(57)【要約】      （修正有）【課題】主振動の伝播を抑制するための溝の外側には、電極膜などが無く、水晶面が露出しているため、露出した水晶面同士の加工中での接触、或いは、加工装置への接触等、露出した水晶面、特に水晶面と水晶片の端面とのコーナー部に、欠け（チッピング）や微小な割れ（クラック）などが発生するのを防ぎ、圧電振動片の耐衝撃性向上を図る。【解決手段】厚みすべり振動を主振動とする圧電基板１１と、前記圧電基板１１の表裏の面に形成され、前記圧電基板１１を励振させる励振電極１６と、前記励振電極１６の外縁に沿って周状に形成された溝部１４と、前記溝部１４の外縁から前記圧電基板１１の外周端までの領域に形成され、前記励振電極１６と電気的に絶縁された浮き電極１９と、を有する構成。【選択図】図１
2010093837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みすべり振動を主振動とする圧電基板と、
前記圧電基板の表裏の面に形成され、前記圧電基板を励振させる励振電極と、
前記励振電極の外縁に沿って周状に形成された溝部と、
前記溝部の外縁から前記圧電基板の外周端までの領域に形成され、前記励振電極と電気
的に絶縁された浮き電極と、
を有することを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動片であって、
前記励振電極と接続され、前記圧電振動片を支持するための支持電極と、
前記溝部と接続され、前記支持電極を囲む凹部と、
を有することを特徴とする圧電振動片。
【請求項３】
請求項１に記載の圧電振動片であって、
前記励振電極と接続され、前記圧電基板を支持する支持電極を有し、
前記圧電基板は、前記励振電極、及び前記浮き電極が形成される第一の面と、前記支持
電極が形成される第二の面とを有し、
前記第一の面を形成する部分の前記圧電基板の厚みが、前記第二の面を形成する部分の
前記圧電基板の厚みより厚いことを特徴とする圧電振動片。
【請求項４】
請求項３に記載の圧電振動片であって、
前記第二の面は、前記圧電振動片を支持する方向の前記溝部の外縁から前記圧電振動片
の外周端までの領域に形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電振動片であって、
前記第二の面は、前記溝部と接続し、前記第一の面から、前記溝部の深さとほぼ等しい
深さの段差を有することを特徴とする圧電振動片。
【請求項６】
請求項１又は請求項３のいずれかに記載の圧電振動片であって、
前記励振電極、及び前記浮き電極は、同じ材料で形成されていることを特徴とする圧電
振動片。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動片であって、
前記励振電極、及び前記浮き電極は、金で形成されていることを特徴とする圧電振動片
。
【請求項８】
請求項１又は請求項３のいずれかに記載の圧電振動片であって、
前記励振電極と前記浮き電極とは異なる材料で形成されており、前記励振電極を形成す
る材料の密度が前記浮き電極を形成する材料の密度より高いことを特徴とする圧電振動片
。
【請求項９】
請求項１又は請求項３のいずれかに記載の圧電振動片であって、
前記溝部は、複数の溝を有することを特徴とする圧電振動片。
【請求項１０】
厚みすべり振動を主振動とする圧電基板の表裏の面に溝部を有する圧電振動片の製造方
法であって、
前記圧電基板の表裏の面に、少なくとも前記圧電基板を励振させる励振電極、及び、前
記励振電極と不接続な浮き電極に対応する窓開け部を有する第一のマスクを設け、前記第
一のマスク上から金属層を形成する第１の工程と、
前記第一のマスクを除去し、前記金属層のうち前記第一のマスクの窓開き部に形成され
た、前記励振電極、及び、前記浮き電極を露出させる第２の工程と、
前記励振電極、及び、前記浮き電極を第二のマスクとして、前記励振電極の外縁に沿っ
て周状に形成される溝部を、前記圧電基板に形成する第３の工程と、
を有することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の圧電振動片と、
前記圧電振動片を固着して接続を行う保持部と、
を有することを特徴とする圧電振動子。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の圧電振動片と、
前記圧電振動片を駆動するための回路部と、
前記圧電振動片及び前記回路部を固着して接続を行う固着部を有する保持部と、
を有することを特徴とする圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片の外周部へ厚みすべり振動が伝播することを防止するための溝を
有する圧電振動片の、励振電極等の薄膜の形成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＡＴカット水晶振動子の主振動である厚みすべり振動は、振動片の中央部が振動する如
く励振電極の配置などが決められているが、中央部で振動する厚みすべり振動は、振動片
の外周部へ伝播する。
振動片は、振動片の外周部をセラミック等から形成される収納器に固着されて保持され
る。この固着された部位から、伝播した振動が収容器に漏洩する。前述の、伝播した振動
の漏洩が主振動である厚みすべり振動に影響して、クリスタルインピーダンス（以下、「
ＣＩ値」という。）が低下したり、他の振動モードを誘発し発振周波数の安定性を低下さ
せたりする。
【０００３】
前述の厚みすべり振動の振動片外周部への伝播を抑制するために、図１２に示すように
、振動片２００の圧電基板の一例としての水晶片１００の主面１０１上に設けられた励振
電極１０２をほぼ囲み、励振電極１０２と図示しない収容器などに固着される振動片２０
