壓電振動片的製造方法、壓電振動器、振蕩器、電子設備及電波鐘的製作方法

2023-11-08 02:08:02 3

專利名稱：壓電振動片的製造方法、壓電振動器、振蕩器、電子設備及電波鐘的製作方法
技術領域：
本發明涉及壓電振動片的製造方法、壓電振動器、振蕩器、電子設備及電波鐘。
背景技術：
近年來，在便攜電話或便攜信息終端設備上採用具有壓電振動片的壓電振動器，該壓電振動片利用水晶(石英)等作為時刻源、控制信號的定時源、參考信號源等。作為這種壓電振動片，具備由壓電材料構成的壓電板和被施加電壓時使壓電板振動的電極部。在此，利用由壓電材料的水晶構成的圓片一次製造多個壓電振動片。更具體地說，首先從保護膜上開始對圓片(wafer)的表面和背面塗敷抗蝕劑膜，在該抗蝕劑膜上配置用於形成壓電板的外形形狀的掩模。接著，隔著該掩模對抗蝕劑膜照射紫外線，在抗蝕劑膜曝光蝕刻圖案(抗蝕劑圖案)。在取下掩模後，將抗蝕劑膜顯影從而除去曝光部分，其後進行金屬蝕刻而從曝光部分除去露出的保護膜。而且，除去抗蝕劑膜，並且進行水晶蝕刻而對從保護膜的除去部分露出的圓片進行蝕刻，其後除去保護膜，從而形成壓電板的外形形狀。接著，將電極材料對形成有壓電板的外形形狀的圓片蒸鍍、濺鍍等，從而形成電極膜，在其上形成抗蝕劑膜。然後，在該抗蝕劑膜上配置所希望的電極以及形成有布線圖案的掩模，照射紫外線而將蝕刻圖案(抗蝕劑圖案)在抗蝕劑膜上曝光。然後，將抗蝕劑膜顯影而除去曝光部分，使電極膜的表面露出，且蝕刻其露出面而使圓片的表面露出，從而將電極膜極化，得到希望的電極及布線。在此，配置在圓片的表面和背面的掩模，邊目視確認邊進行對位，以使各自形成的蝕刻圖案完全重疊。此時，各掩模的蝕刻圖案完全相同，因此在兩掩模間容易產生錯位。為此，公開了在各掩模形成多個相同形狀的對準標記，通過使彼此的對準標記對位來防止各掩模間的錯位的技術(例如，參照專利文獻I)。專利文獻I :日本特開2003-186210號公報可是想要利用對準標記來防止掩模的錯位時，對準標記的大小對於對位的操作性、對位的精度產生影響。S卩，當對準標記較大時，相應地操作者容易確定對準標記，提高對位的操作性，但會降低對位精度。另一方面，當對準標記較小時，相應地能提高對位精度，但操作音會難以確定對準標記，對位的操作性會降低。此外，這在壓電板上形成電極時所利用的掩模的對位也同樣。即，即便在圓片和用於形成電極的掩模上分別形成對準標記，也會隨著該對準標記的大小而對位的操作性下降，或者對位精度惡化。

發明內容
於是，本發明鑑於上述情況而構思，提供一種能夠提高掩模對位的操作性、並提高對位的精度、容易且高精度地形成壓電板、電極的壓電振動片的製造方法、壓電振動器、振蕩器、電子設備及電波鐘為了解決上述課題，本發明的壓電振動片的製造方法，其中壓電振動片具備壓電板、和當被施加電壓時使所述壓電板振動的電極部，所述製造方法的特徵在於，包括外形形成工序，在對由壓電材料構成的圓片的兩面塗敷壓電板形成用掩模材料之後，配置為形成所述壓電板而準備的一對外形掩模，其後，隔著這些外形掩模照射光以形成所述壓電板的外形；以及抗蝕劑圖案形成工序，在對形成有所述壓電板的外形形狀的所述圓片塗敷電極膜掩模材料之後，配置為電極膜而準備的電極膜用掩模，然後，隔著所述電極膜用掩模照射光以形成抗蝕劑圖案，所述抗蝕劑圖案形成工序包括電極標記組檢測工序，檢測形成在所述圓片的圓片側標記組(群)、和形成在所述電極膜用掩模的電極掩模側標記組；以及電極掩模配置工序，使所述圓片側標記組與所述電極掩模側標記組對位，並對所述圓片配置所述電極膜用掩模，所述圓片側標記組由大小彼此不同的至少2個圓片側標記構成，所述電極掩模側標記組由大小彼此不同的至少2個電極掩模側標記構成，將各自最小的圓片側標記及電極掩模側標記用作為彼此的標記對位，將最小的圓片側標記、除電極掩模側標記以外的所有圓片側標記、以及電極掩模側標記，用於所述電極標記組檢測工序。通過這樣的方法，從最大的圓片側標記以及最大的電極掩模側標記依次確定，能夠將最小的圓片側標記以及最小的電極掩模側標記迅速確定。此外，利用最小的圓片側標記以及最小的電極掩模側標記進行各掩模的對位，從而能夠高精度地進行該對位。因此，能夠容易且高精度進行抗蝕劑圖案形成工序。本發明的壓電振動片的製造方法，其特徵在於，各圓片側標記以及各電極掩模側標記分別以既定的排列圖案配置。通過這樣的方法，在確定最大的圓片側標記以及最大的電極掩模側標記的時刻，能夠容易預測最小的圓片側標記以及最小的電極掩模側標記的位置，因此能夠進一步提高在確定最大的圓片側標記以及最大的電極掩模側標記之後確定最小的圓片側標記以及最小的電極掩模側標記為止的操作效率。本發明的壓電振動片的製造方法，其特徵在於，各圓片側標記在最大的圓片側標記的形成範圍內，配置有其它圓片側標記，並且各電極掩模側標記在最大的電極掩模側標記的形成範圍內，配置有其它電極掩模側標記。通過這樣的方法，能夠進一步容易確定最小的圓片側標記以及最小的電極掩模側標記。因此，能夠進一步提高各掩模對位的操作性。