压电振动片的制造方法、压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表的制作方法

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、电子设备以及电波钟表的制作方法
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、电子设备以及电波钟表。
背景技术：
在便携电话、便携信息终端设备中，利用石英(水晶)等的压电振动器被用作时刻源或控制信号的定时源、参考信号源等。提供了各式各样的这种压电振动器，而作为其中之一，为人所知的是具有所谓的音叉型的压电振动片的压电振动器。例如，专利文献I记载的音叉型的压电振动片具有基部；从基部的一个端部延伸的第I振动臂及第2振动臂(相当于本申请的“振动臂部”)。在石英振动片的基部形成第I基部电极和第2基部电极(相当于本申请的“装配电极”)，在臂部的槽部分别形成第I槽电极、第2槽电极(相当于本申请的“激振电极”)。另外，在右侧臂部的两侧面形成第I侧面电极(相当于本申请的“激振电极”)，在左侧臂部的两侧面形成有第2侧面电极(相当于本申请的“激振电极”)。通过光刻技术形成这些各电极。形成各电极的具体的方法，如以下所述。首先，通过溅射等在形成有压电振动片的外形的压电板进行金属膜成膜。接着，与金属膜重叠地涂敷由感光性材料构成的掩模材，形成掩模材的膜。其后，对掩模材进行曝光及显影，形成用于形成各电极的掩模图案。最后，通过隔着掩模图案蚀刻金属膜，对金属膜进行构图而形成各电极。掩模材存在使曝光的部分软化而除去的正型抗蚀剂，以及使曝光的部分硬化而残留的负型抗蚀剂。作为正型抗蚀剂,广泛使用TMAH(tetramethylammonium hydroxide :氢氧化四甲铵)等。通过将掩模材浸溃在例如由氢氧化钠水溶液等碱溶液构成的显影液，进行正型抗蚀剂的掩模材的显影。这里，已知由氢氧化钠水溶液构成的显影液一般粘度较高。为了精度良好地形成各电极，需要通过使粘度高的显影液充分浸入掩模材，以使掩模材精度良好地显影。专利文献I :日本特开2008-98747号公报然而，音叉型的振动片由于一对振动臂的宽度狭小，所以存在特别是气泡残留在一对振动臂的根部分(参照专利文献I的图1，相当于本申请的“叉部(又部)”)等，粘度高的显影液未浸入叉部的担忧。由此，存在根部分的掩模材未被除去而残留，从而不能够精度良好地形成掩模图案的担忧。而且，存在残留的掩模材导致在其后的蚀刻中不能够精度良好地除去金属膜，产生电极的形成不良的担忧。具体而言，存在在右侧臂部的侧面形成的第I侧面电极和在左侧臂部的侧面形成的第2侧面电极短路的担忧。另外，为了使显影液能够良好地浸入叉部，考虑使显影液的浓度降低而粘度降低。然而，在浓度低的氢氧化钠水溶液中，存在显影变得不充分，掩模材未被完全除去而残留，从而不能够精度良好地形成掩模图案的担忧。由此，存在产生电极的形成不良的担忧
发明内容
因此，本发明的课题在于，提供能够使显影液充分地浸入叉部而精度良好地形成掩模图案，从而防止电极的形成不良的压电振动片的制造方法，以及通过该制造方法制造的压电振动片，使用该压电振动片的压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表。为了解决上述的课题，本发明的压电振动片的制造方法，用于使用光刻技术在形成有压电振动片的外形的压电板的表面形成电极，其特征在于，所述压电振动片具备并排配置的一对振动臂部，连接有所述一对振动臂部的基部，在所述振动臂部和所述基部的连接部形成的叉部，以及至少在夹着所述叉部而对置的所述一对振动臂部的侧面分别形成的第I电极及第2电极，形成所述各电极的电极形成工序具有金属膜成膜工序，在所述压电板的表面进行金属膜成膜；掩模材涂敷工序，与所述金属膜重叠地涂敷掩模材；曝光工序，对所述掩模材进行曝光；显影工序，将所述掩模材浸溃在显影液而选择性地除去，形成用于形成所述各电极的掩模图案；以及蚀刻工序，隔着所述掩模图案进行所述金属膜的蚀刻，形成所述各电极，在所述曝光工序与所述显影工序之间具有浸溃工序，将涂敷有所述掩模材的所述压电板浸溃在可溶于所述显影液且比所述显影液粘度低的第I液体。依据本发明，具有将压电板浸溃在第I液体的浸溃工序。这里，第I液体比显影液粘度低，所以能够容易浸入狭小的叉部。而且，通过在曝光工序与显影工序之间具有浸溃工序，当在显影工序将掩模材浸溃在显影液时，在浸溃工序中附着在叉部周边的第I液体和显影液混合，并且显影液浸入到叉部。