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JP6060026B2 - Intermediate product of piezoelectric element and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP6060026B2 - Intermediate product of piezoelectric element and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、音叉型屈曲振動子や厚みすべり振動子などの圧電素子の中間生成品、及び、その製造方法に関する。   The present invention relates to an intermediate product of a piezoelectric element such as a tuning fork type bending vibrator or a thickness shear vibrator, and a method for manufacturing the same.

圧電素子の中間生成品は、例えば一枚の水晶ウエハからウェットエッチングによって加工された複数の圧電素子及びフレームからなり、この状態で独立して商取引の対象となる(例えば特許文献1参照)。以下、圧電素子の中間生成品の一例を、関連技術として説明する。   The intermediate product of the piezoelectric element is composed of, for example, a plurality of piezoelectric elements and a frame processed by wet etching from a single quartz wafer, and is subject to commercial transactions independently in this state (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, an example of the intermediate product of the piezoelectric element will be described as related technology.

図4は、関連技術の中間生成品を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。   FIG. 4 is a plan view showing an intermediate product of related technology. Hereinafter, description will be given based on this drawing.

図中のX軸、Y’軸及びZ’軸は、水晶ウエハの結晶軸である。本関連技術の中間生成品50は、複数の圧電素子60及びフレーム70からなる。複数の圧電素子60は、基部61と、基部61から同じ方向に延びる二本の振動腕部62,63と、を有する音叉型である。圧電素子60には図示しない電極膜が形成されており、振動腕部62,63には必要に応じて溝が形成される。   The X axis, Y ′ axis, and Z ′ axis in the figure are crystal axes of the crystal wafer. The intermediate product 50 of the related technology includes a plurality of piezoelectric elements 60 and a frame 70. The plurality of piezoelectric elements 60 are a tuning fork type having a base portion 61 and two vibrating arm portions 62 and 63 extending from the base portion 61 in the same direction. An electrode film (not shown) is formed on the piezoelectric element 60, and grooves are formed on the vibrating arm portions 62 and 63 as necessary.

フレーム70は、複数の圧電素子60を互いに離した状態で一列に並ぶように接続する桟部71と、複数の圧電素子60及び桟部71を囲繞するとともに桟部71を接続する外枠部72と、を備えている。すなわち、桟部71は、一方向(X軸方向)に延びており、複数の圧電素子60が当該一方向に沿って一列に並ぶように、各圧電素子60の基部61を接続している。振動腕部62,63の伸びる方向(Y’軸方向)は、当該一方向に垂直な方向になっている。外枠部72は、一方向(X軸方向)に垂直な方向(Y’軸方向)に延びており、桟部71の両端を接続している。   The frame 70 includes a crosspiece 71 that connects the plurality of piezoelectric elements 60 so as to be aligned in a row, and an outer frame 72 that surrounds the plurality of piezoelectric elements 60 and the crosspiece 71 and connects the crosspiece 71. And. That is, the crosspiece 71 extends in one direction (X-axis direction), and connects the base portions 61 of the piezoelectric elements 60 so that the plurality of piezoelectric elements 60 are arranged in a line along the one direction. The extending direction (Y′-axis direction) of the vibrating arm portions 62 and 63 is a direction perpendicular to the one direction. The outer frame portion 72 extends in a direction (Y′-axis direction) perpendicular to one direction (X-axis direction), and connects both ends of the crosspiece 71.

また、桟部71と外枠部72との接続箇所73は、頂点74を持つ楔状に切り取られた形状である。各圧電素子60と桟部71との接続箇所75は、頂点76を持つ二等辺三角形状に切り取られた形状である。   Further, the connection portion 73 between the crosspiece 71 and the outer frame portion 72 has a shape cut into a wedge shape having a vertex 74. A connection portion 75 between each piezoelectric element 60 and the crosspiece 71 is a shape cut into an isosceles triangle shape having a vertex 76.

