(57)【要約】【課題】圧電素板をウエットエッチングにより形成するときに、圧電素板に対して外形上の悪影響を与えるのを防止した圧電デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】圧電デバイスの製造方法は、圧電素板１２の一方の主面２０に第１接着剤４０を用いて載置部４２を接合するとともに、圧電素板１２の他方の主面２２に対向した位置が開口したガイド板４６を圧電素板１２の他方の主面２２に配置して、他方の主面２２の周縁部とガイド板４６とを第２接着剤４４を用いて接合し、ガイド板４６の開口部４８にエッチング液を滴下して、他方の主面２２をエッチングする構成である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素板の一方の主面に接着剤を用いて載置部を接合するとともに、前記圧電素板の他方の主面に対向する位置に開口部を形成したガイド板を前記他方の主面に配置して、前記他方の主面の周縁部と前記ガイド板とを接着剤を用いて接合し、
前記ガイド板の開口部にエッチング液を滴下して、前記他方の主面をエッチングする、
ことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記圧電素板は、その周囲に貫通溝を形成してウエハ内で個片化されており、ウエハ本体と前記圧電素板とをつなげる連結部を前記貫通溝に掛け渡して形成してあることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記接着剤は、前記圧電素板の側面にも塗布し、その後、前記他方の主面をエッチングすることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記他方の主面に凹陥部を形成して、前記周縁部よりも薄肉にした振動領域を形成してあり、前記凹陥部内にエッチング液を滴下して前記振動領域の厚さを調整することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項５】
電極パターンを形成した前記圧電素板を個片化して、パッケージに搭載することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
逆メサ型の圧電振動片は、圧電素板を薄肉にした振動領域（薄肉部）の周囲に、薄肉部よりも厚くした厚肉部を設けた形状である。この逆メサ型の圧電振動片の製造方法について開示したものには特許文献１がある。すなわち特許文献１に開示された超薄板圧電共振子素板の製造方法は、まず圧電ウエハの表面に多数の凹陥を形成し、その底部を超薄の振動部としたものを形成している。そして図７に示すように、圧電ウエハ１の各凹陥２の位置に対応する孔３を設けたベークライトの厚板４を接着剤５で圧電ウエハ１に接着し、この孔３を介して凹陥２内にエッチング液を滴下し、凹陥２の底面をエッチングする。このようにして、個片化されていない状態の逆メサ型圧電振動片の共振周波数を微調整している。
【特許文献１】特開平６−２１７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
圧電素板、一例としては水晶素板には、エッチングしたときに結晶構造の転位にそってエッチチャネル（空洞）が形成される場合がある。そして特許文献１に記載された逆メサ型の圧電振動片の周波数調整工程では、圧電ウエハの裏面にエッチング液から保護する手段が設けられていない。このため図７に示すように、凹陥２の底面にエッチチャネル等の貫通孔６が開いていると、エッチング液またはその蒸気が貫通孔６から漏れてしまい、圧電ウエハ１の裏面全体がエッチング液により荒れ、特性が狂い使えなくなってしまう。
【０００４】
また特許文献１に開示された圧電ウエハの形態の他に、圧電ウエハが両面エッチングにより加工され、圧電振動片が互いの間に貫通溝を設けて個片化されるとともに、各圧電振動片がウエハ本体につながっている形態がある。この形態の場合には、圧電振動片と厚板とが接合する面積は少なくなりエッチング液が漏れてしまう可能性が高く、漏れたエッチング液が圧電ウエハの裏面に広がり圧電ウエハを駄目にしてしまう。このため貫通溝の開いた圧電ウエハでは、通常、圧電ウエハの一方の面側をエッチングして圧電振動片の外形の一部を形成し（片側外形エッチング）、この後、凹陥の底面をエッチングして周波数調整した後、圧電ウエハの他方の面側をエッチングして圧電振動片の外形を形成（反対側外形エッチング）する工程をとっていた。
