特許 5657400 水晶デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5657400

(24)【登録日】2014年12月5日

(45)【発行日】2015年1月21日

(54)【発明の名称】水晶デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/19 20060101AFI20141225BHJP

   H03H 9/02 20060101ALI20141225BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/19 D

   H03H9/02 A

【請求項の数】4

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2011-3801(P2011-3801)

(22)【出願日】2011年1月12日

(65)【公開番号】特開2012-147228(P2012-147228A)

(43)【公開日】2012年8月2日

【審査請求日】2013年12月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232483

【氏名又は名称】日本電波工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106541

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 信和

(72)【発明者】

【氏名】水沢 周一

(72)【発明者】

【氏名】高橋 岳寛

【審査官】 畑中 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１１８２２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｈ ９／１９

Ｈ０３Ｈ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

両主面に形成された一対の励振電極により振動する水晶振動部と、前記水晶振動部を囲む４辺からなり長辺及び短辺を有する矩形状の枠部と、前記水晶振動部と前記枠部のうちの前記短辺である第１辺又は該第１辺の端部の近傍とを連結する連結部とを有するＡＴカットの水晶フレームと、
前記枠部の一方の主面に封止材を介して接合され、前記励振電極に電圧を印加する一対の外部電極を前記第１辺の側と該第１辺に対向する第２辺の側とに有するベース部と、
前記枠部の他方の主面に前記封止材を介して接合されるリッド部と、を備え、
前記長辺であり前記枠部の前記第１辺に交差する第３辺には、前記水晶振動部の両主面に平行であり全面が前記リッド部に接合される第１平面と、前記第１平面の反対側の平面であり全面が前記ベース部に接合される第２平面と、前記第１平面に接続された第１斜面又は前記第２平面に接続された第２斜面と、前記第１斜面又は前記第２斜面を含み前記水晶振動部側に突き出した凸部とが形成され、
前記ＡＴカットの水晶フレームは、前記水晶振動部と前記枠部との間に形成され前記ＡＴカットの水晶フレームを貫通した貫通部を含み、
前記水晶フレームの前記枠部には、前記ベース部の側に形成される前記励振電極から前記連結部を介して前記ベース部の前記第１辺の側に形成された前記外部電極に接続される第１引出電極と、前記リッド部の側に形成される前記励振電極から前記連結部及び前記第３辺を介して前記ベース部の前記第２辺の側に形成された前記外部電極に接続される第２引出電極と、を備え、
前記第２引出電極は、前記第３辺の前記第１辺の側から前記第３辺の前記第１平面及び前記凸部の前記第１斜面のみを介して前記第３辺の前記第２辺の側の端部に伸び、又は前記第３辺の前記第１辺の側から前記第３辺の前記第２平面及び前記凸部の前記第２斜面のみを介して前記第３辺の前記第２辺の側に伸びる水晶デバイス。

【請求項2】

前記第２引出電極は、前記貫通部の一部を通り前記第１平面から前記第２平面、又は前記第２平面から前記第１平面に引き出されている請求項１に記載の水晶デバイス。

【請求項3】

前記貫通部は、前記連結部、前記枠部の前記第１辺、前記第２辺及び前記第３辺の中のいずれか２つにより直角以下の角度に形成される角部を有し、
前記第２引出電極が通る前記貫通部の一部は、前記角部を含む請求項２に記載の水晶デバイス。

【請求項4】

前記ＡＴカットの水晶フレームは、長辺方向をＸ軸、厚さ方向をＹ’軸、短辺方向をＺ’軸として規定され、
前記枠部はウエットエッチングにより形成され、前記枠部の前記第１辺及び前記第２辺は前記Ｚ’軸方向に、前記第３辺はＸ軸方向に伸びている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の水晶デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、貫通部が形成されたＡＴカットの水晶フレームを有する水晶デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

電圧が印加されることにより振動する振動部と振動部を囲む枠部とが形成された水晶フレームを有する水晶デバイスが知られている。このような水晶デバイスは、複数の水晶フレームがウエハ上に形成されることにより一度に大量に製造される。

【0003】

水晶フレームは、ウエハを貫通する貫通部が形成されることにより振動部と枠部とが形成される。また振動部には振動部を振動させる励振電極が形成され、枠部には励振電極に接続された引出電極が形成される。これらの電極はスパッタ等の方法により形成されるが、スパッタ時のマスクのずれ等により貫通部を介して金属粒子が拡散し意図しない場所に電極が形成されてしまう場合がある。このようなマスクのずれに対応するために、貫通部に金属粒子の拡散を防ぐための遮蔽部が設けられることが好ましい。遮蔽部としては、例えば特許文献１に開示されているような枠部の貫通部側の側面に形成された凸部が考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１４７６２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし特許文献１に開示された水晶振動片は、枠部に形成される凸部のみに引出電極が形成されるため、引出電極の表面積が小さくなる。そのため引出電極の電気抵抗値が高くなり、振動部の振動特性が悪化することが想定される。

