(57)【要約】【課題】電極パターン形成時に生じる電極間ショートを防止し、低価格の振動片、この振動片を備えた振動子、発振器、電子機器及び移動体を提供する。【解決手段】基部と、前記基部から延出し、互いに前記基部の幅方向に並んで設けられている一対の振動腕と、を含み、前記基部は、前記基部の内側から前記一対の振動腕の股部に向かって延び、前記基部の主面に対して傾斜している有底の溝を有し、前記溝の外形は、平面視で曲線を含む振動片。【選択図】図１
2014107712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部から延出し、互いに前記基部の幅方向に並んで設けられている一対の振動腕と、
を含み、
前記基部は、
前記基部の内側から前記一対の振動腕の股部に向かって延び、前記基部の主面に対して傾斜している有底の溝を有し、
前記溝の外形は、平面視で曲線を含むことを特徴とする振動片。
【請求項２】
請求項１において、
前記底部の前記基部の主面からの深さが、
前記振動腕の延出している方向に沿って、且つ前記基部の内側から前記股部に向かって、漸次深くなっている傾斜部を含むことを特徴とする振動片。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記溝の外形は、
第１の溝と、前記第１の溝よりも幅の広い第２の溝と、
を含み、
前記第１の溝の外縁と前記第２の溝の外縁との交差角度は１８０°以上であることを特徴とする振動片。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記一対の振動腕の間に前記基部から延在されている支持腕を含むことを特徴とする振動片。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記溝が、
前記一対の振動腕の間の幅方向の中心、あるいは前記一対の振動腕のうち少なくとも一方の振動腕と前記支持腕との間の幅方向の中心からずれて設けられていることを特徴とする振動片。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の振動片と、
前記振動片が収容されているパッケージと、
を備えていることを特徴とする振動子。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の振動片と、
発振回路と、
を備えていることを特徴とする発振器。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の振動片を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の振動片を備えていることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動片、振動子、発振器、電子機器及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピューター、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、又はページングシステム等の移動体通信機器等において、振動子や発振器等の電子デバイスが広く使用されている。
従来から、振動子や発振器が備える振動片は、基部と、基部から互いに平行となるように並んで延出する一対の振動腕とを有している。また、各振動腕には、外周を構成する４つの面のそれぞれに電極が配置されており、各電極は、基部の主面に並んで設けられた２つの導電パッドのいずれか一方と配線を介して接続されている。
一般的な振動片の製造方法では、大型基板に複数の振動片の外形形状をフォトリソグラフィ技術を用いたウェットエッチングにより形成し、その後、電極材料を蒸着やスパッタなどの方法で振動片の略全面に成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて電極パターンを形成することで、複数個の振動片を同時に製造している。しかし、この製造方法では、一対の振動腕の根元にある股部に電極が残り、ショート不良が発生しやすいという問題がある。
特許文献１には、電極パターン形成後に、一対の振動腕の根元にある股部にレーザー照射を行う工程を追加することで、股部におけるショートを防ぎ、歩留まりを大幅に向上させている。
ところが、このようなレーザー照射工程を追加しショートを防止する方法は、新たにレーザー照射工程の製造コストが付加されるため、製造コストが上がってしまうという問題がある。
そこで、特許文献２では、振動腕の根元にある股部分において基部の表裏のいずれか一方の主面から傾斜した矩形の傾斜部を設けることが記載されている。
また、特許文献３では、振動腕の根元にある股部分において基部の表裏の主面に輪郭形状が直線状の傾斜部を設けることが記載されている。
これらの傾斜部により股部における電極パターンのショートを防ぎ、歩留まりを大幅に向上させることが期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９８８２４号公報
【特許文献２】特開２００４−７２６０９号公報
