【手続補正書】
【提出日】平成22年12月21日(2010.12.21)
【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６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記肉薄部の先端から前記変更点にかけて、前記肉薄部の第二幅は、前記金属膜の単位面積当たりの剥離に対する周波数可変量に対応していることを特徴とする請求項５に記載の音叉型圧電振動片。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
基部から第一厚さで平行に伸びる一対の振動腕を有する音叉型圧電振動片を製造する音叉型圧電振動片の製造方法において、
前記音叉型圧電振動片の外形を、前記音叉型圧電振動片の外形に対応する第一マスクを使って、前記第一厚さの圧電ウエハを露光する第一露光工程と、
前記振動腕の先端に形成される周波数調整用の肉薄部と前記振動腕の根元部に形成される溝部とを、前記周波数調整用の肉薄部と溝部とに対応する第二マスクを使って、前記圧電ウエハを露光する第二露光工程と、
前記第一露光工程後の圧電ウエハをエッチングする第一エッチング工程と、
前記第二露光工程後の圧電ウエハをエッチングする第二エッチング工程と、
を備えることを特徴とする音叉型圧電振動片の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の目的は、音叉型圧電振動片を小型化した場合であっても、振動腕の先端部の周波数調整用の肉薄部を薄くすることにより、周波数調整用の肉薄部の金属膜のトリミングによって周波数が変化する量（以下、周波数可変量と呼称する）を大きくすることである。この構成によって、水晶単結晶ウエハに多数の小型の音叉型圧電振動片を製造しても、それら小型の音叉型圧電振動片を所定の周波数に調整することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
第１の観点の音叉型圧電振動片は、圧電材からなる基部と、この基部から第一厚さで平行に伸びる一対の振動腕と、振動腕に形成された励振電極膜と、第一厚さよりも薄い第二厚さで振動腕の先端に形成された一対の周波数調整用の肉薄部と、周波数調整用の肉薄部の少なくとも片面に形成された金属膜と、を備える。
上記構成によれば、周波数可変量が大きくなる。音叉型圧電振動片の周波数が所定の周波数内に入っていない場合には周波数調整用の肉薄部の金属膜のトリミングを行うが、小型化が進んだ音叉型圧電振動片は周波数調整用の肉薄部が小さいため周波数を調整しきれない場合がある。第１の観点の構成により、小型化が進んだ音叉型圧電振動片であっても周波数を調整することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
第３の観点の音叉型圧電振動片は、振動腕から肉薄部へ変更する変更点で振動腕の第一幅と肉薄部の第二幅とが異なっており、第二幅は第一幅よりも広い。
第４の観点の音叉型圧電振動片は、第３の観点において、肉薄部の第二幅が肉薄部の先端から変更点にかけて一定幅である。
第５の観点の音叉型圧電振動片は、第３の観点において、肉薄部の第二幅が肉薄部の先端から変更点にかけて幅が変更する。
第６の観点の音叉型圧電振動片は、第５の観点において、肉薄部の先端から変更点にかけて肉薄部の第二幅が金属膜の単位面積当たりの剥離に対する周波数可変量に対応している。
これらの観点により、周波数調整用の肉薄部の幅を調整することにより、振動腕の励振時の周波数や周波数可変量の範囲を調整できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
＜第１音叉型水晶振動片２０の構成＞
＜＜実施形態１＞＞
図１（ａ）は、第１実施形態の第１音叉型水晶振動片２０の全体構成を示した上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。（ｃ）は、第１音叉型水晶振動片２０の一対の振動腕２１のＢ−Ｂ断面図である。第１音叉型水晶振動片２０の母材は、Ｚカットに加工された水晶単結晶ウエハである。図１（ａ）に示すように、第１音叉型水晶振動片２０は、第１基部２３−１及び第２基部２３−２から構成される基部２３と、この第１基部２３−１から図１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２１を備えている。振動腕２１の先端には、周波数調整用の肉薄部２８を備える。基部２３は水晶単結晶ウエハに第１音叉型水晶振動片２０が一時的に連結した状態を維持するための連結部２７が設けられている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第１音叉型水晶振動片２０の基部２３は、その全体が板状に形成されている。また、第１基部２３−１と第２基部２３−２との間に切れ込み部（不図示）を形成してもよい。この切れ込み部を設けることで、振動腕２１が振動する際に垂直方向成分を有した振動が生じても、振動腕２１の振動が第２基部２３−１へ漏れる振動を緩和することができる。また、切れ込み部基部２３の幅が狭くなっても、基部２３の厚さが厚いので、製造途中において破損することが少なくなり、また、衝撃や振動にも強い。第１音叉型水晶振動片２０の基部２３には、連結部２７が２箇所設けられている。