(57)【要約】【課題】振動片の表裏を利用して配線を配置して、振動片の小型化を容易にする。【解決手段】振動腕１１，１２，１３の厚み方向に対向する第１面１６ａと第２面１６ｂのうちの第１面１６ａに設けられた下部電極２１，２２，２３と、下部電極２１，２２，２３の上方に形成された圧電膜３１，３２，３３と、下部電極２１，２２，２３および圧電膜３１，３２，３３の上方に形成された上部電極５１，５２，５３と、下部電極２１，２２，２３および上部電極５１，５２，５３に接続される配線２８，５８と、を有し、上部電極５１，５２，５３に接続される配線５８が振動腕１１，１２，１３を囲むように、振動腕１１，１２，１３の側面を経て振動腕１１，１２，１３の第２面１６ｂに引き出されている。【選択図】図３
2010187197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３以上の奇数本の振動腕と、前記振動腕が連結される基部と、を備え、前記振動腕が厚
み方向に振動し、かつ隣り合う前記振動腕が互いに反対方向に振動する振動片であって、
前記振動腕の厚み方向に対向する第１面と第２面のうちの前記第１面に設けられた下部
電極と、
前記下部電極の上方に形成された圧電膜と、
前記下部電極および前記圧電膜の上方に形成された上部電極と、
前記下部電極および前記上部電極に接続される配線と、を有し、
前記上部電極に接続される配線が前記振動腕を囲むように、前記振動腕の側面を経て前
記振動腕の前記第２面に引き出されていることを特徴とする振動片。
【請求項２】
請求項１に記載の振動片において、
前記基部の端部に前記配線に接続されるマウント電極が形成されていることを特徴とす
る振動片。
【請求項３】
請求項２に記載の振動片において、
前記振動腕の厚みより前記基部の厚みが厚く形成され、前記振動腕と前記基部とが連結
される前記基部の一部が前記振動腕から前記基部に向かって連続して厚みが厚くなるよう
に形成されていることを特徴とする振動片。
【請求項４】
３以上の奇数本の振動腕と、前記振動腕が連結される基部と、を備え、前記振動腕が厚
み方向に振動し、かつ隣り合う前記振動腕が互いに反対方向に振動する振動片であって、
前記振動腕の厚み方向に対向する第１面と第２面のうちの前記第１面に設けられた下部
電極と、
前記下部電極の上方に形成された圧電膜と、
前記下部電極および前記圧電膜の上方に形成された上部電極と、
前記下部電極および前記上部電極に接続される配線と、を有し、
前記下部電極に接続される配線が前記振動腕を囲むように、前記振動腕の側面を経て前
記振動腕の前記第２面に引き出されていることを特徴とする振動片。
【請求項５】
請求項４に記載の振動片において、
前記基部の端部に前記配線に接続されるマウント電極が形成されていることを特徴とす
る振動片。
【請求項６】
請求項５に記載の振動片において、
前記振動腕の厚みより前記基部の厚みが厚く形成され、前記振動腕と前記基部とが連結
される前記基部の一部が前記振動腕から前記基部に向かって連続して厚みが厚くなるよう
に形成されていることを特徴とする振動片。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の振動片と、前記振動片を収納する収容器と、を
有し、前記振動片が前記収容器内に気密に収容されていることを特徴とする振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動腕を有する振動片および振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動腕を有する振動子において、振動腕が屈曲振動のように面内で振動するのではなく
、振動腕の厚み方向に振動する振動片が知られている。この振動片は、一般に複数本の振
動腕を有し、隣り合う振動腕が反対方向の振動を交互に繰り返す、ウォークモード振動を
行う振動片である。
例えば、特許文献１にはウォークモード振動を利用した角速度センサーが開示されてい
る。この角速度センサーはシリコンなどで形成された３本のアーム（振動腕）を有し、そ
れぞれのアームの一面にアーム駆動用の下層電極（下部電極）、圧電薄膜（圧電膜）、上
層電極（上部電極）がこの順に形成されている。これらの下層電極、圧電薄膜、上層電極
にて圧電素子が形成され、圧電薄膜の逆圧電効果により振動片の厚み方向に振動が可能で
ある。そして、隣り合うアームとは逆方向に振動するように各電極の極性が設定されてい
る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２４６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような振動片において、下層電極および上層電極に接続される配線は片方の面に配
置され、それぞれの配線は互いの交差を回避するように配置される。このため、配線の配
置が複雑になり、かつ大きな面積が必要となる。
また、特許文献１のような構成では、特に振動片の小型化を図る場合に、振動片の面積