【０００５】
本発明は、圧電素板をウエットエッチングにより形成するときに、圧電素板に対して外形上の悪影響を与えるのを防止した圧電デバイス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】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］圧電素板の一方の主面に接着剤を用いて載置部を接合するとともに、前記圧電素板の他方の主面に対向する位置に開口部を形成したガイド板を前記他方の主面に配置して、前記他方の主面の周縁部と前記ガイド板とを接着剤を用いて接合し、前記ガイド板の開口部にエッチング液を滴下して、前記他方の主面をエッチングする、ことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
開口部に滴下したエッチング液が何らかの理由により一方の主面側に回り込んだとしても、圧電素板の一方の主面を覆っている接着剤や載置部によって、この一方の主面を保護できる。また圧電素板のガイド板開口部内に対応する位置に貫通孔が設けられていても、圧電素板の一方の主面を覆っている接着剤によって貫通孔を塞ぐことができるので、エッチング液の一方の主面側への漏れを防止できる。これにより圧電素板をウエットエッチングにより形成するときに、圧電素板に対して外形上の悪影響を与えるのを防止できる。
【０００８】
［適用例２］前記圧電素板は、その周囲に貫通溝を形成してウエハ内で個片化されており、ウエハ本体と前記圧電素板とをつなげる連結部を前記貫通溝に掛け渡して形成してあることを特徴とする適用例１に記載の圧電デバイスの製造方法。
これにより複数の圧電素板を備えてウエハ状態になっている場合でも、圧電素板の一方の主面がエッチング液に侵されるのを防止できる。
【０００９】
［適用例３］前記接着剤は、前記圧電素板の側面にも塗布し、その後、前記他方の主面をエッチングすることを特徴とする適用例１または２に記載の圧電デバイスの製造方法。
これによりエッチング液が何らかの理由により漏れ出たとしても、接着剤によってエッチング液から圧電素板の側面を保護できる。
【００１０】
［適用例４］前記他方の主面に凹陥部を形成して、前記周縁部よりも薄肉にした振動領域を形成してあり、前記凹陥部内にエッチング液を滴下して前記振動領域の厚さを調整することを特徴とする適用例１ないし３のいずれかに記載の圧電デバイスの製造方法。
これにより振動領域の厚さを微調整できるので、この圧電素板を用いた逆メサ型圧電振動片の発振周波数を微調整できる。また複数の圧電振動片で発振周波数にバラツキが生じたとしても、この振動領域の厚さの調整により、バラツキを無くすことができる。
【００１１】
［適用例５］電極パターンを形成した前記圧電素板を個片化して、パッケージに搭載することを特徴とする適用例１ないし４のいずれかに記載の圧電デバイスの製造方法。
これにより圧電振動片毎に発振周波数のバラツキが無くなっているので、圧電デバイス毎の出力周波数のバラツキが生じるのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る圧電デバイスの製造方法の最良の実施形態について説明する。圧電デバイスは、圧電振動片を搭載している。この圧電振動片には、逆メサ型やメサ型、フラット板等の形状がある。そして本実施形態では、圧電振動片として逆メサ型圧電振動片を用いた例について説明する。
【００１３】
図１は逆メサ型圧電振動片の説明図である。ここで図１（Ａ）はウエハ状になっている逆メサ型の圧電素板の平面図、図１（Ｂ）は逆メサ型圧電振動片の断面図である。図１（Ｂ）に示すように、逆メサ型圧電振動片１０は圧電素板１２を有しており、圧電素板１２に電極パターン２４（励振電極２６やマウント電極２８）を設けている。
【００１４】
このような逆メサ型圧電振動片１０を形成するには、まず圧電素板１２を形成する。圧電素板１２は、図１（Ａ）に示すように、１枚の圧電ウエハ３０から複数個を得る。そして圧電ウエハ３０は、複数の圧電素板１２を支持するウエハ本体３２を有しており、連結部３４を介して圧電素板１２とウエハ本体３２がつながっている。すなわち逆メサ型の圧電素板１２は、図１（Ａ）に示すように、その周囲に貫通溝３６を形成してウエハ内で個片化されており、ウエハ本体３２と圧電素板１２とをつなげる連結部３４を貫通溝３６に掛け渡して形成してある。
