專利名稱：振動片基板及音叉型振動片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及振動片基板及音叉型振動片，特別涉及設置有特性測定用的測定盤 (測定PAD)的振動片基板及音叉型振動片。
背景技術：
以往，在電子設備中采用了各種振動片作為時鐘信號源。在振動片之中，大多采用容易制造且頻率-溫度特性良好的音叉型振動片。作為音叉型振動片的制造方法，將由石英等壓電材料形成的基板(晶片)蝕刻成多個音叉型振動片的基部與框連接在一起的形狀，之后，將各音叉型振動片的基部從框上折斷(例如，參照專利文獻1)。但是，在折斷音叉型振動片后的部位上時常會產(chǎn)生切斷痕。在將這種產(chǎn)生了切斷痕的狀態(tài)的音叉型振動片收納到封裝中的情況下，因折斷的部位與封裝相接觸、或者因從外部施加了很強的振動或沖擊，從而有可能從切斷痕發(fā)展為石英斷裂而導致支撐臂等發(fā)生損傷。為了解決這樣的問題，采用了如下方式不在基部而是在支撐臂上設置折斷部(例如，參照專利文獻2、3)。并且，以往在折斷各音叉型振動片之前，先測定頻率、CI(Crystal Impedance)值等的特性。如果基部的面積比較大，則可將用于接觸測定用探針的測定盤配置在基部(例如，參照專利文獻4)，但是，隨著近年來音叉型振動片的小型化，基部的面積也在不斷變小， 無法將測定盤配置在基部。雖然在測定音叉型振動片的特性時，是使測定用探頭直接觸碰測定盤，但是為了保持此時測定盤的強度，要求測定盤的面積為0. 02 0. 04mm2左右，不能比此更小。因此，近年來，是將測定盤設置在基部附近的框部上(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1 日本特開2008-178021號公報專利文獻2 日本特開2008-177723號公報專利文獻3 日本特開昭60-070811號公報專利文獻4 日本特開2009-150678號公報但是，在將測定盤設置在基部附近的框部上時，由于測定盤占用空間，因此，存在每一個振動片基板的音叉型振動片的生產(chǎn)個數(shù)減少的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述以往的問題而完成的，其目的在于，提供如下的振動片基板及音叉型振動片在將用于測定形成在振動片基板上的多個音叉型振動片各自的特性的測定盤設置在該振動片基板上時，將測定盤配置為使得每一個振動片基板的生產(chǎn)個數(shù)增大。本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，可作為以下應用例來實現(xiàn)。[應用例1]一種振動片基板，該振動片基板具有多個音叉型振動片，其具有基部和從該基部延伸出的振動臂部及支撐臂部；框部；以及多個連接部，該多個連接部分別將該框部與所述多個音叉型振動片中的每一個連接，該振動片基板的特征在于，所述支撐臂部朝向與所述振動臂部延伸的方向相同的方向延伸，且所述支撐臂部的長度比所述振動臂
3部短，所述音叉型振動片配置成，相鄰的所述音叉型振動片所具有的所述振動臂部彼此夾著所述框部的一部分區(qū)域，在夾在所述振動臂部彼此之間的所述框部的區(qū)域中形成有測定盤，在所述連接部上形成有將所述音叉型振動片與所述測定盤電導通的配線。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠利用夾在上述振動臂部之間的上述框部的未使用區(qū)域來形成測定盤，因此，能夠增加每一個振動片基板的生產(chǎn)個數(shù)。