が小さくなるため配線経路を確保するのが難しく、振動片の小型化が困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態
または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる振動片は、３以上の奇数本の振動腕と、前記振動腕が連
結される基部と、を備え、前記振動腕が厚み方向に振動し、かつ隣り合う前記振動腕が互
いに反対方向に振動する振動片であって、前記振動腕の厚み方向に対向する第１面と第２
面のうちの前記第１面に設けられた下部電極と、前記下部電極の上方に形成された圧電膜
と、前記下部電極および前記圧電膜の上方に形成された上部電極と、前記下部電極および
前記上部電極に接続される配線と、を有し、前記上部電極に接続される配線が前記振動腕
を囲むように、前記振動腕の側面を経て前記振動腕の前記第２面に引き出されていること
を特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、上部電極に接続される配線が振動腕を囲むように、振動腕の第１面
から振動腕の側面を経て振動腕の第２面に引き出されている。
このように、振動腕の第１面からその裏面である第２面に配線を引き出すことで、容易
に配線を裏面に引き出せる。そして、振動片の表裏を配線の配置に利用できることから、
配線が配置できる面積が拡大し、配線の配置の自由度が増す。また、限られたスペースに
おいても配線の配置が可能となり、振動片の小型化を図ることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる振動片において、前記基部の端部に前記配線に接続さ
れるマウント電極が形成されていることが望ましい。
【０００９】
この構成によれば、振動片の基部の端部に、配線に接続されるマウント電極が形成され
、このマウント電極を介して、上部電極および下部電極と電気的導通をとることができる
。また、振動片をマウント電極部分において導電性接着剤などで固定することで、片持ち
構造で振動片を保持でき、振動片の特性を良好に実現できる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる振動片において、前記振動腕の厚みより前記基部の厚
みが厚く形成され、前記振動腕と前記基部とが連結される前記基部の一部が前記振動腕か
ら前記基部に向かって連続して厚みが厚くなるように形成されていることが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、振動腕の厚みより基部の厚みが厚く形成された振動片において、基
部の一部が振動腕から基部の端部に向かって連続して厚みが厚くなるように形成されてい
る。基部の振動腕との連結部分が斜面状となっており、振動腕から基部に引き回された配
線は、この斜面を通ってマウント電極などに接続される。
このような、斜面部を形成しないで振動腕と基部を連結した場合には、振動腕と基部の
境に段差が生ずることになる。本適用例では、連結部分に斜面部を有しているため、段差
を配線が交差する場合に比べて、配線が鋭角な稜を交差することがなく、この部分におけ
る配線の断線を防止できる。また、振動腕と基部との連結部分に段差がないため、配線の
作成にフォトリソグラフィー技術を利用した場合にも、レジストの露光が確実に行われ、
配線に断線が生じることなく容易に配線を作成できる。
【００１２】
［適用例４］本適用例にかかる振動片は、３以上の奇数本の振動腕と、前記振動腕が連
結される基部と、を備え、前記振動腕が厚み方向に振動し、かつ隣り合う前記振動腕が互
いに反対方向に振動する振動片であって、前記振動腕の厚み方向に対向する第１面と第２
面のうちの前記第１面に設けられた下部電極と、前記下部電極の上方に形成された圧電膜
と、前記下部電極および前記圧電膜の上方に形成された上部電極と、前記下部電極および
前記上部電極に接続される配線と、を有し、前記下部電極に接続される配線が前記振動腕
を囲むように、前記振動腕の側面を経て前記振動腕の前記第２面に引き出されていること
を特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、下部電極に接続される配線が振動腕を囲むように、振動腕の第１面
から振動腕の側面を経て振動腕の第２面に引き出されている。
このように、振動腕の第１面からその裏面である第２面に配線を引き出すことで、容易
に配線を裏面に引き出せる。そして、振動片の表裏を配線の配置に利用できることから、
配線が配置できる面積が拡大し、配線の配置の自由度が増す。また、限られたスペースに
おいても配線の配置が可能となり、振動片の小型化を図ることができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例にかかる振動片において、前記基部の端部に前記配線に接続さ
れるマウント電極が形成されていることが望ましい。
【００１５】
この構成によれば、振動片の基部の端部に配線に接続されるマウント電極が形成され、
このマウント電極を介して、上部電極および下部電極と電気的導通をとることができる。