中間生成品50の一般的な製造方法は、次のとおりである。まず、一枚の水晶ウエハの表裏に、クロムなどからなるマスクを形成する。続いて、マスクが形成された水晶ウエハに対して、フッ酸などを用いてウェットエッチングを施す。このとき、マスクで覆われていない部分の水晶が、エッチング液によって表裏から浸食され遂には貫通する。最後に、マスクで覆われていたために残った水晶に電極膜を形成することにより、複数の圧電素子60及びフレーム70が完成する。   A general manufacturing method of the intermediate product 50 is as follows. First, a mask made of chromium or the like is formed on the front and back of a single quartz wafer. Subsequently, wet etching is performed on the quartz wafer on which the mask is formed using hydrofluoric acid or the like. At this time, the portion of the quartz not covered with the mask is eroded from the front and back by the etching solution and finally penetrates. Finally, an electrode film is formed on the remaining quartz because it is covered with the mask, thereby completing the plurality of piezoelectric elements 60 and the frame 70.

中間生成品50は、圧電素子60の電気的検査及びパッケージ実装に、この状態で使用される。つまり、複数の圧電素子60は一つずつ、電気的な検査を経て、フレーム70から切り離され、パッケージに実装される。   The intermediate product 50 is used in this state for electrical inspection and package mounting of the piezoelectric element 60. That is, each of the plurality of piezoelectric elements 60 is separated from the frame 70 through electrical inspection and mounted on the package.

特開2003−198299号公報(図7等)JP 2003-198299 A (FIG. 7 etc.)

図5は、図4の一部を拡大した平面図である。以下、この図面に基づき、関連技術の課題を説明する。   FIG. 5 is an enlarged plan view of a part of FIG. Hereinafter, problems of related art will be described with reference to this drawing.

中間生成品50は、この状態で電極膜形成、電気的検査、パッケージ実装、移送などに使用される。このとき、中間生成品50には、製造工程中のエッチング液や洗浄液の圧力、搬送中の衝撃などにより、様々な応力が生ずる。一方、桟部71と外枠部72との接続箇所73は、頂点74を持つ楔状に切り取られた形状であることから、頂点74に応力が集中しやすい。そのため、接続箇所73に応力が集中して、そこにクラック51が発生することがあった。   In this state, the intermediate product 50 is used for electrode film formation, electrical inspection, package mounting, transfer, and the like. At this time, various stresses are generated in the intermediate product 50 due to the pressure of the etching solution and the cleaning solution during the manufacturing process, the impact during transportation, and the like. On the other hand, since the connection portion 73 between the crosspiece 71 and the outer frame portion 72 is a wedge-shaped shape having a vertex 74, stress tends to concentrate on the vertex 74. For this reason, the stress is concentrated on the connection portion 73 and the crack 51 may be generated there.

クラック51が発生した桟部71は、その両端のうち一端が外枠部72に固定されなくなる。その結果、クラック51が発生した桟部71に接続された圧電素子60は、電極形成工程、検査工程、実装工程などで位置ずれ不良となるため、その一列分の全てを廃棄しなければならなかった。   One end of the crosspiece 71 where the crack 51 is generated is not fixed to the outer frame 72. As a result, the piezoelectric element 60 connected to the crosspiece 71 in which the crack 51 is generated becomes misaligned in the electrode forming process, the inspection process, the mounting process, and the like, and all of the one row must be discarded. It was.

また、各圧電素子60と桟部71との接続箇所75についても、桟部71と外枠部72との接続箇所73に比べて頻度は少ないものの、その形状に起因して同じ問題が生じていた。つまり、接続箇所75は、頂点76を持つ二等辺三角形状に切り取られた形状であることから、頂点76に応力が集中しやすい。そのため、頂点76を起点として桟部71にクラックが発生することがあった。   In addition, although the frequency of connection portions 75 between the piezoelectric elements 60 and the crosspieces 71 is less than that of the connection points 73 between the crosspieces 71 and the outer frame portion 72, the same problem occurs due to the shape thereof. It was. That is, since the connection portion 75 has a shape cut out in an isosceles triangle shape having the vertex 76, stress is likely to concentrate on the vertex 76. Therefore, cracks may occur in the crosspiece 71 starting from the vertex 76.