【特許文献３】特開２０１１−２１１４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２に記載されている傾斜部では、当該傾斜部が基部の一方の主面のみから形成されているので、振動湾が屈曲振動をしているときの振動バランスが崩れることによって、２本の振動腕は互いに逆相に捩れる振動が加わることになる。その結果、振動漏れが増大して、Ｑ値の劣化や安定した特性が得られないという問題が新たに生じる課題がある。更に、特許文献２及び特許文献３では、屈曲運動により生じる歪が傾斜部の有する角部に集中し、屈曲振動する振動片の圧縮部と伸張部との間で発生する熱伝導による温度変化が当該角部に集中してしまうことになるので、熱流が大きくなるため、熱弾性損失が増大し所望のＱ値が得られないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る振動片は、基部と、前記基部から延出し、互いに前記基部の幅方向に並んで設けられている一対の振動腕と、を含み、前記基部は、前記基部の内側から前記一対の振動腕の股部に向かって延び、前記基部の主面に対して傾斜している有底の溝を有し、前記溝の外形は、平面視で曲線を含むことを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、一対の振動腕の間の根元に、有底で傾斜を有する溝部を設けることにより、ショートの要因となっていた股部の略垂直な側面部が除去され、側面部への露光が完全に行われるため、股部の側面部に残っていた電極を除去しショートを防止することができる。よって、レーザー照射工程が必要なくなり、製造コストを抑えることができるという効果がある。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に記載の振動片において、前記底部の前記基部の主面からの深さが、前記振動腕の延出している方向に沿って、且つ前記基部の内側から前記股部に向かって、漸次深くなっている傾斜部を含むことを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、振動腕の股部に向かって、漸次深くなっている溝部を設けることで、振動腕の股部に生じていた略垂直な側面部を除去し、露光が完全に行われる傾斜を有する側面部とすることができるため、股部の側面部に電極が残らなくなりショートを防止することができるという効果がある。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に記載の振動片において、前記溝の外形は、第１の溝と、前記第１の溝よりも幅の広い第２の溝と、を含み、前記第１の溝の外縁と前記第２の溝の外縁との交差角度は１８０°以上であることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、股部１８に接している第１の溝の幅（Ｘ軸方向の長さ）が長いため、股部の略垂直な側面部を広く除去することができ、ショートをより防止することができる。また、股部と反対方向の第２の溝の幅（Ｘ軸方向の長さ）が狭いことで、単純な矩形形状の溝部に比べ、振動した際や衝撃を受けた際の応力を分散する効果が期待できるために、耐振動性や耐衝撃性を高めることができる。そのため、ショート不良をより防止でき、信頼性の高い振動片を得ることができるという効果がある。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に記載の振動片において、前記一対の振動腕の間に前記基部から延在されている支持腕を含むことを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、一対の振動腕の間に支持腕を設けることにより、基部における支持部分が必要なくなるため、振動片の全長を短くすることができ、小型の振動片が得られるという効果がある。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に記載の振動片において、前記溝部が、前記一対の振動腕の間の幅方向の中心、あるいは前記一対の振動腕のうち少なくとも一方の振動腕と前記支持腕との間の幅方向の中心からずれて設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、電極間のショートを防止する溝部が一対の振動腕の間の幅方向の中心、あるいは一方の振動腕と支持腕との間の幅方向の中心からずらして設けることで、振動腕間の股部や振動腕と支持腕との間の股部にエッチング異方性により生じるヒレ状の異形部による左右の振動腕の剛性の相違による振動特性の悪化を防止することができる。そのため、ショート不良を防止し、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値の低い振動片を得ることができるという効果がある。
【００１６】
［適用例６］本適用例に係る振動子は、上記適用例に記載の振動片と、前記振動片が収納されているパッケージと、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、振動片をパッケージに収納することで、温度変化や湿度変化などの外乱の影響や汚染による影響を防ぐことができるため、周波数再現性、周波数温度特性、ＣＩ温度特性及び周波数エージング特性に優れた振動子が得られるという効果がある。
【００１８】
［適用例７］本適用例に係る発振器は、上記適用例に記載の振動片と、発振回路と、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、振動片と発振回路とを電気的に接続することで、安定な発振特性を有する発振器が得られるという効果がある。
【００２０】
［適用例８］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の振動片を備えていることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、振動片を用いることで、安定な発振特性を有する発振器を備えた電子機器が構成できるという効果がある。
