(57)【要約】      （修正有）【課題】音叉型水晶振動片の音叉腕形成において、左右の音叉腕形状に差ができて水晶振動片のＣＩ値が大きくなるのを改善し、容易に音叉腕のバランス調整を行なえる該振動片の製造方法の提供。【解決手段】Ｚ板水晶ウェハに音叉基部より＋Ｙ’方向に伸びる第一音叉腕４と第二音叉腕５とを備える音叉外形形成後、音叉型水晶片の表面に電極膜を形成し第一音叉腕と第二音左腕の枝先端部に周波数調整用の錘となる金属膜をスパッタリング、蒸着等で形成させて錘部７を形成する。レーザー光を錘部に照射して金属膜をトリミングして音叉型水晶振動片の周波数を所定の周波数に調整する。このとき所定の周波数の狙い値の約１０００ｐｐｍ手前まで、第一音叉腕及び第二音叉腕の錘部を均一にトリミングする。残りの約１０００ｐｐｍは、第一音叉腕の錘部のみトリミングすることにより、第一音叉腕と第二音叉上の重さのバランスを同じにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｚ板の水晶ウェハを準備する工程と、
前記水晶ウェハをエッチングして、音叉基部と音叉基部から＋Ｙ’方向に延出する＋Ｘ’側の第一音叉腕と−Ｘ’側の第二音叉腕とを備える水晶音叉振動片を形成する工程と、
前記水晶ウェハに形成した複数の水晶音叉振動片に、逆相の屈曲モードで振動するための電極を形成する工程と、
前記水晶音叉振動片の発振周波数を調整するための錘部となる金属膜を第一および第二音叉腕それぞれに形成する工程と、
前記錘部をトリミングして発振周波数を調整する工程とを有する水晶音叉振動子の製造方法において、
前記発振周波数を調整する工程で、前記第一音叉腕と前記第二音叉腕とに形成した前記金属膜を均一にトリミングし、第一発振周波数まで調整した後、−Ｘ’側の第二音叉腕の前記金属膜のみトリミングして第二発振周波数に調整することを特徴とする水晶音叉振動子の製造方法。
【請求項２】
前記第一発振周波数は、
前記第二発振周波数より、約１０００ｐｐｍ高いことを特徴とする請求項１記載の水晶音叉振動子の製造方法。
【請求項３】
前記水晶音叉振動片を、気密性パッケージに収容する工程と、
発振周波数を、再度、調整する工程とを、さらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の水晶音叉振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音叉型振動子の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、音叉腕のバランスを調整し、ＣＩ値の小さい小型の音叉型振動子を製造するものである
【背景技術】
【０００２】
一般的に水晶振動子の小型化により水晶振動子のＣＩ値（Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ・等価回路の等価直列抵抗）は大きくなる傾向があるが、少しでもＣＩ値が小さい水晶振動子の開発が必要である。
【０００３】
また、小型の音叉型水晶振動片の音叉形状は、図２に示すように、Ｚ板の水晶ウェハをフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程にて形成するが、Ｚ板の水晶ウェハは、異方性結晶であるため、エッチング工程で形成する音叉形状は左右の音叉腕を同一形状に形成することができない。左右の音叉腕の形状に差があると水晶振動片のＣＩ値が大きくなってしまうことが判っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３３８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、水晶ウェハに音叉型振動片の外形をフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程にて形成し、その表面に電極膜と音叉腕部に周波数調整用の重りとなる金属膜をスパッタリング、蒸着等で形成させて重り部を形成し、レーザー光を錘部の金属膜に照射して錘材をトリミングして周波数を調整することが記載されている。
【０００６】
音叉型水晶振動片の左右の音叉腕の形状を同一にすることが望ましいが、Ｚ板の水晶ウェハは、異方性結晶であるため、エッチング工程で形成する音叉形状は左右音叉腕を同一な形状に形成することができない。左右の音叉腕形状の形状に差ができ水晶振動片のＣＩ値が大きくなってしまう。そのため外形形状を形成した後に、左右音叉腕のバランス調整をする必要がある。
【０００７】
金属膜をトリミングして周波数調整をする工程にて、周波数の測定と同時にＣＩ値も測定し、トリミング前後のＣＩ値の変化を監視しながら、ＣＩ値が小さくなるように左右どちらのかの音叉腕をトリミングを行なうことは可能だが、ＣＩ値の変化の監視が難しく、生産性も非常に悪い。
【０００８】
そこで本発明は、容易に音叉腕のバランス調整を行なう音叉型水晶振動子の製造方法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】
【０００９】
Ｚ板の水晶ウェハを準備する工程と、前記水晶ウェハをエッチングして、音叉基部と音叉基部から＋Ｙ’方向に延出する＋Ｘ’側の第一音叉腕と−Ｘ’側の第二音叉腕とを備える水晶音叉振動片を形成する工程と、前記水晶ウェハに形成した複数の水晶音叉振動片に、逆相の屈曲モードで振動するための電極を形成する工程と、前記水晶音叉振動片の発振周波数を調整するための錘部となる金属膜を第一および第二音叉腕それぞれに形成する工程と、前記錘部をトリミングして発振周波数を調整する工程とを有する水晶音叉振動子の製造方法において、前記発振周波数を調整する工程で、前記第一音叉腕と前記第二音叉腕とに形成した前記金属膜を均一にトリミングし、第一発振周波数まで調整した後、−Ｘ’側の第二音叉腕の前記金属膜のみトリミングして第二発振周波数に調整する水晶音叉振動子の製造方法とする。