由此，能够用显影液除去叉部的掩模材，能够防止掩模材残留在叉部。其结果是，能够在蚀刻工序除去叉部的电极膜，能够防止第I电极和第2电极短路。这样，能够使显影液充分地浸入叉部而精度良好地形成掩模图案，从而防止电极的形成不良。另外，本发明的压电振动片的制造方法优选所述显影液是氢氧化钠水溶液，所述第I液体是纯水。作为正型抗蚀剂的显影液使用的氢氧化钠水溶液，具有粘度高且容易与纯水混合的性质。依据本发明，由于在浸溃工序中将压电板浸溃在纯水，因此在显影工序中将掩模材浸溃在作为显影液的氢氧化钠水溶液时，在浸溃工序中附着在叉部周边的纯水和氢氧化钠水溶液混合，并且氢氧化钠水溶液浸入到叉部。因此，即使在掩模材是正型抗蚀剂，且在显影工序中将掩模材浸溃在粘度高的氢氧化钠水溶液的情况下，也能够使显影液充分地浸入叉部而精度良好地形成掩模图案，从而防止电极的形成不良。另外，在压电振动片的制造工序中，纯水是也作为清洗液使用的廉价的液体。因此，通过在浸溃工序使用纯水，能够以低成本防止电极的形成不良。另外，本发明的压电振动片的特征在于，通过上述的制造方法来制造。依据本发明，能够提供没有电极的形成不良的压电振动片。另外，本发明的压电振动器的特征在于，具备上述的压电振动片。依据本发明，由于具备没有电极的形成不良的压电振动片，所以能够提供可靠性高的压电振动器。本发明的振荡器的特征在于，上述的压电振动器作为振子与集成电路电连接。
本发明的电子设备的特征在于，上述的压电振动器与计时部电连接。本发明的电波钟表的特征在于，上述的压电振动器与滤波器部电连接。依据本发明的振荡器、电子设备以及电波钟表，能够提供可靠性高的振荡器、电子设备以及电波钟表。依据本发明，具有将压电板浸溃在第I液体的浸溃工序 。这里，第I液体比显影液粘度低，所以能够容易浸入狭小的叉部。而且，通过在曝光工序与显影工序之间具有浸溃工序，在显影工序将掩模材浸溃在显影液时，在浸溃工序中附着在叉部周边的第I液体与显影液混合，并且显影液浸入到叉部。由此，能够用显影液除去叉部的掩模材，能够防止掩模材残留在叉部，所以能够在蚀刻工序除去叉部的电极膜，能够防止第I激振电极和第2激振电极短路。这样，能够使显影液充分地浸入叉部而精度良好地形成掩模图案，从而防止电极的形成不良。


图I是压电振动片的平面图。图2是沿图I的A-A线的截面图。图3是叉部的立体图。图4是压电振动片的制造工序的流程图。图5是现有的电极形成工序中的显影工序的示意图。图6是浸溃工序的说明图。图7是显影工序的说明图。图8是压电振动器的外观立体图。图9是压电振动器的内部结构图，是卸下盖基板的状态的平面图。图10是沿图9的B-B线的截面图。图11是压电振动器的分解立体图。图12是示出振荡器的一种实施方式的构成图。图13是示出电子设备的一种实施方式的构成图。图14是示出电波钟表的一种实施方式的构成图。附图标记说明4压电振动片；10、11振动臂部；10b，Ilb内侧面(侧面)；12基部；13第I激振电极；14第2激振电极；25叉部；30压电振动器；51显影液；51a氢氧化钠水溶液；60石英圆片(压电板)；85纯水(第I液体)；110振荡器；120便携信息设备(电子设备)；140电波钟表；S120电极形成工序；S121金属膜成膜工序；S123光致抗蚀剂涂敷工序(掩模材涂敷工序)；S125曝光工序；S126浸溃工序；S127显影工序；S129蚀刻工序。
具体实施例方式(压电振动片)以下，参照

本发明的实施方式的压电振动片。图I是压电振动片4的平面图。图2是沿图I的A-A线的截面图。
图3是叉部25的立体图。如图I所示，本实施方式的压电振动片4是由石英等压电材料形成的音叉型的振动片，在施加既定的电压时振动。压电振动片4具备并排配置的一对振动臂部10、11，连接有一对振动臂部10、11的基部12，以及在一对振动臂部10、11与基部12的连接部形成的叉部25。