また、振動片をマウント電極部分において導電性接着剤などで固定することで、片持ち構
造で振動片を保持でき、振動片の特性を良好に実現できる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例にかかる振動片において、前記振動腕の厚みより前記基部の厚
みが厚く形成され、前記振動腕と前記基部とが連結される前記基部の一部が前記振動腕か
ら前記基部に向かって連続して厚みが厚くなるように形成されていることが望ましい。
【００１７】
この構成によれば、振動腕の厚みより基部の厚みが厚く形成された振動片において、基
部の一部が振動腕から基部の端部に向かって連続して厚みが厚くなるように形成されてい
る。基部の振動腕との連結部分が斜面状となっており、振動腕から基部に引き回された配
線は、この斜面を通ってマウント電極などに接続される。
このような、斜面部を形成しないで振動腕と基部を連結した場合には、振動腕と基部の
境に段差が生ずることになる。本適用例では、連結部分に斜面部を有しているため、段差
を配線が交差する場合に比べて、配線が鋭角な稜を交差することがなく、この部分におけ
る配線の断線を防止できる。また、振動腕と基部との連結部分に段差がないため、配線の
作成にフォトリソグラフィー技術を利用した場合にも、レジストの露光が確実に行われ、
配線に断線が生じることなく容易に配線を作成できる。
【００１８】
［適用例７］本適用例にかかる振動子は、上記に記載の振動片と、前記振動片を収納す
る収容器と、を有し、前記振動片が前記収容器内に気密に収容されていることを特徴とす
る。
【００１９】
この構成によれば、上記の振動片が収容器に収容されていることから、振動片を小型化
でき、小型化された振動子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態における振動片の構成を示す概略平面図。
【図２】第１の実施形態における振動片の構成を示し、図１の裏面の概略平面図。
【図３】第１の実施形態における圧電素子の構成を示す概略断面図。
【図４】第１の実施形態における振動片の構成を示し、図１のＢ−Ｂ断線に沿う概略断面図。
【図５】下部電極に接続される配線を示し、（ａ）は表面の概略平面図、（ｂ）は裏面の概略平面図。
【図６】上部電極に接続される配線を示し、（ａ）は表面の概略平面図、（ｂ）は裏面の概略平面図。
【図７】第１の実施形態における振動片の動作を説明する模式図。
【図８】第１の実施形態における振動腕の厚みより基部の厚みが厚く形成された振動片の変形例を示す概略断面図。
【図９】第２の実施形態における振動片の構成を示す概略平面図。
【図１０】第２の実施形態における振動片の構成を示し、図９の裏面の概略平面図。
【図１１】第２の実施形態における圧電素子の構成を示す概略断面図。
【図１２】第２の実施形態における振動片の構成を示し、図９のＤ−Ｄ断線に沿う概略断面図。
【図１３】下部電極に接続される配線を示し、（ａ）は表面の概略平面図、（ｂ）は裏面の概略平面図。
【図１４】上部電極に接続される配線を示し、（ａ）は表面の概略平面図、（ｂ）は裏面の概略平面図。
【図１５】第２の実施形態における振動腕の厚みより基部の厚みが厚く形成された振動片の変形例を示す概略断面図。
【図１６】第３の実施形態における振動子の構成を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明
に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の寸法の割合を適宜
変更している。
（第１の実施形態）
【００２２】
図１は本実施形態の振動片の構成を示す概略平面図である。図２は本実施形態の振動片
の構成を示し、図１の裏面の概略平面図である。図３は圧電素子の構成を示し図１のＡ−
Ａ断線に沿う概略断面図である。図４は図１のＢ−Ｂ断線に沿う概略断面図である。
図１、図２に示すように、振動片１は水晶またはシリコンなどの基材を用いて振動片１
が形成されている。振動片１は直交座標系でＸＹ平面に展開したときに、Ｚ方向を厚みと
する形態である。振動片１は３本の振動腕１１，１２，１３を有し、振動腕１１，１２，
１３はＸ方向に並列されると共に、Ｙ方向に互いに平行に延在している。そして、振動腕
１１，１２，１３は基部１５に連結され、各振動腕１１，１２，１３が片持ち構造となる
振動片１を構成している。また、振動腕１１，１２，１３のＺ方向に垂直な面である第１
面１６ａと第２面１６ｂとが対向し、この第１面１６ａと第２面１６ｂの間の寸法が振動
腕１１，１２，１３の厚みを規定する。
【００２３】
各振動腕１１，１２，１３の基部１５に近い位置にはそれぞれ圧電素子６１，６２，６
３が形成されている。
振動腕１１に形成された圧電素子６１は、図３に示すように、下部電極２１、圧電膜３
１、上部電極５１が積層されて形成されている。
下部電極２１は、振動腕１１の厚みを規定する対向する面のうちの第１面１６ａ上に設
けられている。また、この下部電極２１は振動腕１１の幅と同等の幅で形成されている。
