(57)【要約】基部（５０）と、基部（５０）から第１方向（Ｄ１）に延出し第１方向（Ｄ１）と交差する第２方向（Ｄ２）に並ぶ複数の振動腕部（６０）と、少なくとも１つの受け部（７０）と、を備え、基部（５０）は、複数の振動腕部（６０）の付け根を共通して固定するように設けられている連結部（５１）と、第１方向（Ｄ１）において連結部（５１）から間隔を空けて設けられている支持部（５２）と、連結部（５１）と支持部（５２）との間において連結部（５１）と支持部（５２）とを繋ぐように設けられ、第２方向（Ｄ２）における幅が連結部（５１）及び支持部（５２）よりも小さい幅狭部（５３）と、を備え、受け部（７０）は、第１方向（Ｄ１）における連結部（５１）と支持部（５２）との間に設けられている。
2018212181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部から第１方向に延出し前記第１方向と交差する第２方向に並ぶ複数の振動腕部と、
少なくとも１つの受け部と、
を備え、
前記基部は、
前記複数の振動腕部の付け根を共通して固定するように設けられている連結部と、
前記第１方向において前記連結部から間隔を空けて設けられている支持部と、
前記連結部と前記支持部との間において前記連結部と前記支持部とを繋ぐように設けられ、前記第２方向における幅が前記連結部及び前記支持部よりも小さい幅狭部と、
を備え、
前記受け部は、前記第１方向における前記連結部と前記支持部との間に設けられている、音叉型水晶振動素子。
【請求項２】
前記受け部は、前記連結部及び前記支持部のいずれか一方に接続され、他方に向かって延出している、
請求項１に記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項３】
前記受け部は、前記支持部に接続されている、
請求項２に記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項４】
前記支持部は、前記音叉型水晶振動素子が固定される固定部である、
請求項３に記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項５】
前記連結部及び前記支持部は、前記第１方向において互いに対向する対向面をそれぞれ有し、
前記幅狭部は、前記連結部の前記対向面の前記第２方向における中央部に接続され、
前記受け部は、前記支持部の前記対向面に接続され、前記連結部の前記対向面の前記第２方向における端部と対向している、
請求項１又は２に記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項６】
前記連結部及び前記支持部は、前記第１方向において互いに対向する対向面をそれぞれ有し、
前記幅狭部は、前記連結部の前記対向面の前記第２方向における中央部に接続され、
前記受け部は、前記連結部の前記対向面の前記第２方向における端部に接続され、前記支持部の対向面と対向している、
請求項１又は２に記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項７】
前記受け部は、前記第２方向において前記幅狭部を挟むように少なくとも２箇所に設けられている、
請求項１から６のいずれか１項に記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項８】
前記基部、前記振動腕部、及び前記受け部が水晶によって設けられ、
前記受け部は、前記振動腕部が所望の振幅範囲を超えた場合に、前記連結部又は前記支持部に接触する接触面を有し、
前記受け部の前記接触面は、前記水晶の電気軸に沿って延在している、
請求項１から７のいずれか１項に記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項９】
基部と、
前記基部から第１方向に延出し前記第１方向と交差する第２方向に並ぶ複数の振動腕部と、
少なくとも１つの受け部と、
を備え、
前記基部は、
前記複数の振動腕部の付け根を共通して固定するように設けられている連結部と、
前記第１方向において前記連結部から間隔を空けて設けられている支持部と、
前記連結部と前記支持部との間において前記連結部と前記支持部とを繋ぐように設けられ、前記第２方向における幅が前記連結部及び前記支持部よりも小さい幅狭部と、
を備え、
前記受け部は、前記複数の振動腕部が所望の振幅範囲を超えた場合に、前記第１方向において前記連結部又は前記支持部と接触することによって前記振動腕部の変位を規制する、音叉型水晶振動素子。
【請求項１０】
水晶基板を準備する工程と、
前記水晶基板の上にフォトレジスト層を設ける工程と、
前記フォトレジスト層をパターニングする工程と、
パターニングされた前記フォトレジスト層に基づいて前記水晶基板をウェットエッチングによってエッチング加工し水晶片を形成する工程と、
を含み、
前記水晶片は、基部と、前記基部から第１方向に延出し前記第１方向と交差する第２方向に並ぶ複数の振動腕部と、少なくとも１つの受け部と、を備え、
前記基部は、前記複数の振動腕部の付け根を共通して固定するように設けられている連結部と、前記第１方向において前記連結部から間隔を空けて設けられている支持部と、前記連結部と前記支持部との間において前記連結部と前記支持部とを繋ぐように設けられ、前記第２方向における幅が前記連結部及び前記支持部よりも小さい幅狭部と、を備え、
前記受け部は、前記第１方向における前記連結部と前記支持部との間に設けられる、音叉型水晶振動素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第１方向は、前記水晶片を構成する水晶の機械軸に沿って延在し、
前記第２方向は、前記水晶の電気軸に沿って延在する、
請求項１０に記載の音叉型水晶振動素子の製造方法。
【請求項１２】
ベース部材と、
前記ベース部材との間に内部空間を形成する蓋部材と、
前記内部空間に収容される音叉型水晶振動素子と、
前記音叉型水晶振動素子を前記ベース部材に保持する保持部材と
を備え、
前記音叉型水晶振動素子は、
基部と、
前記基部から第１方向に延出し前記第１方向と交差する第２方向に並ぶ複数の振動腕部と、
少なくとも１つの受け部と、
を備え、
前記基部は、
前記複数の振動腕部の付け根を共通して固定するように設けられている連結部と、
前記第１方向において前記連結部から間隔を空けて設けられている支持部と、
前記連結部と前記支持部との間において前記連結部と前記支持部とを繋ぐように設けられ、前記第２方向における幅が前記連結部及び前記支持部よりも小さい幅狭部と、
を備え、
前記受け部は、前記第１方向における前記連結部と前記支持部との間に設けられており、
前記保持部材は、前記支持部を前記ベース部材に固定している、音叉型水晶振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶の圧電効果に基づき動作する音叉型水晶振動素子及びその製造方法、並びに音叉型水晶振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
音叉型水晶振動子は、基材の基部から一対の振動腕を並行に延出させた音叉型水晶振動素子が用いられる。このような水晶振動子は、モバイルコンピュータ、携帯ゲーム機、携帯電話、ＩＣカード、通信基地局、等の電子機器に搭載されるタイミングデバイスや振動ジャイロセンサ等に利用される。電子機器の小型化や高性能化に伴い、音叉型水晶振動子及びそれに内蔵される音叉型水晶振動素子は、小型化及び信頼性の向上が求められている。【０００３】