【００１５】
この圧電素板１２は、薄肉の振動領域（薄肉部１４)を有しており、この薄肉部１４よ
りも厚くなっている厚肉部１６を薄肉部１４の周囲に設けた形状である。したがって圧電素板１２は、いずれか１つの主面に凹陥部１８を設けた形状になっており、凹陥部１８の底面が振動領域になっている。そして本実施形態では、一方の主面２０は平面となっており、他方の主面２２に凹陥部１８を設けている。
このような逆メサ型の圧電素板１２は、凹陥部１８と貫通溝３６とを形成する部分が開口したマスクを圧電ウエハ３０の表面に形成し、圧電ウエハ３０の両面からウエットエッチングすることにより形成している。
【００１６】
ところで逆メサ型圧電振動片１０は、圧電素板１２としてＡＴカット水晶素板を用いている場合、薄肉部１４の厚さによって発振周波数が変わる。そして同一の圧電ウエハ３０内に形成された圧電素板１２であってもバラツキが発生して、薄肉部１４の厚さが圧電素板１２毎に異なってしまうので、逆メサ型圧電振動片１０の発振周波数が違うものになってしまう。このため薄肉部１４の厚さを圧電素板１２毎に同じにするために、凹陥部１８と貫通溝３６を形成した後に、さらに薄肉部１４の厚さの微調整するウエットエッチングを行っている。
【００１７】
図２は薄肉部の厚さを微調整するウエットエッチング時の圧電素板の断面図である。図２に示す形態の圧電素板１２は凹陥部１８を上方に向け、平面になっている一方の主面２０を下方に向けている。そして一方の主面２０は、第１接着剤４０によって載置部４２に接合している。この載置部４２は、ウエハ状態の圧電素板１２を配置できるように、上面が平面状になっているものであればよい。このため圧電素板１２の一方の主面２０は、載置部４２と第１接着剤４０によって覆われる。また圧電素板１２の他方の主面２２には、第２接着剤４４よってガイド板４６が接合している。ガイド板４６は厚板になっており、圧電素板１２の他方の主面２２に対向する位置に開口部４８が形成してあり、且つ、貫通溝３６を覆うようになっている。
【００１８】
図３はウエハ状の圧電素板にガイド板を接合したときの平面図である。すなわちガイド板４６は、開口部４８によって凹陥部１８を外方に露出するように、圧電素板１２の他方の主面２２に接合している。このため第２接着剤４４は、少なくとも圧電素板１２の他方の主面２２における周縁部(厚肉部１６)に設けてあればよい。また第２接着剤４４は、図３に示すように、厚肉部１６や連結部３４、ウエハ本体３２に設けてあってもよい。なお図３では、斜線で示した部分に第２接着剤４４が設けてある。
【００１９】
なお前述した接着剤（第１接着剤４０、第２接着剤４４）は、圧電素板１２に載置部４２やガイド板４６を接合することができ、且つ、エッチング液には溶けないが溶剤等には溶けて載置部４２やガイド板４６と圧電素板１２とを分離できるものであればよく、例えば感光性接着剤や接着性能を有するレジスト等が適用可能である。また載置部４２やガイド板４６は、エッチング液に溶けないもので形成されていればよく、一例としてはフッ素樹脂等を用いて形成してあればよい。
【００２０】
また各圧電素板１２の発振周波数を測定して所望の発振周波数との差を求め、各凹陥部１８の厚さのエッチング量（エッチング時間）を求める。そしてエッチング量が多い凹陥部１８ほどエッチング液を早く滴下して薄肉部１４をエッチングし、薄肉部１４を所望の厚さにする。このときエッチング液は、ガイド板４６の開口部４８の内部に滴下され、凹陥部１８や開口部４８の内側に溜められる。
【００２１】
そしてガイド板４６は、凹陥部１８等の内側に滴下されたエッチング液や気化したエッチング液が溢れ出ることのない厚さになっている。これにより凹陥部１８とガイド板４６との間は第２接着剤４４で封止されているので、凹陥部１８等の内側に滴下されたエッチング液は貫通溝３６に流れ込むことはなく、またエッチング液が気化した場合でもその蒸
気が隣接する他の凹陥部１８に流れ込むことはない。すなわち薄肉部１４では凹陥部１８がエッチングされ、一方の主面２０側がエッチングされることはなく、また、ある１つの凹陥部１８のエッチング量が他の凹陥部１８に滴下したエッチング液やその蒸気の影響を受けて変わることがない。よって各凹陥部１８のエッチング量に合わせてエッチングを行える。
