(57)【要約】 【課題】圧電振動片１３０の連結部１３３と枠部１３２との接続部分や、連結部１３３と振動部１３１との接続部分の領域にヒロックやピットなどが形成された場合であっても、圧電振動片１３０の破損を防止する。【解決手段】振動部１３１と、振動部１３１を囲む枠部１３２と、振動部１３１と枠部１３２とを連結する連結部１３３とを備える圧電振動片１３０において、連結部１３３のうち、枠部側角部１３７、及び振動部側角部１３８を含んだ角部領域１３９、１４０に粗面部１４１、１４２が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部と、前記振動部を囲む枠部と、前記振動部と前記枠部とを連結する連結部とを備える圧電振動片において、
前記連結部のうち、前記枠部に接続する角部、及び前記振動部に接続する角部を含んだ角部領域に粗面部が形成された圧電振動片。
【請求項２】
前記粗面部は、前記振動部または前記枠部の少なくとも一方に対して表面粗さが大きい請求項１記載の圧電振動片。
【請求項３】
前記粗面部は、前記連結部の全面に形成される請求項１または請求項２記載の圧電振動片。
【請求項４】
前記振動部のうち少なくとも前記角部と接続する領域に、前記角部領域に形成された粗面部と同一の粗面部が形成された請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の圧電振動片。
【請求項５】
前記振動部は、中央部分のメサ部と、前記メサ部より厚さが薄いメサ周辺部とを有し、
前記メサ周辺部は、前記角部と接続する領域を含み、かつ前記角部領域に形成された粗面部と同一の粗面部が形成される請求項４記載の圧電振動片。
【請求項６】
前記粗面部は、その表面粗さがＲａ＝０．１μｍ以上である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の圧電振動片。
【請求項７】
振動部と、前記振動部を囲む枠部と、前記振動部と前記枠部とを連結する連結部とを形成する本体形成工程と、
前記連結部のうち、前記枠部に接続する角部、及び前記振動部に接続する角部を含んだ角部領域に粗面部を形成する粗面部形成工程とを有する圧電振動片の製造方法。
【請求項８】
前記本体形成工程は、前記振動部に、中央部分のメサ部と、前記メサ部より厚さが薄いメサ周辺部とを形成するメサ形成工程を含み、
前記粗面部形成工程は、前記メサ形成工程とともに行われる請求項７記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の圧電振動片を含む圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片、圧電振動片の製造方法、及び圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末や携帯電話などの電子機器では、水晶振動子や水晶発振器などの圧電デバイスが搭載されている。このような圧電デバイスは、水晶振動片などの圧電振動片と、リッド部と、ベース部とから構成され、圧電振動片の表面（一方の主面）に接合材を介してリッド部が接合されるとともに、裏面（他方の主面）に同じく接合材を介してベース部が接合されている。この圧電デバイスに用いられる圧電振動片は、所定の振動数で振動する振動部と、振動部を囲むように形成される枠部と、振動部と枠部とを連結させる連結部とを有しており、例えばＡＴカットの水晶材からエッチング加工により形成される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４７２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧電振動片に対するエッチング加工は、一般に表面を鏡面に仕上げるように行っている。しかし、水晶材は、格子欠陥（水晶結晶の原子配列の乱れ）を有している場合があり、このような格子欠陥を持つ水晶材をエッチングすると、エッチングレートの違いから鏡面仕上げされた表面において局所的に点状の微小突起（ヒロック）や微小窪み（ピット）が形成されてしまう。これにより、圧電振動片が外力を受けて変形すると微小突起等に応力が集中し、この微小突起を起点として亀裂が生じて、圧電振動片を破損させる場合がある。特に、連結部と枠部との接続部分や、連結部と振動部との接続部分などの角部の近辺は大きな応力が働く部分であり、この部分に微小突起等が形成されると、圧電振動片の破損を招きやすいといった問題がある。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明では、圧電振動片の連結部と枠部との接続部分や、連結部と振動部との接続部分に微小突起等が形成された場合であっても、圧電振動片が外力を受けて変形した際に圧電振動片が破損するのを抑制し、信頼性の高い圧電振動片及び圧電デバイスを提供することを目的とし、さらに、このような特徴を持つ圧電振動片を容易かつ確実に形成できる圧電振動片の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、振動部と、振動部を囲む枠部と、振動部と枠部とを連結する連結部とを備える圧電振動片において、連結部のうち、枠部に接続する角部、及び振動部に接続する角部を含んだ角部領域に粗面部が形成される。また、粗面部は、振動部または枠部の少なくとも一方に対して表面粗さが大きくてもよい。また、粗面部は、連結部の全面に形成されてもよい。また、振動部のうち少なくとも角部と接続する領域に、角部領域に形成された粗面部と同一の粗面部が形成されてもよい。また、振動部は、中央部分のメサ部と、メサ部より厚さが薄いメサ周辺部とを有し、メサ周辺部は、角部と接続する領域を含み、かつ角部領域に形成された粗面部と同一の粗面部が形成されてもよい。また、粗面部は、その表面粗さがＲａ＝０．１μｍ以上であってもよい。さらに、上記圧電振動片を含む圧電デバイスであってもよい。  
