(57)【要約】      （修正有）【課題】信頼性を高めることができる圧電振動素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】圧電振動素子の製造方法は、圧電基板（水晶基板）１７０を準備する工程と、大気圧環境下においてプラズマ照射によりラディカル化された処理ガス９４１を用いて、圧電基板１７０の一方面側の同一平面上に複数の突起部を形成するように、圧電基板１７０の一方面側の一部を除去加工する工程と、圧電基板１７０の一部を薄肉化して、励振部と、接続部と、少なくとも一部が励振部と接続部との間に配置され且つ励振部よりも薄い周辺部と、を形成する工程と、圧電基板１７０の一方面側において、励振部及び接続部の同一平面上に形成された複数の突起部の少なくとも一部を覆う電極を形成する工程と、を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板を準備する工程と、
大気圧環境下においてプラズマ照射によりラディカル化された処理ガスを用いて、前記圧電基板の一方面側の同一平面上に複数の突起部を形成するように、前記圧電基板の前記一方面側の一部を除去加工する工程と、
前記圧電基板の一部を薄肉化して、励振部と、接続部と、少なくとも一部が前記励振部と前記接続部との間に配置され且つ前記励振部よりも薄い周辺部と、を形成する工程と、
前記圧電基板の前記一方面側において、前記励振部及び前記接続部の同一平面上に形成された複数の突起部の少なくとも一部を覆う電極を形成する工程と、
を含む、圧電振動素子の製造方法。
【請求項２】
前記周辺部を形成する工程において、前記励振部よりも前記周辺部の厚み変動が大きくなるように、前記圧電基板のうち前記周辺部となる部分を除去加工する、
請求項１に記載の圧電振動素子の製造方法。
【請求項３】
大気圧環境下においてプラズマ照射によりラディカル化された前記処理ガスを用いて、前記圧電基板の一部を除去加工し、前記圧電基板の前記一方面側の平面度の値を低減する工程をさらに含み、
前記複数の突起部を形成する工程において前記圧電基板に向かって吐出される処理ガスの流速をＶ１、前記平面度の値を低減する工程において前記圧電基板に向かって吐出される処理ガスの流速をＶ２としたとき、
Ｖ１＜Ｖ２
の関係が満たされる、
請求項１又は２に記載の圧電振動素子の製造方法。
【請求項４】
３５％≦｛（Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ１｝×１００≦８０％
の関係が満たされる、
請求項３に記載の圧電振動素子の製造方法。
【請求項５】
５０ｍ／ｍｉｎ≦Ｖ１≦２００ｍ／ｍｉｎ
の関係が満たされる、
請求項４に記載の圧電振動素子の製造方法。
【請求項６】
８０ｍ／ｍｉｎ≦Ｖ１≦１７０ｍ／ｍｉｎ
の関係が満たされる、
請求項５に記載の圧電振動素子の製造方法。
【請求項７】
前記周辺部を形成する工程において、前記圧電基板の他方面側の少なくとも一部を除去加工して前記周辺部を形成し、
前記周辺部の少なくとも一部が、前記同一平面に含まれる平面を有する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の圧電振動素子の製造方法。
【請求項８】
前記電極を形成する工程において、前記電極は、さらに、前記周辺部の同一平面上に形成された複数の突起部の少なくとも一部を覆う、
請求項７に記載の圧電振動素子の製造方法。
【請求項９】
前記圧電基板は水晶基板であり、
前記圧電振動素子は水晶振動素子である、
請求項１から８のいずれか１項に記載の圧電振動素子の製造方法。
【請求項１０】
励振部と、接続部と、少なくとも一部が前記励振部と前記接続部との間に配置され且つ前記励振部よりも薄い周辺部と、を含む圧電片と、
前記圧電片の表面側において前記励振部に設けられた第１励振電極と、
前記圧電片の裏面側において前記励振部に設けられ前記第１励振電極と対向する第２励振電極と、
前記接続部に設けられ、前記第１励振電極に電気的に接続された第１接続電極と、
前記接続部に設けられ、前記第２励振電極に電気的に接続された第２接続電極と、
を備え、
前記圧電片の裏面側において、前記励振部と前記接続部とは同一平面を有し、
前記同一平面上に複数の突起部が形成され、
前記第２励振電極及び前記第２接続電極が前記複数の突起部の少なくとも一部を覆っている、圧電振動素子。
【請求項１１】
前記第１接続電極が前記複数の突起部の少なくとも一部を覆っている、
請求項１０に記載の圧電振動素子。
【請求項１２】
前記周辺部の厚み変動が、前記励振部の厚み変動よりも大きい、
請求項１０又は１１に記載の圧電振動素子。
【請求項１３】
前記圧電片の表面側において前記第１励振電極と前記第１接続電極とを電気的に接続する第１引出電極と、
前記圧電片の裏面側において前記第２励振電極と前記第２接続電極とを電気的に接続する第２引出電極と、
をさらに備え、
前記圧電片の裏面側において、前記周辺部の少なくとも一部が、前記同一平面に含まれる平面を有し、
前記第２引出電極が前記複数の突起部の少なくとも一部を覆っている、
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の圧電振動素子。
【請求項１４】
前記圧電片は水晶片であり、
前記圧電振動素子は水晶振動素子である、
請求項１０から１３のいずれか１項に記載の圧電振動素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイルコンピュータ、携帯ゲーム機、スマートフォン、ＩＣカード、通信基地局などの電子機器には、例えばタイミングデバイスとして、圧電振動素子が組み込まれている。このような圧電振動素子は、例えば、圧電体である水晶片と、水晶片を挟んで設けられた一対の励振電極と、一対の励振電極のそれぞれに電気的に接続された一対の接続電極と、を備えている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、水晶片と、水晶片の両面に形成される一対の励振電極とを備え、水晶片が励振電極に被覆された複数個の突起部を備える領域を有する、水晶振動素子が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、水晶片と、励振電極と、励振電極に電気的に接続された接続電極と、を備え、水晶片の接続電極が設けられた領域には、接続電極に接合される導電性保持部材の導電性粒子の外径よりも大きな開口部を有する複数の凹部がウェットエッチングによって形成される、水晶振動素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１５８５２０号
【特許文献２】特開２０１１−４４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子機器の高機能化に伴い、圧電振動素子も、小型化や高周波数化などの高機能化が求められている。しかしながら、小型化や高周波数化した圧電振動素子では、励振電極、接続電極などの各種電極の表面積の減少や負荷の増大により、圧電振動素子内部での電極剥離による動作不良や、圧電振動素子の搭載された基板からの脱落など、信頼性に問題が生じる場合がある。