０の外周部１０４との間に、溝１０５を設けて振動を減衰させることによって、振動片外
周部への厚みすべり振動の伝播を抑制する方法が開示されている（特許文献１、特許文献
２）。
【０００４】
前述の従来からの振動片の製造方法について、図１３に示す工程フロー図に沿って説明
する。
【０００５】
先ず、図１３（ａ）に示す圧電基板１００（本例では、一例として水晶片で説明し、以
下「水晶片」という。）を用意する。
【０００６】
次に、図１３（ｂ）に示すように、水晶片１００の表裏の主面に溝形成用マスク１１０
を重ねられる。溝形成用マスク１１０は、溝１１３に該当する部分を残した穴開け形状と
なっており、このマスク１１０に向かって耐蝕層形成用の金属材料が蒸着されるとマスク
１１０の穴開け部に対応する水晶面には金属材料が付着する。
【０００７】
次に、図１３（ｃ）に示すように、水晶片１００から溝形成用マスク１１０を除去する
と金属材料からなる耐蝕層１１１が形成されており、溝１１３を形成すべき部分１１２に
は耐蝕層１１１が存在せず、水晶面が露出している。
【０００８】
次に、図１３（ｄ）の水晶片１００をエッチングすることにより、水晶片の露出してい
る部分１１２が所定量エッチングされて、水晶片１００に所望の溝１１３が形成される。
さらに、耐蝕層１１１を除去し、図１３（ｅ）に示すように溝を有した水晶片１００ａが
露出する。
【０００９】
次に、図１３（ｆ）に示すように、水晶片１００ａの表裏に電極形成用マスク１１４を
重ね、蒸着、或いはスパッタリングなどによって、電極材料が供給され、電極マスク１１
４の電極に該当する部分に空いた穴部分の水晶面に、電極材料を固着する。
続いて、電極マスク１１４を除去することにより、図１３（ｇ）に示すように、表裏の
面に、振動の伝播を抑制するための溝１１３と水晶片を励振するための励振電極などの電
極１１５を有する水晶片１００ｂを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２５７５５８号公報
【特許文献２】特開平９−９３０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述の背景技術に示した方法によれば、振動片の溝の外側には、電極膜
などが無く、水晶面が露出している。水晶は、脆性材料であり衝撃、振動などに弱いため
、露出した水晶面同士が加工中に接触する、或いは、加工装置に接触する、等により露出
した水晶面、特に水晶面と水晶片の端面とのコーナー部に、欠け（チッピング）や微小な
割れ（クラック）などを発生させることがある。前述の、コーナー部の、欠け（チッピン
グ）や微小な割れ（クラック）は、外部からの振動、衝撃などが加わった時に応力集中を
起こし振動片の破壊を発生させ、換言すれば、耐衝撃性が劣化するという課題を有してい
た。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる問題を解決するために、厚みすべり振動を主振動とする圧電基板と、前記圧電基
板の表裏の面に形成され、前記圧電基板を励振させる励振電極と、前記励振電極の外縁に
沿って周状に形成された溝部と、前記溝部の外縁から前記圧電基板の外周端までの領域に
形成され、前記励振電極と電気的に絶縁された浮き電極と、を有することを特徴とする。
本発明の圧電振動片によれば、励振電極、及び溝部を除く領域に浮き電極が形成されて
いるため、表裏の面における圧電基板面の露出する部分が皆無となり、圧電基板面同士が
直接接触する、或いは、圧電基板面が加工装置に直接接触することを防止できるため、圧
電基板の欠け、割れ等を防止でき、圧電振動片の耐衝撃性を向上することができる。
【００１３】
また、さらに、前記励振電極と接続され、前記圧電振動片を支持するための支持電極と
、前記溝部と接続され、前記支持電極を囲む凹部と、を有することとしてもよい。
【００１４】
また、前記励振電極の厚みが、前記浮き電極の厚みより厚いことが望ましい。
このようにすれば、励振電極を重ねて形成することにより、励振電極を形成している部
分における励振電極を含む圧電振動片の厚みが、他の薄膜層を形成している部分における
薄膜層を含む圧電振動片の厚みより厚くなる。厚みすべり振動の伝播は、共振周波数の高
い方（圧電基板の薄い）から低い方（圧電基板の厚い）へ伝播するが、低い方から高い方
へは伝播しにくいことから、振動の伝播を抑制することができる。
【００１５】
また、前記励振電極は、複数の電極層で形成されることとしてもよい。
【００１６】
また、前記励振電極と接続され、前記圧電基板を支持する支持電極を有し、前記圧電基
板は、前記励振電極、及び前記浮き電極が形成される第一の面と、前記支持電極が形成さ
れる第二の面とを有し、前記第一の面を形成する部分の前記圧電基板の厚みが、前記第二
の面を形成する部分の前記圧電基板の厚みより厚いことが望ましい。
このようにすれば、励振電極が形成されている部分の圧電基板の厚みが、支持電極が形
成されている部分の圧電基板の厚みより厚くなる。厚みすべり振動の伝播は、共振周波数
の高い方（圧電基板の薄い）から低い方（圧電基板の厚い）へ伝播するが、低い方から高
い方へは伝播しにくいことから、振動の伝播を抑制することができる。即ち、支持電極の
部分で圧電基板を固着することによる厚みすべり振動の特性への影響の発生を防止するこ
とが可能となる。
【００１７】
また、前記第二の面は、前記圧電振動片を支持する方向の前記溝部の外縁から前記圧電
振動片の外周端までの領域に形成されていることとしてもよい。
【００１８】
また、前記第二の面は、前記溝部と接続し、前記第一の面から、前記溝部の深さとほぼ
等しい深さの段差を有することが望ましい。
このようにすれば、溝部と第二の面とを同時に形成することが可能となり、製造工程が
