(57)【要約】【課題】振動特性の優れた圧電振動片の製造方法を提供する。【解決手段】ウエハＳの表面に、頂面２１の外形パターンの第１マスクを形成する第１マスク形成工程と、第１マスクを介してウエハＳの表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、ウエハＳの表面に、頂面２１および斜面２５の外形パターンの第２マスク９１ａを形成する第２マスク形成工程と、第２マスク９１ａを介してウエハＳをウェットエッチングすることで、第２マスク９１ａが被覆している斜面２５の形成領域に、斜面２５を形成する斜面形成工程と、を備える。【選択図】図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＴカットにより形成され、頂面と、前記頂面に接続された斜面と、を備えた圧電板を有する圧電振動片の製造方法であって、
ウエハの表面に、前記頂面の外形パターンの第１マスクを形成する工程と、
前記第１マスクを介して前記ウエハの表面をプラズマ処理する工程と、
前記ウエハの表面に、前記頂面および前記斜面の外形パターンの第２マスクを形成する工程と、
前記第２マスクを介して前記ウエハをウェットエッチングすることで、前記第２マスクが被覆している前記斜面の形成領域に、前記斜面を形成する工程と、
を備えることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動片の製造方法において、
前記第２マスクは、前記圧電板の外形パターンに一致する、
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の圧電振動片の製造方法において、
前記圧電振動片は、前記斜面を側面とするメサ部を有し、
前記第２マスクは、前記メサ部の頂面および側面の外形パターンである、
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法において、
前記第１マスクを形成する工程の前に、
前記ウエハの表面に、前記圧電板の外形パターンの外形マスクを形成する工程と、
前記外形マスクを介して前記ウエハをエッチングし、前記圧電板の外形パターンを形成する工程と、
を有し、
前記第１マスクを形成する工程では、前記外形マスクを流用して前記第１マスクを形成する、
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法によって製造された圧電振動片。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電振動片を備える圧電振動子。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されている発振器。
【請求項８】
請求項６に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されている電子機器。
【請求項９】
請求項６に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されている電波時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片の製造方法、圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器、および電波時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウェットエッチングにより形成される圧電振動片として、例えば、特許文献１にあげるようなメサ型の圧電振動片が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６６９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなメサ型の圧電振動片においては、凸部の段差はウェットエッチングにより形成されるため、その凸部の側壁は自然結晶面となる。自然結晶面は、水晶特有のエッチング異方性により、配置場所や角度が決まっているため、形成される場所によって側壁の傾斜角度が異なり、圧電振動片の等方性がくずれてしまう場合がある。これにより、励振電極を起点とした振動の等方性がくずれ、振動特性を低下させてしまう問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、振動特性の優れた圧電振動片の製造方法、圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器、および電波時計を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の圧電振動片の製造方法は、ＡＴカットにより形成され、頂面と、前記頂面に接続された斜面と、を備えた圧電板を有する圧電振動片の製造方法であって、ウエハの表面に、前記頂面の外形パターンの第１マスクを形成する工程と、前記第１マスクを介して前記ウエハの表面をプラズマ処理する工程と、前記ウエハの表面に、前記頂面および前記斜面の外形パターンの第２マスクを形成する工程と、前記第２マスクを介して前記ウエハをウェットエッチングすることで、前記第２マスクが被覆している前記斜面の形成領域に、前記斜面を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、プラズマ処理を行ったウエハの表面には極微小な突起が形成される。このウエハの表面をマスクで被覆すると、ウエハの表面とマスクとの間に微小な隙間が生じる。このウエハをウェットエッチングすることで、ウエハの表面とマスクとの隙間にエッチング液が入り込み、被マスク領域の内側に向かってサイドエッチングが進行して斜面が形成される。このとき、ウエハの表面上のプラズマ処理された領域には微小突起が均一に形成されているため、エッチング液はウェットエッチング時間に応じて被マスク領域の外周から内側に向かって、全周に亘って均一に入り込む。そのため、ウエハには被マスク領域において、その外周の全周に亘って均一な傾斜角を有する斜面が形成される。したがって、第２マスクを介してウエハをウェットエッチングすることで、第２マスクで被覆された領域のうち、第１マスクを介してプラズマ処理された領域に、等方性を有する斜面が形成される。そして、このように斜面に等方性を持たせることで、振動の等方性が得られる。すなわち、厚みすべり主振動と厚み副振動の関係性が良好に保たれ、励振電極を起点とした全方向について厚みすべり主振動と厚み副振動との周波数の接近を防止することができるため、良好な振動特性が得られる。
ところで、第１マスクを介さずにウエハ全面をプラズマ処理すると、第２マスクで被覆された領域の外周から等距離となる内側の位置まで斜面が形成され、その斜面の内側が頂面になる。そのため、頂面の位置および形状を、所望の性能に合わせて最適化できない。これに対して第１マスクを介してプラズマ処理を行うことで、第１マスクの位置には斜面が形成されないので、頂面の位置および形状は、第１マスクの位置および形状によって決まる。そのため、頂面の位置および形状を、所望の性能に合わせて最適化できる。
これにより、等方性を有する斜面と、任意の位置および形状に形成された平坦な頂面とを備えた圧電振動片が得られる。したがって、振動特性の優れた圧電振動片を製造できる。
【０００７】
上記の圧電振動片の製造方法において、前記第２マスクは、前記圧電板の外形パターンに一致する、ことが望ましい。
この方法によれば、圧電板の周縁部に斜面を有する、いわゆるベベル型の圧電振動片が形成される。ベベル型の圧電振動片の周縁部が等方性を有する斜面で形成されるので、振動の等方性を有するベベル型の圧電振動片が得られる。したがって、振動特性の優れた圧電振動片を製造できる。