一对振动臂部10、11沿着中心轴0延伸，夹着中心轴0在左右平行配置。在振动臂部10、11的两主面(表面及背面)上，沿着振动臂部10、11的长度方向，以一定宽度形成纵向较长(縦長)的槽部18。该槽部18从振动臂部10、11的基端侧开始形成到振动臂部IOUl的中间部附近，一对振动臂部10、11分别成为如图2所示的截面H型。如图I所示，基部12与振动臂部10、11邻接，连接并支撑振动臂部10、11的一端侧。在一对振动臂部10、11与基部12的连接部中，在一对振动臂部10、11所夹着的区域形成有叉部25，呈俯视大致U字形状。压电振动片4具备在振动臂部10、11形成的激振电极13、14(第I激振电极13及第2激振电极14)，在基部12形成的装配电极16、17，以及电连接激振电极13、14和装配电极16、17的引出电极19、20。在一对振动臂部10、11的主面上，例如利用铬等的单层的导电性膜形成第I激振电极13及第2激振电极14。第I激振电极13及第2激振电极14是当施加电压时使一对振动臂部10、11在互相接近或远离的方向以既定的谐振频率振动的电极，在一对振动臂部10、11的外表面分别以电隔离的状态进行构图而形成。具体而言，如图3所示，第I激振电极13主要在一个振动臂部10的槽部18内、另一个振动臂部11的外侧面Ila上以及另一个振动臂部11的内侧面Ilb上形成。第2激振电极14主要在另一个振动臂部11的槽部18内、一个振动臂部10的外侧面IOa上以及一个振动臂部10的内侧面IOb上形成。这里，在另一个振动臂部11的内侧面Ilb上形成的第I激振侧面电极13a，以及在一个振动臂部10的内侧面IOb上形成的第2激振侧面电极14a，成为夹着叉部25而对置的状态。在叉部25的表面不形成电极，第I激振电极13及第2激振电极14，在叉部25也是以电隔离状态进行构图而形成。如图I所示，第I激振电极13及第2激振电极14在基部12的两主面上，分别经由引出电极19、20电连接至后述的装配电极16、17。利用与装配电极16、17的基底层相同材料的铬，以单层膜形成引出电极19、20。由此，在进行装配电极16、17的基底层成膜的同时，能够进行引出电极19、20成膜。但是不限于该情况，例如，由镍、铝、钛等进行引出电极19,20成膜也无妨。在基部12的外表面上形成一对装配电极16、17。装配电极16、17是铬和金的层叠膜，通过进行与石英的密合性良好的铬膜成膜作为基底层后，在表面进行金的薄膜成膜作为精加工层而形成。但是不限于该情况，例如，在进行铬和镍铬成膜作为基底层后，在表面进一步进行金的薄膜成膜作为精加工层也无妨。另外，在振动臂部10、11的前端部形成有重锤金属膜21，其由用于以在既定的频率范围内振动的方式进行调整(频率调整)的粗调膜21a及微调膜21b构成。通过利用该重锤金属膜21进行频率调整，能够使一对振动臂部10、11的频率落在器件的标称频率的范围内。(压电振动片的制造方法)接着，在以下参照流程图针对本发明的压电振动片4的制造方法进行说明。图4是压电振动片4的制造工序的流程图。本实施方式的压电振动片4的制造工序主要具备外形形成工序S110，在石英圆片(压电板)形成多个压电振动片4的外形形状；电极形成工序S120，在石英圆片形成各电极；频率调整工序S130，调整谐振频率；以及小片化工序S140，从I块石英圆片切出多个压电振动片。以下，说明各工序的详情。(外形形成工序SI10)首先，进行外形形成工序S110，在石英圆片形成多个压电振动片4(参照图I)的外形形状，然后形成以后成为压电振动片4的槽部18(参照图I)的凹部。具体而言，准备完成抛光(polishing)而高精度地精加工为既定的厚度的石英圆片。接着，利用光刻技术蚀刻该石英圆片，在石英圆片形成多个压电振动片4的外形形状，进而形成成为槽部18的凹部。以上，外形形成工序SllO完成。(电极形成工序S120)接着，进行电极形成工序S120，在形成有压电振动片4的外形的石英圆片的表面形成各电极，即激振电极13、14，引出电极19、20以及装配电极16、17电极(全都参照图I)。如图4所示，电极形成工序S120具有在石英圆片的表面进行金属膜成膜的金属膜成膜工序S121，与金属膜重叠地涂敷光致抗蚀剂(掩模材)的光致抗蚀剂涂敷工序S123 (掩模材涂敷工序)，使光致抗蚀剂曝光的曝光工序S125，将石英圆片浸溃在纯水(第I液体)的浸溃工序S126，选择性地除去光致抗蚀剂而形成掩模图案的显影工序S127，隔着掩模图案进行金属膜的蚀刻形成各电极的蚀刻工序S129。(金属膜成膜工序S121)在电极形成工序S120中，首先进行金属膜成膜工序S121，在石英圆片进行成为之后的激振电极的金属膜成膜。在本实施方式中，在石英圆片的表面通过溅射法、真空蒸镀法等将与石英密合性良好的铬成膜数Pm左右。而且，在铬膜上施加金的薄膜而形成为精加工层。此外，图I所示的激振电极13、14及引出电极19、20仅用铬的单层膜形成，装配电极16、17用铬和金的层叠膜形成。(光致抗蚀剂涂敷工序S123)接着，进行光致抗蚀剂涂敷工序S123，与金属膜重叠地涂敷光致抗蚀剂。此外，如上所述光致抗蚀剂存在使曝光的部分软化而除去的正型抗蚀剂，以及使曝光的部分残留的负型抗蚀剂，但在本实施方式中涂敷正型抗蚀剂。