例えば、特許文献１には、基部と、基部のから延出した一対の振動腕と、振動腕と並行するように伸びた支持腕と、を備えた振動片が開示されている。特許文献１に記載の振動片は、振動エネルギの損失を低減する目的で基部の両主面に括れを表すように切り込みを有している。また、振動腕が大きく変位するような衝撃が加わった際に基部の括れが破損することを防止する目的で、振動腕が通常の振幅範囲を超えて変位したときに振動腕に接触するように、支持腕の先端に受け部を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５１６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の振動片では受け部を設けるためには、振動腕と並行するように支持腕を設けなければならず、小型化が妨げられる課題がある。【０００６】
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、耐衝撃性を向上しつつ小型化できる音叉型水晶振動素子及びその製造方法、並びに音叉型水晶振動子の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る音叉型水晶振動素子は、基部と、基部から第１方向に延出し第１方向と交差する第２方向に並ぶ複数の振動腕部と、少なくとも１つの受け部と、を備え、基部は、複数の振動腕部の付け根を共通して固定するように設けられている連結部と、第１方向において連結部から間隔を空けて設けられている支持部と、連結部と支持部との間において連結部と支持部とを繋ぐように設けられ、第２方向における幅が連結部及び支持部よりも小さい幅狭部と、を備え、受け部は、第１方向における連結部と支持部との間に設けられている。【０００８】
本発明の他の一態様に係る音叉型水晶振動素子は、基部と、基部から第１方向に延出し第１方向と交差する第２方向に並ぶ複数の振動腕部と、少なくとも１つの受け部と、を備え、基部は、複数の振動腕部の付け根を共通して固定するように設けられている連結部と、第１方向において連結部から間隔を空けて設けられている支持部と、連結部と支持部との間において連結部と支持部とを繋ぐように設けられ、第２方向における幅が連結部及び支持部よりも小さい幅狭部と、を備え、受け部は、複数の振動腕部が所望の振幅範囲を超えた場合に、第１方向において連結部又は支持部と接触することによって振動腕部の変位を規制する。【０００９】
本発明の他の一態様に係る音叉型水晶振動素子の製造方法は、水晶基板を準備する工程と、水晶基板の上にフォトレジスト層を設ける工程と、フォトレジスト層をパターニングする工程と、パターニングされたフォトレジスト層に基づいて水晶基板をウェットエッチングによってエッチング加工し水晶片を形成する工程と、を含み、水晶片は、基部と、基部から第１方向に延出し第１方向と交差する第２方向に並ぶ複数の振動腕部と、少なくとも１つの受け部と、を備え、基部は、複数の振動腕部の付け根を共通して固定するように設けられている連結部と、第１方向において連結部から間隔を空けて設けられている支持部と、連結部と支持部との間において連結部と支持部とを繋ぐように設けられ、第２方向における幅が連結部及び支持部よりも小さい幅狭部と、を備え、受け部は、第１方向における連結部と支持部との間に設けられる。【００１０】
本発明の他の一態様に係る音叉型水晶振動子は、ベース部材と、ベース部材との間に内部空間を形成する蓋部材と、内部空間に収容される音叉型水晶振動素子と、音叉型水晶振動素子をベース部材に保持する保持部材とを備え、音叉型水晶振動素子は、基部と、基部から第１方向に延出し第１方向と交差する第２方向に並ぶ複数の振動腕部と、少なくとも１つの受け部と、を備え、基部は、複数の振動腕部の付け根を共通して固定するように設けられている連結部と、第１方向において連結部から間隔を空けて設けられている支持部と、連結部と支持部との間において連結部と支持部とを繋ぐように設けられ、第２方向における幅が連結部及び支持部よりも小さい幅狭部と、を備え、受け部は、第１方向における連結部と支持部との間に設けられており、保持部材は、支持部をベース部材に固定している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、耐衝撃性を向上しつつ小型化できる音叉型水晶振動素子及びその製造方法、並びに音叉型水晶振動子の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、音叉型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に示した音叉型水晶振動子の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】図３は、第１実施形態に係る音叉型水晶振動素子の構成を概略的に示す平面図である。
【図４】図４は、図３に示した音叉型水晶振動素子のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】図５は、音叉型水晶振動素子の基部の構造をより具体的に示した拡大平面図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係る音叉型水晶振動素子の構成を概略的に示す平面図である。
【図７】図７は、第３実施形態に係る音叉型水晶振動素子の構成を概略的に示す平面図である。
【図８】図８は、第４実施形態に係る音叉型水晶振動素子の製造工程を示すフローチャートである。
【図９】図９は、図８に示した水晶基板を切削する工程における、水晶基板の電気軸に沿った断面を示す図である。
【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。但し、第２実施形態以降において、第１実施形態と同一又は類似の構成要素は、第１実施形態と同一又は類似の符号で表し、詳細な説明を適宜省略する。また、第２実施形態以降の実施形態において得られる効果について、第１実施形態と同様のものについては説明を適宜省略する。各実施形態の図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願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】
＜第１実施形態＞
まず、図１〜図３を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る音叉型水晶振動素子１０、及び音叉型水晶振動素子１０を備えた音叉型水晶振動子１について説明する。図１は、音叉型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に示した音叉型水晶振動子の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、第１実施形態に係る音叉型水晶振動素子の構成を概略的に示す平面図である。
【００１５】
