音叉型振动片、音叉型振子及其制造方法与流程

文档序号:17933317发布日期:2019-06-15 01:06阅读:434来源:国知局
音叉型振动片、音叉型振子及其制造方法与流程

本发明关于一种用作各种电子机器的时钟源的音叉型振子、其制造方法及构造音叉型振子的音叉型振动片。



背景技术:

构造音叉型振子的音叉型振动片例如像专利文献1所揭示,通过光微影步骤及蚀刻步骤于水晶等晶圆上形成多个音叉型振动片的外形,并于其表面形成电极膜,且于音叉臂部的前端侧形成成为频率调整用的重量部的金属膜,对晶圆状态的各音叉型振动片的金属膜照射激光而进行修整,由此分别对频率进行粗调整。

专利文献1:日本专利特开2003-133879号公报

音叉型振子与振荡电路一同内置于尤其是包含时钟作为时钟源的各种电子机器。近年,随着各种电子机器的小型化,对音叉型振子要求俯视的外形尺寸例如为1.6mm×1.0mm以下的超小型者,随之,对音叉型振动片亦要求超小型者。

在超小型的音叉型振动片的制造中,要求高度的加工精度,但加工精度有限制,因此,越变得超小型,则晶圆状态的多个音叉型振动片的频率的差异越大。为了使该较大的频率的差异处于所要求的频率范围内,不得不使粗调整中的通过激光的照射所得的频率调整量变大。

为了使在上述超小型音叉型振动片的有限的区域内形成的频率调整用金属膜的通过激光的照射所得的频率调整量变大,就频率调整用金属膜的形成区域的限制的方面而言,必须使频率调整用金属膜变厚,需要通过镀覆等以例如3μm以上的厚度形成频率调整用金属膜。

对如此较厚的频率调整用金属膜照射激光而进行频率调整后的多个音叉型振动片自晶圆折取而成为单片,并收纳于封装体内而成为音叉型振子。

在对如上所述的较厚的频率调整用金属膜照射激光而进行频率调整后的超小型音叉型振子中,存在因外部冲击等而产生频率的变动的情况。其原因如下。照射光束将频率调整用金属膜的一部分去除时,存在在频率调整用金属膜的已实施去除侧的端部产生以如起毛刺般的状态突出的突起部分的情况。若该突起部分因外部冲击等而缺损,则频率调整用金属膜的质量减少而产生频率的变动。



技术实现要素:

本发明是鉴于如上所述的方面而完成的,其目的在于提供一种抑制频率变动的具有良好的耐冲击性的音叉型振子。

在本发明中,为了达成上述目的而以如下的方式构成。

即,本发明的音叉型振子的制造方法将具备基部及自该基部延伸的多个臂部的音叉型振动片接合于具有收纳部的封装体而进行安装,所述方法包括:第一步骤,在上述音叉型振动片的上述臂部的前端区域形成频率调整用金属膜;第二步骤,对上述音叉型振动片照射光束,将上述频率调整用金属膜的一部分去除而调整频率;及第三步骤,对将上述一部分去除的上述频率调整用金属膜施加负载而进行加压。

在上述第二步骤中,对音叉型振动片照射光束,将频率调整用金属膜的一部分去除而调整频率,但照射光束将频率调整用金属膜的一部分去除时,存在在频率调整用金属膜的已实施去除侧的端部产生以如起毛刺般的状态突出的突起部分(以下,简称为“突起部分”)的情况。若该突起部分因冲击等而缺损,则引起频率变动。

根据本发明的音叉型振子的制造方法,在第二步骤中,照射光束将频率调整用金属膜的一部分去除之后,在第三步骤中,对频率调整用金属膜施加负载而进行加压,因此,能够将因光束的照射而产生的上述突起部分向频率调整用金属膜侧压扁,从而去掉该突起部分。由此,不会因冲击等而导致上述突起部分缺损,能够抑制频率变动。

较佳为,在上述第二步骤中,自上述臂部的前端侧开始去除上述频率调整用金属膜,并朝向上述基部侧去除上述一部分,且在上述第三步骤中,至少对上述频率调整用金属膜中的上述一部分被去除侧的端部施加负载而进行加压。

根据该结构,上述突起部分为对音叉型振动片照射光束而将频率调整用金属膜的一部分去除时在频率调整用金属膜的已实施去除侧的端部产生的,因此,可通过至少对将上述一部分去除侧的端部施加负载进行加压,从而有效地将该突起部分压扁。