【００２２】
［適用例９］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の振動片を備えていることを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、振動片を用いることで、周波数再現性や周波数エージング特性に優れた振動子や発振器を得ることができるため、その振動子や発振器を用いて構成された安定で正確な電子制御ユニットを備えた移動体が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る振動片の構造を示した概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る振動片の図１（ａ）のＳ部拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図。
【図３】電極間のショートを説明する概略図であり、（ａ）は従来の振動片の股部、（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る振動片の股部。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る振動片の構造を示したＳ部拡大図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る振動片の構造を示したＳ部拡大図。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る振動片の構造を示した概略平面図。
【図７】本発明の振動片を備える振動子の構造を示した概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＧ−Ｇ線断面図。
【図８】本発明の振動片を備える発振器の構造を示した概略断面図。
【図９】本発明の振動片を備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。
【図１０】本発明の振動片を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図。
【図１１】本発明の振動片を備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を示す斜視図。
【図１２】本発明の振動片を備える振動子や電子デバイスを適用した移動体としての自動車の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
（振動片）
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動片の構造を示した概略図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る振動片の図１（ａ）のＳ部拡大図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図３は、電極間のショートを説明する概略図であり、図３（ａ）は従来の振動片の股部、図３（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る振動片の股部である。なお、各図では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を図示している。また、以下の説明では、説明の便宜上、Ｚ軸方向から見たときの平面視において、＋Ｚ軸方向の面を上面、−Ｚ軸方向の面を下面として説明する。
【００２７】
図１に示す振動片１は、基部１２と、振動腕２１，２２と、錘部２４，２５と、を備えた振動基板１０と、この振動基板１０上に設けられた電極３０とで構成されている。
振動基板１０は、例えば、圧電基板として、水晶、特に、Ｚカット水晶板で構成されている。これにより、振動片１は、優れた振動特性を発揮することができる。Ｚカット水晶板とは、水晶のＺ軸（光軸）を厚さ方向とする水晶基板である。Ｚ軸は、振動基板１０の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、常温近傍における周波数温度変化を小さくする観点からは、厚さ方向に対して若干（例えば、１５°未満程度）傾けることになる。
振動基板１０は、基部１２と、基部１２から−Ｙ軸方向へ突出し、且つ、Ｘ軸方向に並んで設けられた一対の振動腕２１，２２を有している。
【００２８】
基部１２は、ＸＹ平面に広がりを有し、Ｚ軸方向に厚さを有する略板状をなしている。本実施形態の基部１２は、振動腕２１，２２の間の根元に、股部１８に接して、基部１２の上面と下面とに溝部１６ａ，１６ｂが設けられており、互いに同じ形状をなしている。このような溝部１６ａ，１６ｂを設けることにより、電極間のショートを防止することができる。
【００２９】
振動腕２１，２２は、Ｘ軸方向に並んで設けられており、それぞれ、基部１２から−Ｙ軸方向に延出（突出）している。また、振動腕２１，２２の先端には、振動腕２１，２２の幅（Ｘ軸方向の長さ）よりも広い幅（Ｘ軸方向の長さ）を有する錘部２４，２５が設けられている。このような錘部２４，２５を設けることによって、振動片の小型化を図ることができたり、振動腕の屈曲振動の周波数を低めたりすることができる。なお、錘部２４，２５は、必要に応じて複数の幅（Ｘ軸方向の長さ）を有していてもよく、省略してもよい。
【００３０】
