专利名称：At切割的水晶振动片、水晶装置及水晶振动片的制造方法
技术领域：
本发明涉及形成有贯通槽的AT切割的水晶振动片、水晶装置及水晶振动片的制造方法。
背景技术：
已知有具有通过电压的施加而振动的振动部的水晶装置。这种水晶装置具备形成有包围振动部的框部，可以在晶片上形成多个水晶装置而一次性地制造大量的水晶装置。 另外，一般在这种水晶装置的水晶振动片上使用温度特性良好的AT切割的水晶振动片。通过蚀刻在形成有具有框部的AT切割的水晶振动片的晶片上，在框部与振动部之间形成贯通晶片的贯通槽。在AT切割的水晶振动片中，由于结晶的各向异性使得蚀刻速度随晶片的部位而不同。因此，在AT切割的水晶振动片中，以能够可靠地形成贯通槽的方式使振动部的大小变小而使贯通槽的宽度以较宽的宽度形成。在专利文献I (日本特开 2007-288331号公报)中公开了如下压电振动片的制造方法，为了使振动更加稳定化，使振动部增大、贯通槽的宽度变窄，在贯通槽上形成对蚀刻没有各向异性的变质部，由此使贯通槽可靠地贯通。但是，在专利文献I中，在形成水晶振动片的工序中追加了用于形成变质部的工序，使得制造工序变得复杂，不令人满意。
发明内容
因此，本发明提供以不需要增加用于形成贯通槽的特别的工序而使振动部变宽的方式形成贯通槽的AT切割的水晶振动片、水晶装置及水晶振动片的制造方法。第一观点的AT切割的水晶振动片，将长边方向规定为X轴、将厚度方向规定为Y’ 轴、将短边方向规定为V轴，具备利用电压的施加而振动的水晶振动部；以包围水晶振动部的方式形成的框部；以及形成在水晶振动部与框部之间且在Y’轴方向贯通的贯通槽；并且贯通槽包括形成在向X轴方向延伸的水晶振动部的+Z’轴方向上的第一贯通槽和形成在-Z’轴方向上的第二贯通槽，第一贯通槽与第二贯通槽的Z’轴方向的宽度不同。第二观点的AT切割的水晶振动片，在第一观点的前提下，第一贯通槽的Z’轴方向的宽度比第二贯通槽的Z’轴方向的宽度小。第三观点的AT切割的水晶振动片，将短边方向规定为X轴、将厚度方向规定为Y’ 轴、将长边方向规定为V轴，具备利用电压的施加而振动的水晶振动部；以包围水晶振动部的方式形成的框部；以及形成在水晶振动部与框部之间且在Y’轴方向贯通的贯通槽；并且贯通槽包括形成在向X轴方向延伸的水晶振动部的+Z’轴方向上的第一贯通槽和形成在-Z’轴方向上的第二贯通槽，第一贯通槽与第二贯通槽的Z’轴方向的宽度不同。第四观点的AT切割的水晶振动片，在第三观点的前提下，第一贯通槽的Z’轴方向的宽度比第二贯通槽的Z’轴方向的宽度小。第五观点的AT切割的水晶振动片，在第一观点至第四观点的前提下，框部在Y’轴方向上形成得比水晶振动部还厚。第六观点的AT切割的水晶振动片，在第一观点至第五观点的前提下，水晶振动部是中心的Y’轴方向的厚度比外周的Y’轴方向的厚度还厚的台面型。第七观点的AT切割的水晶振动片，在第一观点至第六观点的前提下，与水晶振动部的贯通槽面对面的+Z’轴侧的侧面与-V轴侧的侧面形成平面状。第八观点的水晶装置，具备第一观点至第七观点的任意一项所记载的AT切割的水晶振动片；与AT切割的水晶振动片的+Y’轴方向的面接合的第一板；以及与AT切割的水晶振动片的-Y’轴方向的面接合的第二板。就第九观点的AT切割的水晶振动片的制造方法而言，该AT切割的水晶振动片将长边方向规定为X轴、将厚度方向规定为Y’轴、将短边方向规定为V轴，并且具有利用电压的施加而振动的水晶振动部；以包围水晶振动部的方式形成的框部；以及形成在水晶振动部与框部之间且在Y’轴方向贯通的贯通槽；具备准备形成有多个AT切割的水晶振动片的被AT切割的水晶晶片的工序；使用包括形成在向X轴方向延伸的水晶振动部的+Z’轴方向上的第一蚀刻区域和形成在-Z轴方向且Z’轴方向的宽度与第一蚀刻区域不同的第二蚀刻区域的掩膜，对与贯通槽所对应的区域进行曝光的曝光工序；以及对与在曝光工序中曝光的贯通槽对应的区域进行蚀刻的第一蚀刻工序。就第十观点的AT切割的水晶振动片的制造方法而言，该AT切割的水晶振动片将短边方向规定为X轴、将厚度方向规定为Y’轴、将长边方向规定为V轴，并且具有利用电压的施加而振动的水晶振动部；以包围水晶振动部的方式形成的框部；以及形成在水晶振动部与框部之间且在Y’轴方向贯通的贯通槽；具备准备形成有多个AT切割的水晶振动片的被AT切割的水晶晶片的工序；使用包括形成在向X轴方向延伸的水晶振动部的+Z’轴方向上的第一蚀刻区域和形成在-Z轴方向且Z’轴方向的宽度与第一蚀刻区域不同的第二蚀刻区域的掩膜，对与贯通槽所对应的区域进行曝光的曝光工序；以及对与在曝光工序中曝光的贯通槽对应的区域进行蚀刻的第一蚀刻工序。第^^一观点的AT切割的水晶振动片的制造方法，在第九观点及第十观点的前提下，具备在准备水晶晶片的工序之后，以水晶振动部的Y’轴方向的厚度形成得比框部的Y’ 轴方向的厚度薄的方式对水晶晶片进行蚀刻的第二蚀刻工序。第十二观点的AT切割的水晶振动片的制造方法，在第九观点及第十观点的前提下，包括在准备水晶晶片的工序之后，将水晶晶片的水晶振动部蚀刻成中心的Y’轴方向的厚度比外周的Y’轴方向的厚度还厚的台面型的第三蚀刻工序。第十三观点的AT切割的水晶振动片的制造方法，在第九观点及第十观点的前提下，具备在准备水晶晶片的工序之后，以水晶振动部的Y’轴方向的厚度形成得比框部的 Y’轴方向的厚度薄的方式对水晶晶片进行蚀刻的第二蚀刻工序；以及在第二蚀刻工序之后，在第一蚀刻工序之前，将水晶晶片的水晶振动部蚀刻成中心的Y’轴方向的厚度比外周的Y’轴方向的厚度还厚的台面型的第三蚀刻工序。根据本发明，能够提供以不需要增加用于形成贯通槽的特别的工序而使振动部变宽的方式形成贯通槽的AT切割的水晶振动片、水晶装置及水晶振动片的制造方法。
