(57)【要約】【課題】  電極膜のパターニングを不要にした音叉型水晶振動素子を提供する。【解決手段】  振動素子４０によれば、基部３０、第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０が第一中間電極１４、第一内側電極１３ｂ、第二内側電極２３ｂ及び第二中間電極２４によって接合された構造を採ったことにより、第一中間電極１４、第一内側電極１３ｂ、第二内側電極２３ｂ及び第二中間電極２４をそのまま励振電極として使用できるので、電極膜のパターニングを不要にできる。【選択図】  図１
2015053571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、この基部から同一方向に延設された第一振動腕部及び第二振動腕部と、を備えた音叉型水晶振動素子において、
前記第一振動腕部は、
表裏関係にある第一外側面及び第一内側面と、前記第一外側面を含む第一外側腕部と、前記第一内側面を含む第一内側腕部と、第一外側電極及び第一内側電極及び第一中間電極とを有し、
前記第一外側面に前記第一外側電極が設けられ、前記第一内側面に前記第一内側電極が設けられ、前記第一外側腕部と前記第一内側腕部とが前記第一中間電極を介して接合され、
前記第二振動腕部は、
表裏関係にある第二外側面及び第二内側面と、前記第二外側面を含む第二外側腕部と、前記第二内側面を含む第二内側腕部と、第二外側電極及び第二内側電極及び第二中間電極とを有し、
前記第二外側面に前記第二外側電極が設けられ、前記第二内側面に前記第二内側電極が設けられ、前記第二外側腕部と前記第二内側腕部とが前記第二中間電極を介して接合され、
前記基部は、
表裏関係にある第一基部側面及び第二基部側面を有し、
前記第一基部側面が前記第一内側電極を介して前記第一振動腕部に接合され、前記第二基部側面が前記第二内側電極を介して前記第二振動腕部に接合された、
ことを特徴とする音叉型水晶振動素子。
【請求項２】
前記第一内側腕部の一部は、前記第一振動腕部の延設方向の逆方向に前記基部及び前記第一外側腕部から突出し、
前記第二内側腕部の一部は、前記第二振動腕部の延設方向の逆方向に前記基部及び前記第二外側腕部から突出した、
請求項１記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項３】
前記基部の＋Ｘ軸は、前記第一内側電極及び前記第二内側電極によって前記基部に生じる電界の方向に一致しない、
請求項１又は２記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項４】
前記基部の＋Ｘ軸は、前記第一内側電極及び前記第二内側電極によって前記基部に生じる電界の方向に一致し、前記第一振動腕部及び前記第二振動腕部の＋Ｘ軸と同じ向きである、
請求項１又は２記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項５】
前記基部の＋Ｘ軸は、前記第一内側電極及び前記第二内側電極によって前記基部に生じる電界の方向に一致し、前記第一振動腕部及び前記第二振動腕部の＋Ｘ軸と逆の向きである、
請求項１又は２記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項６】
前記第一振動腕部の＋Ｘ軸と前記第二振動腕部の＋Ｘ軸とが逆の向きである、
請求項１又は２記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項７】
前記第一外側腕部の＋Ｘ軸と前記第一内側腕部の＋Ｘ軸とが逆の向きであり、
前記第二外側腕部の＋Ｘ軸と前記第二内側腕部の＋Ｘ軸とが逆の向きであり、
前記第一外側腕部の＋Ｘ軸と前記第二外側腕部の＋Ｘ軸とが逆の向きである、
請求項１記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項８】
前記第一外側腕部の＋Ｘ軸と前記第一内側腕部の＋Ｘ軸とが逆の向きであり、
前記第二外側腕部の＋Ｘ軸と前記第二内側腕部の＋Ｘ軸とが逆の向きであり、
前記第一外側腕部の＋Ｘ軸と前記第二外側腕部の＋Ｘ軸とが同じ向きであり、
前記基部の＋Ｘ軸は、前記第一内側電極及び前記第二内側電極によって前記基部に生じる電界の方向に一致し、前記第一外側腕部の＋Ｘ軸と同じ向きである、
請求項１記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項９】
前記第一外側腕部の＋Ｘ軸と前記第一内側腕部の＋Ｘ軸とが逆の向きであり、
前記第二外側腕部の＋Ｘ軸と前記第二内側腕部の＋Ｘ軸とが逆の向きであり、
前記第一外側腕部の＋Ｘ軸と前記第二外側腕部の＋Ｘ軸とが同じ向きであり、
前記基部の＋Ｘ軸は、前記第一内側電極及び前記第二内側電極によって前記基部に生じる電界の方向に一致し、前記第一外側腕部の＋Ｘ軸と逆の向きである、
請求項１記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項１０】
前記第一振動腕部は、この第一振動腕部の延設方向の逆方向に前記基部から突出し、
前記第二振動腕部は、この第二振動腕部の延設方向の逆方向に前記基部から突出した、
請求項７、８又は９記載の音叉型水晶振動素子。
【請求項１１】
前記第一外側腕部の＋Ｘ軸と前記第一内側腕部の＋Ｘ軸とが逆の向きであり、
前記第二外側腕部の＋Ｘ軸と前記第二内側腕部の＋Ｘ軸とが逆の向きであり、
前記第一外側腕部の＋Ｘ軸と前記第二外側腕部の＋Ｘ軸とが同じ向きである、
請求項１記載の音叉型水晶振動素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば基準信号源やクロック信号源に用いられる音叉型水晶振動素子（以下「振動素子」と略称する。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書でいう「主面」とは水晶ウェハの主面であり、「側面」とは水晶ウェハの表の主面と裏の主面との間の面である。例えば、Ｚ板の主面はＺ面（Ｚ軸に垂直な面）であり、側面はＸ面（Ｘ軸に垂直な面）若しくはＹ面（Ｙ軸に垂直な面）又はこれらをＺ軸を中心に回転させた面である。水晶ウェハの主面及び側面は、その水晶ウェハから製造された水晶片の主面及び側面でもある。
【０００３】
特許文献１には、振動素子を用いた角速度センサが開示されている。特許文献１における振動素子は、二枚の水晶ウェハを直接接合することによって製造され、二つの水晶片の主面同士を接合した構造である。一方、複数の水晶片の側面同士を接合することにより、従来技術（特許文献１等）では得られない効果を奏する圧電素子が、特許文献２、３に開示されている。
【０００４】
図１８は特許文献２の振動素子を示し、図１８［１］は接合工程前を示す平面図であり、図１８［２］は接合工程後を示す平面図であり、図１８［３］は図１８［２］におけるIII−III線断面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０００５】
特許文献２の振動素子８００は、基部８０１と、基部８０１から同一方向に延設された二本の振動腕部８０２ａ，８０２ｂと、振動腕部８０２ａ，８０２ｂの表面に形成された励振電極８０３ａ，８０３ｂと、振動腕部８０２ａ，８０２ｂの裏面に形成された励振電極８０４ａ，８０４ｂと、を備える。基部８０１及び振動腕部８０２ａ，８０２ｂは、それぞれ別々の水晶片からなる。図中のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、水晶片の結晶軸である。