[應用例2]在應用例1所述的振動片基板中，其特征在于，在夾在所述振動臂部彼此之間的所述框部的區(qū)域中，在所述振動臂部延伸的方向上排列配置有兩個測定盤。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，與在與上述振動臂部延伸的方向垂直的方向排列配置兩個測定盤的情況相比，不會在與上述振動臂部延伸的方向垂直的方向上增加寬度，因此，能夠增加每一個振動片基板的生產(chǎn)個數(shù)。[應用例3]在應用例1或2所述的振動片基板中，其特征在于，所述音叉型振動片、所述框部及所述連接部是通過對彼此朝向相反方向的兩個表面進行加工而形成的，形成作為施重部的薄膜的表面與形成所述測定盤及所述配線的表面不同。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在形成作為施重部的薄膜的情況下，當向振動臂部照射放射線時， 探針不會受到放射線的影響，能夠準確地進行測定，能夠制造出質(zhì)量穩(wěn)定的音叉型振動片。[應用例4]一種音叉型振動片，其中，該音叉型振動片是從應用例1至3中任一項所述的振動片基板上在所述連接部處進行折斷而得到的。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使將用于進行特性檢查的測定盤設置在振動片基板上的情況下，也能夠增加單個振動片基板上的音叉型振動片的生產(chǎn)個數(shù)，能夠抑制單個音叉型振動片的制造成本。[應用例5]—種音叉型振動片，其特征在于，該音叉型振動片具有基部；從該基部延伸出的振動臂部及支撐臂部，所述支撐臂部具有折斷痕，該折斷痕是通過折斷與振動片基板的框部連接的部分而形成的痕跡，在所述支撐臂部中的到達所述折斷痕的部位上， 形成有在折斷前進行的特性測定用的配線。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠在折斷而取下音叉型振動片之前，使得音叉型振動片經(jīng)由連接部與框部電導通，因此，能夠在測定音叉型振動片的特性之后，折斷音叉型振動片。


圖1是示出本發(fā)明的實施方式的振動片基板的正面的一部分的圖。圖2是示意性地示出在該實施方式的音叉型振動片的正面形成的電極圖案的圖。圖3是示意性地示出在該實施方式的音叉型振動片的背面形成的電極圖案的圖。圖4是示出用探針觸及該實施方式的測定盤來測定音叉型振動片的特性的狀態(tài)的圖。圖5是示出制造用于收納該實施方式的音叉型振動片的封裝的工序的流程圖。圖6是按照音叉型振動片的尺寸及按照測定盤的配置位置進行分類的音叉型振動片的生產(chǎn)個數(shù)的比較表。圖7是示出該實施方式的音叉型振動片的尺寸為A、測定盤的配置位置為圖案2時的振動片基板的背面的一部分的圖。圖8是示出該實施方式的音叉型振動片的尺寸為A、測定盤的配置位置為圖案3時的振動片基板的正面的一部分的圖。圖9是示出該實施方式的音叉型振動片的尺寸為A、測定盤的配置位置為圖案4時的振動片基板的正面的一部分的圖。圖10是示出該實施方式的音叉型振動片的尺寸為B、測定盤的配置位置為圖案1 時的振動片基板的正面的一部分的圖。圖11是示出該實施方式的音叉型振動片的尺寸為B、測定盤的配置位置為圖案2 時的振動片基板的背面的一部分的圖。圖12是示出該實施方式的音叉型振動片的尺寸為B、測定盤的配置位置為圖案3 時的振動片基板的正面的一部分的圖。圖13是示出該實施方式的音叉型振動片的尺寸為B、測定盤的配置位置為圖案4 時的振動片基板的正面的一部分的圖。圖14是示出該實施方式的音叉型振動片的尺寸為C、測定盤的配置位置為圖案1 時的振動片基板的正面的一部分的圖。圖15是示出該實施方式的音叉型振動片的尺寸為C、測定盤的配置位置為圖案2 時的振動片基板的背面的一部分的圖。圖16是示出該實施方式的音叉型振動片的尺寸為C、測定盤的配置位置為圖案3 時的振動片基板的正面的一部分的圖。圖17是示出該實施方式的音叉型振動片的尺寸為C、測定盤的配置位置為圖案4 時的振動片基板的正面的一部分的圖。附圖標記11 振動片基板13:框部15 基部17a、17b:支撐臂22 第 1 電極26a,26b 第1激勵電極30a、30b:連接電極34a、34b 配線40a、40b 測定盤51 探針5253 調(diào)制信號振蕩器