图I是水晶装置100的分解立体图。 图2 (a)是图I的A-A剖视图。图2 (b)是水晶振动片110的俯视图。图3 (a)是第一板120的俯视图。图3 (b)是第二板130的俯视图。图4是表示水晶装置100的制造方法的流程图。图5是水晶晶片Wl 10的俯视图。图6是表示水晶晶片WllO的制造方法的流程图。图7是表示水晶晶片WllO的制造方法的流程图。图8是第一晶片W120的俯视图。图9是第二晶片W130的俯视图。图10(a)是用于说明水晶晶片WllO的贯通槽113的蚀刻速度的图。图10(b)是放大了图7(e)的贯通槽113的水晶晶片WllO的剖视图。图10(c)表示变更第一贯通槽113a及第二贯通槽113b的Z’轴方向的宽度而对贯通槽是否贯通进行实验的结果。图11 (a)是表示水晶振动部111的宽度Llll的大小为Lllla的情况的水晶振动片110的温度与Cl值的关系的图表。图11 (b)是表示水晶振动部111的宽度Llll的大小为Llllb的情况的水晶振动片110的温度与Cl值的关系的图表。图11 (C)是表示水晶振动部111的宽度Llll的大小为Llllc的情况的水晶振动片110的温度与Cl值的关系的图表。图12(a)是水晶振动片210的俯视图。图12(b)是水晶振动片310的俯视图。图中100-水晶装置，110、210、310-水晶振动片，111、211、311-水晶振动部，112、212、 312-框部，113,213,313-贯通槽，113a、213a、313a_ 第一贯通槽，113b、213b、313b_ 第二贯通槽，114、214、314-励振电极，115、215、315-引出电极，116、216、316_ 台面部，117、217、 317-连结部，118a-水晶振动部的侧面，118b_框部的侧面，120-第一板，121、132-接合面， 130-第二板，131-凹部，133-外部电极，134-侧槽，134a_贯通孔，135-电极垫片，136-侧槽电极,150-空腔,161-第一掩膜，162-第二掩膜，162a、163a-第一蚀刻区域,162b、163b_第二蚀刻区域，163-第三掩膜，170-切断线，181-金属膜，181-抗蚀剂膜，190-紫外线， Llll-水晶振动部111的Z’轴方向的宽度，LI 12-水晶振动部111及贯通槽113的Z’轴方向的宽度，LI 13a-第一贯通槽113a的V轴方向的宽度，L113b_第二贯通槽113b的V轴方向的宽度，Wl 10-水晶晶片，Wl20-第一晶片，Wl30-第二晶片。
具体实施例方式以下，基于附图详细地说明本发明的实施方式。此外，在以下的说明中，只要没有特别限定本发明的宗旨，本发明的范围就不限于这些实施方式。(第一实施例)
<水晶装置100的结构>图I是水晶装置100的分解立体图。水晶装置100是表面实装型的水晶装置，实装在印制电路板等而使用。水晶装置100主要由水晶振动片110、第一板120、第二板130 构成。在水晶振动片110上使用AT切割的水晶振动片。AT切割的水晶振动片是主面(YZ 面)相对于晶轴(XYZ)的Y轴以X轴为中心从Z轴向Y轴方向倾斜了 35度15分。在以下说明中，以AT切割的水晶振动片的轴方向为基准，将倾斜的新轴用作Y’轴及V轴。S卩，在水晶装置100中，将水晶装置100的长边方向为X轴方向，将水晶装置100的高度方向为Y’ 轴方向，将与X轴及Y’轴垂直的方向为Z’轴方向进行说明。水晶振动片110具有因电压的施加而振动的水晶振动部111 ;以包围水晶振动部 111的方式形成的框部112 ;在水晶振动部111与框部112之间形成的贯通槽113 ;以及连结水晶振动部111与框部112的连结部117。在水晶振动部111的+Y’轴侧及-Y’轴侧的面上形成有一对励振电极114。另外,一对励振电极114形成有通过连结部117并形成至框部112的角部的一对引出电极115。与+Y’轴侧的励振电极114连接的引出电极115在连结部117上从+Y’轴侧的面引出至-Y’轴侧的面，形成至框部112的-Y’轴侧的面的-X轴侧的-Z’轴侧的角部。另外，与-Y’轴侧的励振电极114连接的引出电极115通过连结部 117形成至框部112的-Y’轴侧的面的+X轴侧的+Z’轴侧的角部。第一板120在+Y’轴侧的面及-Y’轴侧的面上形成没有凹凸的平板状，配置在水晶振动片110的+Y’轴侧。在-Y’轴侧的面上形成有与水晶振动片110的框部112接合的接合面121。