下部電極２１の上には、下部電極２１を覆い振動腕１１の周囲を囲むように側面および第
２面１６ｂにかけて圧電膜３１が形成されている。そして、圧電膜３１の上には、圧電膜
３１を覆う上部電極５１が形成されている。さらに、上部電極５１に接続される配線５８
が、振動腕１１を囲むように振動腕１１の側面を経て第２面１６ｂに引き出されている。
【００２４】
このようにして、圧電膜３１を挟んで下部電極２１と上部電極５１とが対向することで
圧電素子６１が形成され、各電極間に正負の電圧をかけることで圧電膜３１が圧縮または
伸長することが可能である。そして、圧電膜３１が圧縮または伸長することで、振動腕１
１をＺ方向に変位させることができる。
同様に、圧電素子６２，６３は、下部電極２２，２３、圧電膜３２，３３、上部電極５
２，５３が積層されて形成されている。さらに、上部電極５２，５３に接続される配線５
８が、振動腕１２，１３を囲むように振動腕１２，１３の側面を経て第２面１６ｂに引き
出されている。
【００２５】
なお、下部電極２１，２２，２３、上部電極５１，５２，５３およびこれらの電極に接
続される配線２８，５８は連続して形成されているため、本実施形態の説明では下部電極
２１，２２，２３および上部電極５１，５２，５３は、これらの電極が圧電膜３１，３２
，３３を挟んで重なり合う部分を言い、それ以外はそれぞれの電極に接続する配線２８，
５８と呼ぶ。
また、下部電極２１，２２，２３と上部電極５１，５２，５３との間にＳｉＯ2、Ｓｉ2
Ｎ3などの絶縁膜を設け、下部電極２１，２２，２３と上部電極５１，５２，５３の間の
電気的短絡を確実に防止しても良い。
【００２６】
次に図１、図２、図４に示すように、下部電極２１，２２，２３に接続される配線２８
および上部電極５１，５２，５３に接続される配線５８は、振動片１の基部１５に引き出
され、パッケージなどの基台に固定されて電気的導通が図られるマウント電極６５，６６
に接続されている。また、下部電極２２と上部電極５１，５３とを繋ぎ、圧電素子６１，
６３と圧電素子６２との極性が逆になるように接続部５７が設けられている。
【００２７】
なお、下部電極および上部電極はＡｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの金属材料を利用できる。また
、下部電極および上部電極は下地との密着強度を向上させるために下地との間にＣｒ膜を
備えても良い。圧電膜としては、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ＰＺＴ、ＬｉＮｂＯ3、ＫＮｂＯ3など
の材料を使用することができるが、特にＺｎＯ、ＡｌＮがより良好な特性が得られ好まし
い。
また、振動片１の基材として水晶を用いる場合には、Ｘカット板、ＡＴカット板、Ｚカ
ット板などを利用することができる。
【００２８】
＜下部電極および上部電極に接続される配線の構成＞
次に、上記のような振動片１の下部電極および上部電極に接続される配線について詳し
く説明する。
図５は下部電極に接続される配線を示し、図５（ａ）は表（おもて）面の概略平面図、
図５（ｂ）は裏面の概略平面図である。図６は上部電極に接続される配線を示し、図６（
ａ）は表（おもて）面の概略平面図、図６（ｂ）は裏面の概略平面図である。
【００２９】
まず、図５（ａ）に示すように、下部電極２１，２２，２３は振動腕１１，１２，１３
の厚みを規定する対向する面のうちの第１面１６ａ上に設けられている。
中央に位置する振動腕１２に形成された下部電極２２からは、同一面の基部１５に配線
２８が引き出されて、接続部２７に接続されている。振動腕１２の両側に位置する振動腕
１１，１３に形成された下部電極２１，２３からは、同一面の基部１５に配線２８が引き
出されて接続され、さらにこれらの配線２８はマウント電極６６に接続されている。また
、図５（ｂ）に示すように、他方の面（裏面）には配線は形成されない。
【００３０】
次に図６に示すように、上部電極５１，５２，５３は下部電極を覆う位置に形成される
。そして、上部電極５１，５２，５３に接続される配線５８が、振動腕１１，１２，１３
を囲むように振動腕１１，１２，１３の側面を経て第２面１６ｂに引き出されている。
また振動片の表面では、図６（ａ）に示すように、振動腕１２の両側に位置する振動腕
１１，１３に形成された上部電極５１，５３からは、基部１５に配線５８が引き出されて
、接続部５７に接続されている。
一方、振動片の裏面では、図６（ｂ）に示すように、中央に位置する振動腕１２に形成
された上部電極５２からは、基部１５に配線５８が引き出されて、マウント電極６６に接
続されている。このマウント電極６６は基部１５の側面に形成された配線により振動片の
表面に引き回されて、表裏にマウント電極６６が設けられている。
また、振動腕１１に形成された上部電極５１からは、基部１５に配線５８が引き出され
てマウント電極６５に接続されている。このマウント電極６５は基部１５の側面に形成さ
れた配線により振動片の表面に引き回されて、表裏にマウント電極６５が設けられている
。
【００３１】