【０００７】
また、本発明では、圧電振動片の製造方法であって、振動部と、振動部を囲む枠部と、振動部と枠部とを連結する連結部とを形成する本体形成工程と、連結部のうち、枠部に接続する角部、及び振動部に接続する角部を含んだ角部領域に粗面部を形成する粗面部形成工程とを有する。また、本体形成工程は、振動部に、中央部分のメサ部と、メサ部より厚さが薄いメサ周辺部とを形成するメサ形成工程を含み、粗面部形成工程は、メサ形成工程とともに行われてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、連結部と枠部との接続部分や、連結部と振動部との接続部分の角部を含んだ角部領域に粗面部が形成されるので、この角部領域に微小突起等が形成されても粗面部によって微小突起等に応力が集中することを抑制している。従って、圧電振動片が外力を受けて変形しても微小突起等に応力が集中しないので亀裂等が生じにくく、圧電振動片の破損を抑制して耐久性や信頼性を向上させることができる。また、このような特徴を持つ圧電振動片を容易かつ確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る圧電振動片を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】図１に示す圧電振動片の要部を拡大した平面図である。
【図３】図１に示す圧電振動片の製造工程を示す図である。
【図４】（ａ）は第２実施形態に係る圧電振動片の平面図、（ｂ）は第３実施形態に係る圧電振動片の平面図である。
【図５】第４実施形態に係る圧電振動片の平面図である。
【図６】図５に示す圧電振動片の製造工程を示す図である。
【図７】圧電デバイスの実施形態を示す分解斜視図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下の実施形態では、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図面においてハッチングした部分は金属膜及び接合材を表している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、圧電振動片の表面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面において圧電振動片の長手方向をＸ方向と表記し、Ｘ方向に直交する方向をＺ方向と表記する。ＸＺ平面に垂直な方向（圧電振動片の厚さ方向）はＺ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
（圧電振動片１３０の構成）
第１実施形態に係る圧電振動片１３０について図１及び図２を用いて説明する。なお、図２においては、圧電振動片１３０の連結部１３３を中心として拡大した平面図であり、金属膜（引出電極等）を省略している。圧電振動片１３０は、図１（ａ）に示すように、所定の振動数で振動する振動部１３１と、振動部１３１を囲んだ枠部１３２と、振動部１３１と枠部１３２とを連結する連結部１３３とにより構成されている。振動部１３１と枠部１３２との間には、連結部１３３を除いて、Ｙ軸方向に貫通する貫通穴１３４が形成されている。
【００１２】
圧電振動片１３０には、例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられている。ＡＴカットは、水晶振動子や水晶発振器等の圧電デバイスが常温付近で使用されるにあたって良好な周波数特性が得られる等の利点があり、人工水晶の３つの結晶軸である電気軸、機械軸及び光学軸のうち、光学軸に対して結晶軸周りに３５°１５′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。なお、圧電振動片１３０として水晶振動片に限定されるものではなく、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどを用いたものでもよい。
【００１３】
振動部１３１は、Ｙ方向から見たときに、Ｘ軸方向に長辺、Ｚ軸方向に短辺を有する矩形状に形成され、Ｙ軸方向の厚さが枠部１３２と比べて薄く形成されている。また、振動部１３１は、中央部分に形成されたメサ部１３５と、メサ部１３５を囲んでこのメサ部１３５よりもＹ軸方向の厚さが薄く形成されたメサ周辺部１３６とを有している。メサ部１３５は、振動部１３１の表面（＋Ｙ側の面）と裏面（−Ｙ側の面）との双方に形成されることに限定されず、例えば、振動部１３１の表面側にのみメサ部１３５が形成されたものでもよい。
【００１４】
枠部１３２は、全体としてＸ軸方向を長辺とし、Ｚ軸方向を短辺とする矩形状に形成されている。枠部１３２の表面（＋Ｙ側の面）１３２ａ及び裏面（−Ｙ側の面）１３２ｂは、それぞれ、後述するリッド部１１０の接合面１１２及びベース部１２０の接合面１２２と接合される面として形成されている。
【００１５】
