专利名称：压电振动片的制造方法、压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟的制作方法
技术领域：
本发明涉及压电振动片的制造方法、压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟。
背景技术：
例如，在便携电话或便携信息終端中，往往使用利用水晶(石英)等作为时刻源或 控制信号等的定时源、參考信号源等的压电振动器。作为这种压电振动器，有在形成有空腔的封装件内气密密封音叉型压电振动片的部件。压电振动片包括压电板，其具有沿长度方向延伸并在宽度方向上并列配置的一对振动臂部和连结两振动臂部的基端侧的基部；ー对激振电极，形成在各振动臂部上；以及装配电极，形成在基部并与ー对激振电极分别电连接。而且，构成为通过从外部向各激振电极施加电压，使两振动臂部以基端侧为起点沿接近、分离的方向上以既定的谐振频率振动(摆动)。作为在上述的压电板形成各电极(激振电极、装配电极等)的方法，众所周知如下方法。首先，在形成压电板的圆片(wafer)，利用溅镀等来成膜金属膜。接着，在金属膜上涂敷抗蚀剂材料形成光刻胶膜。其后，利用光刻技术对光刻胶膜进行构图，形成用于形成各电极的掩模。最后，隔着掩模蚀刻金属膜，从而构图金属膜而形成各电极。然而,在用喷涂(spray coating)法进行抗蚀剂材料的涂敷时,例如可考虑用喷雾器向圆片喷雾抗蚀剂材料。但是，在用喷涂法涂敷抗蚀剂材料时，因抗蚀剂材料的表面张カ而在压电板的角部无法充分涂敷抗蚀剂材料，出现光刻胶膜薄或者未形成光刻胶膜的区域。在该区域中，形成电极时的掩模变得不充分，有可能在形成蚀刻金属膜时压电板的角部的金属膜会被蚀亥1J。其结果，存在角部中电极断线、Cl (晶体阻抗crystal Impedance)值劣化的问题。于是，例如在专利文献I中，记载了通过在压电板的边缘部形成台阶部，来易于对边缘部的金属膜上涂敷抗蚀剂材料的构成。专利文献I :日本特开2007-295555号公报但是，上述的专利文献I的构成，存在这样的问题由于需要在形成压电板的外形之后，其它エ序中形成台阶部，所以导致制造エ时增加、制造效率下降。 此外，存在的问题是现有的压电振动片外形改变，从而振动特性变动。
发明内容
于是，本发明鉴于上述问题而构思，提供不仅抑制制造エ时的増加、制造效率的下降、及振动特性的变动，而且能均匀地在压电板上形成覆膜图案的压电振动片的制造方法、压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟。
为了解决上述课题，本发明提供以下方案。本发明的压电振动片的制造方法，其中包括掩模形成エ序，对形成在压电板上的覆膜涂敷掩模材料，从而在所述覆膜上形成掩模；掩模图案形成エ序，对所述掩模进行构图而形成掩模图案；以及覆膜图案形成エ序，除去所述掩模图案的形成区域以外的区域的所述覆膜，形成覆膜图案，其特征在干，利用掩模形成装置进行所述掩模形成エ序，该掩模形成装置具有喷雾器，向所述覆膜产生气流而喷雾所述掩模材料；以及通气单元，使所述气流向相对所述压电板而言与所述喷雾器相反的ー侧流通。 依据该构成，使喷雾器产生的气流向相对压电板而言与喷雾器相反的ー侧流通，从而能够提高压电板的厚度方向上的通气性。即，喷雾器产生的气流通过压电板，由此涂敷在覆膜上的掩模材料容易干。在这种情况下，掩模材料会沉积到干燥后的掩模材料上，因此能够减少压电板的角部上的掩模材料的表面张力，变得容易将掩模材料涂敷到压电板的角部。因此，在压电板的整个面上，能够均匀地形成掩模。由此，能够在覆膜图案的形成区域均匀地形成掩模图案，因此在覆膜图案形成エ序中，覆膜图案的形成区域不会被除去。其结果，能在压电板上均匀地形成覆膜图案。这时，利用通气单元，使气流仅向相对压电板而言与喷雾器相反的ー侧流通，因此能够抑制制造エ时的增加、制造效率的下降。此外，也不会变更压电板的外形，因此振动特性也不会变动。此外，本发明的特征在于在所述掩模形成エ序中，以在相对所述压电板而言与所述喷雾器相反的ー侧配置的エ件托盘上设置(set)所述压电板的状态，进行所述喷雾器的喷雾，所述通气单元是配置在所述压电板与所述エ件托盘(stage)之间的间隔部(spacer)。依据该构成，在通过压电板的气流到达エ件托盘之后，通过间隔部而在压电板与エ件托盘之间所形成的间隙流通。由此，能可靠地提高压电板的厚度方向上的通气性。此外，本发明的特征在于在所述掩模形成エ序中，以在相对所述压电板而言与所述喷雾器相反的ー侧配置的エ件托盘上设置所述压电板的状态，进行所述喷雾器的喷雾，所述通气单元是在所述エ件托盘中以与所述压电板在厚度方向上不重叠的方式形成的通气孔。依据该构成，在通过压电板的气流到达エ件托盘之后，经过通气孔而通过エ件托盘。由此，能够可靠地提高压电板的厚度方向上的通气性。此外，本发明的特征在于所述覆膜是形成在所述压电板的成为电极的具有导电性的金属膜，所述掩模材料是形成所述电极时成为掩模的抗蚀剂材料。依据该构成，在覆膜图案形成エ序中，不会除去电极的形成区域，因此能够在压电板上均匀地形成的电极。由此，能够提供附上电极的断线、无导通不良且Cl值低的高质量的压电振动片。此外，本发明的压电振动片，其特征在于，利用上述本发明的压电振动片的制造方法来制造。依据该构成，由于利用上述本发明的压电振动片的制造方法来制造，所以能够提供高质量的压电振动片。此外，本发明的压电振动器，其特征在于，上述本发明的压电振动片被气密密封到封装件而成。