较佳为,在上述第一步骤中,在上述音叉型振动片的上述臂部的正反主面中的一主面的上述前端区域形成上述频率调整用金属膜,且在上述第二步骤中,自上述音叉型振动片的上述臂部的另一主面侧照射上述光束而将上述频率调整用金属膜的上述一部分去除。

根据该结构,通过将音叉型振动片的形成有频率调整用金属膜的一主面侧设为下方,自另一主面侧即上方照射光束,从而频率调整用金属膜的金属屑向下方飞散,能够防止其再次附着于音叉型水晶振动片。

较佳为,在上述第三步骤中,将上述音叉型振动片接合于上述封装体而进行安装时,利用保持上述音叉型振动片的工具对上述频率调整用金属膜施加负载而进行加压。

根据该结构,能够与使用工具将音叉型振动片安装于封装体同时地,将因光束的照射而产生的频率调整用金属膜的端部的上述突起部分压扁。

较佳为,利用保持上述音叉型振动片的工具对上述频率调整用金属膜施加负载而进行加压时,将上述工具的保持面压接于上述音叉型振动片的长度方向的一端部及上述长度方向的另一端部的上述频率调整用金属膜。

根据该结构,加压时,将音叉型振动片的长度方向的一端部及另一端部的具有厚度的频率调整用金属膜压接于工具的保持面,其间的部分的臂部远离工具的保持面,能够防止形成于臂部的电极因与工具的抵接而损伤。

较佳为,在上述第三步骤中,对上述频率调整用金属膜施加负载而进行加压,并且施加热及超声波的至少一种。

根据该结构,与加压一同施加热及超声波的至少一种,因此,能够有效率地将因光束的照射而产生的频率调整用金属膜的端部的上述突起部分压扁。

较佳为,上述频率调整用金属膜的厚度为3μm以上。

根据该结构,频率调整用金属膜的厚度厚至3μm以上,因此,即便为超小型音叉型振动片,亦能够确保频率调整量较多。另一方面,因光束的照射而产生的频率调整用金属膜的端部的上述突起部分的突出高度亦变高,更容易因冲击等而缺损。对此,通过将上述突起部分压扁,音叉型振子的频率变动的抑制效果变得更显著。

本发明的音叉型振动片具备基部及自该基部延伸的多个臂部,且在上述臂部的前端区域形成有频率调整用金属膜并将上述频率调整用金属膜的一部分去除,其中形成于上述臂部的上述频率调整用金属膜的将上述一部分去除的侧的端部中的自振动片的坯材至上述频率调整用金属膜的表面的厚度大于上述端部以外的部分中的、自振动片的坯材至上述频率调整用金属膜的表面的厚度,且上述端部中的上述厚度与上述端部以外的部分中的上述厚度之差为上述端部以外的部分中的上述厚度的0.5倍以内。

对音叉型振动片照射光束将频率调整用金属膜的一部分去除时,具有在频率调整用金属膜的将上述一部分去除侧的端部产生以如起毛刺般的状态突出的突起部分的情况,该突起部分易缺损而引起频率变动。上述突起部分超过频率调整用金属膜的将上述一部分去除侧的端部以外的部分、即未照射光束的部分中的自振动片的坯材至频率调整用金属膜的表面的厚度的0.5倍而突出,容易缺损。

根据本发明的音叉型振动片,产生上述突起部分的频率调整用金属膜的将上述一部分去除侧的端部中的自振动片的坯材至频率调整用金属膜的表面的厚度、与频率调整用金属膜的将上述一部分去除侧的端部以外的部分中的自振动片的坯材至频率调整用金属膜的表面的厚度之差即相当于突起部分的突出高度的上述差为上述端部以外的部分即未照射光束的部分中的自振动片的坯材至频率调整用金属膜的表面的厚度的0.5倍以内。

即,在本发明的音叉型振动片中,不存在超过频率调整用金属膜的将上述一部分去除侧的端部以外的部分中的自振动片的坯材至频率调整用金属膜的表面的厚度的0.5倍而突出的突起部分,因此,不会因冲击等而导致上述突起部分缺损,能够抑制频率变动。

本发明的音叉型振子具备:本发明的音叉型振动片;封装体主体,具有供收纳该音叉型振动片的收纳部;及盖体,将收纳有上述音叉型振动片的上述封装体主体的开口部密封,上述音叉型振动片接合于上述封装体主体的上述收纳部的电极而被支承。

