JPH04150212A - 水晶基板のエッチング加工方法 - Google Patents
水晶基板のエッチング加工方法Info
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- JPH04150212A JPH04150212A JP27128490A JP27128490A JPH04150212A JP H04150212 A JPH04150212 A JP H04150212A JP 27128490 A JP27128490 A JP 27128490A JP 27128490 A JP27128490 A JP 27128490A JP H04150212 A JPH04150212 A JP H04150212A
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は水６基板のエツチング加工に関し、特に水晶振
動子のエツチングによる外形加工方法の改良に関する。
動子のエツチングによる外形加工方法の改良に関する。
従来の水晶振動子の外形加工方法として、フォトリソグ
ラフィー技術を利用し、エツチングにて水晶振動板を音
叉形状、または矩形状に加工する方法がとられている。
ラフィー技術を利用し、エツチングにて水晶振動板を音
叉形状、または矩形状に加工する方法がとられている。
この方法にて加工された水晶振動片では、水晶の結晶座
標軸（ｘ 、 ｙ ＊ ｚ ）において異方性を有して
いるため、水晶のエツチング速度が結晶座標軸により相
違を・生じ外形形状の不均一を生じている。例えば、腕
時計の発振源として使用される音叉形水晶片について説
明すると、第４図（α）の外形図、及びそのＡ−Ａ’断
面である同図（ｂ）に示すような形状でエツチング加工
される。なお、同図の結晶座標（” ｅ Ｙ’＃ｚ′）
は、周波数と温度特性との関係でＸ軸のまわりに００〜
６°回転したものであり、通常ｚ板と呼ばれる水晶基板
が使用されている。また、エツチング液としては酸性フ
ッ化アンモン（Ｎ Ｈ４Ｈ１２）溶液やフッ化水素酸（
ＨｌＦ）溶液が使用されているこのようにエツチング加
工によって得られた水晶は、第４図に示すように２本の
板状の脚部１．２と、その脚部を連結する板状の基部５
とで音叉形水晶振動板４を形成している。ここで各側面
について注目すると、脚部１，２の片側面は鋭く切シ立
った垂直側面５，６で形成され、他の側面は中央部が高
い山形側面７，８で形成されている。また、脚部１，２
をつなぐ叉部には、山形側面と同様に中央部が高い形状
となったとし部９が形成されている。これら側面の不均
一形状は、水晶結晶の異方性によるエツチング速度の相
違によるものであり、水晶基板のエツチング加工におけ
る欠点であった。また、この技術により水晶振動子を作
成した場合にはこの不均一形状により水晶振動子の特性
、特に直列共振抵抗（以下「Ｃ工」とい５゜）を太き（
する問題が生じていた。
標軸（ｘ 、 ｙ ＊ ｚ ）において異方性を有して
いるため、水晶のエツチング速度が結晶座標軸により相
違を・生じ外形形状の不均一を生じている。例えば、腕
時計の発振源として使用される音叉形水晶片について説
明すると、第４図（α）の外形図、及びそのＡ−Ａ’断
面である同図（ｂ）に示すような形状でエツチング加工
される。なお、同図の結晶座標（” ｅ Ｙ’＃ｚ′）
は、周波数と温度特性との関係でＸ軸のまわりに００〜
６°回転したものであり、通常ｚ板と呼ばれる水晶基板
が使用されている。また、エツチング液としては酸性フ
ッ化アンモン（Ｎ Ｈ４Ｈ１２）溶液やフッ化水素酸（
ＨｌＦ）溶液が使用されているこのようにエツチング加
工によって得られた水晶は、第４図に示すように２本の
板状の脚部１．２と、その脚部を連結する板状の基部５
とで音叉形水晶振動板４を形成している。ここで各側面
について注目すると、脚部１，２の片側面は鋭く切シ立
った垂直側面５，６で形成され、他の側面は中央部が高
い山形側面７，８で形成されている。また、脚部１，２
をつなぐ叉部には、山形側面と同様に中央部が高い形状
となったとし部９が形成されている。これら側面の不均
一形状は、水晶結晶の異方性によるエツチング速度の相
違によるものであり、水晶基板のエツチング加工におけ
る欠点であった。また、この技術により水晶振動子を作
成した場合にはこの不均一形状により水晶振動子の特性
、特に直列共振抵抗（以下「Ｃ工」とい５゜）を太き（
する問題が生じていた。
〔発明が解決しよ５とする課題〕
本発明の目的は、従来の水晶エツチング加工の欠点であ
った形状不均一をな（し、このことにより水晶振動子の
Ｃ１値を低減することのできる水晶基板のエツチング加
工方法を提供することにある。
った形状不均一をな（し、このことにより水晶振動子の
Ｃ１値を低減することのできる水晶基板のエツチング加
工方法を提供することにある。
上記従来の課題を解決するために本発明は、水晶エツチ
ング溶液内の水晶基板にレーザビームを照射しレーザビ
ーム照射部の水晶基板を変質させることによりエツチン
グを促進してエツチング加工をする水晶基板のエツチン
グ加工方法を特徴とする。
ング溶液内の水晶基板にレーザビームを照射しレーザビ
ーム照射部の水晶基板を変質させることによりエツチン
グを促進してエツチング加工をする水晶基板のエツチン
グ加工方法を特徴とする。
次に本発明の実施例について説明する。第１図に本発明
のエツチング装置の構成について図示する。エツチング
液は酸性フッ化アンモン溶液が使用され、液タンク２１
のエツチング液はヒータ２２で温められポンプ２５によ
りエツチング室２４に送られ、再び液タンク２１へ戻る
ように構成されている。エツチング室２４には水晶基板
２５を固定するペース２６が設けられ、上ブタ２６でエ
ツチング室２４が密閉される構造となっている。