また、振動腕２１，２２には、主面の上下に、それぞれの主面に開放する有底の振動腕溝部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂが設けられている。これら振動腕溝部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂは、Ｙ軸方向に延在して設けられており、互いに同じ形状をなしている。そのため、振動腕２１，２２は、図１（ｂ）に示すように略「Ｈ」状の横断面形状をなしている。このような振動腕溝部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂを形成することによって、屈曲振動によって発生する熱が拡散（熱伝導）し難くなり、屈曲振動周波数（機械的屈曲振動周波数）ｆが熱緩和周波数ｆ０より大きな領域（ｆ＞ｆ０）である断熱的領域では、熱弾性損失を抑制することができるので、低ＣＩ値の振動片を得るためには非常に有効である。なお、振動腕溝部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂは、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。
【００３１】
次に、基部１２に設けられた溝部１６ａ，１６ｂについて詳細に説明する。
図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る振動片の図１（ａ）のＳ部拡大図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図２では、図１において省略したエッチング異方性により生じる傾斜面を有するヒレ状の異形部１８ａ，１８ｂを簡略化して示してある。
【００３２】
溝部１６ａ，１６ｂは、振動腕２１，２２の間の根元に、股部１８に接して、基部１２の上面と下面とに設けられている。２つの溝部１６ａ，１６ｂのＢ−Ｂ線断面形状は、それぞれＹ軸に対しおおよそ線対称の形状であり（図２（ｂ）では線対称に簡略化している）、振動腕２１，２２の間の根元から股部１８に向かって、基部１２の主面に対して傾斜しており、基部１２の主面に対し略垂直な側面と、主面に対し２つの傾斜角を有する２つの傾斜面と、の３つの面で構成されている。図２（ｂ）の破線で示した部分は、溝部１６ａ，１６ｂを施さなかった従来の振動片の股部１８のＢ−Ｂ線断面形状であり、基部１２の主面に対し略垂直な側面が基部１２の上面と下面とから、異形部１８ａまで形成されている。
【００３３】
溝部１６ａ，１６ｂの外形は、平面視で曲線を含んでいるので、角部が無く歪が集中する部分が存在しないため、熱弾性損失を低減することができる。
また、基部１２の上面と下面にそれぞれ、溝部１６ａ，１６ｂが形成されているので、振動漏れを低減できる。更に、溝部１６ａ，１６ｂの外形は、平面視で表裏対称に近い形状であることが好ましい。
【００３４】
ここで、股部１８で生じる電極間のショートについて説明する。
図３は、振動片の−Ｙ軸方向から見た一対の振動腕の股部の概略図あり、図３（ａ）は従来の振動片の股部、図３（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る振動片の股部である。図３（ａ）より、従来の振動片の股部１８は基部１２の主面に対し略垂直な側面部に残渣電極３６ａ，３６ｂが残り、第１駆動用電極３１と第２駆動用電極３２とをショートしていることが解る。これは、電極パターン形成における露光の工程で、股部１８の基部１２の主面に対し略垂直な側面部に塗布されたレジストに光が照射されなかったためであり、基部１２の主面に対し略垂直な方向からの光で股部１８の基部１２の主面に対し略垂直な側面部を完全に露光することは非常に困難である。そのため、股部１８の基部１２の主面に対し略垂直な側面部に残渣電極３６ａ，３６ｂが残ってしまう。
【００３５】
それに対し、図３（ｂ）の本発明の第１の実施形態に係る振動片の股部１８は、溝部１６ａ，１６ｂが基部１２の上下面に設けられているので、基部１２の主面に対し略垂直な側面部の一部分を除去することができ、基部１２の主面に対し略垂直な方向からの光でも股部１８の側面部の一部分（溝部１６ａ，１６ｂ）が完全に露光されるため、ショートの要因となっていた残渣電極３６ａ，３６ｂを断線することができる。なお、股部１８の基部１２の主面に対し略垂直な側面部の深さ（Ｚ軸方向の長さ）が振動基板１０の板厚の１０％から２０％以下であれば、基部１２の主面に対し略垂直な方向からの光でも、光の回折によって十分露光することができるので、溝部１６ａ，１６ｂに生じる基部１２の主面に対し略垂直な側面部や股部１８の異形部１８ａに接して残る基部１２の主面に対し略垂直な側面部はショート不良の要因とはならない。
【００３６】
本実施形態における溝部１６ａ，１６ｂの形状は、Ｚ軸方向から見たときの平面視で股部１８と反対方向の形状が円弧形状であるが、三角形状でも構わない。なお、溝部１６ａ，１６ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）は、振動基板１０の板厚の５０％以上で振動腕２１，２２の間に収まる範囲の寸法であれば望ましい。また、溝部１６ａ，１６ｂの長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、振動基板１０の板厚の５０％以上が望ましい。更に、基部１２の上面と下面に設けられた溝部１６ａ，１６ｂは、Ｚ軸方向から見たときの平面視で同位置に配置されているが、特に限定されず、それぞれが同位置でなく、幅方向（Ｘ軸方向）にずれた配置であっても構わない。