依据该构成，由于上述本发明的压电振动片被气密密封到封装件，所以能够提供特性及可靠性优异的高质量的压电振动器。此外，本发明的振荡器，其特征在于，上述本发明的压电振动器作为振子而与集成电路电连接。此外，本发明的电子设备，其特征在于，上述本发明的压电振动器与计时部电连接。 此外，本发明的电波钟，其特征在于，上述本发明的压电振动器与滤波部电连接。在本发明的振荡器、电子设备及电波钟中，能够提供特性及可靠性优异的高质量的振荡器、电子设备及电波钟。(发明效果)依据本发明的压电振动片的制造方法及压电振动片，不仅能抑制制造工时的增力口、制造效率的下降、及振动特性的变动，而且能在压电板上均匀地形成覆膜图案。依据本发明的压电振动器，能够提供特性及可靠性优异的高质量的压电振动器。在本发明的振荡器、电子设备及电波钟中，能够提供特性及可靠性优异的高质量的振荡器、电子设备及电波钟。
图I是示出本发明实施方式的压电振动器的外观立体图。图2是图I所示的压电振动器的内部结构图，并且是拆下盖基板的状态的平面图。图3是沿图2的A-A线的剖视图。图4是图I所示的压电振动器的分解立体图。图5是压电振动片的平面图。图6是压电振动片的仰视图。图7是沿图5的B-B线的剖视图。图8是示出压电振动器的制造方法的流程图。图9是示出压电振动片的制造方法的流程图。图10是圆片接合体的分解立体图。图11是圆片的平面图，并且是示出以压电板的外形形状构图外形图案的状态的图。图12是圆片的平面图，并且是示出以压电板的外形形状构图圆片的状态的图。图13是用于说明光刻胶膜形成工序的图，并且是圆片的平面图。图14是用于说明光刻胶膜形成工序的图，并且是相当于图12的C-C线的剖视图。图15是本发明实施方式中的振荡器的概略结构图。图16是本发明实施方式中的便携信息设备的概略结构图。图17是本发明实施方式中的电波钟的概略结构图。
具体实施例方式以下，基于
本发明的实施方式。
(压电振动器)
图I是从盖基板侧观察本实施方式中的压电振动器的外观立体图。此外图2是压电振动器的内部结构图，并且是在拆下盖基板的状态下从上方观察压电振动片的图。此外，图3是沿着图2所示的A-A线的压电振动器的剖视图，图4是压电振动器的分解立体图。如图I 图4所示，本实施方式的压电振动器I是这样的表面安装型的压电振动器，即具有基底基板2和盖基板3通过接合材料35阳极接合的箱状的封装件5，在该封装件5内部的空腔C内密封有压电振动片4。此外，在图4中为了方便图示而省略了后述的激振电极15、引出电极19、20、装配电极16、17及重锤金属膜21的图示。图5是构成压电振动器I的压电振动片4的俯视图，图6是压电振动片4的仰视图，图7是沿着图5的B-B线的剖视图。如图5 7所示，压电振动片4在被施加既定电压时振动，具备由水晶、钽酸锂或铌酸锂等的压电材料形成的音叉型压电板24。该压电板24具有平行配置的一对振动臂部10、11以及将该一对振动臂部10、11的基端侧固定成一体的基部12。此外,在压电板24的外表面上,设有使一对振动臂部10、11振动的由第一激振电极13及第二激振电极14构成的激振电极15 ；以及与第一激振电极13和第二激振电极14电连接的装配电极16、17。 此外，在压电板24形成有槽部18，该槽部18在一对振动臂部10、11的两主面上沿着振动臂部10、11的长度方向分别形成。该槽部18形成在从振动臂部10、11的基端侧到大致中间附近的之间。由第一激振电极13、第二激振电极14构成的激振电极15，是使一对振动臂部10、11沿彼此接近或分离的方向上以既定的频率的电极，在一对振动臂部10、11的外表面上，分别以电性切断的状态构图而形成。具体而言，在一个振动臂部10的槽部18上和另一振动臂部11的两侧面上，主要形成第一激振电极13。此外，在一个振动臂部10的两侧面上和另一振动臂部11的槽部18上主要形成第二激振电极14。而且，在基部12的两主面上，第一激振电极13及第二激振电极14分别经由引出电极19、20而与装配电极16、17电连接。压电振动片4经由该装配电极16、17而被施加电压。此外，在一对振动臂部10、11的外表面上被覆盖重锤金属膜21，用于进行频率调整，以使自身的振动状态在既定的频率范围内振动。该重锤金属膜21例如用银(Ag)或金(Au)形成，被分为在粗调频率时使用的粗调膜21a和在微调时使用的微调膜21b。利用这些粗调膜21a及微调膜21b的重量来进行频率调整，从而能够使一对振动臂部10、11的频率落在器件的目标频率的范围内。这样构成的压电振动片4，如图3、图4所示，利用金等的凸点(bump)B，凸点接合至基底基板2的上表面。更具体而言，一对装配电极16、17以分别接触的状态凸点接合到被构图在基底基板2的上表面的后述的迂回电极36、37上所形成的2个凸点B上。由此，压电振动片4以从基底基板2的上表面浮起状态被支撑，并且成为与装配电极16、17和迂回电极36、37分别电连接的状态。如图I、图3、图4所示，盖基板3是用玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板，且形成为板状。在接合基底基板2的接合面侧，形成有收纳压电振动片4的矩形状的凹部3a。该凹部3a是在叠合两基板2、3时成为收容压电振动片4的空腔C的空腔用凹部。在盖基板3的整个下表面，形成有阳极接合用的接合材料35。具体而言，接合材料35形成在与基底基板2的接合面及凹部3a的整个内表面。