このような、下部電極２１，２２，２３に接続される配線２８および上部電極５１，５
２，５３に接続される配線５８が構成され、下部電極側の接続部２７と上部電極側の接続
部５７が接続され、下部電極２２と上部電極５１，５３が接続される。さらに、上部電極
５１を通って上部電極側のマウント電極６５に接続される。このようにして、下部電極２
２と上部電極５１，５３がマウント電極６５に接続された配線となる。
また、下部電極側のマウント電極６６と上部電極側のマウント電極６６とが接続され、
下部電極２１，２３と上部電極５２が接続される。このようにして、下部電極２１，２３
と上部電極５２がマウント電極６６に接続された配線となる。
【００３２】
図７は、第１の実施形態における振動片の動作を説明する模式図である。
上記のような構成の振動片１は、各圧電素子（図示せず）に電圧を加えることで振動腕
はＺ方向に変位する。そして、振動腕１１と振動腕１３は同じ極性の圧電素子が設けられ
ていることから、中央の振動腕１２とその両脇の振動腕１１，１３は逆方向に振動し、交
番電圧を加えることで隣り合う振動腕が反対方向の振動を交互に繰り返す振動（ウォーク
モード振動）を行う。
【００３３】
以上、本実施形態の振動片１は、上部電極５１，５２，５３に接続される配線５８がそ
れぞれの振動腕１１，１２，１３を囲むように、振動腕１１，１２，１３の第１面１６ａ
から振動腕１１，１２，１３の側面を経て振動腕１１，１２，１３の第２面１６ｂに引き
出されている。
このように、振動腕１１，１２，１３の第１面１６ａからその裏面である第２面１６ｂ
に配線５８を引き出すことで、容易に配線５８を裏面に引き出せる。そして、振動腕１１
，１２，１３の表裏を配線５８の配置に利用できることから、配線５８が配置できる面積
が拡大し、配線５８の配置の自由度が増す。また、限られたスペースにおいても配線５８
の配置が可能となり、振動片１の小型化を図ることができる。
（変形例）
【００３４】
また、振動腕の厚みより基部の厚みが厚く形成された振動片においても、本実施形態の
電極および配線の配置を利用することができる。
図８は振動腕の厚みより基部の厚みが厚く形成された振動片の変形例を示す概略断面図
である。この断面図は、前述した図４に相当する断面である。
この変形例では、振動片の平面形状、振動片に形成された上部電極、圧電膜、下部電極
、配線については第１の実施形態と同様な構成であり、振動片の断面形状のみが異なる。
以下の説明では、第１の実施形態と同様な構成要素については同符号を付し、説明を省
略する。
【００３５】
図８（ａ）に示す振動片は、振動腕１２ａの第１面１６ａ側は振動腕１２ａから基部１
５ａまで平坦な面を有し、振動腕１２ａの第２面１６ｂ側は基部１５ａの一部に形成され
た斜面部１７を介して振動腕１２ａに連結されている。このように、振動腕１２ａの第２
面１６ｂ側に斜面部１７を設けることで、振動片の厚みが振動腕１２ａから基部１５ａの
端部に向かって連続して厚くなるように形成されている。そして、この斜面部１７上に上
部電極５２に接続される配線５８が配置されている。
図８（ｂ）に示す振動片は、振動腕１２ｂの第１面１６ａ側は基部１５ｂの一部に形成
された斜面部１７を介して振動腕１２ｂに連結され、振動腕１２ｂの第２面１６ｂ側は基
部１５ｂの一部に形成された斜面部１７を介して振動腕１２ｂに連結されている。このよ
うに、振動腕１２ｂの第１面１６ａ側および第２面１６ｂ側に斜面部１７を設けることで
、振動片の厚みが振動腕１２ｂから基部１５ｂの端部に向かって連続して厚くなるように
形成されている。そして、この斜面部１７上に下部電極２２に接続される配線２８および
上部電極５２に接続される配線５８が配置されている。
【００３６】
以上のように、振動腕の厚みより基部の厚みが厚く形成された振動片において、基部１
５ａ，１５ｂの振動腕１２ａ，１２ｂとの連結部分が斜面部１７を形成し、振動腕１２ａ
，１２ｂから基部１５ａ，１５ｂに引き回された配線２８，５８はこの斜面部１７を通っ
てマウント電極などに接続される。
上記のような、斜面部１７を形成しないで振動腕と基部を連結した場合には、振動腕と
基部の境に段差が生ずることになる。本変形例では、連結部分に斜面部１７を有している
ため、段差を配線２８，５８が交差する場合に比べて、配線２８，５８が鋭角な稜を交差
することがなく、この部分における配線２８，５８の断線を防止できる。また、振動腕と
基部との連結部分に段差がないため、配線２８，５８の作成にフォトリソグラフィー技術
を利用した場合にも、レジストの露光が確実に行われ、配線に断線が生じることなく容易
に配線２８，５８を作成できる。
（第２の実施形態）
【００３７】
次に、第２の実施形態の振動片について説明する。本実施形態は、第１の実施形態と上
部電極および下部電極に接続する配線の配置が異なる。
図９は本実施形態の振動片の構成を示す概略平面図である。図１０は本実施形態の振動
片の構成を示し、図９の裏面の概略平面図である。図１１は圧電素子の構成を示し、図９
のＣ−Ｃ断線に沿う概略断面図である。図１２は図９のＤ−Ｄ断線に沿う概略断面図であ