通过喷涂法、旋涂法等，与金属膜重叠地在石英圆片的表面整体涂敷光致抗蚀剂。(曝光工序S125)在曝光工序S125中，以朝向光致抗蚀剂的状态设置具有开口部的光掩模，经由开口部对光致抗蚀剂照射紫外线。光掩模的开口部是要除去光致抗蚀剂的区域，与在后述的蚀刻工序S129中要除去电极膜的区域对应地形成。换言之，光掩模的开口部形成为与未形成各电极即激振电极13、14，引出电极19、20以及装配电极16、17电极(全都参照图I)的区域对应。曝光完成时，除掉光掩模。以往在曝光工序S125后，进行显影工序S127，选择性地除去光致抗蚀剂而形成掩模图案图5是现有的电极形成工序S120中的显影工序S127的示意图。此外，在石英圆片60形成有多个压电振动片外形部4a，但为了容易理解，在图5仅示出一个压电振动片外形部4a。如图5所示，通过将石英圆片60浸溃在存积于未图示的水槽的显影液51中而进行显影工序S127。这里，在本实施方式中光致抗蚀剂55使用正型抗蚀剂，所以显影液51使用氢氧化钠水溶液51a。氢氧化钠水溶液51a —般为粘度高的液体,所以当浸溃涂敷有光致抗蚀剂55的石英圆片60时，氢氧化钠水溶液51a缓缓地浸入到石英圆片60的一个振动臂外形部61中的内侧面61a与另一个振动臂外形部62中的内侧面62a之间。这里，当将石英圆片60投入氢氧化钠水溶液51a时，在大气中存在于叉部25的空气，在氢氧化钠水溶液51a中作为气泡68残留在叉部25。由于该气泡68,存在氢氧化钠水溶液51a未浸入到叉部25表面的担忧。由此，存在叉部25表面的光致抗蚀剂55未被除去而残留，不能够精度良好地形成掩模图案的担忧。另外，由于残留的光致抗蚀剂55，在其后的蚀刻工序S129中不能够精度良好地除去金属膜，存在产生电极的形成不良的担忧。具体而言，存在形成于图3所示的另一个振动臂部11的内侧面Ilb的第I激振侧面电极13a与形成于一个振动臂部10的内侧面IOb的第2激振侧面电极14a，通过未蚀刻而残留的金属膜短路的担忧。因此，为了精度良好地形成掩模图案、防止电极的形成不良，在曝光工序S125与显影工序S127之间，进行以下所述的浸溃工序S126。(浸溃工序S126)图6是浸溃工序S126的说明图。接着，如图6所示，进行将石英圆片60浸溃在纯水85的浸溃工序S126。在浸溃工序S126中将石英圆片60浸溃在纯水85,是因为纯水85可溶于在显影工序S127使用的氢氧化钠水溶液51a，且比氢氧化钠水溶液51a粘度低，能够也浸入形成于石英圆片60的狭小的部位(例如叉部25，参照图5)。另一个原因是由于纯水85比氢氧化钠水溶液51a表面张力低、浸润性良好，所以浸润扩展且附着在石英圆片60的表面。而且，也是因为通过浸入石英圆片60的叉部25且在石英圆片60的表面浸润扩展的纯水85，在以后的显影工序S127中，低粘度的氢氧化钠水溶液51a与纯水85混合，并且氢氧化钠水溶液51a容易向叉部25浸入。在浸溃工序S126中，将石英圆片60浸溃在存积于水槽83的纯水85。具体而言，例如通过一对臂81握住石英圆片60的两端，将石英圆片60输送到水槽83的纯水85内。其后，在通过一对臂81握住石英圆片60的状态下，在前后左右方向使一对臂81动作，在纯水85内使石英圆片60摇动。由此，纯水85能够容易地浸入石英圆片60的叉部25 (参照图5)。在摇动石英圆片60既定时间后，通过在握住石英圆片60的状态下使一对臂81向上方移动，从水槽83的纯水85内取出石英圆片60。取出石英圆片60后，成为纯水85浸润扩展且附着在叉部25及其周边的状态。(显影工序S127)图7是显影工序S127的说明图。此外，与图5同样为了容易理解，在图7中仅示出一个压电振动片外形部4a。接着，如图7所示，进行显影工序S127，将涂敷有光致抗蚀剂55的石英圆片60浸溃在显影液51来选择性地除去光致抗蚀剂55，形成抗蚀剂图案(掩模图案)。具体而言，在显影工序S127中，除去与经由光掩模的开口部而 曝光紫外线的区域对应的光致抗蚀剂，曝光紫外线的区域即未形成激振电极13、14，引出电极19、20以及装配电极16、17电极的各电极(全都参照图I)的区域。这里，通过浸溃工序S126，成为纯水85附着在叉部25及其周边的状态。由此，当将石英圆片60浸溃在氢氧化钠水溶液51a时，纯水85和氢氧化钠水溶液51a混合，氢氧化钠水溶液51a的粘度局部降低,与纯水85混合的低粘度的氢氧化钠水溶液51a浸入叉部25。另外,只要与纯水85混合的低粘度的氢氧化钠水溶液51a浸入叉部25 —次，其后续高粘度(即高浓度)的氢氧化钠水溶液51a也能够浸入。由此，能够除去与未形成各电极的区域对应的光致抗蚀剂，可靠地进行显影，形成抗蚀剂图案。这样，在本实施方式的显影工序S127中，氢氧化钠水溶液51a也浸入叉部25那样的狭小的区域而除去光致抗蚀剂。而且，抗蚀剂图案残留在形成压电振动片4的激振电极