具體實施例方式下面，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1是示出本發(fā)明的實施方式的振動片基板11的一方的表面(以下稱為“正面”) 的一部分的圖。振動片基板11是具有彼此朝向相反方向的兩個面的板狀基板，由石英等壓電材料構(gòu)成。以規(guī)定的形狀圖案對振動片基板11的兩個表面進行加工，由此，在該振動片基板11上形成多個音叉型振動片12。如該圖所示，該振動片基板11具有框部13和多個音叉型振動片12，并且還具有多個連接部14a、14b，它們分別將框部13與多個音叉型振動片
12 音叉型振動片 14a、14b 連接部 16a、16b 振動臂 20 電極圖案 24 第2電極 28a、28b 第2激勵電極 32a,32b 引出電極 35a,35b 作為施重部的薄膜 50 探針卡(probe card) 可變頻率振蕩器12中的每一個連接。音叉型振動片12具有基部15、以及從該基部15延伸出的振動臂部16a、16b及支撐臂部17a、17b。振動臂部16a、16b從基部15起以規(guī)定的間隔大致平行地延伸。支撐臂部 17a、17b從基部15起向左右方向突出而彎曲成“L”字狀，并且在彎曲的部位處進行折返而沿著振動臂部16a、16b的外側(cè)大致平行地延伸。支撐臂部17a、17b的長度比振動臂部16a、 16b短。支撐臂部17a、17b固定在未圖示的封裝等上，對基部15及振動臂部16a、16b進行支撐。音叉型振動片12被配置為相鄰的音叉型振動片12各自具有的振動臂部16a、 16b彼此夾著框部13的一部分區(qū)域。在夾在音叉型振動片12的振動臂部16a與和該音叉型振動片12相鄰的音叉型振動片12的振動臂部16b之間的框部13的區(qū)域中，形成有用于測定音叉型振動片12的特性的測定盤40a、40b。兩個測定盤40a、40b被配置成沿著振動臂部16a、16b延伸的縱向排列。通過以這種方式縱向地排列配置測定盤40a、40b，由此，能夠直接利用振動片基板11的框部13上的未使用區(qū)域來配置測定盤40a、40b，并且，與橫向(與振動臂部16a、16b延伸的縱向垂直的方向)地排列配置的情況相比，不會加大寬度，因此能夠增加每一個振動片基板11的生產(chǎn)個數(shù)。在音叉型振動片12的兩個表面上形成有規(guī)定形狀的電極圖案。圖2是示意性地示出形成在音叉型振動片12的正面的電極圖案20的圖，圖3是示意性地示出形成在音叉型振動片12的背面的電極圖案20的圖。電極圖案20包含第1電極22和第2電極M。第 1電極22和第2電極M在電氣上是分離的，以便連接不同的電位。電極圖案20例如由與石英之間的密合性高的Cr (鉻)層及其上層的電阻低且不容易氧化的Au(金)層形成。在振動臂部16b的正面及背面上，背對背地形成有作為驅(qū)動用電極的第1激勵電極^^。這一對第1激勵電極26a是電連接的。并且，在振動臂部16a的兩側(cè)面上形成有第 2激勵電極^a。這一對第2激勵電極28a通過形成在振動臂部16a的末端部上的連接電極30a而電連接。