連結部１３３は、振動部１３１のメサ周辺部１３６と、枠部１３２とを連結している。この連結部１３３は、メサ部１３５の厚さとほぼ同様の厚さに形成されるが、これに限定されず、例えば、メサ周辺部１３６と同様の厚さや、枠部１３２と同様の厚さであってもよい。なお、図１（ｂ）に示すように、枠部１３２の裏面１３２ｂ、連結部１３３の裏面１３３ｂ、及びメサ部１３５の裏面１３５ｂは同一面となっている。
【００１６】
図１（ａ）及び図２に示すように、連結部１３３の表面１３３ａにおいて、枠部１３２に接続する２つの枠部側角部（角部）１３７（＋Ｚ側と−Ｚ側）をそれぞれ含んだ枠部側角部領域（角部領域）１３９、すなわち連結部１３３の−Ｘ側かつ±Ｚ側には、表面粗さを粗くした粗面部１４１がそれぞれ形成されている。また、振動部１３１に接続する２つの振動部側角部（角部）１３８をそれぞれ含んだ振動部側角部領域（角部領域）１４０、すなわち連結部１３３の＋Ｘ側かつ±Ｚ側には、同じく表面粗さを粗くした粗面部１４２が形成されている。
【００１７】
粗面部１４１、１４２の表面粗さは、枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０に形成される微小突起や微小窪みとほぼ同等となる凹凸が形成されるような表面粗さに設定される。この粗面部１４１、１４２の表面粗さは、鏡面仕上げされた振動部１３１及び枠部１３２のうち少なくても一方の表面の表面粗さに比べて大きく形成されている。これにより、粗面部１４１、１４２が形成されたことの確認を目視によって容易に確認することができる。ただし、粗面部１４１、１４２の表面粗さを振動部１３１等より大きくすることに限定されず、先に説明した表面粗さに設定されるのであれば、振動部１３１や枠部１３２の表面粗さに比べて小さくてもよい。
【００１８】
また、粗面部１４１、１４２の表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａは、０．１μｍ以上に設定されている。表面粗さＲａが０．１μｍ未満だと、水晶材に通常形成される微小突起や微小窪みに対して凹凸が小さくなり、微小突起や微小窪みが応力集中の起点として残ったままとなる。これに対し、粗面部１４１、１４２の表面粗さＲａを０．１μｍ以上とすることにより、微小突起等を粗面の凹凸内に紛れ込ませることが可能となる。ただし、粗面部１４１、１４２の表面粗さＲａを０．１μｍ以上とすることに限定されず、適宜変更してもよい。なお、このような粗面部１４１、１４２の表面粗さは、後述する第２〜第４実施形態の粗面部２４１等の表面粗さについても同様である。
【００１９】
粗面部１４１は、図２に示すように、２つの枠部側角部１３７において、Ｘ方向に幅Ｌ１及びＺ方向に幅Ｌ２とした矩形状の枠部側角部領域１３９に形成されている。これら幅Ｌ１や幅Ｌ２は任意に設定でき、例えば、幅Ｌ２を長くして、２つの粗面部１４１をＺ方向に帯状に一体化させたものでもよい。粗面部１４２は、図２に示すように、２つの振動部側角部１３８において、Ｘ方向に幅Ｌ３及びＺ方向に幅Ｌ４とした矩形状の振動部側角部領域１４０に形成されている。これら幅Ｌ３や幅Ｌ４は任意に設定でき、粗面部１４１と同様に、例えば、幅Ｌ４を長くして、２つの粗面部１４２をＺ方向に帯状に一体化させたものでもよい。さらに、粗面部１４１の幅Ｌ１や粗面部１４２の幅Ｌ３を長くして、±Ｚ側のそれぞれで粗面部１４１と粗面部１４２とをＸ方向に帯状に一体化させてもよい。
【００２０】
粗面部１４１と粗面部１４２とは、同一の形状であることに限定されず、異なる形状であってもよい。また、粗面部１４１と粗面部１４２とは同一の表面粗さであることに限定されず、例えば粗面部１４１の表面粗さが粗面部１４２より大きくてもよい。また、粗面部１４１、１４２は、矩形状に限定されず、四角形以外の多角形状や、楕円形状、長円形状であってもよい。
【００２１】
また、この粗面部１４１、１４２は、連結部１３３の表面１３３ａのみに形成されることに限定されず、連結部１３３の裏面１３３ｂにおいて、図１（ａ）に示す枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０に相当する領域に粗面部が形成されてもよい。また、連結部１３３の側面において、枠部１３２に接続する領域（枠部側角部１３７付近の領域）や、振動部１３１に接続する領域（振動部側角部１３８付近の領域）についても粗面部１４１、１４２と同様の粗面部が形成されてもよい。また、連結部１３３の表面１３３ａの粗面部１４１、１４２と、裏面１３３ｂの粗面部と、側面の粗面部とで、表面粗さを変えてもよく、例えば連結部１３３の側面に形成する粗面部の表面粗さを他の粗面部１４１等に対して大きくしてもよい。
【００２２】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、振動部１３１のメサ部１３５の表面１３５ａには、矩形状の励振電極１４５が形成され、同じくメサ部１３５の裏面１３５ｂには、矩形状の励振電極１４６が形成される。これら励振電極１４５、１４６に所定の交流電圧が印加されることにより、振動部１３１は所定の振動数で振動する。また、これら励振電極１４５、１４６とそれぞれ電気的に接続する引出電極１４７、１４８が形成される。
【００２３】
