(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料で形成され、基部と、この基部から平行に延びる一対の振動腕とを備える圧電振動片の各振動腕の圧電材料をハーフエッチングして、長手方向に延びる長溝を形成し、圧電振動片を製造するための製造方法であって、
前記ハーフエッチング工程として、
第１のハーフエッチング工程を行って、溝深さを測定し、
この測定結果に基づいて、第２のハーフエッチング工程として追加のハーフエッチングを行い、
前記第２のハーフエッチング工程の前に、前記第１のハーフエッチングで形成した溝の表面に、水の膜を形成する処理を行う
ことを特徴とする、圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
前記第１のハーフエッチング工程の前に、前記圧電振動片を形成するための圧電材料の表面に、水の膜を形成する処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項３】
前記溝の表面、または前記圧電材料の表面に、水の膜を形成する処理が、水の膜を形成すべき部分に、純水をかけることにより行われることを特徴とする、請求項１または２に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項４】
前記溝の表面、または前記圧電材料の表面に、水の膜を形成する処理は、水の膜を形成すべき材料を純水に浸漬させることにより行われることを特徴とする、請求項１または２に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
前記第１及び第２のハーフエッチング工程が、圧電材料でなるウエハ状の基板を用いて形成される複数の前記圧電振動片に対応して、複数の箇所で同時に行われる工程であって、
前記ウエハ状の基板を、複数枚が互いに間隔を詰めて並べて、保持手段に保持された状態で、この保持手段を純水に浸漬されることにより、前記水の膜を形成する処理が行われるようにしたことを特徴とする、請求項４に記載の圧電振動片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動片をパッケージに内蔵した圧電デバイスと、これに利用される圧電振動片の製造方法の改良及び圧電振動片を使用した携帯電話や電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、あるいはページングシステム等の移動体通信機器において装置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電デバイスも小型薄型化が要求されている。
また、それとともに、装置の回路基板に表面実装が可能な表面実装タイプの圧電デバイスが求められている。
図１０及び図１１は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略図であり、図１０は、圧電デバイスの構成を示す概略平面図、図１１は、図１０の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断面図である。
【０００３】
図１０及び図１１において、従来の圧電デバイス１は、パッケージ６の内部に、圧電振動片２を収容している。この圧電振動片２は、例えば水晶基板を利用して形成されている。この圧電振動片２は、パッケージ６の電極部に接合される基部１１と、この基部１１から平行に延びる一対の振動腕４，５を有する音叉型に形成されている。そして、各振動腕４，５の表裏面（図１１の上面及び下面）には、それぞれ長溝１２，１２が形成されており、圧電振動片２の表面には、図示しない駆動用の金属電極が形成されている。
【０００４】
パッケージ６は、セラミック製の複数のシートを積層して内側に所定の内部空間Ｓを形成するようにし、その全体が矩形状に形成されている。この内部空間Ｓにおいて、パッケージ６の内側の底部には、導電性の接着剤７等を介して、上述した圧電振動片２の基部１１の引出し電極（図示せず）が電極部３，３上に接合固定されている。そして、この引出し電極は、上述した図示しない駆動用の金属電極と、それぞれ一体に連続して形成されている。また、圧電振動片２の先端部は自由端とされている。
パッケージ６の開放された上端には、低融点ガラス等のロウ材８を介して、ガラス製の蓋体９が接合されることにより、封止されている。
【０００５】
