(57)【要約】【課題】  溝部の位置を表裏で変化させることで、表面側と裏面側とのバランスを改善する音叉型水晶振動片を提供する。【解決手段】  表面と裏面とを有する基部（２９）と、この基部から水晶の結晶軸方位に関してＹ軸方向に延びる一対の振動腕（２１）とを有し、各振動腕の表面と裏面とにＹ軸方向に延び且つＺ軸方向にエッチングされた溝部（２７）を有する音叉型の水晶振動片である。そして、表面側の溝部と裏面側の溝部とは同じＹ軸方向の長さで、裏面側の溝部が基部側に第１距離（ｄ）ずれている。【選択図】図４
2009081520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と裏面とを有する基部と、この基部から水晶の結晶軸方位に関してＹ軸方向に延びる一対の振動腕とを有し、各振動腕の表面と裏面とにＹ軸方向に延び且つＺ軸方向にエッチングされた溝部を有する音叉型の水晶振動片であって、
前記表面側の溝部と前記裏面側の溝部とは同じＹ軸方向の長さで、前記裏面側の溝部が前記基部側に第１距離ずれていることを特徴とする水晶振動片。
【請求項２】
表面と裏面とを有する基部と、この基部から水晶の結晶軸方位に関してＹ軸方向に延びる一対の振動腕とを有し、各振動腕の表面と裏面とにＹ軸方向に延び且つＺ軸方向にエッチングされた溝部を有する音叉型の水晶振動片であって、
前記基部からの前記振動腕の表面側の長さよりも前記裏面側の長さが短く第１距離ずれており、
前記表面側の溝部と前記裏面側の溝部とは同じＹ軸方向の長さで、前記表面側の溝部は前記振動腕の表面先端から所定距離であり、前記裏面側の溝部は前記振動腕の裏面先端から所定距離であることを特徴とする水晶振動片。
【請求項３】
表面と裏面とを有する基部と、この基部から水晶の結晶軸方位に関してＹ軸方向に延びる一対の振動腕とを有し、各振動腕の表面と裏面とにＹ軸方向に延び且つＺ軸方向にエッチングされた溝部を有する音叉型の水晶振動片であって、
前記水晶振動片の表面側の外形及び溝部が裏面側の外形及び溝部よりもＹ軸方向に第１距離ずれていることを特徴とする水晶振動片。
【請求項４】
前記第１距離は振動腕の長さの０．２パーセントから０．００６パーセントであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の水晶振動片。
【請求項５】
前記溝部は振動腕の表面側に２以上及び裏面側に２以上形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の水晶振動片。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の水晶振動片と、
前記水晶振動片を収納するパッケージと、
を備えることを特徴とする水晶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶基板を用いて、溝部を有する音叉型の水晶振動片の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、時計や家電製品、各種情報・通信機器やＯＡ機器等の民生・産業用電子機器には、その電子回路のクロック源として水晶振動子、水晶振動片とＩＣチップとを同一パッケージ内に封止した水晶発振子やリアルタイムクロックモジュール等の水晶デバイスが広く使用されている。
【０００３】
特に最近、これら水晶デバイスは、それを搭載する電子機器の小型化・薄型化に伴い、より一層の小型化・薄型化が要求されている。また、低いＣＩ（クリスタルインピーダンス）値を確保して、高品質で安定性に優れた水晶デバイスが要求されている。ＣＩ値を低く保持するために、たとえば振動腕構造を有する音叉型水晶振動片が開発され、さらに振動腕に溝部を形成して振動効率を高めたものが用いられている。