第二板130在+Y’轴侧形成与水晶振动片110的框部112对应的接合面132、从接合面132凹进的凹部131以及一对电极垫片135，在-Y’轴侧形成一对外部电极133。另外，在第二板130的四角形成有侧槽134，在侧槽134上形成有侧槽电极136。在-X轴侧的-V轴侧及+X轴侧的+Z’轴侧形成的侧槽电极136将形成于+Y’轴侧的面上的电极垫片135与形成于-Y’轴侧的面上的外部电极133电连接。图2 (a)是图I的A_A剖视图。水晶装置100在水晶振动片110的+Y’轴侧配置第一板120，在-Y’轴侧配置第二板130。第一板120的接合面121及第二板130的接合面 132与水晶振动片110的框部112利用封装材料140进行接合。在水晶装置100的内部形成的空腔150借助于该封装材料140进行密封。另外，形成在第二板130的+Y’轴侧的面上的电极垫片135与形成在框部112上的引出电极115进行连接。因此，形成于水晶振动片110上的励振电极114借助于电极垫片135及侧槽电极136与形成在第二板130上的外部电极133电连接。就水晶振动片110而言，水晶振动部111的+Y’轴侧的面比框部112的+Y’轴侧的面还靠近-Y’轴侧形成。因此，框部112比水晶振动部111在Y’轴方向上形成得更厚。 另外，水晶振动部111形成在Y’轴方向上中心比外周更厚的台面型形状。在该水晶振动部 111的厚度较厚的台面部116上形成有励振电极114。图2 (b)是水晶振动片110的俯视图。水晶振动片110具有水晶振动部111、框部 112、贯通槽113及连结部117。水晶振动部111形成台面型，在台面部116的+Y’轴侧的面与-Y’轴侧的面上形成有一对励振电极114。从各励振电极114引出有引出电极115，分别形成至框部112的-Y’轴侧的面的角部。另外，贯通槽113形成在水晶振动部111的+X轴
7与-X轴侧以及+Z’轴与-V轴侧。在贯通槽113中，将形成在水晶振动部111的+Z’轴侧且与X轴平行的部分作为第一贯通槽113a，将形成在水晶振动部111的-V轴侧且与X轴平行的部分作为第二贯通槽113b。此外，第一贯通槽113a的Z’轴方向的宽度L113比第二贯通槽113b的V轴侧的宽度L113b形成得更窄。另一方面，在图2(b)中，将水晶振动部111的Z’轴方向的宽度作为L111，将水晶振动部111与贯通槽113的V轴方向的合计宽度作为L112。另外，从台面部116至框部112的Z’轴方向的宽度在+Z’轴侧的宽度为 L162a，在-Z’轴侧的宽度为L162b。图3(a)是第一板120的俯视图。第一板120形成矩形形状，长边形成在X轴方向上，短边形成在Z’轴方向上。另外，在-Y’轴侧的面上形成有与水晶振动片110的框部112 接合的框状的接合面121。图3 (b)是第二板130的俯视图。第二板130在-Y’轴侧的面的+X轴侧与-X轴侧形成有一对外部电极133。另外，在+Y’轴侧的面上形成凹部131 ;形成在凹部131的周围的接合面132 ;以及与外部电极133电连接的电极垫片135。再有，在第二板130的四角形成有侧槽134，该侧槽134上形成有侧槽电极136(参照图I)，该侧槽电极136对外部电极133与电极垫片135进行电连接。<水晶装置100的制造方法>图4是表示水晶装置100的制造方法的流程图。首先在步骤SlOl中，准备水晶晶片W110。水晶晶片WllO由AT切割的水晶材料形成，在水晶晶片WllO上形成有多个水晶振动片110。参照图5对水晶晶片WllO进行说明， 另外参照图6及图7对水晶晶片WllO的制造方法进行说明。图5是水晶晶片WllO的俯视图。在水晶晶片WllO上形成有多个水晶振动片110。 在图5中，以双点划线表示相邻的水晶振动片110的边界线。该双点划线是作为在后面所述的图4的步骤S106中切断晶片的线的切断线170。在各水晶振动片110上形成有水晶振动部111、框部112、贯通槽113及连结部117。另外，在水晶振动部111的+Y’轴侧的面与-Y’轴侧的面上形成有励振电极114，各励振电极114分别与引出电极115连接。图6及图7是表示水晶晶片WllO的制造方法的流程图。参照图6及图7对水晶晶片WllO的制造方法、尤其对水晶振动部111及贯通槽113的形成方法进行说明。在图6 及图7中，在流程图的右侧表示用于说明各步骤的图6(a)至图7(e)。图6 (a)至图7(e)是相当于图5的B-B截面的位置的剖视图。首先在图6的步骤S201中，准备AT切割的水晶晶片W110。图6 (a)是在步骤S201 中准备的AT切割的水晶晶片WllO的剖视图。水晶晶片WllO在+Y’轴侧的面与-Y’轴侧的面上具有主面，并且两主面形成没有凹凸的平面。在步骤S202中，在水晶晶片WllO的两面依次形成金属膜180及抗蚀剂膜181。图 6(b)是形成有金属膜180及抗蚀剂膜181的水晶晶片WllO的剖视图。金属膜180在水晶晶片WllO的+Y’轴侧的面与-Y’轴侧的面上形成铬(Cr)层(未图示)，在铬层的表面形成金(Au)层(未图示)。