【0006】

そこで本発明は、枠部の貫通部側の側面に凸部を形成して不必要な部分に電極が形成されないようにし、枠部の表面に引出電極を形成して電気抵抗値が低くされた水晶デバイスを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１観点の水晶デバイスは、両主面に形成された一対の励振電極により振動する水晶振動部と、水晶振動部を囲む４辺からなる矩形状の枠部と、水晶振動部と枠部のうちの第１辺又は第１辺の端部の近傍とを連結する連結部とを有するＡＴカットの水晶フレームと、枠部に接合され、励振電極に電圧を印加する一対の外部電極を第１辺の側と第１辺に対向する第２辺の側とに有するベース部と、を備え、枠部の第１辺に交差する第３辺には、水晶振動部の両主面に平行な第１平面と、第１平面の反対側の第２平面と、第１平面に接続された第１斜面又は第２平面に接続された第２斜面と、第１斜面又は第２斜面を含み水晶振動部側に突き出した凸部とが形成され、水晶フレームの枠部には、一対の励振電極の一方から連結部を介してベース部の第１辺の側に形成された外部電極に接続される第１引出電極と、一対の励振電極の他方から連結部と枠部の第３辺の第１平面及び凸部の第１斜面、又は枠部の第３辺の第２平面及び凸部の第２斜面とを介してベース部の第２辺の側に形成された外部電極に接続される第２引出電極と、を備える。

【0008】

第２観点の水晶デバイスは、第１観点において、ＡＴカットの水晶フレームが水晶振動部と枠部との間に形成されＡＴカットの水晶フレームを貫通した貫通部を含み、第２引出電極が貫通部の一部を通り第１平面から第２平面、又は第２平面から第１平面に引き出されている。

【0009】

第３観点の水晶デバイスは、第２観点において、貫通部が、連結部、枠部の第１辺、第２辺及び第３辺の中のいずれか２つにより直角以下の角度に形成される角部を有し、第２引出電極が通る貫通部の一部は、角部を含む。

【0010】

第４観点の水晶デバイスは、第１観点から第３観点において、ＡＴカットの水晶フレームが、長辺方向をＸ軸、厚さ方向をＹ’軸、短辺方向をＺ’軸として規定され、枠部はウエットエッチングにより形成され、枠部の第１辺及び第２辺はＺ’軸方向に、第３辺はＸ軸方向に伸びている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、枠部の貫通部側の側面に凸部を形成して不必要な部分に電極が形成されないようにし、引出電極の電気抵抗値が低くされた水晶デバイスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】水晶デバイス１００の分解斜視図である。

【図2】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図3】（ａ）は、水晶フレーム１１０の平面図である。 （ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ｃ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図4】水晶デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。

【図5】水晶ウエハＷ１１０の平面図である。

【図6】水晶ウエハＷ１１０の製造方法を示すフローチャートである。

【図7】水晶ウエハＷ１１０の製造方法を示すフローチャートである。

【図8】水晶ウエハＷ１１０の製造方法を示すフローチャートである。

【図9】リッドウエハＷ１２０の平面図である。

【図10】ベースウエハＷ１３０の平面図である。

【図11】水晶デバイス２００の概略分解斜視図である。

【図12】（ａ）は、水晶フレーム２１０の平面図である。 （ｂ）は、図１２（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 （ｃ）は、図１２（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。

【図13】（ａ）は、水晶フレーム３１０の平面図である。 （ｂ）は、水晶フレーム４１０の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

【0014】

（第１実施形態）
＜水晶デバイス１００の構成＞
図１は、水晶デバイス１００の概略分解斜視図である。水晶デバイス１００は、表面実装型の水晶デバイスであり、プリント基板等に実装されて使用される。水晶デバイス１００は主に、水晶フレーム１１０と、リッド部１２０と、ベース部１３０とにより構成されている。水晶フレーム１１０にはＡＴカットの水晶材が用いられる。ＡＴカットの水晶材は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明では、ＡＴカットの水晶材の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、水晶デバイス１００においては水晶デバイス１００の長辺方向をＸ軸方向、水晶デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。

【0015】

水晶フレーム１１０は、電圧の印加により振動する水晶振動部１１１と、水晶振動部１１１を囲むように形成される枠部１１２と、水晶振動部１１１と枠部１１２とを連結する一対の連結部１１７とを備えている。また、水晶振動部１１１と枠部１１２との間には水晶フレーム１１０をＹ’軸方向に貫通する貫通部１１３が形成されている。以下、枠部１１２の−Ｘ軸側の辺を第１辺１１２ａ、＋Ｘ軸側の辺を第２辺１１２ｂ、＋Ｚ’軸側の辺を第３辺１１２ｃ、−Ｚ’軸側の辺を第４辺１１２ｄとして説明する。なお、水晶振動部１１１は一対の連結部１１７を介して枠部１１２の第１辺１１２ａに連結されている。水晶振動部１１１の＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とには一対の励振電極１１４が形成されている。また、水晶フレーム１１０は−Ｙ’軸側の励振電極１１４に接続され一方の連結部１１７を通り枠部１１２の第１辺１１２ａの−Ｚ’軸側の隅まで形成された第１引出電極１１５ａを有している。さらに水晶フレーム１１０は、＋Ｙ’軸側の励振電極１１４に接続され他方の連結部１１７を通り貫通部１１３を介して水晶フレーム１１０の＋Ｙ’軸側の面から−Ｙ’軸側の面に引き出された第２引出電極１１５ｂを有している。また、第２引出電極１１５ｂは水晶フレーム１１０の−Ｙ’軸側の面において枠部１１２の第１辺１１２ａ及び第３辺１１２ｃを通り第２辺１１２ｂの＋Ｚ’軸側の隅まで形成される。