形成在振動臂部16b上的第1激勵電極26a與形成在振動臂部16a上的第2激勵電極28a通過基部15上的引出電極3 而電連接。引出電極3 —直形成至支撐臂部17a的末端。在連接部1 上形成有配線34a，引出電極3 與測定盤40a在電氣上是導通的。并且，在連接部Ha與測定盤40a相鄰配置的情況下，它們之間的配線長度可以很短，因此是優(yōu)選的。由電連接的第1激勵電極^a、第2激勵電極^a、連接電極30a、引出電極3 及配線3 構(gòu)成第1電極22。同樣，在音叉型振動片12上，按照沿著音叉型振動片12的中心軸翻折的方式，以與第1激勵電極26a、第2激勵電極^a、連接電極30a、引出電極3 及配線3 大致相同的位置關系，設置有第1激勵電極、第2激勵電極^b、連接電極30b、引出電極32b及配線;34b，由它們構(gòu)成第2電極M。通過使探針接觸測定盤40a、40b，由此在第1激勵電極^a及第2激勵電極^a之間施加電壓，使振動臂部16a、16b的側(cè)面進行伸縮，從而使振動臂部16a、16b振動。圖4是示意性地示出將探針卡50的探針51接觸測定盤40a、40b的狀態(tài)的圖，其中，探針卡50與施加激勵電壓的可變頻率振蕩器52及供給頻率調(diào)制用的信號的調(diào)制信號振蕩器53連接。與探針卡50連接的未圖示的控制部檢測振動臂部16a、16b的振動作為電信號，計算頻率等的特性值。 在音叉型振動片12的背面，如圖3所示，在支撐臂部17a、17b及連接部14a、14b上沒有形成電極圖案。并且，在需要根據(jù)音叉型振動片12的特性測定結(jié)果來調(diào)整頻率時，在振動臂部16a、16b上形成有作為施重部的薄膜35a、35b。并且，沒有設置測定盤40a、40b。 除此以外，背面的電極圖案與正面相同。如上所述，通過在正面形成配線34a、34b及測定盤 40a、40b、在背面形成作為施重部的薄膜35a、35b，由此，即使為了形成薄膜35a、3^而對振動臂部16a、16b進行放射線照射，也不會對探針51帶來放射線的影響，因此，不再存在導致探針51發(fā)生損壞等的問題，能夠準確地進行測定，能夠制造出質(zhì)量穩(wěn)定的音叉型振動片 12。接著，參照圖5所示的流程圖，說明收納音叉型振動片12的封裝的制造方法。首先，將石英等壓電體材料加工成板狀，形成一個基板(步驟Si)。接著，進行外形蝕刻，即形成音叉型振動片12、結(jié)合部14a、14b、框部13等的外形(步驟S2)。具體地講，在形成有電極圖案的基板上形成光致抗蝕劑膜，在該光致抗蝕劑膜上，進行音叉型振動片12等的外形圖案的曝光、顯影，由此，在基板上留下成為音叉型振動片12的外形的光致抗蝕劑膜。然后，將留下的光致抗蝕劑膜作為掩膜進行外形蝕刻。在進行外形蝕刻之后，剝離光致抗蝕劑層。接著，在該基板的正面及背面，通過蒸鍍或濺射形成下層為Cr、上層為Au的電極膜(步驟S3)。接著，在電極膜上，以縱橫等間隔的方式，排列地形成多個音叉型振動片12 上的第1激勵電極^aJ6b、第2激勵電極^a、^b、引出電極32a、32b、連接電極30a、30b、 測定盤40a、40b、配線;34a、34b等的電極圖案(步驟S4)。具體地講，首先在電極膜上形成光致抗蝕劑膜，在該光致抗蝕劑膜上進行電極圖案的曝光、顯影，由此，在要作為電極圖案而留下的電極膜上保留光致抗蝕劑膜。然后，將留下的光致抗蝕劑膜作為掩膜對電極膜進行蝕刻，之后剝離光致抗蝕劑膜。接著，使探針51接觸與各音叉型振動片12的支撐臂部17a導通的測定盤40a、以及與支撐臂部17b導通的測定盤40b，測定各音叉型振動片12的特性(步驟S5)?？梢愿鶕?jù)測定值并根據(jù)需要，在振動臂部16a、16b上形成作為施重部的薄膜35a、35b。