連結部２７は、水晶単結晶ウエハから、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、水晶単結晶ウエハと第１音叉型水晶振動片２０とを連結する部分である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図１（ａ）に示されるように、第１音叉型水晶振動片２０の基部２３及び振動腕２１には、第１基部電極３１と第２基部電極３２と第１励振電極３３及び第２励振電極３４とが形成されている。振動腕２１の先端部には、周波数調整用の肉薄部２８を備える。第１基部電極３１及び第２基部電極３２並びに第１励振電極３３及び第２励振電極３４並びに周波数調整用の肉薄部２８の金属膜１８は、同一厚さで形成され、１５０オングストローム〜７００オングストロームのクロム（Ｃｒ）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。クロム（Ｃｒ）層の代わりに、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。周波数調整用の肉薄部２８の金属膜１８は第１音叉型水晶振動片２０の周波数調整のために設けられる。図１（ｃ）に示されるように、振動腕部２１の溝部２４及び振動腕２１の側面には、第１励振電極３３及び第２励振電極３４が形成される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
つまり、図１で示された第１音叉型水晶振動片２０は、周波数調整用の肉薄部２８の厚さＤ３を薄くして、周波数調整用の肉薄部２８の金属膜１８の一部をトリミングされる。振動腕の金属膜１８の面積が小さくても周波数可変量が大きいため、容易に所定の周波数に調整することができる。周波数調整用の肉薄部２８の金属膜１８は両面に形成されてもよいし、片面にのみ形成されてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図１では特に示さなかったが、第１音叉型水晶振動片２０の周波数調整用の肉薄部２８に対して金属膜１８を厚く形成すれば、振動腕の金属膜１８の面積が小さくても周波数可変量が大きくできるため、容易に所定の周波数に調整することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図３（ａ）は、周波数調整用の肉薄部２８の幅と厚さとが一定の条件下で、周波数調整用の肉薄部２８の金属膜１８をトリミングした際に周波数可変量を示す図である。縦軸に周波数可変量（Ｈｚ）を表記している。横軸に周波数調整用の肉薄部２８の先端からの距離（μｍ）を表記している。図３（ａ）に示されるように、周波数可変量は、周波数調整用の肉薄部２８の先端ほど大きく、振動腕の基部に向かうほど指数関数的に小さくなることを示している。周波数調整は、周波数調整用の肉薄部２８の幅方向に沿って金属膜１８にレーザービームを照射して金属膜１８の一部を蒸散、昇華させることにより行われる。例えば、周波数調整用の肉薄部２８の金属膜１８の先端側を１０μｍトリミングすれば、周波数可変量は約６００Ｈｚであるが、周波数調整用の肉薄部２８の金属膜１８の基部側を１０μｍトリミングすると周波数可変量は約５０Ｈｚしか変化しない。
【手続補正１２】
【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】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に描かれた曲線に基づき形成された周波数調整用の肉薄部２８の部分拡大上面図である。周波数調整用の肉薄部２８の外周部は、周波数調整用の肉薄部２８の先端から振動腕２１と周波数調整用の肉薄部２８との変更点Ｐ１にかけて曲線になって形成される。この周波数調整用の肉薄部２８の片側の曲線は図３（ａ）に示される曲線の半分の傾きになっている。すなわち周波数調整用の肉薄部の幅方向の長さが周波数可変量の逆数に比例し、周波数可変量と幅方向長さとをかけあわせたものが、一定の調整量を示す。別言すれば図３（ａ）に示される周波数可変量を半分にしたグラフの曲線と周波数調整用の肉薄部２８の片側の曲線とが合致する。周波数調整用の肉薄部２８の両側が同じ曲線になっているため、周波数調整用の肉薄部２８の先端から一定幅Ａずつ金属膜１８をトリミングすれば、直線的に周波数を調整できる。小型の音叉型水晶振動片を直線的に周波数を調整することができれば、作業効率が上がる。
【手続補正１３】
【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】
セラミックパッケージ６０は、第１音叉型水晶振動片２０を収容した後に接着剤５８を介して、透明なガラス製の第１リッド５が接合されている。セラミックパッケージ６０は、透明なガラス製の第１リッド５を用いているので、真空中で外部から周波数調整用の肉薄部２８の金属膜１８（図１参照）にレーザービームを照射して周波数調整用の肉薄部２８の金属膜１８の一部をトリミングすることで、質量削減方式により周波数の微調整を行うことができる。周波数の微調整と検査とを行い第１水晶デバイス１００が完成する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図５ないし図８は、振動腕２１及び周波数調整用の肉薄部２８の形状を変えた変形例である。第１音叉型水晶振動片２０と異なる部分のみ符号が異なり、同じ部分には同じ符号を付している。第２音叉型水晶振動片２０Ａ及び第３音叉型水晶振動片２０Ｂの断面図は、第１音叉型水晶振動片２０（図１（ｂ）参照）と同一であるので断面図を省略する。