そこで、本発明の目的は、桟部と外枠部との接続箇所等でのクラック発生を抑えることにより歩留まりを向上し得る、圧電素子の中間生成品等を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an intermediate product of a piezoelectric element that can improve the yield by suppressing the occurrence of cracks at a connection portion between the crosspiece and the outer frame.

本発明に係る圧電素子の中間生成品は、
複数の圧電素子及びフレームからなる圧電素子の中間生成品であって、
前記フレームは、
前記複数の圧電素子を互いに離した状態で一列に並ぶように接続する桟部と、
前記複数の圧電素子及び前記桟部を囲繞するとともに前記桟部を接続する外枠部と、
前記桟部と前記外枠部との接続箇所に形成され、前記桟部側から前記外枠部側へ凸となる曲線で切り取られた形状からなる切り欠き部と、
を備えたことを特徴とする。
The intermediate product of the piezoelectric element according to the present invention is
An intermediate product of a piezoelectric element composed of a plurality of piezoelectric elements and a frame,
The frame is
A crosspiece connecting the plurality of piezoelectric elements so as to be arranged in a row in a state of being separated from each other;
An outer frame portion that surrounds the plurality of piezoelectric elements and the crosspieces and connects the crosspieces;
A notch portion formed at a connecting portion between the crosspiece portion and the outer frame portion, and having a shape cut out by a curve that protrudes from the crosspiece portion side to the outer frame portion side;
It is provided with.

本発明に係る製造方法は、
本発明に係る圧電素子の中間生成品を製造する方法であって、
ウェットエッチングに対する耐性を有するマスクを、水晶ウエハ上の前記圧電素子、前記桟部及び前記外枠部となる領域に形成するとともに、前記水晶ウエハ上の前記切り欠き部となる領域に形成しない工程と、
前記マスクが形成された前記水晶ウエハに対して前記ウェットエッチングを施すことにより前記複数の圧電素子及び前記フレームを形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
The manufacturing method according to the present invention includes:
A method for producing an intermediate product of a piezoelectric element according to the present invention, comprising:
Forming a mask having resistance to wet etching in the region to be the piezoelectric element, the crosspiece and the outer frame on the quartz wafer, and not forming the mask in the region to be the notch on the quartz wafer; ,
Forming the plurality of piezoelectric elements and the frame by performing the wet etching on the crystal wafer on which the mask is formed;
It is characterized by including.

本発明によれば、桟部側から外枠部側へ凸となる曲線で切り取られた形状からなる切り欠き部を、桟部と外枠部との接続箇所に形成したことにより、その接続箇所に生ずる応力を切り欠き部によって分散できるので、桟部と外枠部との接続箇所でのクラック発生を抑制でき、ひいては歩留まりを向上できる。   According to the present invention, the notch portion formed in the shape of a curve that is convex from the beam portion side to the outer frame portion side is formed at the connection portion between the beam portion and the outer frame portion. Since the stress generated at the notch can be dispersed by the notch, it is possible to suppress the occurrence of cracks at the connecting portion between the crosspiece and the outer frame, thereby improving the yield.

実施形態1の中間生成品を示す平面図である。3 is a plan view showing an intermediate product according to Embodiment 1. FIG. 図1のII−II線における製造工程を示す断面図であり、図2[1]はウェットエッチング前、図2[2]はウェットエッチング中、図2[3]はウェットエッチング後である。FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process taken along line II-II in FIG. 1, in which FIG. 2 [1] is before wet etching, FIG. 2 [2] is during wet etching, and FIG. 実施形態2の中間生成品を示す平面図である。6 is a plan view showing an intermediate product according to Embodiment 2. FIG. 関連技術の中間生成品を示す平面図である。It is a top view which shows the intermediate product of related technology. 図4の一部を拡大した平面図である。It is the top view which expanded a part of FIG.

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という。)について説明する。なお、図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, since the shape drawn in drawing is drawn so that those skilled in the art can understand easily, it does not necessarily correspond with an actual dimension and ratio.