【０００８】
上記の圧電振動片の製造方法において、前記圧電振動片は、前記斜面を側面とするメサ部を有し、前記第２マスクは、前記メサ部の頂面および側面の外形パターンである、ことが望ましい。
この方法によれば、メサ部の側面が等方性を有する斜面で形成されるので、振動の等方性を有するメサ型の圧電振動片が得られる。また、メサ部の周囲には頂面に平行な周縁部が形成される。これにより、実装時において表裏面の何れに実装部材を接着させても安定して固定させることができる圧電振動片が得られる。したがって、振動特性および実装安定性の優れた圧電振動片を製造できる。
【０００９】
上記の圧電振動片の製造方法において、前記第１マスクを形成する工程の前に、前記ウエハの表面に、前記圧電板の外形パターンの外形マスクを形成する工程と、前記外形マスクを介して前記ウエハをエッチングし、前記圧電板の外形パターンを形成する工程と、を有し、前記第１マスクを形成する工程では、前記外形マスクを流用して前記第１マスクを形成する、ことが望ましい。
この方法によれば、外形マスクを除去する工程、および第１マスクに加工される頂面保護膜を成膜する工程を省略できる。したがって、振動特性の優れた圧電振動片を簡単に低コストで製造できる。
【００１０】
本発明の圧電振動片は、上記の圧電振動片の製造方法によって製造される、ことを特徴とする。
この構成によれば、等方性を有する斜面が圧電振動片に形成される。したがって、振動特性の優れた圧電振動片を得ることができる。
【００１１】
本発明の圧電振動子は、上記の圧電振動片を備える、ことを特徴とする。
この構成によれば、上述した振動特性の優れた圧電振動片を備えるため、振動特性の優れた圧電振動子を得ることができる。
【００１２】
本発明の発振器は、上記の圧電振動子が発振子として集積回路に電気的に接続されている、ことを特徴とする。
この構成によれば、上述した振動特性の優れた圧電振動子を備えるため、高精度な周波数信号が出力される発振器を得ることができる。
【００１３】
本発明の電子機器は、上記の圧電振動子が計時部に電気的に接続されている、ことを特徴とする。
この構成によれば、上述した振動特性の優れた圧電振動子を備えるため、高精度な時計情報を出力できる電子機器を得ることができる。
【００１４】
本発明の電波時計は、上記の圧電振動子がフィルタ部に電気的に接続されている、ことを特徴とする。
この構成によれば、上述した振動特性の優れた圧電振動子を備えるため、高精度に時刻をカウントできる電波時計を提供できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第２マスクで被覆された領域のうち、第１マスクを介してプラズマ処理された領域に、等方性を有する斜面が形成される。このように斜面に等方性を持たせることで、励振電極を起点とした全方向について厚みすべり主振動と厚み副振動との周波数の接近を防止することができるため、良好な振動特性が得られる。また、第１マスクを介してプラズマ処理を行うことで、頂面の位置および形状は、第１マスクの位置および形状によって決まる。そのため、頂面の位置および形状は、所望の性能に合わせて最適化できる。これにより、等方性を有する斜面と、任意の位置および形状に形成された平坦な頂面とを備えた圧電振動片が得られる。したがって、振動特性の優れた圧電振動片を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の圧電振動子を示す、分解斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る圧電振動片の平面図である。
【図３】第１実施形態に係る圧電振動片の説明図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】第１実施形態に係る圧電振動片の説明図であり、図２のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【図５】第１実施形態に係る圧電振動片の説明図であり、図２のＶ−Ｖ線における断面図である。
【図６】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図７】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図８】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図９】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図１０】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図１１】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図１２】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図１３】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図１４】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図１５】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図１６】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図１７】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図１８】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図１９】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図２０】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図２１】第１実施形態に係る他の圧電振動片の平面図である。
【図２２】第１実施形態に係る他の圧電振動片の平面図である。
【図２３】第１実施形態に係る他の圧電振動片の説明図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する部分における断面図である。
【図２４】第１実施形態の第１変形例に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図２５】第１実施形態の第１変形例に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図２６】第１実施形態の第１変形例に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図２７】第２実施形態に係る圧電振動片の平面図である。
【図２８】第２実施形態に係る圧電振動片の説明図であり、図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線における断面図である。
【図２９】第２実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図３０】第２実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図３１】第２実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