図８の第６音叉型水晶振動片２０Ｅ及び第７音叉型水晶振動片２０Ｆは、上面図を省略する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図５（ａ）は、第１変形例の第２音叉型水晶振動片２０Ａの上面図である。第２音叉型水晶振動片２０Ａの振動腕２１の周波数調整用の肉薄部２８は、一定幅で幅広となりハンマー型の形状となっている。ハンマー型の形状部分は周波数調整用の肉薄部２８の面積を大きくして、より大きい周波数可変量を得るために薄い肉厚の周波数調整用の肉薄部２８に形成される。一対の振動腕２１は、表面、裏面及び側面に第１励振電極３３、第２励振電極３４が形成されており、先端部に周波数調整用の肉薄部２８の金属膜１８が形成されている。第１励振電極３３は第１基部電極３１につながっており、第２励振電極３４は第２基部電極３２につながっている。
【手続補正１６】
【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】
図６（ａ）は、第３変形例の第４音叉型水晶振動片２０Ｃの斜視図である。図６（ａ）に示されるように基部２３から延びる振動腕２１の先端に周波数調整用の肉薄部２８が形成されている。周波数調整用の肉薄部２８の一方はＹ方向から見て上半分の位置に形成され、周波数調整用の肉薄部２８の他方は下半分の位置に形成されている。図５に示されたように周波数調整用の肉薄部２８の幅を広くすると励振時に互いに中央側に曲がって衝突しやすくなる。そのため周波数調整用の肉薄部２８の幅を広げる量には限界がある。しかし図６に示す周波数調整用の肉薄部２８は上半分の位置と下半分の位置とに形成されているので、幅広い周波数調整用の肉薄部２８が励振してもぶつからない。Ｚ方向から見ると、励振時には幅広い周波数調整用の肉薄部２８の一部が重なり合う状態になる。このため、第４音叉型水晶振動片２０Ｃは、周波数調整用の肉薄部２８の幅を広く形成することにより周波数調整面積を大きくすることができ、大きい周波数可変量が得ることができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図７（ａ）は、第４変形例の第５音叉型水晶振動片２０Ｄの上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。Ｄ−Ｄ断面図は振動腕２１の溝部２４ではない箇所の断面である。第５音叉型水晶振動片２０Ｄの振動腕２１の周波数調整用の肉薄部２８は、一定幅で幅広となりハンマー型の形状となっている。
【手続補正１８】
【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】
図７（ｂ）に示されるように、基部２３の厚さＤ１は、８０μｍから１２０μｍであり、振動腕２１の厚さＤ４は、４０μｍから８０μｍであり、先端の周波数調整用の肉薄部２８の厚さＤ３は、２０μｍから５０μｍである。基部２３の厚さＤ１は振動腕根元部上部２６まで保たれ、その後振動腕２１は厚さＤ４で周波数調整用の肉薄部２８まで延びる。そのため、振動腕２１と基部２３との間に段差が形成されている。振動腕２１の厚さＤ４と周波数調整用の肉薄部２８の厚さＤ３とは異なる厚さで、振動腕２１と周波数調整用の肉薄部２８との間に段差が形成されている。すなわち厚さＤ１＞  Ｄ４  ＞Ｄ３  の関係にある。基部２３の厚さＤ１より薄い肉厚の振動腕２１及び周波数調整用の肉薄部２８の形成により発振周波数を低くすることができるとともに大きな周波数可変量が得ることができる。
【手続補正１９】
【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Ｓ１１６では、スプレーを使って全面にフォトレジスト膜を塗布する。第１音叉型水晶振動片２０の外形が形成されているため、スプレーを使って側面にもフォトレジスト膜を塗布する。
【手続補正２０】
【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】
ステップＳ１４２では、真空チャンバー内などに第１音叉型水晶振動片２０を実装したセラミックパッケージ６０を移し、接着剤５９の上に第１リッド５が載置され、第１リッド５とセラミックパッケージ６０とを接合する。真空チャンバー内などで導電性接着剤５９を本硬化させて第１水晶デバイス１００を形成する。
【手続補正２１】
【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】
振動腕２１の先端付近は一定幅で幅広となりハンマー型の形状となっている。ハンマー型の形状部分は周波数調整用の肉薄部２８の面積を大きくしている。また、より大きい周波数可変量を得るために周波数調整用の肉薄部２８は基部２３の厚さＤ１より薄い肉厚Ｄ３で形成される。また、支持腕２２、接続部３６及び水晶外枠部２９の厚さは基部２３と同じ厚さＤ１である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
第８音叉型水晶振動片３０の周波数調整用の肉薄部２８の形状は、ハンマー型の形状ではなく、図１に示されたような振動腕２１の幅と同じで一定幅、又は図３（ｂ）もしくは図５（ｂ）に示された形状でもよい。一対の振動腕２１は、その表面、裏面及び側面に第１励振電極３３及び第２励振電極３４が形成されており、第１励振電極３３は第１基部電極３１につながっており、第２励振電極３４は第２基部電極３２につながっている。