なお、図１〜図３において、音叉型水晶振動素子１０に備えられる励振電極、接続電極、等の電極については図示を省略している。また、図中に示した第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、及び第３方向Ｄ３は、例えばそれぞれ互いに直交する方向である。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。また、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、及び第３方向Ｄ３は、図１に示す矢印の方向（正方向）に限定されず、矢印とは反対の方向（負方向）も含む。
【００１６】
音叉型水晶振動子１は、水晶振動子（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｕｎｉｔ）の一種である。また、音叉型水晶振動素子１０は、水晶振動素子（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）の一種であり、印加電圧に応じて励振する励振部分が音叉形状における並行する腕部に相当する。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）を利用する圧電振動素子（Ｐｉｅｚｏｅｌｃｔｒｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）である。
【００１７】
図１に示すように、音叉型水晶振動子１は、音叉型水晶振動素子１０と、蓋部材２０と、ベース部材３０と、接合部材４０と、を備える。ベース部材３０及び蓋部材２０は、音叉型水晶振動素子１０を収容するための保持器である。ここで図示した例では、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、例えばベース部材が凹状をなしていてもよく、蓋部材及びベース部材の両方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。
【００１８】
音叉型水晶振動素子１０は、水晶片１１を有する。水晶片１１は、Ｚ板水晶片である。詳細には、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸からなる直交座標系において、Ｚ軸を中心に時計回りに０度〜５度の範囲で回転させて、Ｘ軸及びＹ軸によって特定される面と平行な面（以下、「ＸＹ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Ｚ板水晶片の主面であり、Ｚ軸と平行な方向の長さがＺ板水晶片の厚さである。Ｚ板水晶片は、例えば、人工水晶（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ）のインゴットを切断及び研磨加工して得られる水晶基板をエッチング加工することで形成される。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、それぞれ水晶の結晶軸であり、Ｘ軸が電気軸、Ｙ軸が機械軸、Ｚ軸が光学軸に相当する。また、Ｘ軸は、正方向を持つ極性軸である。以下、＋Ｘ軸と平行な方向を＋Ｘ軸方向と呼ぶ。−Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向についても同様とする。なお、水晶片１１は、Ｚ板水晶片以外の異なるカットを適用してもよい。
【００１９】
音叉型水晶振動素子１０は、Ｙ軸が第１方向Ｄ１と平行であり、Ｘ軸が第２方向Ｄ２と平行であり、Ｚ軸が第３方向Ｄ３と平行となるように定められている。極性軸であるＸ軸方向においては、＋Ｘ軸方向を第２方向Ｄ２の正方向とし、−Ｘ軸方向を第２方向Ｄ２の負方向とする。但し、第１方向Ｄ１はＹ軸方向に沿っていればよく、例えばＹ軸方向から−５度〜＋５度の範囲で傾いてもよい。同様に、第２方向Ｄ２もＸ軸方向から−５度〜＋５度の範囲で傾いてもよく、第３方向Ｄ３もＺ軸方向から−５度〜＋５度の範囲で傾いてもよい。
【００２０】
図１及び図３に示すように、Ｚ板の水晶片１１からなる音叉型水晶振動素子１０は、基部５０と、基部５０から第２方向Ｄ２に延出した振動腕部６０と、を有する。
【００２１】
基部５０は、蓋部材２０と対向する側に表面（第１主面）５０ａを有し、ベース部材３０と対向する側に裏面（第２主面）５０ｂを有する。基部５０は、第１主面５０ａと平行な方向に並ぶ連結部５１、支持部５２、及び幅狭部５３を有する。連結部５１は、振動腕部６０の付け根に設けられ、第２方向Ｄ２に並ぶ振動腕部６０を共通して固定している。支持部５２は、第１方向Ｄ１において連結部５１から間隔を空けて設けられている。幅狭部５３は、連結部５１と支持部５２との間において、連結部５１と支持部５２とを繋ぐように設けられている。連結部５１は支持部５２と対向する対向面５１ａを有し、支持部５２は連結部５１と対向する対向面５１ｂを有する。幅狭部５３は、連結部５１の対向面５１ａの中央部に接続され、支持部５２の対向面５２ａの中央部に接続されている。なお、幅狭部５３は、第１主面５０ａを平面視したとき、第２方向Ｄ２における幅が最小となる括れ部５３ａを有している。括れ部５３ａは、幅狭部５３の第１方向Ｄ１における中央部に位置している。
【００２２】
連結部５１の第２方向Ｄ２における幅をＷ１、支持部５２の第２方向Ｄ２における幅をＷ２、幅狭部５３の第２方向Ｄ２における幅をＷ３とする。なお、幅Ｗ３は、幅狭部５３の括れ部５３ａにおける幅である。幅Ｗ３は幅Ｗ１及び幅Ｗ２よりも小さい（Ｗ３＜Ｗ１，Ｗ３＜Ｗ２）。言い換えると、基部５０の形状は、基部５０の第１主面５０ａを平面視したとき、幅狭部５３で第２方向Ｄ２に括れている。基部５０が括れ形状となっていることにより、基部５０における振動の伝播が抑制できる。したがって、一対の振動腕部６０で励起された振動が基部５０を通して外部に伝わる、いわゆる振動漏れが抑制できる。また、一例として、幅Ｗ２は幅Ｗ１よりも大きい（Ｗ１＜Ｗ２）。但し、幅Ｗ１及び幅Ｗ２の大小関係はこれに限定されるものではなく、幅Ｗ１が幅Ｗ２と同等以上であってもよい。
【００２３】
振動腕部６０も基部５０と同様、蓋部材２０と対向する側に表面（第１主面）６０ａを有し、ベース部材３０と対向する側に裏面（第２主面）６０ｂを有する。振動腕部６０は、基部５０の連結部５１から第１方向Ｄ１に延出し、第２方向Ｄ２に並ぶ第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２を総称するものである。第１振動腕部６１は、第２振動腕部６２の第２方向Ｄ２正方向側に位置している。第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２は、それぞれ、第１主面６０ａに第１方向Ｄ１に沿った有底の第１溝６３ａが設けられ、第２主面６０ｂに第１方向Ｄ１に沿った有底の第２溝６３ｂが設けられている。第１溝６３ａ及び第２溝６３ｂは、第３方向Ｄ３において対向している。このように、第１溝６３ａ及び第２溝６３ｂを設けることで、第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２の動きやすさが向上し、第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２から基部５０への振動漏れが抑制できる。
【００２４】