本实施方式的接合材料35由Si膜形成，但也可以用Al形成接合材料35。此外作为接合材料，能够采用通过掺杂等来低电阻化的Si块材。再者，以使凹部3a与基底基板2侧对向的状态下，将接合材料35和基底基板2阳极接合，从而空腔C被气密密封。如图I 图4所示，基底基板2与盖基板3同样，是用玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板，以能与盖基板3叠合的大小形成为板状。在该基底基板2形成有贯通基底基板2的一对贯通孔30、31。这时，一对贯通孔30、31形成为被收纳于空腔C内。更详细说明，则本实施方式的贯通孔30、31中，一个贯通孔30形成在与所装配的压电振动片4的基部12 —侧对应的位置。此外，另一贯通孔31形成在与振动臂部10、11的前端侧对应的位置。此外，这些贯通孔30、31形成为截面锥状，其直径从基底基板2的下表面朝着上表面而逐渐缩小。此外，在本实施方式中，就各贯通孔30、31形成为截面锥状的情况进行了说明，但并不限于此，也可以是笔直地贯通基底基板2的贯通孔。总之，贯通基底基板2即可。再者，在这些一对贯通孔30、31上，形成有以填埋各贯通孔30、31的方式形成的一对贯通电极32、33。如图3所示，这些贯通电极32、33由通过烧成而对贯通孔30、31固定成一体的筒体6以及芯材部7形成。各贯通电极32、33起以下作用完全堵塞贯通孔30、31而维持空腔C内的气密，并且使后述的外部电极38、39与迂回电极36、37导通。筒体6是膏状的玻璃料烧成而成。筒体6形成为两端平坦、且厚度与基底基板2大致相同的圆筒状。而且，在筒体6的中心，以贯通筒体6的方式配置有芯材部7。此外，在本实施方式中对照贯通孔30、31的形状，筒体6的外形形成为圆锥状(截面为锥状)。而且，该筒体6以埋入贯通孔30、31内的状态烧成，从而牢固地固接到这些贯通孔30、31。芯材部7是用金属材料形成为圆柱状的导电性的芯材，与筒体6同样地，形成为两端平坦、且厚度与基底基板2的厚度大致相同。此外，如图3所示，在贯通电极32、33形成为完成品的情况下，芯材部7形成为厚度与基底基板2的厚度大致相同。但是，在制造过程中，采用芯材部7的长度被设定为比制造过程当初的基底基板2的厚度短O. 02mm的长度的芯材部。然后，该芯材部7位于筒体6的中心孔6c，通过筒体6的烧成而对筒体6牢固地固接。此外，贯通电极32、33使导电性的芯材部7穿过，从而确保电导通性。如图I 4所示，在基底基板2的上表面侧(接合盖基板3的接合面一侧)，用导电性材料(例如，侣)构图有一对迂回电极36、37。一对迂回电极36、37被构图成为将一对贯通电极32、33中一个贯通电极32与压电振动片4的一个装配电极16电 连接，并且将另一贯通电极33与压电振动片4的另一装配电极17电连接。更详细地说明，则一个迂回电极36以位于压电振动片4的基部12的正下方的方式形成在一个贯通电极32的正上方。此外，另一迂回电极37被形成为从邻接一个迂回电极36的位置沿着振动臂部10、11迂回到这些振动臂部10、11的前端侧后，位于另一贯通电极33的正上方。
再者，在这些一对迂回电极36、37上分别形成有凸点B，利用该凸点B装配压电振动片4。由此，压电振动片4的一个装配电极16经由一个迂回电极36而与一个贯通电极32导通。此外，另一装配电极17经由另一迂回电极37而与另一贯通电极33导通。如图I、图3、图4所示，在基底基板2的下表面，形成有对于一对贯通电极32、33分别电连接的外部电极38、39。即，一个外部电极38经由一个贯通电极32和一个迂回电极36而与压电振动片4的第一激振电极13电连接。此外，另一外部电极39经由另一贯通电极33和另一迂回电极37而与压电振动片4的第二激振电极14电连接。在使这样构成的压电振动器I动作的情况下，对形成在基底基板2的外部电极38、39，施加既定的驱动电压。由此，电流能流过压电振动片4的由第一激振电极13及第二激振电极14构成的激振电极15中，并能使一对振动臂部10、11沿接近/分离的方向以既定的频率振动。然后，利用该一对振动臂部10、11的振动，能作为时刻源、控制信号的定时源、 参考信号源等而加以利用。(压电振动器的制造方法)接着，对上述压电振动器I的制造方法进行说明。图8是示出压电振动器的制造方法的流程图，图9是示出压电振动片制作工序的流程图，图10是圆片接合体的分解立体图。如图8、图10所示，在该压电振动器I的制造方法中，对以下制造方法进行说明形成圆片接合体60，其在排列多个基底基板2的基底基板用圆片40和排列多个盖基板3的盖基板用圆片50之间，封入有多个压电振动片4，通过切断圆片接合体60同时制造多个压电振动器I。此外，图10所示的虚线M图示了在切断工序中切断的切断线。本实施方式中的压电振动器I的制造方法，主要包括压电振动片制作工序(S10)、盖基板用圆片制作工序(S20)、基底基板用圆片制作工序(S30)、以及组装工序(S40以下)。其中，压电振动片制作工序(SlO)、盖基板用圆片制作工序(S20)、及基底基板用圆片制作工序(S30)，能并行实施。(压电振动片制作工序)首先，如图8、图9所示，进行压电振动片制作工序(SlO)而制作压电振动片4(参照图5、图6)。具体而言,将未加工的朗伯(Lambert)水晶以既定角度切片而做成固定厚度的圆片S(参照图11)。接着，研磨(lapping)圆片S而进行粗加工后，利用蚀刻除去加工变质层，其后进行抛光(polish)等的镜面加工，做成既定厚度(SllO)。