(57)【要約】【課題】振動腕部が振動するように構成された音叉型振動子において、優れた振動特性を持つ音叉型振動子及びこの振動子を備えた電子部品を提供すること。【解決手段】圧電体からなる基板１１の腕部１５の表面側に、励振電極１３、圧電薄膜１２及び補助電極１６を下側からこの順番で積層する。そして、腕部１５の裏面側に別の励振電極１３を形成する。こうして圧電薄膜１２だけでなく、腕部１５についても当該圧電薄膜１２と共に振動自在に構成する。そして、一の腕部１５と当該一の腕部１５に隣接する他の腕部１５とが互いに逆相で振動するように、また一の腕部１５と当該一の腕部１５に積層された圧電薄膜１２とが互いに逆相で振動するように構成する。【選択図】図９
2015186022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、この基部から互いに離間して各々伸び出す少なくとも３本の腕部と、を備えると共に、腕部の長さ方向に伸縮するように構成された圧電基板と、
前記圧電基板の板厚方向における一面側及び他面側から前記腕部の夫々を挟むように形成された一対の励振電極と、
前記一対の励振電極のうち前記圧電基板の前記一面側における励振電極上に夫々積層され、前記腕部の長さ方向に伸縮するように構成された圧電体からなる薄膜と、
夫々の薄膜を板厚方向から挟むように形成され、当該薄膜を励振させるための一対の補助電極と、
前記基部に設けられ、前記補助電極及び前記励振電極に配線される引き回し電極と、
前記基部に設けられ、各々の前記引き回し電極に電気信号の入出力を行うための電極パッドと、を備えたことを特徴とする音叉型振動子。
【請求項２】
前記引き回し電極は、一の腕部と、当該一の腕部に隣接する他の腕部とが互いに逆相で伸縮するように配線されていることを特徴とする請求項１に記載の音叉型振動子。
【請求項３】
前記引き回し電極は、一の腕部における前記薄膜と、当該一の腕部に隣接する他の腕部における前記薄膜とが互いに逆相で伸縮するように配線されていることを特徴とする請求項１または２に記載の音叉型振動子。
【請求項４】
前記一面側の前記励振電極は、前記一対の補助電極のうち前記基板側の補助電極を兼用していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の音叉型振動子。
【請求項５】
前記一面側の前記励振電極は、前記他面側の前記励振電極、前記補助電極及び前記電極パッドに対して電気的に浮いた状態となっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の音叉型振動子。
【請求項６】
前記腕部は、横並びに４本設けられ、
前記引き回し電極は、これら腕部のうち両端部の腕部が互いに同相で伸縮し、中央の２本の腕部が前記両端部の腕部に対して逆相で振動するように配線されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の音叉型振動子。
【請求項７】
平面で見た時に前記薄膜の側方側における前記基部上には、前記一対の補助電極のうち前記圧電基板とは反対側における補助電極を前記電極パッドに接続するための接続用電極が形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の音叉型振動子。
【請求項８】
前記電極パッドは、第１の電極パッドと第２の電極パッドとにより構成され、
前記励振電極及び前記補助電極は、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドとのいずれか一方に接続されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の音叉型振動子。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一つに記載の音叉型振動子を備えたことを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基部から伸び出す腕部を備えた音叉型振動子及びこの振動子を備えた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば時計の基準信号を発振する振動子として、基部及びこの基部から伸び出す腕部を備えた音叉型振動子が知られている。腕部は、特許文献１では、例えば３本設けられており、パターニングされたシリコンなどからなる基板の上に、下部電極膜、圧電体膜及び上部電極膜を下側からこの順番で積層した積層体を設けて各々構成されている。