【００３７】
溝部１６ａ，１６ｂのＹＺ断面形状は、基部１２の主面に対し略垂直な側面と、主面に対し２つの傾斜角を有する２つの傾斜面と、の３つの面で構成される場合だけでなく、溝部１６ａ，１６ｂの形状やエッチング時間により、基部１２の主面に対し２つの傾斜角を有する２つの傾斜面の２面で構成される場合もある。
振動腕に設けられている振動腕溝部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂよりも溝部１６ａ，１６ｂの幅は狭い。前記振動腕溝部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂと前記溝部１６ａ，１６ｂは同時にウェットエッチングにより形成されるが、この際、振動腕溝部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂの幅よりも溝部１６ａ，１６ｂの幅の方を狭くすることにより、溝部の傾斜面が貫通してしまう虞がない。
【００３８】
溝部１６ａ，１６ｂの幅は、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。溝の幅を１０μｍよりも小さくすると溝を十分に掘り込むことができず、前記振動腕溝部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂの形成工程とは別に、別途新たな溝の形成工程を設けなければならない。また、溝の幅を２００μｍ以上にしてしまうと、溝が貫通してしまう虞がある。
【００３９】
以上、振動片１の構成について簡単に説明した。次に、この振動基板１０上に設けられた電極３０について説明する。
図１（ａ）に示すように、電極３０は、複数の第１駆動用電極３１と、第１導電パッド３１ａと、これら複数の第１駆動用電極３１と第１導電パッド３１ａとを接続する配線と、複数の第２駆動用電極３２と、第２導電パッド３２ａと、これら複数の第２駆動用電極３２と第２導電パッド３２ａとを接続する配線と、を有している。
【００４０】
第１駆動用電極３１は、振動腕２１の各振動腕溝部２８ａ，２８ｂの内面と、振動腕２２の各側面３４ａ，３４ｂとに設けられている。振動腕溝部２８ａ，２８ｂの第１駆動用電極３１は、基部１２の上面と下面に設けられた配線を介して、基部１２の上面や下面に形成された第１導電パッド３１ａに接続されている。側面３４ａの第１駆動用電極３１は、錘部２５に設けられた配線を介して側面３４ｂの第１駆動用電極３１に接続されている。側面３４ｂに設けられた第１駆動用電極３１は、基部１２の上面と下面と側面に跨って設けられた配線を介して、第１導電パッド３１ａと電気的に接続されている。
【００４１】
一方、第２駆動用電極３２は、振動腕２２の各溝部２９ａ，２９ｂの内面と，振動腕２１の各側面３３ａ，３３ｂとに設けられている。溝部２９ａ，２９ｂの第２駆動用電極３２は、基部１２の上面と下面に設けられた配線を介して側面３３ｂの第２駆動用電極３２に接続されている。次に、側面３３ｂに設けられた第２駆動用電極３２は、錘部２４に設けられた配線を介して側面３３ａに設けられた第２駆動用電極３２に接続されている。側面３３ａに設けられた第２駆動用電極３２は、基部１２の上面と下面と側面に跨って設けられた配線を介して、基部１２の上面や下面に形成された第２導電パッド３２ａと電気的に接続されている。
【００４２】
これにより、第１、第２導電パッド３１ａ，３２ａから、各配線を通じて、第１、第２駆動用電極３１，３２に駆動電圧が印加されることで、振動片の振動腕内で電界が適切に発生し、一対の振動腕２１，２２が互いに接近、離間を繰り返すように面内方向（ＸＹ平面方向）に所定の周波数で振動する。
電極３０の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電材料を用いることができる。
【００４３】
以上、振動片１について説明した。このような振動片１は、次のようにして製造することができる。なお、以下に説明する製造方法は、１つの例であって、他の製造方法によって振動片１を製造してもよい。
先ず、振動基板１０にエッチング保護膜、例えば、クロム（Ｃｒ）を下地とした金（Ａｕ）を蒸着やスパッタリング等によって成膜し、レジスト膜を塗布後にフォトリソグラフィ技術により振動片１の外形形状のパターンを形成後、振動基板１０をウェットエッチングすることで振動片１の外形が形成される。
【００４４】
次に、振動片１の外形が形成され振動基板１０に、エッチング保護膜を成膜し、レジスト膜塗布後、フォトリソグラフィ技術により溝部１６ａ，１６ｂと振動腕溝部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂのパターンを形成後、振動基板１０をウェットエッチングすることで振動片１の外形上に溝部１６ａ，１６ｂと振動腕溝部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂが形成される。
【００４５】
その後、振動片１の外形上に溝部１６ａ，１６ｂと振動腕溝部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂが形成された振動基板１０に、電極膜を成膜し、レジスト膜塗布後、フォトリソグラフィ技術により電極のパターンを形成後、電極膜をウェットエッチングすることで電極３０が形成され、図１（ａ）に示すような、振動片１が得られる。
【００４６】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る振動片の構造のＳ部拡大図である。