图11是圆片的平面图，并且是示出将外形图案构图成压电板的外形形状的状态的图。接着，如图11所示，形成用于构图多个压电板24的外形形状的外形图案41(S120)。具体而言，在圆片S的两面形成由铬(Cr)等构成的金属膜，仿照一对振动臂部IOUl及基部12的外形形状而对该金属膜进行构图，从而形成外形图案41。此时，以形成在圆片S的多个压电振动片4的数量，成批地进行构图。图12是圆片的平面图，并且是示出以压电板的外形形状构图圆片的状态的图。接着，如图12所示，以构图的外形图案41为掩模，从圆片S的两面分别进行蚀刻加工(S130)。由此，没有被外形图案41掩蔽的区域被有选择地除去。其结果，隔着外形图案41而构图的圆片S被形成为具有一对振动臂部10、11及基部12的多个压电板24的外形。此外，多个压电板24成为通过连结部42而与圆片S连结的状态，直到进行后续进行的切断工序(S180)。此外，为了确保圆片S的刚性，在圆片S设有包括中央部的十字状不形成压电极24的非形成区域N。接着，进行在各压电板24中的一对振动臂部10、11的两主面上形成槽部的槽部形成工序(S140)。具体而言，以使槽部18的形成区域开口的方式将上述的外形图案41再构图。然后，将以被构图的外形图案41为掩模进行蚀刻加工。从而，没有被外形图案41掩蔽的区域被有选择地除去，由此能够 在一对振动臂部10、11的两主面上分别形成槽部18。其后，除去作为掩模的外形图案41。此外，在图11中示出已经形成槽部18后除去外形图案41的状态，为了便于视图，省略了槽部18及外形图案41的记载。(电极形成工序)接着，进行在多个压电板24的外表面上分别形成激振电极13、14，引出电极19、20，以及装配电极16、17的电极形成工序(S150)。具体而言，首先在压电板24的外表面，利用蒸镀法、溅镀法等来成膜具有导电性的金属膜(覆膜)43 (参照图14) (S150A:金属膜形成工序)。图13、图14是用于说明光刻胶膜形成工序的图，其中图13是圆片的平面图，图14是相当于图12的C-C线的剖视图。此外，在图13、图14中，为了便于视图，省略了上述的槽部18的记载。接着，如图13、图14所示，利用光刻胶膜形成装置(掩模形成装置)71 (以下，称为形成装置71)，对形成金属膜43的圆片S形成光刻胶膜(掩模)44 (光刻胶膜形成工序(掩模形成工序)S150B)。以下，首先对形成装置71进行说明。如图14所示，形成装置71具备能设置圆片S的平板状的工件托盘72 ;朝着设置在工件托盘72上的圆片S将抗蚀剂材料喷雾的喷雾器73 ；以及配置在工件托盘72及圆片S间的多个间隔部(通气单元)74。喷雾器73沿着工件托盘72表面的法线方向产生气流，从而将抗蚀剂材料(掩模材料)喷雾，具备朝着工件托盘72表面开口的喷雾喷嘴73a。此外，喷雾器73构成为通过未图示的驱动装置能够沿着工件托盘72表面的面方向移动。此外，喷雾器73也能使用市
售的喷雾器等。各间隔部74被沿着工件托盘72表面的法线方向立设，用其上端面支撑圆片S的一个面(图14中下表面)。因而，在工件托盘72上设置圆片S时，在圆片S与工件托盘72之间会形成相当于间隔部74的厚度分量的间隙K。此外，在工件托盘72上，间隔部74配置在厚度方向上与圆片S的非形成区域N重叠的位置(例如，非形成区域N的中央部及各端部)(参照图12)。此外，在图13中为了使说明易于理解，在压电板24的两侧示出间隔部74。此外，也可在工件托盘72内设置加热器。利用这样构成的形成装置71进行光刻胶膜形成工序(S150B)时，首先在工件托盘72上设置圆片S。具体而言，以使圆片S的一个面抵接到间隔部74的上表面的状态进行设置。这时，设置成使间隔部74与圆片S的非形成区域N在圆片S的厚度方向上重叠，从而抑制圆片S的挠曲，能够稳定地设置圆片S。接着，通过喷涂法来涂敷光刻胶材料。具体而言，利用驱动单元移动喷雾器73的同时，对圆片S将抗蚀剂材料喷雾。由此，抗蚀剂材料涂敷到圆片S的另一面(图14中上表面)及侧面的整个区域。
然而，如以往那样在工件托盘72上直接设置圆片S的状态下涂敷抗蚀剂材料时，喷雾器73产生的气流通过压电板24的振动臂部10、11间、邻接的压电板24间等圆片S的开口部而撞到工件托盘72。这样撞到工件托盘72的气流被反弹，会滞留在圆片S的开口部周边。其结果，特别是在面向圆片S的开口部的部分、压电板24的角部等中抗蚀剂材料难以干燥。因此，因抗蚀剂材料的表面张力而在压电板24的角部中无法充分地涂敷抗蚀剂材料，发生光刻胶膜变薄或没有形成光刻胶膜的区域。此外，从圆片S下落的抗蚀剂材料，会被以横跨圆片S与工件托盘72的状态干燥，有可能圆片S和工件托盘72紧挨在一起。这时，从工件托盘72取下圆片S时，无需从工件托盘72剥离圆片S，因此要担心圆片S会裂开。 因此，在本实施方式中，利用间隔部74，在圆片S与工件托盘72之间形成间隙K，因此能够提高圆片S的厚度方向上的通气性。即，喷雾器73产生的气流、被该气流带起而发生的气流等在光刻胶材料的喷雾时产生的气流(图14中箭头F)通过压电板24的振动臂部10、11间、邻接的压电板24间等圆片S的开口部，到达圆片S的一面侧后，在圆片S与工件托盘72之间的间隙K流通。由此，被涂敷在圆片S上的抗蚀剂材料在涂敷过程中容易干。此时，抗蚀剂材料会依次沉积到干燥的光刻胶材料上，能够减少压电板24的角部上的抗蚀剂材料的表面张力，容易将抗蚀剂材料涂敷到压电板24的角部。