JP2006214779A - Manufacturing method of vibrator - Google Patents
Manufacturing method of vibrator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006214779A JP2006214779A JP2005025764A JP2005025764A JP2006214779A JP 2006214779 A JP2006214779 A JP 2006214779A JP 2005025764 A JP2005025764 A JP 2005025764A JP 2005025764 A JP2005025764 A JP 2005025764A JP 2006214779 A JP2006214779 A JP 2006214779A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manufacturing
- vibrating body
- vibration
- protective film
- vibrating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 88
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 11
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 8
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 30
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 8
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 208000020442 loss of weight Diseases 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013020 steam cleaning Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
基部とこの基部から突出して形成される複数の振動脚とで構成される音叉型の振動体の製造方法に関し、特には振動モード調整工程を有する振動体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a tuning fork type vibration body including a base and a plurality of vibration legs formed to protrude from the base, and more particularly to a method for manufacturing a vibration body having a vibration mode adjustment step.
近年では、航空機、車両等の姿勢制御や、ナビゲーションシステムの角速度検出、さらにはビデオカメラの手ぶれ制御など幅広い分野において振動型ジャイロスコープが利用されている。また、こうした振動型ジャイロスコープの中でも特に圧電材料の振動体を用いた圧電ジャイロが主流となりつつある。 In recent years, vibratory gyroscopes are used in a wide range of fields such as attitude control of aircraft, vehicles, etc., angular velocity detection of navigation systems, and camera shake control of video cameras. Among such vibrating gyroscopes, a piezoelectric gyro using a vibrating body of a piezoelectric material is becoming mainstream.
このように、圧電ジャイロが広い分野において使われていく状況において、振動体のさらなる高信頼性化、高精度化の要求が高まっている。 As described above, in a situation where the piezoelectric gyro is used in a wide range of fields, there is an increasing demand for higher reliability and higher accuracy of the vibrator.
理想的には、設計通りの共振周波数で振動し、かつ振動バランスが安定している振動体を達成することで、結果的に高信頼性、高精度の圧電ジャイロが得られるのだが、振動体の加工精度、圧電材料の電気特性のばらつき等によって、必ずしも理想的な状態で振動体を製造できるわけではない。 Ideally, by achieving a vibrating body that vibrates at the designed resonant frequency and has a stable vibration balance, a highly reliable and highly accurate piezoelectric gyro can be obtained as a result. Due to the processing accuracy and the variation in the electrical characteristics of the piezoelectric material, it is not always possible to manufacture the vibrator in an ideal state.
そこで、従来は振動体の製造過程において、共振周波数の合わせこみや振動バランスの調整を目的とした振動調整加工を必ず行っていた。この工程を一般に振動モード調整工程と称する。 Therefore, in the past, vibration adjustment processing for adjusting the resonance frequency and adjusting the vibration balance was always performed in the manufacturing process of the vibrating body. This process is generally referred to as a vibration mode adjustment process.