【0016】

リッド部１２０は、＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面が凹凸のない平板状に形成されており、水晶フレーム１１０の＋Ｙ’軸側に配置される。リッド部１２０の−Ｙ’軸側の面には、水晶フレーム１１０の枠部１１２と接合される接合面１２１が形成されている。

【0017】

ベース部１３０は水晶フレーム１１０の−Ｙ’軸側に配置される。ベース部１３０の＋Ｙ’軸側の面には凹部１３１及び接合面１３２が形成されている。またベース部１３０の＋Ｙ’軸側の面の四隅には電極パッド１３５が形成されている。ベース部１３０の−Ｙ’軸側の面の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側には一対の外部電極１３３が形成されている。また、ベース部１３０の四隅にはキャスタレーション１３４が形成されており、キャスタレーション１３４にはキャスタレーション電極１３６が形成されている。各キャスタレーション電極１３６は、＋Ｙ’軸側の面に形成されている電極パッド１３５と−Ｙ’軸側の面に形成されている外部電極１３３とをそれぞれ電気的に接続している。

【0018】

図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。水晶デバイス１００は、水晶フレーム１１０の＋Ｙ’軸側にリッド部１２０が配置され、−Ｙ’軸側にベース部１３０が配置される。リッド部１２０の接合面１２１及びベース部１３０の接合面１３２は、水晶フレーム１１０の枠部１１２と封止材１４０を介して接合される。また、水晶フレーム１１０に形成されている第１引出電極１１５ａ及び第２引出電極１１５ｂは、ベース部１３０の＋Ｙ’軸側の面に形成されている電極パッド１３５と接続される。そのため水晶フレーム１１０に形成されている励振電極１１４は、第１引出電極１１５ａ又は第２引出電極１１５ｂ、電極パッド１３５及びキャスタレーション電極１３６を介してベース部１３０に形成されている外部電極１３３と電気的に接続される。

【0019】

図２に示されたように、水晶フレーム１１０において水晶振動部１１１の＋Ｙ’軸側の面が枠部１１２の＋Ｙ’軸側の面よりも−Ｙ’軸側に凹んで形成されているので、枠部１１２は水晶振動部１１１よりＹ’軸方向に厚く形成されている。また水晶振動部１１１は、中心が外周よりＹ’軸方向に厚いメサ型形状に形成されている。励振電極１１４は、この水晶振動部１１１の厚さが厚くなっているメサ部１１６に形成されている。

【0020】

図３（ａ）は、水晶フレーム１１０の平面図である。水晶フレーム１１０は水晶振動部１１１と、枠部１１２と、水晶振動部１１１と枠部１１２の第１辺１１２ａとを連結する連結部１１７とを備えている。また、水晶振動部１１１と枠部１１２との間には貫通部１１３が形成されている。水晶振動部１１１はメサ型に形成されており、外周より厚く形成されたメサ部１１６の＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とにはそれぞれ励振電極１１４が形成されている。また、各励振電極１１４には第１引出電極１１５ａと第２引出電極１１５ｂとが接続されている。枠部１１２の水晶振動部１１１側には水晶振動部１１１に向かって突き出した凸部１１８が形成されている。枠部１１２の第３辺１１２ｃに形成された第２引出電極１１５ｂは凸部１１８の一部にも形成されている。また、第２引出電極１１５ｂは、点線１９１で囲まれた貫通部１１３の−Ｘ軸側端部を介して＋Ｙ’軸側の面から−Ｙ’軸側の面に引き出される。点線１９１で囲まれた部分に示されたように、第１辺１１２ａと第２辺１１２ｂとが交わって形成された第１角部１１３ａ、及び連結部１１７と第１辺１１２ａとが交わって形成された第２角部１１３ｂは直角以下の角度で形成され、特に凸部が大きく突き出して形成される。そのため、第１角部１１３ａ及び第２角部１１３Ｂでは貫通部１１３の側面に電極となる金属膜を形成し易く、電極を＋Ｙ’軸側の面から−Ｙ’軸側の面に引き出す場合には貫通部１１３の角部を介することが好ましい。

【0021】

図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。枠部１１２の＋Ｙ’軸側の面を第１平面１１９ａ、−Ｙ’軸側の面を第２平面１１９ｂとする。また第２平面１１９ｂに接続される凸部１１８の斜面を第２斜面１１８ｂとする。第２引出電極１１５ｂは、第２平面１１９ｂに形成され、また第２斜面１１８ｂの一部に形成されている。

【0022】

図３（ｃ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。第２引出電極１１５ｂは、貫通部１１３の第１角部１１３ａ及び第２角部１１３ｂを介して＋Ｙ’軸側の面から−Ｙ’軸側の面に引き出される。これは、貫通部１１３の第１角部１１３ａ及び第２角部１１３ｂにおいて凸部１１８が大きく突き出して形成されており、貫通部１１３の側面に電極となる金属膜を形成し易いためである。