【０００４】
特許文献１によれば、図７（ａ）に示すようにこの音叉型水晶振動片は基部１２９に振動腕１２１が設けられ、各振動腕１２１には溝部１２７がそれぞれ設けられている。これらの溝部１２７は電界効率を大幅に向上させＣＩ値を低く抑制する効果がある。
【０００５】
また、図７（ｂ）は図７（ａ）の溝部１２７の基部１２９よりのＡ−Ａ断面を示す。この溝部１２７の形成は単結晶水晶ウエハ１０をエッチング液であるフッ酸を用いたウェットエッチングを行うことで形成される。理想的な溝部１２７の形状は図７（ｃ）に示す形状だが、水晶のエッチングの異方性により表面の水晶領域ＵＡと裏面の水晶領域ＬＡとでは大きく形状が異なり図７（ｂ）の形状になる。ただし、図７は図を分かりやすくするため電極を表示していない。
【０００６】
溝部１２７の表面側と裏面側との形状の違いは剛性の違いを生じ、図７（ｂ）のＸ方向の振動がＺ方向に変位する。このため、溝部１２７の表面側と裏面側との形状の違いはＣＩ値が大きくなる問題がある。特許文献１では、図７（ｄ）に示すように裏面側の溝部１２７を基部側に延長することにより上記の問題を解消していた。なお、図７（ｂ）ないし（ｄ）では、表面と裏面とを理解し易いように断面図の斜線図を変えて表現している。
【特許文献１】特開２００２−２６１５７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように音叉型水晶振動片の溝部の形成では水晶のエッチングの異方性により表面側と裏面側とで形状が異なるために表裏でバランスが異なる。このバランスの違いは音叉型水晶振動片の振動が基部に漏れ、歪みエネルギーの損失を生じる可能性がある。歪みエネルギーの損失の増加は固有振動数のばらつきを増加させている。また、溝部を形成した複雑な音叉型水晶振動片の場合は裏面側の溝部を基部側に延長するだけでは十分な効果を出すことができない。
【０００８】
本発明の目的は、溝部を形成した音叉型水晶振動子において、溝部の位置を変化させることで、表面側と裏面側とのバランスを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、第１の観点の水晶振動片は、表面と裏面とを有する基部と、この基部から水晶の結晶軸方位に関してＹ軸方向に延びる一対の振動腕とを有し、各振動腕の表面と裏面とにＹ軸方向に延び且つＺ軸方向にエッチングされた溝部を有する音叉型の水晶振動片である。そして、表面側の溝部と裏面側の溝部とは同じＹ軸方向の長さで、裏面側の溝部が基部側に第１距離ずれている。
この構成によれば、水晶のエッチングの異方性による溝部の表裏バランスのずれを小さくするとともに、歪みエネルギーの損失を小さくすることができる。
【００１０】
第２の観点の水晶振動片は、表面と裏面とを有する基部と、この基部から水晶の結晶軸方位に関してＹ軸方向に延びる一対の振動腕とを有し、各振動腕の表面と裏面とにＹ軸方向に延び且つＺ軸方向にエッチングされた溝部を有する音叉型の水晶振動片である。そして、基部からの振動腕の表面側の長さよりも裏面側の長さが短く第１距離ずれており、表面側の溝部と裏面側の溝部とは同じＹ軸方向の長さで、表面側の溝部は振動腕の表面先端から所定距離であり、裏面側の溝部は振動腕の裏面先端から所定距離である。
この構成によれば、振動腕の先端から溝部までの距離が同じで且つ振動腕の溝部の長さが同じであっても水晶のエッチングの異方性による溝部の表裏バランスのずれを小さくするとともに、歪みエネルギーの損失を小さくすることができる。
【００１１】
第３の観点の水晶振動片は、表面と裏面とを有する基部と、この基部から水晶の結晶軸方位に関してＹ軸方向に延びる一対の振動腕とを有し、各振動腕の表面と裏面とにＹ軸方向に延び且つＺ軸方向にエッチングされた溝部を有する音叉型の水晶振動片である。そして、水晶振動片の表面側の外形及び溝部が裏面側の外形及び溝部よりもＹ軸方向に第１距離ずれている。