另外，在金属膜180的表面形成抗蚀剂膜181。抗蚀剂膜181例如使用相对于显像液能够提高溶解性的正向型的抗蚀剂膜。在步骤S203中，对抗蚀剂膜181进行曝光及显像，并除去金属膜180。在步骤S203 中，除去形成于框部122以外(对应于图2(b)的水晶振动部111及贯通槽113)的+Y’轴侧的面上的金属膜180及抗蚀剂膜181。图6(c)是对抗蚀剂膜181进行曝光及显像，并除去了金属膜180的水晶晶片WllO的剖视图。在步骤S203中，首先将第一掩膜161配置在水晶晶片WllO的+Y’轴侧的面上。第一掩膜161仅形成在框部112的位置上。配置了第一掩膜161之后在水晶晶片WllO的+Y’轴侧的面上照射紫外线190，从而对抗蚀剂膜181 进行曝光。再有，将抗蚀剂膜181浸在显像液(未图示)内进行显像，对露出的金属膜180 进行蚀刻而除去。在步骤S204中，对水晶晶片WllO进行湿刻，使得水晶振动部111(参照图2(a)) 的厚度变薄。图6(d)是局部被蚀刻的水晶晶片WllO的剖视图。在步骤S204中，水晶晶片 WllO的框部112以外的+Y’轴侧的面被湿刻而形成得比框部112更薄。就水晶材料而言， 在晶轴的X轴、Y轴及Z轴上蚀刻速度不同。因此，就AT切割的水晶材料而言，在X轴、Y’ 轴及Z’轴上蚀刻速度也不同，水晶晶片WllO各向异性地被蚀刻。如图6(d)的虚线所包围的区域171a及171b所示，水晶晶片WllO相对于主面而倾斜地被蚀刻。关于水晶晶片WllO 的蚀刻的各向异性在后面进行说明。在步骤S205中，在水晶晶片WllO的两面依次形成金属膜180及抗蚀剂膜181。在步骤S205中，除去步骤S204之后残留的金属膜180及抗蚀剂膜181，重新形成用于在水晶振动部111上形成台面部116(参照图2(b))的金属膜180及抗蚀剂膜181。图6 (e)是在步骤S205形成金属膜180及抗蚀剂膜181的水晶晶片WllO的剖视图。金属膜180及抗蚀剂膜181形成于整个水晶晶片WllO的+Y’轴侧的面及-Y’轴侧的面上。其次，在图7的步骤S206中，进行抗蚀剂膜181的曝光及显像，并进行金属膜180 的除去。在步骤S206中，从形成于+Z’轴及-Z’轴的两侧的框部112分别除去Z’轴的宽度为L162a、L162b(参照图2(b))的金属膜180及抗蚀剂膜181。图7 (a)是在步骤S206 中对抗蚀剂膜181进行曝光及显像且除去了金属膜180的水晶晶片WllO的剖视图。在图 7(a)中，除去形成于水晶振动部111的外周及贯通槽113的+Y’轴侧及-Y’轴侧的面上的金属膜180及抗蚀剂膜181。在步骤S206中，首先将第二掩膜162配置在水晶晶片WllO的 +Y’轴侧及-Y’轴侧的面上。第二掩膜162形成有从+Z’轴侧的框部112的V轴的宽度为 L162a的第一蚀刻区域162a以及从-V轴侧的框部112的V轴的宽度为L162b的第二蚀刻区域162b。配置了第二掩膜162之后，在水晶晶片WllO的+Y’轴侧及-Y’轴侧的面上照射紫外线190，从而对抗蚀剂膜181进行曝光。再有，将抗蚀剂膜181浸在显像液(未图示)内，对露出的金属膜180进行曝光而除去。在此，第一蚀刻区域162a的Z’轴方向的宽度L162a与第二蚀刻区域162b的Z’轴方向的宽度L162b不同，第一蚀刻区域162a的宽度 L162a形成得比第二蚀刻区域162b的宽度L162b窄。在步骤S207中，水晶振动部111形成台面型。在步骤S207中，以水晶晶片WllO 的水晶振动部111的外周的厚度变薄的方式进行湿刻。图7(b)是在步骤S207中水晶振动部111的外周的厚度变薄的水晶晶片WllO的剖视图。在步骤S207中，水晶晶片WllO的水晶振动部111的外周的+Y’轴侧及-Y’轴侧的面被湿刻而在水晶振动部111上形成台面部 116。在步骤S208中，在水晶晶片WllO的两面依次形成金属膜180及抗蚀剂膜181。在步骤S208中，除去步骤S207之后残留的金属膜180及抗蚀剂膜181，重新形成用于形成贯通槽113(参照图2(b))的金属膜180及抗蚀剂膜181。图7 (c)是在步骤S208形成金属膜180及抗蚀剂膜181的水晶晶片WllO的剖视图。金属膜180及抗蚀剂膜181形成于整个水晶晶片WllO的+Y’轴侧的面及-Y’轴侧的面上。在步骤S209中，进行抗蚀剂膜181的曝光及显像，并进行金属膜180的除去。在步骤S209中，从形成于+Z’轴及-Z’轴的两侧的框部112分别除去Z’轴的宽度为L113a、 LI 13b (参照图2(b))的金属膜180及抗蚀剂膜181。图7 (d)是在步骤S209中对抗蚀剂膜 181进行曝光及显像且除去了金属膜180的水晶晶片WllO的剖视图。在图7(d)中，除去形成于贯通槽113的+Y’轴侧及-Y’轴侧的面上的金属膜180及抗蚀剂膜181。在步骤S209 中，首先将第三掩膜163配置在水晶晶片WllO的+Y’轴侧及-Y’轴侧的面上。第三掩膜163 形成有从+Z’轴侧的框部112的V轴的宽度为L113a的第一蚀刻区域163a以及从-V轴侧的框部112的V轴的宽度为L113b的第二蚀刻区域163b。