以下に従来の振動体の製造方法を説明する(例えば、特許文献1参照。)。図6は一般的な振動体の構造を示した斜視図である。図6に示すように、振動体10は、基部12から突出してなる2本の振動脚11を有する音叉型の圧電体100からなり、圧電体100上には、圧電体100に電圧を加え振動させるための電極200が形成されている。
Hereinafter, a conventional method for manufacturing a vibrating body will be described (for example, see Patent Document 1). FIG. 6 is a perspective view showing the structure of a general vibrator. As shown in FIG. 6, the vibrating
従来のこのような構成からなる振動体10を圧電ジャイロに利用した場合では、コリオリの原理を利用して角速度を検出している。コリオリの原理とは、定常状態で振動脚11に一定の方向の振動f0を与えておき、これに回転ωが加わると振動f0に垂直な方向に振動fsが発生するという原理である。振動体10では振動fsを電気的に検出することによって、角速度の検出をしている。
When the conventional vibrating
通常、圧電体100には水晶や圧電セラミックス等が用いられ、その外形形状はエッチング加工や機械的な切削加工によって形成されていた。しかしながら、いずれの加工法を使ったとしても加工寸法のばらつきはかならず発生し、そのため、振動脚11の重量バランスに不釣り合いが生じる。重量バランスに不釣り合いが生じると定常状態における振動f0が設計上の振動モードとは異なった振動をしてしまい、正確な角速度を検出できなくなる。
Usually, crystal, piezoelectric ceramics, or the like is used for the
そこで従来は、図6に示すように、振動脚11の一部に除去加工を施し、除去部101を設けることによって、振動脚11の重量バランスを釣り合わせ、振動f0の振動モードを調整していた。
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 6, a part of the
図7は従来の振動体の振動モードの調整工程を示した図である。また図8は研削加工による振動モードの調整方法を示した斜視図である。従来の振動モードの調整工程では、まず図7(a)に示すように、圧電体110上に電極200を形成し、圧電体110に所定
の電界をかけて振動脚の振動モードを調べる。大抵の場合、この段階では、振動脚の重量バランスは崩れているため、図7(a)及び図8に示すように、希望する方向とは異なった方向に振動する振動f1が発生している。
FIG. 7 is a diagram showing a process for adjusting the vibration mode of a conventional vibrator. FIG. 8 is a perspective view showing a method for adjusting a vibration mode by grinding. In the conventional vibration mode adjustment process, first, as shown in FIG. 7A, the
そこで重量バランスを釣り合わせるために、図7(b)のように、圧電体100の一部を除去する加工を行う。従来はこの除去加工に、図8に示すような研磨剤を含んだ研磨テープ600をローラー610で摺動させて振動脚11の所定の部分を研削する加工法が一般に使われていた。この研削加工法によって振動f1を所望の振動f0になるように調整がなされる。
Therefore, in order to balance the weight balance, a process of removing a part of the
なおその時、研削によって生じた粉塵500の一部は必ず振動脚11に再付着する。粉塵500の付着があると、せっかく重量バランスを調整したとしても、時間経過とともにその粉塵500が徐々に剥がれ落ち、重量バランスが徐々に崩れていく危険性がある。そこで従来は信頼性を確保するために、図7(c)に示すように、振動脚11に再付着した粉塵500を洗浄によって除去し、所望の振動モードである振動f0を発生する振動体10を得ていた。
At that time, a part of the
なお振動体10に付着した粉塵500のような不純物を洗浄する方法としては、超音波洗浄法を用いる方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この洗浄方法によれば、まずイソプロピルアルコール(IPA)で超音波洗浄を行い、次にフッ素系洗浄剤で蒸気洗浄を行い、最後に乾燥して洗浄工程を完了させていた。
As a method for cleaning impurities such as
従来の振動体の製造方法では、設計通りの振動モードを得るために、振動モードの調整工程が必須であった。またこの振動モード調整工程は、研削加工法等により振動脚を削ることによって行っていたが、その時に生じた粉塵の一部が振動脚に再付着するため、超音波洗浄を用いた洗浄工程によって、付着した粉塵を除去していた。 In the conventional manufacturing method of a vibrating body, in order to obtain a vibration mode as designed, a vibration mode adjustment step is essential. In addition, this vibration mode adjustment process was performed by cutting the vibration leg by a grinding method or the like, but a part of the dust generated at that time is reattached to the vibration leg, so a cleaning process using ultrasonic cleaning is used. , Adhered dust was removed.
しかしながら、粉塵の完全な剥離には相応の強力な超音波振動が必要とされるため、超音波振動によって振動脚が折れてしまうといった不良が発生することがあった。またこうした振動脚の破損不良は、振動体が小型化され、振動脚が細くなればなるほど多発することがわかってきた。 However, since a sufficiently strong ultrasonic vibration is required for complete delamination of the dust, a defect that the vibration leg breaks due to the ultrasonic vibration may occur. In addition, it has been found that such breakage failure of the vibration legs occurs more frequently as the vibration body is downsized and the vibration legs become thinner.