引出電極１４７は、励振電極１４５の−Ｘ側からメサ部１３５の表面１３５ａ及びメサ周辺部１３６の表面１３６ａ、連結部１３３の表面１３３ａを通って、枠部１３２の−Ｘ側の表面１３２ａまで引き出される。次いで、引出電極１４７は、枠部１３２の表面１３２ａを、＋Ｚ方向に延びた後に＋Ｘ方向に折り曲げられ、枠部１３２の表面１３２ａにおいて＋Ｘ側かつ＋Ｚ側の領域まで引き出される。次いで、引出電極１４７は、枠部１３２の内側の側面１３２ｃを介して、裏面１３２ｂの＋Ｘ側かつ＋Ｚ側の領域まで引き出される。
【００２４】
引出電極１４８は、励振電極１４６の−Ｘ側からメサ部１３５の裏面１３５ｂ及びメサ周辺部１３６の裏面１３６ｂ、連結部１３３の裏面１３３ｂを通って、枠部１３２の−Ｘ側の裏面１３２ｂまで引き出される。次いで、引出電極１４８は、枠部１３２の裏面１３２ｂを、−Ｚ方向に延びた後に裏面１３２ｂにおいて−Ｘ側かつ−Ｚ側の領域まで引き出される。なお、引出電極１４７と引出電極１４８とは電気的な接続がない。
【００２５】
励振電極１４５、１４６及び引出電極１４７、１４８は、導電性の金属膜であり、メタルマスクを用いたスパッタリングや真空蒸着、またはメッキ等により形成される。この金属膜としては、ニッケルタングステン（Ｎｉ−Ｗ）の層、金（Ａｕ）の層の順で積層された２層構造を有している。なお、導電性の金属膜は、上記の構成に限定されず、例えば、金属膜の下地膜としてクロム（Ｃｒ）などを成膜して３層構造としてもよい。
【００２６】
このように、第１実施形態によれば、枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０に粗面部１４１、１４２が形成されるので、この枠部側角部領域１３９等に微小突起や微小窪みが生じても粗面部１４１等の凹凸によって紛れ込んでしまい、圧電振動片１３０が変形した場合でも微小突起等に応力が集中することを抑制する。これにより、圧電振動片１３０が外力によって変形した場合でも割れ等が生じるのを防止し、耐久性や信頼性が向上した圧電振動片を提供できる。
【００２７】
（圧電振動片１３０の製造方法）
次に、圧電振動片１３０の製造方法について、図３を用いて説明する。この圧電振動片１３０の製造に際しては、圧電ウェハＡＷから個々を切り出す多面取りが行われる。なお、図３は、圧電ウェハＡＷに形成される圧電振動片１３０の一つについて、時系列に並べて示しており、図３（ａ）〜（ｅ）の各図は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面に相当する図である。
【００２８】
先ず、圧電ウェハＡＷが用意される。圧電ウェハＡＷは、水晶結晶体からＡＴカットにより切り出される。次に、図３（ａ）に示すように、圧電ウェハＡＷにおいて、フォトリソグラフィ法により貫通穴１３４の形成領域がパターニングされた後、Ｙ軸方向にエッチングされ貫通穴１３４が設けられる。これにより、矩形状の振動部１３１と、振動部１３１を囲む枠部１３２と、振動部１３１と枠部１３２とを連結する連結部１３３とが形成される（本体形成工程）。
【００２９】
次に、図３（ｂ）に示すように、連結部１３３及び振動部１３１は、フォトリソグラフィ法及びエッチングにより厚さ（Ｙ軸方向の幅）が薄くなるように形成され、振動部１３１が所望の周波数特性を備えるように調整される。次に、図３（ｃ）に示すように、振動部１３１の周辺部分は、フォトリソグラフィ法及びエッチングにより厚さ（Ｙ軸方向の幅）が薄くなるように形成され、これにより、中央部分にメサ部１３５が、またメサ部１３５の周辺領域にメサ周辺部１３６がそれぞれ形成される（メサ形成工程）。なお、以上の工程は、フォトリソグラフィ法及びエッチングに代えて、切削等の機械的手法で行われてもよい。
【００３０】
次に、図３（ｄ）に示すように、連結部１３３の表面１３３ａの枠部側角部領域１３９及び振動部側角部領域１４０がフォトリソグラフィ法によりパターニングされ、これら領域に対してエッチング等により粗面化することで粗面部１４１、１４２が形成される（粗面部形成工程）。なお、粗面化の処理は、エッチングに限定されず、例えば、サンドブラスト等を用いて表面を粗くするなどの物理的な手法が用いられてもよい。
【００３１】
次に、図３（ｅ）に示すように、振動部１３１のメサ部１３５の表面１３５ａ及び裏面１３５ｂに励振電極１４５、１４６が形成される。また、振動部１３１、連結部１３３、及び枠部１３２には、励振電極１４５、１４６とそれぞれ電気的に接続された引出電極１４７、１４８がそれぞれ形成される。なお、励振電極１４５は粗面部１４１、１４２から外れた領域に形成される（図１（ａ）参照）。これら励振電極１４５、１４６や引出電極１４７、１４８は、メタルマスクを用いたスパッタリングや真空蒸着等により導電性の金属膜が成膜されることによりほぼ同時に形成される。金属膜としては、例えば、ニッケルタングステン（Ｎｉ−Ｗ）の膜の上に金（Ａｕ）の膜が形成された２層構造の金属膜が用いられる。なお、これら金属膜の下地膜としてクロム（Ｃｒ）を成膜してもよい。
【００３２】
これにより、圧電ウェハＡＷには複数の圧電振動片１３０が形成される。次いで、後述するリッド部やベース部が形成されたウェハが圧電ウェハＡＷに接合された後に、スクライブラインに沿ってダイシング（切断加工）されることにより、個々の圧電振動片１３０（圧電デバイス）となる。
【００３３】
このように、圧電振動片１３０の製造方法によれば、枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０に粗面部１４１、１４２を容易かつ確実に形成することができる。なお、上記した製造方法は一例であって、他の方法を用いて製造してもよい。例えば、粗面部形成工程を行った後にメサ形成工程を行ってもよく、例えば、図３（ｂ）に示す段階で粗面部形成工程を行ってもよい。
