(57)【要約】【課題】  バリを無くし、ＣＩ値を向上させる。【解決手段】  ウェットエッチングを用いて水晶ウェハに複数の水晶振動片を設ける水晶振動片の製造方法であって、ウェットエッチングで用いられるエッチャントに前記水晶ウェハを浸す時間を、前記水晶ウェハの厚みが貫通するまでにかかる時間の３．５倍以上とし、ウェットエッチングで用いられるエッチャントに前記水晶ウェハを浸す時間をＴｐ、水晶ウェハの厚みをｔ１、単位時間当たりにウェットエッチングにて削れる水晶の厚みをｔ２、としたとき、前記水晶ウェハをエッチャントに浸す時間をＴｐ≧３．５×ｔ１／ｔ２としたことを特徴とする。【選択図】      図９
2012074859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェットエッチングを用いて水晶ウェハに複数の水晶振動片を設ける水晶振動片の製造方法であって、
ウェットエッチングで用いられるエッチャントに前記水晶ウェハを浸す時間を、前記水晶ウェハの厚みが貫通するまでにかかる時間の３．５倍以上としたことを特徴とする水晶振動片の製造方法。
【請求項２】
ウェットエッチングを用いて水晶ウェハに複数の水晶振動片を設ける水晶振動片の製造方法であって、
ウェットエッチングで用いられるエッチャントに前記水晶ウェハを浸す時間をＴｐ、
前記水晶ウェハの厚みをｔ１、
単位時間当たりにウェットエッチングにて削れる水晶の厚みをｔ２、
としたとき、
前記水晶ウェハをエッチャントに浸す時間を
Ｔｐ≧３．５×ｔ１／ｔ２
としたことを特徴とする水晶振動片の製造方法。
【請求項３】
前記水晶振動片が、平板構造、振動部とこの振動部を囲う枠部とからなる構造のいずれかから選択された構造であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水晶振動片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子に用いられる水晶振動片の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器には、例えば、水晶振動子が用いられている。その従来の水晶振動子の一例としては、素子搭載部材と水晶振動素子と蓋部材とから主に構成され、素子搭載部材に設けられた凹部内に水晶振動素子を搭載して蓋部材で気密封止した構造のものが知られている。ここで、水晶振動素子は、水晶片の両主面に励振電極が形成されている。また素子搭載部材は、凹部内に水晶振動素子を搭載するための搭載パッドが設けられている。また、蓋部材は、平板状に形成された金属板が用いられ、凹部を気密封止するために素子搭載部材に接合される。また、素子搭載部材に設けられた凹部の封止には、例えば、Ａｕ−Ｓｎを用いた封止、シーム溶接による封止などが用いられる。
【０００３】
この水晶振動子に構成される水晶片は、種々の形状が提案されている。
例えば、平板構造の水晶片としては、平面視四角形状のもの（例えば、特許文献１参照）と、平面視円形状のもの（例えば、特許文献２参照）が知られており、平板構造以外の水晶片としては、例えば、音叉構造のもの（例えば、特許文献３参照）が知られている。また、平板状の素子には、その主面に凸部を設けてこの凸部の主面に電極を設けた構造のもの（例えば、特許文献４参照）や、凹部を設けてその凹部の主面に電極を設けた構造のもの（例えば、特許文献５参照）が提案されている。
なお、これら電極は、引回しパターンと電気的に接続しており、この引回しパターンにより水晶片の端部まで引回されている。
【０００４】
これらのような平面視四角形状の水晶片、平面視円形状の水晶片、音叉形状の水晶片は、ウェットエッチングを用いて水晶ウェハから形成される。
例えば、平面視四角形状の水晶片の主面に凸部が形成された構造の水晶振動素子の場合、凸部の主面が所定の面積を有し、平面視四角形状に形成されている。この凸部は、ウェットエッチングなどにより形成される。
この凸部主面に電極を形成し、この電極と向かい合うように反対側にも電極を設けて水晶振動素子が構成される（例えば、特許文献４参照）。
このような凸部を設ける理由は、水晶振動素子の振動エネルギーが凸部内で閉じ込められるようにするためである。これにより、平板状の水晶振動素子よりもクリスタルインピーダンス値（以下、「ＣＩ値」という）の低い優れた特性を得ることが期待できる。
ＣＩ値が低いということは、安定した振動でありながら、振動エネルギーが凸部内で閉じ込められた状態であるといえる。