圧電デバイス１は、以上のように構成されており、外部からの駆動電圧が、電極部３と導電性接着剤７及び引出し電極を介して、圧電振動片２に伝えられる。これにより、圧電振動片２の図示しない励振電極からの電圧が圧電材料に伝えられることで、一対の振動腕４，５が屈曲振動を生じ、所定の周波数で振動する。
この振動周波数を外部に取り出すことによって、所定の周波数の出力を得ることができるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような圧電デバイス１に使用されている圧電振動片２は、その音叉型の外形形状を所定の薄板状の圧電材料から形成し、さらに、長溝１２，１２を設ける必要があり、全体として複雑な形状であり、特に、小さな振動腕４，５の上面と下面に、それぞれ長溝１２，１２を精度よく形成する必要があり、その製造方法については、種々検討がなされている。
【０００７】
図１２及び図１３は、現在検討されている圧電振動片２の製造工程の一例を図１０のＢ−Ｂ線に沿った切断端面で示す工程図である。
図１２において、先ず、圧電振動片２を形成するための圧電材料の薄板１３を用意する。この圧電材料の基板である薄板１３は、例えば、水晶ウエハ等から所定の切断と研磨の工程を経て得ることができる。この圧電材料の薄板１３の上に、先ず、耐食膜としてクロム層１４と、その表面に被覆される金被膜層１５とが形成される（図１２（ａ））。
【０００８】
次に、金被膜層１５の表面に、レジスト１６を塗布する（図１２（ｂ））。そして、圧電振動片２の音叉型の外形形状に沿ったマスクを当てて、圧電振動片２を形成するためにエッチングにより除かれる箇所に対応したレジストを感光させ（図１２（ｃ））、レジストの感光部を除去する（図１２（ｄ））。
【０００９】
続いて、レジスト１６に覆われていないクロム層１４と、金被膜層１５とを、所定のエッチング液により、それぞれ除去し（図１２（ｅ））、レジスト１６を剥離する（図１２（ｆ））。これにより、圧電材料の薄板１３の表面で、振動腕と対応して材料が残される部分にだけ、クロム層１４と、金被膜層１５とでなる耐食膜が形成される。
次に、図１３（ｇ）に示すように、全面に再度レジスト１７を塗布し、圧電振動片２の振動腕４，５の各上面と下面とに形成される合計４つの長溝１２の形状に沿ったマスクを当てて、長溝１２を形成するためにエッチングにより除かれる箇所に対応したレジスト１７ｂを感光させる（図１３（ｈ））。この時、同時に振動腕４，５以外の箇所のレジスト１７ａも感光される。そして、レジストの感光部１７ａ，１７ｂを除去する（図１３（ｉ））。
【００１０】
次いで、レジストの感光部１７ａを除去することにより、露出した圧電材料１３をエッチングして圧電振動片２の外形を形成し（図１３（ｊ））、次に、長溝１２の部分を形成する。ここで、圧電材料１３が水晶である場合には、エッチング液として、例えば、フッ酸及びフッ化アンモニウムの混合液が使用される。
【００１１】
すなわち、長溝１２を形成する箇所に対応して、レジスト１７から露出された金被膜層１５ａの箇所と、その下のクロム層１４の対応した箇所を、それぞれエッチングにより除去する（図１３（ｋ））。この状態で、長溝１２を形成すべき箇所の圧電材料が露出するから、対応するエッチング液を用いて、この部分をハーフエッチングする（図１３（ｌ））。最後に、レジスト１７と金被膜層１５、その下のクロム層１４をそれぞれ除去することで、振動腕４，５の表裏両面に、長溝１２，１２，１２，１２がそれぞれ形成される（図１３（ｍ））。
【００１２】
図１４は、図１３（ｌ）で説明した、長溝１２のハーフエッチング工程の処理を、さらに詳しく説明するためのフロー図である。
長溝１２を形成する箇所に対応して、レジスト１７から露出された金被膜層１５ａの箇所と、その下のクロム層１４の対応した箇所が、それぞれエッチングにより除去されているから、長溝１２を形成すべき箇所の圧電材料が露出している。この露出箇所４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ（図１３（ｋ）参照）について、先ず、第１のハーフエッチングを行う（ＳＴ１１）。次いで、エッチング液を水で洗い流して（ＳＴ１２）、スピンナーにかけて乾燥させる（ＳＴ１３）。
【００１３】
続いて、第１のハーフエッチングにより形成された溝の深さを測定し（ＳＴ１４）、その測定結果に対応して、エッチング時間等を決めて、追加のハーフエッチングとして、第２のハーフエッチングを行う（ＳＴ１５）。
第２のハーフエッチング後、エッチング液を水で流し（ＳＴ１６）、スピンナーにかけて乾燥させ（ＳＴ１７）、再度、形成した溝の深さを測定する（ＳＴ１８）。測定結果が所定値に収まっていれば、エッチング工程を終了する（ＳＴ１９）。
