の先端部が傾斜した状態のまま固定されてしまうと、最悪の場合には圧電振動片が発振できなくなってしまう。
【０００４】
このため、特許文献１では、導電性接着剤を仮硬化するため、パッケージに水晶振動片を装着する保持手段のヘッド部に、電気抵抗に対応して熱を発生させる電熱ヒータを有している。そして、パッケージ内の導電性接着剤に水晶振動片を装着すると同時に水晶振動片を加熱し、水晶振動片を介して導電性接着剤を仮硬化している。しかし、電熱ヒータでは電流を印加してからの熱の立ち上がり悪く、導電性接着剤を仮硬化するための時間がかかってしまう。また、パッケージに水晶振動片を装着する工程と導電性接着剤を仮硬化する工程とが同一場所で行われるため、圧電振動デバイスの生産効率を上げることが難しい。
【特許文献１】特開２００５−２６９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、圧電振動デバイスの生産効率を上げるとともに、水晶振動片の先端部側が下に傾くことがないようにする圧電デバイスの製造方法と、この製造方法を使った圧電デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の観点の圧電デバイスの製造方法は、第一箇所でパッケージ内の電極部上に接着剤を塗布する塗布工程と、第一箇所とは異なる第二箇所で、圧電振動片の基部を接着剤に載置する載置工程と、第一または第二箇所とは異なる第三箇所で載置工程の後で接着剤を仮硬化させる仮硬化工程と、仮硬化工程の後で接着剤を本硬化させる本硬化工程と、を備えている。
この構成により、圧電振動片の基部を載置する載置工程と接着剤を仮硬化させる仮硬化工程とをそれぞれ別の箇所で行うことができるので、製造工程を分解でき全体として製造スピードを上げることが可能となる。製造スピードを上げることができるということは、載置工程と仮硬化工程との間隔が短くなることにつながり、この工程間に圧電振動片の先端部側が下に傾くことがない。
【０００７】
第二の観点の圧電デバイスの製造方法は、仮硬化工程が、圧電振動片の上方から非接触で赤外線加熱を行うことにより、接着剤を仮硬化させる。
このため、非接触で赤外線加熱を行うことができるため、接着剤上に載っている圧電振動片に外的影響を与えることなく接着剤を仮硬化させることができる。
【０００８】
第三の観点の圧電デバイスの製造方法は、赤外線加熱が、赤外線ハロゲンランプを使用する。
赤外線ハロゲンランプは、遠赤外線ヒータなどの内部抵抗により温度を上げる電熱機器と比べて、瞬間的に温度を上げることができ、また電源オフ後に温度を急降下させることができる。たとえば図６に示すとおりである。このため、第三箇所に送られてきたパッケージ内の接着剤を急速に仮硬化することができる。
【０００９】
第四の観点の圧電デバイスの製造方法は、圧電振動片の基部には、電極区域と非電極区域とが形成され、赤外線加熱により、電極区域を介した熱伝導により接着剤に熱が伝えられると共に非電極区域を透過して接着剤に熱が伝えられる。
このため、熱伝導により電性接着剤の表面のみを急速加熱すると、接着剤の表面近くの溶剤のみが急速に揮発して表面付近だけで重合が起こり表面のみが固くなる。しかし、赤外線加熱が、水晶の非電極区域を透過して接着剤の内部にまで及ぶため、接着剤の内部も表面も同時に加熱することができる。
【００１０】
第五の観点の圧電デバイスの製造方法は、赤外線ハロゲンランプは、フィラメントと反射ミラーとから構成され、反射ミラーはフィラメントからの赤外線の焦点を接着剤に合わせる。
反射ミラーの焦点が接着剤に合わせてあるので、赤外線の熱が水晶の非電極区域を透過して接着剤の内部に及ぶ。赤外線ハロゲンランプは急速加熱も可能であり且つ接着剤の内部で熱が上がることになるので、接着剤を１秒以下で仮硬化させることができる。
【００１１】
第六の観点の圧電デバイスの製造方法は、第二ないし第五の観点において、赤外線加熱が、摂氏８０度ないし摂氏１００度である。