図1は、実施形態1の中間生成品を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。   FIG. 1 is a plan view showing an intermediate product according to the first embodiment. Hereinafter, description will be given based on this drawing.

図中のX軸、Y’軸及びZ’軸は、水晶ウエハの結晶軸である。水晶は、シリコンと酸素で構成される三方晶系の単結晶からなり、成長軸(光軸)をZ軸とし、これと垂直に稜線を結ぶ軸をX軸(電気軸)とし、これと直交する軸をY軸(機械軸)として表現される。Y’軸及びZ’軸は、X軸を中心にしてY軸及びZ軸を一定角度回転させたことを示す。   The X axis, Y ′ axis, and Z ′ axis in the figure are crystal axes of the crystal wafer. Quartz crystal is composed of a trigonal single crystal composed of silicon and oxygen. The growth axis (optical axis) is the Z axis, and the axis connecting the ridge line perpendicular to this is the X axis (electric axis), orthogonal to this. This axis is expressed as the Y axis (machine axis). The Y ′ axis and the Z ′ axis indicate that the Y axis and the Z axis are rotated by a certain angle around the X axis.

本実施形態1の中間生成品10は、複数の圧電素子60及びフレーム20からなる。   The intermediate product 10 according to the first embodiment includes a plurality of piezoelectric elements 60 and a frame 20.

前述した関連技術と同様に、圧電素子60は、基部61と、基部61から同じ方向に延びる二本の振動腕部62,63と、を有する音叉型である。圧電素子60には図示しない電極膜が形成されており、振動腕部62,63には必要に応じて溝が形成される。   Similar to the related art described above, the piezoelectric element 60 is a tuning fork type having a base portion 61 and two vibrating arm portions 62 and 63 extending from the base portion 61 in the same direction. An electrode film (not shown) is formed on the piezoelectric element 60, and grooves are formed on the vibrating arm portions 62 and 63 as necessary.

フレーム20は、複数の圧電素子60を互いに離した状態で一列に並ぶように接続する桟部21と、複数の圧電素子60及び桟部21を囲繞するとともに桟部21を接続する外枠部22と、桟部21と外枠部22との接続箇所24に形成された切り欠き部23と、を備えている。切り欠き部23は、桟部21側から外枠部22側へ凸となる曲線で切り取られた形状(本実施形態1では円弧状)からなる。また、各圧電素子60と桟部21との接続箇所25は、隣接する圧電素子60間側から桟部21側へ凸となる曲線で切り取られた形状(本実施形態1では円弧状)からなる。切り欠き部23の曲率と接続箇所25と曲率とは等しくなっている。   The frame 20 includes a crosspiece 21 that connects the plurality of piezoelectric elements 60 so as to be aligned in a row, and an outer frame 22 that surrounds the plurality of piezoelectric elements 60 and the crosspiece 21 and connects the crosspiece 21. And a notch portion 23 formed at a connection portion 24 between the crosspiece portion 21 and the outer frame portion 22. The cutout portion 23 has a shape (arc shape in the first embodiment) cut out by a curve that protrudes from the crosspiece 21 side to the outer frame portion 22 side. Further, the connection portion 25 between each piezoelectric element 60 and the crosspiece 21 has a shape cut out by a curved line that protrudes from the side between the adjacent piezoelectric elements 60 toward the crosspiece 21 (arc shape in the first embodiment). . The curvature of the notch 23 is equal to the connection portion 25 and the curvature.

桟部21は、一方向(X軸方向)に延びており、複数の圧電素子60が当該一方向に沿って一列に並ぶように、各圧電素子60の基部61を接続している。振動腕部62,63の伸びる方向(Y’軸方向)は、当該一方向に垂直な方向になっている。外枠部22は、一方向(X軸方向)に垂直な方向(Y’軸方向)に延びており、桟部21の両端を接続している。   The crosspiece 21 extends in one direction (X-axis direction), and connects the base portions 61 of the piezoelectric elements 60 so that the plurality of piezoelectric elements 60 are arranged in a line along the one direction. The extending direction (Y′-axis direction) of the vibrating arm portions 62 and 63 is a direction perpendicular to the one direction. The outer frame portion 22 extends in a direction (Y′-axis direction) perpendicular to one direction (X-axis direction), and connects both ends of the crosspiece portion 21.