根据本发明的音叉型振子,内置有不具有上述突起部分的音叉型振动片,因此不会因冲击等而导致上述突起部分缺损,能够抑制频率变动。

根据本发明,不存在照射光束将频率调整用金属膜的一部分去除时产生的以如起毛刺般的状态突出的突起部分,由此,不会因冲击等而导致上述突起部分缺损,能够获得防止频率变动、具有良好的耐冲击性的音叉型振子。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的音叉型水晶振子的概略剖视图。

图2是将图1的音叉型水晶振子的盖体卸除的状态的俯视图。

图3是将图1的音叉型水晶振动片的一主面侧放大而表示的图。

图4是将图1的音叉型水晶振动片的另一主面侧放大而表示的图。

图5是用以说明利用激光束对音叉型水晶振动片的照射所进行的频率的粗调整的图。

图6是表示照射激光束后的状态的与图5对应的图。

图7是表示利用抽吸工具将音叉型水晶振动片安装于基座的状态的图。

图8是将图7的一部分放大而表示的图。

图9是表示利用抽吸工具进行安装后的音叉型水晶振动片的频率调整用金属膜附近的图。

图10是表示实施方式的音叉型水晶振子的掉落试验的结果的图。

图11是表示比较例的音叉型水晶振子的掉落试验的结果的图。

图12是表示于折取工具与安装用的抽吸工具之间夹着音叉型水晶振动片而进行加压的状态的图。

图13是本发明的另一实施方式的音叉型水晶振动片的外形图。

图14是本发明的又一实施方式的音叉型水晶振动片的外形图。

图15是本发明的另一实施方式的音叉型水晶振动片的外形图。

具体实施方式

以下,基于附图,对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是本发明的一实施方式的音叉型水晶振子的概略剖视图,图2是将图1的盖体5卸除的状态的俯视图,图3是将音叉型水晶振动片3的一主面侧放大而表示的俯视图,图4是将音叉型水晶振动片3的另一主面侧放大而表示的俯视图。

本实施方式的音叉型水晶振子1将音叉型水晶振动片3收纳于由陶瓷等构成的封装体2内。封装体2中,作为封装体主体的基座4与盖体5经由密封构件6而接合。具体而言,封装体2成为如下构成:即,将音叉型水晶振动片3经由作为接合材的一对金属凸块8、8接合于上部开口的基座4的一对电极垫7、7上,且以将基座4的开口密封的方式将板状的盖体5接合。作为接合材,不限于金属凸块8,亦可使用导电性树脂接合剂、钎料等。

本实施方式的音叉型水晶振子1的标称频率为32.768khz。再者,标称频率是一例,其他频率亦可适用。

封装体2的基座4是由陶瓷材料或玻璃材料所构成的绝缘性的容器体。在本实施方式中,基座4由陶瓷材料所构成,且通过焙烧而形成。基座4的周围具有周壁部4a,且上部开口,剖面观察下为凹形状。在基座4的内部(收纳部)形成有用以搭载音叉型水晶振动片3的阶部4b。在该阶部4b的上表面形成有一对上述电极垫7、7。一对电极垫7、7经由形成于基座4的内部的未图标的配线图案而电性连接于形成在基座4的外底面(背面)的两个端子电极9、9。

盖体5由例如金属材料或陶瓷材料、玻璃材料等构成,且成形为俯视矩形状的单片板。

在本实施方式的音叉型水晶振子1中,俯视矩形的封装体2的外形尺寸例如为1.6mm×1.0mm,包含盖体5在内的高度例如为0.45mm,该音叉型水晶振子1是超小型音叉型水晶振子。

再者,本发明并非限定于该外形尺寸。音叉型水晶振子的俯视矩形的封装体的外形尺寸亦可为大于上述尺寸的例如2.0mm×1.2mm,或者小于上述尺寸的例如1.2mm×1.0mm等。

收纳于音叉型水晶振子1的封装体2内的音叉型水晶振动片3由未图示的一片水晶晶圆成形,且音叉型水晶振动片3的外形使用光微影技术(光微影方法),将抗蚀剂或金属膜作为屏蔽,例如通过湿式蚀刻而一次性成形多个。

如图3、图4所示,音叉型水晶振动片3具备基部10、自基部10的一端面侧平行延伸的振动部即一对第一、第二臂部11、12、及设置于基部10的另一端侧且用以与基座4接合的接合部13。

