(57)【要約】【課題】割れの発生を低減することができる基板を提供する。【解決手段】枠部２の内側に、枠部２から延設された支持部６と一体に形成された圧電振動片３を有する水晶ウエハ１であって、枠部２は、平面視で、枠部２の内周側の輪郭において、隣り合う内周辺２ｅと２ｆとの間、内周辺２ｆと２ｄとの間、内周辺２ｄと２ｇとの間及び内周辺２ｇと２ｅとの間の夫々に、これら各辺同士を延長してできる各交点よりも内側に形成される接続部２ｂを設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠の内側に、該枠から延設された支持部と一体に形成された圧電振動片を有する基板であって、前記枠は、平面視で、該枠の内周側の輪郭において隣り合う辺同士が、該辺同士を延長してできる交点よりも内側に形成される接続部を介してつながっていることを特徴とする基板。
【請求項２】
前記接続部は、平面視で、直線及び曲線の何れか一方を含んだ形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に関するものであり、特には、圧電振動片を有する基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水晶ウエハ内に複数の水晶振動片を形成する方法がある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１３０８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載された方法では、基板（ウエハ）単位で工程を流動することができるため、圧電振動片（水晶振動片）を個々に流動する場合に比較して、圧電振動片の取り扱いが容易となる。しかしながら、圧電振動片が形成された基板は、図９に示すように、基板１０１の枠１０２の内周に角部１０２ａがあるため、この基板１０１を搬送したり、移送したりするときに外力が加わると、角部１０２ａに割れが発生しやすいという未解決の課題がある。
【０００５】
本発明は、この未解決の課題に着目してなされたものであり、割れの発生を低減することができる基板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】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１の発明は、枠の内側に、該枠から延設された支持部と一体に形成された圧電振動片を有する基板であって、前記枠は、平面視で、該枠の内周側の輪郭において隣り合う辺同士が、該辺同士を延長してできる交点よりも内側に形成される接続部を介してつながっていることを特徴とする。
第１の発明によれば、枠の内周側の輪郭において隣り合う辺同士が、辺同士を延長してできる交点よりも内側に形成される接続部を介してつながっていることにより、内周の隅にある接続部の強度が上がり、接続部を基点とした割れが発生しにくくなる。
【０００７】
本発明に係る第２の発明は、第１の発明において、前記接続部は、平面視で、直線及び曲線の何れか一方を含んだ形状に形成されていることを特徴とする。
第２の発明によれば、辺同士を延長してできる交点よりも内側に形成される接続部が、直線及び曲線の何れか一方を含んだ形状に形成されることにより、内周の隅が角張らないため接続部の応力集中が緩和され、接続部の強度が上がり、接続部を基点とした割れが発生しにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に基づいて説明する。
ここでは、ＡＴカット水晶振動片を有する水晶ウエハを例にとり説明する。
【０００９】
図１（ａ）は、本実施形態における水晶ウエハの概略平面図である。また、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ部拡大図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）中のＢ−Ｂ線での概略断面図である。
図１に示すように、水晶ウエハ１は、枠部２、水晶振動片３、励振電極４ａ、励振電極４ｂ、引き出し電極５ａ、引き出し電極５ｂ、支持部６より構成されている。
【００１０】
枠部２は、外側は水晶ウエハ１の外郭部として形成され、内側には内周辺２ｄから延設された支持部６と一体となった水晶振動片３が複数形成されている。また、枠部２の内周辺２ｅ、２ｆ、２ｄ、２ｇは、面取り部２ｂにより接続されている。つまり、面取り部２ｂは、これらの内周辺２ｅ、２ｆ、２ｄ及び２ｇにおいて、周方向に隣り合う内周辺２ｅ及び２ｆ間と、内周辺２ｆ及び２ｄ間と、内周辺２ｄ及び２ｇ間と、内周辺２ｇ及び２ｅ間とに設けられている。
【００１１】
励振電極４ａ、４ｂは、水晶振動片３を挟んで対向するように、この水晶振動片３の表裏面の夫々に形成されている。