【０００６】
振動素子８００の製造方法は、次のとおりである。まず、水晶ウェハにウェットエッチングを施すことにより、基部８０１と振動腕部８０２ａと振動腕部８０２ｂとの三個の水晶片を形成し、振動腕部８０２ａ，８０２ｂにそれぞれ励振電極８０３ａ，８０３ｂ，８０４ａ，８０４ｂを形成する（図１８［１］）。そして、基部８０１の両側面に、それぞれ振動腕部８０２ａ，８０２ｂを接合する（図１８［２］）。
【０００７】
その接合方法としては、直接接合、陽極接合、又は、接着剤による接合を採用している。直接接合とは、接合面を鏡面研磨して親水化（ＯＨ基化）して仮接合（オプティカルコンタクト）し、これを２５０℃以上に加熱してシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）によって原子間レベルで接合する方法である。陽極接合とは、接合面を２５０℃〜４００℃に加熱し、これに数十Ｖ〜数ｋＶの電圧を印加して接合する方法である。接着剤による接合とは、接合面に例えばエポキシ樹脂を塗布し、接合面同士を貼り合せる方法である。
【０００８】
特許文献２の振動素子によれば、基部と二本の振動腕部とを別々の水晶片として形成することにより、エッチング残渣を無くすとともに、二本の振動腕部の間も狭くできる、ということである。なお、従来技術（例えば特許文献１の図９参照）では、基部と二本の振動腕部とからなる一個の水晶片を水晶ウェハから形成していたため、二本の振動腕部の間でエッチング液の流れが悪くなることによりエッチング残渣が生じ、これを避けるために二本の振動腕部の間を大きく採っていた。
【０００９】
図１９は特許文献３の慣性センサ素子（以下「センサ素子」と略称する。）を示し、図１９［１］は接合工程前を示す平面図であり、図１９［２］は接合工程後を示す斜視図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００１０】
特許文献３のセンサ素子９００は、センサ基部９０１と、センサ基部９０１から同一方向に延設された励振用腕部９０２ａ及び検出用腕部９０２ｂと、励振用腕部９０２ａの両側面に形成された励振用電極９０３ａと、検出用腕部９０２ｂの両側面に形成された検出用電極９０３ｂと、を備える。励振用腕部９０２ａは、接合電極９０４ａを介して接合されたＩ字状水晶片９１２ａとＵ字状水晶片９１１の一部とからなる。検出用腕部９０２ｂは、接合電極９０４ｂを介して接合されたＩ字状水晶片９１２ｂとＵ字状水晶片９１１の一部とからなる。図中のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、水晶片の結晶軸である。
【００１１】
センサ素子９００の製造方法は、次のとおりである。まず、水晶ウェハにウェットエッチングを施すことにより、Ｉ字状水晶片９１２ａ，９１２ｂとＵ字状水晶片９１１との三個の水晶片を形成し、これらの水晶片の表面に励振用電極９０３ａ、検出用電極９０３ｂ及び接合電極９０４ａ，９０４ｂを形成する（図１９［１］）。そして、Ｉ字状水晶片９１２ａの接合電極９０４ａとＵ字状水晶片９１１の接合電極９０４ａとを接合し、Ｉ字状水晶片９１２ｂの接合電極９０４ｂとＵ字状水晶片９１１の接合電極９０４ｂとを接合する（図１９［２］）。
【００１２】
その接合方法としては、ＵＳ−ＧＧＩ（Ultra Sonic Gold to Gold Interconnection）接合又は陽極接合を採用している。ＵＳ−ＧＧＩを採用した場合は、図１９［２］に示す状態に各水晶片を接触させ、Ｉ字状水晶片９１２ａ，９１２ｂをＵ字状水晶片９１１の方向にそれぞれ押圧するとともに、超音波を印加し、かつ高温に加熱することにより、接合電極９０４ａ同士及び接合電極９０４ｂ同士を接合する。ここで、接合電極９０４ａ，９０４ｂは金からなる。
【００１３】
特許文献３のセンサ素子によれば、対向する電極同士が平行となる位置に形成されていることにより、対向する電極間に生じる電界が均一になるので、等価直列抵抗を低減できる、ということである。なお、従来技術（例えば特許文献１の図６参照）では、対向する励振電極同士が直交する位置に形成されていることにより、励振電極間に生じる電界が不均一になるので、等価直列抵抗が大きくなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第３３３５１２２号公報（図６、図９）
【特許文献２】特開２００７−３００３８１号公報（図１、図２、図３）
【特許文献３】特開２００６−３０８３５９号公報（図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献２、３の技術には次のような問題があった。
【００１６】
特許文献２、３の技術では、微小な水晶片上に更に微小な電極膜パターンを形成する必要があった。近年、振動素子がますます小型化しているため、この問題は深刻化しつつある。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、電極膜のパターニングを不要にした振動素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る振動素子は、
基部と、この基部から同一方向に延設された第一振動腕部及び第二振動腕部と、を備えた振動素子において、
前記第一振動腕部は、
表裏関係にある第一外側面及び第一内側面と、前記第一外側面を含む第一外側腕部と、前記第一内側面を含む第一内側腕部と、第一外側電極及び第一内側電極及び第一中間電極とを有し、
前記第一外側面に前記第一外側電極が設けられ、前記第一内側面に前記第一内側電極が設けられ、前記第一外側腕部と前記第一内側腕部とが前記第一中間電極を介して接合され、
前記第二振動腕部は、
表裏関係にある第二外側面及び第二内側面と、前記第二外側面を含む第二外側腕部と、前記第二内側面を含む第二内側腕部と、第二外側電極及び第二内側電極及び第二中間電極とを有し、
前記第二外側面に前記第二外側電極が設けられ、前記第二内側面に前記第二内側電極が設けられ、前記第二外側腕部と前記第二内側腕部とが前記第二中間電極を介して接合され、
前記基部は、
表裏関係にある第一基部側面及び第二基部側面を有し、
前記第一基部側面が前記第一内側電極を介して前記第一振動腕部に接合され、前記第二基部側面が前記第二内側電極を介して前記第二振動腕部に接合された、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る振動素子によれば、基部、第一振動腕部及び第二振動腕部が第一中間電極、第一内側電極、第二内側電極及び第二中間電極によって接合された構造を採ったことにより、第一中間電極、第一内側電極、第二内側電極及び第二中間電極をそのまま励振電極として使用できるので、電極膜のパターニングを不要にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１の振動素子を示す平面図である。
【図２】実施形態１の振動素子の製造方法（実施例１）を示す工程図である。
【図３】実施形態１の振動素子の製造方法（実施例１）を示す斜視図であり、図３［１］→図３［２］の順に工程が進行する。