【０００７】
例えば、特許文献１に記載の水晶振動素子では、水晶片の励振電極との密着強度を高められるが、励振電極よりも大きな応力の作用する接続電極との密着性は考慮されておらず、充分な信頼性を得られない場合がある。また、特許文献２に記載の水晶振動素子では、水晶片が小型化すると水晶の結晶異方性に起因するエッチング速度の異方性により、凹部の形成が困難になる場合がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、信頼性を高められる圧電振動素子及びその製造方法の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る圧電振動素子の製造方法は、圧電基板を準備する工程と、大気圧環境下においてプラズマ照射によりラディカル化された処理ガスを用いて、圧電基板の一方面側の同一平面上に複数の突起部を形成するように、圧電基板の一方面側の一部を除去加工する工程と、圧電基板の一部を薄肉化して、励振部と、接続部と、少なくとも一部が励振部と接続部との間に配置され且つ励振部よりも薄い周辺部と、を形成する工程と、圧電基板の一方面側において、励振部及び接続部の同一平面上に形成された複数の突起部の少なくとも一部を覆う電極を形成する工程と、を含む。
【００１０】
本発明の他の一態様に係る圧電振動素子は、励振部と、接続部と、少なくとも一部が励振部と接続部との間に配置され且つ励振部よりも薄い周辺部と、を含む圧電片と、圧電片の表面側において励振部に設けられた第１励振電極と、圧電片の裏面側において励振部に設けられ第１励振電極と対向する第２励振電極と、接続部に設けられ、第１励振電極に電気的に接続された第１接続電極と、接続部に設けられ、第２励振電極に電気的に接続された第２接続電極と、を備え、圧電片の裏面側において、励振部と接続部とは同一平面を有し、同一平面上に複数の突起部が形成され、第２励振電極及び第２接続電極が複数の突起部の少なくとも一部を覆っている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、信頼性を高められる圧電振動素子及びその製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る水晶振動子の構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した水晶振動子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示した水晶振動素子についての拡大断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態にかかる水晶振動素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、大気開放型プラズマＣＶＭ装置での処理の様子を示す図である。
【図６】図６は、大気開放型プラズマＣＶＭ装置での加工工程における水晶基板を示す断面図である。
【図７】図７は、ウェットエッチング装置での加工から個片化までの工程における水晶基板を示す断面図である。
【図８】図８は、第２実施形態にかかる水晶振動素子についての拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本発明の技術的範囲を当該実施形態に限定して解するべきではない。
【００１４】
各々の図面には、各々の図面相互の関係を明確にし、各部材の位置関係を理解する助けとするために、便宜的に第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、及び第３方向Ｄ３からなる直交座標系を付すことがある。第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、及び第３方向Ｄ３とは、図１に示す３つの基準となる方向を意味し、それぞれ矢印の方向（正方向）及び矢印とは反対の方向（負方向）を含む。なお、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、及び第３方向Ｄ３は、互いに９０°以外の角度で交差する方向であってもよい。
【００１５】
以下の説明において、圧電振動子（Ｐｉｅｚｏｅｌｃｔｒｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｕｎｉｔ）の一例として、水晶振動素子（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）を備えた水晶振動子（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｕｎｉｔ）を例に挙げて説明する。水晶振動素子は、印加電圧に応じて振動する圧電体として水晶片（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）を利用する。水晶振動子は圧電振動子の一例に相当し、水晶振動素子は圧電振動素子の一例に相当し、水晶片は圧電片の一例に相当し、水晶基板は圧電基板の一例に相当する。
【００１６】
なお、本発明の実施形態に係る圧電片は水晶片に限定されるものではない。圧電片は、圧電単結晶、圧電セラミック、圧電薄膜、圧電高分子膜などの任意の圧電材料によって形成されてもよい。一例として、圧電単結晶は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）を挙げることができる。同様に、圧電セラミックは、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ３；ＰＺＴ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、メタニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ2Ｏ6）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12）タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ランガサイト（Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14）、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などを挙げることができる。圧電薄膜は、石英、サファイアなどの基板上に上記の圧電セラミックをスパッタリング法などによって成膜したものを挙げることができる。圧電高分子膜は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン／三フッ化エチレン共重合体（Ｐ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ））などを挙げることができる。上記の各種圧電材料は、互いに積層して用いられてもよく、圧電材料以外の部材に積層されてもよい。