【００２２】
また薄肉部１４にエッチチャネル等の貫通孔が存在していて、凹陥部１８の底面と圧電素板１２の一方の主面２０とが貫通していたとしても、さらに、仮に、凹陥部１８とガイド板４６との間に隙間があり、凹陥部１８等の内側から貫通溝３６にエッチング液が漏れ出たとしても、圧電素板１２の他方の主面２２側が第１接着剤４０や載置部４２によって覆われているので、振動領域がエッチングされることがない。このため各凹陥部１８のエッチング量に合わせてエッチングを行える。
【００２３】
そしてエッチングが終了すると、エッチング液の中和や圧電素板１２の洗浄等を行う。この後、載置部４２やガイド板４６とともに接着剤（第１接着剤４０や第２接着剤４４）を圧電ウエハ３０から取り除くと、図１に示すような圧電ウエハ３０を得る。
【００２４】
そして薄肉部１４の表面（振動領域の両主面）に励振電極２６を形成するとともに、厚肉部１６の表面に励振電極２６に導通したマウント電極２８を形成する。この励振電極２６やマウント電極２８の電極パターン２４は、例えばスパッタや蒸着等の成膜手段により電極材料を圧電素板１２の表面に成膜して形成すればよい。
【００２５】
このようにしてウエハ状態、すなわちウエハ内で個片化されている逆メサ型圧電振動片１０を得る。
逆メサ型圧電振動片１０を１個毎に個別化するには、圧電素板１２の縁部に沿って逆メサ型圧電振動片１０を連結部３４から折り取ればよい。これにより本実施形態では、平面視して矩形になっている逆メサ型圧電振動片１０を得る。
【００２６】
このような逆メサ型圧電振動片１０によれば、ガイド板４６の接着が完全でなくてエッチング液が凹陥部１８や開口部４８から漏れたとしても、圧電ウエハ３０の一方の主面２０に悪影響を及ぼすことを防止でき、また一方の主面２０を伝って他の圧電素板１２に悪影響を及ぼすことを防止できる。さらに圧電素板１２の凹陥部１８（ガイド板４６の開口部４８内に対応する位置）に貫通孔が設けられていても、圧電素板１２の一方の主面２０を覆っている第１接着剤４０によって貫通孔を塞ぐことができるので、エッチング液の一方の主面２０側への漏れを防止できる。したがって、逆メサ型圧電振動片１０をウエットエッチングにより形成するときに、逆メサ型圧電振動片１０に対して外形上の悪影響を与えるのを防止できる。
【００２７】
そして逆メサ型圧電振動片１０は、圧電ウエハ３０の両面からウエットエッチングして凹陥部１８と貫通溝３６を形成し、この後、薄肉部１４の微調整エッチングをしているので、従来の製造工程に比べて簡略化できる。
【００２８】
なお薄肉部１４の微調整エッチングは、図２を用いて説明した形態に限定されることはない。図４は微調整エッチングの第１の変形例を説明する圧電素板の断面図である。この図４に示す形態の圧電素板１２は凹陥部１８を下方に向け、平面になっている一方の主面２０を上方に向けている。そして他方の主面２２は、第１接着剤４０によって載置部４２に接合しているので、凹陥部１８は気密封止されている。また圧電素板１２の一方の主面２０には、第２接着剤４４よってガイド板４６が接合している。ガイド板４６は圧電素板１２の一方の主面２０に対向した位置が開口しつつ、貫通溝３６を覆うようになっている。したがって開口部４８によって薄肉部１４（振動領域）が外部に露出することになる。
このような形態であっても、開口部４８の内部にエッチング液を滴下すれば薄肉部１４の厚さを微調整できるので、逆メサ型圧電振動片１０の発振周波数を調整できる。そして逆メサ型圧電振動片１０をウエットエッチングにより形成するときに、逆メサ型圧電振動片１０に対して外形上の悪影響を与えるのを防止できる。
【００２９】
図５は微調整エッチングの第２の変形例を説明する圧電素板の断面図である。この図５に示す形態の圧電素板１２は、図２に示す形態と同様に、凹陥部１８を上方に向け、平面になっている一方の主面２０を下方に向けている。そして圧電素板１２の一方の主面２０や側面、他方の主面２２の周縁部に接着剤５０を設けており、この接着剤５０によって一方の主面２０に載置部４２を接合するとともに、他方の主面２２にガイド板４６を接合している。これにより他方の主面２２の振動領域（凹陥部１８）がガイド板４６の開口部４８を介して外部に露出することになる。なお接着剤５０は、前述した実施形態と同様に、圧電素板１２に載置部４２やガイド板４６を接合することができ、且つ、エッチング液には溶けないが溶剤等には溶けて載置部４２やガイド板４６と圧電素板１２とを分離できるものであればよい。
