JP6435599B2 - 振動片の製造方法、および電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、振動片の製造方法、その振動片を備えた振動子、電子機器、および移動体に関する。

従来、小型、薄型化が要望される振動子に対応する振動片として、振動腕に溝部を備えた振動片が提案されている。例えば特許文献１では、一対の振動腕を有し、その振動腕に表裏から溝部が形成された振動片が開示され、特許文献２では、圧電体基板を用いた振動腕を含む振動片が開示されている。いずれの振動片においても、ウェットエッチングを用いて振動片の外形形状と溝部とを形成する方法が開示されている。具体的には、表面に金属膜が形成された基板上にフォトレジスト膜を塗布し、塗布されたレジスト膜を振動片の外形形状にパターニングする。そしてパターニングされたフォトレジスト膜をマスクとして金属膜、および基板をエッチングし、振動片の外形を形成する。その後、フォトレジスト膜を除去し、金属膜をマスクとして金属膜に形成された開口部位に露出する基板をエッチングすることによって溝部が形成された振動片が形成される。

特開２００２−７６８０６号公報 特開２００４−２８９２１７号公報

上述した振動片の製造方法では、溝部のエッチンングの際に、振動腕の側面にもエッチング液が触れるため、振動腕の側面を浸食する。しかしながら、振動腕と隣り合う振動腕との間隔が狭いこと、あるいは振動腕の面に付着する異物（例えば、気泡など）により、エッチング液が振動腕の側面への入り込み具合がばらつくことにより振動腕の腕幅がばらついてしまう。換言すれば、溝部のエッチング後の振動腕の腕幅がばらつき、振動片の振動特性の劣化を生じてしまう虞を有していた。

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。

［適用例１］本適用例に係る振動片の製造方法は、溝部が設けられている振動腕を含む振動片の製造方法であって、前記振動腕の外形を形成する外形エッチング工程と、前記外形エッチング工程の後に、少なくとも前記振動腕の側面をイソプロピルアルコールに浸漬するＩＰＡ浸漬工程と、前記ＩＰＡ浸漬工程の後に、前記溝部を形成する溝エッチング工程と、を含むことを特徴とする。

本適用例によれば、外形エッチング工程の後に、振動腕の側面をイソプロピルアルコールに浸漬することにより、溝エッチングの際における振動腕の側面のエッチング液との濡れ性が向上し、振動腕の側面のエッチング状態が安定する、これにより、溝部エッチング後の振動腕の腕幅が安定し、振動片の特性の劣化を防止することが可能となる。

［適用例２］本適用例に係る振動片の製造方法は、溝部が設けられている振動腕を含む振動片の製造方法であって、前記振動腕の外形を形成する外形エッチング工程と、前記エッチング工程の後に、少なくとも前記振動腕の側面を洗浄液に浸漬する洗浄液浸漬工程と、前記洗浄液浸漬工程の後、前記洗浄液の乾燥前に前記溝部を形成する溝エッチング工程と、を含むことを特徴とする。

本適用例によれば、外形エッチング工程の後に、振動腕の側面を洗浄液に浸漬し、洗浄液が乾燥する前に溝部エッチングのエッチング液に浸漬することにより、溝エッチングの際における振動腕の側面のエッチング液との濡れ性が向上し、振動腕の側面のエッチング状態が安定する、これにより、溝部エッチング後の振動腕の腕幅が安定し、振動片の特性の劣化を防止することが可能となる。

［適用例３］上記適用例に記載の振動片の製造方法において、前記振動腕は、前記洗浄液の噴霧雰囲気中に投入されることが好ましい。

本適用例によれば、洗浄液が噴霧されたミスト状態で振動腕に付着するため気化し難く、乾燥前の状態で溝エッチング液に浸漬される。このため、溝エッチングの際における振動腕の側面のエッチング液との濡れ性が向上し、振動腕の側面のエッチング状態が安定する。これにより、溝部エッチング後の振動腕の腕幅が安定し、振動片の特性の劣化を防止することが可能となる。

［適用例４］上記適用例に記載の振動片の製造方法において、前記溝エッチング工程では、エッチング液に浸漬された前記振動腕の脱泡処理を行うことが好ましい。

本適用例によれば、脱泡処理を行うことで振動腕の面に付着している気泡などを除去することができるため、溝エッチング液の振動腕の側面への入り込みが良好となり、溝エッチングによる振動腕の腕幅がばらつきを抑制することが可能となる。

［適用例５］上記適用例に記載の振動片の製造方法において、前記溝エッチング工程では、エッチング液に浸漬された前記振動腕に振動を印加することが好ましい。

本適用例によれば、溝エッチング液に浸漬された振動腕に振動を印加することにより、振動腕の面に付着している気泡や異物などを除去することができるため、振動腕の側面の溝エッチング液との濡れ性が良好となり、即ち溝エッチング液の振動腕の側面への入り込みが良好となり、溝エッチングによる振動腕の腕幅がばらつきを抑制することが可能となる。

［適用例６］本適用例に係る振動子は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片の製造方法によって形成された振動片と、前記振動片を収納するパッケージと、を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、溝エッチングによる振動腕の腕幅のばらつきが抑制され、特性の安定した振動片がパッケージに収納されているため、安定した特性の振動子を提供することができる。

［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片の製造方法によって形成された振動片を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、溝エッチングによる振動腕の腕幅のばらつきが抑制され、特性の安定した振動片を備えていることから、特性の安定した電子機器を提供することが可能となる。