一方、振動脚の破損不良をなくすために超音波振動の出力を小さくすると、粉塵が完全に除去しきれないといった不良が発生してしまう。粉塵の除去残りがあると、時間経過とともにその粉塵が徐々に剥がれ落ち、せっかく調整した振動モードの均衡が崩れ、その結果、角速度の検出精度を悪化させてしまう危険性があった。 On the other hand, if the output of the ultrasonic vibration is reduced in order to eliminate the breakage failure of the vibration leg, a failure that dust cannot be completely removed occurs. If there is dust removal residue, the dust gradually peels off over time, and the balance of the vibration mode that has been adjusted is lost. As a result, the angular velocity detection accuracy may be deteriorated.
本発明の目的は、高精度で信頼性の高い振動体の製造方法を提供することであり、さらには小型化に適した振動体の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a highly accurate and reliable method for manufacturing a vibrating body, and further to provide a method for manufacturing a vibrating body suitable for downsizing.
上記課題を解決するために、本発明の振動体の製造方法は、基部とこの基部から突出して形成される振動脚とを有する振動体上に電極が形成された振動体の製造方法であって、
電極上に保護膜を形成する工程と、振動体の一部を除去する加工により振動脚の振動モードを調整する工程と、保護膜を除去する工程とを有していることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a vibrating body according to the present invention is a method of manufacturing a vibrating body in which an electrode is formed on a vibrating body having a base and a vibrating leg that protrudes from the base. ,
The method includes a step of forming a protective film on the electrode, a step of adjusting a vibration mode of the vibration leg by a process of removing a part of the vibrating body, and a step of removing the protective film.
さらに、保護膜を形成する工程において、フォトリソグラフィー法を用いるのが望ましい。 Further, it is desirable to use a photolithography method in the step of forming the protective film.
さらに、保護膜を形成する工程において、電着レジストを用いるのが望ましい。 Furthermore, it is desirable to use an electrodeposition resist in the step of forming the protective film.
また、保護膜を形成する工程において、スプレー方式でレジストを塗布するのが望ましい。 In the step of forming the protective film, it is desirable to apply a resist by a spray method.
さらに、保護膜を所定の薬液によって溶解させて除去するのが望ましい。 Furthermore, it is desirable to remove the protective film by dissolving it with a predetermined chemical solution.
さらに、その薬液が現像液であるのが望ましい。 Further, it is desirable that the chemical solution is a developer.
または、その薬液がエッチング液であるのが望ましい。 Alternatively, it is desirable that the chemical liquid is an etching liquid.
さらに、保護膜は、導電性を有し、且つ電極とは異なる材料であることが望ましい。 Further, the protective film is preferably made of a material having conductivity and different from that of the electrode.
さらに、保護膜は銅(Cu)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)のいずれかを含む材料であるのが望ましい。 Furthermore, the protective film is desirably a material containing any of copper (Cu), aluminum (Al), and nickel (Ni).
また、保護膜は感光性材料であるのが望ましい。 The protective film is preferably a photosensitive material.
さらに、保護膜が電極の形状と同じ形状で形成されることが望ましい。 Furthermore, it is desirable that the protective film is formed in the same shape as the electrode.
さらに、振動脚の振動モードを調整する工程において、振動体は機械加工により除去されるのが望ましい。 Further, in the step of adjusting the vibration mode of the vibration leg, it is desirable that the vibrating body be removed by machining.
または、振動脚の振動モードを調整する工程において、振動体はレーザーアブレーション加工により除去されるのが望ましい。 Alternatively, in the step of adjusting the vibration mode of the vibration leg, it is desirable that the vibrating body is removed by laser ablation processing.
さらに、振動脚の振動モードを調整する工程において、振動脚の一部を除去する加工を有しているのが望ましい。 Furthermore, it is desirable to have a process of removing a part of the vibration leg in the step of adjusting the vibration mode of the vibration leg.
さらに、振動体は水晶からなることが望ましい。 Furthermore, it is desirable that the vibrator is made of quartz.