その後、表面に所定の電極膜を形成することにより、圧電振動片２が完成される。
【００１４】
図１５は、以上の製造工程により形成された圧電振動片２の各振動腕４，５に形成された長溝１２，１２の不良例を示している。
上述の工程において、各ハーフエッチングを行う場合に、エッチングすべき圧電材料の表面に、部分的に気泡が付着していると、エッチング液に浸漬しても、気泡が付着した箇所は、エッチング液に十分接触することができない。
このため、部分的にエッチングが不十分になってしまい、長溝１２，１２の形状が不均一になったり（図１５（ａ））、長溝１２，１２の深さが不十分となったりする（図１５（ｂ））という欠点があった。
【００１５】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、音叉型の圧電振動片の各振動腕に形成される長溝の深さを正確に形成でき、品質の高い圧電振動片を歩留り良く製造することができる圧電振動片の製造方法と、このような圧電振動片を利用した圧電デバイス及び、この圧電デバイスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、請求項１の発明によれば、圧電材料で形成され、基部と、この基部から平行に延びる一対の振動腕とを備える圧電振動片の各振動腕の圧電材料をハーフエッチングして、長手方向に延びる長溝を形成し、圧電振動片を製造するための製造方法であって、前記ハーフエッチング工程として、第１のハーフエッチング工程を行って、溝深さを測定し、この測定結果に基づいて、第２のハーフエッチング工程として追加のハーフエッチングを行い、前記第２のハーフエッチング工程の前に、前記第１のハーフエッチングで形成した溝の表面に、水の膜を形成する処理を行う、圧電振動片の製造方法により、達成される。
【００１７】
請求項１の構成によれば、追加のハーフエッチングを行う前に、前記第１のハーフエッチングで形成した溝の表面に、水の膜を形成している。このため、水の膜が形成された箇所には、気泡が付着しないので、エッチング液に浸漬したとき、気泡が圧電材料とエッチング液との間に残って、エッチング作用を妨げることがない。すなわち、水の膜が予め形成されている箇所は、エッチング液との濡れ性がよく、良好なエッチングが進行するので、予め計算したエッチング時間に対応したエッチング深さの溝を精密に形成することができる。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記第１のハーフエッチング工程の前に、前記圧電振動片を形成するための圧電材料の表面に、水の膜を形成する処理を行うことを特徴とする。
請求項２の構成によれば、追加ハーフエッチングの際だけでなく、第１のハーフエッチングに先行して、エッチングすべき箇所に水の膜が形成されるから、第１のハーフエッチングの際にも、正確なエッチング深さを実現できる。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１または２のいずれかの構成において、前記溝の表面、または前記圧電材料の表面に、水の膜を形成する処理が、水の膜を形成すべき部分に、純水をかけることにより行われることを特徴とする。
請求項３の構成によれば、水の膜を形成する処理が、水の膜を形成すべき部分に、純水をかけることにより行われるようにすると、製造工程において、純水を噴射するシャワー等を増設するだけの簡単な付加設備により実現できる。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１または２のいずれかの構成において、前記溝の表面、または前記圧電材料の表面に、水の膜を形成する処理は、水の膜を形成すべき材料を純水に浸漬させることにより行われることを特徴とする。
請求項４の構成によれば、水の膜を形成する処理が、水の膜を形成すべき材料を純水に浸漬させることにより行われるようにすると、製造工程に備えられている洗浄用の純水槽をそのまま利用して実現できる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項４の構成において、前記第１及び第２のハーフエッチング工程が、圧電材料でなるウエハ状の基板を用いて形成される複数の前記圧電振動片に対応して、複数の箇所で同時に行われる工程であって、前記ウエハ状の基板を、複数枚が互いに間隔を詰めて並べて、保持手段に保持された状態で、この保持手段を純水に浸漬されることにより、前記水の膜を形成する処理が行われるようにしたことを特徴とする。