【図３２】第２実施形態に係る他の圧電振動片の説明図であり、図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に相当する部分における断面図である。
【図３３】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図３４】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図３５】電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図の構成を説明する際には、ＸＹ´Ｚ´座標系を用いる。このＸＹ´Ｚ´座標系における各軸は、後述する水晶の結晶軸と以下の関係を有している。すなわち、Ｘ軸が電気軸であり、Ｚ´軸が光学軸であるＺ軸に対してＸ軸周りに３５度１５分だけ傾いた軸であり、Ｙ´軸がＸ軸およびＺ´軸に直交する軸である。また、Ｘ方向、Ｙ´方向およびＺ´方向は、図中矢印方向を＋方向とし、矢印とは反対の方向を−方向として説明する。
【００１８】
（第１実施形態、圧電振動片および圧電振動子）
最初に、第１実施形態の圧電振動片および圧電振動子について説明する。
図１は、第１実施形態の圧電振動子を示す、分解斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板３とリッド基板５とで２層に積層された箱状に形成されており、内部のキャビティ７内に圧電振動片１０がマウントされている。
【００２０】
圧電振動片１０は、圧電板２０と、圧電板２０上に形成された電極膜５０と、を備えている。電極膜５０は、第１マウント電極５５および第２マウント電極５７を有している。
圧電振動片１０は、導電性接着剤等の実装部材を利用して、ベース基板３上の上面３ａにマウントされる。より具体的には、ベース基板３の上面３ａに形成された一対のインナー電極９に対して、圧電板２０に形成された第１マウント電極５５および第２マウント電極５７が、実装部材を介してマウントされる。
これにより、圧電振動片１０は、ベース基板３の上面３ａに機械的に保持されると共に、第１マウント電極５５および第２マウント電極５７とインナー電極９とがそれぞれ導通された状態となっている。
【００２１】
図２は、第１実施形態に係る圧電振動片の平面図である。図３は、第１実施形態に係る圧電振動片の説明図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。図４は、第１実施形態に係る圧電振動片の説明図であり、図２のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。図５は、第１実施形態に係る圧電振動片の説明図であり、図２のＶ−Ｖ線における断面図である。
【００２２】
図２〜５に示すように、圧電振動片１０は、ＡＴカットにより、矩形板状に形成された圧電板２０を有する。
ＡＴカットは、人工水晶の結晶軸である電気軸（Ｘ軸）、機械軸（Ｙ軸）及び光学軸（Ｚ軸）の３つの結晶軸のうち、Ｚ軸に対してＸ軸周りに３５度１５分だけ傾いた方向（Ｚ´軸方向）に切り出す加工手法である。ＡＴカットによって切り出された圧電板２０を有する圧電振動片１０は、周波数温度特性が安定しており、構造や形状が単純で加工が容易であり、ＣＩ値が低いという利点がある。本実施形態の圧電板２０は、Ｚ´方向の長さがＸ方向の長さより長くなるように形成されている。
【００２３】
圧電板２０は、頂面２１と、裏主面２３と、前記頂面２１に接続された斜面２５とを有する。
頂面２１は、ＸＺ´平面に平行な平坦面で、圧電板２０の＋Ｙ´方向側に形成される。頂面２１は、Ｙ´方向視において圧電板２０の中央部分に矩形状に形成されている。なお頂面２１は、後述する製造方法により任意の位置および形状に形成することができる。
裏主面２３は、ＸＺ´平面に平行な平坦面で、圧電板２０の−Ｙ´方向側に形成される。
斜面２５は、圧電板２０の＋Ｙ´方向側に形成される。斜面２５は、Ｙ´方向視において頂面２１と圧電板２０の外周とを接続している。
【００２４】
圧電振動片１０は、頂面２１に形成された第１励振電極５１と、裏主面２３に形成された第２励振電極５３と、を有する。
第１励振電極５１は、Ｙ´方向視矩形状で、頂面２１の中央部の位置に形成されている。第２励振電極５３は、Ｙ´方向視矩形状で、裏主面２３の中央部の位置に形成されている。第２励振電極５３は、Ｙ´方向視において第１励振電極５１と重なるように形成されている。
【００２５】
圧電振動片１０は、第１励振電極５１に接続された第１マウント電極５５と、第２励振電極５３に接続された第２マウント電極５７と、を有する。
第１マウント電極５５は、Ｙ´方向視矩形状に形成され、後述する第２斜面２７および第３斜面２８のうち＋Ｘ側かつ−Ｚ´側の角部から、圧電板２０の端部を介して、裏主面２３のうち＋Ｘ側かつ−Ｚ´側の角部に亘って形成されている。第１マウント電極５５は、頂面２１に重ならない位置に設けられている。第１マウント電極５５は、頂面２１および第２斜面２７上の第１引き回し配線５９を介して、第１励振電極５１に接続されている。
第２マウント電極５７は、Ｙ´方向視矩形状に形成され、後述する第２斜面２７および第４斜面２９のうち−Ｘ側かつ−Ｚ´側の角部から、圧電板２０の端部を介して、裏主面２３のうち−Ｘ側かつ−Ｚ´側の角部に亘って形成されている。第２マウント電極５７は、頂面２１に重ならない位置に設けられている。第２マウント電極５７は、裏主面２３上の第２引き回し配線６１を介して、第２励振電極５３に接続されている。
【００２６】
なお、上述した励振電極、マウント電極、および引き回し配線は、金等の金属の単層膜や、クロム等の金属を下地層とし、金等の金属を上地層とした積層膜などで形成されている。
【００２７】
そして斜面２５は、圧電板２０の外周４辺から中央部に向かって形成された第１斜面２６、第２斜面２７、第３斜面２８、および第４斜面２９を有する。
【００２８】
第１斜面２６は、Ｙ´方向視において圧電板２０の＋Ｚ´方向側の辺から頂面２１に向かって形成される。Ｙ´方向視における第１斜面２６の外形は、圧電板２０の＋Ｚ´方向側の辺と、その両端から圧電板２０の中央部に向かって延びる、＋Ｚ´方向側の辺とのなす角度が約４５度となる一対の直線２２ａ，２２ｂと、頂面２１の外周と、に囲まれた形状に形成される。第１斜面２６は、圧電板２０の＋Ｚ´方向側の辺の全長に亘ってＸＺ´平面に対して角度θ１で傾斜している。
【００２９】
第２斜面２７は、Ｙ´方向視において圧電板２０の−Ｚ´方向側の辺から頂面２１に向かって形成される。Ｙ´方向視における第２斜面２７の外形は、圧電板２０の−Ｚ´方向側の辺と、その両端から圧電板２０の中央部に向かって延びる、−Ｚ´方向側の辺とのなす角度が約４５度となる一対の直線２２ｃ，２２ｄと、頂面２１の外周と、に囲まれた形状に形成される。第２斜面２７は、圧電板２０の−Ｚ´方向側の辺の全長に亘ってＸＺ´平面に対して角度θ２で傾斜している。
【００３０】
第３斜面２８は、Ｙ´方向視において圧電板２０の＋Ｘ方向側の辺から頂面２１に向かって形成される。Ｙ´方向視における第３斜面２８の外形は、圧電板２０の＋Ｘ方向側の辺と、その両端から圧電板２０の中央部に向かって延びる、＋Ｘ方向側の辺とのなす角度が約４５度となる一対の直線２２ａ，２２ｄと、頂面２１の外周と、に囲まれた形状に形成される。第３斜面２８は、圧電板２０の＋Ｘ方向側の辺の全長に亘ってＸＺ´平面に対して角度θ３で傾斜している。
【００３１】
第４斜面２９は、Ｙ´方向視において圧電板２０の−Ｘ方向側の辺から頂面２１に向かって形成される。Ｙ´方向視における第４斜面２９の外形は、圧電板２０の−Ｘ方向側の辺と、その両端から圧電板２０の中央部に向かって延びる、−Ｘ方向側の辺とのなす角度が約４５度となる一対の直線２２ｂ，２２ｃと、頂面２１の外周と、に囲まれた形状に形成される。第４斜面２９は、圧電板２０の−Ｘ方向側の辺の全長に亘ってＸＺ´平面に対して角度θ４で傾斜している。