或者，也可以通過逆濺射去除形成在振動臂部16a、16b上的薄膜。由此，能夠調(diào)整振動頻率。在必要的情況下，之后再次測定特性并重復相同的工序。在結(jié)束了測定或特性的調(diào)整之后，從框部13上在連接部14a、14b處，將各個音叉型振動片12切斷而取下(步驟S6)。例如，保持著框部13，用吸附器吸附各音叉型振動片 12，同時進行按壓，從框部13上將各音叉型振動片12折斷而取下?；蛘?，也可以使用激光等將連接部14a、14b切斷。由此，在支撐臂部17a、17b上形成有作為折斷的痕跡的折斷痕。然后，將折斷并取下的各個音叉型振動片12收納在陶瓷等未圖示的封裝內(nèi)，用蓋體進行密封(步驟S7)。在封裝內(nèi)形成有一對安裝電極，將音叉型振動片12載置在該安裝電極上，通過導電性粘結(jié)劑進行導通連接。圖6是示出按照音叉型振動片12的尺寸以及按照測定盤40a、40b的配置位置進行分類的、單個振動片基板11上的音叉型振動片12的生產(chǎn)個數(shù)的比較例的表。圖6 (a)是音叉型振動片12的面積為1. 56mm2左右時(以下稱為“尺寸A”)、按照測定盤40a、40b的配置位置進行分類的比較例。圖6(b)是音叉型振動片12的寬度為尺寸 A的0. 78倍而比尺寸A小時(以下稱為“尺寸B”)、按照測定盤40a、40b的配置位置進行分類的比較例。圖6(c)是音叉型振動片12的寬度為尺寸B的0.75倍而比尺寸B小時(以下稱為“尺寸C” )、按照測定盤40a、40b的配置位置進行分類的比較例。并且，尺寸A、B、C各自的圖案1是測定盤40a、40b配置在位于支撐臂部17a、17b的末端附近的框部13上且處于振動片基板11的正面的情況。圖案2是測定盤40a、40b配置在位于支撐臂部17a、17b的末端附近的框部13上且處于振動片基板11的背面的情況。圖案3是測定盤40a配置在基部15附近的框部13上、測定盤40b配置在位于支撐臂部17a、 17b的末端附近的框部13上的情況。圖案4是測定盤40a、40b配置在位于基部15附近的框部13上的情況。圖1相當于尺寸A及圖案1，圖7相當于尺寸A及圖案2，圖8相當于尺寸A及圖案3，圖9相當于尺寸A及圖案4，圖10相當于尺寸B及圖案1，圖11相當于尺寸B及圖案 2，圖12相當于尺寸B及圖案3，圖13相當于尺寸B及圖案4，圖14相當于尺寸C及圖案1， 圖15相當于尺寸C及圖案2，圖16相當于尺寸C及圖案3，圖17相當于尺寸C及圖案4。 另外，圖8、圖13、圖16表示振動片基板11的背面，除此之外的圖均表示振動片基板11的正面，并且這些圖的縮尺是相同的。如圖6(a)、(b)、(c)所示，在音叉型振動片12的任何尺寸下，對于測定盤40a、40b 被設置在位于支撐臂部17a、17b的末端附近的框部13上的圖案(圖案1及圖案2)而言， 音叉型振動片12的生產(chǎn)個數(shù)均是最大的。并且，在圖案2中，設置作為施重部的薄膜35a、3^的表面與設置測定盤40b的表面是相同的，而在圖案1中，設置作為施重部的薄膜35a、35b的表面與設置測定盤40b的表面是不同的，因此，如上述實施方式所說明，圖案1具有這樣的優(yōu)點在形成薄膜35a、35b 時，探針51不會受到放射線的影響。如以上說明，用連接部14a、14b連接框部13與音叉型振動片14，不是像以往那樣在基部15附近的框部13上形成測定盤40a、40b，而是利用夾在振動臂部16a、16b之間的框部13的未使用區(qū)域來形成測定盤40a、40b，由此，能夠增加每一個振動片基板11的生產(chǎn)個數(shù)，能夠抑制每一個音叉型振動片12的制造成本。