【０００３】
このような振動子では、基板は前記積層体を単に支持するためのものであり、当該積層体の振動をいわば阻害してしまうおそれがある。従って、この振動子では、それ程大きな振幅が得られない。特許文献１〜４には、音叉型振動子について記載されているが、この課題については検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５０２４
【特許文献２】特開２０１２−６５２９３
【特許文献３】特開２００４−２７４５８９
【特許文献４】特開２００９−５０２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動腕部が振動するように構成された音叉型振動子において、優れた振動特性を持つ音叉型振動子及びこの振動子を備えた電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の音叉型振動子は、
基部と、この基部から互いに離間して各々伸び出す少なくとも３本の腕部と、を備えると共に、腕部の長さ方向に伸縮するように構成された圧電基板と、
前記圧電基板の板厚方向における一面側及び他面側から前記腕部の夫々を挟むように形成された一対の励振電極と、
前記一対の励振電極のうち前記圧電基板の前記一面側における励振電極上に夫々積層され、前記腕部の長さ方向に伸縮するように構成された圧電体からなる薄膜と、
夫々の薄膜を板厚方向から挟むように形成され、当該薄膜を励振させるための一対の補助電極と、
前記基部に設けられ、前記腕部の夫々における前記補助電極及び前記励振電極に配線される引き回し電極と、
前記基部に設けられ、各々の前記引き回し電極に電気信号の入出力を行うための電極パッドと、を備えたことを特徴とする。
また、本発明の電子部品は、既述の音叉型振動子を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、基板の腕部上に圧電体を配置してこの圧電体を励振させるにあたって、基板についても圧電体により構成して励振させているので、優れた振動特性を持つ音叉型振動子及び電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の音叉型振動子の一例を示す斜視図である。
【図２】前記振動子を示す斜視図である。
【図３】前記振動子を示す斜視図である。
【図４】前記振動子を示す斜視図である。
【図５】前記振動子を示す斜視図である。
【図６】前記振動子を示す縦断面図である。
【図７】前記振動子を示す縦断面図である。
【図８】前記振動子を示す縦断面図である。
【図９】前記振動子の配線を示す概略図である。
【図１０】前記振動子が振動する様子を模式的に示す模式図である。
【図１１】前記振動子が振動する様子を模式的に示す模式図である。
【図１２】前記振動子の製造方法の一例を示す斜視図である。
【図１３】前記振動子の製造方法の一例を示す斜視図である。
【図１４】前記振動子の製造方法の一例を示す斜視図である。
【図１５】従来の振動子を示す縦断面図である。
【図１６】前記振動子の他の例を示す斜視図である。
【図１７】前記振動子の他の例を示す斜視図である。
【図１８】前記振動子の他の例を示す斜視図である。
【図１９】前記他の例の振動子の配線を示す概略図である。
【図２０】前記他の例の振動子が振動する様子を示す模式図である。
【図２１】前記振動子の他の例を示す斜視図である。
【図２２】前記振動子の他の例を示す斜視図である。
【図２３】前記振動子の他の例を示す斜視図である。