摂氏８０度ないし摂氏１００度であっても、赤外線の放射熱で加熱しているため、接着剤の内部まで加熱することができ、摂氏８０度ないし摂氏１００度であっても十分に接着剤全体を仮硬化できる。
【００１２】
第七の観点の圧電デバイスの製造方法は、仮硬化工程が、パッケージ内の電極部を介した熱伝導により、接着剤を仮硬化させる。
このため、接着剤の下部からも接着剤を仮硬化させることができる。
【００１３】
第八の観点の圧電デバイスの製造方法は、載置工程において、圧電振動片の基部を吸引する吸引ノズル先端に硬質の弾性部材を設けている。
この構成により、吸引ノズル先端と圧電振動片とは硬質の弾性部材で接している。このため、金属などの非弾性部材と直接接する場合に比べて真空漏れが少なくなりキズがつかない。さらに、硬質であるため、圧電振動片２０を接着剤に載置する際に位置ずれが生じない。
【００１４】
第九の観点の圧電デバイスの製造方法は、載置工程と仮硬化工程との間隔が、５秒以内である。
仮硬化させない時間が数十秒以上になると圧電振動片の先端部側が下に傾く率が高くなる。作業工程の箇所を分解しているため、載置工程と仮硬化工程との間隔が５秒以内にすることができ、圧電振動片の先端部側が下に傾くことがない。
【００１５】
第十の観点の圧電デバイスは、第一ないし第八の観点の製造方法で作られている。
圧電振動片の先端部側が下に傾いて、振動不良となる圧電デバイスとして出荷されることがない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る圧電デバイスの製造方法は、圧電振動デバイスの生産効率を向上できるとともに、圧電振動片の先端部側が下に傾いてしまって振動不良となることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
＜圧電振動デバイスの構成＞
【００１８】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明のエッチング方法の実施形態としての製造方法を適用した圧電振動デバイス５０の実施形態を示している。図１Ａは圧電振動デバイス５０の透視した概略平面図、図１Ｂは図１ＡのＢ−Ｂ線概略断面図である。図１において、圧電振動デバイス５０は、音叉形状の圧電振動片２０を構成した例を示しており、圧電振動デバイス５０は、パッケージ５１内に圧電振動片２０を収容している。パッケージ５１は、たとえば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質の混練物からなるセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層し、焼結して形成されている。
【００１９】
この実施形態では、パッケージ５１は、図１Ｂに示すように、ベース基板５１ａ、壁基板５１ｂおよび床基板５１ｃで構成されている。パッケージ５１は、壁基板５１ｂで覆うことで内部空間を形成し、この内部空間に圧電振動片２０を収容している。そして、圧電振動片２０を所定の高さで支えるように、床基板５１ｃがベース基板５１ａ上に配置されている。床基板５１ｃには、たとえば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部５２が設けられている。
【００２０】
この電極部５２は、ベース基板５１ａ下に形成された実装端子５５と接続されている。これにより、外部から印加される駆動電圧を、実装端子５５を介して電極部５２に伝え、最終的に圧電振動片２０に供給する。具体的には、図１Ｂに示すように、この実装端子５５と電極部５２は、パッケージ５１外部をメタライズにより引き回したり、もしくは、ベース基板５１ａの焼成前にタングステンメタライズ等を利用して形成した導電スルーホール（不図示）で接続したりすることで形成できる。ここで、本実施形態では、箱状のパッケージ５１を形成して、圧電振動片２０を収容するようにしているが、たとえば、金属製の筒状のケース内に圧電振動片を収容し、圧電振動片と接続されたリードを外部に導出するプラグで気密に封止するようにしてもよい。