引き出し電極５ａ、５ｂは、水晶振動片３の支持部６側に夫々表裏面にまたがるように形成されている。なお、引き出し電極５ａは、表側の励振電極４ａと接続され、引き出し電極５ｂは、裏側の励振電極４ｂと接続されている。
【００１２】
水晶振動片３は、引き出し電極５ａ、５ｂを介して、励振電極４ａ、４ｂに外部から駆動電圧が印加されると、厚みすべり振動を発振する。
支持部６は、枠部２の内周辺２ｄから各水晶振動片３に対して２本ずつ延設され、水晶振動片３を枠部２に支持する。
なお、水晶振動片３は、周波数調整の後水晶ウエハ１から個片に分割され、パッケージ（図示せず）に実装されることにより圧電デバイスとしての完成状態となる。
【００１３】
ここで、水晶ウエハ１の製造工程を説明する。
まず、Ｘ軸を電気軸、Ｙ軸を機械軸、Ｚ軸を光軸とする水晶の原石を、Ｚ軸に対して所定の角度を有する方向で切断して、図２（ａ）に示すブランクウエハ１ａを形成する。このブランクウエハ１ａは、水晶振動片３の振動周波数に応じた所定の厚みに研磨されたものが用いられる。なお、ＡＴカット水晶振動片を例とする本実施形態では、水晶の原石をＺ軸に対して３５度の方向で切断する。
【００１４】
次いで、図２（ｂ）に示すように、ブランクウエハ１ａに蒸着やスパッタリング等の方法により、例えば、クロムで構成される下地層に、エッチング液に対して耐食性のある金などの金属を積層して金属膜１０を形成する。なお、この図２（ｂ）において、構成を分かり易く示すため、金属膜１０にハッチングを施して図示した。
このとき、図２（ｂ）中のＣ−Ｃ線での断面図である図３（ａ）に示すように、ブランクウエハ１ａの表面１１及び裏面１２に金属膜１０を形成する。
【００１５】
次いで、図２（ｃ）に示すように、金属膜１０にレジスト２０をスピンコート法等の方法により塗布する。なお、この図２（ｃ）において、構成を分かり易く示すため、レジスト２０に金属膜１０とは異なる方向のハッチングを施して図示した。
このとき、図２（ｃ）中のＤ−Ｄ線での断面図である図３（ｂ）に示すように、ブランクウエハ１ａの表面１１及び裏面１２に形成されている各金属膜１０をレジスト２０で覆う。
【００１６】
次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術により、必要な部分を残してレジスト２０を除去し、このレジスト２０に、図２（ｄ）に示す開口部２０ａを形成する。
このとき、図２（ｄ）中Ｅ−Ｅ線での断面図である図３（ｃ）に示すように、開口部２０ａから金属膜１０が露出するようにレジスト２０を除去する。また、この開口部２０ａには、図２（ｄ）に示すように、図１に示す水晶ウエハ１の枠部２の面取り部２ｂに対応した面取り部形成用開口部位２０ｂが形成される。
【００１７】
次いで、図４（ａ）に示すように、金属膜１０をエッチングし、開口部２０ａ内の金属膜１０を除去する。
このとき、図４（ａ）中のＦ−Ｆ線での断面図である図３（ｄ）に示すように、開口部２０ａからブランクウエハ１ａが露出するように金属膜１０を除去する。
【００１８】
次いで、図４（ｂ）に示すように、ブランクウエハ１ａをエッチングし、開口部２０ａ内のブランクウエハ１ａを除去する。
このとき、ブランクウエハ１ａの面取り部形成用開口部位２０ｂに相当する部位に、図１に示す水晶ウエハ１の枠部２の面取り部２ｂが形成される。
【００１９】
次いで、図４（ｃ）に示すように、レジスト２０及び金属膜１０を夫々剥離した後、ブランクウエハ１ａを純水にて洗浄し、遠心力による脱水機能を備えたスピンドライヤによって純水を振り切り、表面を乾燥させる。
次いで、上記と同様のプロセスにより、金属薄膜よりなる励振電極４ａ、４ｂ及び引き出し電極５ａ、５ｂを水晶振動片３に形成し、図１に示す水晶ウエハ１が完成する。
なお、本実施形態において、水晶振動片３が圧電振動片に対応し、水晶ウエハ１が基板に対応し、面取り部２ｂが接続部に対応する。
【００２０】
上記のように面取り部２ｂが枠部２に形成されることにより、面取り部２ｂ形成以降の各工程の作業においては、次のような作用・効果がある。
例えば、ブランクウエハ１ａからレジスト２０及び金属膜１０を剥離、洗浄後の乾燥時に、ブランクウエハ１ａをスピンドライヤで高速回転させる際、遠心力によりブランクウエハ１ａには応力が発生する。
【００２１】
この際、枠部２の内周辺例えば、２ｅ、２ｆ、２ｄの隣り合う内周辺同士を延長してできる交点Ｐ（図５（ａ）参照）よりも内側に形成された面取り部２ｂにより、枠部２における応力集中が緩和され、面取り部２ｂを基点としたブランクウエハ１ａの割れを低減することができる。
【００２２】