【図４】実施形態１の振動素子の製造方法（実施例１）を示す斜視図であり、図４［３］→図４［４］→図４［５］の順に工程が進行する。
【図５】実施形態１の振動素子の製造方法（実施例２）における切り出し工程後を示す平面図である。
【図６】実施形態１の振動素子の製造方法（実施例２）における形状加工工程中を示す平面図である。
【図７】実施形態１の振動素子の製造方法（実施例２）における形状加工工程後を示す平面図である。
【図８】実施形態２の振動素子を示す平面図である。
【図９】実施形態３の振動素子を示す平面図である。
【図１０】実施形態４の振動素子を示す平面図である。
【図１１】実施形態５の振動素子を示す平面図である。
【図１２】実施形態６の振動素子を示す平面図である。
【図１３】実施形態７の振動素子を示す平面図である。
【図１４】実施形態８の振動素子を示す平面図である。
【図１５】実施形態９の振動素子を示す平面図である。
【図１６】実施形態１０の振動素子を示す平面図である。
【図１７】実施形態１１の振動素子を示す平面図である。
【図１８】特許文献２の振動素子を示し、図１８［１］は接合工程前を示す平面図であり、図１８［２］は接合工程後を示す平面図であり、図１８［３］は図１８［２］におけるIII−III線断面図である。
【図１９】特許文献３のセンサ素子を示し、図１９［１］は接合工程前を示す平面図であり、図１９［２］は接合工程後を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。
【００２２】
図１は、実施形態１の振動素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００２３】
振動素子４０は、基部３０と、基部３０から同一方向に延設された第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０と、を備えている。
【００２４】
第一振動腕部１０は、表裏関係にある第一外側面１２ａ及び第一内側面１２ｂと、第一外側面１２ａを含む第一外側腕部１１ａと、第一内側面１２ｂを含む第一内側腕部１１ｂと、第一外側電極１３ａ及び第一内側電極１３ｂ及び第一中間電極１４とを有し、第一外側面１２ａに第一外側電極１３ａが設けられ、第一内側面１２ｂに第一内側電極１３ｂが設けられ、第一外側腕部１１ａと第一内側腕部１１ｂとが第一中間電極１４を介して接合されている。
【００２５】
第二振動腕部２０は、表裏関係にある第二外側面２２ａ及び第二内側面２２ｂと、第二外側面２２ａを含む第二外側腕部２１ａと、第二内側面２２ｂを含む第二内側腕部２１ｂと、第二外側電極２３ａ及び第二内側電極２３ｂ及び第二中間電極２４とを有し、第二外側面２２ａに第二外側電極２３ａが設けられ、第二内側面２２ｂに第二内側電極２３ｂが設けられ、第二外側腕部２１ａと第二内側腕部２１ｂとが第二中間電極２４を介して接合されている。
【００２６】
基部３０は、表裏関係にある第一基部側面３１及び第二基部側面３２を有し、第一基部側面３１が第一内側電極１３ｂを介して第一振動腕部１０に接合され、第二基部側面３２が第二内側電極２３ｂを介して第二振動腕部２０に接合されている。
【００２７】
振動素子４０が素子搭載部材（図示せず）に搭載されたものは、「水晶振動子」と呼ばれる。第一中間電極１４、第二外側電極２３ａ及び第二内側電極２３ｂは、導電性接着剤（図示せず）などによって素子搭載部材の配線４３に電気的に接続され、配線４３は素子搭載部材の端子４１に電気的に接続されている。第二中間電極２４、第一外側電極１３ａ及び第一内側電極１３ｂとは、導電性接着剤（図示せず）などによって素子搭載部材の配線４４に電気的に接続され、配線４４は素子搭載部材の端子４２に電気的に接続されている。
【００２８】
第一外側腕部１１ａ、第一内側腕部１１ｂ、第二外側腕部２１ａ、第二内側腕部２１ｂ及び基部３０は、それぞれ直方体状の水晶片である。ここで、直方体を構成するいずれかの平行な二面を、それぞれ一方の側面及び他方の側面とする。第一外側腕部１１ａの一方の側面の全体に第一外側電極１３ａが形成され、第一外側腕部１１ａの他方の側面の全体に第一中間電極１４が形成され、第一内側腕部１１ｂの一方の側面の全体に第一内側電極１３ｂが形成され、第一内側腕部１１ｂの他方の側面の全体に第一中間電極１４が形成されている。同様に、第二外側腕部２１ａの一方の側面の全体に第二外側電極２３ａが形成され、第二外側腕部２１ａの他方の側面の全体に第二中間電極２４が形成され、第二内側腕部２１ｂの一方の側面の全体に第二内側電極２３ｂが形成され、第二内側腕部２１ｂの他方の側面の全体に第二中間電極２４が形成されている。基部３０の一方の側面の全体に第一内側電極１３ｂが形成され、基部３０の他方の側面の全体に第二内側電極２３ｂが形成されている。
【００２９】
水晶の結晶は三方晶系であり、水晶の頂点を通る結晶軸がＺ軸（光軸）、Ｚ軸に垂直な平面内の稜線を結ぶ三つの結晶軸がＸ軸（電気軸）、Ｘ軸及びＺ軸に直交する座標軸がＹ軸（機械軸）である。本明細書でいう「Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸」は、それぞれ他の軸を中心として一定角度の範囲で回転させたときの回転後のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸も含むものとする。例えば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる座標系をＸ軸を中心として±５度の範囲で回転させたときの回転後のＹ軸及びＺ軸も、それぞれＹ軸及びＺ軸と呼ぶことにする。
【００３０】
図示するように、第一外側腕部１１ａ、第一内側腕部１１ｂ、第二外側腕部２１ａ及び第二内側腕部２１ｂはＸ板の水晶片からなり、基部３０はＹ板の水晶片からなる。なお、基部３０は、通常、振動させる必要はないので、水晶片ではなく、圧電性を持たない非晶質の二酸化ケイ素片などを用いてもよい。
【００３１】
第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０は、それらの延設方向がＹ軸方向であり、それらの並ぶ方向がＸ軸方向である。基部３０は、第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０の延設方向が−Ｘ軸方向であり、第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０の並ぶ方向がＹ軸方向である。
【００３２】
次に、振動素子４０の動作について説明する。
【００３３】
振動素子４０を振動させる場合、端子４１，４２に交番電圧を印加する。印加後のある電気的状態を瞬間的に捉えると、第一振動腕部１０では、第一中間電極１４がプラス電位となり、第一外側電極１３ａ及び第一内側電極１３ｂがマイナス電位となり、プラスからマイナスに電界が生じる。このとき、第二振動腕部２０では、第二中間電極２４がマイナス電位となり、第二外側電極２３ａ及び第二内側電極２３ｂがプラス電位となり、第一振動腕部１０に生じた極性とは反対の極性となり、プラスからマイナスに電界が生じる。この交番電圧で生じた電界によって、第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０に伸縮現象が生じ、所定の共振周波数の屈曲振動モードが得られる。なお、基部３０は、第一内側電極１３ｂ及び第二内側電極２３ｂによって交番電圧が印加されるものの、Ｘ軸方向に電界が発生しないため、伸縮することはない。