【００２１】
電極部５２の上には、導電性接着剤５７が塗布されて、圧電振動片２０の基部２９が接合されている。この導電性接着剤５７としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、導電性のフィラー（銀製の細粒等の導電粒子を含む）および、所定の溶剤を含有させたものが使用できる。
【００２２】
壁基板５１ｂの開放された上端には、蓋体５９が封止材５８で接合されることにより、封止されている。蓋体５９は、好ましくは、酸化アルミニウム質の混練物からなるセラミックで形成されている。コバール等の金属材料で形成される場合には、蓋体５９はシーム溶接等の手法により、壁基板５１ｂに対して固定される。
【００２３】
圧電振動片２０は、たとえば材料は水晶で形成されており、小型で必要な性能を得るために、図１Ａまたは図２に示す形状になっている。すなわち、圧電振動片２０は、導電性接着剤５７と接着する基部２９と、この基部２９を基端として、図１Ａにおいて右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕を備えている。つまり、圧電振動片２０は、全体が音叉のような形状とされた、いわゆる音叉型圧電振動片である。なお、本実施形態では一対の振動腕２１を備えた圧電振動片２０で説明するが、３本または４本の振動腕２１を備えた圧電振動片２０であってもよい。
【００２４】
図２は、圧電振動片２０の拡大斜視図である。圧電振動片２０は、導電性接着剤５７と接着する基部２９には、金（Ａｕ）などからなる引出電極２２が設けられ、導電性接着剤５７と電気的に接続されている。また、圧電振動片２０は、第一水晶ウエハ１０ａと第二水晶ウエハ１０ｂとからなり、水晶の電気軸２７が互いにＸ軸方向に逆になるように結合されている。
【００２５】
基部２９から延びた一対の振動腕２１の表面には、引出電極２２と電気的に接続される、金（Ａｕ）などからなるドライブ電極２３、モニタ電極（不図示）およびセンス電極２５が形成されている。ドライブ電極２３およびセンス電極２５の後に”−”（マイナス）と示したものは負極を示し、ドライブ電極２３およびセンス電極２５の後に”＋”（プラス）と示したものは正極を示している。圧電振動片２０は不図示のドライバ回路で駆動されて振動を開始するとともに、モニタ電極から振動の大きさに比例したモニタ信号を発生し、それはモニタ回路などを介してドライバ回路にフィードバックされる。このように圧電振動片２０は閉ループを構成する駆動手段によって安定に駆動される。
【００２６】
＜圧電振動片２０をパッケージ５１内に固定する過程＞
本実施形態の圧電振動デバイス５０は以上のように構成されており、その製造方法を説明する。
図３Ａは、圧電振動片２０をパッケージ５１内に接着固定する過程を示すフローチャートであり、図３Ｂは、コンベア８１上で圧電振動デバイス５０を製造する方法の工程の概念図である。
【００２７】
ステップＡでは、図３Ｂに示すようにコンベア８１の場所ＰＡにおいて、用意したパッケージ５１の電極部５２の上に、ディスペンサーノズル７１を用いて、導電性接着剤５７を滴下する。コンベア８１は、ベルトが一時的に所定箇所で停止するタイプでも、ベルトが所定速度で常時移動するタイプであってもよい。導電性接着剤５７としては、上述したように、種々のものを使用できる。
【００２８】
ステップＢでは、場所ＰＢにおいて、圧電振動片２０を、吸引ノズル７３を用いてパッケージ５１内に実装する。なお、コンベア８１が停止せず所定速度で常時移動するタイプであれば、塗布ノズル７１も所定速度で移動するようにして圧電振動片２０をパッケージ５１内に実装する。
