(57)【要約】  本発明は、両面凸構造を有する圧電石英チップに関する。本発明の両面凸構造を有する圧電石英チップは、中央部材（１）と、保護枠（２）と、連結部（３）とを備え、保護枠内（２）にはキャビティが設けられ、中央部材（１）の上面には凸台Ｉ（４）が設けられ，中央部材（１）の底表面には凸台ＩＩ（５）が設けられている。保護枠（２）の２つの長辺と中央部材（１）の２つの長辺との間には貫通溝Ａ（６）が形成され、保護枠（２）の２つの短辺と中央部材（１）の２つの短辺との間には貫通溝Ｂ（７）が形成される。貫通溝Ａ（６）と貫通溝Ｂ（７）とは連通し、連結部（３）はいずれか１つの貫通溝Ｂ（７）に設けられている。本発明は、小型石英チップのバッチ式製造に使用することが可能であり、エッジで発生する寄生振動を弱めるとともに石英チップ中心のエネルギ閉じ込め効果を増強できる。本発明では、さらに圧電石英チップの加工精度が向上し、製品の均質性を大幅に向上することができる。  【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面凸構造を有する圧電石英チップであって、中央部材（１）と、保護枠（２）と、連結部（３）とを備え、
前記中央部材（１）と前記保護枠（２）とはいずれも矩形であり、
保護枠内（２）にはキャビティが設けられ、キャビティ内には中央部材（１）が設けられて、
中央部材（１）の上面には凸台Ｉ（４）が設けられ，中央部材（１）の底表面には凸台ＩＩ（５）が設けられ、
保護枠（２）の２つの長辺と中央部材（１）の２つの長辺との間には貫通溝Ａ（６）が形成され、保護枠（２）の２つの短辺と中央部材（１）の２つの短辺との間には貫通溝Ｂ（７）が形成され、貫通溝Ａ（６）と貫通溝Ｂ（７）とは連通し、
前記保護枠（２）のいずれか１つの短辺と中央部材（１）とは連結部（３）により連結され、連結部（３）はいずれか１つの貫通溝Ｂ（７）に設けられている、両面凸構造を有する圧電石英チップ。
【請求項２】
前記凸台Ｉ（４）Ｉと凸台ＩＩ（５）は、円形、矩形または台形である、請求項１に記載の両面凸構造を有する圧電石英チップ。
【請求項３】
前記連結部（３）の形状は、矩形または台形である、請求項１に記載の両面凸構造を有する圧電石英チップ。
【請求項４】
前記圧電石英チップの長さは０．８〜３．２ｍｍである、請求項１に記載の両面凸構造を有する圧電石英チップ。
【請求項５】
前記圧電石英チップの幅は０．６〜２．５ｍｍである、請求項１に記載の両面凸構造を有する圧電石英チップ。
【請求項６】
前記中央部材（１）、保護枠（２）及び連結部（３）の材料はいずれも石英である、請求項１に記載の両面凸構造を有する圧電石英チップ。
【請求項７】
圧電石英チップの加工プロセスであって、
一定の規格の石英基板（８）を用い、石英基板（８）の上、下表面を研磨し、ポリシング処理を行うステップＳ１と、
スピンコートまたはスプレー法により、石英基板（８）の表面に均一な厚さを有するリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを形成し、次にリソグラフィ露光を用いてリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲ表面に被エッチングパターンを形成するステップＳ２と、
ウェットエッチングまたはドライエッチングにより石英基板（８）の上表面をエッチングし、石英基板（８）の表面に凸台Ｉ（４）と凸台ＩＩ（５）を形成するステップＳ３であって、凸台Ｉ（４）と凸台ＩＩ（５）とのエッチング深さは、ウェットエッチングまたはドライエッチングの反応時間を制御することで決定される、ステップＳ３と、
ステップＳ３のリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを除去し、石英基板（８）の表面を洗浄するステップＳ４と、
洗浄後、スピンコートまたはスプレー法により石英基板（８）の表面に均一な厚さを有するリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを形成し、続いてリソグラフィ露光によりリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲの上表面に被エッチングパターンを形成するステップＳ５と、
ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザエッチング、物理的なサンドブラストのうちの少なくとも１つの方法により石英基板（８）の上表面をエッチングし、貫通溝Ａ（６）と貫通溝Ｂ（７）を形成するステップＳ６と、
リソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを除去し石英基板（８）の表面を洗浄して、両面凸構造を有する圧電石英チップを得るステップＳ７と、
石英基板（８）に切断位置決め穴（９）を形成するように加工するステップＳ８と、
レーザ切断またはブレード切断により切断位置決め穴（９）に沿って石英基板（８）を切断し分離して、石英チップの加工を完了するステップＳ９と、を含む圧電石英チップの加工プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電石英チップの構造に関し、特に両面に凸構造を有する新たな圧電石英チップ及びその加工プロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水晶共振器は、一般に圧電石英チップ及びパッケージングケースにより構成されている。ここで、圧電石英チップは長方形または円形であり、パッケージングケースの材料はセラミックス、ガラスなどである。圧電石英チップの上下両面には、電極を蒸着して、封止したリード線によりパッケージングケース内のベースのリード足と連結する必要がある。石英チップの上電極と下電極を、リード足を介して交流電圧に連通することにより、石英チップに逆圧電効果が生じて、振動が発生する。水晶共振器には、周波数の正確性と安定性などの特長があるため、携帯型電子機器、携帯電話、移動通信装置などの電子産業に幅広く応用されている。  
【０００３】
移動通信電子機器の急速な発展に伴い、素子の小型化に対するニーズがますます高まり、水晶共振器の小型化も必須となっている。水晶共振器の小型化の過程において、従来の設計構造では、製造が困難でコストが高い。また、従来の切断、エッチングなどのプロセスモードでは超小型の石英チップを加工し難く、小型化の要求を満足し得ない。
【０００４】
水晶共振器の共振周波数が低い場合、エネルギ閉じ込め効果を向上させ、石英チップのエッジ効果を弱めるために、石英チップの形状を変更する必要がある。一般的には、バレル研磨方式を用いて、石英チップの形状、即ち両面の凸曲面の構造を変更する。しかしながら、バレル研磨プロセスでは安定性が悪く、再現性が低いため、コストが高くなっている。そのため、石英チップの加工技術の向上が急務となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術の欠点を克服し、小型石英チップのバッチ式製造に使用することができ、エッジで発生する寄生振動を弱め、かつ石英チップ中心のエネルギ閉じ込め効果を増強し、製品の均質性を大幅に向上することができる、両面凸構造を有する新たな圧電石英チップ及びその加工プロセスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、以下の両凸構造を有する圧電石英チップおよび圧電石英チップの加工プロセスにより実現することができる。この両面凸構造を有する圧電石英チップは、中央部材と、保護枠と、連結部とを備え、上記中央部材と保護枠はいずれも矩形状である。保護枠内にはキャビティが設けられ、キャビティ内に中央部材が設けられている。中央部材の上面には凸台Ｉが設けられ，中央部材の底表面には凸台ＩＩが設けられており、保護枠の２つの長辺と中央部材の２つの長辺との間には貫通溝Ａが形成され、保護枠の２つの短辺と中央部材の２つの短辺との間には貫通溝Ｂが形成され、貫通溝Ａと貫通溝Ｂとは連通し、上記保護枠のいずれか１つの短辺と中央部材とは連結部により連結され、連結部はいずれか１つの貫通溝Ｂに設けられている。
【０００７】
上記凸台Ｉと凸台ＩＩは、円形、矩形または台形であることが好ましい。
【０００８】
上記連結部の形状は、矩形または台形であることが好ましい。
【０００９】
上記圧電石英チップの長さは０．８〜３．２ｍｍであることが好ましい。
【００１０】
上記圧電石英チップの幅は０．６〜２．５ｍｍであることが好ましい。
【００１１】
上記中央部材、保護枠及び連結部の材料はいずれも石英であることが好ましい。
【００１２】
圧電石英チップの加工プロセスは、以下のステップＳ１〜Ｓ９を含む。
Ｓ１では、一定の規格の石英基板を用い、石英基板の上、下表面を研磨し、ポリシング処理を行う。
Ｓ２では、スピンコートまたはスプレー法により、石英基板の表面に均一な厚さを有するリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを形成し、次にリソグラフィ露光によりリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲ表面に被エッチングパターンを形成する。