る。
【００３８】
図９、図１０に示すように、振動片２は水晶またはシリコンなどの基材を用いて振動片
２が形成されている。振動片２は直交座標系でＸＹ平面に展開したときに、Ｚ方向を厚み
とする形態である。振動片２は３本の振動腕１１１，１１２，１１３を有し、振動腕１１
１，１１２，１１３はＸ方向に並列されると共に、Ｙ方向に互いに平行に延在している。
そして、振動腕１１１，１１２，１１３は基部１１５に連結され、各振動腕１１１，１１
２，１１３が片持ち構造となる振動片２を構成している。また、振動腕１１１，１１２，
１１３のＺ方向に垂直な面である第１面１１６ａと第２面１１６ｂとが対向し、この第１
面１１６ａと第２面１１６ｂの間の寸法が振動腕１１１，１１２，１１３の厚みを規定す
る。
【００３９】
各振動腕１１１，１１２，１１３の基部１１５に近い位置にはそれぞれ圧電素子１６１
，１６２，１６３が形成されている。
振動腕１１１に形成された圧電素子１６１は、図１１に示すように、下部電極１２１、
圧電膜１３１、上部電極１５１が積層されて形成されている。
下部電極１２１は、振動腕１１１の厚みを規定する対向する面のうち第１面１１６ａ上
に設けられている。さらに、下部電極１２１に接続される配線１２８が、振動腕１１１を
囲むように振動腕１１１の側面を経て第２面１１６ｂに引き出されている。下部電極１２
１の上には、下部電極１２１を覆い振動腕１１１の周囲を囲んで圧電膜１３１が形成され
ている。そして、圧電膜１３１の上で、かつ下部電極１２１の上方に位置する場所に上部
電極１５１が設けられている。
【００４０】
このようにして、圧電膜１３１を挟んで下部電極１２１と上部電極１５１とが対向する
ことで圧電素子１６１が形成され、各電極間に正負の電圧をかけることで圧電膜１３１が
圧縮または伸長することが可能である。そして、圧電膜１３１が圧縮または伸長すること
で、振動腕１１１をＺ方向に変位させることができる。
同様に、圧電素子１６２，１６３は、下部電極１２２，１２３、圧電膜１３２，１３３
、上部電極１５２，１５３が積層されて形成されている。
さらに、下部電極１２２，１２３に接続される配線１２８が振動腕１１２，１１３の側面
を経て第２面１１６ｂ側に引き出されている。
【００４１】
なお、下部電極１２１，１２２，１２３、上部電極１５１，１５２，１５３およびこれ
らの電極に接続される配線１２８，１５８は連続して形成されているため、本実施形態の
説明では下部電極１２１，１２２，１２３および上部電極１５１，１５２，１５３は、こ
れらの電極が圧電膜１３１，１３２，１３３を挟んで重なり合う部分を言い、それ以外は
それぞれの電極に接続する配線１２８，１５８と呼ぶ。
また、下部電極１２１，１２２，１２３と上部電極１５１，１５２，１５３との間にＳ
ｉＯ2、Ｓｉ2Ｎ3などの絶縁膜を設け、下部電極１２１，１２２，１２３と上部電極１５
１，１５２，１５３の間の電気的短絡を確実に防止しても良い。
【００４２】
次に、図９、図１０、図１２に示すように、下部電極１２１，１２２，１２３に接続さ
れる配線１２８および上部電極１５１，１５２，１５３に接続される配線１５８は振動片
２の基部１１５に引き出され、パッケージなどの基台に固定されて電気的導通が図られる
マウント電極１６５，１６６に接続されている。また、下部電極１２１，１２３と上部電
極１５２とを繋ぎ、圧電素子１６１，１６３と圧電素子１６２との極性が逆になるように
接続部１５７が設けられている。
【００４３】
なお、下部電極および上部電極はＡｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの金属材料を利用できる。また
、下部電極および上部電極は下地との密着強度を向上させるために下地との間にＣｒ膜を
備えても良い。圧電膜としては、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ＰＺＴ、ＬｉＮｂＯ3、ＫＮｂＯ3など
の材料を使用することができるが、特にＺｎＯ、ＡｌＮがより良好な特性が得られ好まし
い。
また、振動片２の基材として水晶を用いる場合には、Ｘカット板、ＡＴカット板、Ｚカ
ット板などを利用することができる。
【００４４】
＜下部電極および上部電極に接続される配線の構成＞
次に、上記のような振動片２の下部電極および上部電極に接続される配線について詳し
く説明する。
図１３は下部電極に接続される配線を示し、図１３（ａ）は表（おもて）面の概略平面
図、図１３（ｂ）は裏面の概略平面図である。図１４は上部電極および上部電極に接続さ
れる配線を示し、図１４（ａ）は表（おもて）面の概略平面図、図１４（ｂ）は裏面の概
略平面図である。
【００４５】
まず、図１３に示すように、下部電極１２１，１２２，１２３は振動腕１１１，１１２
，１１３の厚みを規定する対向する面のうちの第１面１１６ａ上に設けられている。
振動片の表面では、図１３（ａ）に示すように、振動腕１１２の両側に位置する振動腕
１１１，１１３に形成された下部電極１２１，１２３からは、基部１１５に配線１２８が
引き出されて、接続部１２７に接続されている。