一对第一、第二臂部11、12的前端部11a、12a与其他部分相比,在与各臂部11、12的延伸方向正交的方向、即宽度方向(图3、图4的左右方向)上形成得较宽。

而且,在第一、第二臂部11、12,在图3及图4所示的两主面分别形成有沿着各臂部11、12的延伸方向延伸的各槽部14、14。

在音叉型水晶振动片3设置有两个第一激励电极15与第二激励电极16、及引出电极17、18,这些引出电极17、18分别自各激励电极15、16引出,以使这些各激励电极15、16分别电性连接于基座4的电极垫7、7。两个第一、第二激励电极15、16的一部分形成于两主面的槽部14、14的内部。

第一激励电极15形成于第一臂部11的包含槽部14的两主面及第二臂部12的两侧面,且与上述引出电极17共通连接。同样地,第二激励电极16形成于第二臂部12的包含槽部14的两主面及第一臂部11的两侧面,且与上述引出电极18共通连接。

再者,在基部10的各激励电极15、16的形成区域形成有一对通孔21、22,经由各通孔21、22而分别连接两主面的各激励电极15、16。此处,所谓上述通孔,是在形成在基部的贯通孔的内壁面包覆有金属膜的贯通电极。再者,除通孔以外,亦可经由基部的侧面、或各臂部与基部的连接部分之间的区域(分叉状的部分)而分别将音叉型水晶振动片的两主面的各激励电极连接。

而且,在第一臂部11及第二臂部12的前端部11a、12a的宽幅区域跨及其全周而分别形成有臂末端电极25、24。该臂末端电极25、24的厚度例如为0.1~0.4μm左右。形成于前端部11a的全周的臂末端电极25连接于形成在第一臂部11的两侧面的第二激励电极16,形成于前端部12a的全周的臂末端电极24连接于形成在第二臂部12的两侧面的第一激励电极15。

在图3所示的一主面侧的各臂末端电极25、24上,以与各臂末端电极25、24相比小少许的面积形成频率调整用金属膜19、20,这些频率调整用金属膜19、20用于通过利用激光束等光束照射进行金属膜的质量消减而对音叉型水晶振动片3的频率进行粗调整。

音叉型水晶振动片3的第一、第二激励电极15、16、引出电极17、18及臂末端电极24、25为:通过金属蒸镀而在各臂部11、12上形成铬层并在该铬层上形成金属例如金而构成的薄膜。该薄膜在通过真空蒸镀法或溅镀法等方法形成于基板整个面之后,通过光微影法进行金属蚀刻而形成为所期望的形状。再者,第一、第二激励电极15、16、引出电极17、18及臂末端电极24、25不限于铬、金,亦可为铬、银等。

分别形成于各臂部11、12的各前端部11a、12a的频率调整用金属膜19、20例如通过电镀法等方法镀覆形成,镀覆形成这些金属膜19、20时,较佳为以与下述金属凸块8相同的步骤同时形成。在本实施方式中,使用金(au)作为频率调整用金属膜19、20。

在接合部13的一端侧的第一接合部13b,延长形成有自第一激励电极15引出的引出电极17,在另一端侧的第二接合部13a延长形成有自第二激励电极16引出的引出电极18。

在图4所示的另一主面侧的接合部13,形成有成为与基座4的各电极垫7、7的接合部位的两个金属凸块8、8。具体而言,一金属凸块8形成于第一接合部13b的引出电极17上,另一金属凸块8形成于第二接合部13a的引出电极18上。金属凸块8、8的俯视形状为椭圆形,但亦可为圆形状、或者包括长方形或正方形在内的多边形状等。该金属凸块8、8通过电镀法等方法镀覆形成。

本实施方式的音叉型水晶振子的制造方法包括:第一步骤,在水晶晶圆的状态下,通过电镀法等于各个音叉型水晶振动片3的各臂部11、12的一主面侧形成频率调整用金属膜19、20;及第二步骤,通过激光束的照射将该频率调整用金属膜19、20的一部分去除而使质量减少,从而进行频率的粗调整。

图5是用以说明利用激光束照射所进行的频率的粗调整的图。在该图5中,代表性地表示对两臂部11、12中的第一臂部11的前端部11a的频率调整用金属膜19照射激光束的状态,但利用对第二臂部12的前端部12a的频率调整用金属膜20的激光束照射所进行的频率的粗调整亦相同。

该激光束的照射使激光束照射源(未图示)朝向水晶晶圆状态的各个音叉型水晶振动片3的另一主面侧,将一主面侧的频率调整用金属膜19去除。

该激光束的照射自利用质量的减少所得的频率的上升程度最大的前端侧(图5的右侧)起,沿着第一臂部11的宽度方向(与图5的纸面垂直的方向)开始扫描,并朝向第一臂部11的基部10侧(图5的左侧)依序移动而进行扫描。