配置了第三掩膜163之后， 在水晶晶片WllO的+Y’轴侧及-Y’轴侧的面上照射紫外线190，从而对抗蚀剂膜181进行曝光。再有，将抗蚀剂膜181浸在显像液(未图示)内，对露出的金属膜180进行曝光而除去。在此，第一蚀刻区域163a的Z’轴方向的宽度L113a与第二蚀刻区域163b的Z’轴方向的宽度L113b不同，第一蚀刻区域163a的宽度L113a形成得比第二蚀刻区域163b的宽度L113b窄。在步骤S210中，通过对水晶晶片WllO进行湿刻而形成贯通槽113。图7(e)是在步骤S207中形成了贯通槽113的水晶晶片WllO的剖视图。由于水晶晶片WllO因AT切割的水晶材料的各向异性而相对于主面倾斜地被蚀刻，因此在框部112的第一贯通槽113a侧及第二贯通槽113b侧的侧面118b形成凹凸。另一方面，在水晶振动部111的第一贯通槽 113a侧及第二贯通槽113b侧的侧面118a形成没有凹凸的平面形状。在步骤S210之后，形成除去了金属膜180及抗蚀剂膜181的励振电极114及引出电极115，水晶晶片WllO形成图5所示的状态。励振电极114及引出电极115与金属膜180 相同地由铬层及金层形成。回到图4，在步骤S102中，准备第一晶片W120。在第一晶片W120上形成多个第一板120。第一晶片W120由水晶材料或玻璃材料等形成。参照图8对第一晶片W120进行说明。图8是第一晶片W120的俯视图。在第一晶片W120上形成有多个第一板120。在图8中，在相邻的第一板120的边界表示作为切断线170的双点划线。各第一板120在形成于-Y’轴侧的面上的接合面121与水晶振动片110的框部112接合。在步骤S103中，准备第二晶片W130。在第二晶片W130上形成有多个第二板130。 第二晶片W130例如由水晶材料或玻璃材料形成。参照图9对第二晶片W130进行说明。图9是第二晶片W130的俯视图。在第二晶片W130上形成有多个第二板130。在图 9中，在相邻的第二板130的边界表示作为切断线170的双点划线。在各第二板130的-Y’ 轴侧的面上形成有外部电极133，在+Y’轴侧的面上形成电极垫片135。另外，在向X轴方向延伸的切断线170与向Z’轴方向延伸的切断线170交叉的部位形成有在Y’轴方向上贯通第二晶片W130的贯通孔134a。贯通孔134a在后面说明的步骤S105中切断晶片而成为侧槽134(参照图I)。在贯通孔134a的内壁形成有侧槽电极136 (参照图I)，外部电极133 与电极垫片135被电连接。另外，在第二板130的+Y’轴侧的面上形成有凹部131，并且以包围凹部131的方式形成有接合面132。
在步骤S104中，相互接合水晶晶片W110、第一晶片W120及第二晶片130。在各晶片的接合中，水晶晶片WllO的框部112与第一晶片W120的接合面121及第二晶片W130 的接合面132以在Y’轴方向上重合的方式对齐位置。之后，借助于接合材料140(参照图 2(a))对各晶片彼此进行接合。在步骤S105中，水晶晶片W110、第一晶片120及第二晶片130被切断。切断是沿着图5、图8及图9所示的切断线170进行。由此，水晶装置100如图I所示地成为单体。<关于贯通槽113的宽度>就水晶材料的蚀刻速度而言，作为水晶的晶轴的Z轴最快，X轴最慢。因此，在AT 切割的水晶材料中，在蚀刻速度上表现出各向异性。水晶晶片WllO如图6(d)的虚线所示的区域171a及171b所示地相对于水晶晶片WllO的主面而倾斜地被蚀刻。图10(a)是用于对水晶晶片WllO的贯通槽113的蚀刻速度进行说明的图。图 10(a)是在图7(d)中形成贯通槽113之前的状态，尤其表示水晶晶片WllO的第一贯通槽 113a及第二贯通槽113b所形成的部位。另外，在图10(a)中由虚线表示形成贯通槽113的过程。在图10(a)中，将第一贯通槽113a的-Y’轴侧的+Z’轴侧的端部作为Al，将+Y’轴侧的+Z’轴侧的端部作为BI，将-Y’轴侧的-V轴侧的端部作为Cl，将+Y’轴侧的-V轴侧的端部作为D1。另外，将第二贯通槽113b的-Y’轴侧的+Z’轴侧的端部作为A2，将+Y’ 轴侧的+Z’轴侧的端部作为B2，将-Y’轴侧的-V轴侧的端部作为C2，将+Y’轴侧的-V 轴侧的端部作为D2。参照图10(a)，在水晶晶片WllO上考虑形成贯通槽113时的蚀刻速度。贯通槽113 的蚀刻速度在连结第一贯通槽113a的Cl-Dl的线以及连结第二贯通槽113b的A2-B2的线上最快。其次在连结第一贯通槽113a的Al-Bl的线上的速度比较快，在连结第二贯通槽 113b的C2-D2的线上蚀刻速度最慢。这样的蚀刻速度的不同是因为反映了蚀刻液的循环的容易程度。蚀刻液的循环容易程度例如与形成有阶梯差的BI及D2等相比平面的Cl及 A2等的蚀刻液的循环更容易。另外，认为与向金属膜180的下方进行蚀刻的BI及C2相比 Al及D2等的蚀刻也得循环更容易。由于这种蚀刻速度的不同，在贯通孔133贯通之后，在水晶振动片111的第一贯通槽113a及第二贯通槽113b侧的侧面118a与框部112的侧面 118b形成凹凸。