【００３４】
＜第２実施形態＞
続いて、第２実施形態について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。
図４（ａ）は、第２実施形態に係る圧電振動片２３０を示している。この圧電振動片２３０は、振動部１３１や枠部１３２として、第１実施形態と同様のものが用いられる。また、図４（ａ）の圧電振動片２３０では、図１に示すような励振電極１４５、１４６や引出電極１４７、１４８を省略した状態で表している。圧電振動片２３０は、粗面部２４１が、連結部１３３の表面１３３ａにおいて部分的ではなく、連結部１３３の表面１３３ａの全体に形成されている点で第１実施形態とは異なる。
【００３５】
粗面部２４１は、連結部１３３の表面１３３ａの全体に形成されるので、枠部側角部領域１３９及び振動部側角部領域１４０の双方を含んで形成されている。この粗面部２４１の表面粗さについては第１実施形態と同様である。なお、粗面部２４１において、表面粗さが一様であることに限定されず、例えば枠部１３２に近づくほど表面粗さが順次大きくなるような、表面粗さを変化させたものでもよい。また、粗面部２４１は、連結部１３３の表面１３３aだけでなく、裏面１３３ｂや側面を含めた連結部１３３の全面に形成されてもよい。この場合、表面１３３aと裏面１３３ｂと側面とで、それぞれ表面粗さを変えてもよい。
【００３６】
このように、第２実施形態によれば、枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０を含んで粗面部２４１が形成されるので、第１実施形態と同様の効果を有する。さらに、粗面部２４１が連結部１３３の表面１３３ａの全体に形成されるので、枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０だけでなく、広く微小突起等による応力集中を抑制して、圧電振動片２３０の破損を防止できる。また、連結部１３３の表面１３３ａの全体に粗面部２４１が形成されるので、枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０といった小さな領域に対して粗面部を形成する作業が不要となり、容易かつ確実に粗面部２４１を形成することができる。
【００３７】
圧電振動片２３０では、引出電極１４７、１４８は、粗面部２４１上に形成される。このように金属膜は粗面上に形成されるので、粗面部２４１の凹凸によって接合面積が増大し、金属膜（引出電極１４７等）の接合強度を向上させることができる。なお、この圧電振動片２３０の製造方法は、第１実施形態とほぼ同様である。
【００３８】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。
図４（ｂ）は、第３実施形態に係る圧電振動片３３０を示している。また、図４（ｂ）の圧電振動片３３０では、図１に示すような励振電極１３９、１４０や引出電極１４１、１４２を省略した状態で表している。この圧電振動片３３０は、枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０に加えて振動部１３１や枠部１３２の一部にも粗面部３４１、３４２が形成される点で第１実施形態とは異なる。
【００３９】
粗面部３４１は、メサ周辺部１３６（振動部１３１）の表面１３６ａにおいて、振動部側角部１３８と接続する領域である接続領域３３１と、連結部１３３の表面１３３ａの振動部側角部領域１４０との双方にわたって形成されている。また、粗面部３４２は、枠部１３２の表面１３２ａにおいて、枠部側角部１３７と接続する領域である接続領域３３２と、連結部１３３の表面１３３ａの枠部側角部領域１３９との双方にわたって形成されている。粗面部３４１、３４２の表面粗さについては、第１実施形態と同様である。また、粗面部３４１、３４２のいずれもが、Ｙ方向から見たときにＬ字状（鉤状）に形成されている。また、粗面部３４１と粗面部３４２とは、同一の表面粗さであることに限定されず、互いに異なってもよい。
【００４０】
振動部１３１側の接続領域３３１は、Ｘ方向に幅Ｌ５及びＺ方向に幅Ｌ６とした矩形状の領域であり、これら幅Ｌ５や幅Ｌ６は任意に設定できる。枠部１３２側の接続領域３３２は、Ｘ方向に幅Ｌ７及びＺ方向に幅Ｌ８とした矩形状の領域であり、これら幅Ｌ７や幅Ｌ８は任意に設定できる。ただし、接続領域３３１、３３２は、矩形状であることに限定されず、四角形以外の多角形状、楕円形状、または長円形状であってもよい。また、接続領域３３１、３３２が同一であることに限定されず、互いに異なってもよい。
【００４１】
粗面部３４１は、±Ｚ側の２か所に形成されているが、幅Ｌ６を長くして、２つの粗面部３４１をＺ方向に帯状に一体化させたものでもよい。同様に、粗面部３４２は、±Ｚ側の２か所に形成されているが、幅Ｌ８を長くして、２つの粗面部３４１をＺ方向に帯状に一体化させたものでもよい。また、連結部１３３の±Ｚ側のそれぞれで粗面部３４１と粗面部３４２とをＸ方向に帯状に一体化させてもよい。
【００４２】