請求項５の構成によれば、ウエハ状の基板を、複数枚が互いに間隔を詰めて並べて、保持手段に保持された状態で、純水に浸漬させることにより、水の膜を形成する処理が、一度に多数枚のウエハ状基板に関して、実現できるので、製造効率が向上する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の圧電デバイスの第１の実施の形態を示しており、図１はその概略平面図、図２は図１のＣ−Ｃ線概略断面図である。
これらの図において、圧電デバイス３０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス３０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。パッケージ３６は、例えば、セラミックグリーンシートを積層して焼結した酸化アルミニウム質焼結体等の基板で、浅い箱状に形成されている。各積層基板（図示せず）は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間Ｓを形成するようにされている。
【００２６】
パッケージ３６の内部空間Ｓ内の図において左端部付近において、内部空間Ｓに露出して底部を構成するベースとなる積層基板には、Ａｕ及びＮｉメッキが施された電極部３１，３１が設けられている。この電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。この各電極部３１，３１の上に導電性接着剤４３，４３が塗布され、この導電性接着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１が載置されて、導電性接着剤４３，４３が硬化されるようになっている。
【００２７】
圧電振動片３２の基部５１の導電性接着剤４３，４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための引出電極（図示せず）が形成されており、これにより、圧電振動片３２は、駆動用電極がパッケージ３６側の電極部３１，３１と導電性接着剤４３，４３を介して、電気的に接続されている。
【００２８】
圧電振動片３２は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形態の場合、圧電振動片３２は、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。
すなわち、圧電振動片３２は、例えば、その全長が２ｍｍないし３ｍｍ程度とされており、極めて小さな部品である。この圧電振動片３２は、パッケージ３６側と後述するようにして固定される基部５１と、この基部５１の一端部において、好ましくは、部分的に両側から縮幅することで、括れるようにして設けられた切り欠き部５３，５３と、この切り欠き部５３，５３より幅広く形成された領域である拡幅部５２，５２とを有している。さらに、圧電振動片３２は、この拡幅部５２，５２を基端として、図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３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
【００２９】
さらに、この圧電振動片３２に一対の振動腕３４，３５には、図１に示されているように、その長さ方向に沿って、長溝４５，４６が形成されている。長溝４５，４６は、振動腕３４，３５の幅方向の中心と、これら長溝４５，４６の幅方向の中心が、一致するように位置合わせして構成されている。各長溝４５，４６は、同じ構造で、図２には、振動腕３４の長溝４５，４５の厚み方向の構造が示されている。図示されているように、長溝４５，４５は、振動腕３４の上面と下面にそれぞれ形成されている。各長溝４５，４５は、振動腕３４の厚みを薄くすることにより形成されており、後述するハーフエッチングで形成される。このように、圧電振動片３２では、各振動腕３４，３５に長溝４５，４６を設けて、図示しない電極を形成することで、より高い振動性能を得ることができる。
【００３０】
パッケージ３６の開放された上端には、低融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。蓋体３９は、外部からレーザ光Ｌを照射して、圧電振動片３２上に電極膜の一部を蒸散させることによって周波数調整を行うために、光を透過する材料，例えば、ガラスで形成されている。
【００３１】