(作用)
本発明の上記手段では、保護膜を形成した後に、振動脚の振動モードを調整する工程を行う。通常、振動モードの調整工程は、振動体の一部を機械加工やレーザーアブレーション加工等によって除去することで行われるが、その時に必ず粉塵が振動体に再付着する。しかしながら、上述のように本発明では、すでに保護膜が形成されているので粉塵は保護膜上に付着する。その後、保護膜を溶解し除去することで、付着した粉塵も同時に除去できるようになった。また保護膜を除去することで粉塵を振動体から浮かして除去できるため、粉塵の除去残りもほとんどなくなった。
(Function)
In the above means of the present invention, the step of adjusting the vibration mode of the vibration leg is performed after the protective film is formed. Normally, the vibration mode adjustment process is performed by removing a part of the vibrating body by machining, laser ablation processing, or the like. At that time, dust always adheres to the vibrating body. However, as described above, in the present invention, since the protective film is already formed, dust adheres on the protective film. After that, by dissolving and removing the protective film, the attached dust can be removed at the same time. Also, by removing the protective film, dust can be lifted and removed from the vibrating body, so there is almost no dust removal residue.
また、本発明の上記手段では、従来行われていたような超音波洗浄をする必要が無くなったため、超音波振動による振動体の破損不良を少なくすることができ、従来、特に破損不良が発生しやすかった小型の振動体でも歩留まり良く製造できるようになった。 Further, the above-described means of the present invention eliminates the need for ultrasonic cleaning as conventionally performed, so that it is possible to reduce the failure of the vibrating body due to ultrasonic vibration, and in particular, a failure failure has occurred. Even small and easy-to-use vibrators can be manufactured with good yield.
本発明の振動体の製造方法によれば、振動モードの調整工程に付着する粉塵を完全に除去することができるため、精度良く振動モードの調整ができるようになり、その結果、高精度の振動体を得ることができるようになった。 According to the method for manufacturing a vibrating body of the present invention, the dust adhering to the vibration mode adjustment process can be completely removed, so that the vibration mode can be adjusted with high accuracy. Now you can get a body.
また、本発明の振動体の製造方法によれば、振動モードの調整工程に付着する粉塵を完全に除去することができるため、従来のように振動体完成後に時間経過とともに粉塵が剥がれ落ちる危険性が無くなり、その結果、信頼性の高い振動体を得ることができた。 Further, according to the method for manufacturing a vibrating body of the present invention, dust adhering to the adjustment process of the vibration mode can be completely removed, so that there is a risk that the dust will be peeled off over time after the vibrating body is completed as in the past. As a result, a highly reliable vibrator was obtained.
また、本発明の振動体の製造方法によれば、超音波振動による洗浄工程を無くすることができ、小型の振動体であっても破損することなく製造できるようになった。 In addition, according to the method for manufacturing a vibrating body of the present invention, the cleaning step by ultrasonic vibration can be eliminated, and even a small vibrating body can be manufactured without being damaged.
(第1の実施形態)
本発明では、図6に示すような基部12から突出してなる2本の振動脚11を有する音叉型の振動体である圧電体100と、圧電体100上に形成され圧電体100に電圧を加え振動させるための電極200とからなる一般的な構造の振動体を製造した。
(First embodiment)
In the present invention, a