減少して圧電基板の製造単価を下げることができる。
【００１９】
また、前記励振電極、及び浮き電極は、同じ材料で形成されていることが望ましい。
このようにすれば、励振電極の形成と浮き電極の形成とを同時に行うことが可能となり
、加工工程の短縮を図ることができる。
【００２０】
また、前記励振電極、及び前記浮き電極は、金で形成されていることとしてもよい。
【００２１】
また、前記励振電極と前記浮き電極とは異なる材料で形成されており、前記励振電極を
形成する材料の密度が前記浮き電極を形成する材料の密度より高いことが望ましい。
このようにすれば、密度の高い材料で形成された励振電極の部分の共振周波数が、密度
の低い材料で形成された浮き電極の部分の共振周波数より低くなる。厚みすべり振動の伝
播は、共振周波数の高い方（圧電基板の薄い）から低い方（圧電基板の厚い）へ伝播する
が、低い方から高い方へは伝播しにくいことから、振動の伝播を抑制することができる。
【００２２】
また、前記溝部は、複数の溝を有することが望ましい。
このようにすれば、振動片のすべての方向に対して厚みすべり振動を主面の中心部から
外周部に向かって段階的に減衰させることができることから、急激な振動の減衰による主
振動の電気的特性の影響を防止することができる。
【００２３】
本発明に係る圧電振動片の製造方法は、厚みすべり振動を主振動とする圧電基板の表裏
の面に、前記厚みすべり振動の前記圧電基板の中心部から外周部への伝播を抑制するため
の溝部を有する圧電振動片の製造方法であって、前記圧電基板の表裏の面に、少なくとも
前記圧電基板を励振させるための励振電極、及び、前記励振電極と不接続な浮き電極に対
応する窓開け部を有する第一のマスクを設け、前記第一のマスク上から金属層を形成する
第１の工程と、前記第一のマスクを除去し、前記金属層のうち前記第一のマスクの窓開き
部に形成された、前記励振電極、及び、前記浮き電極を露出させる第２の工程と、前記励
振電極、及び、前記浮き電極を第二のマスクとして、前記励振電極の外縁に沿って周状に
形成され、前記厚みすべり振動の前記圧電基板の中心部から外周部への伝播を抑制するた
めの溝部を、前記圧電基板に形成する第３の工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、圧電基板上に形成された励振電極、及び、浮き電極を第二のマスクと
して、圧電基板に溝部を形成するため、溝部形成のためのマスクを新たに用意することが
不要となり、マスクコストの削減が図られ、さらには工程数も削減できることから、振動
片のコストの低減を図ることができる。
【００２４】
また、前記溝部を形成した前記圧電基板の表裏の面に、少なくとも前記励振電極を覆う
重ね電極に対応する第三のマスクを設け、前記第三のマスク上から第二の金属層を形成す
る第４の工程と、前記第三のマスクを除去し、前記第二の金属層のうち前記励振電極を覆
う重ね電極を露出させる第５の工程と、を有することとしてもよい。
このようにすれば、励振電極の厚みが、浮き電極の厚みより厚い構成の圧電振動片を製
造することができる。従って、励振電極が形成された部分の圧電振動片の厚みが、浮き電
極を形成した圧電振動片の部分の厚みより厚くなる。即ち、励振電極が形成された部分の
共振周波数が、浮き電極を形成した部分の共振周波数より低くなる。厚みすべり振動の伝
播は、共振周波数の高い方（圧電基板の薄い）から低い方（圧電基板の厚い）へ伝播する
が、低い方から高い方へは伝播しにくいことから、振動の伝播を抑制することができる。
【００２５】
また、前記第三のマスクは、前記重ね電極と前記重ね電極と接続する支持電極とに対応
する窓開け部を有し、前記第５の工程は、前記重ね電極と前記支持電極とを形成すること
としてもよい。
【００２６】
また、上述の本発明に係る圧電振動片と、前記圧電振動片を固着して接続を行う保持部
と、を有することを特徴とする圧電振動子を提供することも可能となる。
【００２７】
また、上述の本発明に係る圧電振動片と、前記圧電振動片を駆動するための回路部と、
前記圧電振動片及び前記回路部を固着して接続を行う固着部を有する保持部と、を有する
ことを特徴とする圧電発振器を提供することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１の水晶振動片を説明するための概略図。
【図２】本発明の実施例２における水晶振動片の製造方法を示す工程フロー図。
【図３】本発明の実施例３における水晶振動片を説明するための概略図。
【図４】本発明の実施例４における二重構造の励振電極を有する水晶振動片の製造方法を示す工程フロー図。
【図５】本発明の水晶振動片の溝形状の変形例を示す概略図。
【図６】本発明の水晶振動片の溝形状の変形例を示す概略図。
【図７】本発明の水晶振動片の溝形状の変形例を示す概略図。
【図８】本発明の水晶振動片の溝形状の変形例を示す概略図。
【図９】本発明の水晶振動片の溝形状の変形例を示す概略図。
【図１０】本発明の実施例５における圧電振動子を示す概略図。
【図１１】本発明の実施例６における圧電発振器を示す概略図。
【図１２】従来の圧電振動片を示す概略図。
【図１３】従来の水晶振動片の製造方法を示す工程フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明に係る圧電振動片の最良の形態について、以下に図面を用いて説明する。なお、
本発明は、後述の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３０】
本発明の圧電振動片の一実施例としての、励振電極の外縁に沿った溝の外側に浮き電極
を形成した水晶片を図１を用いて説明する。図１は、実施例１を説明するための水晶振動
片の概略図であり、図１（ａ）は、水晶振動片の斜視図、図１（ｂ）は、水晶振動片の平