また、パッケージ３６の底面のほぼ中央付近には、パッケージ３６を構成する２枚の積層基板（図示せず）に連続する貫通孔３７ａ，３７ｂを形成することにより、開口３７が設けられている。この開口３７を構成する２つの貫通孔のうち、パッケージ内部に開口する第１の孔３７ａに対して、第２の孔である外側の貫通孔３７ｂは、より大きな内径を備えるようにされている。これにより、開口３７は段つき開口とされており、好ましくは、第２の孔である貫通孔３７ｂの段部と、貫通孔３７ａの孔内周面には金属が被覆されている。
【００３２】
すなわち、パッケージ３６内に圧電振動片３２を固定した後で、開口３７には、金属製封止材３８が充填されることにより、パッケージ３６内を気密状態に封止する。その後、透明な蓋体３９を介して、外部からレーザ光Ｌを圧電振動片３２の図示しない金属被膜に照射し、その一部を蒸散させることにより、質量削減方式の周波数調整を行うことができるようにされている。
【００３３】
ここで、開口３７に充填される金属製封止材３８としては、例えば、金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）による合金が用いられ、第２の孔３７ｂの段部と、貫通孔３７ａの内周面の金属被覆部には、ニッケルメッキによる下地層の上に金メッキを被覆した構成が適している。
【００３４】
さらに、この実施形態では、パッケージ３６を構成する積層基板の最下層の基板には、図において右端部付近に孔を形成することにより、この積層基板の厚みに対応した凹部４２が形成されている。この凹部４２は、圧電振動片３２の自由端３２ｂの下方に位置している。これにより、本実施形態では、パッケージ３６に外部から衝撃が加わった場合に、圧電振動片３２の自由端３２ｂが、矢印Ｅ方向に変位して振れた場合においても、パッケージ３６の内側底面と当接されることを有効に防止されるようになっている。
【００３５】
次に、圧電デバイス３０の圧電振動片３２の製造方法について、詳しく説明する。本実施形態の圧電振動片３２の製造方法は、ハーフエッチング工程を除き、図１２及び図１３で説明した工程と共通である。すなわち、特に、圧電振動片３２の外形をエッチングするために、圧電振動片の外形に対応した耐食膜を形成するまでの工程（図１２の工程に相当）は同一であるから、重複する説明は省略し、既に説明した図１３の工程に対応した工程から説明する。
すなわち、本実施形態の製造工程を示す図３は、既に説明した図１３の工程に対応しており、図１の切断線Ｄ−Ｄに沿って断面で示した工程図である。
【００３６】
圧電材料の基板６３の表面で、振動腕と対応して材料が残される部分にだけ、クロム層６４と、金被膜層６５とでなる耐食膜が形成される。
次に、図３（ｇ）に示すように、全面にレジスト６７を塗布し、圧電振動片３２の振動腕３４，３５の各上面と下面とに形成される合計４つの長溝４５，４５，４６，４６の形状に沿ったマスクを当てて、これら長溝を形成するためにエッチングにより除かれる箇所に対応したレジスト６７ｂを感光させる（図３（ｈ））。この時、同時に振動腕３４，３５以外の箇所のレジスト６７ａも感光される。そして、レジストの感光部６７ａ，６７ｂを除去する（図３（ｉ））。
【００３７】
次いで、レジストの感光部６７ａを除去することにより、露出した圧電材料６３をエッチングして圧電振動片３２の外形を形成し（図３（ｊ））、次に、長溝４５，４６の部分を形成する。
すなわち、長溝を形成する箇所に対応して、レジスト６７から露出された金被膜層６５ａの箇所と、その下のクロム層６４の対応した箇所を、それぞれエッチングにより除去する（図３（ｋ））。この状態で、長溝を形成すべき箇所の圧電材料が露出するから、対応するエッチング液を用いて、この部分をハーフエッチングする（図３（ｌ））。最後に、レジスト６７と金被膜層６５、その下のクロム層６４をそれぞれ除去することで、振動腕３４，３５の表裏両面に、長溝４５，４５，４６，４６がそれぞれ形成される（図３（ｍ））。
【００３８】
図４は、圧電材料の基板６３を保持して、エッチング及びハーフエッチング作業を行うための保持手段の例を示している。
この保持手段７０は、製品スタンドであり、略長方形の向かい合う側壁７５，７５を平行にして、所定の間隔を保持するように、両端部が端部枠体７６，７６により結合されている。これら側壁７５，７５は、一方向に長い形状であり、側壁７５，７５の間には、所定間隔毎に、支持枠７３，７３が形成されている。
【００３９】
側壁７５，７５の向かい合う内面には、スリット７４，７４が、互いに短い間隔をおいて、複数または多数形成されている。各スリット７４，７４には、図４に示すように、それぞれ、圧電材料の基板６３が収容されるようになっている。