【００１７】
＜第１実施形態＞
まず、図１〜図３を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る水晶振動子１の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る水晶振動子の構成を概略的に示す分解斜視図である。図２は、図１に示した水晶振動子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。図３は、図２に示した水晶振動素子についての拡大断面図である。
【００１８】
（水晶振動子１）
水晶振動子１は、水晶振動素子１０と、蓋部材２０と、ベース部材３０と、接合部材４０と、を備えている。ベース部材３０及び蓋部材２０は、水晶振動素子１０を収容するための保持器である。図１及び図２で示した例では、蓋部材２０は凹状、具体的には開口部を有する箱状、をなしており、ベース部材３０は平板状をなしている。蓋部材２０及びベース部材３０の形状は上記に限定されるものではなく、例えば蓋部材２０の形状が平板状であり、ベース部材３０の形状が蓋部材２０側に開口部を有する凹状であってもよい。また、蓋部材２０及びベース部材３０の形状が互いに対向する側に開口部を有する凹状であってもよい。
【００１９】
（水晶振動素子１０）
水晶振動素子１０は、圧電効果により水晶を振動させ、電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する素子である。水晶振動素子１０は、薄片状の水晶片１１と、一対の第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂと、一対の第１引出電極１５ａ及び第２引出電極１５ｂと、一対の第１接続電極１６ａ及び第２接続電極１６ｂと、を備えている。
【００２０】
（水晶片１１）
水晶片１１は、互いに対向する表面１１Ａ及び裏面１１Ｂを有している。表面１１Ａは、ベース部材３０と対向する側とは反対側、すなわち後述する蓋部材２０の天面部２１に対向する側に位置している。裏面１１Ｂは、ベース部材３０と対向する側に位置している。
【００２１】
水晶片１１は、例えば、ＡＴカット型の水晶片である。ＡＴカット型の水晶片１１は、互いに交差するＸ軸、Ｙ´軸、及びＺ´軸からなる直交座標系において、Ｘ軸及びＺ´軸によって特定される面と平行な面（以下、「ＸＺ´面」と呼ぶ。他の軸又は他の方向によって特定される面についても同様である。）が主面となり、Ｙ´軸と平行な方向が厚さとなるように、人工水晶（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ）から切り出した水晶基板を加工したものである。Ｙ´軸及びＺ´軸は、それぞれ、Ｙ軸及びＺ軸をＸ軸の周りにＹ軸からＺ軸の方向に３５度１５分±１分３０秒回転させた軸である。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、水晶の結晶軸（Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ  Ａｘｅｓ）である。Ｘ軸が電気軸（極性軸）に相当し、Ｙ軸が機械軸に相当し、Ｚ軸が光学軸に相当する。
【００２２】
ＡＴカット型の水晶片１１を用いた水晶振動素子１０は、広い温度範囲で高い周波数安定性を有する。ＡＴカット型の水晶振動素子１０では、厚みすべり振動モード（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｓｈｅａｒ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ）が主要振動として用いられる。なお、ＡＴカット型の水晶片１１におけるＹ´軸及びＺ´軸の回転角度は、３５度１５分から−５度以上１５度以下の範囲で傾いてもよい。水晶片１１のカット角度は、ＡＴカット以外の異なるカット（例えばＢＴカットなど）を適用してもよい。
【００２３】
本発明の実施形態において、水晶振動素子１０は、Ｘ軸が第１方向Ｄ１と平行であり、Ｚ´軸が第２方向Ｄ２と平行であり、Ｙ´軸が第３方向Ｄ３と平行となるように配置されている。以下において、Ｘ軸、Ｙ´軸、及びＺ´軸と平行な方向を、それぞれ、Ｘ軸方向、Ｙ´軸方向、及びＺ´軸方向と呼称する。さらに、Ｘ軸方向においては、＋Ｘ軸方向を第１方向Ｄ１の正方向とし、−Ｘ軸方向を第１方向Ｄ１の負方向とする。同様に、Ｙ´軸方向においては、＋Ｙ´軸方向を第３方向Ｄ３の正方向とし、−Ｙ´軸方向を第３方向Ｄ３の負方向とする。Ｚ´軸方向においては、＋Ｚ´軸方向を第２方向Ｄ２の正方向とし、−Ｚ´軸方向を第２方向Ｄ２の負方向とする。つまり、Ｘ軸方向は第１方向Ｄ１に相当し、Ｚ´軸方向は第２方向Ｄ２に相当し、Ｙ´軸は第３方向Ｄ３に相当する。このため、ＡＴカット型の水晶片１１の主面は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２によって特定されるＤ１Ｄ２面と平行である。
【００２４】
（励振部１７、周辺部１８ａ，１８ｂ、接続部１９）
ＡＴカット型の水晶片１１は、Ｘ軸方向に平行な長辺が延在する長辺方向と、Ｚ´軸方向に平行な短辺が延在する短辺方向と、Ｙ´軸方向に平行な厚さが延在する厚さ方向を有する板状である。水晶片１１は、表面１１Ａを平面視したときに矩形状をなしており、中央に位置し励振に寄与する励振部１７と、励振部１７に隣接する周辺部１８ａ，１８ｂと、周辺部１８ａに隣接する接続部１９と、を含んでいる。励振部１７、周辺部１８ａ，１８ｂ、及び接続部１９は、それぞれ、水晶片１１のＺ´軸方向において互いに対向する一端から他端に亘る帯状に形成されている。周辺部１８ａは励振部１７から視て−Ｘ軸方向側に位置し、周辺部１８ｂは励振部１７から視て＋Ｘ軸方向側に位置している。接続部１９は周辺部１８ａの−Ｘ軸方向側に位置し、周辺部１８ａがＸ軸方向において励振部１７と接続部１９との間に配置されている。
【００２５】
なお、水晶片１１の表面１１Ａを平面視したとき、励振部１７の形状は、Ｚ´軸方向において対向する一端から他端に亘る全幅に形成される帯状に限定されない。励振部１７は、Ｚ´軸方向においても周辺部と隣接し、全周を周辺部に囲まれる島状であってもよい。また、接続部１９の形状も、Ｚ´軸方向において対向する一端から他端に亘る全幅に形成される帯状に限定されない。Ｚ´軸方向における一端の角部と、他端の角部とに、２つの接続部が互いに離れて形成されてもよい。
【００２６】
図３に示すように、水晶片１１の表面１１Ａ側において、励振部１７は主面１７Ａを有し、周辺部１８ａ，１８ｂは主面１８Ａを有し、接続部１９は主面１９Ａを有している。水晶片１１の裏面１１Ｂ側において、励振部１７は主面１７Ｂを有し、周辺部１８ａ，１８ｂは主面１８Ｂを有し、接続部１９は主面１９Ｂを有している。
【００２７】