【００３４】
次に、振動素子４０の作用及び効果について説明する。
【００３５】
（１）振動素子４０によれば、基部３０、第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０が第一中間電極１４、第一内側電極１３ｂ、第二内側電極２３ｂ及び第二中間電極２４によって接合された構造を採ったことにより、第一中間電極１４、第一内側電極１３ｂ、第二内側電極２３ｂ及び第二中間電極２４をそのまま励振電極として使用できるので、電極膜のパターニングを不要にできる。したがって、電極膜のパターニングに必要な工程や設備が不要となるので、製造工程及び製造設備の簡素化を実現できる。
【００３６】
（２）第一内側電極１３ｂ及び第二内側電極２３ｂによって基部３０に生じる電界の方向に、基部３０の＋Ｘ軸（電気軸）が一致しないように、基部３０を設けることができる。そのため、基部３０が振動することはない。したがって、振動素子４０は、屈曲振動モードが既存の振動素子の屈曲振動モードと同じであることにより、既存の振動素子の発振周波数や周波数温度特性を得やすいので、既存の振動素子との置き換えが容易である。
【００３７】
図２は、振動素子４０の製造方法の実施例１を示す工程図である。図３は、振動素子４０の製造方法の実施例１を示す斜視図であり、図３［１］→図３［２］の順に工程が進行する。図４は、振動素子４０の製造方法の実施例１を示す斜視図であり、図４［３］→図４［４］→図４［５］の順に工程が進行する。以下、これらの図面に基づき、振動素子４０の製造方法の実施例１について説明する。
【００３８】
振動素子４０の製造方法の実施例１は次の工程を含む。
【００３９】
・複数の水晶ウェハ５１〜５５にそれぞれ金属膜５０を形成する金属膜形成工程（図２ステップＳ１、図３［１］）。
・水晶ウェハ５１〜５５同士を金属膜５０を介して接合することにより、積層ブロック５６を形成する接合工程（図２ステップＳ２、図３［２］）。
・積層ブロック５６を積層方向に切り出すことにより積層板６０を形成する切り出し工程（図２ステップＳ３、図４［３］）。
・積層板６０を加工することにより振動素子４０の形状を形成する形状加工工程（図２ステップＳ４、図４［４］［５］）。
【００４０】
次に、上記各工程について詳しく説明する。
【００４１】
１．金属膜形成工程（図２ステップＳ１、図３［１］）
水晶ウェハ５１，５２，５４，５５は、振動腕部になる部分であり、Ｘ板を用いる。水晶ウェハ５３は、基部になる部分であり、振動が発生しないようにＹ板を用いる。金属膜５０は、例えば下地膜の上に金膜が形成された二層からなり、後述する水晶のエッチング液に対して耐食性を有する。下地膜は、水晶ウェハと金膜との密着性を高めるものであり、例えばクロム、チタン、ニッケル、タンタルなどが挙げられる。金属膜５０の成膜方法は、例えばスパッタリングや真空蒸着が用いられる。本実施例１では、水晶ウェハ５１〜５５の表裏全面に金属膜５０を形成し、そのまま次の接合工程で用いる。
【００４２】
２．接合工程（図２ステップＳ２、図３［２］）
本実施例１では、水晶ウェハ５１〜５５同士の接合に拡散接合を用いる。拡散接合とは、母材を密着させ、母材の融点以下の温度条件で、塑性変形をできるだけ生じない程度に加圧して、接合面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法、とＪＩＳに定義されている。本実施例１では、拡散接合を行う際に、真空や不活性ガスなどの雰囲気中で、金属膜５０が形成された水晶ウェハ５１〜５５の主面同士を互いに重ねて密着させ、加圧及び加熱する。このとき、加圧は水晶ウェハ５１〜５５同士を密着させるだけでもよく、加熱は室温から２００℃以下の範囲でよい。
【００４３】
３．切り出し工程（図２ステップＳ３、図４［３］）
積層ブロック５６の切り出しには、例えばワイヤーソーを用いることができる。ワイヤーソーは、人工水晶の原石から水晶ウェハを切り出す際に用いられている。切り出し方向は、水晶ウェハ５１〜５５の積層方向、すなわち水晶ウェハ５１〜５５の主面に垂直な方向である。積層ブロック５６を切り出すことによって得られた積層板６０は、水晶片６１〜６５が金属膜５０を挟んで接合された構造になっている。水晶片６１〜６５は、それぞれ水晶ウェハ５１〜５５に由来する。
【００４４】
４．形状加工工程（図２ステップＳ４、図４［４］［５］）
本実施例１では、積層板６０の加工にウェットエッチングを用いる。まず、水晶のエッチング液に対する耐食性を有する例えばクロムからなるマスク６６を、積層板６０の表裏に形成する。マスク６６の形成には、クロムの成膜、フォトリソグラフィによるレジストパターンの形成、エッチングによるクロムのパターン形成、などの工程が必要である。続いて、マスク６６が形成された積層板６０をフッ酸系のエッチング液に浸すことにより、積層板６０を構成する水晶の不要な部分を除去する。最後に、マスク６６をクロムのエッチングによって除去することにより、振動素子４０を得る。
【００４５】
なお、クロムのエッチングには、金属膜５０を除去しないエッチング液を使用する。また、水晶のエッチングによって水晶から離れて箔状に残った不要な金属膜５０は、超音波洗浄などによって洗い落とすことができる。
【００４６】
図４と図１とを対比して説明すると、水晶片６１は第一外側腕部１１ａ、水晶片６２は第一内側腕部１１ｂ、水晶片６３は基部３０、水晶片６４は第二内側腕部２１ｂ、水晶片６５は第二外側腕部２１ａになり、複数の金属膜５０はそれぞれ第一外側電極１３ａ、第一中間電極１４、第一内側電極１３ｂ、第二外側電極２３ａ、第二中間電極２４及び第二内側電極２３ｂになっている。
【００４７】
次に、図１乃至図４に基づき、振動素子４０の製造方法の実施例１の作用及び効果について説明する。
【００４８】
（１）複数の水晶ウェハ５１〜５５に金属膜５０を形成し、水晶ウェハ５１〜５５同士を金属膜５０を介して接合して積層ブロック５６を形成し、積層ブロック５６を積層方向に切り出して積層板６０を形成し、積層板６０を加工して振動素子４０の形状を得ることにより、複数の水晶片６１〜６５を接合した構造の振動素子４０を製造する際に、従来の水晶片６１〜６５同士の接合を、水晶ウェハ５１〜５５同士の接合に置き換えられる。したがって、水晶片６１〜６５に比べると水晶ウェハ５１〜５５は極めて大きいので、接合時の位置合わせが容易になるとともに、接合時の損傷も低減できる。
【００４９】
（２）形状加工工程での水晶のウェットエッチングにおいて、従来技術（特許文献１等）では第一内側面１２ｂ及び第二内側面２２ｂに相当する部分にエッチング残渣が生じていた。これに対し、本実施形態１によれば、第一内側面１２ｂが第一内側電極１３ｂで覆われ、第二内側面２２ｂが第二内側電極２３ｂで覆われているので、第一内側面１２ｂ及び第二内側面２２ｂにおけるエッチング残渣の発生を防止できる。
【００５０】
（３）接合工程において拡散接合を採用した場合は、次の効果を奏する。第一に、２００℃以下で加熱することにより、直接結合、陽極接合、ＵＳ−ＧＧＩ接合などに比べて加熱による残留応力を低減できるので、振動素子４０の屈曲振動モードに与える影響を低減できる。第二に、接着剤よりも強固に接合できることから、振動素子４０の耐久性を向上できる。