［適用例８］本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片の製造方法によって形成された振動片を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、溝エッチングによる振動腕の腕幅のばらつきが抑制され、特性の安定した振動片を備えていることから、特性の安定した移動体を提供することが可能となる。

本発明の振動片の第１実施形態に係る音叉型水晶振動片の概略を示す斜視図。 第１実施形態に係る音叉型水晶振動片に電極が形成された状態を示す概略斜視図。 第１実施形態に係る音叉型水晶振動片の概略断面を示し、図１のＡ−Ａ断面図。 第１実施形態に係る音叉型水晶振動片の概略の製造方法を示す工程フロー図。 音叉型水晶振動片の製造方法の具体的工程を示し、（ａ）はフォトレジストによる外形パターニング（露光）の状態、（ｂ）はフォトレジストが除去された状態を示す概略斜視図。 第１実施形態に係る音叉型水晶振動片の概略の製造方法を示し、図４に続く工程を示す工程フロー図。 本発明の振動片の第２実施形態に係る音叉型水晶振動片の概略の製造方法を示す工程フロー図。 本発明の振動片の第３実施形態に係る音叉型水晶振動片の概略の製造方法を示す工程フロー図。 （ａ）は振動子の一例としてのセラミックパケージ型水晶振動子の構成を示す概略断面図であり、（ｂ）は発振器の一例としてのセラミックパケージ型水晶発振器の構成を示す概略断面図。 電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。 電子機器の一例としての携帯電話機の構成を示す斜視図。 電子機器の一例としてのデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。 移動体の一例としての自動車の構成を示す斜視図。

以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

＜第１実施形態＞
図１〜図６を用い、本発明の振動片の第１実施形態に係る振動片について説明する。図１〜図３は、音叉型水晶振動片の概略を示し、図４〜図６は、振動片の製造工程の概略を示す。図１は、振動片の第１実施形態に係る音叉型水晶振動片の電極形成前の概略構成を示す斜視図である。図２は、音叉型水晶振動片に電極が形成された状態を示す概略斜視図である。図３は、音叉型水晶振動片の概略断面を示す図１のＡ−Ａ断面図である。図４は、音叉型水晶振動片の概略の製造方法を示す工程フロー図である。図５は、音叉型水晶振動片の製造方法の具体的工程を示し、（ａ）はフォトレジストによる外形パターニング（露光）の状態、（ｂ）はフォトレジストが除去された状態を示す概略斜視図である。図６は、第１実施形態に係る音叉型水晶振動片の概略の製造方法を示し、図４に続く工程を示す工程フロー図である。

（音叉型水晶振動片の構成）
図１に示すように音叉型水晶振動片１００は、例えば水晶の単結晶から切り出され音叉型に加工されている。この音叉型水晶振動片１００は、Ｘ軸が電気軸、Ｙ軸が機械軸及びＺ軸が光軸となるように水晶の単結晶から切り出される。このように電気軸がＸ軸方向に配置されることにより、高精度が要求される携帯電話装置等の電子機器全般に好適な音叉型水晶振動片１００となる。また、水晶の単結晶から切り出す際、上述のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直交座標系において、Ｘ軸回りに、Ｘ軸とＹ軸とからなるＸＹ平面を反時計方向に約１度ないし５度傾けた、所謂水晶Ｚ板として、音叉型水晶振動片１００が形成されている。

この音叉型水晶振動片１００は、基部１３０と、この基部１３０からＹ軸方向に突出するように形成された例えば２本の振動腕である腕部１２０，１２１とを有している。腕部１２０の表面側には、溝部１２０ａが設けられ、振動腕としての腕部１２１の表面側には、溝部１２１ａが設けられている。また、振動腕としての腕部１２０の裏面側にも、溝部１２０ａ（図３参照）が設けられ、腕部１２１の裏面側にも、溝部１２１ａ（図３参照）が設けられている。

なお、図１に示す音叉型水晶振動片１００では、腕部１２０，１２１の腕幅（Ｘ軸方向の幅）は、約０．１ｍｍ程度となっている。また、腕部１２０と腕部１２１との間隔は、約０．１ｍｍ程度となっている。
また、溝部１２０ａ，１２１ａの溝幅（Ｘ軸方向の幅）は、例えば約０．０７ｍｍ程度であり、溝深さ（Ｚ軸方向の深さ）は、例えば約０．０２から０．０４５ｍｍ程度となっている。

このように形成されている音叉型水晶振動片１００には、図２に斜線で示されている部分に電極１４０，１４１が形成される。すなわち、電極１４０，１４１は、基部１３０から２本の腕部１２０，１２１にかけて配置されると共に、電極１４０，１４１は、腕部１２０，１２１の側面や溝部１２０ａ，１２１ａにも配置されている。このように配置される電極１４０，１４１は、外部から電流が印加されると電界を発生させ、圧電体である水晶の腕部１２０，１２１を振動させるようになっている。

以上のように形成されている音叉型水晶振動片１００は、例えば共振周波数が３２．７６８ｋＨｚであるにもかかわらず、従来の溝部がない３２．７６８ｋＨｚの音叉型水晶振動片と比べ、小型とすることができる。

図３に示すように、腕部１２０には溝部１２０ａが、腕部１２１には溝部１２１ａが表裏面（図において上下方向）に設けられているため、その断面形状が略Ｈ形に形成されている。このように断面形状が略Ｈ型であるため、本実施形態における構成の水晶振動片は、略Ｈ型の音叉型水晶振動片と呼ばれることもある。