此外，圆片S以从工件托盘72浮起的状态被支撑，抗蚀剂材料也不会使圆片S和工件托盘72紧挨在一起。由此，在从工件托盘72取下圆片S时，能够防止圆片S裂开。其后，干燥抗蚀剂材料，从而在压电板24上形成光刻胶膜44。此外，在从圆片S的另一面侧形成光刻胶膜44后，在圆片S的一面侧没有形成光刻胶膜44的情况下，反转圆片S，利用与上述的方法同样的方法，从圆片S的一面侧形成光刻胶膜44。由此，能够在圆片S的整个面形成光刻胶膜44。接着，进行利用光刻技术对上述那样形成的光刻胶膜44进行构图的抗蚀剂图案形成工序(掩模图案形成工序S150C)。具体而言，首先，在光刻胶膜44上设置未图示的光掩模。光掩模例如在激振电极13、14，引出电极19、20，以及装配电极16、17的形成区域以外的区域具有开口部。然后，隔着光掩模向光刻胶膜44照射紫外线。接着，浸溃到显影液中，从而有选择地只除去没有被紫外线曝光的区域(被光掩模覆盖的区域)的光刻胶膜44。由此，能够在金属膜成膜工序(S150A)中形成的金属膜43上，形成未图示的抗蚀剂图案(掩模图案)。在本实施方式中，形成有在与压电振动向4的激振电极13、14、引出电极19、20及装配电极16,17相当的区域残留光刻胶膜44的抗蚀剂图案(未图示)。接着，进行蚀刻工序(覆膜图案形成工序S150D)，即以上述的抗蚀剂图案为掩模对金属膜43进行蚀刻，形成上述的各电极(覆膜图案)13、14、16、17、19、20。具体而言，残留被抗蚀剂图案掩蔽的金属膜43，而选择性除去没有被抗蚀剂图案掩蔽的金属膜43。此时，在本实施方式中，通过上述的光刻胶膜形成工序(S150B)，在压电板24的整个面上均匀地形成光刻胶膜44。因而，在与各电极13、14、16、17、19、20相当的区域，均匀地残留抗蚀剂图案。由此，与各电极13、14、16、17、19、20相当的区域的金属膜43不会被蚀刻，因此能够防止各电极13、14、16、17、19、20的断线。其后，除去抗蚀剂图案(S150E)，结束电极形成工序(S150)，在压电板24的外表面形成激振电极13、14、引出电极19、20及装配电极16、17。在结束电极形成工序(S150)后，在一对振动臂部10、11的前端形成由频率调整用的粗调膜21a及微调膜21b构成的重锤金属膜21 (重锤金属膜形成工序S160)。此外，在本实施方式中，对激振电极13、14、引出电极19、20、装配电极16、17、和重锤金属膜21分别用另外工序形成的情况进行了说明，但上述各电极及重锤金属膜21用同一工序统一形成也可。接着，对形成在圆片的所有振动臂部10、11进行粗调频率的粗调工序(S170)。这是，通过向重锤金属膜21的粗调膜21a照射激光使一部分蒸发，从而改变重量来进行。具体而言，首先，汇集地测定形成在圆片的所有振动臂部10、11的频率，根据所测定的频率与预定的目标频率之差，计算修整量。其后，基于修整量的计算结果，向重锤金属膜21的粗调膜21a的前端照射激光，除去粗调膜21a (修整)。此外，关于将谐振频率更高精度地调整的 微调，在装配压电振动片4后进行。在结束粗调工序(S170)后，最后进行切断连结圆片S和压电板24的连结部42，从圆片S切断多个压电板24而小片化的切断工序(S180)。由此，能够从I个圆片S —次性制造多个音叉型的压电振动片4。在该时刻，结束压电振动片4的制造工序，能够得到图5所示的压电振动片4。(盖基板用圆片作成工序)接着，如图8、图10所示，进行将后续成为盖基板3的盖基板用圆片50制作到即将进行阳极接合之前的状态的盖基板用圆片制作工序(S20)。具体而言，形成圆板状的盖基板用圆片50(S21)，即将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度并清洗后，利用蚀刻等来除去最表面的加工变质层。其次，进行利用蚀刻等在盖基板用圆片50的背面50a(图6的下表面)行列方向形成多个空腔C用的凹部3a的凹部形成工序(S22)。接着，为了确保在与后述的基底基板用圆片40之间的气密性，进行至少将成为与基底基板用圆片40的接合面的盖基板用圆片50的背面50a侧进行研磨的研磨工序(S23)，对背面50a进行镜面加工。接着，进行对盖基板用圆片50的整个背面50a(与基底基板用圆片40的接合面及凹部3a的内表面)形成接合材料35的接合材料形成工序(S24)。如此，通过在盖基板用圆片50的整个背面50a形成接合材料35，将不需要接合材料35的构图，能够减少制造成本。此外，接合材料35的形成，能通过溅镀、CVD等成膜方法来进行。此外，在接合材料形成工序(S24)之前研磨接合面，因此确保接合材料35的表面的平面度，能实现与基底基板用圆片40的稳定的接合。由此，结束盖基板用圆片作成工序(S20)。(基底基板用圆片作成工序)接着，在与上述的工序同时或如后的定时，进行将后续成为基底基板2的基底基板用圆片40制作到即将进行阳极接合之前的状态的基底基板用圆片制作工序(S30)。首先，形成圆板状的基底基板用圆片40(S31)，即将碱石灰玻璃研磨加工到既定厚度并加以清洗后，利用蚀刻等来除去最表面的加工变质层。接着，通过例如压力加工等，对基底基板用圆片进行形成多个用于配置一对贯通电极32、33的贯通孔30、31的贯通孔形成工序(S32)。具体而言，在通过压力加工等从基底基板用圆片40的背面40b形成凹部之后,至少从基底基板用圆片40的表面40a侧研磨,从而使凹部贯通，能够形成贯通孔30、31。