励振部１７は、周辺部１８ａ，１８ｂよりも厚い。励振部１７からの振動漏れを抑制する観点から、水晶片１１は、両面メサ型構造を有する。具体的には、水晶片１１の表面１１Ａ側及び裏面１１Ｂ側の両面側において、励振部１７がＹ´軸方向に沿って周辺部１８ａ，１８ｂから突出している。励振部１７の主面１７Ａと周辺部１８ａ，１８ｂの主面１８Ａとの境界に段差が形成され、励振部１７の主面１７Ｂと周辺部１８ａ，１８ｂの主面１８Ｂとの境界にも段差が形成されている。励振部１７と周辺部１８ａ，１８ｂの境界の段差の形状は、例えば直角状であるが、テーパ状や多段状であってもよい。
【００２８】
接続部１９は、励振部１７と同様に、周辺部１８ａ，１８ｂよりも厚く、両面側において周辺部１８ａから突出している。接続部１９は、励振部１７と同等の厚みを有している。接続部１９の主面１９Ａと周辺部１８ａの主面１８Ａとの境界には段差が形成され、接続部１９の主面１９Ｂと周辺部１８ａの主面１８Ｂとの境界にも段差が形成されている。水晶片１１の表面１１Ａ側において、励振部１７と周辺部１８ａとの境界における段差のＹ´軸方向に沿った高さ（以下、単に「高さ」ともいう。）は、接続部１９と周辺部１８ｂとの境界における段差の高さと略同等である。水晶片１１の裏面１１Ｂ側についても同様である。したがって、励振部１７の主面１７Ａと接続部１９の主面１９Ａは、表面１１Ａ側におけるＸＺ´面と平行な同一平面に含まれ、励振部１７の主面１７Ｂと接続部１９の主面１９Ｂも、裏面１１Ｂ側におけるＸＺ´面と平行な同一平面に含まれている。言い換えると、励振部１７及び接続部１９は、水晶片１１の表面１１Ａ側と裏面１１Ｂ側のそれぞれにおいて、同一平面を有している。
【００２９】
水晶片１１の表面１１Ａ側において、周辺部１８ａ，１８ｂの主面１８Ａの平面度が、励振部１７の主面１７Ａの平面度よりも大きく、接続部１９の主面１９Ａの平面度よりも大きい。また、励振部１７の主面１７Ａの平面度は、接続部１９の主面１９Ａの平面度と略同等の大きさである。なお、このような主面の平面度に関する大小関係は、水晶片１１の裏面側についても同様である。
【００３０】
（突起部１１Ｐ）
水晶片１１は、裏面１１Ｂ側の同一平面に形成された複数の突起部１１Ｐを有している。具体的には、複数の突起部１１Ｐが、励振部１７の主面１７Ｂと、接続部１９の主面１９Ｂと、に点在している。複数の突起部１１Ｐにより、励振部１７の主面１７Ｂ側の表面積、及び接続部１９の主面１９Ｂ側の表面積が増加する。また、励振部１７の主面１７Ｂ側、及び接続部１９の主面１９Ｂ側にアンカー効果が生じる。突起部１１Ｐの高さは、励振部１７の主面１７Ｂの平面度及び接続部１９の主面１９Ｂの平面度よりも大きい。しかし、突起部１１Ｐの高さは、水晶振動素子１０の共振周波数に対して影響を与えにくい程度に小さい。具体的には、突起部１１Ｐの高さは、励振部１７の厚みの０．１％以下とするのが望ましい。
【００３１】
突起部１１Ｐの形状は、半球状、半楕円体状、多面体状、又はこれらの組合せである。突起部１１Ｐの底面の径は、高さよりも大きくてもよい。高さの寸法に対する底面の径の比率を大きくすることで、突起部１１Ｐの表面積が増加する。具体的は、突起部１１Ｐの底面に対する高さの寸法の比率を１／２以下としてもよい。但し、突起部１１Ｐの表面積を増加させる観点から、突起部１１Ｐの底面に対する高さの寸法の比率を１／２０以上とすることが望ましい。なお、突起部１１Ｐの底面の径は、高さよりも小さくてもよい。例えば、突起部１１Ｐの表面と励振部１７の主面１７Ｂとでなす角度（以下、「接触角」という。）、及び突起部１１Ｐの表面と接続部１９の主面１９Ｂとでなす接触角が、垂直又は鋭角であってもよい。高さの寸法に対する底面の径の比率を小さくすることで、アンカー効果が向上する。
【００３２】
突起部１１Ｐ同士の間隔は特に限定されないが、例えば、１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度である。第２励振電極１４ｂ及び第２接続電極１６ｂを蒸着法やスパッタリング法などのドライプロセスにより成膜する場合、堆積する金属粒子径は一例として５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。したがって、個々の金属粒子が突起部１１Ｐ間にトラップされ、金属粒子間の隙間が突起部１１Ｐによる埋められる。言い換えると、水晶片１１と電極との間に、剥離の起点となり得る隙間が形成され難い。
【００３３】
このような突起部１１Ｐの具体的な例として、例えば、励振部１７及び接続部１９の厚み変動を５ｎｍ程度の精度で加工したとき、突起部１１Ｐの高さは５０ｎｍ以下、底面の径は１００ｎｍ以下、密度は１００個／μｍ2以下である。
【００３４】
複数の突起部１１Ｐの存在を考慮したとしても、周辺部１８ａ，１８ｂの厚み変動は、励振部１７の厚み変動よりも大きく、接続部１９の厚み変動よりも大きい。これは、周辺部１８ａにおいて発生する不要振動の周波数を分散させることを目的としている。また、励振部１７の厚み変動は、接続部１９の厚み変動と略同等の大きさである。水晶片１１の裏面１１Ｂ側において、周辺部１８ａ，１８ｂの主面１８Ｂの平面度は、励振部１７の主面１７Ｂ及び突起部１１Ｐの平面度よりも大きく、接続部１９の主面１９Ｂ及び突起部１１Ｐの平面度よりも大きい。また、励振部１７の主面１７Ｂ及び突起部１１Ｐの平面度は、接続部１９の主面１９Ｂ及び突起部１１Ｐの平面度と略同等の大きさである。
【００３５】
（励振電極１４ａ，１４ｂ）
第１励振電極１４ａは、励振部１７の主面１７Ａに設けられている。また、第２励振電極１４ｂは、励振部１７の主面１７Ｂに設けられている。第１励振電極１４ａと第２励振電極１４ｂは、第３方向Ｄ３において、水晶片１１を挟んで互いに対向している。第１励振電極１４ａと第２励振電極１４ｂとは、ＸＺ´面において略全体が重なり合うように配置されている。第１励振電極１４ａおよび第２励振電極１４ｂは、それぞれ、Ｘ軸方向に平行な長辺と、Ｚ´軸方向に平行な短辺と、Ｙ´軸方向に平行な厚さとを有している。
【００３６】
図３に示すように、第２励振電極１４ｂは、複数の突起部１１Ｐのうち励振部１７に形成された一群の突起部１１Ｐを覆っている。第２励振電極１４ｂは励振部１７の主面１７Ｂ及び突起部１１Ｐに沿って形成されるため、第２励振電極１４ｂの励振部１７とは反対側には、一群の突起部１１Ｐの形状を反映した複数の凸部が形成されている。
【００３７】
（引出電極１５ａ，１５ｂ）
第１引出電極１５ａは、周辺部１８ａの主面１８Ａに設けられ、第１励振電極１４ａと第１接続電極１６ａとを電気的に接続している。第２引出電極１５ｂは、周辺部１８ａの主面１８Ｂに設けられ、第２励振電極１４ｂと第２接続電極１６ｂとを電気的に接続している。第１引出電極１５ａ及び第２引出電極１５ｂは、それぞれ、周辺部１８ａと励振部１７との境界の段差、及び周辺部１８ａと接続部１９との境界の段差にも形成されている。水晶片１１の表面１１Ａを平面視したとき、第１引出電極１５ａ及び第２引出電極１５ｂは、互いに離れている。
【００３８】
（接続電極１６ａ，１６ｂ）
