【手続補正書】
【提出日】平成22年11月30日(2010.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記電極パタ−ンは、
前記振動腕に形成された励振電極と、
前記基部、前記支持腕及び前記外枠に形成された引出電極と、
前記外枠に形成され前記引出電極と導通する接続端子とを含み、
前記励振電極と前記接続端子とに前記第１及び前記第２の金属膜が形成され、それら以外は前記第１金属膜とその酸化膜のみが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧電振動片の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
従来、表面実装用にパッケージ化された圧電振動素子を鉛フリーハンダにてプリント基板などに固定されるリフロー工程で、鉛フリーハンダの成分が圧電振動片の電極膜への拡散及び、電極膜の金（Ａｕ）を吸出しする現象が発生して発振周波数のバラツキが生じていた。この小型化した圧電振動素子のパッケージング工程で生じる発振周波数のバラツキを抑制する技術を必要としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
圧電振動片の電極膜は下地がクロム層でその上に金層が形成された積層膜が慣用されている。特許文献１によれば、鉛フリーハンダなどで圧電振動子をプリント基板に固定する際の周波数変動の問題を解決するために、圧電振動片のリード部の側面及び主電極の側面を構成する金属膜の材料をクロムのみとして、金層を必要とするマウントパッド部及び錘部のみに金層を形成している。特許文献２によれば、圧電振動片のリード部側面及び主電極の側面を構成する金属膜の材料をクロム層のみとして、クロムの酸化防止及び配線のパターンがショートして圧電振動素子が発振停止することを避けるためシリカ（ＳｉＯ２）からなる保護膜を形成している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
第１の観点の圧電振動片の製造方法は圧電体ウエハから圧電振動片を形成する。その製造方法は、圧電振動片の形状を形成する形成工程と、圧電振動片の表面にＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの金属により第１の金属膜を成膜する第１金属膜成膜工程と、第１の金属膜を酸化させる酸化工程と、酸化された第１の金属膜に、さらにＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの金属により下地膜を成膜する下地膜成膜工程と、下地膜上にＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの金属により第２の金属膜を成膜する第２金属膜成膜工程と、第１及び第２の金属膜に電極パタ−ンを形成する電極パタ−ン形成工程と、圧電振動片の所定箇所において電極パタ−ンの第２の金属膜を除去する除去工程と、を備えた。
この構成により、第２の金属膜を除去する除去工程では、酸化された第１の金属膜が確実に残る。このため除去工程を経ても電極パターンに断線が生じることが無い。また、封止する際の共晶金属や圧電デバイスをプリント基板にハンダ付けする際の無鉛ハンダによる金属の拡散などにも対応することができる。したがって、安定した特性を持つ圧電振動片を形成することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第６の観点の音叉型圧電振動片は、励振電極が形成された一対の振動腕と、振動腕と連結する基部と、振動腕の両外側で基部から伸びる一対の支持腕と、支持腕と連結するとともに基部及び振動腕を囲む外枠と、励振電極と導通し、基部、支持腕及び外枠に形成された引出電極と、を備え、励振電極及び引出電極は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第１の金属膜と、第１の金属膜が酸化された酸化膜と、酸化膜上に形成されたＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうちいずれか１つの金属により下地膜と、下地膜に形成されたＡｕ又はＡｇのうち少なくとも１つの金属の第２の金属膜とからなり、引出電極の所定箇所において第２の金属膜が除去されている。
第１の金属膜の上に酸化された酸化膜が形成されているために、引出電極の所定箇所において第２の金属膜が除去される際に、第１の金属膜は確実に残る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の圧電デバイスは、圧電振動片の励振電極と、それに接続される接続電極とを導通する導通配線をＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗのうち少なくとも１つの第１の金属膜で形成しその第１金属膜に酸化膜が形成される。そして酸化膜の上に下地層と第２の金属膜とが形成されている。第２の金属膜の一部をエッチングで除去しても、この構成により酸化膜の下の第１の金属膜は除去されることがない。また、スルーホールに共晶合金で封止を行っても、リフロー工程で共晶合金成分が圧電振動片の励振電極膜へ拡散することを抑制することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