音叉型水晶振動素子１０は、さらに、基部５０の連結部５１と支持部５２との間に受け部７０を有している。受け部７０は、一対の振動腕部６０が所望の振幅範囲を超えた場合に一対の振動腕部６０の変位を規制する。例えば、受け部７０は、支持部５２の対向面５２ａから延出した第１受け部７１及び第２受け部７２を総称するものである。
【００２５】
第１受け部７１及び第２受け部７２は、幅狭部５３を第２方向Ｄ２において挟むように設けられている。第１受け部７１は、振動腕部６０の振動を阻害しないために幅狭部５３から離れていることが望ましく、例えば、支持部５２の対向面５２ａの第２方向Ｄ２における正方向側の端部に接続され、連結部５１の対向面５１ａの端部と対向している。第２受け部７２も同様に幅狭部５３から離れていることが望ましく、例えば、支持部５２の対向面５２ａの第２方向Ｄ２における負方向側の端部に接続され、連結部５１の対向面５１ａの端部と対向している。第１受け部７１及び第２受け部７２は、それぞれ、第１方向Ｄ１において第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２と対向している。第１受け部７１は、連結部５１の対向面５１ａと対向する側に接触面７１ａを有する。また、第２受け部７２は、連結部５１の対向面５１ａと対向する側に接触面７２ａを有する。受け部７１，７２の接触面７１ａ，７２ａと連結部５１の対向面５１ａとの間の距離は、連結部５１の対向面５１ａと支持部５２の対向面５２ａとの間の距離よりも小さい。
【００２６】
音叉型水晶振動素子１０において、図示を省略した励振電極によって第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２のそれぞれに駆動電圧が印加されると、第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２が、振動腕部６０先端の図中矢印で示す方向で互いに接近又は離間するように振動する。言い換えると、振動腕部６０は、連結部５１を起点とした円弧方向に励振される。音叉型水晶振動素子１０が静置された状態、又は第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２が励振による振幅範囲で振動する状態のとき、連結部５１の対向面５１ａと第１受け部７１の接触面７１ａは離れており、連結部５１の対向面５１ａと第２受け部７２の接触面７２ａも離れている。
【００２７】
第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２が励振による振幅範囲を超えて大きく変位したときに、第１受け部７１の接触面７１ａ又は第２受け部７２の接触面７２ａが連結部５１の対向面５１ａと接触する。具体的には、第１振動腕部６１が第２方向Ｄ２正方向側に大きく変位するような衝撃が音叉型水晶振動素子１０に加わった場合に、連結部５１の対向面５１ａと第１受け部７１の接触面７１ａが接触し、第１受け部７１が第１振動腕部６１の変位を規制する。同様に、第２振動腕部６２が第２方向Ｄ２負方向側に大きく変位するような衝撃が音叉型水晶振動素子１０に加わった場合には、第２受け部７２が第２振動腕部６２の変位を規制する。
【００２８】
第１振動腕部６１又は第２振動腕部６２が第２方向Ｄ２に大きく変位する場合、変形応力は幅狭部５３（特に括れ部５３ａ）に集中する。第１受け部７１及び第２受け部７２は、第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２の変位を規制することで、幅狭部５３に加わる変形応力を低減し、幅狭部５３の破損を抑制する。なお、第１振動腕部６１又は第２振動腕部６２が第２方向Ｄ２に大きく変位する場合とは、例えば搬送時の振動や落下等により水晶片１１に衝撃が加わる場合等をいう。
【００２９】
蓋部材２０の形状は、凹状をなしており、ベース部材３０の第１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及びベース部材３０によって囲まれた内部空間２６が設けられる。この内部空間２６に音叉型水晶振動素子１０が収容される。蓋部材２０の形状は、音叉型水晶振動素子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、例えば、天面部２１の主面を平面視したときに矩形状をなしている。蓋部材２０の形状は、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に平行な高さとで定義される。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る。導電材料を含むことで、蓋部材２０を通して内部空間２６へ出入りする電磁波の少なくとも一部を遮蔽できる電磁シールド機能が得られる。
【００３０】
図２に示すように、蓋部材２０は、内面２４及び外面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、ベース部材３０の第１主面３２ａに対向する天面部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、を有する。また、蓋部材２０は、凹状の開口端部（側壁部２２のベース部材３０に近い側の端部）においてベース部材３０の第１主面３２ａに対向する対向面２３を有する。この対向面２３は、音叉型水晶振動素子１０の周囲を囲むように枠状に延在している。
【００３１】
ベース部材３０は、音叉型水晶振動素子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、互いに対向する第１主面３２ａ（表面）及び第２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。
【００３２】
ベース部材３０は、第１主面３２ａに設けられた電極パッド３３ａ，３３ｂと、第２主面３２ｂに設けられた外部電極３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと、を有する。電極パッド３３ａ，３３ｂは、ベース部材３０と音叉型水晶振動素子１０とを電気的に接続するための端子である。また、外部電極３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、図示しない回路基板と音叉型水晶振動子１とを電気的に接続するための端子である。電極パッド３３ａは、第３方向Ｄ３に延在するビア電極３４ａを介して外部電極３５ａに電気的に接続され、電極パッド３３ｂは、第３方向Ｄ３に延在するビア電極３４ｂを介して外部電極３５ｂに電気的に接続される。ビア電極３４ａ，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。外部電極３５ｃ，３５ｄは、電気信号等が入出力されないダミー電極でもよく、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。外部電極３５ｃ，３５ｄは、省略されてもよい。
【００３３】