本發明的壓電振動片的製造方法，其中壓電振動片具備壓電板、和當被施加電壓時使所述壓電板振動的電極部，所述製造方法的特徵在於，包括外形形成工序，在由壓電材料構成的圓片的兩面塗敷壓電板形成用掩模材料後，配置為形成所述壓電板而準備的一對外形掩模，然後，隔著這些外形掩模照射光以形成所述壓電板的外形；以及抗蝕劑圖案形成工序，在形成有所述壓電板的外形形狀的所述圓片塗敷電極膜掩模材料後，配置為電極膜而準備的電極膜用掩模，然後，隔著所述電極膜用掩模照射光以形成抗蝕劑圖案，所述外形形成工序包括外形標記組檢測工序，檢測形成在各外形掩模的外形掩模側標記組；以及外形掩模配置工序，使各外形掩模的外形掩模側標記組的位置對齊並在所述圓片配置各外形掩模，所述外形掩模側標記組由彼此大小不同的至少2個外形掩模側標記構成，將形成在各外形掩模的最小的外形掩模側標記用作為彼此的標記對位，將除最小的外形掩模側標記以外的所有外形掩模側標記，利用到所述外形標記組檢測工序中。通過這樣的方法，能夠從最大的外形掩模側標記起依次進行確定，從而能夠迅速地確定最小的外形掩模側標記。此外，利用最小的外形掩模側標記進行各掩模的對位，從而能夠高精度地進行該對位。因此，能夠容易且高精度地進行外形形成工序。本發明的壓電振動片的製造方法，其特徵在於，各外形掩模側標記分別以既定的排列圖案配置。通過這樣的方法，能夠在確定最大的外形掩模側標記的時刻容易預測最小的外形掩模側標記的位置，因此能夠提高從確定最大的外形掩模側標記之後確定最小的外形掩模側標記為止的操作效率。本發明的壓電振動片的製造方法，其特徵在於，各外形掩模側標記在最大的外形掩模側標記的形成範圍內，配置有其它外形掩模側標記。通過這樣的方法，能進一步容易確定最小的外形掩模側標記。因此，能夠進一步提高各掩模對位的操作性。本發明的壓電振動器，其特徵在於，利用本發明第一方面至第六方面的任一項中記載的壓電振動片的製造方法來製造。通過這樣構成，能夠提供這樣的壓電振動器，即能夠提高各掩模對位的操作性，並且提高對位精度、容易且高精度地形成壓電板或電極。本發明的振蕩器，其特徵在於，本發明第七方面所記載的壓電振動器，作為振子與集成電路電連接。通過這樣構成，能夠有效率地製造高品質的振蕩器，並且能夠謀求該振蕩器的低成本化。本發明的電子設備，其特徵在於，本發明第七方面所記載的壓電振動器與計時部電連接。通過這樣構成，能夠有效率地製造高品質的電子設備，並能謀求該電子設備的低成本化。本發明的電波鐘，其特徵在於，本發明第七方面所記載的壓電振動器與濾波部電連接。通過這樣構成，能夠有效率地製造高品質的電波鐘，並能謀求該電波鐘的低成本化。(發明效果)依據本發明，從最大的圓片側標記以及最大的電極掩模側標記起依次進行確定，從而能夠迅速確定最小的圓片側標記 以及最小的電極掩模側標記。此外，利用最小的圓片側標記以及最小的電極掩模側標記進行各掩模的對位，從而能高精度地進行該對位。因此，能夠容易且高精度地進行抗蝕劑圖案形成工序。此外，從最大的外形掩模側標記起依次進行確定,從而能迅速地確定最小的外形掩模側標記。此外，利用最小的外形掩模側標記進行各掩模的對位，從而能高精度地進行該對位。因此，能夠容易且高精度地進行外形形成工序。


圖I是從蓋基板側觀察本發明實施方式中的壓電振動器的外觀立體圖。圖2是在拆下蓋基板的狀態下俯視本發明實施方式中的壓電振動片的圖。圖3是沿著圖2的A-A剖線的壓電振動器的剖視圖。圖4是本發明實施方式中的壓電振動器的分解立體圖。圖5是本發明實施方式中的壓電振動片的俯視圖。圖6是本發明實施方式中的壓電振動片的仰視圖。圖7是沿著圖5的B-B剖線的剖視圖。
圖8是本發明實施方式中的外形掩模的概略平面圖。圖9是本發明實施方式中的電極膜用掩模的概略平面圖。圖10是本發明實施方式中的工件託盤的概略平面圖。圖11是本發明實施方式中的各標記組的詳細圖。圖12是本發明實施方式中的壓電振動片的製造方法的流程圖。圖13是本發明實施方式中的外形形成工序中抗蝕劑圖案形成工序的工序圖。圖14是本發明實施方式中的外形掩模側標記組的操作工序圖，其中(a) ⑷示出各工序的動態。圖15是本發明實施方式中的結束外形形成工序後的圓片的平面圖。圖16是本發明實施方式中的抗蝕劑圖案形成工序的工序圖，其中(a) (C)示出各工序的動態。圖17是本發明實施方式中的用於對圓片側標記組進行電極掩模側標記組的對位的操作工序圖。圖18是本發明實施方式中的振蕩器的結構圖。圖19是本發明實施方式中的便攜信息設備的結構圖。圖20是示出本發明實施方式中的電波鐘的一實施方式的結構圖。圖21是本發明實施方式中的各標記組的其它實施方式的詳細圖。
具體實施例方式(壓電振動器)下面，根據附圖就本發明的實施方式進行說明。圖I是從蓋基板側觀察壓電振動器的外觀立體圖；圖2是壓電振動器的內部結構圖，並且是在拆下蓋基板的狀態下俯視壓電振動片的圖；圖3是沿著圖2的A-A剖線的壓電振動器的剖視圖；圖4是壓電振動器的分解立體圖。如圖I 圖4所示，壓電振動器I具有基底基板2和蓋基板3經接合材料35陽極接合的箱狀的封裝件(package) 5，並且是在該封裝件5內部的空腔C內密封了壓電振動片4的表面安裝型的壓電振動器。此外，在圖4中為了方便觀看附圖而省略了後述的激振電極15、引出電極19、20、裝配電極16、17及重錘金屬膜21的圖示。圖5是構成壓電振動器的壓電振動片的俯視圖；圖6是壓電振動片的仰視圖；圖7是沿著圖5的B-B剖線的剖視圖。如圖5 圖7所示，壓電振動片4在被施加既定電壓時振動，具備由水晶、鉭酸鋰、鈮酸鋰等壓電材料形成的音叉型壓電板24。