また、粗面部３４１、３４２は、圧電振動片３３０の表面側だけでなく、裏面側（メサ周辺部１３６の裏面１３６ｂ、連結部１３３の裏面１３３ｂ、枠部１３２の裏面１３２ｂ）に形成されてもよい。また、この圧電振動片３３０は、振動部１３１と連結部１３３の間、及び枠部１３２と連結部１３３との間に段差が形成されている。粗面部３４１は、図示しないが、振動部１３１と連結部１３３との段差において、振動部側角部領域１４０と接続領域３３１との間の領域にも形成されている。同様に、粗面部３４２は、枠部１３２と連結部１３３との段差において、枠部側角部領域１３９と接続領域３３２との間の領域にも形成されている。ただし、圧電振動片として上記段差がないタイプの場合は、粗面部３４１、３４２は図４（ｂ）に示す形状と同一となる。
【００４３】
このように、第３実施形態によれば、枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０を含んで粗面部３４１、３４２が形成されるので、第１実施形態と同様の効果を有する。さらに、接続領域３３１、３３２まで広げて粗面が形成されるので、大きな応力が生じやすい領域（枠部側角部領域１３９、振動部側角部領域１４０、接続領域３３１，３３２）に対して効率よく粗面部３４１、３４２が形成される。従って、接続領域３３１，３３２において微小突起等が生じても粗面部３４１、３４２の凹凸によって微小突起等に応力が集中することを抑制できる。
【００４４】
＜第４実施形態＞
（圧電振動片４３０の構成）
次に、第４実施形態について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。
図５は、第４実施形態に係る圧電振動片４３０を示している。また、図５の圧電振動片４３０では、図１に示すような励振電極１４５、１４６や引出電極１４７、１４８を省略した状態で表している。この圧電振動片４３０は、連結部４３３のＹ方向の厚さと、メサ周辺部１３６のＹ方向の厚さとが同一であり、連結部４３３の表面（＋Ｙ側の面）とメサ周辺部１３６の表面１３６ａとが同一面に形成され、かつ、連結部４３３の裏面（−Ｙ側の面）とメサ周辺部１３６の裏面１３６ｂとが同一面に形成されている（図６（ｃ）参照）。さらに、圧電振動片４３０は、メサ周辺部１３６の表面１３６ａ及び裏面１３６ｂにも粗面部４４１が形成される点で第１実施形態とは異なる。
【００４５】
粗面部４４１は、連結部４３３に形成される連結部側粗面部４４１ａと、振動部１３１のメサ周辺部１３６に形成される振動部側粗面部４４１ｂとを有している。連結部側粗面部４４１ａは、連結部４３３の表面及び裏面の全体に形成されており、枠部側角部領域１３９及び振動部側角部領域１４０の双方を含んでいる点で、図４（ａ）に示す第２実施形態の粗面部２４１と同様である。振動部側粗面部４４１ｂは、メサ周辺部１３６の表面１３６ａ及び裏面１３６ｂに形成されており、図４（ｂ）に示す第３実施形態の接続領域３３１を含んで形成されている。
【００４６】
これら連結部側粗面部４４１ａ及び振動部側粗面部４４１ｂの表面粗さについては第１実施形態と同様である。なお、連結部側粗面部４４１ａの表面粗さが振動部側粗面部４４１ｂの表面粗さと同一であることに限定されず、例えば、連結部側粗面部４４１ａの表面粗さを振動部側粗面部４４１ｂより大きくしてもよい。また、連結部側粗面部４４１ａ及び振動部側粗面部４４１ｂのそれぞれについて、表面粗さが一様であることに限定されず、部分的または順次表面粗さを変化させてもよい。
【００４７】
連結部側粗面部４４１ａ及び振動部側粗面部４４１ｂは、圧電振動片４３０の表面及び裏面の双方に形成されているが、これに代えて表面及び裏面のいずれか一方に形成されたものでもよい。また、連結部４３３の側面や振動部１３１の側面に粗面部４４１が形成されるか否かは任意である。また、枠部１３２の表面１３２ａや裏面１３２ｂにおいて、図４（ｂ）に示す第３実施形態の接続領域３３２に相当する領域に粗面部４４１が形成されてもよい。
【００４８】
このように、第４実施形態によれば、枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０を含んで粗面部４４１が形成されるので、第１実施形態と同様の効果を有する。さらに、粗面部４４１が広い範囲で形成されるので、微小突起等による応力集中を抑制する範囲が広い。また、圧電振動片４３０では、引出電極１４７、１４８が粗面部４４１上に形成される。これにより金属膜は粗面部４４１の凹凸によって接合面積が増大し、金属膜（引出電極１４７等）の接合強度を向上させることができる。
【００４９】
（圧電振動片４３０の製造方法）
圧電振動片４３０の製造方法について説明する。以下の説明において、図３に示す圧電振動片１３０の製造方法と同一または同等の方法については説明を省略または簡略化する。図６は、図５に示す圧電振動片４３０の製造工程を、圧電ウェハＡＷ上に形成される圧電振動片の１つについて、上から時系列に並べて示しており、図６（ａ）〜（ｄ）の各図は、図５のＢ−Ｂ線に沿った断面に相当する図である。
【００５０】
先ず、圧電ウェハＡＷが用意される。なお、圧電ウェハＡＷとして、水晶結晶体からＡＴカットにより切り出される点は図３と同様である。次に、図６（ａ）に示すように、圧電ウェハＡＷに貫通穴１３４が設けられ、振動部１３１と、枠部１３２と、連結部１３３とが形成される（本体形成工程）。次に、図６（ｂ）に示すように、連結部１３３及び振動部１３１は、その厚さ（Ｙ軸方向の幅）が薄くなるように形成される。このとき、エッチングされた面がほぼ鏡面となるような条件（例えばエッチング速度やエッチャントの選定）でエッチングされる。
【００５１】