また、励振電極４ａ、４ｂや、引き出し電極５ａ、５ｂの形成工程におけるレジスト塗布の際には、ブランクウエハ１ａに、スピンコート法での遠心力による応力や、他の塗布方法により加えられる外力に対する応力が発生する。これらの場合も上記と同様に、枠部２に形成された面取り部２ｂにより、枠部２における応力集中が緩和され、面取り部２ｂを基点としたブランクウエハ１ａの割れを低減することができる。
【００２３】
さらに、上記製造工程間の移動時や段取り時等にブランクウエハ１ａの枠部２に加えられる外力に対する応力が発生した場合でも、上記と同様に枠部２における応力集中が緩和され、面取り部２ｂを基点としたブランクウエハ１ａの割れを低減することができる。
また、水晶ウエハ１は、面取り部２ｂの形成で応力集中を緩和し、強度を向上させることができるので、枠部２の幅２ｈ（図１参照）を従来の水晶ウエハより狭くしても、従来の水晶ウエハと同一強度が確保できる。従って、水晶ウエハ１は、同一強度同一外形サイズで比較した場合、従来の水晶ウエハより水晶振動片３の形成可能なスペースが広くなり、より多くの水晶振動片３を形成することができる。
【００２４】
ここで、上記の面取り部２ｂの寸法設定について説明する。
図５は水晶ウエハ１の部分拡大図である。同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）中のＨ−Ｈ線での断面図である。
面取り部２ｂの起点または終点と、面取り部２ｂに隣接する内周辺２ｅ、２ｆ、２ｄを延長してできる交点Ｐとの距離をＣ、水晶ウエハ１の厚さをｔとした場合、０．２ｔ≦Ｃ≦２．５ｔが好ましい。
【００２５】
Ｃが０．２ｔよりも小さいと、面取り部２ｂが応力集中を緩和する効果が減少する。また、Ｃが２．５ｔよりも大きいと、面取り部２ｂと水晶振動片３の角部３ａとの隙間Ｇａを確保することが困難になってしまう。この隙間Ｇａは水晶ウエハ１のエッチングにおいてｔ≦Ｇａであることが好ましい。
【００２６】
つまり、Ｃが２．５ｔより大きい場合には、ｔ≦Ｇａを満足させるために、枠部２と水晶振動片３との隙間Ｇを広げなければならない。このため、水晶振動片３を配置する上で水晶ウエハ１に無駄なスペースが発生し、水晶ウエハ１内に形成可能な水晶振動片３の数が少なくなってしまう。ｔが約６０μｍである本実施形態では、Ｃを５０μｍ（約０．８ｔ）に設定した。
【００２７】
なお、本実施形態では、枠部２のみに面取り部２ｂを形成するようにしたが、図６に示すように、水晶振動片３にも面取り部３ｂを形成するようにしてもよい。
これにより、隙間Ｇを大きくすることなく、隙間Ｇａを確保することができ、水晶振動片３の取り数を減少させることなく割れの発生を低減することが可能となる。
【００２８】
また、本実施形態では、総ての内周辺同士間に面取り部２ｂを形成するようにしたが、これに限定されず、強度に応じて任意の内周辺同士間（例えば、２ｅ、２ｆ間）のみに形成するようにしてもよい。
なお、本実施形態では、面取り部２ｂを直線で形成したが、これに限定するものではなく、図７に示すように、円弧２１で形成してもよく、さらに、任意の曲線で形成してもよい。さらに、面取り部２ｂを、図８に示すように直線２２と円弧２３とを組み合わせた形状としてもよい。
【００２９】
また、面取り部２ｂと面取り部２ｂに隣接する内周辺２ｄ、２ｆ、２ｅ等との成す角度θ（図５参照）は、面取りの基準角度の４５度に限定するものではなく、４０度や５０度など面取り部２ｂ近傍の形状に応じた任意の角度でもよい。
また、本実施形態では、ＡＴカット水晶振動片を例に説明したが、圧電振動片はこれに限定されず、音叉型振動片や、弾性表面波素子などでもよい。さらに、基板は、圧電体である水晶に限定されず、ガラス基板やシリコン基板に圧電体薄膜を形成して圧電振動片を構成するものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態における水晶ウエハの概略図。
【図２】本発明の実施形態におけるブランクウエハの製造工程説明図。
【図３】本発明の実施形態におけるブランクウエハの製造工程説明図。
【図４】本発明の実施形態におけるブランクウエハの製造工程説明図。
【図５】本発明の実施形態における水晶ウエハの要部拡大図。
【図６】本発明の別の実施形態における水晶ウエハの要部拡大図。
【図７】本発明の別の実施形態における水晶ウエハの要部拡大図。
【図８】本発明の別の実施形態における水晶ウエハの要部拡大図。
【図９】従来技術の課題を説明する図。
【符号の説明】
【００３１】
１…水晶ウエハ、２…枠部、２ｂ…面取り部、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ…内周辺、３…水晶振動片、６…支持部。
【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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