表裏の溝部１２０ａには、それぞれ電極１４０が設けられ、表裏の溝部１２１ａには、それぞれ電極１４１が設けられている。また、腕部１２０の両側面には、電極１４０がそれぞれ設けられ、腕部１２１の両側面には、電極１４１がそれぞれ設けられている。このような電極１４０，１４１は、図示しない電源に接続されているとともに、これらの側面側の電極１４０，１４１と溝部側の電極１４０，１４１には、それぞれ極性の異なる電圧が交互に印加されるようになっている。そして、例えば溝部側の電極１４０にプラスの電圧を印加し、側面側の電極１４０にマイナスの電圧を印加した場合、電界が発生することになる。

この電界が生じることによって、腕部１２０は、振動するが、この音叉型水晶振動片１００は、腕部１２０，１２１に、それぞれ溝部１２０ａ，１２１ａがあり、この溝部１２０ａ，１２１ａ内に電極１４０，１４１が設けられているため、発生する電界が腕部１２０，１２１の内部に広く分布する。このため、腕部１２０，１２１の振動損失が小さく、ＣＩ値を抑えることができる振動片となる。したがって、上述のように従来の溝部のない音叉型水晶振動片と比べ小型でも高精度の振動片となる。

（音叉型水晶振動片の製造方法）
以上説明した構成の音叉型水晶振動片１００の製造方法について、図４〜図６を参照しながら説明する。

先ず、図４（ａ）に示すように、所謂水晶Ｚ板の基板を板状に加工し、水晶Ｚ板基板１０１を形成する。なお、この水晶Ｚ板は、上述したように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直交座標系において、Ｘ軸回りに、Ｘ軸とＹ軸とからなるＸＹ平面を反時計方向に約１度ないし５度傾けて水晶の単結晶から切り出したものである。

次に、図４（ｂ）に示すように、水晶Ｚ板基板１０１の主面である表面、および裏面に、例えば図示しないスパッタ装置を用いて、Ｃｒ（クロム）、Ａｕ（金）の金属膜１０２を形成する。なお、図中の金属膜１０２は、便宜上Ｃｒ（クロム）とＡｕ（金）とを区分せずに記載している。また、説明においても、２つの金属（Ｃｒ（クロム）、Ａｕ（金））を合わせて金属膜１０２と呼ぶ。

次に、図４（ｃ）に示すように、上述にて形成した金属膜１０２の上に、例えばスピンコート装置を用いてフォトレジスト層１０３を形成する。そして、図４（ｄ）に示すように、音叉型水晶振動片１００（図１参照）の外形の内側１０４と枠部１０５に、フォトレジスト層１０３が残るように露光、現像処理を行い、その後フォトレジスト層１０３を一部除去し、外形パターニングを行う。その後、現像液を洗浄（リンス処理）し、乾燥して外形パターニング工程を終了する。なお、ここで用いる洗浄液は、純水を用いており、以降述べる洗浄処理においても、同様に用いられる。また、洗浄液は、純水の他にも、例えば水もしくは超純水、エタノールもしくはイソプロピルアルコールなどの低級アルコール、界面活性剤と純水との混合液、または低級アルコールと純水との混合液であってもよい。ここで示した洗浄液については、後述する洗浄（洗浄処理）においても同様に用いることができる。

この、フォトレジスト層１０３が一部除された状態を断面で示したのが図４（ｄ）であり、斜視図で示したのが、図５（ａ）である。この状態では、図５（ａ）に示すように、音叉型水晶振動片１００（図１参照）を浮かび上がらせるように、フォトレジスト層１０３が形成される。

次に、図４（ｄ）の状態の水晶Ｚ板基板１０１を、金属層エッチング液中に浸漬し、図４（ｅ）に示すように、図４（ｄ）でフォトレジスト層１０３が形成されていない部分の金属膜１０２をエッチングにより除去する。したがって、図５（ｂ）に示すように金属膜１０２が除去された部分には、水晶Ｚ板基板１０１が露出することになる。その後、金属エッチング液を洗浄（リンス処理）し、乾燥して金属膜除去の工程を終了する。

次に、図４（ｆ）に示すように、図４（ｅ）で残っていたフォトレジスト層１０３を、剥離液（図示せず）などを用いてすべて除去する。その後、剥離液を洗浄（リンス処理）し、乾燥してフォトレジストの剥離工程を終了する。

次に、図６（ｇ）に示すように、水晶Ｚ板基板１０１の全面、すなわち水晶Ｚ板基板１０１の露出面と金属膜１０２の露出面とを覆うように、例えばスピンコート装置を用いてフォトレジスト層１０３を形成する。

そして、図６（ｈ）に示すように、フォトレジスト層１０３の一部を除去する。具体的には、図５に示す音叉型水晶振動片１００の外形の内側１０４、および枠部１０５以外の部分のフォトレジスト層１０３と、図３に示す溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分のフォトレジスト層１０３とを除去するためのパターニング処理（露光、現像処理を含む）を行う。この処理により、図６（ｈ）に示すように、音叉型水晶振動片１００の外形の内側１０４、および枠部１０５以外の部分と溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分とのフォトレジスト層１０３が除去される。したがって、音叉型水晶振動片１００の外形の内側１０４、および枠部１０５以外の部分は水晶Ｚ板基板１０１面が露出し、溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分は金属膜１０２面が露出する。その後、現像液を洗浄（リンス処理）し、乾燥してフォトレジスト層１０３の一部を除去する工程を終了する。