13、14，引出电极19、20以及装配电极16、17的各电极的区域。(清洗工序S128)接着，进行清洗工序S128，冲洗在显影工序S127中残留在石英圆片60的显影液51 (氢氧化钠水溶液51a)。在清洗工序S128中，与浸溃工序S126同样，将石英圆片60浸溃在存积于未图示的水槽的纯水85内，通过在纯水85内摇动石英圆片60，冲洗残留在石英圆片60的表面的显影液51。这里，将在上述的浸溃工序S126中使用的水槽83 (参照图6)和在清洗工序S128中使用的未图示的水槽连通，使纯水85在各水槽间循环。即，浸溃工序S126中使用的纯水85以及清洗工序S128中使用的纯水85使用了共同的纯水85。而且，任一个水槽是喷射槽，不断向水槽内供给纯水85。这样，通过使清洗工序S128的纯水85循环而在浸溃工序S126使用，低成本地实现浸溃工序S126且防止电极的形成不良。(蚀刻工序S129)接着，进行蚀刻工序S 129，将抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻，形成各电极。在本工序中，由抗蚀剂图案遮掩的金属膜残留，而未由抗蚀剂图案遮掩的金属膜被选择性地除去。通过蚀刻工序S129，形成压电振动片4的激振电极13、14，引出电极19、20以及装配电极16、17(参照图I)。这里，通过上述的显影工序S127除去叉部25的表面的光致抗蚀剂，所以能通过蚀刻工序S129完全除去叉部25的电极膜。因此，如图3所示，在叉部25未残留电极膜，所以能够防止形成于另一个振动臂部11的内侧面Ilb的第I激振侧面电极13a与形成于一个振动臂部10的内侧面IOb的第2激振侧面电极14a短路。蚀刻工序S129完成时，电极形成工序S120完成。
(频率调整工序S130)接着，如图I所示，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 (例如，银、金等)。而且，对于形成于石英圆片60的全部振动臂部10、11，进行粗调整谐振频率的频率调整工序S130。通过用激光照射重锤金属膜21的粗调膜21a使其一部分蒸发，使重量变化而进行。此外，关于将谐振频率调整到更高精度的微调，在压电振动器30(参照图8)的状态下进行。以上，频率调整工序S130完成。(小片化工序S140)最后，进彳丁小片化工序S140，将连结石央圆片60和压电振动片4的连结部切断而从石英圆片60切出来进行小片化多个压电振动片4。由此，能够从I块石英圆片60 —次制造多个音叉型的压电振动片4。此时，压电振动片4的制造工序完成，能够获得多个压电振动片4。(本实施方式的效果)依据本发明，具有将石英圆片浸溃在纯水的浸溃工序S126。这里，纯水85比作为显影液51的氢氧化钠水溶液51a粘度低，所以能够容易浸入狭小的叉部25。而且，通过在曝光工序S125与显影工序S127之间具有浸溃工序S126，在显影工序S127将光致抗蚀剂浸溃在氢氧化钠水溶液时，在浸溃工序S126中附着在叉部25周边的纯水85与氢氧化钠水溶液51a混合，并且氢氧化钠水溶液浸入到叉部25。由此，能够用氢氧化钠水溶液51a除去叉部25的光致抗蚀剂，能够防止光致抗蚀剂残留在叉部25，所以能够在蚀刻工序S129除去叉部25的电极膜，能够防止第I激振侧面电极13a和第2激振侧面电极14a短路。这样，能够使氢氧化钠水溶液51a充分地浸入叉部25而精度良好地形成掩模图案,能够防止电极的形成不良。(压电振动器)接着，针对使用本实施方式的压电振动片4的压电振动器进行说明。图8是压电振动器30的外观立体图。图9是压电振动器30的内部结构图，是卸下盖基板32的状态下的平面图。图10是沿图9的B-B线的截面图。图11是图8所示的压电振动器30的分解立体图。此外，设基底基板31的与盖基板32的接合面为第I面U，基底基板31的外侧的面为第2面L来进行说明。另外，为了容易观察附图，在图11中省略了激振电极13、14，引出电极19、20，装配电极16、17以及重锤金属膜21的图示。如图8所示，本实施方式的压电振动器30是表面安装型压电振动器30，其具备经由接合膜37阳极接合基底基板31及盖基板32的封装件，以及如图10所示，收纳于封装件的空腔C的压电振动片4。基底基板31及盖基板32是由玻璃材料例如钠钙玻璃(soda lime glass)构成的、能阳极接合的基板，形成为大致板状。在盖基板32中的与基底基板31的接合面侧，形成有容纳压电振动片4的空腔用凹部32a。