第１接続電極１６ａは、接続部１９の＋Ｚ´軸方向側の角部に設けられている。第２接続電極１６ｂは、接続部１９の−Ｚ´軸方向側の角部に設けられている。第１接続電極１６ａ及び第２接続電極１６ｂは、それぞれ、接続部１９の主面１９Ｂと主面１９Ａとを繋ぐ側面に延在し、接続部１９の主面１９Ｂから主面１９Ａに亘り設けられている。水晶片１１の表面１１Ａを平面視したとき、第１接続電極１６ａ及び第２接続電極１６ｂは、互いに離れている。例えば、第１接続電極１６ａは、第１励振電極１４ａ及び第１引出電極１５ａと一体的に形成され、第２接続電極１６ｂは、第２励振電極１４ｂ及び第２引出電極１５ｂと一体的に形成されている。一例として、これらの電極は多層構造であり、水晶片１１との密着性を向上させる観点からクロム（Ｃｒ）を含む層を有し、導電性を向上させ酸化による劣化を抑制する観点から金（Ａｕ）を含む層を有している。但し、電極の層構造は上記に限定されるものではなく、単層構造や、３層以上の多層構造であってもよい。また、電極は、クロム及び金以外の材料によって形成された層を有してもよい。
【００３９】
図３に示すように、第２接続電極１６ｂは、複数の突起部１１Ｐのうち接続部１９に形成された一群の突起部１１Ｐの一部を覆っている。第２接続電極１６ｂは接続部１９の主面１９Ｂ及び突起部１１Ｐに沿って形成されるため、第２接続電極１６ｂの接続部１９とは反対側には、一群の突起部１１Ｐの形状を反映した複数の凸部が形成されている。これにより、第２接続電極１６ｂの表面積は増加する。また、第２接続電極１６ｂの接続部１９とは反対側にアンカー効果が生じる。同様に、第１接続電極１６ａも、複数の突起部１１Ｐのうち接続部１９に形成された一群の突起部１１Ｐの一部を覆っている。
【００４０】
（蓋部材２０）
蓋部材２０は、凹状をなしており、ベース部材３０の主面３２Ａに向かって開口した箱状である。蓋部材２０は、ベース部材３０に接合されて蓋部材２０およびベース部材３０に囲まれた内部空間２６を形成し、この内部空間２６に水晶振動素子１０を収容する。蓋部材２０は、水晶振動素子１０を収容することができればその形状は特に限定されるものではなく、一例では、天面部２１の主面の法線方向から平面視したときに矩形状をなしている。蓋部材２０は、例えば、第１方向Ｄ１に平行な長辺と、第２方向Ｄ２に平行な短辺と、第３方向Ｄ３に平行な高さとを有する。蓋部材２０の材質は特に限定されるものではないが、例えば金属などの導電材料で構成されている。蓋部材２０が導電体材料で構成されることによって、内部空間２６への電磁波の出入りを低減する電磁シールド機能が蓋部材２０に付与される。
【００４１】
図２に示すように、蓋部材２０は、内面２４および外面２５を有している。内面２４は、内部空間２６側の面であり、外面２５は、内面２４とは反対側の面である。蓋部材２０は、平板状の天面部２１と、天面部２１の外縁に接続されており且つ天面部２１の主面に対して交差する方向に延在する側壁部２２と、を有している。側壁部２２の先端部は、水晶振動素子１０の周囲を囲むように枠状に延在している。
【００４２】
（ベース部材３０）
ベース部材３０は、水晶振動素子１０を励振可能に保持するものである。ベース部材３０は平板状をなしている。ベース部材３０は、第１方向Ｄ１方向に平行な長辺と、第２方向Ｄ２に平行な短辺と、第３方向Ｄ３に平行な厚さとを有する。ベース部材３０は基体３１を有する。基体３１は、互いに対向する主面３２Ａ（表面）及び主面３２Ｂ（裏面）を有する。基体３１は、例えば絶縁性セラミック（アルミナ）などの焼結材である。基体３１は耐熱性材料から構成されることが好ましい。
【００４３】
ベース部材３０の主面３２Ａには、一対の第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂが設けられている。ベース部材３０の主面３２Ｂには、第１外部電極３５ａ、第２外部電極３５ｂ、第３外部電極３５ｃ、及び第４外部電極３５ｄが設けられている。第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂは、ベース部材３０と水晶振動素子１０とを電気的に接続するための端子である。また、第１外部電極３５ａ及び第２外部電極３５ｂは、図示しない回路基板と水晶振動子１とを電気的に接続するための端子である。第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂは、第２方向Ｄ２に沿って並んでいる。第１外部電極３５ａ及び第４外部電極３５ｄは、第１方向Ｄ１に沿って並んでいる。第２外部電極３５ｂ及び第３外部電極３５ｃは、第１方向Ｄ１に沿って並んでいる。第１電極パッド３３ａは、第３方向Ｄ３に延在する第１ビア電極３４ａを介して、第１外部電極３５ａに電気的に接続されている。第２電極パッド３３ｂは、第３方向Ｄ３に延在する第２ビア電極３４ｂを介して、第２外部電極３５ｂに電気的に接続されている。第１ビア電極３４ａ及び第２ビア電極３４ｂは、基体３１を第３方向Ｄ３に貫通するビアホール内に形成される。第３外部電極３５ｃ及び第４外部電極３５ｄは、電気信号等が入出力されないダミー電極だが、蓋部材２０に接地電位を供給して蓋部材２０の電磁シールド機能を向上させる接地電極であってもよい。第３外部電極３５ｃ及び第４外部電極３５ｄは、省略されてもよい。
【００４４】
（導電性保持部材３６ａ，３６ｂ）
ベース部材３０の主面３２Ａ側、具体的には第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂの上に、それぞれ、一対の第１導電性保持部材３６ａ及び第２導電性保持部材３６ｂが設けられている。第１導電性保持部材３６ａ及び第２導電性保持部材３６ｂは、水晶振動素子１０をベース部材３０に搭載し、水晶振動素子１０とベース部材３０とを電気的に接続するものである。第１導電性保持部材３６ａは、水晶振動素子１０の第１接続電極１６ａに接合され、第１電極パッド３３ａと第１接続電極１６ａとを電気的に接続している。第２導電性保持部材３６ｂは、水晶振動素子１０の第２接続電極１６ｂに接合され、第２電極パッド３３ｂと第２接続電極１６ｂとを電気的に接続している。第１導電性保持部材３６ａ及び第２導電性保持部材３６ｂは、励振部１７が励振可能となるように、ベース部材３０から間隔を空けて水晶振動素子１０を保持している。第１導電性保持部材３６ａ及び第２導電性保持部材３６ｂは、例えば、エポキシ系樹脂あるいはシリコーン系樹脂を主剤とする熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂等を含む導電性接着剤によって構成されており、接着剤に導電性を与えるための導電性粒子などの添加剤を含んでいる。第１導電性保持部材３６ａ及び第２導電性保持部材３６ｂは、前駆体である導電性接着剤ペーストが塗布された後に、加熱、紫外線照射などによって引き起こされる化学反応によって導電性接着剤ペーストを硬化させて設けられる。さらに、強度を増加させる目的、あるいはベース部材３０と水晶振動素子１０との間隔を保つ目的で、フィラーが接着剤に添加されてもよい。なお、第１導電性保持部材３６ａ及び第２導電性保持部材３６ｂは、半田によって設けられてもよい。
【００４５】
（封止部材３７及び接合部材４０）