Ｓ３では、ウェットエッチングまたはドライエッチングの方式により石英基板の上表面をエッチングし、石英基板の表面に凸台Ｉと凸台ＩＩを形成する。凸台Ｉと凸台ＩＩとのエッチング深さは、ウェットエッチングまたはドライエッチングの反応時間を制御することにより決定される。
Ｓ４では、ステップＳ３のリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを除去し、石英基板の表面を洗浄する。
Ｓ５では、洗浄後、スピンコートまたはスプレーにより石英基板の表面に均一な厚さを有するリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを形成し、続いてリソグラフィ露光によりリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲの上表面に被エッチングパターンを形成する。
Ｓ６では、ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザエッチング、物理的なサンドブラストなどの方式により石英基板の上表面をエッチングし、貫通溝Ａと貫通溝Ｂを形成する。
Ｓ７では、リソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを除去し石英基板７の表面を洗浄して、両面凸構造を有する圧電石英チップを得る。
Ｓ８では、石英基板に切断位置決め穴を形成するように加工する。
Ｓ９では、レーザ切断またはブレード切断により切断位置決め穴に沿って石英基板を切断し分離して、石英チップの加工を完了する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は以下の効果を有する。（１）本発明の中央部材の上表面には凸台Ｉが設けられ、中央部材の底表面には凸台ＩＩが設けられている。凸台Ｉと凸台ＩＩは、エッジで発生する寄生振動を弱めるとともに石英チップ中心のエネルギ閉じ込め効果を増強することができる。（２）本発明は、小型石英チップのバッチ式製造に使用することが可能であり、チップ及び晶体の製造効率が大幅に向上するとともに均質性も向上する。（３）保護枠が外力の作用を受けたとき、力は中央部材に伝達されず、中央部材が良好に保護される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１の構造模式図である。
【図２】図１の鳥瞰図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１の底面図である。
【図５】石英基板を基礎として、本発明の実施例１に係る製造プロセスにより加工した製品の鳥瞰図である。
【図６】図５の底面図である。
【図７】本発明の実施例２の構造模式図である。
【図８】図７の鳥瞰図である。
【図９】図７の底面図である。
【図１０】石英基板を基礎として、本発明の実施例２に係る製造プロセスにより加工した製品の鳥瞰図である。
【図１１】図１０の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を添付の図面と併せてさらに説明するが、本発明の保護範囲は以下の説明に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１〜４に示されるような両面に凸構造を有する圧電石英チップは、ＡＴカット型を採用する。このカット型は、水晶共振器に広く用いられている。チップの長辺はＸ軸に平行であり、Ｘ軸は石英結晶の電気軸である。短辺はＺ’軸に平行で、厚さ方向はＹ’軸に平行である。なお、石英チップの長辺がＺ’軸に平行で、幅がＸ軸に平行で、厚さ方向がＹ’軸に平行であることは除外されない。この圧電石英チップは、中央部材１と、保護枠２と、連結部３とを備え、中央部材１、保護枠２及び連結部３の材料はいずれも石英であり、上記中央部材１と保護枠２はいずれも矩形状である。保護枠２内にはキャビティが設けられ、キャビティ内には中央部材１が設けられている。中央部材１の上表面には凸台Ｉ４が設けられ、中央部材１の底表面には凸台ＩＩ５が設けられる。凸台Ｉ４と凸台ＩＩ５は、エッジで発生する寄生振動を弱めることができるとともに石英チップ中心のエネルギ閉じ込め効果を増強することができる。上記保護枠２の２つの長辺と中央部材１の２つの長辺との間には貫通溝Ａ６が形成されている。図１〜４に示されるように，保護枠２の２つの短辺と中央部材１の２つの短辺との間には貫通溝Ｂ７が形成され、貫通溝Ａ６と貫通溝Ｂ７とは連通し、上記保護枠２のいずれか１つの短辺と中央部材１とは連結部３により連結し、連結部３はいずれか１つの貫通溝Ｂ７に設けられている。