のエツチング装置の構成について図示する。エツチング
液は酸性フッ化アンモン溶液が使用され、液タンク２１
のエツチング液はヒータ２２で温められポンプ２５によ
りエツチング室２４に送られ、再び液タンク２１へ戻る
ように構成されている。エツチング室２４には水晶基板
２５を固定するペース２６が設けられ、上ブタ２６でエ
ツチング室２４が密閉される構造となっている。
エツチング室外部にはレーザ発生装置２８が設置され、
本実施例ではｌｉｄ：ＹＡＧレーザ（λ＝１．０６μｒ
ｒＬ）にて構成されている。レーザ発生装置２Ｂから発
生したレーザビームはＸ−Ｙ走査ミラー２９を通り反射
ミラー５０にて反射され集光レンズ３１により集光され
、エツチング室２４上部に設けられたマスク２７を通し
てエツチング室２４内の水晶基板２５に照射できる構成
となっている。また、エツチング室２４内のレーザ照射
位置はテレビそニタ３２により観察が可能でありＸ−Ｙ
走査ミラー２９を動かすことにより、レーザビームを走
査することができるように構成されている。
本実施例ではｌｉｄ：ＹＡＧレーザ（λ＝１．０６μｒ
ｒＬ）にて構成されている。レーザ発生装置２Ｂから発
生したレーザビームはＸ−Ｙ走査ミラー２９を通り反射
ミラー５０にて反射され集光レンズ３１により集光され
、エツチング室２４上部に設けられたマスク２７を通し
てエツチング室２４内の水晶基板２５に照射できる構成
となっている。また、エツチング室２４内のレーザ照射
位置はテレビそニタ３２により観察が可能でありＸ−Ｙ
走査ミラー２９を動かすことにより、レーザビームを走
査することができるように構成されている。
次に、レーザビーム照射部について第２図において詳細
に説明する。レーザ発生装置から出たレーザビーム３３
は、マスク２７によりビームカ絞られサファイヤガラス
の上ブタ２６を通してエツチング室２４内の水晶基板２
５へ照射される。マスク２７には音叉形状のパターンが
形成されており、そのパターンをレーザビームが走査あ
るいは一括瞭射することにより水晶基板２５に照射する
ことができる。水晶基板２５の板厚は２００〜８０μ扉
程度であり、ボリシング加工により鏡面に仕上げられて
いる。そして、水晶基板２５０表面にはあらかじめレジ
スト５４が塗布され音叉形状のパターンが現像されてい
る。レーザービーム５３はレジスト５４の現像された部
分に照射されることになる。レーザのパワーはレーザ照
射部の基板温度を上げる程度でも良いが、水晶を変質さ
せる程度のパワーが効果的である。このようにして、レ
ーザビームが照射された部分は水晶基板が薄いため、上
面から下面にかけて変質させられることになる。この水
晶基板２５の変質させられた部分は通常の水晶部に較べ
てエツチング速度づ；速く、水晶の異方性の影響を受け
ずに上下面からエツチングされることになる。
に説明する。レーザ発生装置から出たレーザビーム３３
は、マスク２７によりビームカ絞られサファイヤガラス
の上ブタ２６を通してエツチング室２４内の水晶基板２
５へ照射される。マスク２７には音叉形状のパターンが
形成されており、そのパターンをレーザビームが走査あ
るいは一括瞭射することにより水晶基板２５に照射する
ことができる。水晶基板２５の板厚は２００〜８０μ扉
程度であり、ボリシング加工により鏡面に仕上げられて
いる。そして、水晶基板２５０表面にはあらかじめレジ
スト５４が塗布され音叉形状のパターンが現像されてい
る。レーザービーム５３はレジスト５４の現像された部
分に照射されることになる。レーザのパワーはレーザ照
射部の基板温度を上げる程度でも良いが、水晶を変質さ
せる程度のパワーが効果的である。このようにして、レ
ーザビームが照射された部分は水晶基板が薄いため、上
面から下面にかけて変質させられることになる。この水
晶基板２５の変質させられた部分は通常の水晶部に較べ
てエツチング速度づ；速く、水晶の異方性の影響を受け
ずに上下面からエツチングされることになる。
このようにしてエツチング加工された音叉形状の水晶振
動子仮は第３図に示すような形状となる。第５図（α）
は第２図におけるレジストを除去した状態の外形図、同
図Ｃｂ）は（α）のＢ −Ｂ’断面図である。２本の板
状の脚部４１．４２と、その脚部を連結する板状の基部
４３とで音叉形水晶振動子板４４を形成している。各側
面については第５図Ｃｂ）に示すように、脚部４１．４
２の両側面は鋭（切シ立った垂直側面４５ 、４６ 、
４７．４８で形成されている。また、脚部４１，４２を
つなぐ叉部にはヒレ部が形成されず良好な形状が得られ
ている。
動子仮は第３図に示すような形状となる。第５図（α）
は第２図におけるレジストを除去した状態の外形図、同
図Ｃｂ）は（α）のＢ −Ｂ’断面図である。２本の板
状の脚部４１．４２と、その脚部を連結する板状の基部
４３とで音叉形水晶振動子板４４を形成している。各側
面については第５図Ｃｂ）に示すように、脚部４１．４
２の両側面は鋭（切シ立った垂直側面４５ 、４６ 、
４７．４８で形成されている。また、脚部４１，４２を
つなぐ叉部にはヒレ部が形成されず良好な形状が得られ
ている。
本実施例では、主表面が２軸に垂直である２板水晶基板
から音叉形状の振動板にエツチング加工をする場合につ
いて説明したが、他の水晶のカット方法（例えばＡＴ板
）による水晶基板についても応用が可能であり、また形
状についても音叉形状だけでなく矩形状でも円板状でも
応用が可能であることは言うまでもない。
から音叉形状の振動板にエツチング加工をする場合につ
いて説明したが、他の水晶のカット方法（例えばＡＴ板
）による水晶基板についても応用が可能であり、また形
状についても音叉形状だけでなく矩形状でも円板状でも
応用が可能であることは言うまでもない。
以上のように、本発明では水晶基板のエツチング加工に