該壓電板24具有平行配置的一對振動臂部10、11 ;以及將一對振動臂部10、11的基端一側固定成一體的基部12。此外,在壓電板24的外表面上,設有使一對振動臂部10、11振動的由第一激振電極13及第二激振電極14構成的激振電極15、與第一激振電極13及第二激振電極14電連接的裝配電極16、17。此外，在壓電板24形成有在一對振動臂部10、11的兩主表面上沿著振動臂部10、11的長邊方向分別形成的槽部18。該槽部18從振動臂部10、11的基端側形成至大致中間附近。由第一激振電極13、第二激振電極14構成的激振電極15，是使一對振動臂部10、11在彼此接近或分離的方向上以既定的頻率振動的電極，在一對振動臂部10、11的外表面上，分別以電性切斷的狀態構圖而形成。具體而言，第一激振電極13主要形成在一個振動臂部10的槽部18上和另一振動臂部11的兩側面上。此外，第二激振電極14主要形成在一個振動臂部10的兩側面上和另一振動臂部11的槽部18上。而且，第一激振電極13及第二激振電極14，在基部12的兩主表面上分別經由引出電極19、20電連接到裝配電極16、17。壓電振動片4經由該裝配電極16、17而被施加電壓。此外，在一對振動臂部10、11的外表面上被覆蓋頻率調整用的重錘金屬膜21，以使本身的振動狀態在既定頻率的範圍內振動。該重錘金屬膜21例如用銀(Ag)或金(Au)來形成，被分為粗調頻率時使用的粗調膜21a和微調時使用的微調膜21b。利用這粗調膜21a及微調膜21b的重量進行頻率調整，從而能夠使一對振動臂部10、11的頻率收斂在器件的目標頻率範圍內。這樣構成的壓電振動片4，如圖3及圖4所示，利用金等的凸點(bump)B，凸點接合到基底基板2的上表面。更具體地說，在基底基板2上表面上所構圖的後述迂迴電極36、37上所形成的2個凸點B上，使一對裝配電極16、17分別接觸的狀態進行凸點接合。由此，壓電振動片4以從基底基板2的上表面浮起的狀態被支撐，並且成為與裝配電極16、17和迂迴電極36、37分別電連接的狀態。如圖I、圖3、圖4所示，蓋基板3是由玻璃材料、例如鹼石灰玻璃構成的透明絕緣基板，並且呈板狀地形成。在接合基底基板2的接合面一側，形成有收納壓電振動片4的矩形狀的凹部3a。該凹部3a是在疊合兩基板2、3時成為收容壓電振動片4的空腔C的空腔用的凹部。在蓋基板3的整個下表面，形成有陽極接合用的接合材料35。具體而言，接合材料35遍及與基底基板2的接合面以及凹部3a的整個內表面而形成。本實施方式的接合材料35由Si膜形成，但接合材料35也可用Al形成。再者作為接合材料，也可以用通過摻雜等來低電阻化的Si塊材。然後，以使凹部3a與基底基板2 —側相向的狀態，將接合材料35和基底基板2陽極接合，從而空腔C被氣密密封。如圖I 圖4所示，基底基板2是與蓋基板3同樣地用玻璃材料、例如鹼石灰玻璃構成的透明絕緣基板，並且以能對蓋基板3疊合的大小呈板狀地形成。在該基底基板2形成有貫通基底基板2的一對貫通孔30、31。這時，一對貫通孔30、31被形成為收納於空腔C內。更詳細地說，貫通孔30、31之中，一個貫通孔30形成在與所裝配的壓電振動片4的基部12—側對應的位置。此外，另一貫通孔31形成在與振動臂部10、11的前端側對應的位置。此外，這些貫通孔30、31形成為從基底基板2的下表面起朝著上表面其直徑逐漸縮小的剖面錐狀。此外，在本實施方式中，就各貫通孔30、31形成為剖面錐狀的情況進行了說明，但並不限於此，也可以是筆直地貫通基底基板2的貫通孔。總之貫通基底基板2即可。然後，在這一對貫通孔30、31中，形成有以填埋各貫通孔30、31的方式形成的一對貫通電極32、33。如圖3所示，這些貫通電極32、33由經燒成而對貫通孔30、31固定成一體的筒體6以及芯材部7形成。各貫通電極32、33完全堵塞貫通孔30、31而維持空腔C內的氣密性，並且起到使後述的外部電極38、39和迂迴電極36、37導通的作用。筒體6是膏狀的玻璃料被燒成而成的部件。筒體6形成為兩端平坦且與基底基板2大致相同厚度的圓筒狀。然後，在筒體6的中心，以貫通筒體6的方式配置有芯材部7。此夕卜，在本實施方式中筒體6的外形形成為圓錐狀(剖面錐狀)，以與貫通孔30、31的形狀吻合。然後，該筒體6在被埋入貫通孔30、31內的狀態下燒成，從而對這些貫通孔30、31牢固地固接。芯材部7是用金屬材料呈圓柱狀形成的導電性芯材，與筒體6同樣地，形成為兩端平坦且厚度與基底基板2的厚度大致相同。芯材部7位於筒體6的中心孔6c，因筒體6的燒成而對筒體6牢固地固接。此外，貫通電極32、33通過導電性芯材部7而確保電導通性。如圖I 圖4所示，在基底基板2的上表面側(接合蓋基板3的接合面一側)，用導電性材料(例如招)構圖有一對迂迴電極36、37。一對迂迴電極36、37被構圖成為使一對貫通電極32、33中的一個貫通電極32與壓電振動片4的一個裝配電極16電連接，並且使另一貫通電極33和壓電振動片4的另一裝配電極17電連接。更詳細地說，一個迂迴電極36以位於壓電振動片4的基部12正下方的方式形成在一個貫通電極32的正上方。此外，另一迂迴電極37形成為從與一個迂迴電極36相鄰接的位置沿著振動臂部10、11迂迴到這些振動臂部10、11的前端側之後，位於另一貫通電極33的正上方。然後，在這一對迂迴電極36、37上分別形成凸點B，利用該凸點B裝配壓電振動片4。由此，壓電振動片4的一個裝配電極16經由一個迂迴電極36與一個貫通電極32導通。此外，另一裝配電極17經由另一迂迴電極37與另一貫通電極33導通。如圖I、圖3、圖4所示，在基底基板2的下表面形成有與一對貫通電極32、33分別電連接的外部電極38、39。即，一個外部電極38經由一個貫通電極32以及一個迂迴電極36而與壓電振動片4的第一激振電極13電連接。此外，另一外部電極39經由另一貫通電極33及另一迂迴電極37而與壓電振動片4的第二激振電極14電連接。