【００３２】
斜面２５の傾斜角θ１〜θ４は何れも等しく、水晶結晶の自然結晶面が形成する角度よりも小さい。その角度は、例えば２０度以下である。本実施形態では、矩形状の圧電板２０の外周４辺に亘ってＸＺ´平面に対して同じ角度で傾斜する斜面が形成されため、隣接する斜面間の交線２２ａ〜２２ｄは、圧電板２０の外周辺とのなす角度がＹ´方向視において約４５度となる。
【００３３】
また、図２に示すように、Ｙ´方向視における圧電板２０の＋Ｚ´方向側の辺から頂面２１までの距離Ｄ１、および圧電板２０の−Ｚ´方向側の辺から頂面２１までの距離Ｄ２は、等しくなるように形成されている。同様に、Ｙ´方向視における圧電板２０の＋Ｘ方向側の辺から頂面２１までの距離Ｄ３、および圧電板２０の−Ｘ方向側の辺から頂面２１までの距離Ｄ４は、等しくなるように形成されている。そして、距離Ｄ３および距離Ｄ４は、距離Ｄ１および距離Ｄ２より大きい。すなわち、第１斜面２６および第２斜面２７は、それぞれ斜面の途中で頂面２１の±Ｚ´方向側の辺と接続することになる。そのため、図５に示すように第３斜面２８および第４斜面２９と頂面２１とは直接接続されているが、図３に示すように第１斜面２６および第２斜面２７と頂面２１とは立壁２４ａ，２４ｂを介して間接接続されている。すなわち、第１斜面２６および第２斜面２７と頂面２１との間には段差が形成されている。
【００３４】
このように、圧電板２０の中央部に形成された頂面２１から外周に向かって略等しい角度で傾斜する斜面を形成することで、圧電振動片１０の等方性が向上する。そのため、第１励振電極５１および第２励振電極５３に挟まれた励振部を起点とした振動の等方性の低下を防止できる。すなわち、厚みすべり主振動と厚み副振動の関係性が良好に保たれ、励振電極を起点とした全方向について厚みすべり主振動と厚み副振動との周波数の接近を防止することができるため、良好な振動特性が得られる。
【００３５】
（第１実施形態、圧電振動片の製造方法）
次に第１実施形態の圧電振動片の製造方法について説明する。
図６〜２０は、第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。各図において（ａ）は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する部分における断面図、（ｂ）は平面図である。
【００３６】
本実施形態の圧電振動片１０の製造方法は、ウエハＳの表面に、頂面２１の外形パターンの第１マスク８１ａを形成する第１マスク形成工程と、第１マスク８１ａを介してウエハＳの表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、を備える。さらに、ウエハＳの表面に、頂面２１および斜面２５の外形パターンの第２マスク９１ａを形成する第２マスク形成工程と、第２マスク９１ａを介してウエハＳをウェットエッチングすることで、第２マスク９１ａが被覆している斜面２５の形成領域に、斜面２５を形成する斜面形成工程と、を備える。
【００３７】
まず、水晶のランバート原石をＡＴカットして一定の厚みとしたウエハを、ラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除く。その後ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行なって、所定の厚みのウエハＳを準備する（図６参照）。
【００３８】
次に上述した各工程の前工程として、外形マスク形成工程および外形形成工程を行う。
【００３９】
（外形マスク形成工程）
外形マスク形成工程について説明する。図７に示すように、ウエハＳの両面にエッチング保護膜７１およびフォトレジスト膜７３をそれぞれ成膜する。
【００４０】
エッチング保護膜７１は、後述する水晶からなるウエハＳのエッチングに対する耐性を有する。例えば、厚さが数１０ｎｍのクロム（Ｃｒ）の金属層と、厚さが数１０ｎｍの金（Ａｕ）の金属層とが、順次積層された積層膜である。
この工程においては、まず、ウエハＳの表裏主面に、エッチング保護膜７１を、それぞれスパッタリング法や蒸着法などにより成膜する。
【００４１】
次いで、エッチング保護膜７１上に、スピンコート法などによりレジスト材料を塗布して、フォトレジスト膜７３を形成する。
本実施形態で用いるレジスト材料としては、環化ゴム（例えば、環化イソプレン）を主体にしたゴム系ネガレジストが好適に用いられている。ゴム系ネガレジストは、環化ゴムを有機溶剤に溶解し、さらにビスアジド感光剤を加えて、ろ過し、不純物を除去することで精製されたものである。
【００４２】
次に、図８および図９に示すように、ウエハＳの表面に圧電板２０の外形パターンの外形マスク７１ａを形成する。
具体的には、まず、エッチング保護膜７１およびフォトレジスト膜７３が成膜されたウエハＳの一方側の面を、圧電板２０の外形パターンが形成されたフォトマスクを用いて露光する。同様に、ウエハＳの他方側の面を、圧電板２０の外形パターンが形成されたフォトマスクを用いて露光する。そして、ウエハＳの両面に成膜されたフォトレジスト膜７３を一括で現像する。これにより、図８に示すように、ウエハＳの両面に成膜されたフォトレジスト膜７３に、圧電振動片１０の外形パターン７３ａを形成する。
【００４３】
次いで、圧電板２０の外形パターン７３ａが形成されたフォトレジスト膜７３をマスクとして、ウエハＳの両面に成膜されたエッチング保護膜７１にエッチング加工を行ない、マスクされていないエッチング保護膜７１を選択的に除去する。これにより、図９に示すように、ウエハＳの両面に、圧電板２０の外形パターンの外形マスク７１ａが形成される。
このエッチング保護膜７１のエッチング加工には、エッチング保護膜７１とフォトレジスト膜７３が形成されたウエハＳを、薬液に浸漬して行うウェットエッチング方式を用いることができる。例えば、エッチング保護膜７１が金（Ａｕ）からなる場合には、薬液としてヨウ素を用いてエッチングすることができる。
【００４４】
（外形形成工程）
次に外形形成工程について説明する。図１０に示すように、外形マスク７１ａを介してウエハＳをエッチングし、圧電板２０の外形パターンを形成する。
このウエハＳのエッチング加工は、外形マスク７１ａが形成されたウエハＳを薬液に浸漬して行うウェットエッチング方式を用いることができる。例えば、薬液としてフッ酸を用いてエッチングすることができ、エッチング時間は３時間程度とする。これにより、圧電板２０の外形パターンが形成される。
【００４５】
次に、図１１に示すように、エッチング保護膜７１およびフォトレジスト膜７３を除去する。なお、フォトレジスト膜７３の除去は、先述したエッチング保護膜７１のエッチング加工後（外形形成工程の前）に行ってもよい。
【００４６】
（第１マスク形成工程）
次に第１マスク形成工程について説明する。図１２に示すように、圧電板２０の外形パターンを形成したウエハＳの両面に、頂面保護膜８１およびフォトレジスト膜８３をそれぞれ成膜する。
【００４７】
頂面保護膜８１は、後述するプラズマ処理に対する耐性を有する。頂面保護膜８１として、例えばエッチング保護膜７１と同様の積層膜を用いることができる。その場合、頂面保護膜８１の形成方法は、外形マスク形成工程と同様である。
【００４８】
フォトレジスト膜８３の材質および形成方法は、外形形成工程におけるフォトレジスト膜７３と同様である。
【００４９】
次に、図１３および図１４に示すように、ウエハＳの表面に、頂面２１の外形パターンの第１マスク８１ａを形成する。