導電性保持部材３６ａ，３６ｂは、ベース部材３０の第１主面３２ａと、音叉型水晶振動素子１０の基部５０の第２主面５０ｂとの間に設けられている。具体的には、導電性保持部材３６ａ，３６ｂは、基部５０の支持部５２を、ベース部材３０に固定している。導電性保持部材３６ａ，３６ｂは、ベース部材３０の一対の電極パッド３３ａ，３３ｂに、音叉型水晶振動素子１０を電気的に接続している。また、導電性保持部材３６ａ，３６ｂは、ベース部材３０の第１主面３２ａに音叉型水晶振動素子１０を励振可能に保持している。導電性保持部材３６ａ，３６ｂは、例えば、熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂等を含む樹脂材料と、ベース部材と水晶振動素子との間隔を保つため、あるいは強度をたかめるためのフィラー、保持部材に導電性を与えるための導電性粒子等とを含んでいる。なお、ベース部材に音叉型水晶振動素子を保持するための部材は、絶縁性であってもよい。このとき、音叉型水晶振動素子は、ワイヤーボンド等の導通手段によって電極パッドに電気的に接続されてもよい。
【００３４】
ベース部材３０の第１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の形状が、第１主面３２ａを平面視したときに矩形の枠状である。また、第１主面３２ａを平面視したときに、電極パッド３３ａ，３３ｂが封止部材３７の内側に配置されており、封止部材３７は音叉型水晶振動素子１０を囲むように設けられている。封止部材３７は、導電材料により構成されている。例えば、封止部材３７を電極パッド３３ａ，３３ｂと同じ材料で構成することで、電極パッド３３ａ，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る。
【００３５】
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の対向面２３と、ベース部材３０の第１主面３２ａと、の間に挟まれる。
【００３６】
蓋部材２０及びベース部材３０の両者が封止部材３７及び接合部材４０を挟んで接合されることによって、音叉型水晶振動素子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、気圧が大気圧力よりも低圧であることが好ましく、真空状態であることが更に好ましい。これによれば、後述する第１励振電極８１及び第２励振電極８２の酸化による音叉型水晶振動子１の周波数特性の経時的な変動などが低減できる。なお、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も不連続な枠状に設けられていてもよい。
【００３７】
次に、図４を参照しつつ、振動腕部６０のより詳細な構成、及び音叉型水晶振動素子１０の動作について説明する。図４は、図３に示した音叉型水晶振動素子のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。
【００３８】
第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２の表面には、それぞれ、第１励振電極８１及び第２励振電極８２が設けられている。第１励振電極８１は、第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２の各両側面に設けられている。両側面とは、第１主面６０ａと第２主面６０ｂとを繋ぐ一対の側面である。すなわち、第１励振電極８１は、第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２のそれぞれを第２方向Ｄ２において挟むように対向している。第２励振電極８２は、第１主面６０ａ及び第２主面６０ｂにおいて、第１溝６３ａ及び第２溝６３ｂのそれぞれの内部に設けられている。また、第２励振電極８２は、第１溝６３ａ及び第２溝６３ｂの外側にも設けられている。
【００３９】
第１励振電極８１及び第２励振電極８２は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）やクロム（Ｃｒ）を下地層として、金（Ａｕ）を最表層とする多層構造の金属膜からなる電極である。クロムは水晶片との密着性が高いため、長期間の連続運転等による励振電極の剥離が抑制できる。金は化学的安定が高いため、励振電極の酸化による振動特性の変動が抑制できる。
【００４０】
第１励振電極８１及び第２励振電極８２は、それぞれ、導電性保持部材３６ａ及び導電性保持部材３６ｂを通して、外部電極３５ａ及び外部電極３５ｂに電気的に接続される。第１励振電極８１及び第２励振電極８２が第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２の内部に電界を形成すると、第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２の各両側面が電界の電圧の大きさに基づいて伸縮する。特定の周波数の交番電界を第１励振電極８１及び第２励振電極８２の間に印加することで、第１振動腕部６１及び第２振動腕部６２が、図３において一対の振動腕部６０の先端に図示した矢印の方向で互いに接近及び離間するように共振周波数で振動する。
【００４１】
次に、図５を参照しつつ、基部５０のより具体的な構成について説明する。図５は、音叉型水晶振動素子の基部の構造をより具体的に示した拡大平面図である。なお、基部５０の連結部５１、支持部５２、及び幅狭部５３は、後述するウェットエッチングによって水晶基板を切削して設けたものとする。また、実際には図５に示したように水晶片１１の端面にエッチング残渣が形成されるが、他の図においては、説明を単純化するためエッチング残渣の図示を省略している。
【００４２】
水晶は、ウェットエッチング等の化学エッチングにおいて、結晶方位によってエッチングレートが異なるという特性を有する。このため、ウェットエッチングによって加工された水晶片１１の端面には互いに異なる大きさのエッチング残渣が発生し得る。エッチング残渣は、基部５０よりも厚みの薄いヒレ状の部分である。例えば、エッチング残渣Ｌ１は、基部５０のＹ軸方向に延在する端面のうち＋Ｘ軸方向側に形成される。したがって、エッチング残渣Ｌ１は、基部５０の第１主面５０ａを平面視したときに連結部５１及び支持部５２から＋Ｘ軸方向に沿って延出している。なお、エッチング残渣は、−Ｘ軸方向側においてＹ軸方向に延在する端面には略形成されない。
【００４３】
例えば、エッチング残渣Ｌ２１及びＬ２２は、幅狭部５３と第１受け部７１との間に形成される。基部５０の第１主面５０ａを平面視したとき、エッチング残渣Ｌ２１は幅狭部５３及び支持部５２の端面から延出し、エッチング残渣Ｌ２２は第１受け部７１及び支持部５２の端面から延出している。また、例えば、エッチング残渣Ｌ３１及びＬ３２は、幅狭部５３と第２受け部７２との間に形成される。基部５０の第１主面５０ａを平面視したとき、エッチング残渣Ｌ３１は幅狭部５３及び支持部５２の端面から延出し、エッチング残渣Ｌ３２は第２受け部７２及び支持部５２の端面から延出している。
【００４４】
基部５０の第１主面５０ａを平面視したときのエッチング残渣の面積を比較した場合、一例として、エッチング残渣Ｌ２１が連結部５１近傍まで延在するため、エッチング残渣Ｌ２１はエッチング残渣Ｌ３１よりも大きい。従って、幅狭部５３は、連結部５１の−Ｘ軸方向に沿った変位に対する耐衝撃性よりも＋Ｘ軸方向に沿った変位に対する耐衝撃性の方が高い。なお、反対に、幅狭部５３は、連結部５１の−Ｘ軸方向に沿った変位に対する耐衝撃性よりも＋Ｘ軸方向に沿った変位に対する耐衝撃性の方が低い場合もある。すなわち、幅狭部５３、第１受け部７１、及び支持部５２によって囲まれた略Ｕ字状（股状）の領域において、エッチング残渣Ｌ２２はエッチング残渣Ｌ２１よりも比較的大きく形成され得る。また、幅狭部５３、第２受け部７２、及び支持部５２によって囲まれた股状の領域において、エッチング残渣Ｌ３１はエッチング残渣Ｌ３２よりも比較的大きく形成され得る。これらのことから、エッチング残渣Ｌ３１がエッチング残渣Ｌ２１よりも比較的大きく形成され得る場合がある。