【００５１】
（４）水晶のウェットエッチングで使用するエッチング液に対して金属膜５０が耐食性を有する場合は、金属膜５０が水晶のウェットエッチングに耐えて残ることにより、金属膜５０をそのまま電極膜（第二外側電極２３ａ等）として利用できるので、新たに電極膜を形成する工程を省略できる。
【００５２】
図５乃至図７は振動素子４０の製造方法の実施例２を示す平面図であり、図５は切り出し工程後の状態、図６は形状加工工程中、図７は形状加工工程後の状態である。以下、これらの図面に基づき説明する。
【００５３】
振動素子４０の製造方法の実施例２は、振動素子４０の量産に適した方法である。まず、図示しないが、接合工程では、複数個分の振動素子に相当する水晶ウェハ及びフレームとなる水晶ウェハを接合する。そのため、図５に示すように、切り出し工程後の積層板９０には、フレームとなる水晶片９１，９２が振動素子となる水晶片６１〜６５を挟んだ構造になっている。また、積層板９０は、複数個分の振動素子に相当する、水晶片の層数及び水晶片の長さを有する。
【００５４】
続いて、図６に示すように、形状加工工程において、積層板９０の表裏の振動素子となる領域及びフレームとなる領域に、水晶エッチングに対するマスク６６を形成する。前述したように、マスク６６の形成には、クロムの成膜、フォトリソグラフィによるレジストパターンの形成、エッチングによるクロムのパターン形成、などの工程が必要である。
【００５５】
続いて、マスク６６が形成された積層板９０をフッ酸系のエッチング液に浸すことにより、積層板９０を構成する水晶の不要な部分を除去する。最後に、図７に示すように、マスク６６をクロムのエッチングによって除去することにより、複数の振動素子４０、複数の振動素子４０を取り囲むフレーム９３、及び、振動素子４０とフレーム９３とを一時的に接続する接続部９４を得る。複数の振動素子４０は一つずつ、電気的な検査を経て、接続部９４でフレーム９３から切り離され、素子搭載部材に実装される。
【００５６】
本実施例２によれば、複数の振動素子４０をフレーム９３に一時的に接続した状態に製造することにより、一度に大量の振動素子４０を製造できるので、量産時の生産性を向上できる。本実施例２のその他の構成、作用及び効果は、上記実施例１のそれらと同様である。
【００５７】
図８は、実施形態２の振動素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００５８】
本実施形態２の振動素子１４０は、次の構造になっている。第一内側腕部１１ｂの一部は、第一振動腕部１１０の延設方向の逆方向に基部１３０及び第一外側腕部１１１ａから突出している。第二内側腕部２１ｂの一部は、第二振動腕部１２０の延設方向の逆方向に基部１３０及び第二外側腕部１２１ａから突出している。このような構造は、形状加工工程で使用するマスクのパターンを変えることによって得られる。
【００５９】
換言すると、第一外側腕部１１１ａ、基部１３０及び第二外側腕部１２１ａの前記延設方向の長さが、実施形態１におけるそれらの長さに比べて短くなっている。そのため、第一中間電極１４、第一内側電極１３ｂ、第二内側電極２３ｂ及び第二中間電極２４の各一部が露出することになる。したがって、振動素子１４０の全ての電極は、少なくとも一部が露出しているので、素子搭載部材の電極パッド７１〜７６に対して導線８１〜８６を介して面と面とで電気的に接続することが可能である。
【００６０】
すなわち、第一外側電極１３ａは導線８１を介して電極パッド７１、第一中間電極１４は導線８２を介して電極パッド７２、第一内側電極１３ｂは導線８３を介して電極パッド７３、第二内側電極２３ｂは導線８４を介して電極パッド７４、第二中間電極２４は導線８５を介して電極パッド７５、第二外側電極２３ａは導線８６を介して電極パッド７６にそれぞれ接続されている。また、電極パッド７１，７３，７５は配線４４に電気的に接続され、電極パッド７２，７４，７６は配線４３に電気的に接続されている。なお、導線８１〜８６は、金線やアルミニウム線又は導電性接着剤などである。
【００６１】
本実施形態２によれば、振動素子１４０の全ての電極を面を介して電気的に接続できることにより、素子搭載部材に対する電気的接続が容易となるので、更なる小型化に対応できる。特に導線８１，…に導電性接着剤を使用した場合、導電性接着剤が広がっても電極同士が短絡しにくくなる。本実施形態２のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。
【００６２】
図９は、実施形態３の振動素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００６３】
本実施形態３の振動素子２４０における基部２３０の＋Ｘ軸（電気軸）は、第一内側電極１３ｂ及び第二内側電極２３ｂによって基部２３０に生じる電界の方向に一致し、第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０の＋Ｘ軸と同じように、第一内側電極１３ｂから第二内側電極２３ｂへ向いている。このような構造は、接合工程において基部２３０となる水晶ウェハにＸ板を用いることによって得られる。
【００６４】
振動素子２４０の動作は次のようになる。ここで、「伸長」及び「縮小」とは、振動腕部の長手方向における伸長及び縮小である。なお、水晶片は、＋Ｘ軸方向に電界が加わると伸長し、−Ｘ軸方向に電界が加わると縮小する。
【００６５】
＜１＞端子４１が＋電位、端子４２が−電位の場合
・第一中間電極１４が＋電位、第一外側電極１３ａ及び第一内側電極１３ｂが−電位
→第一外側腕部１１ａが縮小、第一内側腕部１１ｂが伸長
→第一振動腕部１０が外側へ屈曲
・第二中間電極２４が−電位、第二外側電極２３ａ及び第二内側電極２３ｂが＋電位
→第二外側腕部２１ａが縮小、第二内側腕部２１ｂが伸長
→第二振動腕部２０が外側へ屈曲
・第一内側電極１３ｂが−電位、第二内側電極２３ｂが＋電位
→基部２３０が縮小
【００６６】
＜２＞端子４１が−電位、端子４２が＋電位の場合
・第一中間電極１４が−電位、第一外側電極１３ａ及び第一内側電極１３ｂが＋電位
→第一外側腕部１１ａが伸長、第一内側腕部１１ｂが縮小
→第一振動腕部１０が内側へ屈曲
・第二中間電極２４が＋電位、第二外側電極２３ａ及び第二内側電極２３ｂが−電位
→第二外側腕部２１ａが伸長、第二内側腕部２１ｂが縮小
→第二振動腕部２０が内側へ屈曲
・第一内側電極１３ｂが＋電位、第二内側電極２３ｂが−電位
→基部２３０が伸長
【００６７】
上記＜１＞＜２＞から明らかなように、基部２３０は、第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０が外側へ屈曲しようとする時は、これを抑えるように縮小し、第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０が内側へ屈曲しようとする時は、これを抑えるように伸長する。
【００６８】