面図、図１（ｃ）は、水晶振動片の図１（ｂ）に示すＡ−Ａ´断面図である。
【００３１】
圧電基板の一例として、共振周波数２７ＭＨｚ、Ｘ辺比３３、Ｚ´辺比２１の水晶振動
片（以下、「振動片」という。）１０を用いて説明する。本例の振動片１０のＹ´及びＺ
´軸は、ＩＥＣ基準に従った結晶軸の定義におけるＸ軸回りに＋Ｘ方向に向かって時計回
りに３５．２５度回転してなる新座標軸に対応している。振動片１０は、Ｙ´軸方向に厚
み２ｂを有し、Ｚ´軸に直交するＸ軸方向を振動片１０の長手寸法２ａ（本例では、振動
片１０の支持方向）、及びＸ軸に直交するＺ´軸方向を振動片１０の幅寸法２ｃとする主
面３２を表裏に有する矩形平板状の水晶基板１１（以下、「水晶片１１」という。）であ
る。
【００３２】
水晶片１１の表裏に設けられた主面１２には、主面１２の中心部１３を囲み、水晶片１
１の外形形状にほぼ沿った周状の、内側の溝１４（溝幅ｗ１）及び外側の溝１５（溝幅ｗ
２）の２つの溝が設けられている。内側の溝１４及び外側の溝１５は、それぞれ溝の幅を
５０μｍ、深さを３μｍに形成している。
なお、溝１４、及び溝１５の深さを同じにすることにより、溝の加工をエッチングなど
により、二つの溝を同時に形成することが可能となる。
【００３３】
溝１４の内側には、励振電極１６が形成され、励振電極１６と引き出し電極１７によっ
て接続される支持電極１８、２１が形成されている。水晶片１１は、表裏が対称構成にな
っており、本例において、支持電極１８は、表の主面に形成された励振電極１６ａと接続
され、さらに導通電極２２ａによって裏面に設けられた支持電極（図示せず）に接続され
ている。なお、支持電極２１は、表面と同様に裏面の励振電極１６ｂから接続する導通電
極２２ｂによって表面に接続されている。
【００３４】
外側の溝１５の周囲には、浮き電極２０が形成されている。なお、浮き電極２０は、外
側の溝１５の周囲から、水晶片１１の支持電極の形成される方向以外の外周端に達する領
域に形成される。
【００３５】
内側の溝１４は、励振電極１６から接続される引き出し電極１７の両側、及び支持電極
１８、２１の周囲の浮き電極２０のない部分２４にも形成されて凹部を構成している。
【００３６】
本例によれば、励振電極１６、及び溝部１４，１５を除く領域に浮き電極２０が形成さ
れているため、圧電基板面の表裏の面が露出する部分が皆無となり、圧電基板面同士が直
接接触する、或いは、圧電基板面が加工装置に直接接触することを防止できるため、圧電
基板の欠け、割れ等を防止でき、圧電振動片の耐衝撃性を向上することができる。
さらに、励振電極１６を囲む概周状に複数の溝１４、１５を設けることにより、振動片
のすべての方向に対して厚みすべり振動を主面の中心部から主面の外周部に向かって段階
的に減衰させることが可能となる。従って、主振動に近い部分の急激な振動の減衰を起こ
すことなく、振動片の外周部を固定しても主振動である厚みすべり振動に影響のない値ま
で振動を減衰することが可能となる。
【００３７】
なお、前述の実施例１では、励振電極と引き出し電極によって接続する支持電極を有す
る構成で説明したが、引き出し電極、支持電極を設けず、励振電極の外縁に沿って溝を周
状に形成し、溝の外周から振動片の外周端までの領域に浮き電極を形成する構成としても
よく、前述と同様な効果を有する。
【実施例２】
【００３８】
上述の実施例１の圧電振動片の製造方法について、図２を用いて説明する。図２は、実
施例２の製造方法を示す工程フロー図である。
【００３９】
図２（ａ）に示す水晶片１１を用意し、図２（ｂ）に示すように、水晶片１１の表裏の
面に、電極形成用金属マスク２３（以下「金属マスク２３」という。）を密着させる。続
いて、金属マスク２３が密着された水晶片１１の表裏の面に、電極材料の一例としての、
金（Ａｕ）を真空蒸着２４によって固着する。金属マスク２３の、水晶片の励振電極、引
き出し電極、支持電極、及び、浮き電極に相当する部分には、貫通孔、所謂窓開け部が形
成されており、真空蒸着された金は、水晶片１１に直接固着される。
【００４０】
続いて、水晶片１１からマスク２３を除去すると、図２（ｃ）に示すように、前述の工
程で直接水晶片に金が固着した部分が露出し、励振電極２５、浮き電極２６、引き出し電
極（図示せず）、支持電極（図示せず）を形成する。
【００４１】
続いて、励振電極２５、浮き電極２６、引き出し電極（図示せず）、支持電極（図示せ
ず）を溝形成用マスクとして、水晶片３１にエッチング加工を行い、図２（ｄ）に示すよ
うに、溝部２７を形成する。
【００４２】
本例によれば、溝形成用マスクにそれぞれの電極を用いるため、従来例のような、溝形
成用マスクを別に用意してのエッチング加工を行うことが不要となる。従って、マスク作
成費用の削減、加工工程の短縮などにより振動片の加工コストを下げることが可能となり
、安価な水晶片を提供することができる。
【００４３】
また、前述の実施例２では、励振電極を初めとする諸電極の形成に、金属マスクを用い
る方法を説明したが、金属マスクに限らず、フォトレジスト等を用いての、所謂、フォト
リソ加工を行って形成したマスクを用いてもよく同様な効果を有する。
【実施例３】
【００４４】
本発明の圧電振動片の一実施例としての二重構造の励振電極を有する水晶片を、図３に
沿って説明する。図３は、実施例３を説明するための水晶振動片の概略図であり、図３（
ａ）は、水晶振動片の斜視図、図３（ｂ）は、水晶振動片の平面図、図３（ｃ）は、水晶
振動片の図３（ｂ）に示すＡ−Ａ´断面図である。
【００４５】
圧電基板の一例として、共振周波数２７ＭＨｚ、Ｘ辺比３３、Ｚ´辺比２１の振動片１
０を用いて説明する。本例の振動片１０のＹ´及びＺ´軸は、ＩＥＣ基準に従った結晶軸
