专利名称：压电振动器的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于便携式电话、便携式信息终端等的压电振动器的制造方法。
在采用在较大面积的晶片上形成多个上述压电振动器的方式来进行晶片单元的大批量生产中，通过单独地激励振动件来使形成于各振动件上的激励电极膜及类似物的电极图案获得电性能。结果，这些电极图案中的每一个均需要独立地进行设置。
在这种结构中，采用在高温下连接部件并施加电压且在部件之间设置连接膜的方法、例如阳极连接法来获得各个振动件的性能，从而可调节用于形成多个振动器的晶片的独立电极图案。之后，添加与盖板体相连的短路用溅射膜，以便使各电极图案短路。因此，所有电极图案相连，电能可同时供应给衬底两面的连接膜以便进行连接。
图1是构成传统压电振动器的盖板、振动器和基体的各个部件的分解透视图。图2是传统压电振动器的上表面的透视图。图3是传统压电振动器的剖视图。
如图1所示，传统压电振动器是具有例如由晶体(SiO2)制成的音叉型振动件110的振动器，并设置了具有振动件110的振动器20、盖板10和基体30，盖板10和基体30是一对盖板体，它们通过与振动器20的两个表面相连而将振动件110气密地密封在能够产生振动的状态下。传统的振动器20具有音叉型振动件110和框架形部分100，其与振动器20的基体端部形成一体并围绕在振动件110的周边，如图1、图2和图3所示。
如图1和图3所示，作为一对盖板体的盖板10和基体30例如可由钠钙玻璃等形成，并具有形成了空间的中空凹腔90，在此空间内振动件110的振动在各自与振动件110相对应的区域处不会受到干扰。
在与这种盖板10和基体30相连的振动器20中，在前、后两个表面和侧面上均形成了用于使振动件110振动的激励电极膜80和与激励电极膜80的极性不同的激励电极膜81，如图3所示。此外，在与框架形部分100相对应的区域处设置了连接膜40和41，其由与激励电极膜80和81相同的材料制成，并成为盖板10和基体30之间的实际连接部分。
采用这些连接膜40和41并通过在下文中将详细介绍的所谓阳极连接来将盖板10和基体30连接到振动器20的上、下表面上。
在上述传统振动器的制造工艺中，通过光刻术并采用蚀刻来在晶片上形成如图1所示的多个振动器20、盖板10和基体30。如图4所示，在作为第一晶片的一张晶片130上形成振动器20。振动器20由框架形部分100和多个振动件110等构成。也就是说，多个振动器20整体地形成在晶片130上。在此时，在晶体振动件110之间沿振动件110的纵向方向上形成通孔121，在对晶片130进行切割之后，通孔121的内表面成为振动器20的侧面的一部分。
例如可在由钠钙玻璃组成的玻璃晶片上分别形成盖板10和基体30。通过光刻术并采用蚀刻来在这些晶片上形成与晶片130的各振动件110相对应的多个中空凹腔90。也就是说，在作为第二晶片的玻璃晶片上整体地形成多个盖板10，而在作为第三晶片的玻璃晶片上整体地形成多个基体30。在此时，在第三晶片上与作为第一晶片的晶片130的通孔121相对应的位置处形成通孔，其大于晶片130的通孔121，在对玻璃晶片进行切割之后，形成于第三玻璃晶片上的通孔的内表面成为基体30的侧面的一部分122。
通过如图4所示的形成在晶片130的整个表面上的相同溅射膜，可以形成振动器20的振动件110的上、下表面及侧面上的激励电极膜80和81，框架形部分100的上、下表面上的连接膜40和41，以及晶体振动件110的基体端部的延伸电极50。虽然可采用Al、Cr及其合金等作为溅射膜的材料，然而在相关技术中采用Al来形成溅射膜。通过光刻术来使Al溅射膜形成图案，可以在各振动器20的上、下表面上形成激励电极80和81、延伸电极50等电极，以及包括连接膜40和41的电极图案。