在盖基板32的与基底基板31的接合面侧的整体，形成有阳极接合用的接合膜37。即接合膜37不仅在空腔用凹部32a的内面整体，而且在空腔用凹部32a的周围的框区域形成。本实施方式的接合膜37用硅膜形成，但是接合膜37也可用铝(Al)、Cr等形成。将该接合膜37与基底基板31阳极接合，真空密封空腔C。如图10所示，压电振动器30具备贯通电极35、36，其在厚度方向贯通基底基板31，将空腔C的内侧和压电振动器30的外侧导通。贯通电极35、36配置在贯通基底基板31的贯通孔33、34内。 与贯通孔33、34的中心轴垂直的方向的截面形状，以成为大致圆形状的方式形成。另外，在压电振动器30形成时，以容纳于空腔C内的方式形成贯通孔33、34。更加详细地说明，关于贯通孔33、34，在压电振动片4的基端侧形成一个贯通孔33，在振动臂部10、11的前端侧形成另一个贯通孔34。通过例如在贯通孔33、34插入金属销(未图示)后，在贯通孔33、34与金属销之间填充玻璃料并烧结而形成贯通电极35、36。这样，能够通过用金属销和玻璃料完全堵塞贯通孔33、34，从而维持空腔C内的气密，并且承担使后述的迂回电极38、39和外部电极40、41导通的任务。如图11所示，在基底基板31的第I面U侧构图有一对迂回电极38、39。一对迂回电极38、39之中，一个迂回电极38以位于一个贯通电极35的正上方的方式形成。另外，另一个迂回电极39以从与一个迂回电极38邻接的位置开始，沿着振动臂部10、11在前端侧迂回后，位于另一个贯通电极36的正上方的方式形成。而且，在该一对迂回电极38、39上分别形成由金等构成的尖端越来越细的形状的凸点(bump) B，利用凸点B安装压电振动片4的一对装配电极16、17 (参照图9)。由此，如图9所不,压电振动片4的一个装配电极16经由另一个迂回电极39与另一个贯通电极36导通,另一个装配电极17经由一个迂回电极38与一个贯通电极35导通。另外，在基底基板31的第2面L形成有一对外部电极40、41。一对外部电极40、41在基底基板31的长度方向(图10中的左右方向)的两端部形成，对于一对贯通电极35、36分别电连接。使这样构成的压电振动器30工作时,对于形成于基底基板31的外部电极40、41施加既定的驱动电压。由此，能够对压电振动片4的第I激振电极13及第2激振电极14 (参照图I)施加电压，所以能够使一对振动臂部10、11在接近及远离的方向以既定的频率振动。而且，利用该一对振动臂部10、11的振动，压电振动器30能够用作时刻源、控制信号的定时源、参考信号源等。(振荡器)接着，参照图12对本发明的振荡器的一种实施方式进行说明。如图12所示，本实施方式的振荡器110将压电振动器30构成为与集成电路111电连接的振子。该振荡器110具有安装有电容器等电子元件部件112的基板113。振荡器用的集成电路111安装于基板113，压电振动器30的压电振动片安装在该集成电路111的附近。这些电子元件部件112、集成电路111及压电振动器30通过未图示的布线图案分别电连接。此外，各构成部件利用未图示的树脂来模制(mould)。在这样构成的振荡器110中，向压电振动器30施加电压时，压电振动器30内的压电振动片振动。该振动通过压电振动片具有的压电特性转换为电信号，并以电信号的方式输入至集成电路111。集成电路111对输入的电信号进行各种处理，并以频率信号的方式输出。由此，压电振动器30起着振子的作用。
另外，通过根据需求选择性地将集成电路111的构成设定为例如RTC(实时时钟)模块等，除了钟表用单功能振荡器等之外，还能附加控制该设备、外部设备的工作日期、时亥1J，或者提供时刻、日历等功能。依据本实施方式的振荡器110，由于所具备的压电振动器30具有没有电极的形成 不良的压电振动片4、可靠性高，因此能够制造性能良好的振荡器110。(电子设备)接着，参照图13说明本发明的电子设备的一种实施方式。此外，作为电子设备，以具有上述的压电振动器30的便携信息设备120为例进行说明。首先，本实施方式的便携信息设备120是例如以便携电话为代表的设备，是发展、改良现有技术的手表而成的。外观类似于手表，能在相当于表盘的部分配置液晶显示器，并在该屏幕上显示当前的时刻等。