【図２４】前記振動子の他の例を示す斜視図である。
【図２５】前記振動子の他の例を示す斜視図である。
【図２６】前記振動子が搭載されるパッケージの一例を示す縦断面図である。
【図２７】前記振動子が適用される電子部品の一例を示す電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る音叉型振動子の一例について、図１〜図８を参照して説明する。この音叉型振動子は、図１に示すように、基部１と、この基部１から互いに離間するように上方側（Ｚ方向）に向かって各々伸び出す３本の振動腕部２とにより構成されている。この音叉型振動子は、後述するように、基板１１上に、圧電体からなる薄膜（圧電薄膜１２）及びこの圧電薄膜１２を振動（伸縮）させるための励振電極１３などを配置した態様を採っており、当該基板１１についても振動するように構成されている。
【００１０】
即ち、基板１１は、圧電体この例では水晶により構成されており、図３にも示すように、概略板状に形成された支持部１４と、この支持部１４から上方側に伸び出す３本の腕部１５とにより構成されている。これら腕部１５（基板１１）は、板厚方向（図１中Ｙ方向）から電圧が印加されると、当該腕部１５の長さ方向（Ｚ方向）に伸縮するように切断角が調整されている。図１中３、４は、支持部１４上にて互いに左右方向（Ｘ方向）に互いに離間するように配置された電極パッドであり、電極パッド３及び電極パッド４は、夫々左側及び右側に配置されている。
【００１１】
尚、図１は音叉型振動子の表面側、図２は音叉型振動子の裏面側を夫々示しており、また図３は励振電極１３や圧電薄膜１２を取り除いた状態、図４は音叉型振動子を構成する各部材のうち基板１１上における１層目の部材だけを配置した状態を示している。また、図５は、前記各部材のうち基板１１上における２層目までの部材を配置した状態を示している。後述の図６〜図８は、図１におけるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線及びＣ−Ｃ線にて夫々音叉型振動子を切断した縦断面を示している。
【００１２】
ここで、図１に示す３本の振動腕部２について、左側から右側に向かって夫々「第１の振動腕部２ａ」、「第２の振動腕部２ｂ」及び「第３の振動腕部２ｃ」と呼ぶものとする。また、既述の励振電極１３についても、各振動腕部２ａ〜２ｃに配置される部位を「第１の励振電極１３ａ」、「第２の励振電極１３ｂ」及び「第３の励振電極１３ｃ」と呼ぶものとする。
【００１３】
これら３本の振動腕部２のうち始めに第１の振動腕部２ａについて説明すると、図６の左側に示すように、この第１の振動腕部２ａにおける腕部１５の上面側（一面側）及び下面側（他面側）には、第１の励振電極１３ａ、１３ａが夫々形成されている。第１の励振電極１３ａの上面側には、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）などの圧電薄膜１２と、当該圧電薄膜１２を振動させるための第１の補助電極１６ａとが下側からこの順番で積層されている。圧電薄膜１２の厚み寸法は、１μｍ〜１０μｍである。従って、圧電薄膜１２の裏面側における第１の補助電極１６ａは、腕部１５の表面側における第１の励振電極１３ａと共通化されていると言える。圧電薄膜１２は、当該圧電薄膜１２に対して板厚方向から電圧を印加すると、振動腕部２の長さ方向に伸縮するように切断カットが調整されている。尚、圧電薄膜１２としては、タンタル酸リチウムに代えて、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）や水晶、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などであっても良い。
【００１４】