の定義におけるＸ軸回りに＋Ｘ方向に向かって時計回りに３５．２５度回転してなる新座
標軸に対応している。振動片１０は、Ｙ´軸方向に厚み２ｂを有し、Ｚ´軸に直交するＸ
軸方向を振動片１０の長手寸法２ａ（本例では、振動片１０の支持方向）、及びＸ軸に直
交するＺ´軸方向を振動片１０の幅寸法２ｃとする主面３２を表裏に有する矩形平板状の
水晶基板３１（以下、「水晶片」３１という。）である。
【００４６】
水晶片３１の表裏に設けられた主面３２には、主面３２の中心部３３を囲み、水晶片３
１の外形形状にほぼ沿った周状の、内側の溝３４及び外側の溝３５の２つの溝が設けられ
ている。内側の溝３４及び外側の溝３５は、それぞれ溝の幅を５０μｍ、深さを３μｍに
形成している。
【００４７】
溝３４の内側には、励振電極３９が形成されている。ここで、励振電極３９は２層の金
属層で構成されており、第一の励振電極３６ａが水晶片３１の表面に形成され、第一の励
振電極３６ａを覆い形成される第二の励振電極３６ｂから構成される。第二の励振電極３
６ｂには、引き出し電極４０によって接続される支持電極４１、４２が接続されている。
水晶片３１の表裏は、Ｘ軸に平行で水晶片３１の中心を通る軸に関して回転対称構成にな
っており、本例において、支持電極４１は、表の主面に形成された励振電極３９と接続さ
れ、さらに導通電極４３によって裏面に設けられた支持電極４１ｂに接続されている。他
の支持電極４２は、導通電極４４により、図示しない裏面の支持電極、及び接続電極と接
続し、さらに、裏面の励振電極３９（表面と同じように、第一の励振電極３６ａを覆い形
成される第二の励振電極３６ｂから構成される）に接続されている。
【００４８】
内側の溝３４と外側の溝３５との間と、両端を含む外側の溝３５の外周側の辺から水晶
片３１外周までの領域には、第一の励振電極３６ａの形成と同時に形成された浮き電極３
７，３８が形成されている。
【００４９】
また、内側の溝３４は、励振電極３９から接続される引き出し電極４０の両側から、支
持電極を設ける振動片の支持部分４５に形成される凹部とつながっている。
【００５０】
本例によれば、実施例１の効果に加え、さらに励振電極３９を２つの金属層（第一の励
振電極３６ａ、第二の励振電極３６ｂ）で形成するため、一つの金属層から形成される浮
き電極３７、３８より励振電極３９の方が厚みを大きくすることができる。換言すれば、
励振電極３９の形成された部分の水晶振動片の方が、浮き電極３７、３８の形成された部
分の振動片より厚みが大きくなる。厚みすべり振動の伝播は、共振周波数の高い方（圧電
基板の薄い）から低い方（圧電基板の厚い）へ伝播することから、本例の構成では、水晶
振動片の中心部から外周部への振動の伝播を抑制することができる。
【００５１】
なお、前述では、二重構造の励振電極を用いて説明したが、これに限らず、励振電極は
、特性に影響が出ない範囲であれば、さらに多層構造で構成してもよい。
【実施例４】
【００５２】
実施例４では、上述の実施例３に示す、二重構造の励振電極を持った圧電振動片の製造
方法について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の製造方法を示す工程フロー図で
ある。
【００５３】
図４（ａ）に示す水晶片３１を用意し、図４（ｂ）に示すように、水晶片３１の表裏の
面に、電極形成用金属マスク５０を密着させる。続いて、電極形成用金属マスク５０が密
着された水晶片３１の表裏の面に、電極材料の一例として金（Ａｕ）を真空蒸着５２によ
って固着する。電極形成用金属マスク５０の、水晶片の第一の励振電極、及び、浮き電極
に相当する部分には、貫通孔、所謂窓開け部が形成されており、真空蒸着された金は、水
晶片３１に直接固着される。
【００５４】
続いて、水晶片３１から電極形成用マスク５０を除去すると、図４（ｃ）に示すように
、前述の工程で直接水晶片に金が固着した部分が露出し、第一の励振電極５３、浮き電極
５４，５５を形成する。
【００５５】
続いて、第一の励振電極５３、及び浮き電極５４，５５を溝形成用マスクとして、水晶
片にエッチング加工を行い、図４（ｄ）に示すように、溝部５６ａ及び溝部５６ａと接続
する凹部５６ｂを形成する。
【００５６】
続いて、図４（ｅ）に示すように、再び、水晶片３１の表裏の面に、第二の励振電極、
接続電極、導通電極、及び支持電極の形成用金属マスク５７（以下、「第二の電極層形成
用マスク」という。）を密着させる。続いて、第二の電極層形成用マスク５７が密着され
た水晶片３１の表裏の面に、電極材料の一例として金（Ａｕ）を真空蒸着５８によって固
着する。第二の電極層形成用マスク５７には、第二の励振電極、接続電極、導通電極、及
び支持電極に相当する部分には、貫通孔、所謂窓開け部が形成されており、真空蒸着され
た金は、水晶片３１及び第一の励振電極５３に直接固着される。
【００５７】
続いて、水晶片３１から第二の電極層形成用マスク５７を除去すると、図４（ｆ）に示
すように、前述の工程で水晶片、及び、第一の励振電極に金が固着した部分が露出し、第
一の励振電極５３、に重ねて形成された第二の励振電極５９、第二の励振電極５９に接続
する接続電極６０、接続電極と接続する支持電極６１、及び図示しない導通電極を形成す
る。
上述の製造方法を取ることにより、励振電極の部分のみ二重構造の電極となり、他の電
極の部分より厚い電極構造が得られる。
【００５８】
なお、前述の実施例４では、接続電極、支持電極及び導通電極の形成を、第二の励振電
極の形成と同時に行うことで説明したが、これに限らず、接続電極、支持電極及び導通電
極の形成を、第一の励振電極の形成と同時に行うことも可能である。この場合、第二の励
振電極の形成の際は、他の電極の形成は行わず、第二の励振電極のみの形成となる。
【００５９】
本例によれば、励振電極の厚みを、浮き電極等他の電極の厚みより厚くした圧電振動片