【0023】

＜水晶デバイス１００の製造方法＞
図４は、水晶デバイス１００の製造方法が示されたフローチャートである。
まずステップＳ１０１で、水晶ウエハＷ１１０が用意される。水晶ウエハＷ１１０は、ＡＴカットされた水晶材により形成されており、水晶ウエハＷ１１０には複数の水晶フレーム１１０が形成されている。図５を参照して水晶ウエハＷ１１０について説明し、さらに図６から図８を参照して水晶ウエハＷ１１０の製造方法について説明する。

【0024】

図５は、水晶ウエハＷ１１０の平面図である。水晶ウエハＷ１１０には複数の水晶フレーム１１０が形成されている。図５では、隣接する水晶フレーム１１０の境界線が二点鎖線で示されている。この二点鎖線は、後述される図４のステップＳ１０５でウエハが切断される線であるスクライブライン１７０である。各水晶フレーム１１０には水晶振動部１１１、枠部１１２、貫通部１１３及び連結部１１７が形成されている。また水晶振動部１１１の＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とには励振電極１１４が形成されており、各励振電極１１４はそれぞれ第１引出電極１１５ａ又は第２引出電極１１５ｂに接続されている。

【0025】

図６から図８は、水晶ウエハＷ１１０の製造方法を示すフローチャートである。図６から図８を参照して水晶ウエハＷ１１０の製造方法、特に水晶振動部１１１及び貫通部１１３の形成方法について説明する。図６から図８では、フローチャートの右横に各ステップを説明するための図面が示されている。また、図６から図８は図５のＦ−Ｆ断面に相当する位置の断面図である。

【0026】

まず図６のステップＳ２０１で、ＡＴカットされた水晶ウエハＷ１１０が用意される。図６（ａ）は、ステップＳ２０１で用意されたＡＴカットされた水晶ウエハＷ１１０の断面図である。水晶ウエハＷ１１０は＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面に主面を有しており、両主面は凹凸のない平面に形成されている。

【0027】

ステップＳ２０２で、水晶ウエハＷ１１０の両面に金属膜１８０及びレジスト膜１８１が順に形成される。図６（ｂ）は、金属膜１８０及びレジスト膜１８１が形成された水晶ウエハＷ１１０の断面図である。金属膜１８０は、水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とにクロム（Ｃｒ）層（不図示）が形成され、クロム層の表面に金（Ａｕ）層（不図示）が形成される。また、金属膜１８０の表面にはレジスト膜１８１が形成される。レジスト膜１８１は、例えば露光されると現像液に対する溶解性が高くなるポジ型のレジスト膜が用いられる。

【0028】

ステップＳ２０３で、レジスト膜１８１の露光及び現像が行われ、金属膜１８０の除去が行われる。ステップＳ２０３では、枠部１１２以外（図３（ａ）の水晶振動部１１１及び貫通部１１３に対応）の＋Ｙ’軸側の面に形成されている金属膜１８０及びレジスト膜１８１が除去される。図６（ｃ）は、レジスト膜１８１の露光及び現像が行われ、金属膜１８０が除去された水晶ウエハＷ１１０の断面図である。ステップＳ２０３では、まず第１マスク１６１が水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側の面に配置される。第１マスク１６１は、枠部１１２が形成される位置の＋Ｙ’軸側に重なるように形成されている。第１マスク１６１を配置した後に水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側の面に紫外線を含む光１９０を照射してレジスト膜１８１を露光する。さらに、レジスト膜１８１を現像液（不図示）に浸して現像し、露出された金属膜１８０をエッチングして除去する。

【0029】

ステップＳ２０４で、水晶振動部１１１（図３（ａ）参照）の厚さを薄くするために水晶ウエハＷ１１０がウエットエッチングされる。図６（ｄ）は、一部が薄くエッチングされた水晶ウエハＷ１１０の断面図である。ステップＳ２０４では、水晶ウエハＷ１１０の枠部１１２以外の＋Ｙ’軸側の面がウエットエッチングされて枠部１１２よりも薄く形成される。水晶材は結晶軸のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸でエッチングの速度が異なる。そのためＡＴカットされた水晶材に於いてもＸ軸、Ｙ’軸及びＺ’軸でエッチングの速度が異なり、水晶ウエハＷ１１０は異方的にエッチングされる。図６（ｄ）の点線で囲まれた領域１７１ａ及び１７１ｂに示されるように、水晶ウエハＷ１１０は主面に対して斜めにエッチングされる。

【0030】

次に、図７のステップＳ２０５では、水晶ウエハＷ１１０の両面に金属膜１８０及びレジスト膜１８１が順に形成される。ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４の後に残っている金属膜１８０及びレジスト膜１８１を除去し、新たに水晶振動部１１１のメサ部１１６（図２参照）を形成するための金属膜１８０及びレジスト膜１８１が形成される。図７（ａ）は、ステップＳ２０５で金属膜１８０及びレジスト膜１８１が形成された水晶ウエハＷ１１０の断面図である。金属膜１８０及びレジスト膜１８１は、水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面の全てに形成される。