このような音叉型の振動体を圧電ジャイロに利用する場合では、コリオリの原理を利用して角速度を検出する。コリオリの原理とは、定常状態で振動脚11に一定の方向の振動f0を与えておき、これに回転ωが加わると振動f0に垂直な方向に振動fsが発生するという原理であり、この振動fsを電気的に検出することによって、角速度の検出が可能となる。よって、定常状態で発生させておく振動f0は、安定して一定の方向に振動するようにしておかなければ、角速度の高精度の検出はできない。
When such a tuning-fork type vibrating body is used for a piezoelectric gyro, the angular velocity is detected using the Coriolis principle. The Coriolis principle is a principle in which a vibration f0 in a certain direction is given to the vibrating
以下に、安定した振動f0を発生させることが可能な振動体の製造方法を示す。図2は本発明の振動体の製造方法におけるフォトリソグラフィー工程の前半を示した図である。図3は本発明の振動体の製造方法におけるフォトリソグラフィー工程の後半を示した図である。図4は本発明の振動体の製造方法における電極形成工程を示した図である。本実施形態では、圧電体110として水晶を用い、音叉型の外形形状を10%フッ酸水溶液によってエッチングして形成した。圧電材料である水晶のエッチング法による加工は、水晶振動子、水晶発振器等を製造するのに一般に用いられている手法であり、非常に微細で精度の高い加工が可能である。
A method for manufacturing a vibrating body capable of generating a stable vibration f0 will be described below. FIG. 2 is a diagram showing the first half of the photolithography process in the method of manufacturing a vibrating body according to the present invention. FIG. 3 is a view showing the latter half of the photolithography process in the method of manufacturing a vibrating body according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an electrode forming step in the method for manufacturing a vibrator according to the present invention. In the present embodiment, quartz is used as the
その後、図2(a)に示すように、水晶からなる圧電体110の全表面に電極膜210を成膜し、さらにその上に保護膜310を成膜した。本実施形態では、下層がクロム(Cr)、上層が金(Au)からなる二層構造の電極膜210を、蒸着法によって、Cr膜が0.03μm、Au膜が0.15μmの厚みでそれぞれ成膜した。また保護膜310としては、銅(Cu)を蒸着法によって0.15μmの厚みで成膜した。なおCr膜は、Au膜と水晶の密着力を高めるためのものであり、非常に薄く成膜すればよい。よって図2において、Cr膜の層は省略して描かれていない。なお電極膜210、保護膜310は、蒸着法以外のいかなる成膜方法、例えばスパッタリング法、メッキ法等で成膜しても、本発明に何ら問題はない。
Thereafter, as shown in FIG. 2A, an
次に、図2(b)に示すように、Cuからなる保護膜310上に感光性材料層410を形成する。本実施形態では、感光性材料層410に電着レジストを用い、約8μmの厚みで保護膜310上に形成した。電着レジストとは、電気メッキと同様に下地に電流を流すことでその表面に形成されるレジストである。よって導電性に優れたCuからなる保護膜310上においては、形成するのに非常に適しており、高い密着力で、かつ安定した表面状態で形成することができた。なお本実施形態では、保護膜310としてCuを採用した
が、電着レジストを形成する上でCuに限定されるわけではない。導電性に優れているアルミニウム(Al)やニッケル(Ni)等も電着レジストの形成には適している。
Next, as shown in FIG. 2B, a
次に、図3(a)に示すように、所望のパターン611、621が描画された2枚の露光マスク61、62を用いて、圧電体110を露光する。この時、図3(a)のように、マスク61、62の表面に対して斜め方向から紫外線(UV)を入射させ、圧電体110に照射することで圧電体110の表面だけでなく側面にある感光性材料層410も同時に露光した。こうした露光方式を一般に斜め露光方式と称する。
Next, as shown in FIG. 3A, the
その後、電着レジストからなる感光性材料層410を電着レジスト専用の現像液によって現像し、図3(b)に示すように所望の形状の感光性材料層400を形成する。
Thereafter, the
なお、以上、図2及び図3に示される工程は、一般にフォトリソグラフィー法と呼ばれるパターニング方法であり、ICや液晶ディスプレイ等の製造に広く用いられている手法である。このフォトリソグラフィー法を用いれば、ミクロンレベルの非常に精度の高いパターニングが可能であり、振動体の小型化に適している。 2 and FIG. 3 is a patterning method generally called a photolithography method, and is a method widely used for manufacturing ICs, liquid crystal displays, and the like. If this photolithography method is used, patterning with very high accuracy of micron level is possible, and it is suitable for downsizing of the vibrator.