【００２９】
ステップＣでは、場所ＰＣにおいて、圧電振動片２０をパッケージ５１内に実装した状態で、急所加熱器である第一ハロゲンランプ７５で導電性接着剤５７を仮硬化させる。ハロゲンランプによる放射熱で、非接触で導電性接着剤５７を加熱する。ステップＢからステップＣに至る時間は約５秒で好ましくは３秒以内である。また、後述するように第一ハロゲンランプ７５の加熱（オン）は１秒弱で終わる。
【００３０】
ステップＤでは、場所ＰＤに配置された加熱炉８３に、導電性接着剤５７が仮硬化され、圧電振動片２０がパッケージ５１内で固定された状態で送られる。加熱炉８３は、たとえば図示されるベルトよい長いベルト上の電熱加熱炉であり、ここで導電性接着剤５７が本硬化される。本硬化は、たとえば、加熱温度が摂氏２５０度から３００度程度、加熱時間は１０分程度である。これにより、圧電振動片２０がパッケージ５１内に完全に固定される。
【００３１】
ステップＥでは、場所ＰＥにおいて、レーザー制御部８５からのレーザー光ＬＬによる周波数調整が行われる。ウェットエッチングなどで切り出された圧電振動片２０は斜め不要信号（Ｑ−）を含んでいる。パッケージ５１を介して圧電振動片２０と通電し、圧電振動片２０を振動させて斜め不要信号（Ｑ−）を検出する。そしてこの斜め不要信号（Ｑ−）を検出しながら、レーザー光ＬＬで圧電振動片２０の母材である水晶を除去して斜め不要信号（Ｑ−）をゼロに近づけるようにする。
【００３２】
ここで、上記工程を、図４および図５を使ってより詳しく、上記工程を説明する。
図４Ａは、導電性接着剤５７を塗布ノズル７１で塗布する工程の概略図である。Ｂは、電振動片２０をパッケージ５１内に実装する工程の概略図である。図５Ｃは、第一ハロゲンランプ７５で導電性接着剤５７を仮硬化させる工程の概略図である。図５Ｅは、振動調整のためレーザー加工により質量を除去する工程の概略図である。
【００３３】
図４Ａは、図３のステップＡを詳述する図で、場所ＰＡにおける拡大図である。図４Ａおいて、ディスペンサーノズル７１には、不図示の真空脱泡器で脱泡処理された導電性接着剤５７が供給される。ディスペンサーノズル７１には不図示のシリンダーが設けられており、圧力エネルギーを用いて導電性接着剤５７の定量噴射が行われる。導電性接着剤５７が脱泡処理される理由は、圧力の作用を安定させるためである。圧力×圧力時間、噴射インターバルおよび吸引圧制御などのパラメーターを制御して、導電性接着剤５７の塗布量と塗布位置とが制御される。塗布位置は、図１Ａから理解できるように、電極部５２の少なくとも二箇所に塗布される。また、ディスペンサーノズル７１から塗布する際の導電性接着剤５７の粘性度、および導電性接着剤５７に圧電振動片２０の基部２９を載置し、圧電振動片２０の先端部が傾かないようにする導電性接着剤５７の粘性度を考慮して、導電性接着剤５７の粘性度が決定される。
【００３４】
図４Ｂは、図３のステップＢを詳述する図で、場所ＰＢにおける拡大図である。吸引ノズル７３は、不図示の真空ポンプ等により真空引きされるようになっており、また吸引ノズル７３と真空ポンプとの間には、真空を解除するため大気中と連通する開放弁が設けられている。吸引ノズル７３の先端部には、圧電振動片２０の吸引時に真空漏れが少なくなりキズがつかないように、且つ、圧電振動片２０の位置ずれが生じないように、硬質の弾性材が設けられている。硬質の弾性材として、曲げ弾性率が定常状態で７０００Ｋｇ／ｃｍ２以上の熱硬化性プラスチックの他にスチロール樹脂、アクリル樹脂またはポリプロピレンなどの熱可塑性プラスチックなどの硬質プラスチックが挙げられる。所定の箇所に配置されている圧電振動片２０は、吸引ノズル７３で吸引される。圧電振動片２０は、上方に持ち上げられて、コンベア８１に載って移動してきたパッケージ５１の電極部５２まで移動される。そして、吸引ノズル７３は下降し、圧電振動片２０の基部２９がパッケージ５１の電極部５２上に載置される。そして、圧電振動片２０の基部５９は、電極部５２上で盛り上がるように塗布されている導電性接着剤５７に、吸引ノズル７３による所定の押圧力で水平状態を保ったまま僅かに沈み込む位置で保持される。その後、吸引ノズル７３の開放弁が開放されて真空状態が解除され、吸引ノズル７３が上方に退避する。