上述の工程では、水晶Ｚ板基板１０１の外形エッチングで使用するフォトレジスト層１０３と溝部１２０ａ，１２１ａのエッチングで使用するフォトレジスト層１０３とが形成し終わっている。したがって、上述のようにスピンコート装置を用いてのフォトレジスト層１０３の形成が可能となる。スピンコート装置は、高度な塗布技術を必要とせず、最も広く用いられているスピンコート装置でのフォトレジストの塗布が可能であるため、フォトレジスト層１０３の膜厚均一性を向上させることができるとともに、容易にフォトレジスト層１０３を形成でき、製品の品質が向上するだけでなく生産性も向上することになる。

次に、図６（ｉ）に示すように、外形エッチングを行う。すなわち、図５に示す音叉型水晶振動片１００の外形の内側１０４と枠部１０５のみを残すように、水晶Ｚ板基板１０１を水晶エッチング液に浸漬し外形エッチングを行う。このとき、音叉型水晶振動片１００の外形に突起部であるヒレが残らないように、十分な時間をかけてエッチングする。本実施形態では、外形エッチングの工程では、腕部１２０，１２１の溝部１２０ａ，１２１ａ形成のためにエッチングを行わないため、溝部１２０ａ，１２１ａが深く形成しすぎてしまうことや、誤って溝部１２０ａ，１２１ａを貫通孔にしてしまうことを考慮せずに十分なエッチングを行うことができる。その後、エッチング液を洗浄（リンス処理）し、乾燥して外形エッチング工程を終了する。

次に、図６（ｊ）に示すように、音叉型水晶振動片１００の腕部１２０，１２１の溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分の金属膜１０２を除去する。金属膜１０２の除去は、水晶Ｚ板基板１０１を金属層エッチング液中に浸漬し、露出した金属膜１０２をエッチングすることにより行う。したがって、この工程が終了した時点での水晶Ｚ板基板１０１は、図６（ｊ）に示すように、音叉型水晶振動片１００の外形側面と溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分の水晶基板面が露出している。その後、エッチング液を洗浄液によって洗浄（リンス処理）して金属膜１０２の除去を終了する。なお、洗浄後に乾燥処理を行い、洗浄液を乾燥させることが好ましい。このように乾燥処理を設け、洗浄液を乾燥させることで、後工程である水晶Ｚ板基板１０１をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１５０中に浸漬する際に、イソプロピルアルコール１５０中に洗浄液が持ち込まれないため、イソプロピルアルコール１５０の組成変化を防止することができる。

次に、図６（ｋ）に示すように、外形エッチングおよび金属膜１０２エッチングが終了し、音叉型水晶振動片１００の外形側面（振動腕としての腕部の側面を含む）と溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分の水晶基板面が露出している水晶Ｚ板基板１０１を、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１５０中に浸漬する（ＩＰＡ浸漬工程）。

そして、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１５０から取り出した水晶Ｚ板基板１０１を、溝エッチング液（水晶エッチング液）中に浸漬し、例えば約０．０２から０．０４５ｍｍ程度の深さにエッチングして、図６（ｍ）に示すような溝部１２０ａ，１２１ａを両面に形成する（溝エッチング工程）。その後、エッチング液を洗浄（リンス処理）し、乾燥して溝エッチング工程を終了する。このようにすることにより、腕部１２０，１２１の断面形状が、図示するような略Ｈ型に形成された音叉型水晶振動片１００が形成される。

このように、外形エッチング工程の後、換言すれば溝エッチング工程の前に、腕部１２０，１２１の側面をイソプロピルアルコール１５０に浸漬することにより、溝エッチングの際における腕部１２０，１２１の側面と溝エッチング液１６１との濡れ性が向上する。すなわち、腕部１２０，１２１の側面をイソプロピルアルコール１５０に浸漬することにより、エッチング液に反発する表面不純物を除去することができる。これにより、間隔が０．１ｍｍ程度と狭く溝エッチング液１６１が入り難い腕部１２０，１２１の側面にエッチング液が触れ易くなり、腕部１２０，１２１の側面のエッチング状態が安定する、したがって、溝エッチング後の腕部１２０，１２１の腕幅が安定し、音叉型水晶振動片１００の特性を安定化することが可能となる。

このようにして、図１に示す腕部１２０，１２１の断面形状が略Ｈ型をなした音叉型水晶振動片１００の外形形状が、略できあがることになる。

次に、図２に示す電極１４０が形成されるが、形成の工程の詳細な説明は省略し、概要を説明する。先ず、音叉型水晶振動片１００全面に金属膜をスパッタ等で形成し、その上にフォトレジスト層を設ける。その後、電極を形成しない部分に相当する部分のフォトレジスト層を除去し、エッチングを行うことによりフォトレジスト層が設けられていなかった部分の金属膜が除去される。そして、残ったフォトレジスト層を剥離させれば、図２および図３に示すような電極１４０を形成することができる。

そして、上述のような外形形状と電極１４０が形成された音叉型水晶振動片１００を枠部１０５から分離することで、腕部１２０，１２１の断面形状が略Ｈ型をなした音叉型水晶振動片１００が製造される。