接着，进行在由贯通孔形成工序(S32)形成的贯通孔30、31内形成贯通电极32、33的贯通电极形成工序(S33)。由此，在贯通孔30、31内，芯材部7以与基底基板用圆片40的两面40a、40b共面的状态被保持。通过以上工序,能够形成贯通电极32、33。接着，进行在基底基板用圆片40的表面40a形成由导电性膜构成的迂回电极36、37的迂回电极形成工序(S34)。这样，结束基底基板用圆片制作工序(S30)。(组装工序)接着，在由基底基板用圆片作成工序(S30)作成的基底基板用圆片40的各迂回电极36、37上，分别通过金等的凸点B装配由压电振动片作成工序(SlO)作成的压电振动片4 (装配工序S40)。然后，进行将由上述的各圆片40、50的作成工序作成的基底基板用圆片40及盖基板用圆片50叠合的叠合工序(叠合工序S50)。具体而言，以未图示的基准标记等为指标，并且将两圆片40、50对准到正确的位置。从而，被装配的压电振动片4成为被收纳在由形成在盖基板用圆片50的凹部3a与基底基板用圆片40包围的空腔C内的状态。在置合工序后，进行接合工序(S60),即将置合后的2个圆片40、50放入未图不的阳极接合装置，以用未图示的保持机构夹持圆片的外周部分的状态，在既定的温度气氛中施加既定电压而进行阳极接合。具体而言，向接合材料35与盖基板用圆片50之间施加既定电压。这样，在接合材料35与盖基板用圆片50的界面产生电化学反应，使两者分别牢固地密合而阳极接合。由此，能够将压电振动片4密封到空腔C内，并能得到基底基板用圆片40和盖基板用圆片50相接合的圆片接合体60。而且，与用粘接剂等来接合两圆片40、50的情况相比，通过如本实施方式那样将两圆片40、50彼此阳极接合，能够防止因随时间劣化、碰撞等而产生偏差、圆片接合体60翘曲等，并能将两圆片40、50更加牢固地接合。而且，在结束上述的阳极接合之后，进行在基底基板用圆片40的背面40b对导电性材料进行构图而形成多个与一对贯通电极32、33分别电连接的一对外部电极38、39的外部电极形成工序(S70)。通过该工序，利用外部电极38、39能够使被密封于空腔C内的压电振动片4动作。接着，如图8所示，利用未图示的修整装置进行将密封在封装件5内的各个压电振动片4的频率微整而收敛在目标频率的范围内的微调工序(S80)。具体而言，向外部电极38,39施加电压而使压电振动片4振动。然后，边测量频率边通过盖基板用圆片50从外部照射激光，使重锤金属膜21的微调膜21b蒸发。由此，一对振动臂部10、11的前端侧的重量发生变化，因此能够将压电振动片4的频率微调到落在标称频率的既定范围内。在微调工序(S80)结束后，进行沿着切断线M切断所接合的圆片接合体60而小片化的小片化工序(S90)。 接着，进行小片化后的压电振动器I的内部的电特性检查(S100)。在电特性检查(S100)中，测量并检查压电振动片4的频率、电阻值、驱动电平特性(频率及电阻值的激振电力依赖性)等。此外，将绝缘电阻特性、落下压电振动器I而进行的碰撞特性等一并检查。然后，进行压电振动器I的外观检查，进行尺寸、质量等的最终检查。由此结束压电振动器I的制造。
如此，在本实施方式中，构成为在光刻胶膜形成工序(S150B)中，隔着间隔部74将圆片S置于工件托盘72上，以此状态下，涂敷抗蚀剂材料。依据该构成，在圆片S与工件托盘72之间形成间隙K，从而能够提高圆片S的厚度方向上的通气性。即，如上述那样在抗蚀剂材料喷雾时产生的气流通过圆片S的开口部，在圆片S与工件托盘72之间的间隙K中流通，从而被涂敷到圆片S上的抗蚀剂材料容易在涂敷过程中干。在此情况下，向干燥后的光刻胶材料上沉积抗蚀剂材料，因此能够抗蚀剂材料在减少压电板24的角部中的表面张力，使抗蚀剂材料易于涂敷到压电板24的角部。因而能够在压电板24的整个面上均匀地形成光刻胶膜44。由此，能够在与各电极13、14、16、17、19、20相当的区域，均匀地形成抗蚀剂图案，因此在蚀刻工序(S150D)中，与各电极13、14、16、17、19、20相当的区域的金属膜43不会被蚀刻。其结果，防止各电极13、14、16、17、19、20的断线，能够提供无导通不良且Cl值低的高质量的压电振动片4。这时，仅使间隔部74介于圆片S和工件托盘72之间，因此能够抑制制造工时的增加及制造效率的下降。此外，由于也不变更压电板24的外形，所以振动特性也不会变动。而且，一边干燥抗蚀剂材料一边进行涂敷，因此无需使用送风机等个别的干燥单元，能够抑制制造成本的增加。然后，依据本实施方式的压电振动器1，由于上述压电振动片4被气密密封在封装件5中，所以能够提供特性及可靠性优异的高质量的压电振动器I。(振荡器)接着，参照图15，对本发明的振荡器的一个实施方式进行说明。本实施方式的振荡器100如图15所示，将压电振动器I构成为电连接至集成电路101的振子。该振荡器100具备安装了电容器等的电子部件102的基板103。在基板103安装有振荡器用的上述集成电路101，在该集成电路101的附近安装有压电振动器I的压电振动片4。这些电子部件102、集成电路101及压电振动器I通过未图示的布线图案分别电连接。此外，各构成部件通过未图示的树脂来模制(mould)。在这样构成的振荡器100中，对压电振动器I施加电压时，该压电振动器I内的压电振动片4振动。通过压电振动片4所具有的压电特性，将该振动转换为电信号，以电信号方式输入至集成电路101。通过集成电路101对输入的电信号进行各种处理，以频率信号的方式输出。从而，压电振动器I作为振子起作用。此外，根据需求有选择地设定集成电路101的结构，例如RTC(实时时钟)模块等，除了钟表用单功能振荡器等之外，还能够附加控制该设备或外部设备的工作日期或时刻或者提供时刻、日历等的功能。如上所述，依据本实施方式的振荡器100，由于具备上述的压电振动器1，能够提供特性及可靠性优异的高质量的振荡器100。而且，除此之外，能够得到长期稳定的高精度的频率信号。(电子设备)