この構成によれば、表裏とも同じフォトマスクを使用していながら、水晶のエッチングの異方性による溝部の表裏バランスのずれを小さくするとともに、歪みエネルギーの損失を小さくすることができる。
【００１２】
第４の観点の水晶振動片では、第１距離は振動腕の長さの０．２パーセントから０．００６パーセントである。
小型化している水晶振動片においては、表裏のバランスを取るためには振動腕の長さに対してこの程度の距離が良い。例えば振動腕の長さが１６００μｍ程度であれば、３μｍから１０００オングストローム（Å）程度である。
【００１３】
第５の観点の水晶振動片は、溝部は振動腕の表面側に２以上及び裏面側に２以上形成されている。
振動腕の剛性を高めるために、２以上の溝部を形成する場合であっても水晶のエッチングの異方性による溝部の表裏バランスのずれを小さくするとともに、歪みエネルギーの損失を小さくすることができる。
【００１４】
第６の観点の水晶デバイスは、第１ないし第５の観点のいずれかの水晶振動片と、水晶振動片を収納するパッケージと、を備える。
第６の観点の水晶デバイスは、上記構成により上記水晶振動片を使っているため、振動漏れが少ないため、歪みエネルギーの損失も少なく固有振動数のばらつきが小さくなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、表裏でバランスのとれた音叉型水晶振動片を提供できることで、高品質で安定性に優れた水晶デバイスを製造することが可能となる。以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜音叉型水晶振動片２０の構成＞
図１（ａ）は、１つの振動腕２１に４箇所の溝部２７を持つ音叉型水晶振動片２０の全体構成を示した平面図であり、図１（ｂ）は、音叉型水晶振動片２０の一本の振動腕２１のＢ−Ｂ断面図である。
音叉型水晶振動片２０の母材は、Ｚ板に加工された水晶単結晶ウエハ１０で形成されている。小型で必要な性能を得るために、図１（ａ）に示すように、音叉型水晶振動片２０は、基部２９と、この基部２９の一端部から図１において上方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕２１を備えている。一対の振動腕２１の根元２６は、テーパー部を設けることによって、周囲温度の変化に起因する共振周波数の変動やバラツキを抑えている。根元２６のテーパー部の形状はＵ字形状でもＶ字形状などでもよい。以下、本実施形態では一対の振動腕２１を備えた音叉型水晶振動片２０で説明するが、３本または４本の振動腕２１を備えた音叉型水晶振動片２０であってもよい。
【００１７】
音叉型水晶振動片２０は、たとえば３２．７６８ｋＨｚで信号を発信する振動片で、極めて小型の振動片となっており、全体の長さが２．２ｍｍ程度、幅０．５ｍｍ程度であり、振動腕２１の長さが１．６ｍｍ程度である。音叉型水晶振動片２０の振動腕２１の表裏両面には、溝部２７が形成されている。一本の振動腕２１の表面には２箇所の溝部２７が形成されており、振動腕２１の裏面側にも同様に２箇所の溝部２７が形成されている。つまり、一対の振動腕２１には表裏で８箇所の溝部２７が形成される。溝部２７の深さは、水晶単結晶ウエハ１０の厚さの約３５〜４５％であり、表裏両面に溝部２７があるため、図１（ｂ）に示すように、溝部２７の断面は、略Ｈ型に形成されている。溝部２７は、ＣＩ値の上昇を抑えるために設けられている。本実施形態では、たとえば水晶単結晶ウエハ１０の厚さが１２０μｍであり、溝部２７の深さが表裏で１００μｍ程度となる。
【００１８】