具体的には、まず、頂面保護膜８１およびフォトレジスト膜８３が成膜されたウエハＳの一方側の面を、頂面の外形パターンが形成されたフォトマスクを用いて露光する。また、ウエハＳの他方側の面を、裏主面の外形パターンが形成されたフォトマスクを用いて露光する。そして、ウエハＳの両面に成膜されたフォトレジスト膜８３を一括で現像する。これにより、図１３に示すように、ウエハＳの両面に成膜されたフォトレジスト膜８３に、頂面の外形パターン８３ａおよび裏主面の外形パターン８３ｂを形成する。
【００５０】
次いで、頂面の外形パターン８３ａおよび裏主面の外形パターン８３ｂが形成されたフォトレジスト膜８３をマスクとして、ウエハＳの両面に成膜された頂面保護膜８１にエッチング加工を行ない、マスクされていない頂面保護膜８１を選択的に除去する。これにより、図１４に示すように、ウエハＳに頂面の外形パターンの第１マスク８１ａおよび裏主面の外形パターンの第１マスク８１ｂが形成される。頂面保護膜８１のエッチング加工は、頂面保護膜８１の材質がエッチング保護膜７１と同様である場合、外形形成工程におけるエッチング保護膜７１の加工と同様に行う。
【００５１】
（プラズマ処理工程）
次にプラズマ処理工程について説明する。図１５に示すように、第１マスク８１ａ，８１ｂを介してウエハＳの表面をプラズマ処理する。これにより、ウエハＳの表面のうち第１マスク８１ａ，８１ｂに被覆されていない部分に極微小な突起が形成される。
【００５２】
次に、図１６に示すように、頂面保護膜８１およびフォトレジスト膜８３を除去する。なお、フォトレジスト膜８３の除去は、先述した頂面保護膜８１のエッチング加工後（プラズマ処理工程の前）に行ってもよい。
【００５３】
（第２マスク形成工程）
次に第２マスク形成工程について説明する。図１７に示すように、プラズマ処理を行ったウエハＳの両面に、エッチング保護膜９１およびフォトレジスト膜９３をそれぞれ成膜する。エッチング保護膜９１およびフォトレジスト膜９３の材質および形成方法は、外形マスク形成工程におけるエッチング保護膜７１およびフォトレジスト膜７３と同様である。
【００５４】
次に、図１８に示すように、ウエハＳの表面に、頂面および斜面の外形パターンの第２マスク９１ａ、並びに裏主面の外形パターンの第２マスク９１ｂを形成する。本実施形態では、頂面および斜面の外形パターンは、圧電板２０の外形パターンに一致する。外形パターン９３ａ,９３ｂおよび第２マスク９１ａ，９１ｂの形成方法は、外形マスク形成工程における外形パターン７３ａおよび外形マスク７１ａと同様である。
このように、微小突起が形成されたウエハＳの表面を第２マスク９１ａ，９１ｂで被覆すると、ウエハＳの表面と第２マスク９１ａとの間に微小な隙間が生じる。
【００５５】
（斜面形成工程）
次に斜面形成工程について説明する。図１９に示すように、第２マスク９１ａ，９１ｂを介してウエハＳをウェットエッチングすることで、第２マスク９１ａが被覆している斜面２５の形成領域に、斜面２５を形成する。
このウェットエッチング加工は、外形形成工程におけるウェットエッチング加工と同様に行うことができる。このとき、エッチング時間は例えば３０分程度とする。
【００５６】
このように、ウエハＳの表面と第２マスク９１ａとの間に微小な隙間が生じている状態でウェットエッチングを行うと、その隙間にエッチング液が入り込む。これにより、第２マスク９１ａに被覆された領域の内側に向かってサイドエッチングが進行して斜面２５が形成される。このとき、ウエハＳの表面上のプラズマ処理された領域には微小突起が均一に形成されているため、エッチング液はウェットエッチング時間に応じて第２マスク９１ａに被覆された領域の外周から内側に向かって、全周に亘って均一に入り込む。そのため、ウエハＳには第２マスク９１ａに被覆された領域において、その外周の全周に亘って均一な傾斜角を有する斜面２５が形成される。なお、ウエハＳの表面と第２マスク９１ａとの微小な隙間にはエッチング液が侵入しにくいので、エッチング液の侵入量がエッチングレートを支配し、結晶異方性はエッチングレートを支配しないと考えられる。
一方で、プラズマ処理工程において第１マスク８１ａに被覆された領域には微小突起が形成されないため、この領域にはサイドエッチングが進行しない。すなわちその領域には斜面２５は形成されず、頂面２１が形成される。したがって、第２マスク９１ａで被覆された領域のうち、第１マスク８１ａを介してプラズマ処理された領域に、等方性を有する斜面２５が形成される。
なお上述したように、第１マスク８１ａに被覆された領域にはサイドエッチングが進行しないため、オーバーエッチングを行った場合には斜面２５と頂面２１との間には段差が形成される。本実施形態では、圧電板２０の外周から頂面２１までの距離が小さい第１斜面２６および第２斜面２７と頂面２１との間に段差が形成される。
【００５７】
図２１および図２２は、第１実施形態に係る他の圧電振動片の平面図である。
圧電振動片１０の頂面２１の位置および形状は、第１マスク８１ａの形成位置および形状によって決まるため、所望の性能に合わせて位置および形状を最適化できる。本実施形態における圧電振動片１０の頂面２１の形状は、Ｚ´方向に沿った辺の長さがＸ方向に沿った辺の長さより長い矩形状に形成されているが、これに限られるものではない。例えば、頂面２１の形状は、図２１に示すＸ方向に沿った辺が長い矩形状や、図２２に示す長円形状であってもよい。
【００５８】
次に、図２０に示すように、エッチング保護膜９１およびフォトレジスト膜９３を除去する。これにより、頂面２１と頂面２１に接続された斜面２５とを有する圧電板２０が得られる。なお、フォトレジスト膜９３の除去は、先述したエッチング保護膜９１のエッチング加工後（斜面形成工程の前）に行ってもよい。
【００５９】
最後に、圧電板２０の表面上に励振電極、マウント電極、および引き回し配線を形成することで、圧電振動片１０が得られる。
【００６０】
なお、本実施形態では、外形マスク形成工程および外形形成工程は、第１マスク形成工程の前に行ったが、プラズマ処理工程の後（第２マスク形成工程の前）、または斜面形成工程の後に行ってもよい。また、本実施形態では、ウエハＳの表面に形成された第１マスク８１ａを介してプラズマ処理を行ったが、別途準備したステンシルマスクをウエハに密着させ、そのステンシルマスクを介してプラズマ処理してもよい。
【００６１】
このように、本実施形態の圧電振動片の製造方法は、ウエハＳの表面に、頂面２１の外形パターンの第１マスク８１ａを形成する第１マスク形成工程と、第１マスク８１ａを介してウエハＳの表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、を備える。さらに、ウエハＳの表面に、頂面２１および斜面２５の外形パターンの第２マスク９１ａを形成する第２マスク形成工程と、第２マスク９１ａを介してウエハＳをウェットエッチングすることで、第２マスク９１ａが被覆している斜面２５の形成領域に、斜面２５を形成する斜面形成工程と、を備える、ことを特徴とする。
【００６２】
本実施形態によれば、プラズマ処理を行ったウエハＳの表面には極微小な突起が形成される。このウエハＳの表面をマスクで被覆すると、ウエハＳの表面とマスクとの間に微小な隙間が生じる。このウエハＳをウェットエッチングすることで、ウエハＳの表面とマスクとの隙間にエッチング液が入り込み、被マスク領域の内側に向かってサイドエッチングが進行して斜面が形成される。このとき、ウエハＳの表面上のプラズマ処理された領域には微小突起が均一に形成されているため、エッチング液はウェットエッチング時間に応じて被マスク領域の外周から内側に向かって、全周に亘って均一に入り込む。そのため、ウエハＳには被マスク領域において、その外周の全周に亘って均一な傾斜角を有する斜面が形成される。したがって、第２マスク９１ａを介してウエハＳをウェットエッチングすることで、第２マスク９１ａで被覆された領域のうち、第１マスク８１ａを介してプラズマ処理された領域に、等方性を有する斜面２５が形成される。このように斜面２５に等方性を持たせることで、振動の等方性が得られる。すなわち、厚みすべり主振動と厚み副振動の関係性が良好に保たれ、励振電極を起点とした全方向について厚みすべり主振動と厚み副振動との周波数の接近を防止することができるため、良好な振動特性が得られる。