以下、第２の実施形態について、図２（ａ）に示す第１の実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２の実施形態は、振動片１ａの基部１２に設けられた溝部１６ｃ，１６ｄの構成（形状）が異なる以外は、第１実施形態とほぼ同様である。なお、図４では、前述した第１の実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００４７】
図４に示す第２の実施形態の振動片１ａは、溝部１６ｃ，１６ｄの平面形状が徐々に幅（Ｘ軸方向の長さ）が広くなる領域を含む凸形状であり、振動腕２１，２２の間の根元に、幅（Ｘ軸方向の長さ）が長い辺を有する第１の溝部１７ａを股部１８に接して、基部１２の上面と下面とに設けられている。本実施形態では、溝部１６ｃ，１６ｄの凸形状の突出している部分が矩形形状ではなく突出部分が円弧形状であるが、三角形状でも構わない。
【００４８】
また、基部１２の上面と下面に設けられた溝部１６ｃ，１６ｄは、Ｚ軸方向から見たときの幅方向（Ｘ軸方向）中心位置が平面視で同位置に配置されているが、特に限定されず、それぞれが互いに接している限り、それぞれが同位置でなく、幅方向（Ｘ軸方向）にずれた配置であっても構わない。
溝部１６ｃ，１６ｄの輪郭は、角度が１８０°度以上の角部を含んでいるが、１８０°以上の角部には歪みは発生しないため、熱弾性損失が増大することはない。
【００４９】
このような構成により、溝部１６ｃ，１６ｄの股部１８に接している部分の幅（Ｘ軸方向の長さ）が長いため、股部１８に生じる基部１２の主面に対し略垂直な側面部を広く除去することができ、ショートをより防止することができる。また、溝部１６ｃ，１６ｄの股部１８と反対方向の凸形状の突出部の幅（Ｘ軸方向の長さ）が狭いことで、単純な矩形形状の溝部に比べ、振動した際や衝撃を受けた際の応力を分散する効果が期待できるために、耐振動性や耐衝撃性を高めることができる。そのため、信頼性を高め、ショート不良をより防止でき、信頼性の高い振動片を得ることができるという効果がある。
【００５０】
振動腕に錘部を有する音叉型振動片の場合、一対の振動腕を互いに近づけられないので、溝部の幅を広くせざるを得ないが、本発明に係る構成によれば、溝部１６ｃ，１６ｄに段差を設けることにより、第２の溝部１７ｂに対して急激に溝部の幅を狭くした第１の溝部１７ａを設けることによって、熱弾性損失の増大によるＱ値の低下を効果的に解決することができる。
【００５１】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第３の実施形態に係る振動片の構造のＳ部拡大図である。
以下、第３の実施形態について、前述した第１の実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第３の実施形態は、振動片１ｂの基部１２に設けられた溝部１６ｅ，１６ｆの構成（形状）が異なる以外は、第１の実施形態とほぼ同様である。なお、図５では、前述した第１の実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００５２】
図５に示す第３の実施形態の振動片１ｂは、溝部１６ｅ，１６ｆが振動腕２１，２２の間の根元に、股部１８に接して、基部１２の上面と下面とに設けられている。また、溝部１６ｅ，１６ｆの幅方向（Ｘ軸方向）の中心は、振動片１ｂの幅方向（Ｘ軸方向）の中心線Ｃに対し、−Ｘ軸方向にずれた位置に設けられている。なお、基部１２の上面と下面に設けられた溝部１６ｅ，１６ｆは、Ｚ軸方向から見たときの平面視で同位置に配置されているのが望ましい。
【００５３】
このような構成により、一対の振動腕２１，２２の間の股部１８にエッチング異方性によって生じる傾斜面を有するヒレ状の異形部１８ａ，１８ｂによる左右の振動腕２１，２２の剛性の相違による振動特性の悪化を防止することができる。そのため、ショート不良を防止し、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値の低い振動片を得ることができるという効果がある。
【００５４】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図６は、本発明の第４の実施形態に係る振動片の構造を示した概略平面図である。
以下、第４の実施形態について、前述した第１の実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４の実施形態は、一対の振動腕２１，２２の間に支持腕２３が設けられた構成以外は、第１の実施形態とほぼ同様である。なお、図６では、前述した第１の実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００５５】
図６に示す第４の実施形態の振動片１ｃは、基部１２と、振動腕２１，２２と、錘部２４，２５と、を備えた振動基板１０と、この振動基板１０上に設けられた電極３０ａとで構成されている。
振動基板１０ａは、基部１２ａと、基部１２ａから−Ｙ軸方向へ突出し、且つ、Ｘ軸方向に並んで設けられた一対の振動腕２１，２２と、基部１２ａから−Ｙ軸方向へ突出するとともに、一対の振動腕２１，２２の間に位置する支持腕２３と、を有している。また、振動腕２１と支持腕２３との間の根元に、股部１８ｃに接して、基部１２ａの上面と下面とに溝部１６ｇ，１６ｈと、支持腕２３と振動腕２２との間の根元に、股部１８ｄに接して、基部１２ａの上面と下面とに溝部１６ｉ，１６ｊと、が設けられている。
【００５６】