基部１の表面側における第１の励振電極１３ａは、図４に示すように、当該基部１上における左側の電極パッド３に接続されている。基部１の裏面側における第１の励振電極１３ａには、図２に示すように、第１の引き回し電極１７ａの一端側が接続されており、この第１の引き回し電極１７ａの他端側は、基部１の裏面側から表面側に回り込んでいる。そして、第１の引き回し電極１７ａの他端側は、図１及び図８に示すように、圧電薄膜１２の表面側を乗り越えて、第１の補助電極１６ａに接続されると共に、当該表面側から基部１の表面に引き回されて、基部１の右端における電極パッド４に配線されている。
【００１５】
平面で見た時における第１の引き回し電極１７ａと圧電薄膜１２とが接触する部位における支持部１４の表面側には、図１、図４及び図８に示すように、第１の引き回し電極１７ａと補助電極１６ａとを互いに接続するための第１の接続用電極１８ａ、１８ａが各々形成されている。これら第１の接続用電極１８ａ、１８ａは、図４から分かるように、第１の励振電極１３ａに対して離間するように形成されている。
【００１６】
即ち、支持部１４上に第１の励振電極１３ａ及び圧電薄膜１２を積層した後、第１の引き回し電極１７ａを例えばスパッタ法やＣＶＤ法により成膜しようとすると、第１の引き回し電極１７ａは、これら第１の励振電極１３ａ及び圧電薄膜１２を乗り越えるように配線される。従って、支持部１４上における第１の引き回し電極１７ａと、圧電薄膜１２上における第１の引き回し電極１７ａとは、これら第１の励振電極１３ａ及び圧電薄膜１２の厚み寸法によって互いに接続しづらくなる（断線するおそれがある）。そこで、前記厚み寸法を緩和するために（小さくするために）、支持部１４上に既述の第１の接続用電極１８ａを配置している。
【００１７】
続いて、第２の振動腕部２ｂについて説明すると、この第２の振動腕部２ｂは、図６の中央に示すように、第２の励振電極１３ｂ、腕部１５、第２の励振電極１３ｂ、圧電薄膜１２及び第２の補助電極１６ｂが下側からこの順番で積層されて構成されている。腕部１５の表面側における第２の励振電極１３ｂは、図４に示すように、支持部１４の右端における電極パッド４に接続されると共に、既述の第１の振動腕部２ａにおける２つの第１の接続用電極１８ａ、１８ａのうち右側の接続用電極１８ａに接続されている。また、腕部１５の表面側における第２の励振電極１３ｂは、後述の第３の振動腕部２ｃにおける第３の接続用電極１８ｃに接続されている。
【００１８】
腕部１５の裏面側の第２の励振電極１３ｂには、図２に示すように、第２の引き回し電極１７ｂの一端側が接続されており、この第２の引き回し電極１７ｂの他端側は、図４に示すように、支持部１４の表面側に回り込んで、当該支持部１４の左端における電極パッド３に接続されている。支持部１４の表面側を平面で見た時に、第２の励振電極１３ｂの左右両側には、図４に示すように、第２の接続用電極１８ｂ、１８ｂが各々形成されている。これら第２の接続用電極１８ｂ、１８ｂは、図４及び図７に示すように、第２の励振電極１３ｂを避けるように配置されている。
【００１９】
そして、第２の補助電極１６ｂは、第２の接続用電極１８ｂ、１８ｂを介して、既述の第１の振動腕部２ａにおける表面側の第１の励振電極１３ａと、後述の第３の振動腕部２ｃにおける表面側の第３の励振電極１３ｃとに接続されている。第２の接続用電極１８ｂ、１８ｂについても、圧電薄膜１２及び第２の励振電極１３ｂの厚み寸法を緩和するためのものである。
【００２０】
第３の振動腕部２ｃは、図６の右側に示すように、第３の励振電極１３ｃ、腕部１５、第３の励振電極１３ｃ、圧電薄膜１２及び第３の補助電極１６ｃを下側からこの順番で積層して構成されている。腕部１５の表面側における第３の励振電極１３ｃは、既述の第２の振動腕部２ｂにおける２つの第２の接続用電極１８ｂ、１８ｂのうち右側の接続用電極１８ｂに接続されており、従って電極パッド３に配線されている。
【００２１】
腕部１５の裏面側の第３の励振電極１３ｃには、図２に示すように、第３の引き回し電極１７ｃの一端側が接続されており、この第３の引き回し電極１７ｃの他端側は、支持部１４の表面側に回り込んで、図１に示すように電極パッド４に接続されている。第３の補助電極１６ｃは、図１に示すように、電極パッド４に接続されている。そして、第３の補助電極１６ｃの側方側における支持部１４の表面には、第３の接続用電極１８ｃが配置されており、この第３の接続用電極１８ｃは、図４及び図８から分かるように、第３の励振電極１３ｃに対して電気的に絶縁されている。