在使這樣構成的壓電振動器I動作時，對形成在基底基板2的外部電極38、39施加既定的驅動電壓。由此，能夠在由壓電振動片4的第一激振電極13及第二激振電極14構成的激振電極15中有電流流過，並能使一對振動臂部10、11在接近/分離的方向上以既定的頻率振動。然後，利用該一對振動臂部10、11的振動，能夠作為時刻源、控制信號的定時源、參考信號源等而加以利用。(壓電振動器的製造方法)接著，對用由壓電材料構成的圓片S(參照圖11)形成壓電振動片4的方法進行說明。首先，根據圖8 圖11，對該製造方法中所使用的壓電振動片的製造裝置40進行說明。圖8是外形掩模的概略平面圖；圖9是電極膜用掩模的概略平面圖；圖10是工件託盤的概略平面圖。如圖8 圖10所示，製造裝置40具備用於在圓片S上形成壓電板24 (參照圖5、圖6)的外形形狀的外形掩模41 ;用於在壓電板24上形成激振電極15(參照圖5、圖6)的電極膜用掩模42 ;以及承載圓片S的工件託盤43。這些掩模41、42具備各自內部成為曝光區域41a、42a的框狀部41b、42b ;以及配置在曝光區域41a、42a並且通過未圖示的連結部與框狀部41b、42b連結的多個覆蓋部41c、42c。此外，為了便於觀看附圖，圖8以後圖示的各覆蓋部41c、42c簡化了形狀和數量。在此，2個外形掩模側標記組51以夾持外形掩模41的中央部而位於兩側的方式形成在外形掩模41的框狀部41b上。另一方面,2個電極掩模側標記組52以夾持電極換用掩模42的中央部而位於兩側的方式形成在電極膜用掩模42的框狀部42b上。S卩，各標記組51、52形成在彼此對應的位置。這些標記組51、52是用於各自對應的掩模41、42的對位的對準標記(隨後詳述)。圖11是各標記組的詳細圖。此外，各標記組51、52都以同一形狀構成，因此利用同一附圖(圖11)說明各標記組51、52。如該圖所示，外形掩模側標記組51由多個(該實施方式中4個)外形掩模側標記51a 51d構成。各標記51a 51d形成為十字狀,其大小分別不同。S卩，從最大的外形掩模側標記51a到最小的外形掩模側標記51d為止，在它們之間存在的外形掩模側標記51b、51c以依次減小地形成。此外，除最大的外形掩模側標記51a以外的3個外形掩模側標記51b、51c、51d被配置在最大的外形掩模側標記51a的形成範圍Wl內。然後,各標記51a 51d以既定的排列圖案配置。既定的排列圖案以既定的規則排列即可，例如，在圖11中配置成從最大的外形掩模側標記51a起從大的標記順序逐漸朝圖11的右下方錯開。另一方面，電極掩模側標記組52也與外形掩模側標記組51同樣地構成。S卩，電極掩模側標記組52由多個(該實施方式中4個)電極掩模側標記52a 52d構成,這些電極掩模側標記52a 52d的大小彼此不同。然後，除最大的電極掩模側標記52a以外3個電極掩模側標記52b、52c、52d在最大的外形掩模側標記52a的形成範圍Wl內以既定的排列
圖案配置。接著，根據圖12 圖15就利用這樣構成的製造裝置40的形成壓電振動片4的壓電振動片的製造方法進行說明。圖12是壓電振動片的製造方法的流程圖。 如圖12所示，首先以既定的角度對水晶的朗伯(Lambert)原礦石進行切片，做成固定厚度的圓片S。接著，研磨該圓片S而進行粗加工後，利用蝕刻來除掉加工變質層，其後進行拋光(polish)等的鏡面研磨加工,做成既定厚度的圓片S(SlO)。接著，進行在研磨後的圓片S形成多個壓電板24的外形形狀的外形形成工序(S20)。此時，首先利用例如蒸鍍法或濺鍍法等，在圓片S的兩面成膜由層疊例如鉻層和金層等而成的未圖示的保護膜(S21)。其次，在保護膜上成膜光刻膠膜(壓電板形成用掩模材料)(S22)。接著，進行用於在光刻膠膜上形成所希望的抗蝕劑圖案的抗蝕劑圖案形成工序(S23)。以下，詳述外形形成工序中的抗蝕劑圖案形成工序。
圖13是外形形成工序中的抗蝕劑圖案形成工序的工序圖。如圖8、圖12、圖13所示，首先，向下側的外形掩模44a(41)上輸送圓片S(S24)。然後，針對下側的外形掩模44a(41)進行圓片S的粗定位(S25)。在圓片S中設有在其一側形成的切口狀的定向平面(Orientation Flat)61,因此利用該定向平面61進行粗定位也可。在進行粗定位後，在圓片S的上表面，即，與下側的外形掩模44a相反一側的面配置上側的外形掩模44b,進行上下外形掩模44a、44b的對位(S26,外形掩模配置工序)。該對位是利用形成在各外形掩模44a、44b的外形掩模側標記組51來進行的。SP，配置在下側的外形掩模44a上的圓片S，能夠從其上表面視覺辨認形成在下側的外形掩模44a的外形掩模側標記組51。因此，操作者利用未圖示的顯微鏡等，對形成在下側的外形掩模44a的外形掩模側標記組51上，疊合形成在上側的外形掩模44b的外形掩模側標記組51,從而進行兩外形掩模44a、44b的對位。圖14(a)至圖14(d)是示出形成在兩外形掩模44a、44b的外形掩模側標記組51的對位方法的操作工序圖。在此，外形掩模側標記組51由多個(該實施方式中4個)外形掩模側標記51a 51d構成(參照圖11)。因此，首先如圖14(a)所示，確定形成在下側的外形掩模44a的外形掩模側標記組51中的最大的外形掩模側標記51a的位置(外形標記組檢測工序)。