所照射的激光束自水晶晶圆状态的音叉型水晶振动片3的另一主面侧透过音叉型水晶振动片3的内部的水晶26,到达形成于相反侧的一主面侧的频率调整用金属膜19,从而将两主面的臂末端电极25及频率调整用金属膜19去除。

由于如此对频率调整用金属膜19以自上方穿过音叉型水晶振动片3的内部的水晶26的方式照射激光束,故而频率调整用金属膜19的金属屑以远离频率调整用金属膜19的方式向下方飞散,能够防止其再次附着于音叉型水晶振动片3。再者,亦可对频率调整用金属膜以自下方穿过音叉型水晶振动片的内部的水晶的方式照射激光束。而且,亦可在音叉型水晶振动片的两主面分别形成频率调整用金属膜。

在本实施方式中,使用绿光激光作为激光,但亦可使用yag激光或具有其他波长的激光。

在超小型音叉型水晶振子1中,如上所述,水晶晶圆的状态的多个音叉型振动片的频率的差异较大,因此为了处于所要求的频率范围内,不得不使粗调整中的通过照射激光束所得的频率调整用金属膜19、20的频率调整量变大,必须使频率调整用金属膜19、20的厚度变厚。在如本实施方式般,封装体2的外形尺寸例如为1.6mm×1.0mm左右的超小型音叉型水晶振子1中,较佳为将频率调整用金属膜19、20的厚度的下限值例如设为3μm以上,将上限值例如设为9μm以下。本实施方式的频率调整用金属膜19、20如上所述般通过镀覆而形成,其膜厚例如为5μm。

若音叉型水晶振子成为超小型,则收纳于此的音叉型水晶振动片亦变得更小型,因此,可形成频率调整用金属膜的面积亦变得狭小。若为了确保频率调整量而过度扩大频率调整用金属膜的面积,则音叉型水晶振子的特性变差。因此,若仅扩大频率调整用金属膜的面积,则难以确保频率调整量,因此必须使频率调整用金属膜的厚度增大。

例如,在音叉型水晶振子的俯视矩形的封装体的外形尺寸如本实施方式般为1.6mm×1.0mm的情形时,为了确保频率调整量,频率调整用金属膜的厚度必须如上所述般成为3μm以上。

若趋于更超小型化,俯视矩形的封装体的外形尺寸例如成为1.2mm×1.0mm,则为了确保频率调整量,必须使频率调整用金属膜的下限值成为7μm以上的厚度。该情形时的频率调整用金属膜的膜厚的上限值就频率调整精度或激光束下的加工精度的观点而言,较佳为13μm以下。

图6是表示对该膜厚较厚的频率调整用金属膜19照射激光束后的状态的与图5对应的图。

如该图6所示,在通过激光束的照射将一部分去除的频率调整用金属膜19的将上述一部分去除侧的端部,产生朝向激光束的照射方向(图6的下方)以如起毛刺般的状态突出的突起部分27(以下,简称为“突起部分”)。图6与图5相同,代表性地表示一臂部11的前端部11a的频率调整用金属膜19的部分,上述突起部分27亦同样地产生于照射激光束的第二臂部12的频率调整用金属膜20的端部。

将上述突起部分27的自频率调整用金属膜19的将上述一部分去除侧的端部以外的部分、即未照射激光束的部分中的频率调整用金属膜19的表面起的高度设为h1,将未照射激光束的部分中的自水晶26的坯材至频率调整用金属膜19的表面的高度(厚度)设为h,并使用激光显微镜测定上述h1及上述h。

根据测定结果,上述突起部分27的高度h1可使用未照射激光束的部分中的自水晶26的坯材至频率调整用金属膜19的表面的高度(厚度)h,以下述式(1)表示。

0.5h<h1≤1.2h(1)

此处,关于上述h,在本实施方式的封装体2的外形尺寸例如为1.6mm×1.0mm的情形时,为3μm≤h≤9μm。

又,在封装体的外形尺寸为较本实施方式更小型即上述1.2mm×1.0mm的情形时,为7μm≤h≤13μm。

再者,在图6及下述图9中,为了便于说明,臂末端电极25的厚度表示为较厚,但由于该臂末端电极25的厚度相对于上述h足够薄,故而可将臂末端电极25的厚度包含在内而视为频率调整用金属膜19的厚度。