支持腕２３は、基部１２から−Ｙ軸方向に延出しており、且つ、振動腕２１，２２の間に位置している。また、支持腕２３は、長手形状をなしており、長手方向（Ｙ軸方向）の全域に亘って幅（Ｘ軸方向の長さ）がほぼ一定となっている。更に、支持腕２３は、支持腕２３の下面に、第１、第２導電パッド３１ｂ，３２ｂが設けられている。
【００５７】
このような構成により、基部１２ａにおけるパッケージへ実装する場合に必要な支持部分が必要なくなるため、振動片１ｃの全長を短くすることができ、小型の振動片が得られるという効果がある。また、振動腕２１と支持腕２３との間の根元と、支持腕２３と振動腕２２との間の根元と、にそれぞれ溝部１６ｇ，１６ｈ，１６ｉ，１６ｊが設けられているため、電極間のショートを防止することができる。そのため、ショート不良を防止し、小型の振動片を得ることができるという効果がある。
【００５８】
（振動子）
次に、本発明の振動片を適用した振動子について説明する。
図７は、本発明の振動片を備える振動子の構造を示した概略図であり、図７（ａ）は振動子の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＧ−Ｇ断面図。なお、図７（ａ）において、振動子の内部の構成を説明する便宜上、蓋部材を取り外した状態を図示している。
振動子２は、振動片１と、振動片１を収容するための矩形の箱状のパッケージ本体５０と、ガラス、セラミック、金属などから成る蓋部材５６と、で構成されている。なお、振動片１を収容するキャビティー７０内はほぼ真空の減圧空間となっている。
【００５９】
パッケージ本体５０は、図７（ｂ）に示すように、第１の基板５１と、第２の基板５２と、実装端子４５と、が積層して形成されている。実装端子４５は、第１の基板５１の外部低面に複数備えられている。また、第１の基板５１の上面の所定の位置には、図示しない貫通電極や層間配線を介して、実装端子４５と電気的に導通する複数の接続電極４７が設けられている。第２の基板５２は中央部が除去された環状体であり、振動片１を収容するキャビティー７０が設けられている。
【００６０】
以上、説明したパッケージ本体５０の、第１の基板５１と第２の基板５２は、絶縁性を有する材料で構成されている。このような材料としては、特に限定されず、例えば、酸化物系セラミックス、窒化物系セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックスを用いることができる。また、パッケージ本体５０に設けられた各電極、端子、あるいはそれらを電気的に接続する配線パターンや層内配線パターンなどは、一般的に、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）などの金属配線材料を絶縁材料上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などのめっきを施すことにより設けられる。
【００６１】
蓋部材５６は、好ましくは、光を通過する材料、例えば、ホウケイ酸ガラスなどにより設けられており、封止材５８により接合されることで、パッケージ本体５０を気密封止している。これにより、パッケージ本体５０の蓋封止後において、外部からレーザー光を蓋部材５６を介して振動片１の先端付近に照射し、ここに設けた電極を一部蒸散させることにより、質量削減方式による周波数調整をすることができるようになっている。なお、このような周波数調整をしない場合には、蓋部材５６はコバール合金などの金属材料で形成することができる。
【００６２】
パッケージ本体５０のキャビティー７０内に収納された振動片１は、基部１２に設けられた第１、第２導電パッド３１ａ，３２ａとパッケージ本体５０の第１の基板５１の上面に設けられた２つの接続電極４７とがそれぞれ対応するように位置合わせされ、接合部材４２を介して接合されている。接合部材４２は、例えば、金属あるいは半田などからなるバンプや導電性接着剤などの導電性の接合部材を用いることにより、電気的な接続を図るとともに機械的な接合を行うことができる。
【００６３】
（発振器）
次に、本発明の振動片を適用した発振器について説明する。
図８は、本発明の振動片を備える発振器の構造を示した概略図である。
発振器３は、振動片１と、振動片１を収納するパッケージ本体６０と、振動片１を駆動するためのＩＣチップ（チップ部品）６２と、ガラス、セラミック、金属などから成る蓋部材５６と、で構成されている。なお、振動片１を収容するキャビティー７０内はほぼ真空の減圧空間となっている。
【００６４】
パッケージ本体６０は、図８に示すように、第１の基板５１と、第２の基板５２と、第３の基板５３と、第４の基板５４と、実装端子４６と、を積層して形成されている。また、パッケージ本体６０は、上面に開放するキャビティー７０と、下面に開放するキャビティー７２とを有している。
実装端子４６は、第４の基板５４の外部低面に複数設けられている。また、実装端子４６は、第１の基板５１の上面に設けられた接続電極４７や第３の基板５３の下面に設けられた接続電極４８と、図示しない貫通電極や層間配線を介して、電気的に導通されている。
【００６５】
パッケージ本体６０のキャビティー７０は、本実施形態の振動子２と同様に、振動片１の第１、第２導電パッド３１ａ，３２ａとパッケージ本体６０の第１の基板５１の上面に設けられた２つの接続電極４７とがそれぞれ対応するように位置合わせされ、接合部材４２を介して接合され、その後、ホウケイ酸ガラスなどの封止材５８により接合されることで、気密封止されている。
【００６６】