【００３５】
図５Ｃは、図３のステップＣを詳述する図で、吸引ノズル７３がパッケージ５１から退避した後、数秒以内の状態である。コンベア８１にパッケージ５１が載置され、コンベアが移動しているため、図４Ｂは、によって導電性接着剤５７の粘性度がある程度あるため、数十秒以内であれば圧電振動片２０の先端部が下方に傾くことはない。本実施形態では、安全を考えて、圧電振動片２０の先端部が下方に傾くことがほとんどないように長くて５秒であり、好ましくは３秒以内に第一ハロゲンランプ７５で導電性接着剤５７を仮硬化させる。
【００３６】
ここで急所加熱器である第一ハロゲンランプ７５について説明する。第一ハロゲンランプ７５は、タングステンフィラメント７５−１と反射ミラー７５−２とからなる。第一ハロゲンランプ７５は、７００ナノメーターから９００ナノメーターの近赤外線域にピーク波長を持つ赤外線ハロゲンランプを使用しており、極めて高効率な熱源である。もちろん、より長波長な赤外線であってもよい。赤外線ハロゲンランプは、電力制御が簡単なため温度調節が容易であり、また、必要以上の加熱によるエネルギー損失や圧電振動片２０ヘの悪影響を抑えることができる。また、反射ミラー７５−２の焦点は、ちょうど導電性接着剤５７に合うようになっており、タングステンフィラメント７５−１からの近赤外光７６は、導電性接着剤５７に集中し、吸収される。
【００３７】
図６は、第一ハロゲンランプ７５と電気ヒータとの立ち上がり特性および立下り特性を比較した表である。第一ハロゲンランプ７５および電気ヒータともに、時間０において同時に電源をＯＮしている。そして、第一ハロゲンランプ７５は約１５秒後に電源をＯＦＦし、電気ヒータは約５３秒後に電源をＯＦＦしている。第一ハロゲンランプ７５の特性９７は、熱源にタングステンフィラメント７５−１を使用しているため、電源投入とほぼ同時に赤外線エネルギーが１００パーセント近くまで立ち上がり、電源遮断と同時に立ち下がる。別言すれば。必要時のみ通電して加熱ができ、不要な時は通電する必要が無いので電力費の削減につながる。一方、電気ヒータの特性９９は、特に立ち上がりが悪いため、電機ヒータは常に予熱しておかなければならない。このため、電力費がかさみ、さらに温度調節が困難である。
【００３８】
図７は、圧電振動片２０の基部２９、導電性接着剤５７およびパッケージ５１のベース基板５１ａの断面図を示したものである。第一ハロゲンランプ７５の反射ミラー７５−２の焦点は、上述したように導電性接着剤５７に合っている。しかし、タングステンフィラメント７５−１が点光源ではないので、近赤外光７６は、導電性接着剤５７以外の部分に焦点を合わす光も存在する。
【００３９】
圧電振動片２０の基部２９の引出電極２２へ照射された近赤外光７６の一部は、反射光７９となって反射される。しかし残り近赤外光７６の一部は、引出電極２２で吸収され熱として蓄積する。引出電極２２は金（Ａｕ）で形成されているため熱伝導率が高く、導電性接着剤５７と接触している引出電極２２に伝わる。電性接着剤５７と接触している引出電極２２は導電性接着剤５７の上部であるので、導電性接着剤５７の上部を加熱することになる。さらに、圧電振動片２０の基部２９の引出電極２２のない部分へ照射された近赤外光７６は、水晶ウエハ１０ａおよび水晶ウエハ１０ｂを透過して導電性接着剤５７に届く。不純物がほとんどない人工水晶は、光の透過率が高く水晶で吸収される近赤外光７６は極めて少ない。このため、近赤外光７６が導電性接着剤５７の中まで入り込み、導電性接着剤５７の表面の溶剤だけが加熱されることがない。つまり、導電性接着剤５７全体が加熱されるため低めの温度で仮硬化が可能であり、仮硬化工程で必要とされる条件としては、たとえば、摂氏８０度ないし１００度程度、加熱時間は１、２秒でよい。または、摂氏１２０度ないし１５０度程度で加熱時間１秒以内でよい。