ここで、圧電材料の基板６３は、例えば、水晶ウエハであり、この製造工程によって、ひとつの基板６３に多数の圧電振動片３２が同時に形成されるようになっている。すなわち、圧電材料の基板６３は、正方形もしくは長方形の薄い水晶基板であり、この基板上に、縦横に多数の圧電振動片３２を位置取りして、同時に形成することができる。すなわち、各圧電振動片３２は、ひとつの基板６３上に、一方向に並ぶ各列に関して、それぞれ複数の圧電振動片３２が同時に形成されるようになっている。
また、保持手段７０には、上下の開口７２，７２、端部の開口７７，７７が形成されていることにより、後述する処理において、液体がこれらの開口を通って自由に内部を通過できるようになっている。
【００４０】
図６は、上述した保持手段７０を収容するバスケット８１を用いた処理設備の説明図である。
本実施形態の製造工程の処理設備では、例えば、２つの処理層８５，８６が設けられている。処理層８５は、例えば、エッチング層で、圧電材料の基板６３の種類に適合したエッチング液が収容されている。この実施形態では、圧電材料の基板６３は、水晶であるから、例えば、所定濃度のフッ酸及びフッ化アンモニウムの混合液が収容されている。処理層８６は、洗浄層であり、本実施形態では、例えば、純水が収容されている。処理層は２層に限らず、さらに、例えば、界面活性剤を収容したリンス層等を付加してもよい。また、本実施形態の製造工程では、洗浄層８６に純水を満たしているが、純水はシャワー設備により、供給するようにしてもよい。
【００４１】
バスケット８１は、複数の保持手段７０を入れることが出来、少なくとも、内部に液体が侵入しやすい形態とされ、本実施形態では、カゴ状に形成されている。
バスケット８１には、把手８２等の支持手段を設け、把手８２には、これに適合した形態の掛止手段としてのフック８３が掛止されるようになっている。フック８３は、上方で支持されて、矢印Ｆ方向に昇降できるとともに、矢印Ｇに沿った処理工程の方向に移動されるようになっている。
これにより、保持手段７０を収容したバスケット８１は、エッチング層８５に浸漬された後、フック８３により、上昇されて、矢印Ｆ方向に移動し、洗浄層８６内に浸漬されるようになっている。
【００４２】
図５は、図３（ｌ）で説明した、長溝４５，４６のハーフエッチング工程の処理を、さらに詳しく説明するためのフロー図である。
長溝４５，４６を形成する箇所に対応して、レジスト６７から露出された金被膜層６５ａの箇所と、その下のクロム層６４の対応した箇所が、それぞれエッチングにより除去されているから、長溝４５を形成すべき箇所の圧電材料が露出している。この露出箇所６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂ（図３（ｋ）参照）について、先ず、第１のハーフエッチング工程として、第１のハーフエッチングを行う（ＳＴ２１）。
【００４３】
この場合、エッチング液として、例えば、フッ酸及びフッ化アンモニウムの混合液を用いて、エッチングレートとして、１．４０μ／分にその濃度等を調整し、液温度を摂氏６４．５度（開始温度）から６５．０度（終了温度）として、２５分間ハーフエッチングすることによって、３６μ程度の平均深さの溝を形成する。
次いで、エッチング液を水で洗い流して（ＳＴ２２）、スピンナーにかけて乾燥させる（ＳＴ２３）。
次に、圧電材料の基板６３の複数の箇所において、形成された溝の深さを計測し、上述の平均深さを達成しているか否かを測定する（ＳＴ２４）。
【００４４】
次いで、第１のハーフエッチングで形成した溝の表面に、水の膜を形成する処理を行う。この水の膜を形成する処理には、種々の方法があるが、ＳＴ２４の測定を行った圧電材料の基板６３を保持手段７０に収容して、バスケット８１に移し、図６に示すようにして、純水の収容された処理層である洗浄層８６に浸漬して行ってもよい。また、特定の処理層を用いないで、純水を工程上に配置したシャワー（図示せず）から噴射して、圧電材料の基板６３に注ぐようにしてもよい。
さらに、好ましくは、第１のハーフエッチングで形成した溝の表面に、水の膜を形成する処理を行った後で、他の処理層（図示せず）に、所定の界面活性剤を収容してリンス槽を設けておき、このリンス槽に、水の膜を形成する処理を行った後の圧電材料の基板６３を浸漬してもよい。
【００４５】
続いて、圧電材料の基板６３を保持手段７０に収容した状態で、これらが収容されたバスケット８１をエッチング槽８５に浸漬させ、例えば、エッチングレートを１．４６μ／分として、開始液温摂氏６５．０度、終了液温６４．１度として約４分間程度かけて、第２のハーフエッチング工程に相当するハーフエッチング処理を行う（ＳＴ２６）。