【００１０】
前記第一発振周波数は、前記第二発振周波数より、約１０００ｐｐｍ高い水晶音叉振動子の製造方法とする。
【００１１】
前記水晶音叉振動片を、気密性パッケージに収容する工程と、発振周波数を、再度、調整する工程とを、さらに有する水晶音叉振動子の製造方法とする。
【発明の効果】
【００１２】
周波数調整時にＣＩ値の監視を不要とし、左右の音叉腕のバランス調整が容易に行なえる。
【００１３】
本発明により、容易に音叉腕のバランス調整が行なえることで、ＣＩ値の小さい音叉型水晶振動子の製造方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明における音叉型水晶振動片の第一音叉腕、第二音叉腕の先端にある周波数を調整した錘部の部分拡大図
【図２】複数の音叉型水晶振動片を形成した水晶ウェハを示す図
【図３】電極膜および錘部を形成した音叉型水晶振動片の上面図
【図４】音叉型水晶振動片をパッケージにマウントして、蓋にて封止した水晶振動子を示す断面図
【図５】音叉水晶片のカット角を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を、３２．７６８ｋＨｚで発振する音叉型水晶振動子の製造方法を例に、図を用いて説明する。
【００１６】
まず、図２に示すようにＺ板の水晶ウェハ１に、音叉型水晶振動片２の外形をフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程にて形成する。本実施例における音叉型水晶振動片は、全長が２０００〜２５００μｍの範囲で、全幅が２５０〜７００μｍの範囲で、厚さが５０〜１５０μｍであり、音叉腕の長さが１３００〜２０００μｍの範囲で、幅が８０〜１３０μｍの範囲である。また、図示されていないが、音叉腕の表面に、長さが４００〜１０００μｍの範囲で、幅が２５〜９０μｍの溝を形成しても良い。
【００１７】
音叉型水晶振動片２は、図５に示すように音叉基部３より＋Ｙ’方向に伸びる第一音叉腕４と第二音叉腕５とを備える。ここで、＋Ｘ’側の音叉腕を第一音叉腕４、−Ｘ’側の音叉腕を第ニ音叉腕５とする。
【００１８】
フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程にて、音叉型水晶振動片の外形を形成するが、水晶の異方性によって、−Ｘ’側の第ニ音叉腕５と、＋Ｘ’側の第一音叉腕４の形状での差ができる。その差により、−Ｘ’側の第二音叉腕５の方が、重くなることが判明した。この重量の差としては、この後の周波数調整工程にて約１０００ｐｐｍを調整するトリミング量に相当する。
【００１９】
音叉外形を形成した後、図３に示すように、音叉型水晶振動片２の表面に電極膜６を形成し、第一音叉腕４と第二音叉腕５の枝先端部に周波数調整用の錘となる金属膜をスパッタリング、蒸着等で形成させて錘部７を形成する。錘部７を形成することで、音叉型水晶振動片２の発振周波数は、錘部形成前より低くなる。
【００２０】
錘部７を形成した音叉型水晶振動片２の発振周波数を測定し、周波数調整のための錘部７の除去量を算出する。
【００２１】
算出した除去量に基づいて、レーザー光を用いて、第一音叉腕４及び第二音叉腕５の錘部７をトリミングして音叉型水晶振動片２の発振周波数を所定の周波数に調整する。
【００２２】
発振周波数を調整する工程では、まず、図１に示すように、第一音叉腕４及び第二音叉腕５の錘部７の均一Ｆ調部８をトリミングする。このとき所定の発振周波数の狙い値の約１０００ｐｐｍ手前まで、調整する。
【００２３】
均一Ｆ調部８をトリミングした後、残りの約１０００ｐｐｍの調整は、−Ｘ’側の第一音叉腕５の錘部７のバランスＦ調部９を、トリミングすることで、所定の周波数に調整する。このように発振周波数を調整することで、＋Ｘ’側の第一音叉腕４と−Ｘ’側の第ニ音叉腕５とのバランス調整が、周波数調整と同時に行われる。
【００２４】
所定の周波数となった音叉型水晶振動片２は、第一音叉腕４と第二音叉腕５とのバランス調整をされた音叉型水晶振動片２となり、容易な方法で、ＣＩ値を小さく出来る。
【００２５】
音叉型水晶振動片２を水晶ウェハ１から分離し、パッケージ１０に組込み、再度周波数調整を行ない、蓋１１をパッケージ１０に接合させ、音叉型水晶振動片２を気密封止し、音叉型水晶振動子１２が完成する。図４参照。
【００２６】
本実施例では、所定の周波数の狙い値の約１０００ｐｐｍ手前まで、第一音叉腕及び第二音叉腕の錘部を均一にトリミングするとしたが、これに限定するものではなく、音叉型水晶振動片の形状に応じて、狙い値を設定すればよい。
【００２７】
また、水晶ウェハ上での周波数調整時に、バランス調整を同時に行うとしたが、バランス調整量によっては、パッケージに音叉型水晶振動片を組み込んだ後の周波数調整で行っても良い。
【符号の説明】
【００２８】
１  水晶ウェハ
２  音叉型水晶振動片
３  音叉基部
４  第一音叉腕
５  第二音叉腕
６  電極
７  錘部
８  均一Ｆ調部
９  バランスＦ調部
１０  パッケージ
１１  蓋
１２  音叉型水晶振動子
【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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