音叉型水晶振動片２０の基部２９は、その全体が略板状に形成されている。振動腕２１に対する基部２９の長さは、約３６％となっている。音叉型水晶振動片２０の基部２９の一端で且つ一対の振動腕２１の根元には、連結部２８が２箇所設けられている。連結部２８は、水晶単結晶ウエハ１０から、図１に示す音叉形状をフォトリソグラフィおよびウェットエッチングで形成する際に、水晶単結晶ウエハ１０と音叉型水晶振動片２０とを連結する部分である。
【００１９】
音叉型水晶振動片２０の振動腕２１および基部２９には、第一電極パターン２３と第二電極パターン２５とが形成されている。第一電極パターン２３と第二電極パターン２５とはともに、１５０オングストローム〜５０００オングストロームのクロム（Ｃｒ）層の上に１００オングストローム〜５０００オングストロームの金（Ａｕ）層が形成された構成になっている。すなわち、第一層と第二層とを合わせると、２５０オングストローム〜１００００オングストロームの電極パターンの厚さになる。また、クロム（Ｃｒ）層の代わりに、タングステン（Ｗ）層、ニッケル（Ｎｉ）層、ニッケルタングステン層またはチタン（Ｔｉ）層を使用してもよく、また金（Ａｕ）層の代わりに、銀（Ａｇ）層を使用してもよい。また、一層からなる場合もあり、このときは、たとえばアルミ（Ａｌ）層、銅（Ｃｕ）層またはケイ素（Ｓｉ）層が用いられる。
【００２０】
音叉型水晶振動片２０の基部２９には、図１（ａ）に示すように、第一基部電極２３ａと第二基部電極２５ａとが形成され、腕部２１の溝部２７には、第一溝電極２３ｄ，第二溝電極２５ｄがそれぞれ形成される。また、図１（ｂ）に示すように、（ａ）の左側の腕部２１の両側面には、第二側面電極２５ｃが形成されている。図示しない右側の腕部２１の両側面には、第一側面電極２３ｃが形成されている。
【００２１】
＜単結晶水晶ウエハの構成＞
図２は、図３のステップＳ１１５のウェットエッチングを終えて、音叉型水晶振動片の外形を形成した水晶単結晶ウエハを示す平面図である。
【００２２】
図２（ａ）は、円形の水晶単結晶ウエハ１０である。この円形の水晶単結晶ウエハ１０は、たとえば厚さ１２０μｍの人工水晶からなり、円形の水晶単結晶ウエハ１０の直径は３インチまたは４インチである。さらに、円形の水晶単結晶ウエハ１０の軸方向が特定できるように、水晶単結晶ウエハ１０の周縁部の一部には、水晶の結晶方向を特定するオリエンテーションフラット１０ｃが形成されている。
【００２３】
また、図２（ｂ）は、矩形の水晶単結晶ウエハ１５である。この矩形の水晶単結晶ウエハ１５も、たとえば厚さ１２０μｍの人工水晶からなり、その矩形の水晶単結晶ウエハ１５の一辺は２インチである。そして、矩形の水晶単結晶ウエハ１５の軸方向が特定できるように、矩形の水晶単結晶ウエハ１５の周縁部の一部には、水晶の結晶方向を特定するオリエンテーションフラット１５ｃが形成されている。
【００２４】
図２（ａ）の円形の水晶単結晶ウエハ１０および図２（ｂ）の矩形の水晶単結晶ウエハ１５は、工程管理およびウエハ強度との関係で、複数の窓部１８が設けられ、その窓部に複数の音叉型水晶振動片２０が形成されている。各窓部１８において、水晶ウエハ１０と音叉型水晶振動片２０とを接続するため接続部２８が形成されている。
【００２５】
＜音叉型水晶振動デバイスの製造工程＞
図３は音叉型水晶振動片２０の外形および溝部２７を形成するための代表的な製造工程のフローチャートである。なお、図３の右図は図１のＡ−Ａ断面部分についての単結晶水晶ウエハ１０を示している。
【００２６】
図３のステップＳ１１１では、図３（ａ）で示すように研磨洗浄された単結晶水晶ウエハ１０にスパッタ法で金属膜３２を形成する。この金属膜３２はたとえばクロム（Ｃｒ）の下地膜に金（Ａｕ）を積層したものが用いられる。
【００２７】