【0031】

ステップＳ２０６では、レジスト膜１８１の露光及び現像が行われ、金属膜１８０の除去が行われる。ステップＳ２０６では、枠部１１２及び水晶振動部１１１のメサ部１１６（図２参照）が形成される領域以外の金属膜１８０及びレジスト膜１８１が除去される。図７（ｂ）は、ステップＳ２０６でレジスト膜１８１の露光及び現像が行われ金属膜１８０が除去された水晶ウエハＷ１１０の断面図である。図７（ｂ）では、水晶振動部１１１の外周及び貫通部１１３（図３（ａ）参照）の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面に形成されている金属膜１８０及びレジスト膜１８１が除去されている。ステップＳ２０６では、まず第２マスク１６２が水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面に配置される。第２マスク１６２は、枠部１１２及びメサ部１１６（図２参照）が形成される位置に重なるように形成されている。第２マスク１６２を配置した後に水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面に紫外線を含む光１９０を照射してレジスト膜１８１を露光する。さらに、レジスト膜１８１を現像液（不図示）に浸して現像し、露出された金属膜１８０をエッチングして除去する。

【0032】

ステップＳ２０７では、水晶振動部１１１がメサ型に形成される。ステップＳ２０７では、水晶ウエハＷ１１０の水晶振動部１１１の外周の厚さが薄くなるようにウエットエッチングされる。図７（ｃ）は、ステップＳ２０７で水晶振動部１１１の外周の厚さが薄くされた水晶ウエハＷ１１０の断面図である。ステップＳ２０７では、水晶ウエハＷ１１０の貫通部１１３（図３（ａ）参照）及び水晶振動部１１１の外周の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面がウエットエッチングされて水晶振動部１１１にメサ部１１６が形成される。

【0033】

ステップＳ２０８では、水晶ウエハＷ１１０の両面に金属膜１８０及びレジスト膜１８１が順に形成される。ステップＳ２０８では、ステップＳ２０７の後に残っている金属膜１８０及びレジスト膜１８１を除去し、新たに貫通部１１３（図３（ａ）参照）を形成するための金属膜１８０及びレジスト膜１８１が形成される。図７（ｄ）は、ステップＳ２０８で金属膜１８０及びレジスト膜１８１が形成された水晶ウエハＷ１１０の断面図である。金属膜１８０及びレジスト膜１８１は、水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面の全てに形成される。

【0034】

次に、図８のステップＳ２０９では、レジスト膜１８１の露光及び現像が行われ、金属膜１８０の除去が行われる。ステップＳ２０９では、貫通部１１３（図３（ａ）参照）の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の金属膜１８０及びレジスト膜１８１が除去される。図８（ａ）は、ステップＳ２０９でレジスト膜１８１の露光及び現像が行われ、金属膜１８０が除去された水晶ウエハＷ１１０の断面図である。図８（ａ）では、貫通部１１３（図３（ａ）参照）の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面に形成されている金属膜１８０及びレジスト膜１８１が除去されている。ステップＳ２０９では、まず第３マスク１６３が水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面に配置される。第３マスク１６３は、貫通部１１３（図３（ａ）参照）以外の領域を覆うマスクである。第３マスク１６３を配置した後に水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面に紫外線を含む光１９０を照射してレジスト膜１８１を露光する。さらに、レジスト膜１８１を現像液（不図示）に浸して現像し、露出された金属膜１８０をエッチングして除去する。

【0035】

ステップＳ２１０では、水晶ウエハＷ１１０がウエットエッチングされることにより貫通部１１３が形成される。図８（ｂ）は、ステップＳ２１０で貫通部１１３が形成された水晶ウエハＷ１１０の断面図である。水晶ウエハＷ１１０はＡＴカットの水晶材の異方性により主面に対して斜めにエッチングされるため、貫通部１１３の側面には凸部１１８が形成される。

【0036】

ステップＳ２１１では、水晶ウエハＷ１１０に励振電極１１４、第１引出電極１１５ａ（図３（ａ）参照）及び第２引出電極１１５ｂが形成される。ステップＳ２１１では、まずステップＳ２１０の後に残っている金属膜１８０及びレジスト膜１８１が除去される。そして、第４マスク１６４ａ及び第４マスク１６４ｂを介して、励振電極１１４、第１引出電極１１５ａ（図３（ａ）参照）及び第２引出電極１１５ｂが形成される。図８（ｃ）は、ステップＳ２１１により励振電極１１４、第１引出電極１１５ａ（図３（ａ）参照）及び第２引出電極１１５ｂが形成された水晶ウエハＷ１１０の断面図である。第４マスク１６４ａは、水晶フレーム１１０の＋Ｙ’軸側の面に形成される電極の形状に開口を有し、水晶ウエハＷ１１０の＋Ｙ’軸側の面に配置されることにより用いられる。第４マスク１６４ｂは、水晶フレーム１１０の−Ｙ’軸側の面に形成される電極の形状に開口を有し、水晶ウエハＷ１１０の−Ｙ’軸側の面に配置されることにより用いられる。励振電極１１４、第１引出電極１１５ａ（図３（ａ）参照）及び第２引出電極１１５ｂは、ステップＳ２０２で説明された金属膜１８０と同様にクロム層及び金層が第４マスク１６４ａ及び第４マスク１６４ｂを介して水晶ウエハＷ１１０に形成される。