【００２２】
こうして以上説明した振動腕部２ａ〜２ｃの引き回し電極１７のレイアウトについて纏めると、各電極パッド３、４に対して、図９のように配線されている。即ち、電極パッド３に対して、腕部１５の表面側の第１の励振電極１３ａ、第２の補助電極１６ｂ、腕部１５の裏面側の第２の励振電極１３ｂ及び腕部１５の表面側の第３の励振電極１３ｃが各々接続されている。また、電極パッド４に対して、第１の補助電極１６ａ、腕部１５の裏面側の第１の励振電極１３ａ、腕部１５の表面側の第２の励振電極１３ｂ、第３の補助電極１６ｃ及び腕部１５の裏面側の第３の励振電極１３ｃが各々接続されている。
【００２３】
従って、各々の振動腕部２ａ〜２ｃでは、腕部１５と圧電薄膜１２とに対して互いに逆相の電圧が印加されるように引き回し電極１７が配置され、また互いに隣り合う振動腕部２同士においても互いに逆相で腕部１５及び圧電薄膜１２に対して電圧が印加されるように引き回し電極１７が配置されている。具体的には、図１０に示すように、各振動腕部２ａ〜２ｃに電圧を印加しているある瞬間を見ると、第１の振動腕部２ａでは、腕部１５が当該腕部１５の長さ方向に伸長しており、一方圧電薄膜１２は腕部１５の長さ方向に縮退している。また、第２の振動腕部２ｂでは、腕部１５及び圧電薄膜１２が腕部１５の長さ方向に夫々縮退及び伸長している。そして、第３の振動腕部２ｃでは、腕部１５及び圧電薄膜１２が腕部１５の長さ方向に夫々伸長及び縮退している。従って、これら振動腕部２ａ〜２ｃは、腕部１５及び圧電薄膜１２のうち縮退している方向に向かって倒れるように（図１中Ｙ方向に）互い違いに屈曲振動を起こす。
【００２４】
また、各振動腕部２ａ〜２ｃに電圧を印加している別の瞬間では、図１１に示すように、第１の振動腕部２ａでは、腕部１５及び圧電薄膜１２が腕部１５の長さ方向に夫々縮退及び伸長している。第２の振動腕部２ｂでは、腕部１５及び圧電薄膜１２が腕部１５の長さ方向に夫々伸長及び縮退している。第３の振動腕部２ｃでは、腕部１５及び圧電薄膜１２が腕部１５の長さ方向に夫々縮退及び伸長している。従って、圧電薄膜１２だけを励振させた場合と比べて、本発明の音叉型振動子では振幅量が大きく（振動しやすくなる）なる。即ち、振動腕部２ａ〜２ｃが図１中Ｙ方向に倒れるように屈曲振動しようとする時、圧電薄膜１２は腕部１５とは逆相で伸長あるいは縮退する。従って、腕部１５の屈曲振動を助長するように圧電薄膜１２が伸縮するので、これら腕部１５及び圧電薄膜１２からなる構成は、応答性（感度）や信号の追随性及び線形性に優れた振動子となる。
【００２５】
次いで、既述の音叉型振動子の製造方法の一例について、以下に説明する。始めに、例えばウエハ状の圧電板を矩形に切断すると共に、既述の図３に示したように、各腕部１５、１５間の領域を例えばウエットエッチングにより除去して、基板１１を形成する。次いで、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属のスパッタ、レジストマスクの形成（パターニング）及びドライエッチングを行うことにより、図１２に示すように、基板１１の表面側に、各励振電極１３ａ、１３ｃ及び接続用電極１８ａ〜１８ｃを形成する。
【００２６】
続いて、短冊状となるように圧電薄膜１２を予め切り出しておき、図１３に示すように、この圧電薄膜１２を励振電極１３ａ、１３ｃの上に各々配置する。そして、例えば真空雰囲気中にて各圧電薄膜１２を腕部１５側に押し当てながら加熱することにより、これら圧電薄膜１２と各励振電極１３ａ〜１３ｃとを互いに接合する。
【００２７】