此時，也可確定較小的外形掩模側標記51c、51d的位置，但是因為這些外形掩模側標記51c、51d較小，所以其視覺辨認相應地困難。因此，通過以確定最大的外形掩模側標記51a的方式進行操作，即便小的外形掩模側標記51c、51d處在未圖示的顯微鏡的視野Hl範圍外，也能容易確定最大的外形掩模側標記51a的位置。接著,如圖14(b)所示,從最大的外形掩模側標記51a的位置確定最小的外形掩模側標記51d的位置。另一方面，對於形成在上側的外形掩模44b的外形掩模側標記組51，也能以與形成在下側的外形掩模44a的外形掩模側標記組51同樣的順序確定最小的外形掩模側標記51d的位置。S卩，首先確定最大的外形掩模側標記51a,從該外形掩模側標記51a確定最小的外形掩模側標記51d的位置。接著，如圖14(C)所示，使形成在上側的外形掩模44b的最小的外形掩模側標記51d靠近形成在下側的外形掩模44a的最小的外形掩模側標記51d。然後，如圖14(d)所示，使形成在各外形掩模44a、44b的最小的外形掩模側標記51d、51d彼此的位置對齊，完成上下外形掩模44a、44b的對位(S26)。如此，通過利用最小的外形掩模側標記51d，能高精度地進行上下外形掩模44a、44b的對位。即，將最小的外形掩模側標記51d用於各標記組51、51的對位,將包括外形掩模側標記51d在內的所有的外形掩模側標記51a 51d用於外形標記組檢測工序中。
如圖12所示，在圓片S配置外形掩模44a、44b後，在圓片S的兩面上隔著外形掩模44a、44b,對未圖不的光刻膠膜曝光刻膠圖案(S27a)。若結束曝光就取下外形掩模44a、44b，然後進行光刻膠膜的顯影，除去曝光部分(S27b)。然後，進行金屬蝕刻而除去從曝光部分露出的保護膜，進而除去抗蝕劑膜(S28)。然後，進行水晶蝕刻而蝕刻從保護膜的除去部分露出的圓片S (S29)，其後，除去保護膜，從而結束外形形成工序(S20)。圖15是結束外形形成工序後的圓片的平面圖。如該圖所示，在結束外形形成工序(S20)的圓片S，形成有壓電板24的外形形狀。更具體地說，存在於圓片S的外周部SI內側的板形成區域S2內，形成有壓電板24的外形形狀。板形成區域S2是從外形掩模41的曝光區域41a露出的部分，在板形成區域S2中，壓電板24的外形形狀以及除去連結該外形形狀和外周部SI的未圖示的連結部的部分被水晶蝕刻而除去。在此，在外形掩模41形成有外形掩模側標記組51。因此，與壓電板24的外形形狀同時在圓片S中與2個外形掩模側標記組51對應的部位形成圓側標記組71。圓片側標記組71也經過與壓電板24同樣的工序(外形形成工序(S20))而形成，因此形成為與外形掩模側標記組51相同的形狀。S卩，如圖11所示，圓片側標記組71形成為十字狀，由大小彼此不同的多個圓片側標記71a 71d構成。此外，圓片側標記組71是沿厚度方向貫通圓片S的貫通孔，或者由形成在圓片S的表面上的凹部構成。如圖5 圖7及圖12所示，在進行外形形成工序(S20)之後，進行在一對振動臂部10、11形成槽部18的槽部形成工序(S30)，然後，進行在形成有壓電板24的外形形狀的圓片S形成激振電極15及重錘金屬膜21的電極形成工序(S40)。此時，首先利用例如蒸鍍法或濺鍍法等，在成膜壓電板24上成膜成為電極的金屬膜(未圖示)(S41)。接著，在金屬膜上成膜光刻膠膜(電極膜掩模材料)(S42)。接著，進行用於在光刻膠膜形成成為電極形狀的抗蝕劑圖案的抗蝕劑圖案形成工序(S43)。以下，詳述電極形成工序中的抗蝕劑圖案形成工序。圖16(a) 圖16(c)是電極形成工序中的抗蝕劑圖案形成工序的工序圖。如圖12、圖16所示，首先，將圓片S輸送到製造裝置40的工件託盤43上(S44，參照圖16(a)、圖16(b))。然後，對工件託盤43進行圓片S的粗定位(S45)。此時，利用設有圓片S的定向平面61等進行粗定位。在進行粗定位後，在圓片S的上表面，即在與工件託盤43相反一側的面配置電極膜用掩模42 (參照圖9)，進行該電極膜用掩模42的對位(S46，電極掩模配置工序)。該對位是利用形成在圓片S的圓片側標記組71和形成在電極膜用掩模42的電極掩模側標記組52來進行了。在此，圓片側標記組71和電極掩模側標記組52的對位，與形成在上述的下側的外形掩模44a的外形掩模側標記組51和形成在上側的外形掩模44b的外形掩模側標記組51的對位相同。圖17是用於對形成在圓片S的圓片側標記組71進行形成在電極膜用掩模42的電極掩模側標記組52的對位的操作工序圖。即，首先如圖17(a)所示，確定圓片側標記組71中的最大的圓片側標記71a的位置(電極標記組檢測工序)。其次，如圖17(b)所示，從最大的圓片側標記71a的位置確定最小的圓片側標記7Id的位置。另一方面，對於形成在電極膜用掩模42的電極掩模側標記組52，也與圓片側標記組71同樣的順序確定最小的電極掩模側標記52d的位置。即，首先確定最大的電極掩模側標記52a,從該電極掩模側標記52a確定最小的電極掩模側標記52d的位置。接著，如圖14(c)所不，使最小的電極掩|旲側標記52d罪近最小的圓片側標記71d。然後，如圖14(d)所示，將這些圓片側標記71d和電極掩模側標記52d的位置對齊，完成電極膜用掩模42對圓片S的對位(S46)。如此，利用最小的圓片側標記71d和最小的電極掩模側標記52d，能高精度地進行電極膜用掩模42的對位。