【００４５】
エッチング残渣は、第１受け部７１の接触面７１ａ及び第２受け部７２の接触面７２ａには略形成されない。エッチング残渣は、連結部５１の対向面５１ａにも略形成されない。したがって、振動腕部６０が通常の振幅範囲を超えるように大きく変位した場合、受け部７０は、エッチング残渣の略無い接触面７１ａ，７２ａによって、連結部５１の端面の中でもエッチング残渣の略無い対向面５１ａを受け止める。
【００４６】
＜第２実施形態＞
次に、図６を参照しつつ、第２実施形態に係る音叉型水晶振動素子１１０の構成について説明する。図６は、第２実施形態に係る音叉型水晶振動素子の構成を概略的に示す平面図である。第１実施形態に係る音叉型水晶振動素子１０との相違点は、受け部１７０が１つの第１受け部１７１からなる点である。
【００４７】
図６に示した例では、支持部１５２の対向面１５２ａのうち、幅狭部１５３よりも第２方向Ｄ２正方向側の領域に第１受け部１７１が接続されている。第１受け部１７１は、連結部１５１に向かって第１方向Ｄ１に沿って延出している。連結部１５１の対向面１５１ａを第１受け部１７１の接触面１７１ａが受け止めることで、第１振動腕部１６１の通常の振幅範囲を超えた第２方向Ｄ２正方向側への大きな変位が規制できる。但し、受け部１７０の位置は上記に限定されるものではなく、支持部１５２の対向面１５２ａのうち、幅狭部１５３よりも第２方向Ｄ２負方向側の領域に設けられてもよい。これによれば、第２振動腕部１６２の第２方向Ｄ２負方向側への大きな変位が規制できる。なお、前述の通り音叉型水晶振動素子の端面には水晶の結晶方位に基づいたエッチング異方性によって異方的なエッチング残渣が発生するため、第１振動腕部及び第２振動腕部の機械的強度バランスが崩れている。そのため、受け部を１つとする場合には、音叉型水晶振動素子の機械的強度のバランスを計算又は測定し、機械的強度の低い方向への変位を受け止められるように受け部を配置することが望ましい。
【００４８】
＜第３実施形態＞
次に、図７を参照しつつ、第３実施形態に係る音叉型水晶振動素子２１０の構成について説明する。図７は、第３実施形態に係る音叉型水晶振動素子の構成を概略的に示す平面図である。第３実施形態に係る音叉型水晶振動素子２１０は、受け部２７０が連結部２５１の対向面２５１ａに接続され、支持部２５２に向かって第１方向Ｄ１に沿って延出している。言い換えると、第１受け部２７１の接触面２７１ａ及び第２受け部２７２の接触面２７２ａは、支持部２５２の対向面２５２ａと第１方向Ｄ１で間隔を空けて対向している。支持部２５２の対向面２５２ａのうち、第２方向Ｄ２正方向側の端部に第１受け部２７１が設けられ、第２方向Ｄ２負方向側の端部に第２受け部２７２が設けられている。第１受け部２７１は支持部２５２の対向面２５２ａを接触面２７１ａで受け止めることで第１振動腕部２６１の大きな変位を規制し、第２受け部２７２は支持部２５２の対向面２５２ａを接触面２７２ａで受け止めることで第２振動腕部２６２の大きな変位を規制する。このように、第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４９】
＜第４実施形態＞
次に、図８〜図９を参照しつつ、第４実施形態に係る音叉型水晶振動素子の製造方法について説明する。また、エッチング残渣Ｌ１を例に挙げ、エッチング残渣の発生メカニズムについて説明する。図８は、第４実施形態に係る音叉型水晶振動素子の製造工程を示すフローチャートである。図９は、図８に示した水晶基板を切削する工程における、水晶基板の電気軸に沿った断面を示す図である。第４実施形態は、上記の各実施形態に係る音叉型水晶振動素子に適用可能な水晶片９１１の製造工程に相当する。図８に示した工程の後、励振電極等の電極を設ける工程等を経て音叉型水晶振動素子が完成する。
【００５０】
まず、水晶基板を準備する（Ｓ１１）。水晶基板９１０は、人工水晶の単結晶からＸＹ面が第１主面９１０ａ及び第２主面９１０ｂとなるように切り出された板状の部材であり、例えば水晶ウエハである。なお、水晶基板９１０は、音叉型水晶振動素子の水晶片を形成可能な素子領域を複数有し、音叉型水晶振動素子の集合素子を形成することができれば、水晶ウエハに限定されるものではない。水晶基板９１０は、例えば、水晶ウエハから切り分けられた四角形状の板状部材であってもよい。水晶基板９１０は、平板状に切り出された後、例えば化学機械研磨等の研磨処理によって、表面を平坦化される。この研磨処理によって水晶基板９１０の厚みを調整することにより、音叉型水晶振動素子としての周波数特性が調整できる。
【００５１】
次に、フォトレジスト層を設ける（Ｓ１２）。工程Ｓ１２では、まず、第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂが水晶基板９１０を挟むように、水晶基板９１０の第１主面９１０ａに第１金属層９１２ａを設け、第２主面９１０ｂに第２金属層９１２ｂを設ける。第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂは、水晶基板９１０をエッチングする際に用いられるエッチング液（例えば、フッ化アンモニウムあるいは緩衝フッ酸）に対する耐蝕膜に相当し、エッチングの加工精度を向上させる。第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂは、例えば、クロム（Ｃｒ）層と金（Ａｕ）層とを有する多層膜が用いられる。Ｃｒ層は、下地層として、第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂの水晶基板９１０に対する密着力を向上させる。また、Ａｕ層は、最表層として、第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂの耐蝕性を向上させる。第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂの成膜方法は特に限定されず、例えば、蒸着法やスパッタ法等の乾式めっき（ドライプロセス）、又は電解めっき等の湿式めっき（ウェットプロセス）によって設けられる。
【００５２】
工程Ｓ１２では、次に、第１フォトレジスト層９１３ａ及び第２フォトレジスト層９１３ｂが水晶基板９１０を挟むように、第１金属層９１２ａの上に第１フォトレジスト層９１３ａを設け、第２金属層９１２ｂの上に第２フォトレジスト層９１３ｂを設ける。第１フォトレジスト層９１３ａ及び第２フォトレジスト層９１３ｂは、それぞれ、フォトレジスト材料を含むフォトレジスト溶液を第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂの上に塗工し、加熱によって溶媒を揮発させることで成膜される。フォトレジスト溶液の塗工方法は、例えばスピンコート法である。フォトレジスト材料は、第１フォトレジスト層９１３ａ及び第２フォトレジスト層９１３ｂを現像して得られるパターンの加工精度を向上させる観点から、露光された部分の溶解性が高くなるポジ型の感光性樹脂が望ましい。なお、フォトレジスト溶液の塗工方法は特に限定されず、例えばスプレーコート法などであってもよい。