切り欠き部23の形状は、桟部21側から外枠部22側へ凸となる曲線で切り取られた形状であれば、円弧状以外にも楕円弧状、放物線状、双曲線状、二次曲線状など、どのような形状でもよい。ここでいう「曲線」は、数学的に言えば、尖点(頂点)を持たない「滑らかな曲線」をいうものとし、言い換えれば、曲線上の任意の点で微分可能な曲線すなわち「可微分曲線」をいうものとする。接続箇所25の形状についても、切り欠き部23の形状と同様である。   As long as the shape of the cut-out portion 23 is a shape cut out by a curve that protrudes from the crosspiece 21 side to the outer frame portion 22 side, in addition to the arc shape, an elliptical arc shape, a parabolic shape, a hyperbolic shape, and a quadratic curve shape Any shape is acceptable. The term “curve” here refers mathematically to a “smooth curve” that does not have a cusp (vertex), in other words, a curve that can be differentiated at any point on the curve, ie, “differentiable”. "Curve". The shape of the connection portion 25 is the same as the shape of the notch 23.

次に、本実施形態1の中間生成品10の作用及び効果について説明する。   Next, the operation and effect of the intermediate product 10 of the first embodiment will be described.

(1)切り欠き部23は、桟部21と外枠部22との接続箇所24に形成され、桟部21側から外枠部22側へ凸となる曲線で切り取られた形状からなる。これにより、切り欠き部23は応力が集中しやすい頂点を持たないので、桟部21と外枠部22との接続箇所24に生じた応力は切り欠き部23全体に均等に分散される。したがって、桟部21と外枠部22との接続箇所24において応力によるクラック発生を抑制できるので、歩留まりを向上できる。   (1) The notch portion 23 is formed at a connection portion 24 between the crosspiece portion 21 and the outer frame portion 22, and has a shape cut out by a curve that protrudes from the crosspiece portion 21 side to the outer frame portion 22 side. As a result, the notch 23 does not have a vertex at which stress is likely to concentrate, so that the stress generated at the connection portion 24 between the crosspiece 21 and the outer frame 22 is evenly distributed throughout the notch 23. Accordingly, since the occurrence of cracks due to stress can be suppressed at the connection portion 24 between the crosspiece portion 21 and the outer frame portion 22, the yield can be improved.

(2)各圧電素子60と桟部21との接続箇所25を、隣接する圧電素子60間側から桟部21側へ凸となる曲線で切り取られた形状とした場合は、接続箇所25に生ずる応力を分散できることにより、接続箇所25において応力によるクラック発生を抑制できるので、歩留まりを向上できる。   (2) When the connection portion 25 between each piezoelectric element 60 and the crosspiece portion 21 has a shape cut out by a curve that protrudes from the side between the adjacent piezoelectric elements 60 to the crosspiece portion 21 side, the connection portion 25 occurs. Since the stress can be dispersed, the generation of cracks due to the stress can be suppressed at the connection portion 25, so that the yield can be improved.

(3)曲線で切り取られた形状は、関連技術に比べて大幅に応力を緩和できるものの、その曲線のうち曲率の大きい(曲率半径の小さい)部分に応力が集中する傾向がある。これに対し、曲線で切り取られた形状を円弧状とした場合は、円弧を構成するどの微細な曲線も曲率が等しくなることにより、応力が集中しやすい部分をより減らすことができるので、応力によるクラック発生をより抑制できる。   (3) Although the shape cut out by the curve can relieve stress significantly compared with the related art, the stress tends to concentrate on a portion of the curve having a large curvature (small radius of curvature). On the other hand, when the shape cut out by the curve is an arc shape, the curvature of any fine curve constituting the arc can be equalized, so that the portion where the stress is likely to be concentrated can be further reduced. Generation of cracks can be further suppressed.