おける従来までの欠点であった水晶結晶の異方性による
外形形状の不均一をなくすとともに、エツチング速度が
速（なることから量産性の優れた水晶基板の外形加工方
法を提供することができる。また、外形形状の不均一が
解消されるため、水晶振動子としての特性であるＣ１値
を小さ（、バラツキを少なくする効果を有し、品質の向
上を図ることができる。
おける従来までの欠点であった水晶結晶の異方性による
外形形状の不均一をなくすとともに、エツチング速度が
速（なることから量産性の優れた水晶基板の外形加工方
法を提供することができる。また、外形形状の不均一が
解消されるため、水晶振動子としての特性であるＣ１値
を小さ（、バラツキを少なくする効果を有し、品質の向
上を図ることができる。
第１図は本発明の実施例におけるエツチング装置の概略
構成図、第２図は本発明による水晶基板のエツチング部
の拡大図、第６図は本発明によりエツチング加工した音
叉形水晶振動板の形状を示し、（α）が平面図、Ｃｈ）
が（α）のＢ−Ｂ’断面図、第４図は従来のエツチング
加工方法による音叉形水晶振動板の形状を示し、（α）
が平面図、Ｃｂ）が（α）のＡ−Ａ’断面図である。 ２４・・・・・・・・・エツチング室 ２５・・・・・・・・・水晶基板 ２８・・・・・・・・・レーザ発生装置５５・・・・・
・・・・レーザビーム ４５．４６，４７．４８・・・・・・垂直側面第２図 ！、−Ｘ Ｚ′ 第４図 （Ｏ、ン
構成図、第２図は本発明による水晶基板のエツチング部
の拡大図、第６図は本発明によりエツチング加工した音
叉形水晶振動板の形状を示し、（α）が平面図、Ｃｈ）
が（α）のＢ−Ｂ’断面図、第４図は従来のエツチング
加工方法による音叉形水晶振動板の形状を示し、（α）
が平面図、Ｃｂ）が（α）のＡ−Ａ’断面図である。 ２４・・・・・・・・・エツチング室 ２５・・・・・・・・・水晶基板 ２８・・・・・・・・・レーザ発生装置５５・・・・・
・・・・レーザビーム ４５．４６，４７．４８・・・・・・垂直側面第２図 ！、−Ｘ Ｚ′ 第４図 （Ｏ、ン
Claims (1)
- （１） 水晶エッチング溶液内の水晶基板にレーザビー
ムを照射しレーザビーム照射部の水晶基板を変質させる
ことによりエッチングを促進してエッチング加工をする
ことを特徴とする水晶基板のエッチング加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27128490A JPH04150212A (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 水晶基板のエッチング加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27128490A JPH04150212A (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 水晶基板のエッチング加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04150212A true JPH04150212A (ja) | 1992-05-22 |
Family
ID=17497923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27128490A Pending JPH04150212A (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 水晶基板のエッチング加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04150212A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8541319B2 (en) | 2010-07-26 | 2013-09-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US8591753B2 (en) | 2010-07-26 | 2013-11-26 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US8673167B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-03-18 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US8685269B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-04-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US8741777B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-06-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate processing method |
| US8802544B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-08-12 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method for manufacturing chip including a functional device formed on a substrate |
| US8828873B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-09-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method for manufacturing semiconductor device |