また、振動エネルギーを閉じ込めることを目的とした素子の他の例として、コンベックス加工された水晶片やベベル加工された水晶片も提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４２９７５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９７８０１号公報
【特許文献３】特開２００４−２０５４２６号公報
【特許文献４】特開２００７−０５３８２０号公報
【特許文献５】特開２００４−０８８１３７号公報
【特許文献６】特開２００７−０１３５７１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、ウェットエッチングを用いて水晶ウェハから水晶振動片を製造する場合、水晶ウェハの側面にバリが残されてしまう。このバリの発生を予測して水晶ウェハに複数の水晶振動片を設ける場合、隣り合う水晶振動片の間隔を広くする必要があり、１枚の水晶ウェハから製造される水晶振動片の数を増やすことができなかった。
また、このバリは、水晶振動片に励振電極を形成したときにＣＩ値が高くなる原因となり、所望する特性が得られなくなる場合がある。
【０００７】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、バリの発生を防ぎ、ＣＩ値を向上させる水晶振動片の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、ウェットエッチングを用いて水晶ウェハに複数の水晶振動片を設ける水晶振動片の製造方法であって、ウェットエッチングで用いられるエッチャントに前記水晶ウェハを浸す時間を、前記水晶ウェハの厚みが貫通するまでにかかる時間の３．５倍以上としたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、ウェットエッチングを用いて水晶ウェハに複数の水晶振動片を設ける水晶振動片の製造方法であって、ウェットエッチングで用いられるエッチャントに前記水晶ウェハを浸す時間をＴｐ、前記水晶ウェハの厚みをｔ１、単位時間当たりにウェットエッチングにて削れる水晶の厚みをｔ２、としたとき、前記水晶ウェハをエッチャントに浸す時間をＴｐ≧３．５×ｔ１／ｔ２としたことを特徴とする
【００１０】
また、本発明は、前記水晶振動片が、平板構造、振動部とこの振動部を囲う枠部とからなる構造のいずれかから選択された構造であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このような水晶振動片の製造方法によれば、ウェットエッチングで用いられるエッチャントに水晶ウェハを浸す時間を、水晶ウェハの厚みが貫通するまでにかかる時間の３．５倍以上としたことにより、水晶ウェハの側面にバリの発生を防ぐことができる。従って、本発明の水晶振動片の製造方法は、バリの発生を防ぎ、ＣＩを向上させることができる。
【００１２】
また、このような水晶振動片の製造方法によれば、ウェットエッチングで用いられるエッチャントに前記水晶ウェハを浸す時間をＴｐ、水晶ウェハの厚みをｔ１、単位時間当たりにウェットエッチングにて削れる水晶の厚みをｔ２、としたとき、水晶ウェハをエッチャントに浸す時間をＴｐ≧３．５×ｔ１／ｔ２としたことにより、水晶ウェハの側面にバリの発生を防ぐことができる。従って、本発明の水晶振動片の製造方法は、バリの発生を防ぎ、ＣＩを向上させることができる。
【００１３】
また、水晶振動片が、平板構造、振動部とこの振動部を囲う枠部とからなる構造のいずれかから選択された構造であることで、種々の水晶振動片の製造に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶振動片の製造方法で製造される水晶片の一例を示し、（ａ）は平板構造の水晶振動片に一例を示す概念図であり、（ｂ）は、振動部とこの振動部を囲う枠部とからなる構造の水腫振動片の一例を示す概念図である。
【図２】（ａ）は水晶ウェハから形成された水晶振動片の厚みの一例を示す側面図であり、（ｂ）は水晶ウェハをエッチャントに浸した状態の一例を示す概念図である。
【図３】実施例１における−Ｘ方向の側面の状態の一例を示す図である。
【図４】実施例１におけるＺ´方向の側面の状態の一例を示す図である。
【図５】比較例１における−Ｘ方向の側面の状態の一例を示す図である。
【図６】比較例１におけるＺ´方向の側面の状態の一例を示す図である。