(4)X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のエッチング速度は、Z>X>Yの順となる。そのため、圧電素子60では、ウェットエッチング後の水晶に残渣が生じてしまう。残渣は、例えば基部61及び振動腕部62,63の図1における左側に生じ、+X軸方向へ凸となる突起物である。本実施形態1では、切り欠き部23を形成したことにより、桟部21と外枠部22との接続箇所24の周囲における空間が、関連技術に比べて広くなる。したがって、本実施形態1によれば、桟部21と外枠部22との接続箇所24でエッチング液が流れやすくなるので、残渣の発生を抑えることができる。   (4) The etching rates in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are in the order of Z> X> Y. Therefore, in the piezoelectric element 60, a residue is generated in the crystal after wet etching. The residue is, for example, a protrusion that is generated on the left side in FIG. 1 of the base portion 61 and the vibrating arm portions 62 and 63 and is convex in the + X axis direction. In the first embodiment, by forming the notch portion 23, a space around the connection portion 24 between the crosspiece portion 21 and the outer frame portion 22 becomes wider than that in the related art. Therefore, according to the first embodiment, the etching solution easily flows at the connection portion 24 between the crosspiece 21 and the outer frame portion 22, so that the generation of residues can be suppressed.

図2は、図1のII−II線における製造工程を示す断面図であり、図2[1]はウェットエッチング前、図2[2]はウェットエッチング中、図2[3]はウェットエッチング後である。以下、図1及び図2に基づき、本実施形態1の製造方法を説明する。   2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process along the line II-II in FIG. 1. FIG. 2 [1] is before wet etching, FIG. 2 [2] is during wet etching, and FIG. 2 [3] is after wet etching. It is. Hereinafter, based on FIG.1 and FIG.2, the manufacturing method of this Embodiment 1 is demonstrated.

本実施形態1の製造方法は、次の工程を含む。ウェットエッチングに対する耐性を有するマスク12を、水晶ウエハ11上の圧電素子60となる領域60a、外枠部22となる領域22a及び桟部21となる領域(図示せず)に形成するとともに、水晶ウエハ11上の切り欠き部23となる領域23aに形成しない工程。マスク12が形成された水晶ウエハ11に対して、ウェットエッチングを施すことにより、複数の圧電素子60及びフレーム20を形成する工程。図2では、圧電素子60となる領域60aとして基部61となる領域61aを示す。   The manufacturing method of Embodiment 1 includes the following steps. The mask 12 having resistance to wet etching is formed on the crystal wafer 11 in the region 60a to be the piezoelectric element 60, the region 22a to be the outer frame portion 22, and the region (not shown) to be the crosspiece portion 21, and the crystal wafer 11 is not formed in the region 23a to be the notch 23 on the top. A step of forming the plurality of piezoelectric elements 60 and the frame 20 by performing wet etching on the crystal wafer 11 on which the mask 12 is formed. In FIG. 2, a region 61 a that becomes the base 61 is shown as a region 60 a that becomes the piezoelectric element 60.

図2[1]は、ウェットエッチング前、つまり、マスク12を水晶ウエハ11上に形成した直後の状態を示している。マスク12は、例えば次の工程によって製造される。まず、水晶ウエハ11の両面に、例えばスパッタなどにより、例えばクロム及び金の二層からなる耐食膜を成膜する。続いて、フォトリソグラフィ及びエッチングによって、耐食膜の不要な部分を除去する。これにより、圧電素子60及びフレーム20となる領域60a,20aを保護するマスク12を作成する。なお、水晶ウエハ11の厚みは、例えば100μmである。   FIG. 2 [1] shows a state before wet etching, that is, immediately after the mask 12 is formed on the crystal wafer 11. The mask 12 is manufactured by the following process, for example. First, a corrosion-resistant film made of, for example, two layers of chromium and gold is formed on both surfaces of the quartz wafer 11 by, for example, sputtering. Subsequently, unnecessary portions of the corrosion resistant film are removed by photolithography and etching. As a result, the mask 12 that protects the piezoelectric element 60 and the regions 60 a and 20 a to be the frame 20 is created. The thickness of the quartz wafer 11 is, for example, 100 μm.