上述突起部分27容易因冲击等而缺损,引起频率变动。

因此,在本实施方式中,去掉因激光束的照射而产生的频率调整用金属膜19、20的端部的上述突起部分27。

即,在水晶晶圆的状态下通过激光束的照射而进行频率的粗调整后的多个音叉型水晶振动片3自水晶晶圆折取而分离成各个音叉型水晶振动片3,并接合于封装体2的基座4的电极垫7而进行安装,但本实施方式的音叉型水晶振子的制造方法包括第三步骤,该第三步骤如下:安装于基座4时,利用将音叉型水晶振动片3吸附而安装于基座4的抽吸工具亦对频率调整用金属膜19、20的部分施加负载而进行加压。通过在该第三步骤中,亦对频率调整用金属膜19、20的部分施加负载进行加压,从而将以如起毛刺般的状态突出的突起部分27压扁。

对安装时将上述突起部分27压扁的方法进行详细说明。

在水晶晶圆的状态下通过激光束的照射进行频率的粗调整后的多个音叉型水晶振动片3利用折取工具自水晶晶圆以单片的音叉型水晶振动片3的形式折取出,被交接至安装用的抽吸工具。

图7是用以说明利用该抽吸工具23将音叉型水晶振动片3安装于基座4的概略剖视图,图8是将抽吸工具23与音叉型水晶振动片3的接触状态放大而表示的图。在该图7、图8中,代表性地表示两臂部11、12中的第一臂部11的频率调整用金属膜19,但第二臂部12的频率调整用金属膜20亦相同。

音叉型水晶振动片3通过覆晶接合(fcb,flipchipbonding)法将另一主面侧的引出电极17、18的金属凸块8、8相对于基座4的电极垫7、7进行超声波接合而安装于基座4。因此,在音叉型水晶振动片3中,未形成金属凸块8、8的一主面侧、即形成有频率调整用金属膜19的主面侧成为上方,图5、图6所示的状态成为反向。

该实施方式的抽吸工具23成为自音叉型水晶振动片3的长度方向(图7、图8的左右方向)的一端侧的形成有金属凸块8的接合部13起覆盖至另一端侧的形成有频率调整用金属膜19、20的前端部的尺寸。

该安装用的抽吸工具23选择使用与封装体2的尺寸对应、因此与音叉型水晶振动片3的尺寸对应的工具,各抽吸工具23成为自各音叉型水晶振动片3的一端侧起覆盖至另一端侧的尺寸。

音叉型水晶振动片3安装于基座4时,利用该抽吸工具23吸附保持音叉型水晶振动片3,并与基座4的水晶振动片安装位置对准而进行载置。其次,利用抽吸工具23对音叉型水晶振动片3施加负载而进行加压,并一面进行加热一面施加超声波,从而将音叉型水晶振动片3的金属凸块8与基座4的电极垫7进行超声波接合。

此时,施加热及超声波的抽吸工具23亦对音叉型水晶振动片3的前端部的形成有频率调整用金属膜19、20的部分施加负载而进行加压,因此,在音叉型水晶振动片3安装于基座4后,如图9所示,频率调整用金属膜19的照射有激光束的一侧的端部的以如起毛刺般的状态突出的突起部分27成为被压扁的状态的较低的突起部分27a。

而且,利用抽吸工具23对音叉型水晶振动片3施加负载时,抽吸工具23如图8的放大图所示,将其保持面23a压接于音叉型水晶振动片3的一端侧的形成有金属凸块8的接合部13、及另一端侧的频率调整用金属膜19,另一方面,其间的中间部分、即各臂部11及槽部14的边缘的电极的部分稍微远离抽吸工具23的保持面23a。

由此,各臂部11、12及槽部14的边缘的电极不会抵接于抽吸工具23的保持面23a而损伤,不会对特性带来不良影响。

再者,在本实施方式中,使用富于展性的软质金属即金(au)作为频率调整用金属膜19、20,因此,容易通过利用抽吸工具23所进行的加压将上述突起部分27压扁,易与频率调整用金属膜协调,能够维持更稳定的状态。

如图9所示,将被压扁的状态的较低的突起部分27a的自频率调整用金属膜19的将一部分去除侧的端部以外的部分、即未照射激光束的部分中的频率调整用金属膜19的表面起的高度设为h2,将未照射激光束的部分中的自水晶26的坯材至频率调整用金属膜19的表面的高度(厚度)设为h,并使用激光显微镜测定上述h2及上述h。