接着，参照图16，就本发明的电子设备的一个实施方式进行说明。此外作为电子设备，举例说明了具有上述压电振动器I的便携信息设备110。最初本实施方式的便携信息设备110以例如便携电话为代表，发展并改良现有技术中的手表。外观类似于手表，在相当于表盘的部分配有液晶显示器，能够在该画面上显示当前的时刻等。此外，在作为通信机而利用的情况下，从手腕取下，通过内置于表带的内侧部分的扬声器和麦克风而能够进行与现有技术的便携电话相同的通信。然而，与现有的便携电话相比较，明显小型化且轻型化。(便携信息设备)
下面，对本实施方式的便携信息设备110的结构进行说明。如图16所示，该便携信息设备110具备压电振动器I和供电用的电源部111。电源部111例如由锂二次电池构成。进行各种控制的控制部112、进行时刻等的计数的计时部113、与外部进行通信的通信部114、显示各种信息的显示部115、和检测各功能部的电压的电压检测部116与该电源部111并联连接。而且，通过电源部111来对各功能部供电。控制部112控制各功能部，进行声音数据的发送及接收、当前时刻的测量、显示等的整个系统的动作控制。此外，控制部112具备预先写入程序的ROM、读取写入到该ROM的程序并执行的CPU、和作为该CPU的工作区使用的RAM等。计时部113具备压电振动器I和内置了振荡电路、寄存器电路、计数器电路及接口电路等的集成电路。对压电振动器I施加电压时压电振动片4振动，通过水晶所具有的压电特性，该振动转换为电信号，以电信号的方式输入到振荡电路。振荡电路的输出被二值化，通过寄存器电路和计数器电路来计数。然后，通过接口电路，与控制部112进行信号的发送与接收，在显示部115显示当前时刻或当前日期或者日历信息等。通信部114具有与现有的便携电话相同的功能，具备无线电部117、声音处理部118、切换部119、放大部120、声音输入输出部121、电话号码输入部122、来电音发生部123及呼叫控制存储器部124。通过天线125，无线电部117与基站进行收发声音数据等各种数据的交换。声音处理部118对从无线电部117或放大部120输入的声音信号进行编码及解码。放大部120将从声音处理部118或声音输入输出部121输入的信号放大到既定电平。声音输入输出部121由扬声器或麦克风等构成,扩大来电音或受话声音，或者将声音集音。此外，来电音发生部123响应来自基站的呼叫而生成来电音。切换部119仅在来电时，通过将连接在声音处理部118的放大部120切换到来电音发生部123，在来电音发生部123中生成的来电音经由放大部120输出至声音输入输出部121。此外，呼叫控制存储器部124存放与通信的呼叫及来电控制相关的程序。此外，电话号码输入部122具备例如O至9的号码键及其它键，通过按压这些号码键等，输入通话目的地的电话号码等。电压检测部116在通过电源部111对控制部112等的各功能部施加的电压小于既定值时，检测其电压降后通知控制部112。这时的既定电压值是作为使通信部114稳定动作所需的最低限的电压而预先设定的值，例如，3V左右。从电压检测部116收到电压降的通知的控制部112禁止无线电部117、声音处理部118、切换部119及来电音发生部123的动作。特别是，停止耗电较大的无线电部117的动作是必需的。而且，显示部115显示通信部114由于电池余量的不足而不能使用的提示。
S卩，能够由电压检测部116和控制部112禁止通信部114的动作并在显示部115显示该提示。该显示可以是文字消息，但作为更直观的显示，也可以在显示于显示部115的显示面的上部的电话图标打“ X (叉)”标记。此外，通过具备能够有选择地截断与通信部114的功能相关的部分的电源的电源截断部126，能够更加可靠地停止通信部114的功能。如上所述，依据本实施方式的便携信息设备110，由于具备上述的压电振动器1，能够提供特性及可靠性优异的高质量的便携信息设备110。而且，除此以外，能够显示长期稳定的高精度的时钟信息。(电波钟)接着，参照图17，就本发明的电波钟的一个实施方式进行说明。如图17所示，本实施方式的电波钟130具备电连接到滤波部131的压电振动器1，是接收包含时钟信息的标准电波，并具有自动修正为正确的时刻并加以显示的功能的钟表。在日本国内，在福岛县(40kHz)和佐贺县(60kHz)有发送标准电波的发送站(发送局)，分别发送标准电波。40kHz或60kHz这样的长波兼有沿地表传播的性质和在电离层和地表一边反射一边传播的性质，因此其传播范围宽，且由上述的两个发送站覆盖整个日本国内。以下，对电波钟130的功能性结构进行详细说明。天线132接收40kHz或60kHz长波的标准电波。长波的标准电波将被称为定时码的时刻信息AM调制为40kHz或60kHz的载波。所接收的长波的标准电波由放大器133放大，由具有多个压电振动器I的滤波部131滤波并调谐。本实施方式中的压电振动器I分别具备与上述载波频率相同的40kHz及60kHz的谐振频率的水晶振动器部138、139。而且，滤波后的既定频率的信号通过检波、整流电路134来检波并解调。