ステップＳ１１２では、金属膜３２の上にフォトレジストをたとえばスプレー法で全体を均一に塗布しレジスト膜３６を形成する（図３（ｂ））。ステップＳ１１３において音叉型水晶振動片２０の外形を成す水晶振動片のパターンを露光及び現像して、音叉型水晶振動片２０の外形のレジスト膜３６を形成する（図３（ｃ））。
【００２８】
ステップＳ１１４では、エッチングによりレジスト膜３６で覆われていない金属膜３２の部分を除去する。この工程は第１金属膜エッチング工程とする。次に、単結晶水晶ウエハ１０に残るレジスト膜３６をすべて剥離する（図３（ｄ））。
【００２９】
ステップＳ１１５では、単結晶水晶ウエハ１０の全面に再度フォトレジストをたとえばスプレー法で塗布し、振動腕２１に溝部２７を含んだ音叉型水晶振動片２０のパターンを露光し、また、露光されたフォトレジスト４２は、現像して除去する（図３（ｅ））。ステップＳ１１６において、音叉型水晶振動片２０の外形と溝部２７とのレジスト膜３６を剥離する。（図３（ｆ））
【００３０】
ステップＳ１１７では、図３（ｇ）で示すように単結晶水晶ウエハ１０を音叉型水晶振動片２０の形状にするためにエッチング液であるフッ酸を用いウェットエッチングすることで外形を形成する。これまでの作業により振動腕２１の外形が形成される。この工程は第１水晶エッチング工程とする。
【００３１】
ステップＳ１１８では、ウェットエッチングを行うことで溝部２７の金属膜３２を除去する（図３（ｈ））。この工程は第２金属膜エッチング工程とする。
【００３２】
ステップＳ１１９では、図３（ｉ）で示すように単結晶水晶ウエハ１０をウェットエッチングすることで溝部２７を形成する。この工程は第２水晶エッチング工程とする。
【００３３】
ステップＳ１２０では、レジスト膜と金属膜３２を除去することにより、溝部２７を持つ音叉型水晶振動片２０を形成することができる（図３（ｊ））。
【００３４】
以上のように、溝部２７を持つ音叉型水晶振動片２０はステップＳ１１７の第１水晶エッチング工程とステップＳ１１９の第２水晶エッチング工程とで形成される。
【００３５】
≪実施例１≫
図４（ａ）は上記の音叉型水晶振動片２０のＣ−Ｃ断面図を示す。また図４（ｅ）は図４（ａ）の点線で囲まれた溝部２７と溝部２７との隔壁部Ａ１の拡大図を示している。また図４（ｅ）で示すように図中のＺ方向である音叉型水晶振動片２０の厚みの中心線より表面の水晶領域はＵＡとし、裏面の水晶領域はＬＡとする。なお、図４（ｅ）ないし（ｈ）では、表面の水晶領域ＵＡと裏面の水晶領域ＬＡとを理解し易いように断面図の斜線図を変えて表現している。また第２水晶エッチング工程により形成される溝部２７はエッチングの異方性により図４（ｅ）の２７ａと２７ｂと２７ｃと２７ｄとで表すような傾斜面ができる。
【００３６】
この傾斜面は表面の水晶領域ＵＡと裏面の水晶領域ＬＡとで非対称となりアンバランスな状態になる。このアンバランスは音叉型水晶振動片２０のＸ方向の振動が基部に漏れることとなり、歪みエネルギーの損失を生じる可能性がある。この歪みエネルギーの損失の増加は固有振動数のばらつきを増加させている。
【００３７】
本発明はこのアンバランスな状態を解消するために、以下の方法を取る。
図４（ｂ）は図３のステップＳ１１５の工程で水晶振動子２０の外形が表面と同じで溝部２７を基部側にずらした裏面用のフォトマスクを用意して第１、第２水晶エッチングを行った場合の音叉型水晶振動片２０の断面を示す。このずらし量は１０００Åから３μｍとする。振動腕２１の長さを基準とするとそのずらし量は０．２パーセントから０．００６パーセント程度である。
【００３８】