次に、保護膜310と電極膜210の感光性材料層400に覆われていない部分をエッチング法によって除去し、図4(a)に示すように、パターン化された保護膜300と電極200を形成する。本実施形態では、Cuからなる保護膜300を10%過硫酸アンモニウム水溶液からなるエッチング液でエッチングし、Au及びCrからなる電極200を王水及び硝酸系エッチング液によってエッチングした。
Next, portions of the
その後、図4(b)に示すように、感光性材料層400を剥離し、圧電体110の所望の位置に、電極200と保護膜300とが同じ形状で積層された構造を形成する。なお本実施形態では感光性材料層400を4%水酸化ナトリウム水溶液にて剥離した。
Thereafter, as shown in FIG. 4B, the
この状態においては、圧電体110の外形形状の形成時に生じる加工精度のばらつきにより、二本の振動脚11の重量バランスは釣り合っていない。そこで図6に示すように、振動脚11の一部に除去加工を施し、除去部101を設けることによって、振動脚11の重量バランスを釣り合わせ、振動f0の振動モードを調整する必要がある。この工程を振動モードの調整工程と称する。
In this state, the weight balance between the two vibrating
以下に本発明の振動モードの調整工程を説明する。図1は本発明の振動体の製造方法における振動モードの調整工程を示した図である。まず図1(a)に示すように、電極200に電流を流すことで、圧電体110に所定の電界をかけ、その時の振動脚の振動モードを調べる。この段階では、振動脚は重量バランスを崩しているため、図1(a)に示すような所望の方向とは異なった方向に振動する振動f1が発生している。
The vibration mode adjustment process of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram showing a vibration mode adjustment process in the method of manufacturing a vibrator according to the present invention. First, as shown in FIG. 1A, by applying a current to the
そこで重量バランスを釣り合わせるために、図1(b)のように、圧電体100の一部を除去する加工を行う。この除去加工には、一般に研削による機械加工かレーザーアブレーション加工が使われるが、どちらの加工法を使ったとしても、その時生じた粉塵500は必ず振動脚11に再付着してしまう。なお本実施形態では、研削による機械加工により圧電体100の一方の振動脚の一部を除去した。
Therefore, in order to balance the weight balance, a process of removing a part of the
その後、図1(c)に示すように、保護膜300を溶解し除去する。すると保護膜上に付着した粉塵500も同時に取り除かれることになり、粉塵を完全に除去することができる。なお本実施形態では、保護膜300の溶解除去に10%過硫酸アンモニウム水溶液からなるエッチング液を用いた。以上のようにして、重量バランスの崩れによって生じていた振動モードによる振動f1を、所定の振動モードである振動f0に調整することができ
た。
Thereafter, as shown in FIG. 1C, the
本発明によれば、上述のように粉塵を完全に除去することができるため、振動モードの調整の精度が向上し、その結果、高精度の振動体を得ることができるようになった。また、従来のように振動体完成後に時間経過とともに粉塵が剥がれ落ちる危険性が無くなり、その結果、信頼性の高い振動体を得ることができた。 According to the present invention, since dust can be completely removed as described above, the accuracy of vibration mode adjustment is improved, and as a result, a highly accurate vibrating body can be obtained. Further, there is no risk of the dust falling off with the passage of time after completion of the vibrating body as in the prior art, and as a result, a highly reliable vibrating body could be obtained.
また以上のように本発明の振動体の製造方法によれば、従来行っていた超音波振動による洗浄工程を完全に無くすることができる。そのため、超音波振動によって発生する細い振動脚が折れてしまうといった破損を非常に少なくすることができた。またその結果、振動体のより一層の小型化が可能になった。 Further, as described above, according to the method for manufacturing a vibrating body of the present invention, it is possible to completely eliminate the conventional cleaning process using ultrasonic vibration. For this reason, it was possible to greatly reduce the damage such as breaking of the thin vibration leg generated by the ultrasonic vibration. As a result, the vibrator can be further reduced in size.