図2[2]は、ウェットエッチング中の状態を示している。この工程では、マスク12が形成された水晶ウエハ11を、エッチング液13中に浸漬する。エッチング液13は、例えばフッ化水素酸とフッ化アンモニウム水溶液とからなる強酸である。このとき、エッチング液13を例えば5L/minの流量で循環させる。ウェットエッチング中に、マスク12で覆われていない部分の水晶ウエハ11が、エッチング液13によって表裏から浸食され遂には貫通する。   FIG. 2 [2] shows a state during wet etching. In this step, the crystal wafer 11 on which the mask 12 is formed is immersed in the etching solution 13. The etching solution 13 is a strong acid composed of, for example, hydrofluoric acid and an aqueous ammonium fluoride solution. At this time, the etching solution 13 is circulated at a flow rate of 5 L / min, for example. During the wet etching, the portion of the quartz wafer 11 not covered with the mask 12 is eroded from the front and back by the etching solution 13 and finally penetrates.

図2[3]は、ウェットエッチング後の状態を示している。この後、マスク12で覆われていたために残った水晶ウエハ11に電極膜(図示せず)を形成することにより、複数の圧電素子60及びフレーム20からなる中間生成品10が完成する。複数の圧電素子60は一つずつ、電気的な検査を経て、フレーム20から切り離され、パッケージに実装される。   FIG. 2 [3] shows a state after wet etching. Thereafter, an electrode film (not shown) is formed on the remaining quartz wafer 11 because it has been covered with the mask 12, thereby completing the intermediate product 10 including the plurality of piezoelectric elements 60 and the frame 20. Each of the plurality of piezoelectric elements 60 is separated from the frame 20 through electrical inspection and mounted on a package.

本実施形態1の製造方法によれば、本実施形態1の中間生成品10が得られることにより、本実施形態1の中間生成品10と同様の作用及び効果を奏するとともに、圧電素子60及びフレーム20と同時に切り欠き部23も形成できるので、切り欠き部23を形成するための新たな工程を必要としない。   According to the manufacturing method of the first embodiment, by obtaining the intermediate product 10 of the first embodiment, the same operations and effects as the intermediate product 10 of the first embodiment are obtained, and the piezoelectric element 60 and the frame are provided. Since the notch 23 can be formed at the same time as 20, a new process for forming the notch 23 is not required.

図3は、実施形態2の中間生成品を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。   FIG. 3 is a plan view showing the intermediate product according to the second embodiment. Hereinafter, description will be given based on this drawing.

本実施形態2の中間生成品30は、切り欠き部33の大きさが実施形態1と異なる。図1に示す実施形態1では切り欠き部23の曲率と接続箇所25と曲率とが等しくなっているのに対して、本実施形態2では切り欠き部33の曲率が接続箇所25の曲率よりも小さくなっている。   The intermediate product 30 of the second embodiment is different from the first embodiment in the size of the notch 33. In the first embodiment shown in FIG. 1, the curvature of the cutout portion 23 is equal to the curvature of the connection portion 25, whereas in the second embodiment, the curvature of the cutout portion 33 is larger than the curvature of the connection portion 25. It is getting smaller.

一般に、切り欠き部33の曲率が小さいほど(曲率半径が大きいほど)、切り欠き部33に応力が集中しにくくなる。したがって、本実施形態2によれば、桟部21と外枠部22との接続箇所24において応力によるクラック発生を更に抑制できるので、歩留まりを更に向上できる。本実施形態2のその他の構成、作用及び効果は、実施形態1のそれらと同様である。   In general, the smaller the curvature of the notch 33 (the greater the radius of curvature), the less the stress is concentrated on the notch 33. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to further suppress the occurrence of cracks due to stress at the connection portion 24 between the crosspiece 21 and the outer frame portion 22, thereby further improving yield. Other configurations, operations, and effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では音叉型屈曲振動子を採り上げたが、本発明は厚みすべり振動子などの他の圧電素子にも適用可能である。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。   Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention. For example, although the tuning fork-type bending vibrator is taken up in the above embodiment, the present invention can be applied to other piezoelectric elements such as a thickness shear vibrator. Further, the present invention includes a combination of some or all of the configurations of the above-described embodiments as appropriate.