本実施形態３によれば、第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０の振動の振幅を抑えるように基部２３０が振動することにより、既存の振動素子では得られない屈曲振動モードが得られるので、既存の振動素子では得られない発振周波数や周波数温度特性を得ることができる。また、基部２３０をＹ板ではなくＸ板とすることにより、全ての水晶ウェハをＸ板にすることができるので、実施形態１に比べて製造方法を簡易化できる。本実施形態３のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。
【００６９】
図１０は、実施形態４の振動素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００７０】
本実施形態４の振動素子３４０における基部３３０の＋Ｘ軸（電気軸）は、第一内側電極１３ｂ及び第二内側電極２３ｂによって基部３３０に生じる電界の方向に一致し、第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０の＋Ｘ軸と逆の向きであり、第二内側電極２３ｂから第一内側電極１３ｂへ向いている。このような構造は、接合工程において基部３３０となる水晶ウェハにＸ板を用いることによって得られる。基部３３０の＋Ｘ軸が実施形態３の場合とは逆になるので、基部３３０の振動は実施形態３の場合とは逆になる。
【００７１】
本実施形態４によれば、第一振動腕部１０及び第二振動腕部２０の振動の振幅を増やすように基部３３０が振動することにより、既存の振動素子では得られない屈曲振動モードが得られるので、既存の振動素子では得られない発振周波数や周波数温度特性を得ることができる。また、基部３３０をＹ板ではなくＸ板とすることにより、全ての水晶ウェハをＸ板にすることができるので、実施形態１に比べて製造方法を簡易化できる。本実施形態４のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。
【００７２】
図１１は、実施形態５の振動素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００７３】
本実施形態５の振動素子４４０では、第一振動腕部４１０の＋Ｘ軸（電気軸）と第二振動腕部２０の＋Ｘ軸（電気軸）とが逆の向きになっている。このような構造は、接合工程において、第一振動腕部４１０となる水晶ウェハのＸ軸と第二振動腕部２０となる水晶ウェハのＸ軸とが逆になるように、各水晶ウェハを重ねることによって得られる。
【００７４】
実施形態２と同様に、第一外側電極１３ａは導線８１を介して電極パッド７１、第一中間電極１４は導線８２を介して電極パッド７２、第一内側電極１３ｂは導線８３を介して電極パッド７３、第二内側電極２３ｂは導線８４を介して電極パッド７４、第二中間電極２４は導線８５を介して電極パッド７５、第二外側電極２３ａは導線８６を介して電極パッド７６にそれぞれ接続されている。ただし、実施形態２と異なり、電極パッド７２，７５は配線４３に電気的に接続され、配線４３は端子４１に電気的に接続されている。電極パッド７１，７３，７４，７６は配線４４に電気的に接続され、配線４４は端子４２に電気的に接続されている。
【００７５】
振動素子４４０の動作は次のようになる。ここで、「伸長」及び「縮小」とは、振動腕部の長手方向における伸長及び縮小である。なお、水晶片は、＋Ｘ軸方向に電界が加わると伸長し、−Ｘ軸方向に電界が加わると縮小する。
【００７６】
＜１＞端子４１が＋電位、端子４２が−電位の場合
・第一中間電極１４が＋電位、第一外側電極１３ａ及び第一内側電極１３ｂが−電位
→第一外側腕部４１１ａが伸長、第一内側腕部４１１ｂが縮小
→第一振動腕部４１０が内側へ屈曲
・第二中間電極２４が＋電位、第二外側電極２３ａ及び第二内側電極２３ｂが−電位
→第二外側腕部２１ａが伸長、第二内側腕部２１ｂが縮小
→第二振動腕部２０が内側へ屈曲
・第一内側電極１３ｂが＋電位、第二内側電極２３ｂが＋電位
→第一基部側面３１と第二基部側面３２とが同電位
→基部４３０が振動しない
【００７７】
＜２＞端子４１が−電位、端子４２が＋電位の場合
・第一中間電極１４が−電位、第一外側電極１３ａ及び第一内側電極１３ｂが＋電位
→第一外側腕部４１１ａが縮小、第一内側腕部１１ｂが伸長
→第一振動腕部４１０が外側へ屈曲
・第二中間電極２４が−電位、第二外側電極２３ａ及び第二内側電極２３ｂが＋電位
→第二外側腕部２１ａが縮小、第二内側腕部２１ｂが伸長
→第二振動腕部２０が外側へ屈曲
・第一内側電極１３ｂが−電位、第二内側電極２３ｂが−電位
→第一基部側面３１と第二基部側面３２とが同電位
→基部４３０が振動しない
【００７８】
上記＜１＞＜２＞から明らかなように、第一振動腕部４１０のＸ軸と第二振動腕部２０のＸ軸とが逆であっても、第一振動腕部４１０に印加する電圧（第一中間電極１４と第一外側電極１３ａ及び第一内側電極１３ｂとの間の電圧）と第二振動腕部２０に印加する電圧（第二中間電極２４と第二外側電極２３ａ及び第二内側電極２３ｂとの間の電圧）とを同じ極性にすることにより、実施形態１の振動素子と同様の屈曲振動モードを得ることができる。このとき、第一基部側面３１と第二基部側面３２とが常に同電位となることにより、基部４３０は振動しない。
【００７９】
本実施形態５によれば、第一基部側面３１と第二基部側面３２とが常に同電位となることにより、基部４３０をＹ板ではなくＸ板にしても基部４３０の振動を抑えられる。したがって、既存の振動素子と同じ屈曲振動モードの振動素子４４０を、全ての水晶ウェハをＸ板にして製造できるので、実施形態１に比べて製造方法を簡易化できる。
【００８０】
また、第一内側電極１３ｂと第二内側電極２３ｂとの間には、導線８３及び電極パッド７３と導線８４及び電極パッド７４とが設けられる。そして、小型化が進むほど、第一内側電極１３ｂと第二内側電極２３ｂとの間が狭くなる。実施形態２では、導線８３及び電極パッド７３と導線８４及び電極パッド７４とが異極であることから、小型化に伴いこれらが短絡するおそれがあった。
【００８１】
これに対し、本実施形態５では、導線８３及び電極パッド７３と導線８４及び電極パッド７４とが同極となるので、これらが電気的に接触しても短絡することはない。特に導線８３，８４に導電性接着剤を使用した場合、これらの導電性接着剤の塗布箇所を共通化できるので、パッケージ搭載工程を簡略化できる。本実施形態５のその他の構成、作用及び効果は、実施形態２のそれらと同様である。
【００８２】
図１２は、実施形態６の振動素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００８３】
本実施形態６の振動素子５４０では、第一振動腕部５１０及び第二振動腕部５２０の＋Ｘ軸が、実施形態１のそれらと異なる。つまり、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と第一内側腕部５１１ｂの＋Ｘ軸とが逆の向きであり、第二外側腕部５２１ａの＋Ｘ軸と第二内側腕部２１ｂの＋Ｘ軸とが逆の向きであり、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と第二外側腕部５２１ａの＋Ｘ軸とが逆の向きである。このような構造は、接合工程において、Ｘ板の水晶ウェハの＋Ｘ軸の向きを変えながら、各水晶ウェハを重ねることによって得られる。
【００８４】