作为振动件110的一极的激励电极膜80延伸并与形成于框架形部分100处的连接膜40相连，作为振动件110的另一极的激励电极膜81延伸并与形成于框架形部分100处的连接膜41相连。此外，连接膜41通过振动器20的振动件110的基体端部侧的框架形部分100的较短方向上的端部侧面121而延伸到振动器20的相反侧的表面。形成于振动器20的两个表面上的连接膜40和连接膜41的至少一部分形成为在两侧分别围绕着盖板10和基体30的中空凹腔90的周边。因此，在连接后中空凹腔90的内部被气密地密封。
在此阶段，如图4所示，各振动器20的电极图案160是独立的，可以采用极性与连接膜40不同的延伸电极50来调节振动器的性能。在此阶段进行振动件110的频率调节。
图5A到图5D是一部分传统的工艺流程。在这种方法中，如图5B所示，在形成基底膜200时会有外来物粘附在连接膜40(或41)上，并且如图5D所示，在调节频率时在平衡物210的激光微调中会有外来物粘附在连接膜40(或41)上。由于存在外来物，在阳极连接时在盖板10和连接膜40之间或在基体30和连接膜41之间会产生间隙，而且盖板10和连接膜40或基体30和连接膜41的进一步连接会受到影响。
然而在上述方法中，在用于调节振动器频率的膜成形工艺和激光微调中会产生外来物的污染，因此连接后的性能受到损害。
此外，各短路溅射膜所具有的电阻值和由短路溅射膜所引起的层面差异也会导致性能受到损害。
可解决上述问题的本发明的特征在于，本发明具有形成构成振动器的振动件和位于振动件周边的框架的外部成形形状的步骤，在振动件处形成第一激励电极的工序，在振动件处形成与第一激励电极分开的平衡物的工序，调节振动器的性能的工序，除去第一激励电极的工序，在振动器的表面处形成金属膜的工序，以及使金属膜形成图案并形成第二激励电极的工序。
通过再次形成包括有连接膜在内的电极图案以及除去会影响连接的粘附在表面上的污染物，可得到能够获得具有稳定性能的振动器的连接。
图8是根据本发明一个实施例的晶片的示意图。
另外，根据本发明的制造压电振动器的方法的特征在于，此方法具有形成振动器的多个振动件和框架的外部形状的步骤，在多个振动件的各表面处形成平衡物和第一激励电极的工序，在多个振动件的各框架的表面处形成与第一激励电极分开的框架电极的工序，调节振动器的性能的工序，除去第一激励电极和框架电极的工序，在振动器和框架的表面上形成金属膜以使相邻框架之间可导电的工序，以及使金属膜形成图案、形成第二激励电极和与第二激励电极电连接的连接膜的工序。
此外，本发明的特征在于，第一激励电极和第二激励电极的材料及形状相同。
因此，通过改进激励电极和连接膜，可以去除连接面上的外来物并调节各振动器的性能，而且可降低连接膜之间的电阻值以得到产量和性能上均优良的振动器。
下面将参考附图来详细地介绍本发明。在本发明中，制造通过如图7所示的工艺流程来进行。如图7A所示，在振动器20的表面上形成框架电极38和激励电极80及81。这里，在振动器20的背面上也形成有框架电极(未示出)。
接着如图7B所示，通过溅射等方法在振动器20的末端处形成平衡物的基底200。如图7C所示，在基底200上的振动器20的要端处形成平衡物210。框架电极38位于振动器的框架部分处，可施加电压并激励振动件以使振动器20振动。
然后，如图7D所示，进行激光微调以调节频率，并调节振动器的温度特性。
接着如图7E所示，除去框架电极38以及激励电极80和81，留下平衡物210和基底200。如图7F所示，通过溅射方法在振动器20的整个表面上形成Al的金属膜220。最后如图7G所示，使金属膜形成图案，在振动件的表面上形成激励电极80，并且在振动器的框架表面上形成连接膜40。这里，连接膜40与激励电极80电连接并用作电极的一部分。根据此方法，在除去框架电极38时，可以除去在形成基底200等和对平衡物210进行激光微调时粘附在框架电极38与激励电极80和81上的外来物，从而重新形成连接膜。因此，不会出现因外来物所导致的间隙，从而得到良好的连接。