を製造することができる。厚みすべり振動の伝播は、共振周波数の高い方（圧電基板の薄
い）から低い方（圧電基板の厚い）へ伝播することから、本例の構成では、励振電極が形
成された部分の圧電振動片の厚みが、浮き電極を形成した圧電振動片の部分の厚みより大
きいため、振動の伝播が発生しない。即ち、励振電極の形成された部分の主振動が浮き電
極の形成された外周部への伝播を抑制することができる圧電振動片を提供することができ
る。
【００６０】
また、前述の実施例４では、電極形成用マスク、及び第二の電極層形成用マスクは金属
マスクを用いる方法を用いて説明したが、電極形成用マスク、及び第二の電極層形成用マ
スクは、金属マスクに限らず、フォトレジスト等を用いての、所謂、フォトリソ加工を行
って形成したマスクを用いてもよい。
＜変形例＞
【００６１】
水晶片に形成する厚みすべり振動の伝播を抑制するための溝部の変形例を、図５、図６
、図７、図８、及び図９を用いて説明する。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、溝部は、周状に設けられた溝幅ｗ３の複数の
溝の一部に溝を有していない構成でも良い。図５（ａ）は、４つのコーナー部Ｃ１、Ｃ２
、Ｃ３及びＣ４に溝がない構成であり、図５（ｂ）は、Ｚ´軸方向の一部に溝がない部分
Ｆを有する構成である。なお、溝がない部分は、振動の減衰に影響がなければ、位置、個
数は任意に設定することができる。
【００６２】
また、溝部は、図５（ｃ）に示すように、周状に設けられた複数の溝の幅は一定でなく
てもよく、部分的に幅の広い部分が有っても良い。図５（ｃ）によれば、外周側の溝Ｏで
は、Ｚ´軸方向に沿って設けられる溝の幅がＸ軸に沿って設けられる溝の幅よりも大きい
構成であり、中心部側の溝Ｉでは、Ｚ´軸方向に沿って設けられる溝の幅がＸ軸に沿って
設けられる溝の幅よりも小さい構成となっている。
また、溝の幅が辺の途中で部分的に大きくなっている部分Ｑを有してもよく、さらに図
示しないが、溝の幅が部分的に小さくなっている部分を有してもよい。
【００６３】
また、図６に示すように、溝８が振動片１０の中心部を囲むように周状に設けられてお
り、急激な減衰を避けなければならない方向（本例では、支持方向）における溝８にほぼ
沿った位置（本例では、溝８の外周側）に、溝幅ｗ４の溝９、及び、溝１０を設ける構成
も用いることができる。
【００６４】
また、溝部を構成する複数の溝のうちの、最も振動片の外周側にある溝の幅を、振動片
の厚み（Ｙ´方向寸法）よりも大きくすることで、振動の伝播を完全に抑制することが可
能となる。
【００６５】
なお、溝９及び溝１０は、振動片１０の外周に達しておらず、振動片１０内にそれぞれ
の溝の端を有することがよい。これにより、振動片外周部の厚みを確保することと、振動
片１０の端面に達した溝部に起こる応力集中を防止することによって、外部からの衝撃等
による振動片の破壊（割れ、クラック）を防ぐことができる。
【００６６】
また、図７に示すように、振動片１０の中心部に近い溝３、振動片１０の外周部に近い
溝５、溝３と溝５との中間に位置する溝４の３つの溝を有し、振動片の中心部に近い２つ
の溝、即ち、溝３と溝４の間隔Ｌ３が、振動片の外周部に近い２つの溝、即ち、溝４と溝
５の間隔Ｌ４より大きく（Ｌ３＞Ｌ４）形成してもよい。
【００６７】
同様に、図示しないが、溝が４つ以上設けられた場合は、溝と溝との間隔を、振動片１
０の中心部から外周部に向かって順次小さくなるように形成してもよい。
【００６８】
振動の減衰は、溝と溝との間隔を大きくする、即ち、減衰が起こらない領域を大きくす
ることにより、減衰の早さがゆっくりとなる。
本例のように、振動領域に近接する部分での溝と溝との間隔を大きく形成し、外周部に
向かって順次小さくするように形成することにより、振動変位の大きい、即ち、主振動に
近接する領域での振動の減衰はゆっくりとなり、急激な振動の減衰を起こすことなく外周
部に向かって徐々に減衰を行う。したがって、主振動である厚みすべり振動の電気特性に
影響させることなく外周部への振動の伝播を抑制することができる。
【００６９】
また、図８に示すように、振動片１０の中心部に近い溝６の溝幅Ｓ６が、振動片１０の
外周に近い溝７の溝幅Ｓ７よりも小さく（Ｓ６＜Ｓ７）形成されてもよい。
【００７０】
同様に、溝が３個以上の複数設けられる場合は、溝の溝幅が、振動片１０の中心部から
外周部に向かって順次大きくなるように形成する。
【００７１】
振動の減衰は、溝幅が小さければ小さいほど、当該溝による減衰を小さくすることがで
きるため、主振動領域に近接する溝の幅を最も小さく形成し、外周部に向かって順次大き
くするように形成することにより、振動変位の大きな主振動に近接する部分での減衰を小
さく開始し、順次主振動の影響が小さくなる外周側に近づくにつれて溝幅を大きくして完
全な減衰を図ることができる。したがって、主振動に近接する領域での急激な振動の減衰
を防止することができるため、主振動である厚みすべり振動の電気特性に影響させること
なく外周部への振動の伝播を完全に抑制することができる。
【００７２】
また、図９に示すように、溝の幅寸法２ｗを振動片の厚み寸法２ｂよりも大きくするこ
とにより、一つの溝の構成においても、厚みすべり振動の外周部への伝播を防止すること
ができる。
【００７３】
なお、前述までの説明では、短冊型（矩形形状）の振動片を用いて説明したが、外形形
状が円形の振動片、外形形状が正方形の振動片等他の形状の振動片形状においても同様な
構成を用いることができる。
【００７４】
また、溝は主面の表裏に設けることで説明したがこれに限らず、片面に設ける構成でも
同様な効果を有している。
【００７５】
また、上述の実施例、及び応用例の説明に用いた図では、周状の溝が、直線で振動片の