ベース部材３０の主面３２Ａには、封止部材３７が設けられている。図１に示す例では、封止部材３７は、主面３２Ａを平面視したときに矩形の枠状をなしている。また、第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂは、封止部材３７の内側に配置されており、封止部材３７は水晶振動素子１０を囲むように設けられている。封止部材３７は導電体材料により構成されている。例えば、封止部材３７を第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂと同じ材料で構成することで、第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂを設ける工程で同時に封止部材３７を設けることができ、製造工程が簡略化できる。
【００４６】
接合部材４０は、蓋部材２０及びベース部材３０の各全周に亘って設けられている。具体的には、接合部材４０は封止部材３７上に設けられ、矩形の枠状に形成されている。封止部材３７及び接合部材４０は、蓋部材２０の側壁部２２の先端と、ベース部材３０との間に挟まれている。接合部材４０は、例えば、Ａｕ−Ｓｎ合金系の半田によって設けられる。
【００４７】
蓋部材２０及びベース部材３０の両者が接合部材４０を挟んで接合されることによって、水晶振動素子１０が、蓋部材２０とベース部材３０とによって囲まれた内部空間（キャビティ）２６に封止される。内部空間２６は、好ましくは、大気圧よりも低圧な真空状態である。これによれば、内部空間２６に暴露された導電体材料（例えば、水晶振動素子１０の各種電極）の酸化が抑制できる。したがって、導電体材料の劣化に起因する水晶振動子１の動作不良や、周波数特性の経時的な変動などが低減できる。
【００４８】
なお、接合部材４０は、基体３１との密着性よりも、封止部材３７との密着性の方が良好である。このため、枠状の封止部材３７を設けることによって、蓋部材２０とベース部材３０との密着性が向上し、内部空間２６の気密性が向上する。但し、封止部材３７は不連続な枠状に設けられていてもよく、接合部材４０は不連続な枠状に設けられていてもよい。封止部材３７は省略されてもよい。接合部材４０は、樹脂系の接着剤、ガラス系の接着剤、などによって設けられてもよい。
【００４９】
（動作）
水晶振動子１は、ベース部材３０の第１外部電極３５ａ及び第２外部電極３５ｂを介して、第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂに、交流の外部電源が電気的に接続される。第１励振電極１４ａと第２励振電極１４ｂとの間に形成される交番電界によって、水晶片１１の励振部１７が励振される。このとき、厚みすべり振動モード（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｓｈｅａｒ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ）を主要振動とする振動特性が得られる。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、複数の突起部１１Ｐに起因した水晶片１１の裏面１１Ｂ側における接続部１９の表面積の増加によって、接続部１９と第２接続電極１６ｂとの密着性が向上する。また、第２接続電極１６ｂの表面積の増加によって、第２接続電極１６ｂと第２導電性保持部材３６ｂとの密着性が向上する。同様に、複数の突起部１１Ｐに起因して、接続部１６と第１接続電極１６ａとの密着性、及び第１接続電極１６ａと第１導電性保持部材３６ａとの密着性が向上する。これらの効果によって、励振時や落下による衝撃を受けた時などに、応力が集中する水晶振動素子１０とベース部材３０との接続部分における損傷が抑制できる。また、水晶片１１の裏面１１Ｂ側における励振部１７の表面積の増加によって、励振部１７と第２励振電極１４ｂとの密着性が向上し、第２励振電極１４ｂの剥離が抑制できる。
【００５１】
（製造方法）
次に、図４〜図６を参照しつつ、第１実施形態にかかる水晶振動素子１１０の製造方法について説明する。図４は、第１実施形態にかかる水晶振動素子の製造方法を示すフローチャートである。図５は、大気開放型プラズマＣＶＭ装置での処理の様子を示す図である。図６は、大気開放型プラズマＣＶＭ装置での加工工程における水晶基板を示す断面図である。
【００５２】
まず、水晶基板を準備する（Ｓ１１）。水晶基板１７０は、人工水晶のインゴットからＸＺ´面が主面１７０Ａ，１７０Ｂとなるように切り出された平板状の部材であり、例えば水晶ウェハに相当する。水晶基板１７０の主面１７０Ａ，１７０Ｂは、例えば化学機械研磨等の研磨処理によって平坦化されてもよい。
【００５３】
次に、大気開放型プラズマＣＶＭ装置を準備する（Ｓ１２）。大気開放型プラズマＣＶＭ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）装置９００は、プラズマによって被加工物の表面を除去加工するドライエッチング装置の一種であり、被加工物を大気中に開放した状態で動作する。大気開放型プラズマＣＶＭ工法は、ウェットエッチング工法よりも高い精度で加工できる。また、真空プラズマエッチング工法よりも省エネルギー且つ高スルートップで加工できる。
【００５４】
図５に示すように、大気開放型プラズマＣＶＭ装置９００は、ステージ上に固定された第１電極９１０、第２電極９２０、駆動部９３０、供給部９４０、及びカバー９５０を備えている。第１電極９１０はステージ上に設けられた板状の電極であり、下部電極に相当する。第２電極９２０は、第１電極９１０と対を成し、加工電極として機能する。第２電極９２０は、第１電極９１０に対向する対向面９２０Ａと、カバー９５０に囲まれた内部空間９５１に対向する内向面９２０Ｂと、を有している。第２電極９２０には、対向面９２０Ａから内向面９２０Ｂまでを貫通する複数の貫通孔Ｈが形成されている。駆動部９３０は、第２電極９２０の第１電極９１０に対する相対位置を変化させる。供給部９４０は処理ガス９４１を供給する。カバー９５０は、第２電極９２０を保持し、駆動部９３０に接続されている。カバー９５０は、第２電極９２０と共に内部空間９５１を形成している。
【００５５】
大気開放型プラズマＣＶＭ装置９００の動作時には、第１電極９１０の上に水晶基板１７０が配置される。このとき、水晶基板１７０の主面１７０Ｂが、図示を省略したエアチャックによって吸引され、水晶基板１７０が第１電極９１０に対して固定される。供給部９４０から供給された処理ガス９４１は、内部空間９５１に貯留される。内部空間９５１の圧力の上昇に伴い、処理ガス９４１が複数の貫通孔Ｈを通して水晶基板１７０に向けて放出される。高周波電源に接続された第１電極９１０と第２電極９２０は、処理ガス９４１から高周波プラズマを発生させる。プラズマ９４２中に生成された中性のラジカルを水晶基板１７０の主面１７０Ｂと反応させることによって、水晶基板１７０の一部を除去加工する。なお、大気開放型プラズマＣＶＭ装置９００は、第１電極９１０と第２電極９２０との間に形成される高周波電界によって水晶基板１７０を励振し、水晶基板１７０の厚みを測定してもよい。
【００５６】