一対の振動腕２１は基部２３の一端からＹ方向に延びており、振動腕２１の表裏両面には溝部２７が形成されている。例えば、一本の振動腕２１の表面には１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１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４箇所の溝部２７が形成されている。溝部２７の断面は略Ｈ型に形成され、音叉型水晶振動片３０のＣＩ値を低下させる効果がある。なお音叉型水晶振動片３０は一本の振動腕２１の表及び裏面にそれぞれ１箇所の溝部２７を形成しているが、複数箇所の溝部２７を形成しても周波数調整効果を持つことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
水晶外枠部２２は、接続部２６で支持腕２５と接続している。接続部２６は周波数を調整するために幅広（Ｙ方向）でＸ方向に伸びた設計をする。幅広に設計した接続部２６は最終工程でフェムト秒レーザー(不図示)等の切削技術を用いて接続部２６の一部を削り、所定の周波数になるように幅狭に加工することで、音叉型水晶振動片３０の特性を維持した第１圧電デバイス１００を製造することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
第１圧電水晶フレーム２０は、支持腕２５と接続部２６とを経由して水晶外枠部２２から基部２３までの表面に、第１引出電極３１及び第２引出電極３２が形成されている。水晶外枠部２２に第１接続端子３５及び第２接続端子３６が形成されている。裏面も同様に支持腕２５と接続部２６とを経由して水晶外枠部２２から基部２３までの表面に第１引出電極３１及び第２引出電極３２が形成され、水晶外枠部２２に第１接続端子３５及び第２接続端子３６が形成されている。表面の第１接続端子３５及び第２接続端子３６は、裏面の第１接続端子３５及び第２接続端子３６にそれぞれ水晶外枠部２２の内側面で導通されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
水晶外枠部２２に形成された第１接続端子３５及び第２接続端子３６は、リフロー工程でスルーホールＴＨ(図１参照)を共晶合金７０で封止を行う際に、共晶合金７０が金・ゲルマニューム（ＡｕＧｅ）であると、共晶合金７０のゲルマニュームの成分が第１接続端子３５及び第２接続端子３６に拡散してくる。また第１接続端子３５及び第２接続端子３６上に形成された金層の金の成分が共晶合金７０に吸い出される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
水晶外枠部２２の第１引出電極３１及び第２引出電極３２にクロム層及び金層の２層から成る金属膜を用いると仮定すると、リフロー工程で共晶合金７０のゲルマニュームが第１接続端子３５及び第２接続端子３６から第１引出電極３１及び第２引出電極３２を経由して、第１励振電極３３及び第２励振電極３４にも拡散する。逆に第１励振電極３３及び第２励振電極３４の金成分が共晶合金７０まで吸い出される。この結果、リフロー工程後の周波数は、リフロー前に比較して相対的に高くなりバラツキを生ずる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
このようなことから、第１引出電極３１及び第２引出電極３２が第１クロム層及び酸化膜のみからなると、電極上に金成分（金層）が存在しないため、共晶合金７０のゲルマニューム成分の拡散又は金成分の吸い出しが遮断される。つまり、第１励振電極３３及び第２励振電極３４へ共晶合金７０のゲルマニューム成分が拡散することもなく、金成分が存在しないため、第１励振電極３３及び第２励振電極３４から共晶合金７０の金成分への吸い出されることもない。この結果、リフロー工程後の大きな周波数のシフト発生が抑制される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
≪圧電振動片の外形形成の工程≫
図３は圧電振動片の外形形成の工程を示したフローチャートである。
ステップＳ１０２では、所定の厚みに研磨し表面変質層が除去された水晶ウエハを用意する。水晶ウエハの全面に、耐蝕膜をスパッタリングもしくは蒸着などの手法により形成する。すなわち、圧電材料としての水晶ウエハには、金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）等を直接成膜することは困難なため、下地としてクロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ）等を使用する。つまり、この実施形態では、耐蝕膜としてクロム層の上に金層を重ねた耐蝕膜を使用する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
ステップＳ１２４では、不図示の露光装置を用いて、電極フォトマスクのパターンをフォトレジスト膜が塗布された水晶ウエハに露光する第１感光工程を行う。第１感光工程は水晶ウエハの両面からウェットエッチングができるように水晶ウエハの両面に露光する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