図４（ｆ）は溝部２７と溝部２７との隔壁部Ａ２を拡大した図を示す。図４（ｆ）の状態は図３のステップＳ１１６からの工程を順に続けることで形成される。この結果、耐衝撃性のために設置された表面の水晶領域ＵＡの２７ａと２７ｂとで挟まれた隔壁部の中心は、裏面の水晶領域ＬＡの２７ｃと２７ｄとで挟まれた隔壁部の中心とで距離ｄだけずれることになる。但し、溝部２７のＹ軸方向の長さは表裏面とも同じである。
【００３９】
溝部２７を基部側にずらすことは図４（ｆ）で示すように傾斜面２７ａと傾斜面２７ｃとで囲まれる表面の水晶領域ＵＡの重心Ｕｇと傾斜面２７ｂと傾斜面２７ｄとで囲まれる裏面の水晶領域ＬＡの重心Ｌｇとが揃うことでＺ方向の歪みを解消することができる。
【００４０】
≪実施例２≫
実施例２の音叉型水晶振動子２０は、振動腕２１の表面の水晶領域ＵＡと裏面の水晶領域ＬＡとの溝部２７がずれているとともに、振動腕２１の表面と裏面との外形形状もＹ軸方向にずらしている。図３のステップＳ１１３及びＳ１１５の工程で、振動腕２１の表面外形がＹ軸方向に延びており裏面外形がＹ軸方向に短くなったフォトマスクを用意する。そして、そのフォトマスクでは表面の溝部２７と裏面の基部２７とがＹ軸方向にずれている。第２水晶エッチングを行った場合の音叉型水晶振動片２０の断面を示す。
【００４１】
つまり、この音叉型水晶振動片２０のＣ−Ｃ断面図は、図４（ｃ）に示すように振動腕２１の表面と裏面とが距離ｄ１ずれており、そして裏面の溝部２７が基部側にずらしている。溝部２７と溝部２７との隔壁部Ａ３の拡大図は図４（ｇ）に示すようなる。実施例２では、溝部２７のずれか第１実施例よりも小さくてもよい。振動腕２１の表面と裏面とがずれている分だけ重心がずれているからである。図４（ｇ）に示すように、傾斜面２７ａと傾斜面２７ｃとで囲まれる表面の水晶領域ＵＡの重心Ｕｇと傾斜面２７ｂと傾斜面２７ｄとで囲まれる裏面の水晶領域ＬＡの重心Ｌｇとが一致する。
【００４２】
≪実施例３≫
実施例１又は実施例２では裏面用のフォトマスクを用意したが、本実記例３では表面と同じフォトマスクを用いて振動腕２１の表面の水晶領域ＵＡと裏面の水晶領域ＬＡとでずれのある音叉型水晶振動片２０を形成することができる。
【００４３】
この音叉型水晶振動片２０の作成方法は図３のステップＳ１１３及びＳ１１５の工程で表面と同じ形状のフォトマスクを基部側にずらして露光し、現像して除去する。音叉型水晶振動片２０は図３のステップＳ１１６からからの工程を順に続けることで形成される。
【００４４】
つまり、この音叉型水晶振動片２０のＣ−Ｃ断面図は図４（ｄ）に示すように表面と同じ裏面のフォトマスクを基部側に距離ｄ１ずらすことにより平行四辺形の形状になる。溝部２７と溝部２７との隔壁部Ａ３の拡大図は図４（ｆ）に示すようなる。図４（ｆ）は傾斜面２７ａと傾斜面２７ｃとで囲まれる表面の水晶領域ＵＡの重心Ｕｇと傾斜面２７ｂと傾斜面２７ｄとで囲まれる裏面の水晶領域ＬＡの重心Ｌｇとが一致する。振動腕２１の先端部３０の裏面は基部側にずれ、根元２６でも裏面はずれているために、重心Ｕｇと重心Ｌｇとが上下で揃うことになる。これにより音叉型水晶振動片２０はＺ方向の歪みを解消することができる。これらのずらし量は０．１μｍから３μｍとなる。
【００４５】
本実施例は、想定する効果が得られない場合においても裏面側のフォトマスク位置を変化させるだけで簡便に表裏のバランスの調整を行うことができる
さらに、図７（ｄ）に示すように基部側の溝部２７もずれることで、表裏の剛性が均一となる。このため溝部２７の基部付近においても表裏のバランスを取ることができ、音叉型水晶振動片２０の全体で安定性に優れた水晶デバイスを形成することができる。
【００４６】
本実施形態では、一本の振動腕２１の表面と裏面に２箇所の溝部２７が形成されている場合で述べたが、一本の振動腕２１の表面と裏面に３箇所以上の溝部を持つ複雑な音叉型水晶振動片２０でも同様な効果がある。
【００４７】
＜電極の形成及び周波数調整及びパッケージングの工程＞