ところで、第１マスク８１ａを介さずにウエハＳの全面をプラズマ処理すると、第２マスク９１ａで被覆された領域の外周から等距離となる内側の位置まで斜面２５が形成され、その斜面２５の内側が頂面２１になる。そのため、頂面２１の位置および形状を、所望の性能に合わせて最適化できない。これに対して第１マスク８１ａを介してプラズマ処理を行うことで、第１マスクの位置には斜面２５が形成されないので、頂面２１の位置および形状は、第１マスク８１ａの位置および形状によって決まる。そのため、頂面２１の位置および形状を、所望の性能に合わせて最適化できる。
これにより、等方性を有する斜面２５と、任意の位置および形状に形成された平坦な頂面２１とを備えた圧電振動片１０が得られる。したがって、振動特性の優れた圧電振動片を製造できる。
【００６３】
また、本実施形態の圧電振動片の製造方法において、第２マスク９１ａは、圧電板２０の外形パターンに一致する、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、圧電板２０の周縁部に斜面２５を有する、いわゆるベベル型の圧電振動片１０が形成される。ベベル型の圧電振動片１０の周縁部が等方性を有する斜面２５で形成されるので、振動の等方性を有するベベル型の圧電振動片１０が得られる。したがって、より振動特性の優れた圧電振動片を製造できる。
【００６４】
本実施形態の圧電振動片１０は、上記の製造方法によって製造される、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、等方性を有する斜面２５が圧電振動片１０に形成される。したがって、振動特性の優れた圧電振動片を得ることができる。
【００６５】
本実施形態の圧電振動子１は、圧電振動片１０を備える、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、上述した振動特性の優れた圧電振動片１０を備えるため、振動特性の優れた圧電振動子を得ることができる。
【００６６】
図２３は、第１実施形態に係る他の圧電振動片の説明図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する部分における断面図である。
なお、本実施形態のおける圧電振動片１０は、図３〜５に示すように＋Ｙ´方向側の面のみに斜面を有するが、図２３に示すように＋Ｙ´方向側および−Ｙ´方向側の両面に斜面を有していてもよい。
【００６７】
（第１実施形態、第１変形例、圧電振動片の製造方法）
次に第１実施形態の第１変形例に係る圧電振動片の製造方法について説明する。
図２４〜２６は、第１実施形態の第１変形例に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。各図において（ａ）は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する部分における断面図、（ｂ）は平面図である。
本変形例の圧電振動片の製造方法は、第１マスク形成工程において、外形マスク７１ａを流用して第１マスク８１ａ，８１ｂを形成する。
【００６８】
まず、図６〜１０に示す第１実施形態と同様に、外形マスク７１ａを介してウエハＳをエッチングし、圧電板２０の外形パターンを形成する。
【００６９】
次に、図２４に示すように、フォトレジスト膜７３を除去し、ウエハＳの両面にエッチング保護膜から形成された外形マスク７１ａを残す。
【００７０】
（第１マスク形成工程）
次に、第１マスク形成工程を行う。図２５に示すように、外形マスク７１ａが形成されたウエハＳの両面に、フォトレジスト膜８３を成膜する。フォトレジスト膜８３の材質および形成方法は、第１実施形態における第１マスク形成工程と同様である。
【００７１】
次に、図２６に示すように、ウエハＳの両面に成膜されたフォトレジスト膜８３に、頂面の外形パターン８３ａおよび裏主面の外形パターン８３ｂを形成する。外形パターン８３ａ，８３ｂの形成方法は、第１実施形態と同様である。
【００７２】
そして、頂面の外形パターン８３ａおよび裏主面の外形パターン８３ｂが形成されたフォトレジスト膜８３をマスクとして、ウエハＳの両面に成膜された外形マスク７１ａにエッチング加工を行ない、マスクされていない外形マスク７１ａを選択的に除去する。これにより、図１４に示す第１実施形態と同様に、ウエハＳに頂面の外形パターンの第１マスク８１ａおよび裏主面の外形パターンの第１マスク８１ｂが形成される。外形マスク７１ａのエッチング加工は、第１実施形態の外形形成工程におけるエッチング保護膜７１の加工と同様である。
このように、第１マスク８１ａ，８１ｂとして外形マスク７１ａを流用することで、外形マスク７１ａの除去、および第１実施形態における頂面保護膜８１の成膜を省略することができる。
【００７３】
次に、図１５〜２０に示す第１実施形態と同様に、プラズマ処理工程、第２マスク形成工程、斜面形成工程および電極形成を行うことで、圧電振動片１０が得られる。
【００７４】
本変形例の圧電振動片の製造方法は、第１マスク形成工程の前に、外形マスク形成工程と、外形形成工程と、を有し、第１マスク形成工程では、外形マスク７１ａを流用して第１マスク８１ａ，８１ｂを形成する、ことを特徴とする。
本変形例によれば、外形マスク７１ａを除去する工程、および第１マスク８１ａに加工される頂面保護膜８１を成膜する工程を省略できる。したがって、振動特性の優れた圧電振動片を簡単に低コストで製造できる。
【００７５】
（第２実施形態、圧電振動片）
次に第２実施形態の圧電振動片について説明する。
図２７は、第２実施形態に係る圧電振動片の平面図である。図２８は、第２実施形態に係る圧電振動片の説明図であり、図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線における断面図である。
【００７６】
図２〜５に示す第１実施形態は、斜面２５の外形が圧電板２０の外形に一致しているが、図２７および図２８に示す第２実施形態では、圧電板１２０が斜面１２５の周囲に頂面１２１と平行な周縁部１３１を有している点で異なっている。なお、図２〜５に示す第１実施形態と同様の構成となる部分については、詳細な説明を省略する。
【００７７】
図２７および図２８に示すように、圧電板１２０は、頂面１２１と平行な周縁部１３１を有する。
周縁部１３１は、圧電板１２０の＋Ｙ´方向側に、圧電板１２０の外周４辺に沿って平面視矩形環状に形成されている。周縁部１３１は、頂面１２１および裏主面１２３に平行な平面で形成されている。
【００７８】
また、圧電板１２０は、斜面１２５を側面とするメサ部１２４を有する。
斜面１２５は、Ｙ´方向視において頂面１２１と周縁部１３１とを接続している。斜面１２５は、第１実施形態における斜面２５と同様に、第１斜面１２６、第２斜面１２７、第３斜面１２８、および第４斜面１２９を有する。ＸＺ´平面に対するそれぞれの斜面の傾斜角は、第１実施形態の斜面２５と同様である。
【００７９】
このようにメサ部１２４の側面を、等方性を有する斜面１２５で形成することで、振動の等方性を有するメサ型の圧電振動片１１０が得られる。
【００８０】