製造された音叉型水晶振動片１００は、側面の突起部であるヒレ等は形成されていないため、腕部１２０，１２１の断面形状が略Ｈ型をなした音叉型水晶振動片１００が本来有する特性を十分に発揮することができる。また、外形エッチング工程の後、換言すれば溝エッチング工程の前に、腕部１２０，１２１の側面をイソプロピルアルコール１５０に浸漬することにより、溝エッチングの際における腕部１２０，１２１の側面と溝エッチング液１６１との濡れ性が向上する。これにより、腕部１２０，１２１の側面に溝エッチング液１６１が触れ易くなり、腕部１２０，１２１の側面のエッチング状態が安定し、溝エッチング後の腕部１２０，１２１の腕幅が安定し、音叉型水晶振動片１００の特性を安定化することが可能となる。

＜第２実施形態＞
図７を用い、第２実施形態に係る振動片について説明する。図７は、本発明の振動片の第２実施形態に係る音叉型水晶振動片の概略の製造方法を示す工程フロー図である。なお、製造方法においての説明中に用いる音叉型水晶振動片の構成については、図１〜図３も参照しながら説明する。

（音叉型水晶振動片の構成）
本第２実施形態における音叉型水晶振動片の構成は、前述した第１実施形態の音叉型水晶振動片１００と同じであり、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直交座標系において、Ｘ軸回りに、Ｘ軸とＹ軸とからなるＸＹ平面を反時計方向に約１度ないし５度傾けた、所謂水晶Ｚ板として、音叉型水晶振動片１００が形成されている。したがって、構成については同符号を付してその説明を省略する。

（音叉型水晶振動片の製造方法）
第２実施形態の音叉型水晶振動片１００の製造方法について、図７を参照しながら説明する。なお、ここでの説明は、前述の第１実施形態で説明した工程フローと同じ工程については説明を省略し、異なる工程について説明する。

第２実施形態における音叉型水晶振動片１００の製造方法においては、所謂水晶Ｚ板の基板を板状に加工し、水晶Ｚ板基板１０１を形成する工程（図４（ａ）参照）から図３に示す音叉型水晶振動片１００の外形の内側１０４と枠部１０５のみを残すように外形エッチングを行い（図６（ｉ）参照）、その後、音叉型水晶振動片１００の腕部１２０，１２１の溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分の金属膜１０２を除去する工程（図４（ｊ）参照）までは、同様な工程を経る。したがって、この間の工程の説明は省略する。

外形エッチングが終了し、その後、音叉型水晶振動片１００の腕部１２０，１２１の溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分の金属膜１０２が除去された水晶Ｚ板基板１０１は、前述の第１実施形態と同様に、音叉型水晶振動片１００の外形側面と溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分の水晶基板面が露出している。本第２実施形態における製造方法では、この状態の水晶Ｚ板基板１０１を、図７（ａ）に示すように、溝エッチング液１６１（水晶エッチング液）中に浸漬し、例えば約０．０２から０．０４５ｍｍ程度の深さにエッチングして、図７（ｂ）に示すような溝部１２０ａ，１２１ａを表裏両面に形成する（溝エッチング工程）。このとき、水晶Ｚ板基板１０１に対し超音波発生器１６０から超音波（ｕｌｔｒａ・ｓｏｎｉｃ）１６２を印加し、水晶Ｚ板基板１０１を微細振動させながらエッチングを行う。その後、溝エッチング液１６１を洗浄（リンス処理）し、乾燥して溝エッチング工程を終了する。このようにすることにより、腕部１２０，１２１の断面形状が、図示するような略Ｈ型に形成される。

上述のように、エッチング液中の水晶Ｚ板基板１０１に超音波を印加し、水晶Ｚ板基板１０１を微細振動させることにより、水晶Ｚ板基板１０１の表面、特に腕部１２０，１２１の側面や側面と表裏面とが交差する角部付近に付着している異物や微細な気泡などを除去することができる。これにより、溝エッチングの際における腕部１２０，１２１の側面と溝エッチング液１６１との濡れ性が向上すると共に、エッチング液が腕部１２０と腕部１２１との間に入り込み易くなる。これにより、間隔が０．１ｍｍ程度と狭く溝エッチング液１６１が入り難い腕部１２０，１２１の側面に溝エッチング液１６１が触れ易くなり、腕部１２０，１２１の側面のエッチング状態が安定する。したがって、溝エッチング後の腕部１２０，１２１の腕幅が安定し、音叉型水晶振動片１００の特性を安定化することが可能となる。

このようにして、図１に示す腕部１２０，１２１の断面形状が略Ｈ型をなした音叉型水晶振動片１００の外形形状が、略できあがることになる。

次に、図２に示す電極１４０が形成される。電極１４０の形成方法は、前述の第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。そして、上述のような外形形状と電極１４０が形成された音叉型水晶振動片１００を枠部１０５から分離することで、腕部１２０，１２１の断面形状が略Ｈ型をなした音叉型水晶振動片１００が製造される。

製造された音叉型水晶振動片１００は、第１実施形態と同様に、側面の突起部であるヒレ等は形成されていないため、腕部１２０，１２１の断面形状が略Ｈ型をなした音叉型水晶振動片１００が本来有する特性を十分に発揮することができる。また、溝エッチングの際に、超音波１６２を印加することにより生じる水晶Ｚ板基板１０１の微細振動により腕部１２０，１２１の側面と溝エッチング液１６１との濡れ性が向上すると共に、溝エッチング液１６１が腕部１２０と腕部１２１との間に入り込み易くなる。これにより、腕部１２０，１２１の側面にエッチング液が触れ易くなり、腕部１２０，１２１の側面のエッチング状態が安定し、溝エッチング後の腕部１２０，１２１の腕幅が安定し、音叉型水晶振動片１００の特性を安定化することが可能となる。