【００４６】
第２のハーフエッチング工程の後、例えば、バスケット８１を洗浄槽８６に移して、エッチング液を水で流し（ＳＴ２７）、スピンナーにかけて乾燥させ（ＳＴ２８）、再度、形成した溝の深さを測定する（ＳＴ２９）。測定結果が所定値に収まっていれば、エッチング工程を終了する（ＳＴ３０）。
その後、表面に所定の電極膜を形成することにより、圧電振動片３２が完成される。
【００４７】
以上のように、本実施形態の製造方法では、圧電振動片３２の各振動腕３４，３５に形成する長溝をエッチングする場合に、第２のハーフエッチング工程である追加のハーフエッチングを行う前に、第１のハーフエッチング工程で形成した溝の表面に、水の膜を形成している。このため、水の膜が形成された箇所には、気泡が付着しないので、エッチング液に浸漬したとき、気泡が圧電材料とエッチング液との間に残って、エッチング作用を妨げることがない。すなわち、水の膜が予め形成されている箇所は、エッチング液との濡れ性がよく、良好なエッチングが進行するので、予め計算したエッチング時間に対応したエッチング深さの溝を精密に形成することができる。
【００４８】
また、上述の製造工程では、第２のハーフエッチング工程に先行して、圧電材料６３の表面に、水の膜を形成する処理を行っているが、これに限らず、第１のハーフエッチング工程に先行して、エッチングすべき箇所に水の膜を形成することもできる。この場合は、第１のハーフエッチング工程においても、正確なエッチング深さを実現できる。
さらに、圧電材料６３の表面のエッチングすべき箇所に水の膜を形成する処理は、純水をかけることにより行われるようにすると、製造工程に、純水を噴射するシャワー等を増設するだけの簡単な付加設備により実現できる。
【００４９】
また、水の膜を形成する処理が、水の膜を形成すべき材料を純水に浸漬させることにより行われるようにすると、図６で説明したように、製造工程に普通に備えられている洗浄用の純水槽をそのまま利用して実現できる。
さらにまた、圧電材料でなるウエハ状の基板６３を複数枚もしくは多数枚収容できる図４のような保持手段７０を利用すれば、ウエハ状の基板６３を、複数枚が互いに間隔を詰めて並べて、保持手段に保持された状態で、純水に浸漬させることができる。このため、水の膜を形成する処理が、一度に多数枚のウエハ状基板６３に関して実現できるので、製造効率が向上する。
【００５０】
図７は、図１２ないし図１４で説明した方法で、長溝を形成した場合と、本実施形態の方法で長溝を形成した場合の不良率の比較をした表であり、図７（ａ）が図１２ないし図１４の方法の場合、図７（ｂ）が本実施形態の方法の場合である。
比較して判明するように、図７（ａ）では、基板１３の各列に関して、表面と裏面（図１１における圧電振動片２の上面と下面に相当）のいずれかで、複数の製品の長溝１２が、狙い値である４３μの溝深さを達成できなかった。これに対して、図７（ｂ）が本実施形態の方法の場合では、長溝４５，４６で、不良が発生している例はない。
【００５１】
図８は、本発明の圧電デバイスの第２の実施形態の構成を示す概略断面図である。
図において、圧電デバイス１００は、圧電振動片３２を用いて、圧電発振器を形成した例を示しており、第１の実施の形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００５２】
パッケージ１０１は、その製造の際に、第１の実施形態のパッケージ３６よりも多くのセラミックシートの積層基板を用いて製造されている。
これにより、パッケージ１０１には、図８に示すように、増えた分の積層基板を利用して中央付近に凹部１０２が形成されており、その内側底部には、図示しない電極が設けられている。この電極上には、集積回路１０３が実装されている。集積回路１０３は、所定の分周回路等を構成していて、圧電振動片３２の駆動電極と電気的に接続され、集積回路１０３から出力された駆動電圧が圧電振動片３２に与えられるようになっている。
【００５３】
圧電デバイス１００に収容されている圧電振動片３２は、上述の製造方法により形成されている。これにより、これらの構成に基づく共通の作用効果を発揮することができる。
このように、本発明は、圧電振動子に限らず、図８のような圧電発振器やフィルタ等、その名称に係わらず、パッケージ内に圧電振動片を収容して、蓋体により封止する構成のあらゆる圧電デバイスに適用できる。
【００５４】
図９は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるコントローラ３０１を備えている。