即，利用最小的電極掩模側標記52d及圓片側標記71d，作為電極掩模側標記組52和圓片側標記組71的對位用標記，並將包括電極掩模側標記52d及圓片側標記71d在內的所有電極掩模側標記52a 52d及圓片側標記71a 71d利用到電極標記組檢測工序中。如圖12所示，在圓片S配置電極膜用掩模42後，隔著該電極膜用掩模42對未圖示的光刻膠膜曝光蝕膠圖案(S47a)。若結束曝光就拆下電極膜用掩模42，然後進行光刻膠膜的顯影，除去曝光部分(S47b)。然後，以殘存的光刻膠膜為掩模進行金屬蝕刻而進行構圖。其後除去作為掩模的光刻膠膜，從而形成激振電極15及重錘金屬膜21，結束電極形成工序(S40)。在進行電極形成工序(S40)後，對形成在圓片S上的所有振動臂部10、11、12進行粗調諧振頻率的粗調工序(S51)。這是例如對重錘金屬膜21的粗調膜21a(參照圖5、圖6)照射雷射，使加在一對振動臂部10、11前端的重量減輕，從而粗調頻率的工序。接下來，切斷連結圓片S和壓電振動片4的未圖示的連結部，從而進行從圓片S切離出多個壓電振動片4而小片化的切斷工序(S52)。由此，能夠從圓片S—次製造多個形成有激振電極15、裝配電極16、17、引出電極19、20及重錘金屬膜21的壓電振動片4。(效果)因而，依據上述的實施方式，通過將用於外形掩模41的對位的對準標記定為由多個外形掩模側標記51a 51d構成的外形掩模側標記組51,將用於圓片S和電極膜用掩模42的對位的對準標記定為各自由多個圓片側標記71a 71d構成的圓片側標記組71、以及由多個電極掩模側標記52a 52d構成的電極掩模側標記組52,分別以從最大的標記 51a、52a、71a到最小的標記51d、52d、71d順序進行確定,從而能夠迅速地確定最小的標記51d、52d、71d。此外，通過在對位上利用最小的標記51d、52d、71d，進一步確定外形形成工序(S20)、電極形成工序(S40)，則能夠容易且高精度地進行抗蝕劑圖案形成工序(S23、S43)。此外，各標記51a 71d中，除了最大的標記51a 71a以外3個標記51b 71d配置在最大的標記51a 71a的形成範圍Wl內。除此之外，在既定的排列圖案中各標記51a 71d配置成為從最大的標記51a 71a起標記變小地毗連而在圖11中的右下側依次
錯開因此,在確定最大的標記51a 71a的時刻,能夠容易預測最小的標記51d 71d的位置，因此能夠提高在確定最大的標記51a 71a後確定最小的標記51d 71d為止的
操作效率。此外,通過將各標記51a 71d形成為十字狀,能夠在最大的標記51a 71a的形成範圍Wl配置其它標記51b 71d。S卩，例如，在將各外形掩模側標記51a 51d定為圓形狀的情況下,難以在最大的外形掩模側標記51a的圓的內側形成其它外形掩模側標記51b 51d。因此,需要較大地確保配置多個外形掩模側標記51a 51d的範圍。但是,通過將外形掩模側標記51a 51d形成為十字狀,能夠在最大的外形掩模側標記51a的形成範圍Wl，形成其它外形掩模側標記51b 51d，因此能夠謀求節省配置外形掩模側標記51a 51d的範圍的空間。同樣地，也能謀求節省配置各標記52a 71d的範圍的空間。(振蕩器)接著，基於圖18，對本發明的振蕩器的一實施方式進行說明。圖18是振蕩器的結構圖。如該圖所示，振蕩器100將壓電振動器I構成為電連接至集成電路101的振子。該振蕩器100具備安裝了電容器等的電子部件102的基板103。在基板103安裝有振蕩器用的上述集成電路101，在該集成電路101的附近安裝有壓電振動器I。這些電子部件102、集成電路101及壓電振動器I通過未圖示的布線圖案分別電連接。此外，各構成部件通過未圖示的樹脂來模製(mould)。在這樣構成的振蕩器100中，對壓電振動器I施加電壓時，該壓電振動器I內的壓電振動片4振動。通過壓電振動片4所具有的壓電特性，將該振動轉換為電信號，以電信號方式輸入至集成電路101。通過集成電路101對輸入的電信號進行各種處理，以頻率信號的方式輸出。從而，壓電振動器I作為振子起作用。此外，根據需求有選擇地設定集成電路101的結構，例如RTC(實時時鐘)模塊等，除了鐘錶用單功能振蕩器等之外，還能夠附加控制該設備或外部設備的工作日期、時刻或者提供時刻、日曆等的功能。(效果)因而，依據上述的振蕩器100，由於具備低成本化的可靠性高的壓電振動器1，所以振蕩器100本身也同樣能謀求低成本化。而且，除此之外,能夠得到長期穩定的高精度的
頻率信號。(電子設備)接著，基於圖19，就本發明的電子設備的一實施方式進行說明。此外作為電子設備，舉例說明了具有上述壓電振動器I的便攜信息設備110。圖19是作為電子設備的便攜信息設備的結構圖。如該圖所示，便攜信息設備110例如以便攜電話為代表，發展並改良了現有技術中的手錶。外觀類似於手錶，在相當於字符盤的部分配有液晶顯示器，能夠在該畫面上顯示當前的時刻等。此外，在作為通信機而利用的情況下，從手腕取下，通過內置於錶帶內側部分的揚聲器和麥克風而能夠進行與現有技術的便攜電話相同的通信。然而，與現有的便攜電話相比較，明顯小型化且輕型化。(便攜信息設備)下面，對本實施方式的便攜信息設備110的結構進行說明。該便攜信息設備110具備壓電振動器I和供電用的電源部111。電源部111例如由鋰二次電池構成。進行各種控制的控制部112、進行時刻等的計數的計時部113、與外部進行通信的通信部114、顯示各種信息的顯示部115、和檢測各功能部的電壓的電壓檢測部116與該電源部111並聯連接。