【００３０】
このように圧電素板１２の側面に接着剤５０（エッチング液に対するレジスト）を塗布したので、この塗布後に凹陥部１８や開口部４８に滴下したエッチング液が貫通溝３６に漏れ出たとしても、エッチング液によって圧電素板１２の側面が侵されるのを防止できる。
【００３１】
したがって、このような形態であっても、開口部４８の内側にエッチング液を滴下すれば薄肉部１４の厚さを微調整できるので、逆メサ型圧電振動片１０の発振周波数を調整できる。そして逆メサ型圧電振動片１０をウエットエッチングにより形成するときに、逆メサ型圧電振動片１０に対して外形上の悪影響を与えるのを防止できる。
【００３２】
なお、この第２の変形例は、図４に示す形態と同様に、凹陥部１８を下方に向け、平面になっている一方の主面２０を上方に向けている圧電素板１２の側面に接着剤５０を塗布し、その後、一方の主面２０をエッチングする形態であってもよい。
【００３３】
次に、前述した逆メサ型圧電振動片１０を搭載した圧電デバイスについて説明する。図６は圧電デバイスの断面図である。なお図６では励振電極２６やマウント電極２８の記載を省略している。圧電デバイス６０は、パッケージ６２を備えている。このパッケージ６２は、パッケージベース６４および蓋体７４を有している。パッケージベース６４は、上方に向けて開口した凹部６６を備えており、この凹部６６の底面に一対のパッケージ側マウント電極６８が形成してある。またパッケージベース６４の裏面には外部端子７０が形成してあり、パッケージ側マウント電極６８と１対１に導通している。そしてパッケージ側マウント電極６８の上に導電性接着剤７２を塗布した後、この導電性接着剤７２の上に逆メサ型圧電振動片１０を配置して、パッケージベース６４と逆メサ型圧電振動片１０を接合する。このときパッケージ側マウント電極６８と逆メサ型圧電振動片１０の前記マウント電極２８とが、導電性接着剤７２を介して導通するようになっている。なお図６に示す場合では、逆メサ型圧電振動片１０の凹陥部１８をパッケージベース６４（凹部６６）の底面に向けて配置している。この後、パッケージベース６４の上面に蓋体７４を接合して、凹部６６を気密封止する。このような圧電デバイス６０により、逆メサ型圧電振動片１０を電子機器に搭載することができる。
【００３４】
なお圧電デバイス６０は、図６に示すような圧電振動子の形態ばかりでなく、逆メサ型圧電振動片１０とともに発振回路をパッケージ６２内に収容した圧電発振器の形態にすることもできる。また圧電デバイス６０は、前記発振回路の他に電圧制御回路をパッケージ６２に搭載することにより、外部から入力される制御電圧に応じて出力周波数を可変する
電圧制御型圧電発振器の構成にすることもできる。さらに圧電デバイス６０は、前記発振回路の他に温度補償回路をパッケージ６２に搭載することにより、周囲温度の変化による出力周波数の変化が少なくなるようにした温度補償型圧電発振器の構成にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】逆メサ型圧電振動片の説明図である。
【図２】薄肉部の厚さを微調整するウエットエッチング時の圧電素板の断面図である。
【図３】ウエハ状の圧電素板にガイド板を接合したときの平面図である。
【図４】微調整エッチングの第１の変形例を説明する圧電素板の断面図である。
【図５】微調整エッチングの第２の変形例を説明する圧電素板の断面図である。
【図６】圧電デバイスの断面図である。
【図７】従来技術に係り、微調整エッチングするときの圧電素板の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０………逆メサ型圧電振動片、１２………圧電素板、１４………薄肉部、１６………厚肉部、１８………凹陥部、２０………一方の主面、２２………他方の主面、２４………電極パターン、３０……圧電ウエハ、３４………連結部、３６………貫通溝、４０………第１接着剤、４２………載置部、４４………第２接着剤、４６………ガイド板、４８………開口部、５０………接着剤、６０………圧電デバイス。
【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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