【００５５】
コントローラ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段３０３の制御を行うようになっている。このため、コントローラ３０１には、例えば、圧電デバイス３０が取り付けられて、その出力周波数をコントローラ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このコントローラ３０１に取付けられる圧電デバイス３０は、圧電デバイス３０単体でなくても、圧電デバイス３０と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器である図８のような圧電デバイス１００であってもよい。
【００５６】
コントローラ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、コントローラ３０１からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００５７】
このように、制御部を備えた携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用することにより、音叉型の圧電振動片３２の各振動腕３４，３５に形成される長溝４５，４６が正確に形成されているので、高精度の振動性能を備え、正確に動作させることができ、圧電デバイスの性能が向上し、正確なクロック信号を生成することができる。
【００５８】
本発明は上述の実施形態に限定されない。また、各実施形態の各構成はこれらを適宜相互に組み合わせたり、その一部を省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、音叉型の圧電振動片の各振動腕に形成される長溝の深さを正確に形成でき、品質の高い圧電振動片を歩留り良く製造することができる圧電振動片の製造方法と、このような圧電振動片を利用した圧電デバイス及び、この圧電デバイスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の圧電デバイスの第１の実施形態を示す概略平面図。
【図２】  図１のＣ−Ｃ線概略断面図。
【図３】  図１の圧電デバイスの圧電振動片の製造工程の一部について、図１の切断線Ｄ−Ｄに沿って断面で示した工程図。
【図４】  図１の圧電デバイスの圧電振動片の製造工程で使用する圧電材料の基板を保持する保持手段の形成例を示す概略斜視図。
【図５】  図１の圧電デバイスの圧電振動片の製造工程におけるハーフエッチング工程のフローチャート。
【図６】  図４の保持手段を収容するバスケットと、バスケットを浸漬する処理槽を備えた設備の説明図。
【図７】  図１２ないし図１４で説明した方法で、長溝を形成した場合と、本実施形態の方法で長溝を形成した場合の不良率の比較をした表であり、（ａ）は、図１２ないし図１４の方法の場合、（ｂ）は、本実施形態の方法の場合。
【図８】  本発明の圧電デバイスの第２の実施形態の概略断面図。
【図９】  本発明の各実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図１０】  従来の圧電デバイスの一例を示す概略平面図。
【図１１】  図１０のＡ−Ａ線概略断面図。
【図１２】  図１０の圧電デバイスの圧電振動片の製造方法として検討されている製造工程について、図１０の切断線Ｂ−Ｂに沿って断面で示した工程図。
【図１３】  図１０の圧電デバイスの圧電振動片の製造方法として検討されている製造工程について、図１０の切断線Ｂ−Ｂに沿って断面で示した工程図。
【図１４】  図１０及び図１１の圧電デバイスの圧電振動片の製造工程におけるハーフエッチング工程のフローチャート。
【図１５】  図１０及び図１１の圧電デバイスの圧電振動片の製造工程により、部分的にエッチングが不十分になった例を示す図で、（ａ）は長溝の形状が不均一になった例、（ｂ）は長溝の深さが不十分となった例。
【符号の説明】
３０，１００・・・圧電デバイス、３１・・・電極部、３２・・・圧電振動片、３６，１０１・・・パッケージ、、３９・・・蓋体、４３・・・導電性接着剤、４５，４６・・・長溝、６３・・・圧電材料の基板、６４・・・クロム層、６５・・・金被覆層
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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