另外，在作为通信机利用的情况下，能够从手腕摘下，并通过内置于表带内侧部分的扬声器及麦克风进行与现有技术的便携电话同样的通信。然而，与现有的便携电话相比已被显著地小型化及轻量化。接着，说明本实施方式的便携信息设备120的构成。如图13所示，该便携信息设备120具备压电振动器30以及用于供电的电源部121。电源部121由例如锂二次电池构成。该电源部121并联连接有进行各种控制的控制部122、进行时刻等的计数的计时部123、与外部进行通信的通信部124、显示各种信息的显示部125以及检测各功能部的电压的电压检测部126。而且，通过电源部121向各功能部供电。控制部122控制各功能部从而进行声音数据的发送及接收、当前时刻的测量、显示等系统整体的动作控制。另外，控制部122具备预先写入有程序的ROM、读出已写入该ROM中的程序并执行的CPU以及用作该CPU的工作区的RAM等。计时部123具备内置有振荡电路、寄存器电路、计数器电路和接口电路等的集成电路以及压电振动器30。向压电振动器30施加电压时，压电振动片振动，该振动通过石英所具有的压电特性转换为电信号，并以电信号的方式输入至振荡电路。使振荡电路的输出二值化，并通过寄存器电路和计数器电路计数。然后，经由接口电路与控制部122进行信号的收发，在显示部125显示当前时刻、当前日期或日历信息等。通信部124具有与现有便携电话同样的功能，具备无线电部127、声音处理部128、切换部129、放大部130、声音输入输出部131、电话号码输入部132、来电音产生部133及呼叫控制存储器部134。无线电部127经由天线135与基站进行声音数据等各种数据的收发的交换。声音处理部128对从无线电部127或放大部130输入的声音信号进行编码及解码。放大部130将从声音处理部128或声音输入输出部131输入的信号放大到既定电平。声音输入输出部131由扬声器、麦克风等构成，放大来电音、受话音或对声音集音。另外，来电音产生部133根据来自基站的呼叫生成来电音。切换部129仅在来电时，通过将连接在声音处理部128的放大部130切换到来电音产生部133，将在来电音产生部133中生成的来电音经由放大部130输出至声音输入输出部131。此外，呼叫控制存储器部134存储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132具备例如0至9的号码键及其他键，通过按压这些号码键等，输入通话对象的电话号码等。
在通过电源部121对控制部122等各功能部施加的电压低于既定值的情况下，电压检测部126检测该电压下降并通知给控制部122。此时的既定电压值是作为使通信部124稳定地动作所必需的最低限度的电压而预先设定的值，例如是3V左右。从电压检测部126接受了电压下降的通知的控制部122禁止无线电部127、声音处理部128、切换部129及来电音产生部133的动作。特别是，耗电大的无线电部127的动作停止是必须的。进而，在显示部125上显示通信部124因电池余量不足而不能使用的提示。S卩，能通过电压检测部126与控制部122，禁止通信部124的动作并将该提示显示在显示部125。该显示可以是字符消息，但作为更直观的显示，也可在显示于显示部125的显示画面的上部的电话图标上标出“ X (叉)”标记。此外，通过具有能选择性地截断通信部124的功能涉及的部分的电源的电源截断部136，能更可靠地停止通信部124的功能。依据本实施方式的便携信息设备120，由于所具备的压电振动器30具有没有电极 的形成不良的压电振动片4、可靠性高，因此能够制造性能良好的便携信息设备120。(电波钟表)接着，参照图14对本发明的电波钟表的一种实施方式进行说明。如图14所示，本实施方式的电波钟表140具有与滤波器部141电连接的压电振动器30，是具有接收包含时钟信息的标准电波并自动修正为正确的时刻从而进行显示的功能的钟表。在日本国内，福岛县(40kHz)与佐贺县(60kHz)有发送标准电波的发送站(发送基站)，分别发送标准电波。40kHz或60kHz那样的长波兼有沿地表传播的性质与在电离层和地表间边反射边传播的性质，所以传播范围广，用上述的两个发送站就能全部覆盖日本国内。以下，详细说明电波钟表140的功能性构成。天线142接收40kHz或60kHz的长波的标准电波。长波的标准电波是将称为时间码的时刻信息AM调制到40kHz或60kHz的载波的电波。接收的长波的标准电波被放大器143放大，通过具有多个压电振动器30的滤波器部141滤波并调谐。