次に、図６（ｃ）に示すように、振動部１３１の周辺部分及び連結部１３３は、フォトリソグラフィ法及びエッチングにより厚さ（Ｙ軸方向の幅）が薄くなるように形成される。このエッチングにおいては、エッチング後の面が粗面となるような条件で行われる。エッチングの条件としては、例えば、添加剤（例えばＫＦ等）が添加されたエッチャントを用いることや、鏡面状にエッチングする場合に比べてエッチング速度を遅くすることなどが採用される。これにより、メサ部１３５及びメサ周辺部１３６が形成されるとともに（メサ形成工程）、同時に粗面部４４１が形成される（粗面部形成工程）。なお、これらメサ形成工程及び粗面部形成工程は、エッチングに代えて、切削等の機械的手法で行われてもよい。また、これらメサ形成工程と粗面部形成工程とは同時に行われることに限定されず、例えばメサ形成工程の前または後に粗面部形成工程が行われてもよい。
【００５２】
次に、図６（ｄ）に示すように、メサ部１３５の表面１３５ａ及び裏面１３５ｂに励振電極１４５、１４６が形成される。また、振動部１３１、連結部１３３、及び枠部１３２には、引出電極１４７、１４８が形成される。これにより、圧電ウェハＡＷ上には複数の圧電振動片４３０が形成される。次いで、リッド部やベース部が形成されたウェハが圧電ウェハＡＷに接合された後にダイシングされることにより、個々の圧電振動片４３０（圧電デバイス）となる。
【００５３】
このように、図６に示す製造方法によれば、図３に示す製造方法と同様に、枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０に粗面部４４１を容易かつ確実に形成することができる。さらに、メサ形成工程と粗面部形成工程とが同時に行われることにより、製造工程を簡略化することができ、製造コストを低減することができる。
【００５４】
以上、圧電振動片に関する第１〜第４実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、第１〜第４実施形態を適宜組み合わせてもよい。例えば、連結部１３３の−Ｘ側では第１実施形態の粗面部１４１とし、＋Ｘ側では第３実施形態の粗面部３４１としてもよく、また、連結部１３３の表面１３３ａでは第１実施形態の粗面部１４１、１４２とし、裏面１３３ｂでは第２実施形態の粗面部２４１としてもよい。
【００５５】
＜圧電デバイス＞
次に、圧電デバイスの実施形態について説明する。図７及び図８に示すように、圧電デバイス１００は、圧電振動片１３０を挟むように、圧電振動片１３０の＋Ｙ側にリッド部１１０が接合され、また、−Ｙ側にベース部１２０が接合されて構成されている。リッド部１１０及びベース部１２０は、圧電振動片１３０と同様に、例えばＡＴカットの水晶材が用いられている。なお、圧電振動片１３０としては、図１に示す第１実施形態の圧電振動片１３０が用いられている。
【００５６】
リッド部１１０は、図７及び図８に示すように、矩形の板状に形成されており、裏面（−Ｙ側の面）に形成された凹部１１１と、凹部１１１を囲む接合面１１２とを有している。接合面１１２は、圧電振動片１３０の枠部１３２の表面１３２ａと対向する。リッド部１１０は、図８に示すように、接合面１１２と枠部１３２の表面１３２ａとの間に配置された接合材１５０により、圧電振動片１３０の表面側（＋Ｙ側の面側）に接合されている。接合材１５０としては、例えば、非電導性を有する低融点ガラスが用いられるが、これに代えて、ポリイミド等の樹脂を用いることもできる。
【００５７】
ベース部１２０は、図７及び図８に示すように、矩形の板状に形成されており、表面（＋Ｙ側の面）に形成された凹部１２１と、凹部１２１を囲む接合面１２２とを有している。接合面１２２は、圧電振動片１３０の枠部１３２の裏面１３２ｂと対向する。ベース部１２０は、図８に示すように、接合面１２２と枠部１３２の裏面１３２ｂとの間に配置された接合材１５０により、圧電振動片１３０の裏面側（−Ｙ側の面側）に接合されている。
【００５８】
ベース部１２０の４つの角部のうち、対角となる２つの角部（＋Ｘ側かつ＋Ｚ側の角部、及び−Ｘ側かつ−Ｚ側の角部）には、一部を切り欠いたキャスタレーション１２３、１２３ａが形成されている。また、ベース部１２０の裏面（−Ｙ側の面）には、一対の実装端子としての外部電極１２６、１２６ａがそれぞれ設けられている。キャスタレーション１２３、１２３ａには、それぞれキャスタレーション電極１２４、１２４ａが形成され、さらに、ベース部１２０の表面（＋Ｙ側の面）であってキャスタレーション１２３、１２３ａを囲む領域には、それぞれ接続電極１２５、１２５ａが形成されている。この接続電極１２５、１２５ａと外部電極１２６、１２６ａとは、キャスタレーション電極１２４、１２４ａを介して電気的に接続されている。なお、キャスタレーション１２３、１２３ａは角部に設けられることに限定されず、辺部に設けられてもよい。
【００５９】
キャスタレーション電極１２４、１２４ａ、接続電極１２５、１２５ａ、及び外部電極１２６、１２６ａは、例えばメタルマスク等を用いたスパッタリングや真空蒸着により導電性の金属膜が成膜されることで一体として形成されている。なお、これら電極は別々に形成されたものでもよい。また、これら電極は、例えば、クロム（Ｃｒ）層、ニッケルタングステン（Ｎｉ−Ｗ）層、金（Ａｕ）層の順で積層された３層構造の金属膜が用いられる。クロムが用いられる理由は、水晶材との密着性に優れるとともに、ニッケルタングステン層に拡散してその露出面で酸化被膜（不動態の膜）を形成し、金属膜の耐腐食性を向上させるためである。