【0037】

図４に戻って、ステップＳ１０２では、リッドウエハＷ１２０が用意される。リッドウエハＷ１２０には、複数のリッド部１２０が形成されている。リッドウエハＷ１２０は、水晶材又はガラス材等により形成される。図９を参照してリッドウエハＷ１２０について説明する。

【0038】

図９は、リッドウエハＷ１２０の平面図である。リッドウエハＷ１２０には複数のリッド部１２０が形成されている。図９では、隣接するリッド部１２０の境界にスクライブライン１７０である二点鎖線が示されている。各リッド部１２０は、−Ｙ’軸側の面に形成されている接合面１２１において水晶フレーム１１０の枠部１１２と接合される。

【0039】

ステップＳ１０３では、ベースウエハＷ１３０が用意される。ベースウエハＷ１３０には、複数のベース部１３０が形成されている。ベースウエハＷ１３０は、例えば水晶材又はガラス等により形成される。図１０を参照してベースウエハＷ１３０について説明する。

【0040】

図１０は、ベースウエハＷ１３０の平面図である。ベースウエハＷ１３０には複数のベース部１３０が形成されている。図１０では、隣接するベース部１３０の境界にスクライブライン１７０である二点鎖線が示されている。各ベース部１３０の−Ｙ’軸側の面には外部電極１３３が形成されており、＋Ｙ’軸側の面には電極パッド１３５が形成されている。また、Ｘ軸方向に伸びるスクライブライン１７０とＺ’軸方向に伸びるスクライブライン１７０が交差する場所にはベースウエハＷ１３０をＹ’軸方向に貫通する貫通孔１３４ａが形成されている。貫通孔１３４ａは後述するステップＳ１０５でウエハが切断されてキャスタレーション１３４（図１参照）となる。貫通孔１３４ａの内壁にはキャスタレーション電極１３６（図１参照）が形成され、外部電極１３３と電極パッド１３５とが電気的に接続される。また各ベース部１３０の＋Ｙ’軸側の面には凹部１３１が形成されており、凹部１３１を囲むように接合面１３２が形成されている。

【0041】

ステップＳ１０４では、水晶ウエハＷ１１０、リッドウエハＷ１２０及びベースウエハＷ１３０が互いに接合される。各ウエハの接合では水晶ウエハＷ１１０の枠部１１２とリッドウエハＷ１２０の接合面１２１及びベースウエハＷ１３０の接合面１３２とがＹ’軸方向に重なるように位置合わせされる。その後、接合材１４０（図２参照）を介して各ウエハ同士が接合される。

【0042】

ステップＳ１０５では、水晶ウエハＷ１１０、リッドウエハＷ１２０及びベースウエハＷ１３０が切断される。切断は、図５、図９及び図１０に示されたスクライブライン１７０に沿って行われる。これにより、水晶デバイス１００が図１に示されたように単体となる。

【0043】

水晶デバイス１００では、枠部１１２に凸部１１８が形成されることにより、第２引出電極１１５ｂが意図しない場所に形成されることを防ぐことができる。例えば図８（ｃ）において、第４マスク１６４ｂが−Ｚ’軸方向に僅かにずれた場合でも、凸部１１８が形成されていることにより第２引出電極１１５ｂは、枠部１１２の第３辺１１２ｃの側面の全面に形成されることが防がれている。また、凸部１１８はＡＴカットの水晶材のエッチングの異方性を利用して形成されているため、凸部１１８を形成するための特別な工程を用意することなく形成することができる。また、第２引出電極１１５ｂが枠部１１２の第３辺１１２ｃの第２平面１１９ｂに形成されているので、電気抵抗値を低くすることができる。

【0044】

（第２実施形態）
水晶デバイス１００では、第２引出電極１１５ｂが枠部１１２の第３辺１１２ｃの第２平面１１９ｂを介して第１辺１１２ａから第２辺１１２ｂに引き出されていたが、第１平面１１９ａを介して第１辺１１２ａから第２辺１１２ｂに引き出されてもよい。以下、第２引出電極が第１平面１１９ａを介して第１辺１１２ａから第２辺１１２ｂに引き出されている水晶デバイス２００について説明する。また以下の説明では水晶デバイス１００とその構成が同じ部分には同じ番号を付してその説明を省略する。

【0045】

＜水晶デバイス２００の構成＞
図１１は、水晶デバイス２００の概略分解斜視図である。水晶デバイス２００は、表面実装型の水晶デバイスであり、プリント基板等に実装されて使用される。水晶デバイス２００は主に、水晶フレーム２１０と、リッド部１２０と、ベース部１３０とにより構成されている。