【００１７】
上記凸台Ｉ４と凸台ＩＩ５は、円形、矩形または台形であることが好ましい。上記連結部３の形状は矩形または台形であることが好ましい。本実施例において凸台Ｉ４と凸台ＩＩ５はいずれも矩形凸台であり、本実施例において連結部３はいずれも矩形状である。
【００１８】
上記圧電石英チップの長さは０．８〜３．２ｍｍであることが好ましく、本実施例において長さは１．６ｍｍである。上記圧電石英チップの幅は０．６〜２．５ｍｍであることが好ましく、本実例において幅は１．２ｍｍである。石英チップの共振周波数はｔ＝１６６４／Ｆであり、ｔは石英チップの厚さを表し、ｔの単位はμｍであり、Ｆは共振周波数を表し、Ｆは共振周波数を表し、Ｆの単位はＭＨｚである。本実例において石英チップの共振周波数は８ＭＨｚ〜７０ＭＨｚの間にある。
【００１９】
図５と図６に示されるような両面凸構造を有する新たな圧電石英チップの加工ステップは、以下のとおりである。
Ｓ１では、一定の規格の石英基板８を用い、石英基板８の上、下表面を研磨し、ポリシング処理を行う。
Ｓ２では、スピンコートまたはスプレーにより、石英基板８の表面に均一な厚さを有するリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを形成し、次にリソグラフィ露光によりリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲ表面に被エッチングパターンを形成する。
Ｓ３では、ウェットエッチングまたはドライエッチングの方式により石英基板８の上表面をエッチングし、石英基板８の表面に凸台Ｉ４と凸台ＩＩ５を形成する。凸台Ｉ４と凸台ＩＩ５とのエッチング深さは、ウェットエッチングまたはドライエッチングの反応時間を制御することにより決定される。
Ｓ４では、ステップＳ３のリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを除去し、石英基板８の表面を洗浄する。
Ｓ５では、洗浄後、スピンコートまたはスプレーにより石英基板８の表面に均一な厚さを有するリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを形成し、続いてリソグラフィ露光によりリソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲの上表面に被エッチングパターンを形成する。
Ｓ６では、ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザエッチング、物理的なサンドブラストなどの方式により石英基板８の上表面をエッチングし、貫通溝Ａ６と貫通溝Ｂ７を形成する。
Ｓ７では、リソグラフィ・エッチング耐性保護層ＥＲを除去し石英基板８の表面を洗浄して、両面凸構造を有する圧電石英チップを得る。
Ｓ８では、石英基板８に切断位置決め穴９を形成するように加工する。
Ｓ９では、レーザ切断またはブレード切断により切断位置決め穴９に沿って石英基板８を切断し分離して、石英チップの加工を完了する。
【実施例２】
【００２０】
図７〜９に示されるように、本実施例２は、上記保護枠２のいずれかの短辺と中央部材１との間には２つの連結部３が連結され、２つの連結部３により中央部材１と保護枠２との間の機械的強度を向上させる、点で実施例１と異なる。
【００２１】
上記説明は本発明の好適な実施形態に過ぎず、本発明は、本文に開示された形態に限定されるものでなく、他の実施例を排除するものでもない。また、本発明は、その他の様々な組み合わせや、修正、環境に用いられることができ、かつ本文に記載された本発明の構想範囲において、上記の示唆または関連分野の技術または知識に基づいて変更することができる。当業者による変更及び変化は、本発明の主旨及び範囲を逸脱しない限り、いずれも本発明の特許請求の範囲の技術的範囲に属することは明らかである。
【符号の説明】
【００２２】
１    中央部材
２    保護枠
３    連結部
４    凸台Ｉ
５    凸台ＩＩ  
６    貫通溝Ａ  
７    貫通溝Ｂ  
８    石英基板
９    切断位置決め穴
【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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【国際調査報告】
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