| US8828260B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-09-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate processing method |
| US8841213B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-09-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method for manufacturing interposer |
| US8945416B2 (en) | 2010-07-26 | 2015-02-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US8961806B2 (en) | 2010-07-26 | 2015-02-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US9108269B2 (en) | 2010-07-26 | 2015-08-18 | Hamamatsu Photonics K. K. | Method for manufacturing light-absorbing substrate and method for manufacturing mold for making same |
-
1990
- 1990-10-09 JP JP27128490A patent/JPH04150212A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8541319B2 (en) | 2010-07-26 | 2013-09-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US8591753B2 (en) | 2010-07-26 | 2013-11-26 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US8673167B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-03-18 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US8685269B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-04-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US8741777B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-06-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate processing method |
| US8802544B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-08-12 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method for manufacturing chip including a functional device formed on a substrate |
| US8828873B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-09-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method for manufacturing semiconductor device |
| US8828260B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-09-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate processing method |
| US8841213B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-09-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method for manufacturing interposer |
| US8945416B2 (en) | 2010-07-26 | 2015-02-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US8961806B2 (en) | 2010-07-26 | 2015-02-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method |
| US9108269B2 (en) | 2010-07-26 | 2015-08-18 | Hamamatsu Photonics K. K. | Method for manufacturing light-absorbing substrate and method for manufacturing mold for making same |
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