【図７】比較例２における−Ｘ方向の側面の状態の一例を示す図である。
【図８】比較例２におけるＺ´方向の側面の状態の一例を示す図である。
【図９】ＣＩ値に対する製造された水晶振動片の分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各構成要素について、状態をわかりやすくするために、誇張して図示している。
【００１６】
本発明の実施形態に係る水晶振動片の製造方法で製造される水晶振動片は、例えば、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、平板構造、振動部とこの振動部を囲う枠部とからなる構造のいずれかから選択された構造となっている。なお、水晶は、それぞれが直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有している。また、この水晶を所定の結晶軸に対して所定の角度で切断したときの新たな軸をＸ´軸、Ｙ´軸、Ｚ´軸というときがある。また、主面は、平面視で面積が他の面より広い面を主面とする。また、側面は、主面と交叉する面とする。なお、Ｘ軸は、＋Ｘ方向と−Ｘ方向があり、＋Ｘ方向は、Ｘ軸に平行であり、−Ｘ方向とは正反対の方向を指す。
【００１７】
ここで、平板構造の水晶振動片は、例えば、図１（ａ）に示すように、平面視四角形状で板状に形成されており、その中央部分が振動部１１０ａとなり、振動部１１０ａを囲う部分のうち一方の端部部分が保持部１２０ａとして構成されている。
この平板構造の水晶振動片１１０ａは、厚み方向をＹ軸、長辺方向をＸ軸、短辺方向をＺ´軸と平行に形成される。例えば、平板構造の水晶振動片１１０ａは、ＡＴカットとなっている。
【００１８】
この平板構造の水晶振動片１００ａは、例えば、両主面に凸部１１１ａ、１１１ｂが設けられていても良い。この平板構造の水晶振動片１００ａは、それぞれの凸部１１１ａ、１１１ｂの表面に励振電極（図示せず）が設けられると水晶振動素子となる。
【００１９】
凸部１１１ａ、１１１ｂは、平面視においてだ円形状で形成されている。
これら凸部１１１ａ、１１１ｂは、互いに大きさが異なっている。例えば、水晶振動片１００ａの一方に設けられる凸部１１１ａは、他方の主面に設けられる凸部１１１ｂよりも表面積が小さく形成されている。
なお、平板構造の水晶振動片は、凸部を有さない平面状に形成されていてもよい。
【００２０】
また、図１（ｂ）に示すように、例えば、振動部１１０ｂこの振動部１１０ｂを囲う枠部１２０ｂとからなる構造の水晶振動片１００ｂは、振動部１１０ｂと保持部となる枠部１２０ｂとが所定の間隔をあけて設けられており、振動部１１０ｂと枠部１２０ｂとが一体で形成されつつ、前記した平板構造の水晶振動片１００ａと同様の軸方向で形成されて構成されている。
【００２１】
前記のような水晶振動片は、ウェットエッチングを用いて平板状の水晶ウェハＷ（図２（ｂ）参照）から製造される。なお、水晶振動片が平板構造となる場合について説明する。
例えば、まず、水晶ウェハに耐食膜を設けた後に感光性のレジストを塗布する工程を行う。次に、水晶振動片の形状となるようにマスクを介して露光し、後に現像する工程を行う。水晶振動片の形状が残るように余分なレジストを除去し、露出した耐食膜を除去する工程を行う。次に、露出した水晶ウェハの水晶部分をウェットエッチングにて化学的に削り水晶振動片の形状を形成する。
【００２２】
ウェットエッチングは、例えば、図２（ｂ）に示すように、水晶を削ることができるエッチャントＥを用い、所定の容器ＣにエッチャントＥを充填しておき、この容器Ｃ内のエッチャントＥに水晶ウェハＷを浸すことで水晶振動片の形状を形成する。
水晶ウェハＷは、所定の治具（図示せず）により固定した状態で全面がエッチャントＥに浸るように容器Ｃに入れる。
【００２３】
ここで、ウェットエッチングで用いられるエッチャントに水晶ウェハを浸す時間をＴｐ、水晶ウェハが厚み方向に貫通するまでにかかる時間Ｔｎ、水晶ウェハの厚みをｔ１（図２（ａ）参照）、単位時間当たりにウェットエッチングにて削れる水晶の厚みをｔ２、としたとき、水晶ウェハが厚み方向に貫通するまでにかかる時間Ｔｎは、以下の式１で表される。
Ｔｎ＝ｔ１／ｔ２・・・（式１）
【００２４】
したがって、本発明の実施形態に係る水晶振動片の製造方法において、ウェットエッチングで用いられるエッチャントに水晶ウェハを浸す時間Ｔｐは、以下の式２で表される。