しかる後、以上説明した各工程により基板１１の表面側に形成された構造物を覆うようにレジスト膜を形成する。そして、第２の励振電極１３ｂと、第２の励振電極１３ｂから電極パッド４に向かう導電路と、補助電極１６ａ、１６ｃと、当該補助電極１６ａ〜１６ｃが接続用電極１８ａ、１８ｃに接続される部位と、電極パッド３、４が形成される部位とが露出するように、前記レジスト膜のパターニングを行う。次いで、このレジスト膜を覆うように、例えばアルミニウムなどの金属のスパッタを行うことにより、当該レジスト膜に形成された露出部と、レジスト膜の表面とに金属膜が形成される。この金属膜の膜厚寸法は、５００ｎｍ〜２０００ｎｍであり、圧電薄膜１２の厚み寸法Ｄで規定するとＤ×１０％〜５０％である。
【００２８】
その後、基板１１をアルカリ水溶液や有機溶剤に浸漬すると、レジスト膜が除去されて、レジスト膜の表面の不要な金属膜についても基板１１から脱離して、図１４に示すように、第２の励振電極１３ｂ、補助電極１６ａ、１６ｂ及び電極パッド３、４が形成されると共に、補助電極１６ａ、１６ｂが下層側の電極パッド４に電気的に接続される。以上の第２の励振電極１３ｂ、補助電極１６ａ、１６ｃ及び電極パッド３、４の形成手法は、いわゆるリフトオフ法である。
【００２９】
ここで、既述の接続用電極１８ａ、１８ｃを形成した理由について説明する。図７及び図８から分かるように、補助電極１６ａ、１６ｃは、圧電薄膜１２及び励振電極１３ａ、１３ｃの合計の厚み寸法の分だけ基板１１の表面から離間した位置に形成される。従って、接続用電極１８ａ、１８ｃを形成せずにこれら補助電極１６ａ、１６ｃを成膜すると、図１５に矢印で示すように、例えば圧電薄膜１２の厚み方向の途中部位にて断線して、下層側の電極パッド４に対して電気的に絶縁されてしまう。尚、図１５では、比較のために基板１１上における第１の励振電極１３ａに対して左側に接続用電極１８ａを描画している。
【００３０】
即ち、圧電薄膜１２を乗り越えて連続するように補助電極１６ａ、１６ｃを成膜するためには、補助電極１６ａ、１６ｃをある程度厚膜にせざるを得ず、具体的には当該圧電薄膜１２の厚み寸法よりも補助電極１６ａ、１６ｃの膜厚寸法を厚くする必要がある。しかしながら、このように補助電極１６ａ、１６ｃを厚膜となるように構成すると、圧電薄膜１２の特性（ＣＩ値）が劣化してしまう。言い換えると、接続用電極１８ａ、１８ｃを形成しない場合には、良好な特性を持ちつつ電気的に確実に駆動する圧電薄膜１２は得られにくい。そこで、本発明では、補助電極１６ａ、１６ｃを厚膜化することに代えて、基板１１上に接続用電極１８ａ、１８ｃを形成している。従って、本発明では、補助電極１６ａ、１６ｃの膜厚寸法を薄くしながら、良好な特性を持つ圧電薄膜１２が得られる。
【００３１】
次いで、第２の振動腕部２ｂにおける第２の励振電極１３ｂの上方側に、同様に予め矩形に形成した圧電薄膜１２を乗せた後、第２の励振電極１３ｂと圧電薄膜１２とを互いに真空接合する。続いて、第２の振動腕部２ｂにおける圧電薄膜１２の上層側に、第２の補助電極１６ｂを既述のリフトオフ法により形成すると共に、この第２の補助電極１６ｂが電極パッド３に配線されるように、第２の接続用電極１８ｂに配線する。この場合においても、第２の接続用電極１８ｂによって第２の補助電極１６ｂの断線が防止される。こうして既述の図１に示した音叉型振動子が形成される。
【００３２】
上述の実施の形態によれば、音叉型振動子を構成するにあたり、圧電薄膜１２だけでなく基板１１である振動腕部２ａ〜２ｃについても当該圧電薄膜１２と共に励振させている。そのため、応答性に優れた音叉型振動子を得ることができる。また、圧電薄膜１２に対して腕部１５を逆相で振動させているので、振動腕部２の駆動効率を更に高めることができる。即ち、単に圧電薄膜１２だけを振動させた場合、基板１１は当該圧電薄膜１２の振動を阻害する。一方、基板１１についても振動させることにより、圧電薄膜１２をいわば弾性体により支持することになるので、圧電薄膜１２が振動しやすくなる。そして、これら基板１１と圧電薄膜１２とを互いに逆相で振動させることによって、既に説明したように、圧電薄膜１２の屈曲振動を基板１１が助長するので、振幅量が大きくなり、従って駆動効率が高くなる。
【００３３】