【0046】

水晶フレーム２１０は、水晶振動部１１１と、枠部１１２と、連結部１１７とを備え、水晶フレーム２１０をＹ’軸方向に貫通する貫通部１１３が形成されている。さらに、水晶振動部１１１には一対の励振電極１１４が形成されている。また一対の励振電極１１４は、一対の連結部１１７を通り枠部１１２の角まで形成される第１引出電極２１５ａ及び第２引出電極２１５ｂを有している。第１引出電極２１５ａは、−Ｙ’軸側の励振電極１１４から一方の連結部１１７を通り枠部１１２の第１辺１１２ａの−Ｙ’軸側の面の＋Ｚ’軸側の隅まで形成されている。また、第２引出電極２１５ｂは、＋Ｙ’軸側の励振電極１１４から他方の連結部１１７及び枠部１１２の第４辺１１２ｄを通り、第２辺１１２ｂと第４辺１１２ｄとが交差した貫通部１１３の第３角部１１３ｃで＋Ｙ’軸側の面から−Ｙ’軸側の面に引き出され、枠部１１２の第２辺１１２ｂの−Ｙ’軸側の面の−Ｚ’軸側の隅まで形成されている。

【0047】

水晶デバイス２００は、水晶フレーム２１０がリッド部１２０及びベース部１３０に挟まれて接合されることにより形成されている。また、水晶フレーム２１０とリッド部１２０とが互いに接合されることによりベース部１３０の外部電極１３３と第１引出電極２１５ａ及び第２引出電極２１５ｂとが接続され、外部電極１３３と励振電極１１４とが電気的に接続される。

【0048】

図１２（ａ）は、水晶フレーム２１０の平面図である。水晶フレーム２１０は水晶振動部１１１と、枠部１１２と、連結部１１７とを備え、水晶振動部１１１と枠部１１２との間に貫通部１１３が形成されている。水晶振動部１１１のメサ部１１６の＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とにはそれぞれ励振電極１１４が形成されている。水晶振動部１１１の−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４（不図示）から引き出されている第１引出電極２１５ａは、−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４から一方の連結部１１７を介して枠部１１２の第１辺１１２ａに引き出され、第１辺１１２ａの＋Ｚ’軸側の隅まで形成されている。また、水晶振動部１１１の＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４から引き出されている第２引出電極２１５ｂは、＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４から他方の連結部１１７を介して枠部１１２の第１辺１１２ａに引き出され、第４辺１１２ｄを通り、第２辺１１２ｂと第４辺１１２ｄとが交わる貫通部１１３の第３角部１１３ｃ（点線１９２）で＋Ｙ’軸側から−Ｙ’軸側に引き出され、第４辺１１２ｄの＋Ｘ軸側の隅まで形成されている。

【0049】

図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。枠部１１２の＋Ｙ’軸側の面である第１平面１１９ａと、第１平面１１９ａに接続され凸部１１８の斜面である第１斜面１１８ａの一部とには、第２引出電極２１５ｂが形成されている。

【0050】

図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。第２引出電極２１５ｂは、第２辺１１２ｂと第４辺１１２ｄとが交わる貫通部１１３の角部で＋Ｙ’軸側から−Ｙ’軸側に引き出される。またこの角部では、凸部１１８が大きく突き出して形成され、枠部１１２の側面に金属膜を形成し易くなっている。また、第２引出電極２１５ｂが枠部１１２の第４辺１１２ｄの第１平面１１９ａに形成されているので、電気抵抗値を低くすることができる。

【0051】

（第３実施形態）
水晶フレームの一対の連結部は、枠部１１２の第１辺１１２ａと第３辺１１２ｃとが交わる貫通部１１３の角部、及び第１辺１１２ａと第４辺１１２ｄとが交わる貫通部１１３の角部に形成されていてもよい。また、枠部１１２の第３辺１１２ｃと第４辺１１２ｄとに接続されて形成されていてもよい。以下に、枠部１１２の第１辺１１２ａと第３辺１１２ｃとが交わる貫通部１１３の角部、及び第１辺１１２ａと第４辺１１２ｄとが交わる貫通部１１３の角部に連結部が形成されている水晶フレーム３１０と、枠部１１２の第３辺１１２ｃと第４辺１１２ｄとに連結部が形成されている水晶フレーム４１０とについて説明する。また以下の説明では水晶フレーム１１０とその構成が同じ部分には同じ番号を付してその説明を省略する。

【0052】

＜水晶フレーム３１０の構成＞
図１３（ａ）は、水晶フレーム３１０の平面図である。水晶フレーム３１０は水晶振動部１１１と、枠部１１２と、水晶振動部１１１と枠部１１２とを連結する一対の連結部３１７とを備え、水晶振動部１１１と枠部１１２との間には貫通部３１３が形成されている。一対の連結部３１７の一方は、枠部１１２の第１辺１１２ａ及び第４辺１１２ｄが交わる貫通部３１３の角部と水晶振動部１１１の−Ｘ軸方向の−Ｚ’軸側の端部とを連結している。一対の連結部３１７の他方は、枠部１１２の第１辺１１２ａ及び第３辺１１２ｃが交わる貫通部３１３の角部と水晶振動部１１１の−Ｘ軸方向の＋Ｚ’軸側の端部とを連結している。水晶振動部１１１のメサ部１１６の＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とにはそれぞれ励振電極１１４が形成されている。水晶振動部１１１の−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４（不図示）から引き出されている第１引出電極３１５ａは、−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４から一方の連結部３１７を介して枠部１１２の第１辺１１２ａの−Ｚ’軸側の隅まで形成されている。また、水晶振動部１１１の＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４から引き出されている第２引出電極３１５ｂは、＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４から他方の連結部３１７と第３辺１１２ｃとが交わる貫通部３１３の角部（点線１９３）で＋Ｙ’軸側の面から−Ｙ’軸側の面に引き出され、枠部１１２の第３辺１１２ｃを通り第２辺１１２ｂの＋Ｚ’軸側の隅まで形成されている。