Ｔｐ≧３．５×Ｔｎ＝３．５×ｔ１／ｔ２・・・（式２）
つまり、水晶ウェハをエッチャントに浸す時間を、水晶ウェハが厚み方向に貫通するまでにかかる時間の３．５倍以上としている。
【００２５】
この本発明の第一の実施形態に係る水晶振動片の製造方法によれば、水晶ウェハの側面にバリの発生を防ぐことができる。このバリの発生を防ぐことで、振動する振動部において、バリによる不要な振動の発生を防ぎ、不要振動との振動結合も防げるので、ＣＩ値を低くすることができる。したがって、本発明の水晶振動片の製造方法は、バリの発生を防ぎ、優れたＣＩ値に向上させた水晶振動片を製造することができる。
【実施例】
【００２６】
まず、比較例について説明する。
比較例１は、水晶ウェハの厚みが４９μｍであり、Ｔｐ＝２．８×Ｔｎの条件でウェットエッチングを行って水晶振動片を製造し、ＣＩ値を測定したものである。
このとき、図９に示すように、横軸をＣＩ値（Ω）、縦軸を分布（％）としたときのグラフにおいて、ＣＩ値が１００Ωを下回る水晶振動片は、製造された総水晶振動片の約７５％が分布する結果となった。また、ＣＩ値が５０Ωを下回る水晶振動片は、製造された総水晶振動片の約２０％が分布する結果となった。
また、Ｚ´軸側にバリが発生し（図６参照）、−Ｘ軸側にも突起が発生した（図５参照）。このバリと突起が振動結合を起こさせる原因となり、ＣＩ値が５０Ωを下回る水晶振動片が少なかったと考察される。
【００２７】
比較例２は、水晶ウェハの厚みが４９μｍであり、Ｔｐ＝３．０×Ｔｎの条件でウェットエッチングを行って水晶振動片を製造し、ＣＩ値を測定したものである。
このとき、図９に示すように、横軸をＣＩ値（Ω）、縦軸を分布（％）としたときのグラフにおいて、ＣＩ値が１００Ωを下回る水晶振動片は、製造された総水晶振動片の約６０％が分布する結果となった。また、ＣＩ値が５０Ωを下回る水晶振動片は、製造された総水晶振動片の約５％が分布する結果となった。
また、Ｚ´軸側にバリは発生せず（図８参照）、−Ｘ軸側に比較例１よりも小さい突起が発生した（図７参照）。
【００２８】
次に、実施例について説明する。
実施例１は、水晶ウェハの厚みが４９μｍであり、Ｔｐ＝３．５×Ｔｎの条件でウェットエッチングを行って水晶振動片を製造し、ＣＩ値を測定したものである。
このとき、図９に示すように、横軸をＣＩ値（Ω）、縦軸を分布（％）としたときのグラフにおいて、ＣＩ値が１００Ωを下回る水晶振動片は、製造された総水晶振動片の約９５％が分布する結果となった。また、ＣＩ値が５０Ωを下回る水晶振動片は、製造された総水晶振動片の約７０％が分布する結果となった。
また、Ｚ´軸側にバリは発生せず（図４参照）、また、−Ｘ軸側に突起は発生しなかった（図３参照）。水晶振動片の側面にバリや突起が発生しなかったことがＣＩ値を低くさせた要因となったものと考察される。
【００２９】
ここで、実施例１は、比較例２に対して突起が発生しなかったことが、ＣＩ値が低くなった要因と考えられる。
【００３０】
また、ＣＩ値が５０Ωを下回る水晶振動片が製造される場合、実施例１では約７０％であり、比較例１では約２０％であった。このことより、実施例１は、ＣＩ値が５０Ωを下回る水晶振動片を多く製造できるため、多種の電子機器に用いることができる。また、実施例１は、歩留まりが改善されて製造コストを下げることができる。
【００３１】
また、ＣＩ値が５０Ωを下回る水晶振動片が製造される場合、比較例２では約５％であり、比較例１では約２０％であった。このことより、実施例１は、ＣＩ値が５０Ωを下回る水晶振動片を多く製造できるため、多種の電子機器に用いることができる。また、実施例１は、歩留まりが改善されて製造コストを下げることができる。
【００３２】
また、実施例１は、比較例１に対してバリが発生せず、また突起も発生しなかったため、バリや突起が発生した比較例１よりも低いＣＩ値となったと考えられる。
【００３３】
これにより、実施例１は、比較例１、比較例２と比較して突起の発生がなく、また、ＣＩ値を低くすることができた。
【符号の説明】
【００３４】
１００ａ、１００ｂ  水晶振動片
１１０ａ、１１０ｂ  振動部
１２０ａ、１２０ｂ  保持部
【図１】
2012074859.tif 000003
【図２】
2012074859.tif 000004
【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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