また、第１マウント電極５５および第２マウント電極５７は、その大部分が周縁部１３１上に形成される。これにより、圧電振動片１１０の実装時において、圧電振動片１１０の表裏面の何れに実装部材を接着させても、第１マウント電極５５および第２マウント電極５７上における実装部材の接着面と、パッケージのベース基板とが平行になる。そのため、圧電振動片１１０をパッケージのベース基板と平行な状態で、パッケージに対して安定して固定させることができる。
【００８１】
（第２実施形態、圧電振動片の製造方法）
次に第２実施形態の圧電振動片の製造方法について説明する。
図２９〜３１は、第２実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。各図において（ａ）は図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に相当する部分における断面図、（ｂ）は平面図である。
本実施形態の圧電振動片の製造方法は、第２マスク１９１ａがメサ部１２４の頂面１２１および側面（斜面１２５）の外形パターンであることを特徴とする。
【００８２】
まず、図６〜１７に示す第１実施形態と同様に、プラズマ処理を行ったウエハＳの両面に、エッチング保護膜１９１およびフォトレジスト膜１９３をそれぞれ成膜する。
【００８３】
次に、図２９に示すように、ウエハＳの表面に、メサ部の外形パターンの第２マスク１９１ａおよび裏主面の外形パターンの第２マスク１９１ｂを形成する。メサ部の外形パターンは、圧電板１２０の外形パターンより狭い。外形パターン１９３ａ，１９３ｂおよび第２マスク１９１ａ，１９１ｂの形成方法は、第１実施形態における外形パターン９３ａ，９３ｂおよび第２マスク９１ａ，９１ｂと同様である。
【００８４】
（斜面形成工程）
次に、斜面形成工程を行う。図３０に示すように、第２マスク１９１ａ，１９１ｂを介してウエハＳをウェットエッチングすることで、第２マスク１９１ａが被覆している斜面１２５の形成領域に、斜面１２５を形成する。このウェットエッチング加工は、第１実施形態と同様である。
【００８５】
次に、図３１に示すように、エッチング保護膜１９１およびフォトレジスト膜１９３を除去する。これにより、斜面１２５を側面とするメサ部１２４を有する圧電板１２０が得られる。
【００８６】
最後に、圧電板１２０の表面上に励振電極、マウント電極、および引き回し配線を形成することで、圧電振動片１１０が得られる。
【００８７】
このように、本実施形態の圧電振動片の製造方法は、第２マスク１９１ａがメサ部１２４の頂面１２１および側面（斜面１２５）の外形パターンであることを特徴とする。
本実施形態によれば、メサ部１２４の側面が等方性を有する斜面１２５で形成されるので、振動の等方性を有するメサ型の圧電振動片１１０が得られる。また、メサ部１２４の周囲には頂面１２１に平行な周縁部１３１が形成される。これにより、実装時において表裏面の何れに実装部材を接着させても安定して固定させることができる圧電振動片１１０が得られる。したがって、振動特性および実装安定性の優れた圧電振動片を製造できる。
【００８８】
図３２は、第２実施形態に係る他の圧電振動片の説明図であり、図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に相当する部分における断面図である。
なお、本実施形態のおける圧電振動片１１０は、図２８に示すように＋Ｙ´方向側の面のみに斜面を有するが、図３２に示すように＋Ｙ´方向側および−Ｙ´方向側の両面に斜面を有していてもよい。
【００８９】
また、本実施形態では、圧電板の断面形状が厚さ方向に凸状であるメサ型振動片について説明したが、圧電板の断面形状が厚さ方向に凹状である逆メサ型振動片にも適用可能である。
【００９０】
（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図３３を参照しながら説明する。
図３３は、発振器の一実施形態を示す構成図である。
【００９１】
本実施形態の発振器２００は、図３３に示すように、圧電振動子１を、集積回路２０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器２００は、コンデンサ等の電子部品２０２が実装された基板２０３を備えている。基板２０３には、発振器用の上述した集積回路２０１が実装されており、この集積回路２０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品２０２、集積回路２０１および圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００９２】
このように構成された発振器２００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、この圧電振動子１内の圧電振動片が振動する。この振動は、圧電振動片が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路２０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路２０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
【００９３】
また、集積回路２０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００９４】
上述したように、本実施形態の発振器２００は、振動特性の優れた圧電振動子１を備えるため、高精度な周波数信号が出力される発振器を得ることができる。
【００９５】
（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図３４を参照して説明する。
図３４は、電子機器の一実施形態を示す構成図である。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器２１０を例にして説明する。
【００９６】
はじめに本実施形態の携帯情報機器２１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００９７】
次に、本実施形態の携帯情報機器２１０の構成について説明する。この携帯情報機器２１０は、図３４に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部２１１とを備えている。電源部２１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部２１１には、各種制御を行う制御部２１２と、時刻等のカウントを行う計時部２１３と、外部との通信を行う通信部２１４と、各種情報を表示する表示部２１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部２１６とが並列に接続されている。そして、電源部２１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００９８】
制御部２１２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部２１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、このＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００９９】
計時部２１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部２１２と信号の送受信が行われ、表示部２１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【０１００】