图10(b)是放大了图7(e)的贯通槽113的水晶晶片WllO的剖视图。若从图10(a) 进一步进行蚀刻贯通孔113贯通之后还进行蚀刻，则形成于侧面118a及侧面118b的凹凸依次形成平面状。图10(b)表示进行蚀刻而使侧面118a形成没有凹凸的平面状，并且在侧面118b上残留有凹凸的状态。由于框部112与水晶振动部111的外周在Y’轴方向上形成得更厚，因此形成于框部112的侧面118b的凹凸与形成于水晶振动部111的侧面118a的凹凸相比凹凸的高低差较大。从而，在成为没有形成于侧面118a的凹凸的平面状的时刻， 在侧面118b上还残留有凹凸。这样的贯通槽113的Z’轴方向的水晶振动部111侧的侧面 118a形成平面状且在贯通槽113的Z’轴方向的框部112侧的侧面118b残留有凹凸的形状，在首先进行水晶振动部111的阶梯差加工(参照图6及图7的步骤S203 步骤S207)， 其次通过形成贯通槽113而进行水晶振动部111的外径加工(参照图7的步骤S208 步骤S210)的制作方法中，观察为特征性的。图10(c)表示变更第一贯通槽113a与第二贯通槽113b的Z’轴方向的宽度而对贯通槽113是否贯通进行实验的结果。在图10(c)中，表示四次实验，由Exl Ex4表示各实验。各实验将水晶振动部111及贯通槽113对齐的Z’轴方向的宽度LI 12 (参照图2(b)) 设为O. 9mm，并且蚀刻时间在全部的实验中均相等。另夕卜，在图10(c)中，由“〇”表示贯通槽被贯通的情况，由“ X ”表示没有贯通的情况。Exl将第一贯通槽113a的V轴方向的宽度LI 13a与第二贯通槽113b的V轴方向的宽度LI 13b的宽度均设为O. 07mm。此时，水晶振动部111的Z’轴方向的宽度Llll (参照图2(b))为O. 76mm。在Exl中，第一贯通槽113a及第二贯通槽113b均没有贯通。Ex2将第一贯通槽113a的V轴方向的宽度LI 13a与第二贯通槽113b的V轴方向的宽度LI 13b的宽度均设为O. 08mm。此时，水晶振动部111的Z’轴方向的宽度Llll为 O. 74mm。在Ex2中，虽然第一贯通槽113a被贯通，但是第二贯通槽113b没有贯通。Ex3将第一贯通槽113a的V轴方向的宽度LI 13a与第二贯通槽113b的V轴方向的宽度LI 13b的宽度均设为O. 10mm。此时，水晶振动部111的Z’轴方向的宽度Llll为 O. 70mm。在Ex3中，第一贯通槽113a及第二贯通槽113b均被贯通。Ex4将第一贯通槽113a的V轴方向的宽度LI 13a设为O. 08，将第二贯通槽113b 的Z’轴方向的宽度LI 13b的宽度设为O. 10mm。此时，水晶振动部111的Z’轴方向的宽度 Llll为O. 72mm。在Ex4中，第一贯通槽113a及第二贯通槽113b均被贯通。在AT切割的水晶振动片中第一贯通槽113a及第二贯通槽113b的宽度相等的情况下，例如图10(c)的Ex3所示，宽度L113a及宽度L113b均需要具有O. IOmm以上的宽度。 在使用于水晶装置100的水晶振动片110中，第一贯通槽113a的宽度LI 13a比第二贯通槽 113b的宽度L113b更大。例如图10(c)的Ex4所示，能够水晶振动部111的Z’轴方向的宽度LI 11设为O. 72mm，能够比Ex3还大O. 02mm。S卩，在图10(c)的Ex4中，在晶片上形成与Ex3相同数量的水晶振动片的状态下，能够更宽地形成水晶振动部111。由于水晶振动部 111形成得更宽越能得到稳定的振动特性，因此比较理想。在水晶振动部111的V轴方向的宽度Llll与晶体阻抗(Cl)值及温度之间存在相互关联的关系。以下，参照图11(a)至图11 (C)，对这些值的相互关联的关系进行说明。图11 (a)是表示水晶振动部111的宽度Llll的大小为Lllla的情况的水晶振动片Iio的温度与Cl值的关系的图表。图表的纵轴表示Cl值(ohm)，横轴表示温度(°C )。 另外，在图11(a)表示对多个水晶振动片110进行温度与Cl值调查的结果，各测定结果分别以一条曲线进行表示。在图11(a)中表示为，在水晶振动部111的宽度Llll的大小为 Lllla的情况下，使Cl值最大的温度约为90°C (箭头191的位置)。图11 (b)是表示水晶振动部111的宽度Llll的大小为Llllb的情况的水晶振动片110的温度与Cl值的关系的图表。大小Llllb是比大小Lllla小O. 005mm的值。在图 11(b)中表示为，在水晶振动部111的宽度Llll的大小为Llllb的情况下，使Cl值最大的温度约为95°C (箭头192的位置)。图11 (C)是表示水晶振动部111的宽度Llll的大小为Llllc的情况的水晶振动片110的温度与Cl值的关系的图表。大小Llllc是比大小Lllla小O. OlOmm的值。在图 11(c)中表示为，在水晶振动部111的宽度Llll的大小为Llllc的情况下，使Cl值最大的温度约110°C (箭头193的位置)。在图11 (a)至图11 (b)中明白，水晶振动片110的水晶振动部111的宽度LI 11的