第一内側電極１３ｂ及び第二内側電極２３ｂは、導電性接着剤（図示せず）などによって素子搭載部材の配線４３に電気的に接続され、配線４３は素子搭載部材の端子４１に電気的に接続されている。第一外側電極１３ａ及び第二外側電極２３ａは、導電性接着剤（図示せず）などによって素子搭載部材の配線４４に電気的に接続され、配線４４は素子搭載部材の端子４２に電気的に接続されている。第一中間電極１４及び第二中間電極２４は、どこにも電気的に接続されておらず、電気的にフローティングの状態になっている。
【００８５】
振動素子５４０の動作は次のようになる。ここで、「伸長」及び「縮小」とは、振動腕部の長手方向における伸長及び縮小である。「中間電位」とは、＋電位と−電位との中間電位である。なお、水晶片は、＋Ｘ軸方向に電界が加わると伸長し、−Ｘ軸方向に電界が加わると縮小する。
【００８６】
＜１＞端子４１が＋電位、端子４２が−電位の場合
・第一中間電極１４が中間電位、第一外側電極１３ａが−電位、第一内側電極１３ｂが＋電位
→第一外側腕部１１ａが縮小、第一内側腕部５１１ｂが伸長
→第一振動腕部５１０が外側へ屈曲
・第二中間電極２４が中間電位、第二外側電極２３ａが−電位、第二内側電極２３ｂが＋電位
→第二外側腕部５２１ａが縮小、第二内側腕部２１ｂが伸長
→第二振動腕部５２０が外側へ屈曲
・第一内側電極１３ｂが＋電位、第二内側電極２３ｂが＋電位
→第一基部側面３１と第二基部側面３２とが同電位
→基部２３０が振動しない
【００８７】
＜２＞端子４１が−電位、端子４２が＋電位の場合
・第一中間電極１４が中間電位、第一外側電極１３ａが＋電位、第一内側電極１３ｂが−電位
→第一外側腕部１１ａが伸長、第一内側腕部５１１ｂが縮小
→第一振動腕部５１０が内側へ屈曲
・第二中間電極２４が中間電位、第二外側電極２３ａが＋電位、第二内側電極２３ｂが−電位
→第二外側腕部５２１ａが伸長、第二内側腕部２１ｂが縮小
→第二振動腕部５２０が内側へ屈曲
・第一内側電極１３ｂが−電位、第二内側電極２３ｂが−電位
→第一基部側面３１と第二基部側面３２とが同電位
→基部２３０が振動しない
【００８８】
上記＜１＞＜２＞から明らかなように、第一中間電極１４及び第二中間電極２４が電気的にフローティングであっても常に中間電位になることにより、実施形態１の振動素子と同様の屈曲振動モードが得られる。だだし、端子４１，４２に印加する電圧は、実施形態１の場合の二倍必要である。
【００８９】
本実施形態６によれば、第一中間電極１４及び第二中間電極２４をそれぞれ電気的に接続する必要がないことから、配線を簡素化した状態で、実施形態１の振動素子と同様の屈曲振動モードを得ることができる。また、第一外側腕部１１ａと第一内側腕部５１１ｂとの間は、第一中間電極１４によって同電位になることにより、第一外側腕部１１ａと第一内側腕部５１１ｂとを直接接合した場合に比べて電界が均一になる。第二外側腕部５２１ａと第二内側腕部２１ｂとの間も同様である。したがって、第一振動腕部５１０及び第二振動腕部５２０に発生する電界が均一になることにより、振動素子５４０の動作が安定化する。本実施形態６のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１、５のそれらと同様である。
【００９０】
図１３は、実施形態７の振動素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００９１】
本実施形態７の振動素子６４０では、第一振動腕部６１０及び第二振動腕部６２０の＋Ｘ軸が、実施形態６のそれらと異なる。つまり、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と第一内側腕部５１１ｂの＋Ｘ軸とが逆の向きであり、第二外側腕部２１ａの＋Ｘ軸と第二内側腕部６２１ｂの＋Ｘ軸とが逆の向きであり、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と第二外側腕部２１ａの＋Ｘ軸とが同じ向きである。基部２３０の＋Ｘ軸は、第一内側電極１３ｂ及び第二内側電極２３ｂによって基部２３０に生じる電界の方向に一致し、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と同じ向きである。このような構造は、接合工程において、Ｘ板の水晶ウェハの＋Ｘ軸の向きを変えながら、各水晶ウェハを重ねることによって得られる。
【００９２】
第一内側電極１３ｂ及び第二外側電極２３ａは、導電性接着剤（図示せず）などによって素子搭載部材の配線４３に電気的に接続され、配線４３は素子搭載部材の端子４１に電気的に接続されている。第一外側電極１３ａ及び第二内側電極２３ｂは、導電性接着剤（図示せず）などによって素子搭載部材の配線４４に電気的に接続され、配線４４は素子搭載部材の端子４２に電気的に接続されている。第一中間電極１４及び第二中間電極２４は、どこにも電気的に接続されておらず、電気的にフローティングの状態になっている。
【００９３】
基部２３０は、実施形態３における基部と同様に、第一振動腕部６１０及び第二振動腕部６２０が外側へ屈曲しようとする時は、これを抑えるように縮小し、第一振動腕部６１０及び第二振動腕部６２０が内側へ屈曲しようとする時は、これを抑えるように伸長する。
【００９４】
本実施形態７によれば、第一中間電極１４及び第二中間電極２４を接続する必要がないことから、配線を簡素化した状態で、実施形態３の振動素子と同様の屈曲振動モードを得ることができる。本実施形態７のその他の構成、作用及び効果は、実施形態３、６のそれらと同様である。
【００９５】
図１４は、実施形態８の振動素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００９６】
本実施形態８の振動素子７４０では、基部３３０の＋Ｘ軸が、実施形態７のそれと異なる。つまり、基部３３０の＋Ｘ軸は、第一内側電極１３ｂ及び第二内側電極２３ｂによって基部３３０に生じる電界の方向に一致し、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と逆の向きである。このような構造は、接合工程において、Ｘ板の水晶ウェハの＋Ｘ軸の向きを変えながら、各水晶ウェハを重ねることによって得られる。
【００９７】
基部３３０は、実施形態４における基部と同様に、第一振動腕部６１０及び第二振動腕部６２０が外側へ屈曲しようとする時は、より外側へ屈曲するように伸長し、第一振動腕部６１０及び第二振動腕部６２０が内側へ屈曲しようとする時は、より内側へ屈曲するように縮小する。
【００９８】
本実施形態８によれば、第一中間電極１４及び第二中間電極２４を接続する必要がないことから、配線を簡素化した状態で、実施形態４の振動素子と同様の屈曲振動モードを得ることができる。本実施形態８のその他の構成、作用及び効果は、実施形態４、６のそれらと同様である。
【００９９】
図１５は、実施形態９の振動素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０１００】
本実施形態９の振動素子８４０では、基部８３０が実施形態６のそれと異なる。つまり、第一振動腕部５１０は、第一振動腕部５１０の延設方向の逆方向に基部８３０から突出している。かつ、第二振動腕部５２０は、第二振動腕部５２０の延設方向の逆方向に基部８３０から突出している。言い換えると、基部８３０は、前記延設方向とは逆方向にある第一振動腕部５１０及び第二振動腕部５２０の端部から、前記延設方向へ後退している。