水晶基板１７０をエッチングする処理ガスとしては、一例として、四フッ化炭素（ＣＦ4）及び酸素（Ｏ2）からなるプロセスガスに、アルゴン（Ａｒ）などのキャリアガスを混合したものが挙げられる。供給部９４０は、プロセスガスとキャリアガスとの混合比や、処理ガスの供給量を調整することで、加工速度を調整することができる。供給部９４０は、処理ガスにさらにＨ2ガスを混合してもよく、これによれば加工速度を低下させることができるため、水晶基板１７０の加工量がさらに細かく調整できる。
【００５７】
次に、一方面側の平面度の値を低減する（Ｓ１３）。図６に示すように、大気開放型プラズマＣＶＭ装置９００によって、水晶基板１７０の主面１７０Ｂ側にプラズマ９４２を照射し、水晶基板１７０の一部を除去加工する。大気開放型プラズマＣＶＭ装置９００は、水晶基板１７０の厚みマッピングに従って、加工量を局所的に変化させる。これにより、水晶基板１７０の主面１７０Ｂが除去加工され、主面１７０Ｂよりも平面度の値が低減された主面１７１Ｂが形成される。加工量制御の難易度を考慮して、加工量は、処理ガス９４１の流量によって調整される。加工量の制御方法は上記に限定されず、例えば第２電極９２０の掃引速度によって調整されてもよい。なお、大気開放型プラズマＣＶＭ装置９００は、水晶基板１７０の主面１７０ＡをＣＶＭにより除去加工して、加工前の主面１７０Ａよりも平面度の値が低減された主面を形成してもよい。
【００５８】
次に、一方面側の同一平面上に突起部を形成する（Ｓ１４）。図６に示すように、大気開放型プラズマＣＶＭ装置９００によって、水晶基板１７０の主面１７１Ｂ側にプラズマ９４２を照射し、水晶基板１７０の一部を除去加工する。このとき、主面１７１Ｂは除去加工され、同一平面に相当する主面１７２Ｂと、主面１７２Ｂ上の複数の突起部１７２Ｐと、が形成される。例えば、工程Ｓ１４において水晶基板１７０の主面１７１Ｂに吐出される処理ガス９４１の流速をＶ１（ｍ／ｍｉｎ）、工程Ｓ１３において水晶基板１７０の主面１７０Ｂに吐出される処理ガス９４１の流速をＶ２（ｍ／ｍｉｎ）としたとき、Ｖ１＜Ｖ２とすることで、水晶基板１７０の主面１７２Ｂ側に突起部１７２Ｐが形成される。望ましくは３５％≦｛（Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ１｝×１００≦８０％を満たすことで、好適な高さ、底面の寸法、及び密度の突起部１７２Ｐが形成される。なお、好適な高さ、底面の寸法、及び密度の突起部１７２Ｐを形成するには、５０ｍ／ｍｉｎ≦Ｖ１≦２００ｍ／ｍｉｎを満たすことが望ましく、８０ｍ／ｍｉｎ≦Ｖ１≦１７０ｍ／ｍｉｎを満たすことがさらに望ましい。
【００５９】
次に、ウェットエッチング装置を準備する（Ｓ１５）。そして、励振部と、接続部と、周辺部とを形成する（Ｓ１６）。図７に示すように、水晶基板１７０の主面１７０Ａ側及び主面１７２Ｂ側の両方からウェットエッチングを実施し、水晶基板１７０の一部を除去加工する。このとき、励振部１１７となる部分、及び接続部１１９となる部分にはフォトレジストを設け、周辺部１１８ａ，１１８ｂとなる部分を露出させて除去加工する。ウェットエッチング装置の加工精度は、大気開放型プラズマＣＶＭ装置９００の加工精度よりも低い為、周辺部１１８ａ，１１８ｂの厚み変動は、励振部１１７や接続部１１９の厚み変動よりも大きくなる。なお、水晶基板１７０の主面１７０Ｂ側において、周辺部１１８ａとなる部分の一部をフォトレジストで覆ってもよい。すなわち、周辺部１１８ａの一部において、主面１７０Ａ側が除去加工され、主面１７０Ｂ側において励振部１１７及び接続部１１９の同一平面に含まれる平面が残されてもよい。
【００６０】
次に、スパッタリング装置を準備する（Ｓ１７）。そして、電極を形成する（Ｓ１８）。図７に示すように、励振部１１７に第１励振電極１１４ａ及び第２励振電極１１４ｂを設け、接続部１９に図示しない第１接続電極及び第２接続電極１１６ｂを設け、周辺部１１８ａに図示しない第１引出電極及び第２引出電極１１５ｂを設ける。第２励振電極１１４ｂ及び第２接続電極１１６ｂは、同一平面に相当する水晶基板１７０の主面１７２Ｂを覆い、主面１７２Ｂ上に形成された複数の突起部１７２Ｐの少なくとも一部を覆う。このような各種電極は、例えば、水晶片１１１を包む導電体層を設け、当該導電体層の一部をフォトリソ工法によって除去加工することによって形成される。なお、周辺部１１８ａの一部が同一平面及び複数の突起部１７２Ｐを有する場合には、第２引出電極１１５ｂは、周辺部１１８ａに形成された複数の突起部１７２Ｐの少なくとも一部を覆うように形成される。
【００６１】
次に、個片化する（Ｓ１９）。例えば、水晶振動素子１１０を水晶基板１７０から折り取って個片化する。
【００６２】
なお、上記の製造工程において、一部の工程の順番が入れ替わってもよく、一部の工程が省略されてもよい。例えば、平面度の値を低減する工程Ｓ１３は、突起部を形成する工程Ｓ１４の後に実施されてもよい。また、突起部を形成する工程Ｓ１４は、周辺部を形成する工程Ｓ１６の後に実施されてもよい。また、平面度の値を低減する工程Ｓ１３は省略されてもよい。
【００６３】
以上のように、本実施形態にかかる水晶振動素子１１０の製造方法では、大気圧環境下でのプラズマエッチングによって水晶基板１７０の同一平面に相当する主面１７２Ｂ上に複数の突起部１７２Ｐを形成する工程を含み、主面１７２Ｂの一部及び複数の突起部１７２Ｐの少なくとも一部を覆う第２励振電極１１４ｂ及び第２接続電極１１６ｂを形成する工程と、を含む。これによれば、励振部１１７に形成された一群の突起部１７２Ｐと、接続部１１９に形成された一群の突起部１７２Ｐと、を水晶基板１７０の状態で同時に形成できる。したがって、製造時間が短縮でき、水晶振動素子１１０間での電気特性の変動が抑制できる。
【００６４】
以下に、本発明の他の実施形態に係る共振子の構成について説明する。なお、下記の実施形態では、上記の第１実施形態と共通の事柄については記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については逐次言及しない。
【００６５】
＜第２実施形態＞
次に、図８を参照しつつ、第２実施形態に係る水晶振動素子２１０について説明する。図８は、第２実施形態にかかる水晶振動素子についての拡大断面図である。第２実施形態にかかる水晶振動素子２１０は、第１実施形態にかかる水晶振動素子１１０と同様に、第２接続電極２１６ｂと、第２引出電極２１５ｂと、を備えている。水晶片２１１の裏面２１１Ｂ側には複数の突起部２１１Ｐが形成されている。水晶片２１１の表面２１１Ａ側において、周辺部２１８ａと励振部２１７との境界、及び周辺部２１８ａと接続部２１９との境界には段差が形成されている。
【００６６】
第１実施形態との相違点は、周辺部２１８ａ、励振部２１７、及び接続部２１９が水晶片２１１の裏面２１１Ｂ側において同一平面を有する点である。すなわち、図８に示す断面において、水晶片２１１は片面メサ型構造を有する。励振部２１７の主面２１７Ｂと、周辺部２１８ａの主面２１８Ｂと、接続部２１９の主面２１９Ｂとが同一平面に含まれている。したがって、周辺部２１８ａの主面２１８Ｂ側にも突起部２１１Ｐが形成されている。これによれば、周辺部２１８ａの主面２１８Ｂ側の表面積が増加し、周辺部２１８ａと第２引出電極２１５ｂとの密着性が向上する。