更に、このように３本の腕部１５及び３枚の圧電薄膜１２を電極パッド３、４に配線するにあたり、既述の図９から分かるように、合計９本の配線部（引き回し電極１７ａなど）が必要になるため、これら配線部は立体的な交差をせざるを得ない。そこで、本発明では、接続用電極１８ａ〜１８ｃを配置しているので、配線部（補助電極１６ａ〜１６ｃの一部）の厚膜化を避けながら、言い換えると周波数特性の劣化を抑制しながら、電極パッド３、４に当該配線部を確実に配線できる。従って、例えば圧電薄膜１２に貫通口を設けるなどの別の工程を設けずに済む。
【００３４】
以上の例では、左右両側の圧電薄膜１２を配置して補助電極１６ａ、１６ｃを形成した後、中央の圧電薄膜１２を配置して、補助電極１６ｂを設けたが、基板１１上に励振電極１３ａ〜１３ｃを形成し、３つの圧電薄膜１２を配置した後、補助電極１６ａ〜１６ｃを一括して成膜しても良い。
【００３５】
続いて、既述の音叉型振動子の他の例について説明する。図１６〜図１８は、静電誘導を利用した例を示している。即ち、図１７に示すように、各腕部１５の表面側の励振電極１３ａ〜１３ｃは、電極パッド３、４に接続されておらず、これら電極パッド３、４、他の励振電極１３ａ〜１３ｃ及び補助電極１６ａ〜１６ｃに対して電気的に浮いた状態となっている。尚、図１６は、音叉型振動子の全体構成を示しており、図１７は当該音叉型振動子における基板１１上に形成された一層目の各電極のレイアウト、図１８は音叉型振動子の裏面側の構成を示している。また、図１６〜図１８の例では、既述の例と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３６】
この例では、図１９に示すように、第１の補助電極１６ａ、第３の補助電極１６ｃ及び第２の振動腕部２ｂの腕部１５における裏面側の第２の励振電極１３ｂが電極パッド３に接続されている。また、電極パッド４に対しては、第１の振動腕部２ａの腕部１５における裏面側の第１の励振電極１３ａ、第２の補助電極１６ｂ及び第３の振動腕部２ｃの腕部１５における裏面側の第３の励振電極１３ｃが接続されている。
【００３７】
ここで、腕部１５と圧電薄膜１２との間における各励振電極１３ａ〜１３ｃは、他の部位に対して電気的に浮いているので、図２０に示すように、電気的な勾配の電界内に置かれると静電誘導が起こる。具体的には、図２０の振動腕部２ａ、２ｃに示すように、腕部１５と圧電薄膜１２との間における各励振電極１３ａ、１３ｃに対して上側にプラス、下側にマイナス（アース）となるように電界が形成されると当該励振電極１３ａ、１３ｃの上端側及び下端側は夫々マイナス及びプラスに分極（帯電）する。
【００３８】
一方、図２０の振動腕部２ｂに示すように、腕部１５と圧電薄膜１２との間における各励振電極１３ｂに対して上側にマイナス、下側にプラスとなるように電界が形成されると、当該励振電極１３ｂの上端側及び下端側は夫々プラス及びマイナスに帯電する。こうして音叉型振動子に対して交流の入力信号を入力すると、図２０の電荷のプラスとマイナスとが交互に反転する。
【００３９】
従って、各々の振動腕部２ａ〜２ｃにおける腕部１５及び圧電薄膜１２では、既述の例と同様に電圧が印加されるので、同様にこれら腕部１５及び圧電薄膜１２が励振する。具体的には、既述の例と同様に、一の振動腕部２と、当該一の振動腕部２に隣接する振動腕部２とは、互いに逆相で振動して、同様の効果が得られる。この例では、既述の図１あるいは後述の図２１及び図２２と比べて基板１１上を引き回す配線の数量を減らすことができることから、音叉型振動子の製造プロセスの簡略化を図ることができる。
【００４０】
以上の例では、各振動腕部２ａ〜２ｃにおける励振電極１３ａ〜１３ｃ及び補助電極１６ａ〜１６ｃを電極パッド３、４のいずれかに配線したが、これら励振電極１３ａ〜１３ｃ及び補助電極１６ａ〜１６ｃに個別に電極パッドを設けても良い。図２１及び図２２は、このような例を示しており、基板１１上には、９つの電極パッド３ａ〜３ｉが互いに横並びに形成されている。これら電極パッド３ａ〜３ｉは、音叉型振動子が搭載される図示しないパッケージ上にて、既述の図９あるいは図１９の構成となるように配線されている。図２２は、図２１の基板１１上における３層の積層構造のうち１層目の電極パターンを示している。