【００４０】
図５Ｃに戻り、圧電振動片２０の上方から第一ハロゲンランプ７５で導電性接着剤５７を仮硬化させる実施例に加えて、第二ハロゲンランプ７７を使用する場合を説明する。第二ハロゲンランプ７７も、タングステンフィラメント７７−１と反射ミラー７７−２とから構成される。パッケージ５１のベース基板５１ａの外部表面には実装端子５５が設けられている。実装端子５５は、パッケージ５１内の電極部５２に金属を介して接続されている。このため、第二ハロゲンランプ７７の反射ミラー７７−２の焦点を実装端子５５に当たるようにして、導電性接着剤５７の加熱を導電性接着剤５７の下部からも与えるようにする。このようにすれば、第一ハロゲンランプ７５により、導電性接着剤５７の上部および内部を加熱し、第二ハロゲンランプ７７により、導電性接着剤５７の下部を加熱することになる。したがって、第一ハロゲンランプ７５および第二ハロゲンランプ７７を併用すると、導電性接着剤５７全体を加熱することができ、効率的に導電性接着剤５７を仮硬化させることができる。
【００４１】
これまで説明してきたとおり、場所ＰＢから場所ＰＣへの移行は数秒以内であり、また、第一ハロゲンランプ７５または第二ハロゲンランプ７７自体は、急速加熱が可能で温度設定も容易である。さらに、第一ハロゲンランプ７５が導電性接着剤５７の内部を加熱することが可能である。このことから、圧電振動片２０の基部２９が載置された状態において、圧電振動片２０の先端側が傾かないうちに、導電性接着剤５７を仮硬化させ圧電振動片２０を水平に支持することができる。
【００４２】
次に、図３のステップＤを割愛し、ステップＥについて図５Ｅを使って説明する。
図５Ｅは、図３のステップＥを詳述する図で、場所ＰＡにおける拡大図である。本硬化を経て圧電振動片２０がパッケージ５１内に水平に支持されている。最終製品の状態に近づいており、ここで圧電振動デバイス５０としての周波数調整を行う。レーザー制御部８５には、プローブ８６が接続されている。引出電極２２および実装端子５５にプローブ８６を接触させ、電圧を印加できるように且つ圧電振動片２０から斜め不要信号（Ｑ−）を受信するようする。電圧を印加して、本硬化で圧電振動片２０が固定された状態の振動信号を受信しながら、斜め不要信号（Ｑ−）が所定値（０またはたとえば誤差範囲の５０）以下になるように、レーザー光ＬＬで圧電振動片２０の水晶を一部除去する。周波数調整が完了すれば、封止材５８を使用して蓋体５９で封止する。レーザー光ＬＬは、チタンサファイアレーザーを使ったフェムト秒レーザーが好ましい。
【００４３】
＜圧電振動デバイスの製造工程＞
図８は、本実施形態に用いる圧電振動デバイスの製造の全工程を示したフローチャート１００である。
＜＜圧電振動片の外形形成の工程＞＞
ステップＳ１１０では、第一水晶ウエハ１０ａおよび第二水晶ウエハ１０ｂを貼り合わせて、接合水晶ウエハ１０を用意する。
【００４４】
次に、ステップＳ１１２では、接合水晶ウエハ１０の全面に、耐蝕膜をスパッタリングもしくは蒸着などの手法により形成する。すなわち、圧電材料としての接合水晶ウエハ１０を使用する場合に、金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）等を直接成膜することは困難なため、下地としてクロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ）等を使用する。つまり、この実施形態では、耐蝕膜としてクロム層の上に金層を重ねた金属膜を使用する。たとえば、クロム層の厚みは５００オングストローム、金層の厚みも５００オングストローム程度とする。
【００４５】