実施形態１及び実施形態２で作成した音叉型水晶振動片２０は次に電極を形成し、周波数調整行いパッケージングする。図５はその工程のフローチャートを示す。
【００４８】
ステップＳ１４１では、音叉型水晶振動片２０を純水で洗浄し、音叉型水晶振動片２０の全面に駆動電極としての励振電極などを形成するための金属膜３２を蒸着またはスパッタリング等の手法により形成する。
ステップＳ１４２では、スプレーを使って全面にフォトレジストを塗布する。音叉型水晶振動片２０には溝部２７などが形成されているため、溝部２７にも均一にフォトレジストを塗布する。
【００４９】
ステップＳ１４３では、電極パターンと対応したフォトマスクを用意して、電極パターンをフォトレジスト層が塗布された水晶単結晶ウエハ１０に露光する。電極パターンは音叉型水晶振動片２０の両面に形成する必要があるため、音叉型水晶振動片２０の両面を露光する。
【００５０】
ステップＳ１４４では、フォトレジスト層を現像後、感光したフォトレジスト層を除去する。残るフォトレジストは電極パターンと対応したフォトレジスト層になる。さらに電極となる金属膜３２のエッチングを行う。すなわち、電極パターンと対応したフォトレジスト層から露出した金層をたとえば、ヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液でエッチングし、次にクロム層をたとえば硝酸第２セリウムアンモニウムと酢酸との水溶液でエッチングする。
続いて、ステップＳ１４５で、残ったフォトレジストを除去する。これらの工程を経て、音叉型水晶振動片２０には励振電極などが正確な位置および電極幅で形成される。
【００５１】
これまでの工程により、電極パターン２３、電極パターン２５および溝部２７が形成された音叉型水晶振動片２０が得られた。
そこで、ステップＳ１４６では、図６（ｂ）で示すセラミック製のパッケージ５１に音叉型水晶振動片２０を導電性接着剤３１で接着する。具体的には、音叉型水晶振動片２０の基部２９を、配線層８１に塗布した導電性接着剤３１の上に載置して、導電性接着剤３１を仮硬化させる。次に、硬化炉で導電性接着剤３１を本硬化することにより音叉型水晶振動片２０を端子電極８２に対して接合する。
【００５２】
ステップＳ１４７では、さらに、音叉型水晶振動片２０の振動腕２１の先端にレーザー光を照射して、振動腕２１の錘金属層の一部を蒸散・昇華させ、質量削減方式による周波数調整を行う。
次に、ステップＳ１４８で、真空チャンバ内などに図６（ｂ）で示す音叉型水晶振動片２０を収容したパッケージ５１を移し、蓋体７１を封止材５７により接合する。
続いてステップＳ１４９で、最後に水晶振動デバイス５０の駆動特性などの検査を行い、水晶振動デバイス５０を完成させる。
【００５３】
＜水晶振動デバイス５０の構成＞
上記の水晶振動デバイス５０について、図面を参照して説明する。図６は、本発明の実施形態にかかる水晶振動デバイス５０の概略図を示している。図６（ａ）は全体斜視図であり、図６（ｂ）は断面図であり、図６（ｃ）は金属蓋体７１を取り外した上面図である。
【００５４】
表面実装型の水晶振動デバイス５０は、絶縁性のセラミックパッケージ５１と水晶振動デバイス５０のパッケージを覆う金属蓋体７１とからなる。金属蓋体７１は、コバール（鉄（Ｆｅ）／ニッケル（Ｎｉ）／コバルト（Ｃｏ）合金）製である。セラミックパッケージ５１は、アルミナを主原料とするセラミック粉末およびバインダ等を含むスラリーを用いたグリーンシートからプレス抜きされた底面用セラミック層５１ａ、壁用セラミック層５１ｂおよび台座用底面用セラミック層５１ｃからなる。パッケージを構成するセラミックパッケージ５１の材料として、アルミナを主原料とするセラミック粉末の代わりにガラスセラミックを使用したり、無収縮ガラスセラミック基板を用いたりしてもよい。図６（ｂ）から理解されるように、これら複数のセラミック層５１ａ〜５１ｃから構成されたパッケージは、キャビティ５８を形成し、このキャビティ５８内に、音叉型水晶振動片２０を実装する。