一方、振動片の裏面では、図１３（ｂ）に示すように、中央に位置する振動腕１１２に
形成された下部電極１２２からは、基部１１５に配線１２８が引き出されて、マウント電
極１６６に接続されている。このマウント電極１６６は基部１１５の側面に形成された配
線により振動片の表面に引き回されて、表裏にマウント電極１６６が設けられている。
また、振動腕１１１に形成された下部電極１２１からは、同一面の基部１１５に配線１
２８が引き出されてマウント電極１６５に接続されている。このマウント電極１６５は基
部１１５の側面に形成された配線により振動片の表面に引き回されて、表裏にマウント電
極１６５が設けられている。
【００４６】
そして、上部電極１５１，１５２，１５３は下部電極１２１，１２２，１２３の上方の
位置に形成される。
図１４に示すように、中央に位置する振動腕１１２に形成された上部電極１５２からは
、同一面の基部１１５に配線１５８が引き出されて、接続部１５７に接続されている。振
動腕１１２の両側に位置する振動腕１１１，１１３に形成された上部電極１５１，１５３
からは、同一面の基部１１５に配線１５８が引き出されて接続され、さらにこれらの配線
１５８はマウント電極１６６に接続されている。また、図１４（ｂ）に示すように、他方
の面（裏面）には配線は形成されない。
【００４７】
このような、下部電極１２１，１２２，１２３および上部電極１５１，１５２，１５３
に接続される配線１２８，１５８が構成され、下部電極側の接続部１２７と上部電極側の
接続部１５７が接続され、下部電極１２１，１２３と上部電極１５２が接続される。そし
て、下部電極１２１を通ってマウント電極１６５に接続される。このようにして、下部電
極１２１，１２３と上部電極１５２がマウント電極１６５に接続された配線となる。
また、下部電極側のマウント電極１６６と上部電極側のマウント電極１６６とが接続さ
れ、下部電極１２２と上部電極１５１，１５３が接続される。このようにして、下部電極
１２２と上部電極１５１，１５３がマウント電極１６６に接続された配線となる。
【００４８】
上記のような構成の振動片２は、図７で説明したのと同様に、各圧電素子に電圧を加え
ることで振動腕はＺ方向に変位する。そして、振動腕１１１と振動腕１１３は同じ極性の
圧電素子が設けられていることから、中央の振動腕１１２とその両脇の振動腕１１１，１
１３は逆方向に振動し、交番電圧を加えることで隣り合う振動腕が反対方向の振動を交互
に繰り返す振動（ウォークモード振動）を行う。
【００４９】
以上、本実施形態の振動片２は、下部電極１２１，１２２，１２３に接続される配線１
２８がそれぞれの振動腕１１１，１１２，１１３を囲むように、振動腕１１１，１１２，
１１３の第１面１１６ａから振動腕１１１，１１２，１１３の側面を経て振動腕１１１，
１１２，１１３の第２面１１６ｂに引き出されている。
このように、振動腕１１１，１１２，１１３の第１面１１６ａからその裏面である第２
面１１６ｂに配線１２８を引き出すことで、容易に配線１２８を裏面に引き出せる。そし
て、振動片２の表裏を配線１２８の配置に利用できることから、配線１２８が配置できる
面積が拡大し、配線１２８の配置の自由度が増す。また、限られたスペースにおいても配
線１２８の配置が可能となり、振動片２の小型化を図ることができる。
（変形例）
【００５０】
また、振動腕の厚みより基部の厚みが厚く形成された振動片においても、本実施形態の
電極および配線の配置を利用することができる。
図１５は振動腕の厚みより基部の厚みが厚く形成された振動片の変形例を示す概略断面
図である。この断面図は、前述した図１２に相当する断面である。
この変形例では、振動片の平面形状、振動片に形成された上部電極、圧電膜、下部電極
、配線については第２の実施形態と同様な構成であり、振動片の断面形状のみが異なる。
以下の説明では、第２の実施形態と同様な構成要素については同符号を付し、説明を省
略する。
【００５１】
図１５（ａ）に示す振動片は、振動腕１１２ａの第１面１１６ａ側は振動腕１１２ａか
ら基部１１５ａまで平坦な面を有し、振動腕１１２ａの第２面１１６ｂ側は基部１１５ａ
の一部に形成された斜面部１１７を介して振動腕１１２ａに連結されている。このように
、振動腕１１２ａの第２面１１６ｂ側に斜面部１１７を設けることで、振動片の厚みが振
動腕１１２ａから基部１１５ａの端部に向かって連続して厚くなるように形成されている
。そして、この斜面部１１７上に下部電極１２２に接続される配線１２８が配置されてい
る。
図１５（ｂ）に示す振動片は、振動腕１１２ｂの第１面１１６ａ側は基部１１５ｂの一
部に形成された斜面部１１７を介して振動腕１１２ｂに連結され、振動腕１１２ｂの第２
面１１６ｂ側は基部１１５ｂの一部に形成された斜面部１１７を介して振動腕１１２ｂに
連結されている。このように、振動腕１１２ｂの第１面１１６ａ側および第２面１１６ｂ
側に斜面部１１７を設けることで、振動片の厚みが振動腕１１２ｂから基部１１５ｂの端
部に向かって連続して厚くなるように形成されている。そして、この斜面部１１７上に下