ステップＳ１１４では、クロム層および金層が形成された接合水晶ウエハ１０に、フォトレジスト層を全面にスピンコートなどの手法で均一に塗布する。フォトレジスト層としては、たとえば、ノボラック樹脂によるネガフォトレジストを使用できる。
【００４６】
次に、ステップＳ１１６では、露光装置を用いて、第１フォトマスクに描かれた圧電振動片２０のパターンをフォトレジスト層が塗布された接合水晶ウエハ１０を露光する。ステップＳ１１６では、両面露光装置を使って３６５ｎｍのｉ線の露光光を用いて両面を露光する。
【００４７】
ステップＳ１１８では、接合水晶ウエハ１０のフォトレジスト層を現像して、感光したフォトレジスト層を除去する。さらに、フォトレジスト層から露出した金層をたとえば、ヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液を用いて、金層をエッチングする。次いで、金層が除去されて露出したクロム層を、たとえば硝酸第２セリウムアンモニウムと酢酸との水溶液でエッチングする。水溶液の濃度、温度および水溶液に浸している時間を調整して余分な箇所が侵食されないようにする。これで耐蝕膜を除去することができる。次に、フッ酸溶液をエッチング液として、フォトレジスト層および耐蝕膜から露出した水晶材料を、圧電振動片２０の外形になるようにウェットエッチングを行う。このウェットエッチングは、フッ酸溶液の濃度や種類、温度等により時間が変化するが、約６時間ないし約１５時間かかる。
【００４８】
ステップＳ１２０では、不要となったフォトレジスト層と耐蝕膜を除去することによりに、図２の振動腕２１および基部２９を有する圧電振動片２０が形成される。
【００４９】
＜＜電極の形成の工程＞＞
ステップＳ１２２では、圧電振動片２０を純水で洗浄し、圧電振動片２０の全面に駆動電極としての励振電極２５などを形成するための金属膜を蒸着またはスパッタリング等の手法により形成する。この金属膜は、下地となるクロム層と、金層とで構成する。なお、耐蝕膜と金属膜とは同じ材料であってもよいので、耐蝕膜を電極として使用する場合には、ステップＳ１２０で耐蝕膜を除去することなく、ステップＳ１２２で新たに金属膜を形成する必要がない。次いで、ステップＳ１２４では、全面にフォトレジスト層を塗布する。
【００５０】
ステップＳ１２６では、電極パターン（引出電極２２、ドライブ電極２３、モニタ電極２４およびセンス電極２５）と対応した第２フォトマスク（不図示）を用意して、電極パターンをフォトレジスト層が塗布された接合水晶ウエハ１０を露光する。電極パターンは圧電振動片２０の両面に形成する必要があるため、ステップＳ１２６では、３６５ｎｍのｉ線の露光光を用いて圧電振動片２０の両面を露光する。両面露光装置を使って圧電振動片２０の両面を一度に露光することもでき、また、片面露光装置を使って圧電振動片２０の片面を露光し、圧電振動片２０を裏返して他方の片面を露光することもできる。
【００５１】
ステップＳ１２８では、フォトレジスト層を現像後、感光したフォトレジストを除去する。残るフォトレジストは電極パターンと対応したフォトレジストになる。
【００５２】
次いで、ステップＳ１２８では、電極となる金属膜のエッチングを行う。すなわち、電極パターンと対応したフォトレジスト層から露出した金層をたとえば、ヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液でエッチングし、次にクロム層をたとえば硝酸第２セリウムアンモニウムと酢酸との水溶液でエッチングする。続いて、ステップＳ１３０でフォトレジストを除去する。これらの工程を経て、圧電振動片２０に励振電極２５などが正確な位置および電極幅で形成される。
【００５３】
＜＜周波数調整およびパッケージングの工程＞＞