12大小仅变化O. OlOmm,就会使Cl值最大的温度约变大20°C。S卩，由于水晶振动部111的宽度Llll的大小对水晶振动片110的Cl值特性产生较大的影响，因此希望能够尽可能正确地进行控制。在水晶振动部的Z’轴侧的侧面形成有凹凸的情况下，难以控制该凹凸的Z’轴方向的高度，每个产品产生水晶振动部的Z’轴方向的宽度的不均匀。因此，如图11(a)至图 11(c)所示，在水晶振动片上每个产品都产生晶体阻抗(Cl)值的不均匀。另外，在水晶振动部的+Z’轴侧及-Z’轴侧的侧面形成有Y’轴方向的位置相互不同的凹凸的情况下。由于水晶振动部111的V轴方向的宽度根据Y’轴方向的位置而变化，因此容易在水晶振动片的频率及Cl值上产生变动。在水晶振动片110中，由于水晶振动部111的第一贯通槽113a 侧及第二贯通槽113b侧的侧面118a形成没有凹凸的平面状(参照图10(b))，因此容易对每个产品的水晶振动部111的Z’轴方向的宽度进行控制。另外，由此能够防止因水晶振动部111的Z’轴方向的宽度的不均匀为起因的频率及Cl值的变动。(第二实施例)水晶振动片也可以在Z’轴方向上具有长边，在X轴方向上具有短边。一下，对在 V轴方向上具有长边，在X轴方向上具有短边的水晶振动片210及水晶振动片310进行说明。<水晶振动片210的结构>图12 (a)是水晶振动片210的俯视图。水晶振动片210具备水晶振动部211、框部 212、贯通槽213及连结部217。水晶振动部211形成台面型，在台面部216的+Y’轴侧的面与-Y’轴侧的面上形成有一对励振电极214。从各励振电极214引出有引出电极215，分别形成至框部212的-Y’轴侧的面的角部。另外，贯通槽213形成在水晶振动部211的+X轴及-X轴侧与+Z’轴侧及-V轴侧。在贯通槽213中，将形成于水晶振动部211的+Z’轴侧并且与X轴平行的部分作为第一贯通槽213a，将形成于水晶振动部211的-Z’轴侧并且与 X轴平行的部分作为第二贯通槽213b。此外，第一贯通槽213a的Z’轴方向的宽度L213a 形成得比第二贯通槽213b的V轴方向的宽度L213b宽。<水晶振动片310的结构>图12 (b)是水晶振动片310的俯视图。水晶振动片310具备水晶振动部311、框部 312、贯通槽313及连结部317。水晶振动部311形成台面型，在台面部316的+Y’轴侧的面与-Y’轴侧的面上形成有一对励振电极314。从各励振电极314引出有引出电极315，分别形成至框部312的-Y’轴侧的面的角部。另外，贯通槽313形成在水晶振动部311的+X轴及-X轴侧与+Z’轴侧及-V轴侧。在贯通槽313中，将形成于水晶振动部311的+Z’轴侧并且与X轴平行的部分作为第一贯通槽313a，将形成于水晶振动部311的-Z’轴侧并且与 X轴平行的部分作为第二贯通槽313b。此外，第一贯通槽313a的Z’轴方向的宽度L313a 形成得比第二贯通槽313b的V轴方向的宽度L313b宽。<水晶振动片210及水晶振动片310的制造方法>水晶振动片210及水晶振动片310的制造方法通过制造分别形成有多个水晶振动片210及水晶振动片310的水晶晶片W210(未图示)及水晶晶片W310(未图示)来制造。 水晶晶片W210及水晶晶片W310通过与图6及图7所不的水晶晶片WllO的制造方法相同的方法来制造。但是，在步骤S206所示的第二掩膜及步骤S209所示的第三掩膜中，包含第一贯通槽213a或313a的第一蚀刻区域在V轴方向的宽度形成得比包含第二贯通槽213b 或313b宽。在水晶振动片210及水晶振动片310中，与分别在X轴方向上具有长边，在Z’轴方向上形成短边的第一板及第二板接合，由此形成水晶装置。该水晶装置的制造方法与图 4所示的水晶装置100的制造方法相同。以上，虽然详细地对本发明的最优的实施方式进行了说明，但是在本领域技术人员清楚的前提下，本发明可以在其技术范围内对实施方式施加各种变更、变形而实施。例如，虽然在上述实施例的水晶振动片的制造方法中，形成正向型抗蚀剂膜而形成水晶振动部111及贯通槽113，但是也可以使用负向型抗蚀剂膜。由于负向型抗蚀剂膜具有若被曝光则对显像液的溶解性降低的性质，因此使用的曝光用掩膜覆盖希望进行蚀刻的部位。另外，在上述实施例中，对形成水晶振动部的中心的Y’轴方向的厚度比外周的Y’ 轴方向的厚度还厚的台面型的水晶振动片进行了说明，但是水晶振动部也可以不是台面型而形成平面状。
权利要求
1.一种AT切割的水晶振动片，将长边方向规定为X轴、将厚度方向规定为Y’轴、将短边方向规定为V轴，其特征在于，具备利用电压的施加而振动的水晶振动部；以包围上述水晶振动部的方式形成的框部；以及形成在上述水晶振动部与上述框部之间且在上述Y’轴方向贯通的贯通槽；上述贯通槽包括形成在向上述X轴方向延伸的上述水晶振动部的+Z’轴方向上的第一贯通槽和形成在-V轴方向上的第二贯通槽，上述第一贯通槽与上述第二贯通槽的Z’轴方向的宽度不同。