该测定以与上述式(1)中的上述h1及上述h的测定相同的方式进行。

根据测定结果,被压扁的状态的较低的突起部分27a的上述高度h2可使用未照射激光束的部分中的自水晶26的坯材至频率调整用金属膜19的表面的高度(厚度)h,以下述式(2)表示。

h2≤0.5h(2)

换言之,频率调整用金属膜19的将一部分去除侧的端部中的自水晶26的坯材至频率调整用金属膜19的表面的厚度h3较上述端部以外的部分中的自水晶26的坯材至频率调整用金属膜19的表面的厚度h厚,且上述端部中的上述厚度h3与上述端部以外的部分中的上述厚度h的差h2为上述端部以外的部分中的上述厚度h的0.5倍以内。

此处,关于式(2)中的上述h,与上述式(1)的情形相同地,在封装体2的外形尺寸例如为1.6mm×1.0mm的情形时,为3μm≤h≤9μm,在封装体的外形尺寸为1.2mm×1.0mm的情形时,为7μm≤h≤13μm。

再者,式(2)并不限于封装体的外形尺寸为1.6mm×1.0mm、1.2mm×1.0mm的情形,例如于2.0mm×1.2mm的情形时亦成立。

封装体的外形尺寸为2.0mm×1.2mm的情形时的频率调整用金属膜的厚度较佳为2μm以上且5μm以下。

如此将音叉型水晶振动片3安装于基座4时,利用抽吸工具23施加负载进行加压,而压扁通过激光束的照射将一部分去除的频率调整用金属膜19、20的将上述一部分去除侧的端部中的突起部分27,因此,将未照射激光束的部分中的自水晶26的坯材至频率调整用金属膜19、20的表面的高度(厚度)设为h时,超过0.5h而突出的突起部分27不存在,成为被压扁的较低的突起部分27a。由此,不会因冲击等而导致突起部分27缺损,能够抑制频率变动。

在以如上所述的方式通过离子束等对以悬臂状态安装于基座4的音叉型水晶振动片3进行频率的最终的微调整后,通过加热熔融接合等方法将盖体5经由密封构件6而接合于安装有音叉型水晶振动片3的基座4,将音叉型水晶振动片3气密密封于由基座4及盖体5所构成的封装体的内部而制成音叉型水晶振子1。再者,作为气密密封的方法,可列举缝焊接、光束焊接、气体氛围加热等方法。

其次,对针对在水晶晶圆的状态下进行的频率的粗调整时产生的频率调整用金属膜19、20的端部的突起部分27对耐冲击性造成的影响进行评价的试验结果进行说明。

图10是表示通过上述实施方式的制造方法制造的实施方式的音叉型水晶振子1的掉落试验的结果的图。

图11是表示比较例的音叉型水晶振子的掉落试验的结果的图,该比较例的音叉型水晶振子并未将频率的粗调整时产生的频率调整用金属膜19、20的端部的以起毛刺的状态突出的突起部分27压扁。

该比较例的音叉型水晶振子如下所述:与在上述实施方式中使用的安装用的抽吸工具23相比,使用音叉型水晶振动片3的第一、第二臂部11、12的延伸方向(图7、图8的左右方向)的长度较短而无法对频率调整用金属膜19、20的部分施加负载的抽吸工具。

因此,在比较例的音叉型水晶振子中,音叉型水晶振动片3的频率调整用金属膜19、20的端部的以起毛刺的状态突出的突起部分27未被压扁,突起部分27仍以起毛刺的状态突出。

实施方式的音叉型水晶振子1与比较例的音叉型水晶振子均为对五个各样本测定自150cm的高度掉落10次时、自150cm的高度掉落20次时、自180cm的高度掉落10次时、自180cm的高度掉落20次时的各时间点的各者的频率的变化,其结果为上述图10及图11。在各图中,横轴为音叉型振子的掉落高度、掉落次数,纵轴为频率偏差δf(ppm)。

在安装时利用抽吸工具23将因激光束的照射而产生的频率调整用金属膜19、20的突起部分27压扁的实施方式的音叉型水晶振子1中,如图10所示,五个样本均未观察到频率的变动。与此相对,在安装时不利用抽吸工具将因激光束的照射而产生的频率调整用金属膜19、20的突起部分27压扁的比较例的音叉型水晶振子中,如图11所示,五个样本的频率的变动较大,尤其是正的变动较大。