10,30 中間生成品
11 水晶ウエハ
12 マスク
13 エッチング液
20 フレーム
20a フレームとなる領域
21 桟部
22 外枠部
22a 外枠部となる領域
23,33 切り欠き部
23a 切り欠き部となる領域
24,25 接続箇所
10, 30 Intermediate product 11 Crystal wafer 12 Mask 13 Etching solution 20 Frame 20a Frame region 21 Crosspiece portion 22 Outer frame portion 22a Outer frame portion region 23,33 Notch portion 23a Notch portion region 24, 25 Connection points

50 中間生成品
51 クラック
60 圧電素子
60a 圧電素子となる領域
61 基部
61a 基部となる領域
62,63 振動腕部
70 フレーム
71 桟部
72 外枠部
73 接続箇所
74 頂点
75 接続箇所
76 頂点
50 Intermediate Product 51 Crack 60 Piezoelectric Element 60a Piezoelectric Element Area 61 Base 61a Base Area 62, 63 Vibrating Arm 70 Frame 71 Crosspiece 72 Outer Frame 73 Connection Location 74 Vertex 75 Connection Location 76 Vertex

Claims (4)

複数の圧電素子及びフレームからなる圧電素子の中間生成品であって、
前記フレームは、
前記複数の圧電素子を互いに離した状態で一列に並ぶように接続する桟部と、
前記複数の圧電素子及び前記桟部を囲繞するとともに前記桟部を接続する外枠部と、
前記桟部と前記外枠部との接続箇所に形成され、前記圧電素子が接続された前記桟部側から前記外枠部側へ凸となる曲線で切り取られた形状からなる切り欠き部と、
を備えたことを特徴とする圧電素子の中間生成品。
An intermediate product of a piezoelectric element composed of a plurality of piezoelectric elements and a frame,
The frame is
A crosspiece connecting the plurality of piezoelectric elements so as to be arranged in a row in a state of being separated from each other;
An outer frame portion that surrounds the plurality of piezoelectric elements and the crosspieces and connects the crosspieces;
A notch portion formed at a connection portion between the crosspiece portion and the outer frame portion, and having a shape cut out by a curve protruding from the crosspiece portion side to which the piezoelectric element is connected to the outer frame portion side;
An intermediate product of a piezoelectric element characterized by comprising:
前記各圧電素子と前記桟部との接続箇所は、隣接する前記圧電素子間側から前記桟部側へ凸となる曲線で切り取られた形状からなる、
請求項1記載の圧電素子の中間生成品。
The connection part between each piezoelectric element and the crosspiece has a shape cut out by a curve that protrudes from the side between adjacent piezoelectric elements to the crosspiece side.
An intermediate product of the piezoelectric element according to claim 1.
前記形状が円弧状である、
請求項1又は2記載の圧電素子の中間生成品。
The shape is arcuate,
An intermediate product of the piezoelectric element according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3のいずれか一つに記載の圧電素子の中間生成品を製造する方法であって、
ウェットエッチングに対する耐性を有するマスクを、水晶ウエハ上の前記圧電素子、前記桟部及び前記外枠部となる領域に形成するとともに、前記水晶ウエハ上の前記切り欠き部となる領域に形成しない工程と、
前記マスクが形成された前記水晶ウエハに対して前記ウェットエッチングを施すことにより前記複数の圧電素子及び前記フレームを形成する工程と、
を含むことを特徴とする圧電素子の中間生成品の製造方法。
A method for producing an intermediate product of a piezoelectric element according to any one of claims 1 to 3,
Forming a mask having resistance to wet etching in the region to be the piezoelectric element, the crosspiece and the outer frame on the quartz wafer, and not forming the mask in the region to be the notch on the quartz wafer; ,
Forming the plurality of piezoelectric elements and the frame by performing the wet etching on the crystal wafer on which the mask is formed;
A method for producing an intermediate product of a piezoelectric element, comprising:
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