2.根据权利要求I所述的AT切割的水晶振动片，其特征在于，上述第一贯通槽的V轴方向的宽度比上述第二贯通槽的V轴方向的宽度小。
3.—种AT切割的水晶振动片，将短边方向规定为X轴、将厚度方向规定为Y’轴、将长边方向规定为V轴，其特征在于，具备利用电压的施加而振动的水晶振动部；以包围上述水晶振动部的方式形成的框部；以及形成在上述水晶振动部与上述框部之间且在上述Y’轴方向贯通的贯通槽；上述贯通槽包括形成在向上述X轴方向延伸的上述水晶振动部的+Z’轴方向上的第一贯通槽和形成在-V轴方向上的第二贯通槽，上述第一贯通槽与上述第二贯通槽的Z’轴方向的宽度不同。
4.根据权利要求3所述的AT切割的水晶振动片，其特征在于，上述第一贯通槽的V轴方向的宽度比上述第二贯通槽的V轴方向的宽度小。
5.根据权利要求I至4的任意一项所述的AT切割的水晶振动片，其特征在于，上述框部在Y’轴方向上形成得比水晶振动部还厚。
6.根据权利要求I至5的任意一项所述的AT切割的水晶振动片，其特征在于，上述水晶振动部是中心的Y’轴方向的厚度比外周的Y’轴方向的厚度还厚的台面型。
7.根据权利要求I至6的任意一项所述的AT切割的水晶振动片，其特征在于，与上述水晶振动部的上述贯通槽面对面的+Z’轴侧的侧面与-V轴侧的侧面形成平面状。
8.一种水晶装置，其特征在于，具备权利要求I至7的任意一项所记载的上述AT切割的水晶振动片；与上述AT切割的水晶振动片的上述+Y’轴方向的面接合的第一板；以及与上述AT切割的水晶振动片的上述-Y’轴方向的面接合的第二板。
9.一种AT切割的水晶振动片的制造方法，该AT切割的水晶振动片将长边方向规定为 X轴、将厚度方向规定为Y’轴、将短边方向规定为V轴，并且具有利用电压的施加而振动的水晶振动部；以包围上述水晶振动部的方式形成的框部；以及形成在上述水晶振动部与上述框部之间且在上述Y’轴方向贯通的贯通槽；其特征在于，具备准备形成有多个上述AT切割的水晶振动片的被AT切割的水晶晶片的工序；使用包括形成在向上述X轴方向延伸的上述水晶振动部的+Z’轴方向上的第一蚀刻区域和形成在-Z轴方向且Z’轴方向的宽度与上述第一蚀刻区域不同的第二蚀刻区域的掩膜，对与上述贯通槽所对应的区域进行曝光的曝光工序；以及对与在上述曝光工序中曝光的上述贯通槽对应的区域进行蚀刻的第一蚀刻工序。
10.一种AT切割的水晶振动片的制造方法，该AT切割的水晶振动片将短边方向规定为 X轴、将厚度方向规定为Y’轴、将长边方向规定为V轴，并且具有利用电压的施加而振动的水晶振动部；以包围上述水晶振动部的方式形成的框部；以及形成在上述水晶振动部与上述框部之间且在上述Y’轴方向贯通的贯通槽；其特征在于，具备准备形成有多个上述AT切割的水晶振动片的被AT切割的水晶晶片的工序；使用包括形成在向上述X轴方向延伸的上述水晶振动部的+Z’轴方向上的第一蚀刻区域和形成在-Z轴方向且Z’轴方向的宽度与上述第一蚀刻区域不同的第二蚀刻区域的掩膜，对与上述贯通槽所对应的区域进行曝光的曝光工序；以及对与在上述曝光工序中曝光的上述贯通槽对应的区域进行蚀刻的第一蚀刻工序。
11.根据权利要求9或10所述的AT切割的水晶振动片的制造方法，其特征在于，具备在准备上述水晶晶片的工序之后，以上述水晶振动部的Y’轴方向的厚度形成得比上述框部的Y’轴方向的厚度薄的方式对上述水晶晶片进行蚀刻的第二蚀刻工序。
12.根据权利要求9或10所述的AT切割的水晶振动片的制造方法，其特征在于，包括在准备上述水晶晶片的工序之后，将上述水晶晶片的上述水晶振动部蚀刻成中心的Y’轴方向的厚度比外周的Y’轴方向的厚度还厚的台面型的第三蚀刻工序。
13.根据权利要求9或10所述的AT切割的水晶振动片的制造方法，其特征在于，具备 在准备上述水晶晶片的工序之后，以上述水晶振动部的Y’轴方向的厚度形成得比上述框部的Y’轴方向的厚度薄的方式对上述水晶晶片进行蚀刻的第二蚀刻工序；以及在上述第二蚀刻工序之后，在上述第一蚀刻工序之前，将上述水晶晶片的上述水晶振动部蚀刻成中心的Y’轴方向的厚度比外周的Y’轴方向的厚度还厚的台面型的第三蚀刻工序。
全文摘要
本发明提供以振动部变宽的方式形成贯通槽的AT切割的水晶振动片、水晶装置及水晶振动片的制造方法。AT切割的水晶振动片(110)，将长边方向规定为X轴、将厚度方向规定为Y’轴、将短边方向规定为Z’轴，具备利用电压的施加而振动的水晶振动部(111)；以包围水晶振动部的方式形成的框部(112)；以及形成在水晶振动部与框部之间且在Y’轴方向贯通的贯通槽(113)；并且贯通槽包括形成在向X轴方向延伸的水晶振动部的+Z’轴方向上的第一贯通槽(113a)和形成在-Z’轴方向上的第二贯通槽(113b)，第一贯通槽与第二贯通槽的Z’轴方向的宽度不同。
文档编号H03H3/02GK102594281SQ20111042516
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年1月5日
发明者原田雅和, 森田邦夫, 水泽周一, 高桥岳宽 申请人:日本电波工业株式会社