【0053】

水晶フレーム３１０は、連結部３１７と枠部１１２の第３辺１１２ｃ又は第４辺１１２ｄとが直角以下の角度で接続されており、連結部３１７と枠部１１２との間に形成される凸部１１８は、枠部１１２の各辺に形成された凸部１１８よりも大きく突き出して形成される。そのため、連結部３１７と枠部１１２との間に形成される凸部１１８では枠部の側面に電極を形成し易くなっている。また、第２引出電極３１５ｂが枠部１１２の第３辺１１２ｃの第２平面１１９ｂに形成されているので、電気抵抗値を低くすることができる。

【0054】

＜水晶フレーム４１０の構成＞
図１３（ｂ）は、水晶フレーム４１０の平面図である。水晶フレーム４１０は水晶振動部１１１と、枠部１１２と、水晶振動部１１１と枠部１１２とを連結する一対の連結部４１７とを備え、水晶振動部１１１と枠部１１２との間には貫通部４１３が形成されている。一対の連結部４１７は、水晶振動部１１１と枠部１１２の第３辺１１２ｃとを連結し、水晶振動部１１１と枠部１１２の第４辺１１２ｄとを連結している。水晶振動部１１１のメサ部１１６の＋Ｙ’軸側の面と−Ｙ’軸側の面とにはそれぞれ励振電極１１４が形成されている。水晶振動部１１１の−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４（不図示）から引き出されている第１引出電極４１５ａは、−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４から一方の連結部４１７を介して枠部１１２の第３辺１１２ｃに引き出され、第１辺１１２ａの＋Ｚ’軸側の隅まで形成されている。また、水晶振動部１１１の＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４から引き出されている第２引出電極４１５ｂは、＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１４から他方の連結部４１７を介して枠部１１２の第４辺１１２ｄに引き出され、第２辺１１２ｂと第４辺１１２ｄとが交わる貫通部４１３の角部（点線１９４）で＋Ｙ’軸側の面から−Ｙ’軸側の面に引き出され、第２辺１１２ｂの−Ｚ’軸側の隅まで形成されている。

【0055】

水晶フレーム４１０は、連結部４１７と枠部１１２の第３辺１１２ｃ又は第４辺１１２ｄとが直角で接続されており、連結部４１７と枠部１１２との間に形成される凸部１１８は、枠部１１２の各辺に形成された凸部１１８よりも大きく突き出して形成される。そのため、連結部４１７と枠部１１２との間に形成される凸部１１８では枠部の側面に電極を形成し易くなっている。また、第２引出電極４１５ｂが枠部１１２の第４辺１１２ｄの第１平面１１９ａに形成されているので、電気抵抗値を低くすることができる。

【0056】

以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。

【0057】

例えば、上記の実施例における水晶振動片の製造方法では、ポジ型のレジスト膜を形成して水晶振動部及び貫通部が形成されたが、ネガ型のレジスト膜が使用されてもよい。ネガ型のレジスト膜は露光されると現像液に対する溶解性が低下する性質を有しているため、使用される露光用マスクは、エッチングを行いたい場所がマスクに覆われる。

【符号の説明】

【0058】

１００ … 水晶デバイス
１１０、２１０、３１０、４１０ … 水晶フレーム
１１１ … 水晶振動部
１１２ … 枠部
１１２ａ〜１１２ｄ … 第１辺〜第４辺
１１３ … 貫通部
１１４ … 励振電極
１１５ａ、２１５ａ、３１５ａ、４１５ａ … 第１引出電極
１１５ｂ、２１５ｂ、３１５ｂ、４１５ｂ … 第２引出電極
１１６ … メサ部
１１７、３１７、４１７ … 連結部
１１８ … 凸部
１１８ａ … 第１斜面、 １１８ｂ … 第２斜面
１１９ａ … 第１平面、 １１９ｂ … 第２平面
１２０ … リッド部
１２１、１３２ … 接合面
１３０ … ベース部
１３１ … 凹部
１３３ … 外部電極
１３４ … キャスタレーション
１３５ … 電極パッド
１３６ … キャスタレーション電極
１６１ … 第１マスク、 １６２ … 第２マスク、 １６３ … 第３マスク
１６４ａ、１６４ｂ … 第４マスク
１８０ … 金属膜
１８１ … レジスト膜
１９０ … 紫外線を含む光
Ｗ１１０ … 水晶ウエハ
Ｗ１２０ … リッドウエハ
Ｗ１３０ … ベースウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】