(第2の実施形態)
図5は本発明の振動体の製造方法の他の一例を示した図である。本発明の振動体の製造方法では、保護膜として感光性材料を使用してもかまわない。以下にその一例を示す。まず図5(a)に示すように、圧電体110の表面に電極膜210を形成し、さらにその上に感光性材料からなる保護膜320を形成する。本実施形態では、下層がCr、上層がAuからなる電極膜210上に、保護膜320として東京応化株式会社製レジスト(商品名:OFPR800)をスプレー方式で塗布した。またそれらの膜厚は、Cr膜が0.03μm、Au膜が0.15μm、レジストが3μmとした。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a view showing another example of the method for manufacturing a vibrator according to the present invention. In the method for manufacturing a vibrating body according to the present invention, a photosensitive material may be used as the protective film. An example is shown below. First, as shown in FIG. 5A, an
次に、感光性材料(レジスト)からなる保護膜320を、露光、現像して、図5(b)に示すように所望のパターンの保護膜300を形成する。本実施形態では、斜めからの露光する斜め露光方式(図3(a))によって保護膜320を露光した後、レジスト(OFPR800)専用の現像液を使って現像を行った。
Next, the
次に、電極膜210の保護膜300に覆われていない部分をエッチング法によって除去し、図5(c)に示すような、パターン化された電極200を形成する。本実施形態では、Au及びCrからなる電極200を王水及び硝酸系エッチング液によってそれぞれエッチングした。このようにして圧電体110の所望の位置に、電極200と保護膜300とが同じ形状で積層して形成された状態に至る。
Next, a portion of the
その後、図1(a)に示すように、電極200に電流を流すことで、圧電体110に所定の電界をかけ、その時の振動脚の振動モードを調べ、重量バランスを釣り合わせるために、図1(b)のように、圧電体100の一部を除去する加工を行う。なお本実施形態では、研削による機械加工により圧電体100の一方の振動脚の一部を除去した。
Thereafter, as shown in FIG. 1A, by applying a current to the
最後に、図1(c)に示すように、保護膜300を溶解し除去する。すると保護膜上に付着した粉塵500も同時に取り除かれることになり、粉塵を完全に除去することができる。本実施形態では、感光性材料からなる保護膜をアセトンで溶解し除去した。以上のようにして、重量バランスの崩れによって生じていた振動モードによる振動f1を、所定の振動モードである振動f0に調整することができた。
Finally, as shown in FIG. 1C, the
以上のような製造方法によっても、粉塵を完全に除去することができるため、振動モードの調整の精度が向上し、その結果、高精度の振動体を得ることができるようになった。また、従来のように振動体完成後に時間経過とともに粉塵が剥がれ落ちる危険性が無くなり、その結果、信頼性の高い振動体を得ることができた。また超音波振動による洗浄工程を完全に無くすることができるため、超音波振動によって発生する細い振動脚が折れてしまうといった破損を非常に少なくすることができた。 Also by the manufacturing method as described above, dust can be completely removed, so that the accuracy of vibration mode adjustment is improved, and as a result, a highly accurate vibrating body can be obtained. Further, there is no risk of the dust falling off with the passage of time after completion of the vibrating body as in the prior art, and as a result, a highly reliable vibrating body could be obtained. In addition, since the cleaning process by ultrasonic vibration can be completely eliminated, it is possible to greatly reduce the damage such as breaking of the thin vibration leg generated by the ultrasonic vibration.
尚、本発明の実施形態として2本の振動脚を有する振動体を用いて説明したが、振動脚が1本あるいは3本以上の場合であっても本発明を適用できるのは言うまでもない。また、振動体として圧電体を用いて説明したが、圧電体以外の金属やシリコン等の材料であっても良い。 In addition, although it demonstrated using the vibrating body which has two vibrating legs as embodiment of this invention, it cannot be overemphasized that this invention is applicable even when the number of vibrating legs is one or three or more. In addition, although the piezoelectric body is used as the vibrating body, a material other than the piezoelectric body, such as metal or silicon, may be used.