外形形状に平行で形成される例で表されているが、これに限らず、曲線形状などの非直線
形状でもよく、さらには、振動片の外形には平行でなくても構わない。
【００７６】
また、励振電極の材料を浮き電極の材料より密度の高い材料とすることで、振動の伝播
を抑制することが可能となる。例えば、励振電極の材料に密度１９．３の金（Ａｕ）を用
い、浮き電極の材料に密度１０．５の銀（Ａｇ）を用いる。また、励振電極の材料に密度
１０．５の銀（Ａｇ）を用い、浮き電極の材料に密度２．７のアルミ（Ａｌ）を用いるこ
ともできる。
【実施例５】
【００７７】
本発明の圧電振動片を用いた圧電振動子を、図１０に示し説明する。図１０は、本発明
の圧電振動子の概略図であり、図１０（ａ）は、圧電振動子の斜視図、図１０（ｂ）は、
図１０（ａ）に示す圧電振動子の正面断面図である。
【００７８】
本発明の圧電振動子６５は、保持部の一例としての、セラミック製のパッケージ（収納
容器）６６の内の基台６７に、厚みすべり振動を発生させるために任意の形状で形成され
た励振電極６８と、励振電極から接続される外部接続のための支持電極６９と、厚みすべ
り振動の外周部への伝播を抑制するための励振電極６８を囲む概周状の溝７１と、溝７１
の外周側に設けられた浮き電極７５、７６とを、主面に形成した圧電振動片７０が導電性
接着剤７２などにより電気的接続を取りながら固定されている。ここで、パッケージ６６
の底部７３は、圧電振動片７０が固定接続される基台６７以外の部分は圧電振動片７０に
接しないように窪み構造となっている。さらに、蓋体７４がパッケージ６６の上面に接合
されて気密性を保持する構成となっている。
【００７９】
本発明によれば、振動片の中心部を囲む概周状の溝により振動片のすべての方向の外周
部において、主振動である厚みすべり振動に影響のない値まで振動を減衰することが可能
な圧電振動片を用いることにより、該振動片の外周部をパッケージに固定接続しても、主
振動の特性に影響ない安定した振動を継続できる、或いは、周波数可変を大きく取れるな
ど振動特性のよい圧電振動子を提供することができる。
【実施例６】
【００８０】
本発明の圧電振動片を用いた圧電発振器を、図１１に示し説明する。図１１は、本発明
の圧電振動器の概略図であり、図１１（ａ）は、圧電発振器の斜視図、図１１（ｂ）は、
図１１（ａ）に示す圧電発振器の正面断面図である。
【００８１】
本発明の圧電発振器８０は、保持部の一例としての、セラミック製のパッケージ（収納
容器）８１の内の圧電振動片８７の固着部である基台８２に、厚みすべり振動を発生させ
るために任意の形状で形成された励振電極８４と、励振電極８４から接続される外部接続
のための支持電極８５と、厚みすべり振動の外周部への伝播を抑制するための励振電極８
４を囲む概周状の溝８６と、溝８６の外周側に設けられた浮き電極９２、９３とを、表裏
に設けた主面に形成した圧電振動片８７が導電性接着剤８８などにより電気的接続を取り
ながら固定されている。さらに、該パッケージ８１の底部８９には、圧電振動片８７と電
気的に接続された、少なくとも圧電振動片８７を動作させる機能を有する動作回路部９０
が固定されている。ここで、パッケージ８１の底部８９は、圧電振動片が固定接続される
基台８２以外の部分は圧電振動片８７と動作回路部９０が接しないような深さを持った窪
み構造となっている。さらに、パッケージ８１の内に固着された圧電振動片８７、及び動
作回路部９０は、パッケージ８１の上面に接合される蓋体９１によって気密性を持って収
納される。
【００８２】
なお、前述の実施例においては、支持電極を振動片の長手方向（支持方向）の一方の端
付近に設ける例を用いて説明したが、一方の端だけでなく、他の一方端共に、支持電極を
設ける構成でもよい。
【００８３】
本例によれば、振動片の中心部を囲む概周状の溝により振動片のすべての方向の外周部
において、主振動である厚みすべり振動に影響のない値まで振動を減衰することが可能な
圧電振動片を用いることにより、該振動片の外周部をパッケージに固定接続しても、主振
動の特性に影響ない安定した振動を継続できる、或いは、周波数可変を大きく取れるなど
振動特性のよい圧電発振器を提供することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０…水晶振動片、１１…水晶基板（水晶片）、１２…水晶基板の表裏の主面、１３…
主面の中心部、１４…内側の溝、１５…外側の溝、１６…励振電極、１６ａ…表面の励振
電極、１６ｂ…裏面の励振電極、１７…接続電極、１８…支持電極、１９…溝と溝間の浮
き電極、２０…外周部の浮き電極、２１…支持電極、２２ａ…導通電極、２２ｂ…導通電
極、Ｘ…結晶軸におけるＸ軸方向（振動片の支持方向）、Ｙ´…Ｘ軸回りに所定量回転し
たＹ軸方向（振動片の厚み方向）、Ｚ´…Ｘ軸回りに所定量回転したＺ軸方向（振動片の
幅方向）、２ａ…Ｘ軸方向における振動片の外形寸法（振動片支持方向寸法）、２ｂ…Ｙ
軸方向における振動片の厚み寸法、２ｃ…Ｚ軸方向における振動片の外形寸法（振動片の
幅寸法）、ｗ１…内側の溝の幅、ｗ２…外側の溝の幅、６５…圧電振動子、８０…圧電発
振器。
【図１】
2010093837.tif 000003
【図２】
2010093837.tif 000004
【図３】
2010093837.tif 000005
【図４】
2010093837.tif 000006
【図５】
2010093837.tif 000007
【図６】
2010093837.tif 000008
【図７】
2010093837.tif 000009
【図８】
2010093837.tif 000010
【図９】
2010093837.tif 000011
【図１０】
2010093837.tif 000012