これまでの工程により、電極が形成された圧電振動片２０が得られたため、ステップＳ１３２では、セラミック製のパッケージ５１に圧電振動片２０を導電性接着剤５７で接着する。具体的には、図３から図５で説明したように、圧電振動片２０の基部２９を、電極部５２に塗布した導電性接着剤５７の上に載置して、導電性接着剤５７を仮硬化させる。次に、硬化炉８５で導電性接着剤５７を本硬化することにより圧電振動片２０を引出電極２２に対して接合する。
【００５４】
ステップＳ１３４では、図５Ｅで説明したように、さらに、圧電振動片２０の振動腕２１にレーザー光を照射して、振動腕２１の接合水晶ウエハ１０の一部を蒸散・昇華させ、質量削減方式による周波数調整を行う。そもそもステップＳ１１６およびステップＳ１１８などで形成される圧電振動片２０は、振動腕２１が大きめに形成されるようにフォトマスクのパターンが形成されていたり、ウェットエッチングで接合水晶ウエハ１０が過度にエッチングされないようにしたりして、質量が大きめに形成されている。
【００５５】
次に、ステップＳ１３６で、真空チャンバー内などに圧電振動片２０を収容したパッケージ５１を移し、蓋体５９を封止材５８により接合する。続いてステップＳ１３８で、最後に圧電振動デバイス５０の駆動特性などの検査を行い、圧電振動デバイス５０を完成させる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
上記実施形態では、導電性接着剤の場合について説明したが、ワイヤーボンディングで引出電極２２と電気的に接続する場合には、導電性接着剤でなく通常の非導電性の接着剤が使われる。非導電性の接着剤が使われる場合にも、本発明を適用することができる。また、導電性接着剤が熱硬化性の樹脂の場合について説明したが、紫外線硬化樹脂を使用しても良い。仮硬化では紫外線の少ない光量で、本硬化では紫外線の多い光量で、硬化を行えばよい。また、水晶は透過性があるので、非接触で圧電振動片２０の基部２９の上部側から導電性接着剤に紫外線を照射することは容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】Ａは圧電振動デバイス５０の透視した概略平面図で、ＢはＡのＢ−Ｂ線概略断面図である。
【図２】圧電振動片２０の拡大斜視図である。
【図３】Ａは圧電振動片２０をパッケージ５１内に接着固定する過程を示すフローチャートであり、Ｂはコンベア８１上で圧電振動デバイス５０を製造する方法の工程の概念図である。
【図４】Ａは図３のステップＡを詳述する図で、Ｂは図３のステップＢを詳述する図である。
【図５】Ｃは図３のステップＣを詳述する図で、Ｅは図３のステップＥを詳述する図である。
【図６】第一ハロゲンランプ７５と遠赤外線電気ヒータとの立ち上がり特性および立下り特性を比較した表である。
【図７】圧電振動片２０の基部２９、導電性接着剤５７およびパッケージ５１のベース基板５１ａの断面図である。
【図８】本実施形態に用いる圧電振動デバイスの製造工程のフローチャート１００である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ａ  ……  第一水晶ウエハ
１０ｂ  ……  第二水晶ウエハ
１０ｅ  ……  周縁部
２０  ……  圧電振動片
２３  ……  ドライブ電極
２４  ……  モニタ電極
２５  ……  センス電極
２９  ……  圧電振動片の基部
５０  ……  圧電振動デバイス
５２  ……  電極部
５５  ……  実装端子
７１  ……  ディスペンサーノズル
７３  ……  吸引ノズル
７５  ……  第一ハロゲンランプ
７６  ……  赤外線光（近赤外線光）
７７  ……  第二ハロゲンランプ
９７  ……  第一ハロゲンランプの特性
ＬＬ  ……  レーザー光
【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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