而且，通過電源部111來對各功能部供電。控制部112控制各功能部，進行聲音數據的發送及接收、當前時刻的測量、顯示等的整個系統的動作控制。此外，控制部112具備預先寫入程序的ROM、讀取寫入到該ROM的程序並執行的CPU、和作為該CPU的工作區使用的RAM等。計時部113具備壓電振動器I和內置了振蕩電路、寄存器電路、計數器電路及接口電路等的集成電路。對壓電振動器I施加電壓時壓電振動片4振動，通過水晶所具有的壓電特性，該振動轉換為電信號，以電信號的方式輸入到振蕩電路。振蕩電路的輸出被二值化，通過寄存器電路和計數器電路來計數。然後，通過接口電路，與控制部112進行信號的發送與接收，在顯示部115顯示當前時刻或當前日期或者日曆信息等。通信部114具有與現有的便攜電話相同的功能，具備無線電部117、聲音處理部118、切換部119、放大部120、聲音輸入輸出部121、電話號碼輸入部122、來電音發生部123及呼叫控制存儲器部124。通過天線125，無線電部117與基站進行收發聲音數據等各種數據的交換。聲音處理部118對從無線電部117或放大部120輸入的聲音信號進行編碼及解碼。放大部120將從聲音處理部118或聲音輸入輸出部121輸入的信號放大到既定電平。聲音輸入輸出部121由揚聲器或麥克風等構成,擴大來電音或受話聲音，或者將聲音攏音。此外，來電音發生部123響應來自基站的呼叫而生成來電音。切換部119僅在來電時，通過將連接在聲音處理部118的放大部120切換到來電音發生部123，在來電音發生部123中生成的來電音經由放大部120輸出至聲音輸入輸出部121。此外，呼叫控制存儲器部124存放與通信的呼叫及來電控制相關的程序。此外，電話號碼輸入部122具備例如O至9的號碼鍵及其它鍵，通過按壓這些號碼鍵等，輸入通話目的地的電話號碼等。電壓檢測部116在通過電源部111對控制部112等的各功能部施加的電壓小於既定值時，檢測其電壓下降後通知控制部112。這時的既定電壓值是作為使通信部114穩定動作所需的最低限的電壓而預先設定 的值，例如，3V左右。從電壓檢測部116收到電壓降的通知的控制部112禁止無線電部117、聲音處理部118、切換部119及來電音發生部123的動作。特別是，停止耗電較大的無線電部117的動作是必需的。而且，顯示部115顯示通信部114由於電池餘量的不足而不能使用的提示。S卩，能夠由電壓檢測部116和控制部112禁止通信部114的動作並在顯示部115顯示該提示。該顯示可以是文字消息，但作為更直觀的顯示，也可以在顯示於顯示部115的顯示面的上部的電話圖標打「 X (叉)」標記。此外，通過具備能夠有選擇地截斷與通信部114的功能相關的部分的電源的電源截斷部126，能夠更加可靠地停止通信部114的功能。(效果)因而，依據上述的便攜信息設備110，由於具備低成本化的可靠性高的壓電振動器1，所以便攜信息設備本身也同樣能謀求低成本化。而且，除此以外，能夠顯示長期穩定的高精度的時鐘信息。(電波鐘)接著，基於圖20，就本發明的電波鐘的一實施方式進行說明。 圖20是示出電波鐘的一實施方式的結構圖。如該圖所示，本實施方式的電波鐘130具備電連接到濾波部131的壓電振動器1，是接收包含時鐘信息的標準電波，並具有自動修正為正確的時刻並加以顯示的功能的鐘表。在日本國內，在福島縣(40kHz)和佐賀縣(60kHz)有發送標準電波的發送站(發送局)，分別發送標準電波。40kHz或60kHz這樣的長波兼有沿地表傳播的性質和在電離層和地表一邊反射一邊傳播的性質，因此其傳播範圍寬，且由上述的兩個發送站覆蓋整個日本國內。以下，對電波鐘130的功能性結構進行詳細說明。天線132接收40kHz或60kHz長波的標準電波。長波的標準電波對被稱為定時碼的時刻信息實施AM調製成為40kHz或60kHz的載波。所接收的長波的標準電波由放大器133放大，由具有多個壓電振動器I的濾波部131濾波並調諧。本實施方式中的壓電振動器I分別具備與上述載波頻率相同的40kHz及60kHz的諧振頻率的水晶振動器部138、139。而且，濾波後的既定頻率的信號通過檢波、整流電路134來檢波並解調。接著，經由波形整形電路135而抽出定時碼，由CPU136計數。在CPU136中，讀取當前的年、累積日、星期、時刻等的信息。被讀取的信息反映於RTC137，顯示出正確的時刻信息。由於載波為40kHz或60kHz，所以水晶振動器部138、139優選具有上述的音叉型結構的振動器。此外，雖然上述的說明由日本國內的示例表示，但長波的標準電波的頻率在海外是不同的。例如，在德國使用77.5KHZ的標準電波。所以，在將即使在海外也能夠對應的電波鐘130裝入便攜設備的情況下，還需要與日本的情況不同的頻率的壓電振動器I。(效果)因而，依據上述的電波鐘130，由於具備低成本化的可靠性高的壓電振動器1，所以電波鐘本身也同樣能謀求低成本化。而且，除此之外，能夠長期穩定且高精度地對時刻進行計數。此外，本發明的技術範圍並不局限於上述實施的方式，在不超出本發明的宗旨的範圍內可做各種變更。例如，在上述的實施方式中，對於以下情況進行了說明，即在製造壓電振動器I時所使用的外形掩模41上，形成外形掩模側標記組51作為對準標記，並且在電極膜用掩模42上形成電極掩模側標記組52作為對準標記,這些標記組51、52由十字狀的標記51a 52d構成。