并且，由于是在夾在振動臂部16a、16b之間的框部13的區(qū)域中，沿著振動臂部 16a、16b延伸的縱向上，排列地配置兩個測定盤40a、40b，因此，不會在與振動臂部16a、16b 延伸的縱向垂直的橫向上增加寬度，因而能夠增加單個振動片基板11的生產(chǎn)個數(shù)。并且，在振動片基板11上，形成作為施重部的薄膜35a、35b的表面與形成測定盤 40a、40b及配線34a、34b的表面是不同的，因此，在振動臂部16a、16b上形成作為施重部的薄膜35a、35b的情況下，當照射放射線時，探針51不會受到放射線的影響，因此，不會對探針51造成損傷，能夠準確地進行測定，能夠制造出質(zhì)量穩(wěn)定的音叉型振動片12。另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，可以在權(quán)利要求書所示的技術思想的范圍內(nèi)進行各種變形。
權(quán)利要求
1.一種振動片基板，該振動片基板具有多個音叉型振動片，其具有基部和從該基部延伸出的振動臂部及支撐臂部；框部；以及多個連接部，該多個連接部分別將該框部與所述多個音叉型振動片中的每一個連接，該振動片基板的特征在于，所述支撐臂部朝向與所述振動臂部延伸的方向相同的方向延伸，且所述支撐臂部的長度比所述振動臂部短，所述音叉型振動片配置成，相鄰的所述音叉型振動片所具有的所述振動臂部彼此夾著所述框部的一部分區(qū)域，在夾在所述振動臂部彼此之間的所述框部的區(qū)域中形成有測定盤，在所述連接部上形成有將所述音叉型振動片與所述測定盤電導通的配線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動片基板，其特征在于，在夾在所述振動臂部彼此之間的所述框部的區(qū)域中，在所述振動臂部延伸的方向上排列配置有兩個測定盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動片基板，其特征在于，所述音叉型振動片、所述框部及所述連接部是通過對彼此朝向相反方向的兩個表面進行加工而形成的，形成作為施重部的薄膜的表面與形成所述測定盤及所述配線的表面不同。
4.一種音叉型振動片，其中，該音叉型振動片是從權(quán)利要求1至3中任一項所述的振動片基板上在所述連接部處進行折斷而得到的。
5.一種音叉型振動片，其特征在于，該音叉型振動片具有基部；從該基部延伸出的振動臂部及支撐臂部，所述支撐臂部具有折斷痕，該折斷痕是通過折斷與振動片基板的框部連接的部分而形成的痕跡，在所述支撐臂部中的到達所述折斷痕的部位上，形成有在折斷之前進行的特性測定用的配線。
全文摘要
振動片基板及音叉型振動片，提供以下的振動片基板、音叉型振動片及封裝在將用于測定形成在振動片基板上的多個音叉型振動片各自的特性的測定盤設置在該振動片基板內(nèi)時，將測定盤配置為使得每一個振動片基板(1)的生產(chǎn)個數(shù)增加。支撐臂部(17a、17b)向與振動臂部(16a、16b)相同的方向延伸，支撐臂部(17a、17b)的長度比振動臂部(16a、16b)短，音叉型振動片(12)配置成相鄰的音叉型振動片(12)具有的振動臂部(16a、16b)彼此夾著框部(13)的一部分區(qū)域，在夾在振動臂部(16a、16b)之間的框部(13)的區(qū)域中形成有測定盤(40a、40b)，在連接部(14a、14b)上形成有將音叉型振動片(12)與測定盤(40a、40b)電導通的配線(34a、34b)。
文檔編號H03H9/19GK102195602SQ20111003333
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者山田祥之 申請人:精工愛普生株式會社