针对该正的频率变动较大的比较例的音叉型水晶振子的样本,将盖体5卸除而观察基座4内,结果观察到频率调整用金属膜19、20的突起部分27缺损的碎片。

如上所述,根据本实施方式,将音叉型水晶振动片3安装于基座4时,利用抽吸工具23施加负载进行加压,由此压扁对音叉型水晶振动片3照射光束将频率调整用金属膜19、20的一部分去除时产生的突起部分27,因此,不会因冲击等而导致上述突起部分27缺损,能够抑制频率变动。

[其他实施方式]

(1)对频率调整用金属膜19、20的突起部分27施加负载而将其压扁的步骤不限于如上述实施方式般将音叉型水晶振动片3安装于基座4的步骤,亦可于其他步骤中进行。

例如亦可为,由以单片的音叉型水晶振动片3的形式自水晶晶圆的状态进行折取出的折取工具向抽吸工具23交接音叉型水晶振动片3时,在两工具间夹着音叉型水晶振动片3,从而将频率调整用金属膜19、20的突起部分27压扁。

即,如图12所示,在折取工具28与安装用的抽吸工具23之间夹着音叉型水晶振动片3的频率调整用金属膜19、20的部分。交接音叉型水晶振动片3时,在折取工具28与抽吸工具23之间夹着音叉型水晶振动片3,并施加负载进行加压,从而将频率调整用金属膜19、20的突起部分27压扁。在该情形时,在折取工具28,在与金属凸块8对应的位置设置有凹部28a,使得其保持面不抵接在该金属凸块8。

或者亦可为,利用折取工具自水晶晶圆折取单片的音叉型水晶振动片3时,按压音叉型水晶振动片3的频率调整用金属膜19、20的突起部分27而进行折取。由此,能够在自水晶晶圆折取单片的音叉型水晶振动片3时,按压音叉型水晶振动片3的频率调整用金属膜19、20的突起部分27。

或者亦可为,在将各音叉型水晶振动片分离之前的水晶晶圆的状态下,使用适当的工具,一次性对水晶晶圆的状态的多个音叉型水晶振动片3的频率调整用金属膜19、20施加负载而将突起部分27压扁。

再者,在对频率调整用金属膜19、20的突起部分27施加负载而将其压扁的步骤无法在一个步骤中将突起部分27充分压扁的情形时,亦可将多个步骤、例如利用上述折取工具自水晶晶圆以单片的音叉型水晶振动片3的形式进行折取的步骤、及将音叉型水晶振动片3自上述折取工具交接至抽吸工具23的步骤组合而按压突起部分27。

(2)在上述各实施方式中,构成基部10的一部分的接合部13向与第一、第二臂部11、12的延伸方向相反的方向延伸,且向与上述延伸方向正交的方向上的一方(在图3中为右方)延伸,但接合部13亦可如图13的音叉型水晶振动片3的外形图所示般,为向上述正交的方向上的两方(图13的左方及右方)延伸的左右对称的形状。

或者亦可如图14所示般,为向上述正交的方向上的两方(图14的左方及右方)延伸,进而与第一、第二臂部11、12的延伸方向分别平行而延伸的左右对称的形状。

或者,亦可如图15所示般,为自第一、第二臂部11、12之间向与第一、第二臂部11、12的延伸方向相同的方向延伸的形状。在这些各形状的音叉型水晶振动片3中,接合在基座4的各电极垫7、7的接合部位即两个金属凸块8、8可如图13~图15所示般,成为接合部13的如上所述般延伸的末端附近。再者,接合部13亦可不形成向与上述延伸方向正交的方向延伸的部分或向与上述延伸方向相同的方向延伸的部分。

(3)在上述实施方式中,使用金属凸块8作为音叉型水晶振动片3与基座4的接合材,但亦可使用凸块以外的导电性接合剂等,在该情形时,无需在接合时对音叉型水晶振动片3施加超声波,安装时使用仅吸附保持音叉型水晶振动片3的抽吸工具即可。

(4)在上述实施方式中,照射激光束而调整频率,但亦可使用激光束以外的离子束等其他能量束。

(5)在上述各实施方式中,应用音叉型水晶振动片进行说明,但并不限在此,亦可使用水晶以外的其他压电材料。

附图标记说明

1:音叉型水晶振子

2:封装体

3:音叉型水晶振动片

4:基座

5:盖体

7:电极垫

8:金属凸块

10:基部

11:第一臂部

12:第二臂部

13:接合部

15:第一激励电极

16:第二激励电极

17、18:引出电极

19、20:频率调整用金属膜

23:抽吸工具

24、25:臂末端电极

26:水晶

27:起毛刺的状态的突起部分

27a:被压扁的状态的突起部分

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