【００５３】
次に、フォトレジスト層を露光する（Ｓ１３）。工程Ｓ１３では、複数の水晶片９１１の外形パターンが描画されたフォトマスクを通して、第１フォトレジスト層９１３ａ及び第２フォトレジスト層９１３ｂに紫外光等の光を照射する。露光に用いられる露光装置は、第１フォトレジスト層９１３ａ及び第２フォトレジスト層９１３ｂの一方だけを露光する片面露光装置である。なお、両方を同時に露光可能な両面露光装置であってもよい。
【００５４】
次に、フォトレジスト層を現像する（Ｓ１４）。第１フォトレジスト層９１３ａ及び第２フォトレジスト層９１３ｂがポジ型の感光性樹脂の場合、第１フォトレジスト層９１３ａ及び第２フォトレジスト層９１３ｂを現像液に浸すことによって、露光された部分が現像液に溶解し除去される。これによって、第１フォトレジスト層９１３ａ及び第２フォトレジスト層９１３ｂには、水晶片９１１の外形パターンがパターニングされる。言い換えると、第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂの一部は、それぞれ、水晶片９１１の外形パターンに基づいて露出する。
【００５５】
次に、ウェットエッチングにより水晶基板を切削する（Ｓ１５）。工程Ｓ１５では、まず、水晶片９１１の外形パターンに基づいて露出した第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂをエッチング加工する。これにより、水晶基板９１０の一部が、水晶片９１１の外形パターンに基づいて露出する。第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂは、例えば、セリウム系のエッチング溶液を用いたＣｒ層のウェットエッチング、及びヨウ素系のエッチング溶液を用いたＡｕ層のウェットエッチングによってエッチング加工される。
【００５６】
工程Ｓ１５では、次に、水晶基板９１０の露出した部分を貫通するように切削する。水晶基板９１０は、フッ酸系のエッチング溶液を用いたウェットエッチングによってエッチング加工され、音叉型水晶振動素子の水晶片９１１が形成される。これにより、水晶基板９１０は、複数の水晶片９１１を有する集合基板へと加工される。水晶基板９１０を第１主面９１０ａ及び第２主面９１０ｂの両側から同時にエッチング加工することで、一方側からエッチング加工する加工方法よりも加工速度及び加工精度が向上する。
【００５７】
次に、フォトレジスト層を除去する（Ｓ１６）。水晶基板９１０のエッチング加工が終了した段階では、水晶基板９１０の第１主面９１０ａに第１金属層９１２ａ及び第１フォトレジスト層９１３ａが残っており、第２主面９１０ｂに第２金属層９１２ｂ及び第２フォトレジスト層９１３ｂが残っている。溶剤による洗浄によって、水晶基板９１０から第１フォトレジスト層９１３ａ及び第２フォトレジスト層９１３ｂの残渣を除去し、次いで第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂの残渣を除去する。
【００５８】
上記の工程Ｓ１５において、人工水晶の単結晶は結晶方位によってエッチングされる速さ（エッチングレート）が異なるため、エッチングによって形成される水晶片９１１にはエッチング残渣Ｌ１が形成される。エッチング残渣Ｌ１は、水晶片９１１の第１主面９１１ａを平面視したとき、結晶軸方向に応じて異なる大きさで第１主面９１１ａから外側に延出する。
【００５９】
図９に示すように、水晶片９１１のＸＺ面に平行な断面は、第１主面９１１ａ、第２主面９１１ｂ、エッチング残渣Ｌ１を有する。第１主面９１１ａ及び第２主面９１１ｂは、それぞれ、水晶基板９１０として第１金属層９１２ａ及び第２金属層９１２ｂに覆われていた部分に相当する。エッチング残渣Ｌ１は、第１主面９１１ａ及び第２主面９１１ｂの＋Ｘ軸方向（電気軸正方向）における端部を繋ぐ端面に相当する。
【００６０】
エッチング残渣Ｌ１が形成される領域において、水晶基板９１０は、例えば、結晶面が形成される方向にエッチング加工が進行する。具体的には、水晶基板９１０は、第１主面９１０ａから結晶面に近づくようにエッチング加工されることによって第１端面９１１ｃが形成され、第２主面９１０ｂから結晶面に近づくようにエッチング加工されることによって第２端面９１１ｄが形成される。水晶の＋Ｘ軸方向に対する結晶面の傾きに倣って、第１端面９１１ｃは第１主面９１１ａに対して傾き、第２端面９１１ｄは第２主面９１１ｂに対して傾く。この結果、エッチング残渣Ｌ１は、水晶片９１１側で鈍角を成すように第１主面９１１ａに繋がる第１端面９１１ｃと、水晶片９１１側で鈍角を成すように第２主面９１１ｂに繋がる第２端面９１１ｄとで構成される。第１端面９１１ｃ及び第２端面９１１ｄは、エッチング残渣Ｌ１の＋Ｘ軸方向における先端で、水晶片９１１側において角度θ１を成すように繋がる。反対に、第１主面９１１ａ及び第２主面９１１ｂの−Ｘ軸方向における端部は、第１主面９１１ａ及び第２主面９１１ｂと略直交する第３端面９１１ｅによって繋がっている。
【００６１】
エッチング残渣Ｌ１が発生するため、第３端面９１１ｅのＸＺ面における長さは、第１端面９１１ｃ及び第２端面９１１ｄのＸＺ面における長さの和よりも小さい。エッチング残渣Ｌ１の先端が成す角度がθ１となるため、エッチング残渣Ｌ１を有する端面は、他のエッチング残渣の略発生しない端面（例えば、連結部５１の対向面５１ａや、受け部７０の接触面７１ａ，７２ａ）に比べて、外部からの衝撃によって破損しやすい。
【００６２】
以上のように、本発明の一態様によれば、基部５０と、基部５０から第１方向Ｄ１に延出し第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に並ぶ複数の振動腕部６０と、少なくとも１つの受け部７０と、を備え、基部５０は、複数の振動腕部６０の付け根を共通して固定するように設けられている連結部５１と、第１方向Ｄ１において連結部５１から間隔を空けて設けられている支持部５２と、連結部５１と支持部５２との間において連結部５１と支持部５２とを繋ぐように設けられ、第２方向Ｄ２における幅が連結部５１及び支持部５２よりも小さい幅狭部５３と、を備え、受け部７０は、第１方向Ｄ１における連結部５１と支持部５２との間に設けられている音叉型水晶振動素子１０、が提供される。
【００６３】
上記態様によれば、受け部が支持部と連結部との間に設けられるため、第２方向において受け部と振動腕部を並べる構成よりも水晶振動素子が小型化できる。また、落下等による外部からの衝撃によって振動腕部に外力が加わった際に、基部と受け部が接触し、水晶振動素子としての通常の振幅範囲を超えた振動腕部の大きな変位が規制できる。これによって、水晶振動素子の耐衝撃性が向上し、振動腕部や基部の損傷が抑制できる。また、振動腕部は、振動の伝搬領域が小さい幅狭部を介して支持部に機械的に接続されている。そのため、連結部から支持部への振動漏れが低減され、振動腕部における振動エネルギの減衰が抑制できる。
【００６４】
受け部７０は、連結部５１及び支持部５２のいずれか一方に接続され、他方に向かって延出していてもよい。これによれば、受け部を設けるための複雑な構造等が不要のため、音叉型水晶振動素子が小型化できる。
【００６５】