【図１１】
2010093837.tif 000013
【図１２】
2010093837.tif 000014
【図１３】
2010093837.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月25日(2009.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みすべり振動を主振動とする圧電基板と、
前記圧電基板の表裏の面に形成され、前記圧電基板を励振させる励振電極と、
前記励振電極の外縁に沿って周状に形成された溝部と、
前記溝部の外縁から前記圧電基板の外周端までの領域に形成され、前記励振電極と電気的に絶縁された浮き電極と、を有し、
前記励振電極と前記溝部の領域外のすべてに前記浮き電極を形成して、前記圧電基板の表裏の面に露出する部分を皆無とすることを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動片であって、
前記励振電極と引き出し電極とに接続され、前記圧電振動片を支持するための支持電極と、前記溝部と接続され、前記支持電極を囲む凹部と、を有し、
前記励振電極と前記溝部と前記支持電極と前記凹部の領域外のすべてに前記浮き電極を形成して、前記圧電基板の表裏の面に露出する部分を皆無とすることを特徴とする圧電振動片。
【請求項３】
請求項１に記載の圧電振動片であって、
前記励振電極と接続され、前記圧電基板を支持する支持電極を有し、
前記圧電基板は、前記励振電極、及び前記浮き電極が形成される第一の面と、前記支持電極が形成される第二の面とを有し、
前記第一の面を形成する部分の前記圧電基板の厚みが、前記第二の面を形成する部分の前記圧電基板の厚みより厚いことを特徴とする圧電振動片。
【請求項４】
請求項３に記載の圧電振動片であって、
前記第二の面は、前記圧電振動片を支持する方向の前記溝部の外縁から前記圧電振動片の外周端までの領域に形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電振動片であって、
前記第二の面は、前記溝部と接続し、前記第一の面から、前記溝部の深さとほぼ等しい深さの段差を有することを特徴とする圧電振動片。
【請求項６】
請求項１又は請求項３のいずれかに記載の圧電振動片であって、
前記励振電極、及び前記浮き電極は、同じ材料で形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動片であって、
前記励振電極、及び前記浮き電極は、金で形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項８】
請求項１又は請求項３のいずれかに記載の圧電振動片であって、
前記励振電極と前記浮き電極とは異なる材料で形成されており、前記励振電極を形成する材料の密度が前記浮き電極を形成する材料の密度より高いことを特徴とする圧電振動片。
【請求項９】
請求項１又は請求項３のいずれかに記載の圧電振動片であって、
前記溝部は、複数の溝を有することを特徴とする圧電振動片。
【請求項１０】
厚みすべり振動を主振動とする圧電基板の表裏の面に溝部を有する圧電振動片の製造方法であって、
前記圧電基板の表裏の面に、少なくとも前記圧電基板を励振させる励振電極、及び、前記励振電極と不接続な浮き電極に対応する窓開け部を有する第一のマスクを設け、前記第一のマスク上から金属層を形成する第１の工程と、
前記第一のマスクを除去し、前記金属層のうち前記第一のマスクの窓開き部に形成された、前記励振電極、及び、前記浮き電極を露出させる第２の工程と、
前記励振電極、及び、前記浮き電極を第二のマスクとして、前記励振電極の外縁に沿って周状に形成される溝部を、前記圧電基板に形成する第３の工程と、
を有することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の圧電振動片と、
前記圧電振動片を固着して接続を行う保持部と、
を有することを特徴とする圧電振動子。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の圧電振動片と、
前記圧電振動片を駆動するための回路部と、
前記圧電振動片及び前記回路部を固着して接続を行う固着部を有する保持部と、
を有することを特徴とする圧電発振器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
かかる問題を解決するために、厚みすべり振動を主振動とする圧電基板と、前記圧電基板の表裏の面に形成され、前記圧電基板を励振させる励振電極と、前記励振電極の外縁に沿って周状に形成された溝部と、前記溝部の外縁から前記圧電基板の外周端までの領域に形成され、前記励振電極と電気的に絶縁された浮き電極と、を有し、前記励振電極と前記溝部の領域外のすべてに前記浮き電極を形成して、前記圧電基板の表裏の面に露出する部分を皆無とすることを特徴とする。
本発明の圧電振動片によれば、励振電極、及び溝部を除く領域に浮き電極が形成されているため、表裏の面における圧電基板面の露出する部分が皆無となり、圧電基板面同士が直接接触する、或いは、圧電基板面が加工装置に直接接触することを防止できるため、圧電基板の欠け、割れ等を防止でき、圧電振動片の耐衝撃性を向上することができる。      
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、さらに、前記励振電極と引き出し電極とに接続され、前記圧電振動片を支持するための支持電極と、前記溝部と接続され、前記支持電極を囲む凹部と、を有し、前記励振電極と前記溝部と前記支持電極と前記凹部の領域外のすべてに前記浮き電極を形成して、前記圧電基板の表裏の面に露出する部分を皆無としてもよい。