【００６０】
なお、金属膜としては、ニッケルタングステン（Ｎｉ−Ｗ）層、金（Ａｕ）層の順で成膜された２層構造でもよい。また、クロムに代えて、例えばアルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）、またはそれらの合金などを用いてもよい。また、ニッケルタングステンに代えて、例えば、ニッケル（Ｎｉ）やタングステン（Ｗ）などを用いてもよい。また、金に代えて、例えば、銀（Ａｇ）などを用いてもよい。
【００６１】
ベース部１２０の接続電極１２５は、圧電振動片１３０の裏面まで引き出された引出電極１４７と電気的に接続され、また、接続電極１２５ａは、圧電振動片１３０の引出電極１４８と電気的に接続される。ただし、このような接続電極１２５、１２５ａを用いた接続形態に限定されず、例えば、ベース部１２０を圧電振動片１３０に接合した後、外部電極１２６、１２６ａの形成とともに、この外部電極１２６、１２６ａからキャスタレーション１２３、１２３ａを介して引出電極１４７、引出電極１４８まで延びる金属膜を用いた接続形態でもよい。
【００６２】
次に、圧電デバイス１００の製造方法について説明する。なお、圧電ウェハに対する各種工程（圧電振動片１３０の製造方法）については上記と同様であり、重複部分については説明を省略または簡略化する。圧電振動片１３０の製造と並行して、リッド部１１０及びベース部１２０が製造される。これらリッド部１１０及びベース部１２０においても、圧電振動片１３０と同様にそれぞれリッドウェハ、ベースウェハから個々を切り出す多面取りが行われる。
【００６３】
先ず、圧電ウェハとともに、リッドウェハ及びベースウェハが用意される。各ウェハは、圧電ウェハと同様に水晶結晶体からＡＴカットされたものが用いられる。これは、圧電デバイス１００の製造工程において、ウェハ同士を接合する工程やウェハの表面に金属膜を成膜する工程で、各ウェハが加熱されて熱膨張するが、熱膨張率の異なる素材のウェハを用いると、熱膨張率の差異によって変形や割れ等が生じる可能性があるからである。
【００６４】
リッドウェハの裏面には、フォトリソグラフィ法及びエッチングによって凹部１１１が形成される。ベースウェハの表面には、フォトリソグラフィ法及びエッチングによって凹部１２１及びキャスタレーション１２３、１２３ａが形成される。さらに、ベースウェハには、所定箇所にキャスタレーション電極１２４、１２４ａ、接続電極１２５、１２５ａ、及び外部電極１２６、１２６ａ、がメタルマスク等を用いたスパッタリングや真空蒸着によりそれぞれ形成される。なお、リッドウェハ、ベースウェハに対する加工は、エッチング等に代えて機械的手法により行われてもよい。
【００６５】
続いて、真空雰囲気下において、圧電ウェハの表面にリッドウェハを接合材１５０を介して接合させ、また、圧電ウェハの裏面にベースウェハを接合材１５０を介して接合させる。低融点ガラス等の接合材１５０は、加熱されることにより溶融状態となって塗布され、固化することによりウェハ同士を接合する。その後、接合されたウェハを、予め設定されたスクライブラインに沿って切断することにより、個々の圧電デバイス１００が完成する。
【００６６】
このように、上記圧電デバイスによれば、圧電振動片１３０として、枠部側角部領域１３９や振動部側角部領域１４０に粗面部１４１、１４２が形成されたものが用いられるので、圧電デバイス（圧電振動片１３０）が外力によって変形した場合でも割れ等が生じるのを防止し、耐久性や信頼性が向上した圧電デバイスを提供できる。なお、上記実施形態では、第１実施形態で説明した圧電振動片１３０を用いたが、これに代えて第２〜第４実施形態で説明した圧電振動片２３０等が用いられてもよい。
【００６７】
以上、圧電デバイスの実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、上記した実施形態では、圧電デバイスとして水晶振動子（圧電振動子）を示しているが、発振器であってもよい。発振器の場合は、ベース部１２０にＩＣ等が搭載され、圧電振動片１３０の引出電極１４１等や、ベース部１２０の外部電極１２６、１２６ａがそれぞれＩＣ等に接続される。また、上記した実施形態では、リッド部１１０及びベース部１２０として、圧電振動片１３０と同様のＡＴカットの水晶材が用いられるが、これに代えて、他のタイプの水晶材や、ガラス、セラミックス等が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１００…圧電デバイス
１１０…リッド部
１２０…ベース部
１３０、２３０、３３０、４３０…圧電振動片
１３１…振動部
１３２…枠部
１３３…連結部
１３３ａ…表面
１３３ｂ…裏面
１３５…メサ部
１３６…メサ周辺部
１３７…枠部側角部（角部）
１３８…振動部側角部（角部）
１３９…枠部側角部領域（角部領域）
１４０…振動部側角部領域（角部領域）
１４１、１４２、２４１、３４１、３４２、４４１…粗面部
１４５、１４６…励振電極
１４７、１４８…引出電極
３３１、３３２…接続領域
４４１ａ…連結部側粗面部
４４１ｂ…振動部側粗面部
【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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