接着，经由波形整形电路135而抽出定时码，由CPU136计数。在CPU136中，读取当前的年、累积日、星期、时刻等的信息。被读取的信息反映于RTC137，显示出正确的时刻信息。由于载波为40kHz或60kHz，所以水晶振动器部138、139优选具有上述的音叉型结构的振动器。此外，虽然上述的说明由日本国内的示例表示，但长波的标准电波的频率在海外是不同的。例如，在德国使用77.5KHZ的标准电波。所以，在将即使在海外也能够对应的电波钟130装入便携设备的情况下，还需要与日本的情况不同的频率的压电振动器I。如上所述，依据本实施方式的电波钟130，具备上述的压电振动器1，因此能够提供特性及可靠性优异的高质量的电波钟130。而且，除此之外，能够长期稳定且高精度地对时刻进行计数。此外，本发明的技术范围并不局限于上述实施的方式，在不超出本发明的宗旨的范围内可做各种变更。例如，在上述的实施方式中，采用了在圆片S与工件托盘72之间隔着间隔部74，提高通气性的构成，但并不限于此，也可为在工件托盘72形成通气孔(通气单元)的构成。此时，通气孔最好形成在从圆片S的厚度方向观察时不与压电板24、连结部42、非形成区域N重叠的位置。此外，在上述的实施方式中，对在平板状的工件托盘72逐个设置圆片S而形成光刻胶膜44的情况进行了说明，但并不限于此，也可采用能绕旋转轴旋转的角柱形状的工件托盘。具体而言，在工件托盘的各侧面设置多个圆片S，朝着旋转的工件托盘的侧面将抗蚀剂材料喷雾。依据该构成，能够对多个圆片S成批地形成光刻胶膜44。此外，在上述的实施方式中，对沿着工件托盘72表面的法线方向将光刻胶材喷雾的情况进行了说明，但也可从相对工件托盘72表面的法线方向倾斜的方向将抗蚀剂材料喷雾。此外，在上述的实施方式中，举音叉型的压电振动片为例说明了本发明，但并不限于此，也可在例如AT切割型的压电振动片(间隙滑移振动片)等中适用本发明。而且，在上述的实施方式中，以表面安装型的压电振动器I为例进行了说明，但并不限于此，也能够适用于圆柱封装型的压电振动器。而且，在上述的实施方式中，对在压电板24上形成电极的情形进行了说明，但并不限于此，也可在形成压电板24的外形时、形成槽部18时等各工序上适用。附图标记说明I...压电振动器；4...压电振动片；5...封装件；24...压电板；43...金属膜(覆膜)；44···光刻胶膜(掩模)；71···光刻胶膜形成装置(掩模形成装置)；72···工件托盘；73...喷雾器；74...间隔部(通气单元)；100...振荡器；101...振荡器的集成电路；110...便携信息设备(电子设备)；113...电子设备的计时部；130...电波钟；131...电波钟的滤波部；C...空腔。权利要求
1.一种压电振动片的制造方法，其中包括 掩模形成工序，对形成在压电板上的覆膜涂敷掩模材料，从而在所述覆膜上形成掩模； 掩模图案形成工序，对所述掩模进行构图而形成掩模图案；以及覆膜图案形成工序，除去所述掩模图案的形成区域以外的区域的所述覆膜，形成覆膜图案，其特征在于， 利用掩模形成装置进行所述掩模形成工序，该掩模形成装置具有 喷雾器，向所述覆膜产生气流而喷雾所述掩模材料；以及 通气单元，使所述气流向相对所述压电板而言与所述喷雾器相反的一侧流通。
2.根据权利要求I所述的压电振动片的制造方法，其特征在于， 在所述掩模形成工序中，以在相对所述压电板而言与所述喷雾器相反的一侧配置的工件托盘上设置所述压电板的状态，进行所述喷雾器的喷雾， 所述通气单元是配置在所述压电板与所述工件托盘之间的间隔部。
3.根据权利要求I所述的压电振动片的制造方法，其特征在于， 在所述掩模形成工序中，以在相对所述压电板而言与所述喷雾器相反的一侧配置的工件托盘上设置所述压电板的状态，进行所述喷雾器的喷雾， 所述通气单元是在所述工件托盘中以与所述压电板在厚度方向上不重叠的方式形成的通气孔。
4.根据权利要求I至权利要求3中任一项所述的压电振动片的制造方法，其特征在于， 所述覆膜是形成在所述压电板的成为电极的具有导电性的金属膜， 所述掩模材料是形成所述电极时成为掩模的抗蚀剂材料。
5.一种压电振动片，其特征在于，利用权利要求I至权利要求3中任一项所述的压电振动片的制造方法来制造。
6.一种压电振动器，其特征在于，权利要求5所述的压电振动片被气密密封到封装件rfu 。
7.一种振荡器，其特征在于，权利要求6所述的压电振动器作为振子而与集成电路电连接。
8.一种电子设备，其特征在于，权利要求6所述的压电振动器与计时部电连接。
9.一种电波钟，其特征在于，权利要求6所述的压电振动器与滤波部电连接。
全文摘要
本发明提供抑制制造工时的增加、制造效率的下降、及振动特性的变动，并且能在压电板上均匀地形成覆膜图案的压电振动片的制造方法、压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟。其特征在于利用形成装置(71)进行光刻胶膜形成工序，该形成装置(71)具有朝着圆片(S)上的金属膜(43)产生气流而将抗蚀剂材料喷雾的喷雾器(73)、和配置在工件托盘(72)及圆片(S)之间的多个间隔部(74)。
文档编号H03H9/02GK102629857SQ20121003300
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月7日 优先权日2011年2月7日
发明者色川大城 申请人:精工电子有限公司