（第２実施形態の応用例）
なお、図７（ａ）に示す溝エッチング工程において、第２実施形態では超音波を印加し、水晶Ｚ板基板１０１を微細振動させる例で説明したが、超音波を印加する方法に変えて、脱泡処理を行うことでも同様な効果を生じる。具体的に説明すると、外形エッチングが終了し、その後、音叉型水晶振動片１００の腕部１２０，１２１の溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分の金属膜１０２が除去された水晶Ｚ板基板１０１を、水晶エッチング液中に浸漬し、例えば約０．０２から０．０４５ｍｍ程度の深さにエッチングして、図７（ｂ）に示すような溝部１２０ａ，１２１ａを表裏両面に形成する（溝エッチング工程）。このとき、エッチング液に対して、例えば減圧処理を行う所謂脱泡処理を行う。そして脱泡処理を行った後、エッチングを行う。その後、エッチング液を洗浄（リンス処理）し、乾燥して溝エッチング工程を終了する。このようにすることにより、腕部１２０，１２１の断面形状が、図示するような略Ｈ型に形成された音叉型水晶振動片１００が形成される。

上述のように、水晶Ｚ板基板１０１を浸漬させた状態のエッチング液を脱泡処理することにより、水晶Ｚ板基板１０１の表面、特に腕部１２０，１２１の側面や側面と表裏面とが交差する角部付近に付着している微細な気泡などを除去することができる。これにより、溝エッチングの際における腕部１２０，１２１の側面と溝エッチング液１６１との濡れ性が向上すると共に、エッチング液が腕部１２０と腕部１２１との間に入り込み易くなる。これにより、間隔が０．１ｍｍ程度と狭くエッチング液が入り難い腕部１２０，１２１の側面に溝エッチング液１６１が触れ易くなり、腕部１２０，１２１の側面のエッチング状態が安定する、したがって、溝エッチング後の腕部１２０，１２１の腕幅が安定し、音叉型水晶振動片１００の特性を安定化することが可能となる。

＜第３実施形態＞
図８を用い、第３実施形態に係る振動片について説明する。図８は、本発明の振動片の第３実施形態に係る音叉型水晶振動片の概略の製造方法を示す工程フロー図である。なお、製造方法においての説明中に用いる音叉型水晶振動片の構成については、図１〜図３も参照しながら説明する。

（音叉型水晶振動片の構成）
本第３実施形態における音叉型水晶振動片の構成は、前述した第１実施形態の音叉型水晶振動片１００と同じであり、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直交座標系において、Ｘ軸回りに、Ｘ軸とＹ軸とからなるＸＹ平面を反時計方向に約１度ないし５度傾けた、所謂水晶Ｚ板として、音叉型水晶振動片１００が形成されている。したがって、構成については同符号を付してその説明を省略する。

（音叉型水晶振動片の製造方法）
第３実施形態の音叉型水晶振動片１００の製造方法について、図８を参照しながら説明する。なお、ここでの説明は、前述の第１実施形態で説明した工程フローと同じ工程については説明を省略し、異なる工程について説明する。

第３実施形態における音叉型水晶振動片１００の製造方法においては、所謂水晶Ｚ板の基板を板状に加工し、水晶Ｚ板基板１０１を形成する工程（図４（ａ）参照）から図５に示す音叉型水晶振動片１００の外形の内側１０４と枠部１０５のみを残すように外形エッチングを行い（図６（ｉ）参照）、その後、音叉型水晶振動片１００の腕部１２０，１２１の溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分の金属膜１０２を除去する工程（図６（ｊ）参照）までは、同様な工程を経る。したがって、この間の工程の説明は省略する。

本第３実施形態における製造方法では、外形エッチングおよび金属膜１０２エッチングが終了（図６（ｊ）参照）し、音叉型水晶振動片１００の外形側面（振動腕としての腕部１２０，１２１の側面を含む）と溝部１２０ａ，１２１ａに相当する部分の水晶基板面が露出している水晶Ｚ板基板１０１を、図８（ａ）に示すように洗浄液（リンス液）１６４中に浸漬する。

そして、洗浄液１６４から取り出された水晶Ｚ板基板１０１は、洗浄液１６４の乾燥する前に、図８（ｂ）に示すように、溝エッチング液中に浸漬し、例えば約０．０２から０．０４５ｍｍ程度の深さにエッチングして、図８（ｃ）に示すような溝部１２０ａ，１２１ａを表裏両面に形成する（溝エッチング工程）。その後、エッチング液を洗浄（リンス処理）し、乾燥して溝エッチング工程を終了する。このようにすることにより、腕部１２０，１２１の断面形状が、図示するような略Ｈ型に形成された音叉型水晶振動片１００が形成される。

上述のように、洗浄液１６４から取り出した後、洗浄液１６４の乾燥する前、換言すれば水晶Ｚ板基板１０１が濡れている状態で溝エッチング液１６１に投入することで、溝エッチングの際における腕部１２０，１２１の側面とエッチング液との濡れ性が向上する。これにより、間隔が０．１ｍｍ程度と狭くエッチング液が入り難い腕部１２０，１２１の側面に溝エッチング液１６１が触れ易くなり、腕部１２０，１２１の側面のエッチング状態が安定する、したがって、溝エッチング後の腕部１２０，１２１の腕幅が安定し、音叉型水晶振動片１００の特性を安定化することが可能となる。