【００４１】
図２３〜図２５は、既述の振動腕部２ａ〜２ｄに加えて、４本目の振動腕部２ｄを設けた例を示している。この例では、左右両側の振動腕部２ａ、２ｄが互いに同相で振動し、一方中央側の振動腕部２ｂ、２ｃがこれら振動腕部２ａ、２ｄに対して逆相且つ同相で振動するように配線されている。具体的には、電極パッド３に対して、振動腕部２ａ、２ｄの腕部１５の表面側の励振電極１３ａ、１３ｄ、振動腕部２ｂ、２ｃの腕部１５の裏面側の励振電極１３ｂ、１３ｃ及び補助電極１６ｂ、１６ｃが接続されている。電極パッド４に対して、振動腕部２ａ、２ｄの腕部１５の裏面側の励振電極１３ａ、１３ｄ、補助電極１６ａ、１６ｄ及び第２の振動腕部２ｂ、２ｃの腕部１５の表面側の励振電極１３ｂが接続されている。尚、図２４は、図２３の基板１１上における３層の積層構造のうち１層目の電極パターンを示しており、図２５は音叉型振動子の裏面側の電極パターンを示している。
【００４２】
本発明の音叉型振動子を電子部品として適用する場合の構成例について、当該音叉型振動子に「４０」の符号を付して以下に説明する。音叉型振動子４０は、図２６に示すように、上方側が開口する概略箱型の筐体４１と、この筐体４１における上面側開口部を塞ぐ蓋体４２とにより構成されるパッケージ内に気密に収納されている。そして、音叉型振動子４０は、導電性接着剤４３により各電極パッド３、４を介して片持ちの状態で筐体４１の底面に各々固定されると共に、当該底面を貫通するように形成された導電路４４、４４を介して各電極パッド３、４がパッケージの外側に配線されるように配置されている。図２６中４５は、パッケージの外側にて導電路４４、４４の端部に設けられた電極部である。尚、図２６では音叉型振動子４０について簡略化して描画している。
【００４３】
そして、この音叉型振動子４０は、パッケージ内に収納された状態で電子部品に適用される。図２７は、このような電子部品として発振器を例に挙げており、互いに直列に接続された２つのコンデンサＣ、Ｃとトランジスタ１０１とからなるコルピッツ回路を備えた電気回路を示している。トランジスタ１０１のベース端子には、本発明の音叉型振動子４０と可変コンデンサＣ１とからなる直列回路が接続されている。これらベース端子と振動子１００との間の接続点には、入力ポート１０２が接続されており、トランジスタ１０１のコレクタ端子には、電気信号を取り出すための出力ポート１０３が接続されている。図２７中１０４は抵抗、１０５はインダクタンスである。尚、図２７では音叉型振動子４０について簡略化している。
このような電気回路は、ハードディスクやモバイルコンピュータ、ＩＣカードなどの小型情報端末更には携帯電話などの移動体通信機器に適用される。
【符号の説明】
【００４４】
１  基部
２  振動腕部
１１  基板
１２  圧電薄膜
１３  励振電極
１４  支持部
１５  腕部
１７  引き回し電極
１８  接続用電極
【図３】
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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１５】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２６】
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【図２７】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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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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