在相关技术中，在晶片上形成了各个振动器20、盖板10和基体30之后，单独地为阳极连接而形成的连接膜40和41被短路，如图6所示。相反，在本发明中，原先短路的连接膜通过如图7所示的工艺而重新形成。因此，可以得到如图8所示的图案。这里，虽然如图7E所示一次性地将框架电极与激励电极80和81去除，然而必须对材料进行选择以便不会去除用于调节频率的平衡物。在此实施例中，采用Al来制造电极膜220，采用Au和Cr来制造平衡物210。
通过这样地利用原先短路的连接膜40，可以消除在短路溅射中产生于振动器20之间的电阻，使得晶片中的连接膜40的电阻变小。因此，晶片表面上的电阻不会受到损害，从而可以得到阳极连接时的电压较低且均匀、优良的连接。
在完成连接后，压电振动器的剖面结构变成类似图3所示的结构，即使在与相关技术相似的实施例中也是如此。也就是说，在完成连接后，从基体30的较短方向的基体端侧面经通孔120的内壁面到基体30的表面上形成了引出电极60和61，这是通过例如采用部分溅射等方法来形成Cr、Au等的金属膜来实现的。引出电极60设置成与连接膜40接触，引出电极61设置成与连接膜41接触。
此外，将三张晶片相连并采用划片切割等技术在预定位置处将整体相连的晶片机械式地切开，从而完成了各个晶体振动器。
如上所述，在本发明中，通过再次形成包括连接膜在内的激励电极、去除粘附在表面上的外来物，并通过调节各振动器的性能来降低连接膜之间的电阻值，可以得到能获得在产量和性能上均为优良的振动器的连接。
权利要求
1.一种制造压电振动器的方法，包括形成构成了振动器的振动件和位于所述振动件周边的框架的外部成形形状的步骤；在所述振动件处形成第一激励电极的工序，在所述振动件处形成与所述第一激励电极分开的平衡物的工序；调节所述振动器的性能的工序；去除所述第一激励电极的工序；在所述振动器的表面处形成金属膜的工序；和使所述金属膜形成图案并形成第二激励电极的工序。
2.一种制造压电振动器的方法，包括形成振动器的多个振动件和框架的外部形状的步骤；在所述多个振动件的各表面处形成平衡物和第一激励电极的工序；在所述多个振动件的各框架的表面处形成与所述第一激励电极分开的框架电极的工序；调节所述振动器的性能的工序；去除所述第一激励电极和框架电极的工序；在所述振动器和框架的表面处形成金属膜以使相邻框架之间可导电的工序；和使所述金属膜形成图案、形成第二激励电极和与第二激励电极电连接的连接膜的工序。
3.根据权利要求1所述的制造压电振动器的方法，其特征在于，所述调节振动器的性能的工序是修整所述平衡物。
4.根据权利要求1所述的制造压电振动器的方法，其特征在于，所述第一激励电极的材料为Al，所述平衡物的材料为Au和Cr。
5.根据权利要求1所述的制造压电振动器的方法，其特征在于，所述第一激励电极和所述第二激励电极的材料和形状均相同。
6.根据权利要求2所述的制造压电振动器的方法，其特征在于，所述调节振动器的性能的工序是修整所述平衡物。
全文摘要
提供了一种具有可避免不均匀连接的电极结构的压电振动器。形成多个电极图案160，其包括一对形成在晶体振动器110上的激励电极膜80和81以及与一对激励电极膜80和81相连并形成于各框架形部分100上的框架电极38和39，并且进行调节频率的过程。之后，在晶片130上再次形成包括一对形成在各晶体振动器110上的激励电极膜80和81以及与一对激励电极膜80和81相连并形成于各框架形部分100上且均被短路的连接膜40和41的多个电极图案，晶片130可形成由晶体振动器110和框架形部分100构成的多个振动器20，从而可通过施加电压来进行阳极连接。
文档编号H01L41/18GK1438765SQ0310604
公开日2003年8月27日 申请日期2003年2月17日 优先权日2002年2月15日
发明者荒武洁, 白石政良 申请人:精工电子有限公司