部電極１２２に接続される配線１２８および上部電極１５２に接続される配線１５８が配
置されている。
【００５２】
以上のように、振動腕の厚みより基部の厚みが厚く形成された振動片において、基部１
１５ａ，１１５ｂの振動腕１１２ａ，１１２ｂとの連結部分が斜面部１１７を形成し、振
動腕１１２ａ，１１２ｂから基部１１５ａ，１１５ｂに引き回された配線１２８，１５８
はこの斜面部１１７を通ってマウント電極などに接続される。
上記のような、斜面部１１７を形成しないで振動腕と基部を連結した場合には、振動腕
と基部の境に段差が生ずることになる。本変形例では、連結部分に斜面部１１７を有して
いるため、段差を配線１２８，１５８が交差する場合に比べて、配線１２８，１５８が鋭
角な稜を交差することがなく、この部分における配線１２８，１５８の断線を防止できる
。また、振動腕と基部との連結部分に段差がないため、配線１２８，１５８の作成にフォ
トリソグラフィー技術を利用した場合にも、レジストの露光が確実に行われ、配線に断線
が生じることなく容易に配線１２８，１５８を作成できる。
【００５３】
なお、第１の実施形態、第２の実施形態において、３本の振動腕を有する振動片につい
て説明したが、振動腕の数は３以上の奇数本であれば良く、これらの実施形態に限定され
ない。
（第３の実施形態）
【００５４】
次に、第３の実施形態として、上記で説明した振動片を備えた振動子について説明する
。
図１６は振動子の構成を示し、図１６（ａ）は概略平面図、図１６（ｂ）は（ａ）のＧ
−Ｇ断線に沿う概略断面図である。
振動子５は、振動片１と、収容器としてのセラミックパッケージ８１と、蓋体８５を備
えている。
セラミックパッケージ８１は、振動片１を収納できるように凹部が形成され、その凹部
には振動片１のマウント電極と接続される接続パッド８８が設けられている。接続パッド
８８はセラミックパッケージ８１内の配線に接続され、セラミックパッケージ８１の外周
部に設けられた外部接続端子８３と導通可能に構成されている。
また、セラミックパッケージ８１の凹部の周囲にはシームリング８２が設けられている
。さらに、セラミックパッケージ８１の底部には貫通穴８６が設けられている。
【００５５】
振動片１は、セラミックパッケージ８１の接続パッド８８に導電性接着剤８４を介して
接着固定され、セラミックパッケージ８１の凹部を覆う蓋体８５とシームリング８２とが
シーム溶接されている。セラミックパッケージ８１の貫通穴８６には金属材料の封止材８
７が充填されている。この封止材８７は、減圧雰囲気内で溶融させられ、セラミックパッ
ケージ８１内が減圧状態となるように気密に封止されている。
【００５６】
このように、振動子５は第１の実施形態または第２の実施形態の振動片がセラミックパ
ッケージ８１に収容され、小型化が容易で特性に優れた振動子５を提供することができる
。
なお、セラミックパッケージ８１内に、発振回路を含むＩＣなどの回路素子を収容して
発振器として構成することも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１，２…振動片、５…振動子、１１，１２，１３…振動腕、１５…基部、１６ａ…振動
腕の第１面、１６ｂ…振動腕の第２面、１７…斜面部、２１，２２，２３…下部電極、２
７…接続部、２８…下部電極に接続される配線、３１，３２，３３…圧電膜、５１，５２
，５３…上部電極、５７…接続部、５８…上部電極に接続される配線、６１，６２，６３
…圧電素子、６５，６６…マウント電極、８１…セラミックパッケージ、８２…シームリ
ング、８３…外部接続端子、８４…導電性接着剤、８５…蓋体、８６…貫通穴、８７…封
止材、８８…接続パッド、１１１，１１２，１１３…振動腕、１１５…基部、１１６ａ…
振動腕の第１面、１１６ｂ…振動腕の第２面、１１７…斜面部、１２１，１２２，１２３
…下部電極、１２７…接続部、１２８…下部電極に接続される配線、１３１，１３２，１
３３…圧電膜、１５１，１５２，１５３…上部電極、１５７…接続部、１５８…上部電極
に接続される配線、１６１，１６２，１６３…圧電素子、１６５，１６６…マウント電極
。
【図１】
2010187197.tif 000003
【図２】
2010187197.tif 000004
【図３】
2010187197.tif 000005
【図４】
2010187197.tif 000006
【図５】
2010187197.tif 000007
【図６】
2010187197.tif 000008
【図７】
2010187197.tif 000009
【図８】
2010187197.tif 000010
【図９】
2010187197.tif 000011
【図１０】
2010187197.tif 000012
【図１１】
2010187197.tif 000013
【図１２】
2010187197.tif 000014
【図１３】
2010187197.tif 000015
【図１４】
2010187197.tif 000016
【図１５】
2010187197.tif 000017
【図１６】
2010187197.tif 000018