通信部２１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部２１７、音声処理部２１８、切替部２１９、増幅部２２０、音声入出力部２２１、電話番号入力部２２２、着信音発生部２２３及び呼制御メモリ部２２４を備えている。
【０１０１】
無線部２１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ２２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部２１８は、無線部２１７又は増幅部２２０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部２２０は、音声処理部２１８又は音声入出力部２２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部２２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【０１０２】
また、着信音発生部２２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部２１９は、着信時に限って、音声処理部２１８に接続されている増幅部２２０を着信音発生部２２３に切り替えることによって、着信音発生部２２３において生成された着信音が増幅部２２０を介して音声入出力部２２１に出力される。
【０１０３】
なお、呼制御メモリ部２２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部２２２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【０１０４】
電圧検出部２１６は、電源部２１１によって制御部２１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部２１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部２１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部２１６から電圧降下の通知を受けた制御部２１２は、無線部２１７、音声処理部２１８、切替部２１９及び着信音発生部２２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部２１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部２１５に、通信部２１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【０１０５】
即ち、電圧検出部２１６と制御部２１２とによって、通信部２１４の動作を禁止し、その旨を表示部２１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部２１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
【０１０６】
なお、通信部２１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部２２６を備えることで、通信部２１４の機能をより確実に停止することができる。
【０１０７】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器２１０は、振動特性に優れた圧電振動子１を備えるため、高精度な時計情報を表示できる携帯情報機器２１０を提供できる。
【０１０８】
（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図３５を参照して説明する。
図３５は、電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【０１０９】
本実施形態の電波時計２３０は、図３５に示すように、フィルタ部２３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
【０１１０】
日本国内には、福島県（４０ｋＨＺ）と佐賀県（６０ｋＨＺ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨＺ若しくは６０ｋＨＺのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【０１１１】
以下、電波時計２３０の機能的構成について詳細に説明する。
【０１１２】
アンテナ２３２は、４０ｋＨＺ若しくは６０ｋＨＺの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨＺ若しくは６０ｋＨＺの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部２３１によって濾波、同調される。
【０１１３】
本実施形態における圧電振動子１は、上述した搬送周波数と同一の４０ｋＨＺ及び６０ｋＨＺの共振周波数を有する圧電振動子部２３８、２３９をそれぞれ備えている。
【０１１４】
さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路２３４により検波復調される。続いて、波形整形回路２３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ２３６でカウントされる。ＣＰＵ２３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ２３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
【０１１５】
搬送波は、４０ｋＨＺ若しくは６０ｋＨＺであるから、圧電振動子部２３８、２３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【０１１６】
なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨＺの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計２３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【０１１７】
上述したように、本実施形態の電波時計２３０は、振動特性の優れた圧電振動子１を備えるため、高精度に時刻をカウントできる電波時計２３０を提供できる。
【０１１８】
なお、この発明は上述した実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態の圧電振動片においては、Ｚ´方向の長さがＸ方向の長さより長くなるように形成されているが、Ｘ方向の長さがＺ´方向の長さより長くなるように形成されていてもよい。また、上記実施形態の圧電振動片においては、斜面が圧電振動片の一方の面側だけに形成されているが、両方の面側に形成されていてもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１…圧電振動子  １０、１１０…圧電振動片  ２０…圧電板  ２１、１２１…頂面  ２５、１２５…斜面  ７１ａ…外形マスク  ８１ａ、８１ｂ…第１マスク  ９１ａ、９１ｂ、１９１ａ、１９１ｂ…第２マスク  １２４…メサ部  ２００…発振器  ２１０…携帯情報機器（電子機器）  ２３０…電波時計  Ｓ…ウエハ
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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