此外，還說明了以下情況，即在圖11中，各標記51a 52d被配置成為從最大的標記51a、52a起由大到小的標記的順序逐漸向右下方錯開。但是，並不限於此，各標記組51、52由不同大小的至少2個標記構成即可，並不限於十字形狀。此外，各標記按既定的排列圖案配置即可，各標記的排列圖案並不限於圖11所示的排列圖案。更具體地說，例如為如圖21所示那樣的標記組81也可。圖21是各標記組的其它實施方式的詳細圖。如該圖所示,標記組81由多個(例如4個)標記81a 81d構成。各標記81a 81d形成為四邊形的邊框狀，其大小分別不同。然後，從最大的標記81a到最小的標記81d，朝著圖21中的右方向依次排列配置。利用這樣構成的標記組81進行外形掩模41的對位以及電極膜用掩模42的對位，也能發揮與上述的實施方式同樣的效果。附圖標記說明I壓電振動器；4壓電振動片；13第一激振電極；14第二激振電極；15激振電極(電極部)；24壓電板；41外形掩模；42電極膜用掩模；51外形掩模側標記組；51a最大的外形掩模側標記；51b、51c外形掩模側標記；51d最小的外形掩模側標記；52電極掩模側標記 組；52a最大的電極掩模側標記；52b、52c 電極掩模側標記；52d最小的電極掩模側標記；71圓片側標記組；71a最大的圓片側標記；71b、71c圓片側標記；71d最小的圓片側標記；81標記組；81a最大的標記；81b、81c標記；81d最小的標記;100振湯器;101集成電路；110便攜信息設備(電子設備)；113時計部；130電波鐘；131濾波部；S圓片。
權利要求
1.一種壓電振動片的製造方法，其中壓電振動片具備壓電板、和當被施加電壓時使所述壓電板振動的電極部，所述製造方法的特徵在於，包括 外形形成工序，在對由壓電材料構成的圓片的兩面塗敷壓電板形成用掩模材料之後，配置為形成所述壓電板而準備的一對外形掩模，其後，隔著這些外形掩模照射光以形成所述壓電板的外形；以及 抗蝕劑圖案形成工序，在對形成有所述壓電板的外形形狀的所述圓片塗敷電極膜掩模材料之後，配置為電極膜而準備的電極膜用掩模，然後，隔著所述電極膜用掩模照射光以形成抗蝕劑圖案， 所述抗蝕劑圖案形成工序包括 電極標記組檢測工序，檢測形成在所述圓片的圓片側標記組、和形成在所述電極膜用掩模的電極掩模側標記組；以及 電極掩模配置工序，使所述圓片側標記組與所述電極掩模側標記組對位，並對所述圓片配置所述電極膜用掩模， 所述圓片側標記組由大小彼此不同的至少2個圓片側標記構成， 所述電極掩模側標記組由大小彼此不同的至少2個電極掩模側標記構成， 將各自最小的圓片側標記及電極掩模側標記用作為彼此的標記對位，將最小的圓片側標記、除電極掩模側標記以外的所有圓片側標記、以及電極掩模側標記，用於所述電極標記組檢測工序。
2.根據權利要求I所述的壓電振動片的製造方法，其特徵在於， 各圓片側標記以及各電極掩模側標記分別以既定的排列圖案配置。
3.根據權利要求2所述的壓電振動片的製造方法，其特徵在於， 各圓片側標記在最大的圓片側標記的形成範圍內，配置有其它圓片側標記，並且 各電極掩模側標記在最大的電極掩模側標記的形成範圍內，配置有其它電極掩模側標記。
4.一種壓電振動片的製造方法，其中壓電振動片具備壓電板、和當被施加電壓時使所述壓電板振動的電極部，所述製造方法的特徵在於，包括 外形形成工序，在由壓電材料構成的圓片的兩面塗敷壓電板形成用掩模材料後，配置為形成所述壓電板而準備的一對外形掩模，然後，隔著這些外形掩模照射光以形成所述壓電板的外形；以及 抗蝕劑圖案形成工序，在形成有所述壓電板的外形形狀的所述圓片塗敷電極膜掩模材料後，配置為電極膜而準備的電極膜用掩模，然後，隔著所述電極膜用掩模照射光以形成抗蝕劑圖案， 所述外形形成工序包括 外形標記組檢測工序，檢測形成在各外形掩模的外形掩模側標記組；以及外形掩模配置工序，使各外形掩模的外形掩模側標記組的位置對齊並在所述圓片配置各外形掩模， 所述外形掩模側標記組由彼此大小不同的至少2個外形掩模側標記構成， 將形成在各外形掩模的最小的外形掩模側標記用作為彼此的標記對位，將除最小的外形掩模側標記以外的所有外形掩模側標記，利用到所述外形標記組檢測工序中。
5.根據權利要求4所述的壓電振動片的製造方法，其特徵在於，各外形掩模側標記分別以既定的排列圖案配置。
6.根據權利要求5所述的壓電振動片的製造方法，其特徵在於，各外形掩模側標記在最大的外形掩模側標記的形成範圍內，配置有其它外形掩模側標記。
全文摘要
本發明提供一種提高掩模對位的操作性並提高對位精度、能容易且高精度地形成壓電板、電極的壓電振動片的製造方法、壓電振動器、振蕩器、電子設備及電波鐘。包括檢測圓片側標記組(71)和電極掩模側標記組(52)的電極標記組檢測工序；以及將圓片側標記組(71)和電極掩模側標記組(52)對位並在圓片上配置電極膜用掩模的電極掩模配置工序，圓片側標記組(71)及電極掩模側標記組(52)分別以彼此大小不同的標記(51a～71d)構成，將各自最小的圓片側標記(71d)及電極掩模側標記(52d)用作為彼此的標記對位，將除此以外的圓片側標記(71a～71c)及電極掩模側標記(52a～52c)利用到電極標記組檢測工序中。
文檔編號H03H3/02GK102638236SQ201210040479
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月14日 優先權日2011年2月14日
發明者色川大城 申請人:精工電子有限公司