このようにして、図１に示す腕部１２０，１２１の断面形状が略Ｈ型をなした音叉型水晶振動片１００の外形形状が、略形成されることになる。

次に、図２に示す電極１４０が形成される。電極１４０の形成方法は、前述の第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。そして、上述のような外形形状と電極１４０が形成された音叉型水晶振動片１００を枠部１０５から分離することで、腕部１２０，１２１の断面形状が略Ｈ型をなした音叉型水晶振動片１００が製造される。

製造された音叉型水晶振動片１００は、第１実施形態と同様に、側面の突起部であるヒレ等は形成されていないため、腕部１２０，１２１の断面形状が略Ｈ型をなした音叉型水晶振動片１００が本来有する特性を十分に発揮することができる。また、溝エッチングの際に、腕部１２０，１２１の側面とエッチング液との濡れ性が向上することにより、腕部１２０，１２１の側面にエッチング液が触れ易くなり、腕部１２０，１２１の側面のエッチング状態が安定し、溝エッチング後の腕部１２０，１２１の腕幅が安定し、音叉型水晶振動片１００の特性を安定化することが可能となる。

（第３実施形態の応用例）
なお、上述の第３実施形態では、水晶Ｚ板基板１０１を図８（ａ）に示すように、洗浄液１６４に浸漬する方法例で説明したが、これに変えて、洗浄液の噴霧雰囲気中に水晶Ｚ板基板１０１を投入する方法でもよい。なお、このような洗浄液の噴霧雰囲気中に水晶Ｚ板基板１０１を投入する方法においても、洗浄液の噴霧雰囲気中から取り出された水晶Ｚ板基板１０１は、洗浄液の乾燥する前に、図８（ｂ）に示すように、溝エッチング液１６１中に浸漬し、例えば約０．０２から０．０４５ｍｍ程度の深さにエッチングして、図８（ｃ）に示すような溝部１２０ａ，１２１ａを表裏両面に形成する（溝エッチング工程）。その後、エッチング液を洗浄（リンス処理）し、乾燥して溝エッチング工程を終了する。このようにすることにより、腕部１２０，１２１の断面形状が、図示するような略Ｈ型に形成された音叉型水晶振動片１００が形成される。

このような方法によれば、外形エッチング工程の後、換言すれば溝エッチング工程の前に、水晶Ｚ板基板１０１を洗浄液の噴霧雰囲気中に投入する。噴霧雰囲気中の洗浄液は、ミスト径が小さいため、水晶Ｚ板基板１０１に付着しても気化し難い性質を持っており、容易に洗浄液が気化する前に溝エッチング液に水晶Ｚ板基板１０１を浸漬することが可能となる。これにより、腕部１２０，１２１の側面にエッチング液が触れ易くなり、腕部１２０，１２１の側面のエッチング状態が安定し、溝エッチング後の腕部１２０，１２１の腕幅が安定し、音叉型水晶振動片１００の特性を安定化することが可能となる。

なお、本実施形態では、共振周波数が３２．７６８ｋＨｚの音叉型水晶振動子を例に説明したが、１５ｋＨｚないし１５５ｋＨｚの音叉型水晶振動子、あるいはジャイロ素子など他の振動子に適用できることは明らかである。

また、第１実施形態から第３実施形態において説明した製造方法を、組み合わせて用いてもよい。例えば第１実施形態で用いたＩＰＡ浸漬工程の後に、第２実施形態で用いた超音波を印加する溝エッチング工程を組み合わせることも可能である。

［電子デバイス］
上述したような音叉型水晶振動片１００は、振動子、あるいは発振器などの電子デバイスに用いることができる。図９を参照しながら、振動子の一例としてのセラミックパッケージ型水晶振動子、および発振器の一例としてのセラミックパッケージ型水晶発振器について説明する。図９（ａ）は、振動子の一例としてのセラミックパケージ型水晶振動子の構成を示す概略断面図であり、図９（ｂ）は発振器の一例としてのセラミックパッケージ型水晶発振器の構成を示す概略断面図である。

（セラミックパッケージ型水晶振動子）
先ず、図９（ａ）を参照してセラミックパッケージ型水晶振動子の概略構成について説明する。図９（ａ）に示すように、セラミックパッケージ型水晶振動子２００は、その内側に空間を有する箱状のパッケージ２１０を有している。このパッケージ２１０には、その底部にベース部２１１を備えている。このベース部２１１は、例えばアルミナ等のセラミックス等で形成されている。

ベース部２１１の上には、封止部２１２が設けられており、この封止部２１２は、ベース部２１１と同様の材料から形成されている。また、この封止部２１２の上には蓋体２１３が載置され、これらベース部２１１、封止部２１２及び蓋体２１３で、中空の箱体を形成することになる。

このように形成されているパッケージ２１０のベース部２１１上には、パッケージ側電極２１４が設けられている。このパッケージ側電極２１４の上には、導電性接着剤等を介して電極１４０（図２参照）が形成された音叉型水晶振動片１００の端部が固定されている。この音叉型水晶振動片１００は、パッケージ側電極２１４から一定の駆動電圧が与えられると振動するようになっている。