10 振動体
11 振動脚
12 基部
61、62 露光マスク
100、110 圧電体
101 除去部
200 電極
210 電極膜
300、310、320 保護膜
400、410 感光性材料層
500 粉塵
600 研磨テープ
610 ローラー
611、621 パターン
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記電極上に保護膜を形成する工程と、前記振動体の一部を除去する加工により前記振動脚の振動モードを調整する工程と、前記保護膜を除去する工程とを有する振動体の製造方法。 A method of manufacturing a vibrating body in which an electrode is formed on a vibrating body having a base and a vibrating leg formed protruding from the base,
A method of manufacturing a vibrating body, comprising: forming a protective film on the electrode; adjusting a vibration mode of the vibrating leg by a process of removing a part of the vibrating body; and removing the protective film. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005025764A JP2006214779A (en) | 2005-02-02 | 2005-02-02 | Manufacturing method of vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005025764A JP2006214779A (en) | 2005-02-02 | 2005-02-02 | Manufacturing method of vibrator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006214779A true JP2006214779A (en) | 2006-08-17 |
Family
ID=36978142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005025764A Pending JP2006214779A (en) | 2005-02-02 | 2005-02-02 | Manufacturing method of vibrator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006214779A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008118254A (en) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | River Eletec Kk | Bending vibrator |
| WO2008117891A1 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Crystal oscillator piece and method for manufacturing the same |
| US9024508B2 (en) | 2011-06-27 | 2015-05-05 | Seiko Epson Corporation | Bending vibration piece, method for manufacturing the same and electronic device |
| WO2021038942A1 (en) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | 株式会社村田製作所 | Vibration device and optical detection device |
-
2005
- 2005-02-02 JP JP2005025764A patent/JP2006214779A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008118254A (en) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | River Eletec Kk | Bending vibrator |
| WO2008117891A1 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Crystal oscillator piece and method for manufacturing the same |
| JPWO2008117891A1 (en) * | 2007-03-26 | 2010-07-15 | シチズンホールディングス株式会社 | Quartz crystal resonator element and manufacturing method thereof |
| JP4593674B2 (en) * | 2007-03-26 | 2010-12-08 | シチズンホールディングス株式会社 | Quartz crystal resonator element and manufacturing method thereof |
| US8347469B2 (en) | 2007-03-26 | 2013-01-08 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Crystal oscillator piece and method for manufacturing the same |
| US9024508B2 (en) | 2011-06-27 | 2015-05-05 | Seiko Epson Corporation | Bending vibration piece, method for manufacturing the same and electronic device |
| WO2021038942A1 (en) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | 株式会社村田製作所 | Vibration device and optical detection device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8156621B2 (en) | Methods of producing piezoelectric vibrating devices | |
| JP4714770B2 (en) | Tuning fork type piezoelectric vibrating piece and method for manufacturing tuning fork type piezoelectric vibrating piece | |
| JP2009060478A (en) | Method of manufacturing piezoelectric vibrating piece and tuning fork type piezoelectric vibrating piece | |
| JP2008060952A (en) | Tuning fork type quartz diaphragm and method for manufacturing the same | |
| JP5765087B2 (en) | Bending vibration piece, method for manufacturing the same, and electronic device | |
| JP2000004138A (en) | Vibrator manufacturing method and electronic device | |
| JP4010218B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece | |
| JP2006214779A (en) | Manufacturing method of vibrator | |
| JP2009152988A (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric device and manufacturing method thereof | |
| JP4305728B2 (en) | Manufacturing method of vibrating piece | |
| JP2009152989A (en) | Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device | |
| JP2009150678A (en) | Method of manufacturing gyro sensor element | |
| JP2010088054A (en) | Tuning fork piezoelectric vibration piece and piezoelectric device | |
| JP5002304B2 (en) | Manufacturing method of crystal unit | |
| JP2008085631A (en) | Manufacturing method of vibration reed, vibration reed, and vibrator | |
| JP5864140B2 (en) | Piezoelectric vibrator and manufacturing method thereof | |
| JP4895716B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric device | |
| JP6055273B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric element | |
| JP2007306471A (en) | Quartz-crystal oscillator, its manufacturing method, and physical quantity sensor | |
| JP6043588B2 (en) | Quartz vibrating element and method for manufacturing the same | |
| JP2013150236A (en) | Manufacturing method of vibration piece | |
| JP6150433B2 (en) | Quartz vibrating element and method for manufacturing the same | |
| JP6163404B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric element | |
| JP2005265438A (en) | Manufacturing method of oscillator, and oscillator | |
| JP6279386B2 (en) | Quartz vibrating element and method for manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071204 |