ステップＳ１３０では、水晶ウエハのフォトレジスト膜を現像して、感光したフォトレジスト膜を除去する。さらに、金層をエッチングする第２除去工程を行う。第２除去工程は、フォトレジスト膜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を用いてエッチングする。第２クロム層の上に形成された金層には、第２クロム層のクロムが拡散していることが多く、金も第２クロム層に拡散している。このため金層がエッチングされると金層に拡散した第２クロム層のクロムも同時にエッチングされてしまう。つまり、第２クロム層が１００オングストローム〜１５０オングストロームの厚さで形成されたにもかかわらず、金層をエッチングすると第２クロム層が１０オングストローム〜３０オングストロームぐらいの厚さしか残っていない。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
しかしながら、第１クロム層の上に酸化膜があるために、第１クロム層のクロムは金層に拡散しない。そして金層がエッチングされても、第１クロム層の１５０オングストローム〜７００オングストロームの厚さは維持されている。したがって第１接続端子３５及び第２接続端子３６から第１励振電極３３及び第２励振電極３４への導通は確保される。これにより、第２除去工程で金層が除去されても第１クロム層は所定の厚さで残り、第１引出電極３１及び第２引出電極３２の断線状態は生じない。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
周波数調整は、例えばフェムト秒レーザーＦＬを用いて接続部２６のＹ方向の一部を削ることで調整が可能である。フェムト秒レーザーＦＬを用いて、所定の発振周波数になるように所望の切削幅だけ切削され、両側の接続部２６の幅を幅狭にすることにより行われる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
基部２３に形成された金層引出電極３１ａ及び金層引出電極３２ａには、１５０オングストローム〜７００オングストロームの第１クロム層の上に酸化膜が形成されている。その上に薄い第２クロム層が形成され、その第２クロム層の上に４００オングストローム〜２０００オングストロームの金（Ａｕ）層が形成された構成である。図５のステップ１３０で述べたように第１引出電極３１及び第２引出電極３２は、第２除去工程で金層が除去されても、第１クロム層は所定の厚さで残り、引出電極の断線が生じない。また、第１引出電極３１及び第２引出電極３２が第１クロム層及び酸化膜のみからなると、ゲルマニューム成分の拡散又は金成分の吸い出しが遮断される。つまり、第１励振電極３３及び第２励振電極３４へ共晶合金７０のゲルマニューム成分の拡散することがなく、第１励振電極３３及び第２励振電極３４から共晶合金７０へ金成分が吸い出されることがない。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
第２圧電水晶フレーム２０Ａは、図３ないし図５に示した製造工程に従って製造される。第２圧電デバイス１１０は、図５のステップＳ１３０の第２除去工程で金層が除去される領域が異なる点でのみ製造工程が異なり、それ以外は同じである。以下の第３実施形態から第５実施形態でも同じである。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
＜第３実施形態＞
≪第３圧電水晶フレーム２０Ｂ、第３圧電デバイス１２０の構成≫
図７は、第３圧電水晶フレーム２０Ｂの上面図である。第１実施形態と第２実施形態とが異なる点は、第３実施形態では第１引出電極３１及び第２引出電極３２の基部２３、支持腕２５及び接続部２６の領域に金層が形成された金層引出電極３１ｂ及び金層引出電極３２ｂが形成されている点である。以下、第１実施形態と同じ部材には同じ符号を付し、第１実施形態と異なる点を説明する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
基部２３、支持腕２５及び接続部２６に形成された金層引出電極３１ｂ及び金層引出電極３２ｂには、１５０オングストローム〜７００オングストロームの第１クロム層の上に酸化膜が形成されている。その上に薄い第２クロム層が形成され、その第２クロム層の上に４００オングストローム〜２０００オングストロームの金（Ａｕ）層が形成された構成である。水晶外枠部２２に形成された第１引出電極３１及び第２引出電極３２は、第１クロム層及び酸化膜のみで形成される。第１引出電極３１及び第２引出電極３２は、図５のステップ１３０で述べたように第２除去工程で金層が除去されても第１クロム層は所定の厚さで残り、引出電極の断線が生じない。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
基部２３、支持腕２５、接続部２６及び水晶外枠部２２の領域に形成された金層引出電極３１ｃ及び金層引出電極３２ｃは、第１クロム層の上に酸化膜が形成されている。その上に薄い第２クロム層が形成され、その第２クロム層の上に金（Ａｕ）層が形成された構成である。金層引出電極３１ｃ及び金層引出電極３２ｃ側の第１接続端子３５ｃ及び第２接続端子３６ｃが第１クロム層及び酸化膜のみで形成されている。第１接続端子３５ｃ及び第２接続端子３６ｃが第１クロム層及び酸化膜のみからなると、ゲルマニューム成分の拡散又は金成分の吸い出しが遮断される。つまり、第１励振電極３３及び第２励振電極３４へゲルマニューム成分の拡散することがなく、第１励振電極３３及び第２励振電極３４から金成分の吸い出されることがない。