【００５５】
基部２９の配線パターンは、導電性接着剤３１と導通接続する接着領域を有している。音叉型水晶振動片２０は、底面用セラミック層５１ａと水平になるように導電性接着剤３１で接着されて、所定の振動を発生する。台座用セラミック層５１ｃの上面の一部には、音叉型水晶振動片２０の接着領域と導通を取る配線層８１が形成されている。セラミックパッケージ５１の下面に形成された少なくとも２つの端子電極８２は、不図示のプリント基板に表面実装された際の外部端子である。また、内部配線８３は配線層８１、端子電極８２を接続する電気的導通部である。壁用セラミック層５１ｂの上端にはメタライズ層があり、金属蓋体７１の接合のために、メタライズ層上に形成された低温金属ろう材からなる封止材５７が形成されている。壁用セラミック層５１ｂと金属蓋体７１は、封止材５７を介して溶着されている。
【００５６】
以上、本発明の好適実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において上記各実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】（ａ）は、音叉型水晶振動片の上面図である。  （ｂ）は、（ａ）に描いた水晶振動子のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】（ａ）は、円形の水晶単結晶ウエハである。  （ｂ）は、矩形の水晶単結晶ウエハである。
【図３】音叉型水晶振動片２０の外形および溝部２７を製造する工程の代表的なフローチャートである。
【図４】（ａ）は図１（ａ）の音叉型水晶振動片２０のＣ−Ｃ断面図であり、（ｅ）はＡ１の拡大図である。  （ｂ）は裏面の溝部２７を基部側にずらした場合の断面図であり、（ｆ）はＡ２の拡大図である。  （ｃ）は裏面のフォトマスクを基部側にずらした場合の断面図であり、（ｇ）はＡ３の拡大図である。  （ｄ）は裏面のフォトマスクをより基部側にずらした場合の断面図であり、（ｇ）はＡ４の拡大図である。
【図５】電極の形成及び周波数調整及びパッケージングのフローチャートである。
【図６】（ａ）は実施形態にかかる水晶振動子５０の全体斜視図であり、（ｂ）は断面図であり、（ｃ）は金属蓋体７１を取り外した上面図である。
【図７】（ａ）は従来の音叉型水晶振動片であり（ｂ）はＡ−Ａ断面図であり（ｃ）はその理想図であり（ｄ）は裏面の溝部２７を基部側にずらした場合の断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  …  円形の単結晶水晶ウエハ
１５  …  矩形の水晶単結晶ウエハ
１８  …  窓部
２０  …  音叉型水晶振動片
２１  …  振動腕
２３  …  第一電極
２５  …  第二電極
２６  …  根元（テーパー部）
２７  …  第一溝部
２８  …  連結部
２９  …  基部
３０  …  振動腕先端部
３１  …  導電性接着剤
３２  …  金属膜
３６  …  フォトレジスト層
４２  …  露光されたフォトレジスト
５０  …  水晶振動デバイス
５１  …  セラミックパッケージ
５７  …  封止材
５８  …  キャビティ
７１  …  蓋体
８１  …  配線層
８２  …  端子電極
８３  …  内部配線
【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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