【００６７】
＜まとめ＞
以下に、本発明の実施形態の一部又は全部を付記する。なお、本発明は以下の構成に限定されるものではない。
【００６８】
本発明の一態様によれば、水晶基板を準備する工程と、大気圧環境下においてプラズマ照射によりラディカル化された処理ガスを用いて、圧電基板の一方面側の同一平面上に複数の突起部を形成するように、水晶基板の一方面側のお一部を除去加工する工程と、水晶基板の一部を薄肉化して、励振部と、接続部と、少なくとも一部が励振部と接続部との間に配置され且つ励振部よりも薄い周辺部と、を形成する工程と、水晶基板の一方面側において、励振部及び接続部の同一平面上に形成された複数の突起部の少なくとも一部を覆う電極を形成する工程と、を含む、水晶振動素子の製造方法が提供される。
これによれば、水晶基板の一方面側における接続部の表面積が増加し、接続部と電極との密着性が向上する。また、電極の表面積の増加によって、当該電極と導電性保持部材との密着性が向上する。これらの効果によって、励振時や落下による衝撃を受けた時などに、応力が集中する水晶振動素子とベース部材との接続部分における損傷が抑制できる。また、水晶片の一方面側における励振部の表面積の増加によって、励振部と電極との密着性が向上し、励振部における当該電極の剥離が抑制できる。
また、複数の突起部のうち励振部に形成された一群の突起部と、接続部に形成された一群の突起部と、を水晶基板の状態で同時に形成できる。また、水晶基板の状態で複数の水晶振動素子となる領域に一括して複数の突起部が形成できる。
【００６９】
一態様として、周辺部を形成する工程において、励振部よりも周辺部の厚み変動が大きくなるように、水晶基板のうち周辺部となる部分を除去加工する。
これによれば、周辺部において発生する不要振動の周波数が分散する。
【００７０】
一態様として、大気圧環境下においてプラズマ照射によりラディカル化された処理ガスを用いて、水晶基板の一部を除去加工し、水晶基板の一方面側の平面度の値を低減する工程をさらに含み、複数の突起部を形成する工程において水晶基板に向かって吐出される処理ガスの流速をＶ１、平面度の値を低減する工程において水晶基板に向かって吐出される処理ガスの流速をＶ２としたとき、Ｖ１＜Ｖ２の関係が満たされる。
これによれば、水晶基板の一方面側の平面度を向上させつつ、水晶基板に対する電極の密着性を向上させるうえで、好適な高さ、底面の寸法、及び密度の突起部が形成できる。
【００７１】
一態様として、３５％≦｛（Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ１｝×１００≦８０％の関係が満たされる。
これによれば、水晶片に対する電極の密着性を向上させるうえで、さらに好適な高さ、底面の寸法、及び密度の突起部が形成できる。
【００７２】
一態様として、５０ｍ／ｍｉｎ≦Ｖ１≦２００ｍ／ｍｉｎの関係が満たされる。
【００７３】
一態様として、８０ｍ／ｍｉｎ≦Ｖ１≦１７０ｍ／ｍｉｎの関係が満たされる。
【００７４】
一態様として、周辺部を形成する工程において、水晶基板の他方面側の少なくとも一部を除去加工して周辺部を形成し、周辺部の少なくとも一部が、同一平面に含まれる平面を有する。
これによれば、水晶片の一方面側における周辺部の表面積が増加する。
【００７５】
一態様として、電極を形成する工程において、電極は、さらに、周辺部の同一平面上に形成された複数の突起部の少なくとも一部を覆う。
これによれば、周辺部と電極との密着性が向上する。
【００７６】
一態様として、水晶基板は水晶基板であり、圧電振動素子は水晶振動素子である。
【００７７】
本発明にかかる他の一態様として、励振部と、接続部と、少なくとも一部が励振部と接続部との間に配置され且つ励振部よりも薄い周辺部と、を含む水晶片と、水晶片の表面側において励振部に設けられた第１励振電極と、水晶片の裏面側において励振部に設けられ第１励振電極と対向する第２励振電極と、接続部に設けられ、第１励振電極に電気的に接続された第１接続電極と、接続部に設けられ、第２励振電極に電気的に接続された第２接続電極と、を備え、水晶片の裏面側において、励振部と接続部とは同一平面を有し、同一平面上に複数の突起部が形成され、第２励振電極及び第２接続電極が複数の突起部の少なくとも一部を覆っている、圧電振動素子が提供される。
これによれば、水晶片の裏面側における接続部の表面積が増加し、接続部と第２接続電極との密着性が向上する。また、第２接続電極の表面積の増加によって、第２接続電極と第２導電性保持部材との密着性が向上する。これらの効果によって、励振時や落下による衝撃を受けた時などに、応力が集中する水晶振動素子とベース部材との接続部分における損傷が抑制できる。また、水晶片の裏面側における励振部の表面積の増加によって、励振部と第２励振電極との密着性が向上し、第２励振電極の剥離が抑制できる。
【００７８】
一態様として、第１接続電極が複数の突起部の少なくとも一部を覆っている。
これによれば、接続部と第１接続電極との密着性、及び第１接続電極と第１導電性保持部材との密着性が向上する。
【００７９】
一態様として、周辺部の厚み変動が、励振部の厚み変動よりも大きい。
これによれば、周辺部において発生する不要振動の周波数が分散する。
【００８０】
一態様として、水晶片の表面側において第１励振電極と第１接続電極とを電気的に接続する第１引出電極と、水晶片の裏面側において第２励振電極と第２接続電極とを電気的に接続する第２引出電極と、をさらに備え、水晶片の裏面側において、周辺部の少なくとも一部が、同一平面に含まれる平面を有し、第２引出電極が複数の突起部の少なくとも一部を覆っている。
これによれば、水晶片の裏面側における周辺部の表面積の増加によって、周辺部と第２引出電極との密着性が向上する。
【００８１】
一態様として、水晶片は水晶片であり、圧電振動素子は水晶振動素子である。
【００８２】
以上説明したように、本発明の一態様によれば、信頼性を高められる圧電振動素子及びその製造方法が提供できる。
【００８３】
なお、前述の通り、本発明の実施形態は、水晶基板及び水晶片に限定されず、他の圧電材料によって形成された圧電基板及び圧電片であってもよい。
【００８４】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００８５】
１…水晶振動子
１０…水晶振動素子
１１…水晶片  １１Ａ…表面  １１Ｂ…裏面  １１Ｐ…突起部
１４ａ…第１励振電極  １４ｂ…第２励振電極
１５ａ…第１引出電極  １５ｂ…第２引出電極
１６ａ…第１接続電極  １６ｂ…第２接続電極
１７…励振部  １７Ａ，１７Ｂ…主面
１８ａ，１８ｂ…周辺部  １８Ａ，１８Ｂ…主面
１９…接続部  １９Ａ，１９Ｂ…主面
２０…蓋部材
３０…ベース部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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