本实施方式中的压电振动器30分别具有与所述载波频率相同的40kHz及60kHz的谐振频率的石英振动器部148、149。而且，滤波后的既定频率的信号通过检波、整流电路144检波并解调。接着，经由波形整形电路145抽出时间码并由CPU 146计数。在CPU 146中，读取当前的年、累积日、星期、时刻等信息。将读取的信息反映于RTC 148，从而显示出正确的时刻信息。载波为40kHz或60kHz，所以石英振动器部148、149适于采用具有上述的音叉型的构造的振动器。此外，以上的说明是以日本国内为例示出，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。因此，在将在海外也能应对的电波钟表140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30。依据本实施方式的电波钟表140,由于所具备的压电振动器30具有没有电极的形成不良的压电振动片4、可靠性高，因此能够制造性能良好的电波钟表140。
此外，本发明不限于上述的实施方式。在本实施方式中，以使显影液51浸入音叉型的压电振动片4的叉部25的情况为例来说明本发明。然而，并不限于使显影液51浸入音叉型的压电振动片4的叉部25的情况，本发明也能够适用于使显影液51浸入具有其他形状的压电振动片的狭小的部位的情况，且能取得与实施方式同样的效果。在本实施方式中，采用氢氧化钠水溶液51a作为显影液51，在浸溃工序S126中采 用纯水85作为第I液体,但显影液51不限于氢氧化钠水溶液51a，另外，第I液体不限于纯水85。在本实施方式中，对搭载于表面安装型的压电振动器30的压电振动片4，采用本发明的压电振动片4的制造方法进行说明，但不限于此，例如对搭载于圆柱封装型的压电振动器的压电振动片，采用本发明的压电振动片的制造方法也无妨。
权利要求
1.一种压电振动片的制造方法，用于使用光刻技术在形成有压电振动片的外形的压电板的表面形成电极，其特征在于， 所述压电振动片具备 并排配置的一对振动臂部； 基部，连接有所述一对振动臂部； 叉部，在所述振动臂部和所述基部的连接部形成；以及 第I电极及第2电极，至少分别形成于夹着所述叉部而对置的所述一对振动臂部的侧面， 形成所述各电极的电极形成工序具有 金属膜成膜工序，在所述压电板的表面进行金属膜成膜； 掩模材涂敷工序，与所述金属膜重叠地涂敷掩模材； 曝光工序，对所述掩模材进行曝光； 显影工序，将所述掩模材浸溃在显影液而选择性地除去，形成用于形成所述各电极的掩模图案；以及 蚀刻工序，隔着所述掩模图案进行所述金属膜的蚀刻，形成所述各电极， 在所述曝光工序与所述显影工序之间，具有将涂敷有所述掩模材的所述压电板浸溃在可溶于所述显影液且比所述显影液粘度低第I液体的浸溃工序。
2.如权利要求I所述的压电振动片的制造方法，其特征在于， 所述显影液是氢氧化钠水溶液，所述第I液体是纯水。
3.一种压电振动片，其特征在于， 通过权利要求I或2所述的制造方法来制造。
4.一种压电振动器,其特征在于， 具备权利要求3所述的压电振动片。
5.—种振荡器,其特征在于， 权利要求4所述的压电振动器作为振子与集成电路电连接。
6.—种电子设备,其特征在于， 权利要求4所述的压电振动器与计时部电连接。
7.—种电波钟表,其特征在于， 权利要求4所述的压电振动器与滤波器部电连接。
全文摘要
本发明的压电振动片(4)的制造方法，用于使用光刻技术在压电板的表面形成电极，其特征在于，具有形成激振电极(13、14)的电极形成工序，曝光光致抗蚀剂(掩模材)的曝光工序(S125)，将光致抗蚀剂浸渍在显影液而选择性地除去而形成掩模图案的显影工序(S127)，以及形成激振电极(13、14)的蚀刻工序(S129)，在曝光工序(S125)与显影工序(S127)之间，具有浸渍工序(S126)，将涂敷有光致抗蚀剂的压电板浸渍在可溶于显影液且比显影液粘度低的第1液体。从而提供能够使显影液充分地浸入叉部而精度良好地形成掩模图案，而防止电极的形成不良的压电振动片的制造方法，以及通过该制造方法制造的压电振动片，使用该压电振动片的压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表。
文档编号H03H9/13GK102624347SQ20121002776
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月30日 优先权日2011年1月27日
发明者色川大城 申请人:精工电子有限公司