【０１０１】
第一外側電極１３ａは導線８１を介して電極パッド７１、第一内側電極１３ｂは導線８３を介して電極パッド７３、第二内側電極２３ｂは導線８４を介して電極パッド７４、第二外側電極２３ａは導線８６を介して電極パッド７６にそれぞれ接続されている。また、電極パッド７１，７４は配線４４に電気的に接続され、電極パッド７３，７６は配線４３に電気的に接続されている。
【０１０２】
本実施形態９によれば、第一中間電極１４及び第二中間電極２４を接続する必要がないことから、配線を簡素化した状態で、振動素子８４０の全ての電極を面を介して電気的に接続できることにより、素子搭載部材に対する電気的接続が容易となるので、更なる小型化に対応できる。本実施形態９のその他の構成、作用及び効果は、実施形態２、６のそれらと同様である。
【０１０３】
図１６は、実施形態１０の振動素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０１０４】
本実施形態１０の振動素子８４１は、実施形態７と同様に、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と第一内側腕部５１１ｂの＋Ｘ軸とが逆の向きであり、第二外側腕部２１ａの＋Ｘ軸と第二内側腕部６２１ｂの＋Ｘ軸とが逆の向きであり、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と第二外側腕部２１ａの＋Ｘ軸とが同じ向きである。基部２３０の＋Ｘ軸は、第一内側電極１３ｂ及び第二内側電極２３ｂによって基部２３０に生じる電界の方向に一致し、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と同じ向きである。このような構造は、接合工程において、Ｘ板の水晶ウェハの＋Ｘ軸の向きを変えながら、各水晶ウェハを重ねることによって得られる。
【０１０５】
第二外側電極２３ａは、導電性接着剤（図示せず）などによって素子搭載部材の配線４３に電気的に接続され、配線４３は素子搭載部材の端子４１に電気的に接続されている。第一外側電極１３ａは、導電性接着剤（図示せず）などによって素子搭載部材の配線４４に電気的に接続され、配線４４は素子搭載部材の端子４２に電気的に接続されている。第一中間電極１４及び第二中間電極２４並びに第一内側電極１３ｂ及び第二内側電極２３ｂは、どこにも電気的に接続されておらず、電気的にフローティングの状態になっている。
【０１０６】
基部２３０は、実施形態７における基部と同様に、第一振動腕部６１０及び第二振動腕部６２０が外側へ屈曲しようとする時は、これを抑えるように縮小し、第一振動腕部６１０及び第二振動腕部６２０が内側へ屈曲しようとする時は、これを抑えるように伸長する。
【０１０７】
本実施形態１０によれば、第一中間電極１４及び第二中間電極２４に加え、第一内側電極１３ｂ及び第二内側電極２３ｂも接続する必要がないことから、配線を更に簡素化した状態で、実施形態７の振動素子と同様の屈曲振動モードを得ることができる。だだし、第一振動腕部６１０、基部２３０及び第二振動腕部６２０が直列に接続されているため、端子４１，４２に印加する電圧は、実施形態７の場合の二倍＋基部２３０での電圧降下分、又は実施形態１の場合の四倍＋基部２３０での電圧降下分が必要である。本実施形態１０のその他の構成、作用及び効果は、実施形態７のそれらと同様である。
【０１０８】
なお、基部２３０の＋Ｘ軸は、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と同じ向きとしたが、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と逆向きにしてもよいし、第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と直交する向きにしてもよい。それらの場合は、それらに対応した前述の実施形態の振動素子と同様の屈曲振動モードを得ることができる。
【０１０９】
図１７は、実施形態１１の振動素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０１１０】
本実施形態１１の振動素子８４２は、第一内側電極１３ｂと第二内側電極２３ｂとを配線４５で電気的に接続した点が、実施形態１０の振動素子と異なる。本実施形態１１によれば、基部２３０での電圧降下が「０」になるので、端子４１，４２に印加する電圧を、実施形態１０の場合に比べて、基部２３０での電圧降下分だけ低減できる。また、基部２３０には電圧が印加されないことから、基部２３０の＋Ｘ軸をどの向きにしても、基部２３０の＋Ｘ軸を第一外側腕部１１ａの＋Ｘ軸と直交する向きにした場合の屈曲振動モードを得ることができる。
【０１１１】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【符号の説明】
【０１１２】
４０  振動素子
１０  第一振動腕部
１１ａ  第一外側腕部
１１ｂ  第一内側腕部
１２ａ  第一外側面
１２ｂ  第一内側面
１３ａ  第一外側電極
１３ｂ  第一内側電極
１４  第一中間電極
２０  第二振動腕部
２１ａ  第二外側腕部
２１ｂ  第二内側腕部
２２ａ  第二外側面
２２ｂ  第二内側面
２３ａ  第二外側電極
２３ｂ  第二内側電極
２４  第二中間電極
３０  基部
３１  第一基部側面
３２  第二基部側面
４１，４２  端子
４３，４４，４５  配線
【０１１３】
５０  金属膜
５１，５２，５３，５４，５５  水晶ウェハ
５６  積層ブロック
６０  積層板
６１，６２，６３，６４，６５  水晶片
６６  マスク
９０  積層板
９１，９２  水晶片
９３  フレーム
９４  接続部
【０１１４】
１４０  振動素子
１１０第一振動腕部
１１１ａ  第一外側腕部
１２０第二振動腕部
１２１ａ  第二外側腕部
１３０  基部
７１，７２，７３，７４，７５，７６  電極パッド
８１，８２，８３，８４，８５，８６  導線
２４０  振動素子
２３０  基部
３４０  振動素子
３３０  基部
４４０  振動素子
４１０第一振動腕部
４１１ａ  第一外側腕部
４１１ｂ  第一内側腕部
４３０  基部
５４０  振動素子
５１０  第一振動腕部
５１１ｂ  第一内側腕部
５２０  第二振動腕部
５２１ａ  第二外側腕部
６４０  振動素子
６１０  第一振動腕部
５１１ｂ  第一内側腕部
６２０  第二振動腕部
６２１ｂ  第二内側腕部
７４０  振動素子
８４０  振動素子
８３０  基部
８４１  振動素子
８４２  振動素子
【０１１５】
８００  振動素子
８０１  基部
８０２ａ，８０２ｂ  振動腕部
８０３ａ，８０３ｂ，８０４ａ，８０４ｂ  励振電極
９００  センサ素子
９０１  センサ基部
９０２ａ  励振用腕部
９０２ｂ  検出用腕部
９０３ａ  励振用電極
９０３ｂ  検出用電極
９０４ａ，９０４ｂ  接合電極
９１１  Ｕ字状水晶片
９１２ａ，９１２ｂ  Ｉ字状水晶片
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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