一方、パッケージ本体６０のキャビティー７２内には、ＩＣチップ６２が収容されており、このＩＣチップ６２は、ろう材あるいは接着剤などの接合部材４３を介して第１の基板５１の下面に固定されている。また、キャビティー７２内には、複数の接続電極４８が設けられている。接続電極４８は、ボンディングワイヤー４４によってＩＣチップ６２と電気的に接続されている。また、キャビティー７２内には樹脂材料６４が充填されており、この樹脂材料６４によって、ＩＣチップ６２が封止されている。
ＩＣチップ６２は、振動片１の駆動を制御するための駆動回路（発振回路）を有しており、このＩＣチップ６２によって振動片１を駆動すると、所定の周波数の信号を取り出すことができる。
【００６７】
（電子機器）
次いで、本発明の振動片を適用した電子機器について、図９〜図１１に基づき、詳細に説明する。
図９は、本発明の振動片を備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、発振器３（振動片１）が内蔵されている。
【００６８】
図１０は、本発明の振動片を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、発振器３（振動片１）が内蔵されている。
【００６９】
図１１は、本発明の振動片を備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を示す斜視図である。尚、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００７０】
撮影者が表示部１００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター（ＰＣ）１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルカメラ１３００には、発振器３（振動片１）が内蔵されている。
【００７１】
なお、本発明の振動片１を備える電子機器は、図９のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）１１００、図１０の携帯電話機１２００、図１１のデジタルカメラ１３００の他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーターなどに適用することができる。
【００７２】
（移動体）
図１２は、本発明の振動片を備える振動子や発振器を適用した移動体としての自動車を概略的に示す斜視図である。この図において、タイヤ２１０９を制御する電子制御ユニット２１０８に発振器３（振動片１）が内蔵され、車体２１０７に搭載されている。
自動車２１０６には、本発明に係る振動片１を備えた振動子２や発振器３が搭載されており、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Antilock Brake System）、エアバック、タイヤプレッシャーモニタリングシステム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システムなどの電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）２１０８に広く適用できる。
【００７３】
以上、本発明の振動片１、振動子２、発振器３、電子機器１１００，１２００，１３００及び移動体２１０６について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１…振動片、２…振動子、３…発振器、１０…振動基板、１２…基部、１６ａ，１６ｂ…溝部、１７ａ…第１の溝部、１７ｂ…第２の溝部、１８…股部、１８ａ，１８ｂ…異形部、２１，２２…振動腕、２３…支持腕、２４，２５…錘部、２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂ…振動腕溝部、３０…電極、３１…第１駆動用電極、３１ａ…第１導電パッド、３２…第２駆動用電極、３２ａ…第２導電パッド、３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ…側面、３６ａ，３６ｂ…残渣電極、４２，４３…接合部材、４４…ボンディングワイヤー、４５，４６…実装端子、４７，４８…接続電極、５０，６０…パッケージ本体、５１…第１の基板、５２…第２の基板、５３…第３の基板、５４…第４の基板、５６…蓋部材、５８…封止材、６２…ＩＣチップ、６４…樹脂材料、７０，７２…キャビティー、１００…表示部、１１００…パーソナルコンピューター，１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１３００…デジタルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター、２１０６…自動車、２１０７…車体、２１０８…電子制御ユニット、２１０９…タイヤ。
【図１】
2014107712.tif 000003
【図２】
2014107712.tif 000004
【図３】
2014107712.tif 000005
【図４】
2014107712.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2014107712.tif 000009
【図８】
2014107712.tif 000010
【図９】
2014107712.tif 000011
【図１０】
2014107712.tif 000012
【図１１】
2014107712.tif 000013
【図１２】
2014107712.tif 000014