受け部７０は、支持部５２に接続されていてもよい。これによれば、受け部を備えることによる音叉型水晶振動素子の振動特性への影響が抑制できる。
【００６６】
支持部５２は、音叉型水晶振動素子１０が固定される固定部であってもよい。これによれば、固定部を通して音叉型水晶振動子のベース部材や蓋部材等といった保持器への振動腕部からの振動漏れが抑制できる。また、受け部が固定部に接続されることで、音叉型水晶振動素子の耐衝撃性が向上する。
【００６７】
連結部５１及び支持部５２は、第１方向Ｄ１において互いに対向する対向面５１ａ，５２ａをそれぞれ有し、幅狭部５３は、連結部５１の対向面５１ａの第２方向Ｄ２における中央部に接続され、受け部７０は、支持部５２の対向面５２ａに接続され、連結部５１の対向面５１ａの第２方向Ｄ２における端部と対向していてもよい。これによれば、受け部と幅狭部との干渉が抑制できる。
【００６８】
連結部２５１及び支持部２５２は、第１方向Ｄ１において互いに対向する対向面２５１ａ，２５２ａをそれぞれ有し、幅狭部２５３は、連結部２５１の対向面２５１ａの第２方向Ｄ２における中央部に接続され、受け部２７０は、連結部２５１の対向面２５１ａの第２方向Ｄ２における端部に接続され、支持部２５２の対向面２５２ａと対向していてもよい。これによれば、受け部と幅狭部との干渉が抑制できる。
【００６９】
受け部７０は、第２方向Ｄ２において幅狭部５３を挟むように少なくとも２箇所に設けられていてもよい。これによれば、振動腕部の大きな変位の方向が第２方向の正方向であっても負方向であっても、受け部によって規制できる。
【００７０】
基部５０、振動腕部６０、及び受け部７０が水晶によって設けられ、受け部７０は、振動腕部６０が所望の振幅範囲を超えた場合に、連結部５１又は支持部５２に接触する接触面７１ａ，７２ａを有し、受け部７０の接触面７１ａ，７２ａは、水晶の電気軸に沿って延在していてもよい。これによれば、受け部の接触面に形成されるエッチング残渣が小さい。このため、受け部が基部と接触した際にエッチング残渣の損傷に起因して発生するパーティクルが抑制できる。
【００７１】
本発明の他の一態様によれば、基部５０と、基部５０から第１方向Ｄ１に延出し第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に並ぶ複数の振動腕部６０と、少なくとも１つの受け部７０と、を備え、基部５０は、複数の振動腕部６０の付け根を共通して固定するように設けられている連結部５１と、第１方向Ｄ１において連結部５１から間隔を空けて設けられている支持部５２と、連結部５１と支持部５２との間において連結部５１と支持部５２とを繋ぐように設けられ、第２方向Ｄ２における幅が連結部５１及び支持部５２よりも小さい幅狭部５３と、を備え、受け部７０は、複数の振動腕部６０が所望の振幅範囲を超えた場合に、第１方向Ｄ１において連結部５１又は支持部５２と接触することによって振動腕部６０の変位を規制する音叉型水晶振動素子１０、が提供される。このような態様においても、上記したのと同様の効果を得ることができる。
【００７２】
本発明の他の一態様によれば、水晶基板９１０を準備する工程と、水晶基板９１０の上にフォトレジスト層９１３ａ，９１３ｂを設ける工程と、フォトレジスト層９１３ａ，９１３ｂをパターニングする工程と、パターニングされたフォトレジスト層９１３ａ，９１３ｂに基づいて水晶基板９１０をウェットエッチングによってエッチング加工し水晶片９１１を形成する工程と、を含み、水晶片９１１は、基部５０と、基部５０から第１方向Ｄ１に延出し第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に並ぶ複数の振動腕部６０と、少なくとも１つの受け部７０と、を備え、基部５０は、複数の振動腕部６０の付け根を共通して固定するように設けられている連結部５１と、第１方向Ｄ１において連結部５１から間隔を空けて設けられている支持部５２と、連結部５１と支持部５２との間において連結部５１と支持部５２とを繋ぐように設けられ、第２方向Ｄ２における幅が連結部５１及び支持部５２よりも小さい幅狭部５３と、を備え、受け部７０は、第１方向Ｄ１における連結部５１と支持部５２との間に設けられる音叉型水晶振動素子の製造方法、が提供される。このような態様においても、上記したのと同様の効果を得ることができる。
【００７３】
このような態様において、第１方向Ｄ１は、水晶片９１１を構成する水晶の機械軸Ｙに沿って延在し、第２方向Ｄ２は、水晶の電気軸Ｘに沿って延在してもよい。これによれば、連結部と受け部の互いに対向する端面（連結部の対向面及び受け部の接触面）を、略エッチング残渣が発生しないように形成できる。
【００７４】
本発明の他の一態様によれば、ベース部材３０と、ベース部材３０との間に内部空間２６を形成する蓋部材２０と、内部空間２６に収容される音叉型水晶振動素子１０と、音叉型水晶振動素子１０をベース部材３０に保持する導電性保持部材３６ａ，３６ｂとを備え、音叉型水晶振動素子１０は、基部５０と、基部５０から第１方向Ｄ１に延出し第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に並ぶ複数の振動腕部６０と、少なくとも１つの受け部７０と、を備え、基部５０は、複数の振動腕部６０の付け根を共通して固定するように設けられている連結部５１と、第１方向Ｄ１において連結部５１から間隔を空けて設けられている支持部５２と、連結部５１と支持部５２との間において連結部５１と支持部５２とを繋ぐように設けられ、第２方向Ｄ２における幅が連結部５１及び支持部５２よりも小さい幅狭部５３と、を備え、受け部７０は、第１方向Ｄ１における連結部５１と支持部５２との間に設けられており、導電性保持部材３６ａ，３６ｂは、支持部５２をベース部材３０に固定している音叉型水晶振動子１、が提供される。このような態様においても、上記したのと同様の効果を得ることができる。
【００７５】
以上説明したように、本発明の一態様によれば、耐衝撃性を向上しつつ小型化できる音叉型水晶振動素子及びその製造方法、並びに音叉型水晶振動子の提供が可能となる。
【００７６】
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／改良され得るととともに、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】
【００７７】
１…音叉型水晶振動子
１０…音叉型水晶振動素子
１１…水晶片
３０…ベース部材
４０…接合部材
５０…基部
５１…連結部
５２…支持部
５３…幅狭部
５１ａ，５２ａ…対向面
６０…振動腕部
６１…第１振動腕部
６２…第２振動腕部
７０…受け部
７１…第１受け部
７２…第２受け部
７１ａ，７２ａ…接触面
Ｌ１，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ３１，Ｌ３２…エッチング残渣
【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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【図９】
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【国際調査報告】
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