（セラミックパッケージ型水晶発振器）
次に、図９（ｂ）を参照しながらセラミックパッケージ型水晶発振器の概略構成について説明する。図９（ｂ）では、水晶発振器の一例として、上述した音叉型水晶振動片１００を用いたセラミックパッケージ型水晶発振器４００を示している。セラミックパッケージ型水晶発振器４００は、図９（ａ）に示すセラミックパッケージ型水晶振動子２００の音叉型水晶振動片１００の下方のベース部２１１の上に、図９（ｂ）に示すように集積回路４１０が配置されている。

すなわち、セラミックパッケージ型水晶発振器４００では、その内部に配置された、音叉型水晶振動片１００が振動すると、その振動は、集積回路４１０に入力され、その後、所定の周波数信号を取り出すことで、発振器として機能することになる。

このような電子デバイスとしてのセラミックパッケージ型水晶振動子２００およびセラミックパッケージ型水晶発振器４００によれば、安定した特性の音叉型水晶振動片１００をもちいているため、特性の安定したセラミックパッケージ型水晶振動子２００およびセラミックパッケージ型水晶発振器４００を得ることができる。

［電子機器］
次いで、本発明の一実施形態に係る電子デバイスとして、音叉型水晶振動片１００を適用した電子機器について、図１０〜図１２に基づき、詳細に説明する。なお、説明では、音叉型水晶振動片１００を備えたセラミックパッケージ音叉型振動子２００を適用した例を示している。

図１０は、本発明の一実施形態に係る電子デバイスとしてのセラミックパッケージ音叉型振動子２００を備える電子機器としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０１を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、セラミックパッケージ音叉型振動子２００が内蔵されている。

図１１は、本発明の一実施形態に係る電子デバイスとしてのセラミックパッケージ音叉型振動子２００を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０１が配置されている。このような携帯電話機１２００には、セラミックパッケージ音叉型振動子２００が内蔵されている。

図１２は、本発明の一実施形態に係る電子デバイスとしてのセラミックパッケージ音叉型振動子２００を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３０１が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３０１は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部１３０１に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、セラミックパッケージ音叉型振動子２００が内蔵されている。

なお、本発明の一実施形態に係るセラミックパッケージ音叉型振動子２００は、図１０のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１１の携帯電話機、図１２のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。

［移動体］
図１３は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車５０６には本発明に係る電子デバイスとしてのセラミックパッケージ音叉型振動子２００が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車５０６には、セラミックパッケージ音叉型振動子２００を内蔵してタイヤ５０９などを制御する電子制御ユニット５０８が車体５０７に搭載されている。また、セラミックパッケージ音叉型振動子２００は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。

１００…音叉型水晶振動片、１０１…水晶Ｚ板基板、１０２…金属膜、１０３…フォトレジスト層、１０４…振動片の外形の内側、１０５…枠部、１２０，１２１…振動腕としての腕部、１２０ａ，１２１ａ…溝部、１３０…基部、１４０，１４１…電極、１５０…イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、１６０…超音波発生器、１６１…溝エッチング液（水晶エッチング液）、１６２…超音波、１６４…洗浄液（リンス液）、２００…セラミックパッケージ型水晶振動子、２１０…パッケージ、２１１…ベース部、２１２…封止部、２１３…蓋体、２１４…パッケージ側電極、４００…セラミックパッケージ型水晶発振器、５０６…移動体としての自動車、１１００…電子機器としてのモバイル型のパーソナルコンピューター、１２００…電子機器としての携帯電話機、１３００…電子機器としてのデジタルスチールカメラ。

Claims (6)

1. 表裏の主面、および前記表裏の主面を繋いでいる側面を有し、前記表裏の主面に溝部が設けられている振動腕を含む振動片の製造方法であって、
   エッチング液に浸漬して、前記振動腕の外形を形成する外形エッチング工程と、
   前記外形エッチング工程の後に、前記振動腕の前記側面を洗浄液に浸漬して、前記エッチング液を洗浄する洗浄液浸漬工程と、
   前記洗浄液浸漬工程の後、前記洗浄液の乾燥前にウェットエッチングにより前記溝部を形成する溝エッチング工程と、を含むことを特徴とする振動片の製造方法。
2. 表裏の主面、および前記表裏の主面を繋いでいる側面を有し、前記表裏の主面に溝部が設けられている振動腕を含む振動片の製造方法であって、
   エッチング液に浸漬して、前記振動腕の外形を形成する外形エッチング工程と、
   前記外形エッチング工程の後に、前記振動腕の前記側面を洗浄液の噴霧雰囲気中に投入して、前記エッチング液を洗浄する洗浄液噴霧工程と、
   前記洗浄液噴霧工程の後、前記洗浄液の乾燥前にウェットエッチングにより前記溝部を形成する溝エッチング工程と、を含むことを特徴とする振動片の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の振動片の製造方法において、
   前記振動片は、他の振動腕を含み、
   前記振動腕の前記側面は、前記他の振動腕の側面との距離が０．１ｍｍ以下であることを特徴とする振動片の製造方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の振動片の製造方法において、
   前記溝エッチング工程では、溝エッチング液に浸漬された前記振動腕の脱泡処理を行うことを特徴とする振動片の製造方法。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の振動片の製造方法において、
   前記溝エッチング工程では、溝エッチング液に浸漬された前記振動腕に振動を印加することを特徴とする振動片の製造方法。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の振動片の製造方法によって形成された振動片を、接着剤を介してパッケージベースに固定する工程と、
   前記パッケージベースの前記振動片が取り付けられた空間を蓋体により封止する工程と、
   を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。

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