(57)【要約】【課題】温度の変化に対する周波数偏差の変化を小さくして、温度特性の優れた圧電振動片と圧電デバイスおよびこれらの製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器を提供すること。【解決手段】基部５１と、基部５１から平行に延びる複数の振動腕３４，３５とを有しており、基部５１には切り込み部１００が設けられており、振動腕３４，３５の表面部２００には第１溝部５６Ａ，５７Ａが形成され振動腕３４，３５の裏面部２１０には第２溝部５６Ｂ，５７Ｂが形成され、少なくとも溝部には、駆動用の電極５４，５５が設けられており、振動腕３４，３５の表面部２００側の形状と振動腕３４，３５の裏面部２１０側の形状は、電極に通電して振動腕３４，３５が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されている。【選択図】図４
2005151423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、
前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕の表面部には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、
少なくとも前記溝部には、駆動用の電極が設けられており、
前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状は、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
前記振動腕の長手方向に対して交差する断面において、前記第１溝部の中心線と前記第２溝部の中心線は、反対方向にずれていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片。
【請求項３】
前記電極は、下地層と前記下地層に形成された電極層を有し、前記振動腕の前記表面部側の前記電極の前記下地層の厚みは、前記振動腕の前記裏面部側の前記電極の前記下地層の厚みとは異なることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片。
【請求項４】
前記下地層はＣｒであり、前記電極層はＡｕであることを特徴とする請求項３に記載の圧電振動片。
【請求項５】
パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスであって、
前記圧電振動片は、
基部と、
前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、
前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、
少なくとも前記溝部には、駆動用の電極が設けられており、
前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状は、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項６】
基部と、前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕の表面部には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、少なくとも前記溝部には駆動用の電極を備える圧電振動片を形成する圧電振動片の製造方法であって、
圧電材料でなる基板をエッチングすることにより外形を形成する外形エッチング工程では、前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状が、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項７】
基部と、前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕の表面部には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、少なくとも前記溝部には駆動用の電極を備える圧電振動片を、パッケージ内に収容した圧電デバイスの製造方法であって、
圧電材料でなる基板をエッチングすることにより外形を形成する外形エッチング工程では、前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状が、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスにより制御用のクロック信号を得るようにした携帯電話装置であって、
前記圧電振動片は、
基部と、
前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、
前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕の表面部には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、
少なくとも前記溝部には、駆動用の電極が設けられており、
前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状は、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されていることを特徴とする携帯電話装置。
【請求項９】
パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスにより制御用のクロック信号を得るようにした電子機器であって、
前記圧電振動片は、
基部と、
前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、
前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕の表面部には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、
少なくとも前記溝部には、駆動用の電極が設けられており、
前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状は、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されている
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片と圧電デバイスおよびこれらの製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣ（集積回路）カード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、パッケージ内に圧電振動片を収容した水晶振動子や水晶発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
従来の圧電デバイスに収容されている圧電振動片は、基部と、この基部から突出して形成されている一対の振動腕を有している構造のものが採用されている（特許文献１参照）。
この従来の圧電振動片の振動腕の表面部と裏面部には、溝部が形成されていると共に、基部には切り込み部が形成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６１５７５号公報（第５頁ないし第７頁、図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の圧電振動片の構造は所謂溝付きの音叉型振動片であるが、この従来の振動腕の表面部側の溝部の位置と裏面部側の溝部の位置は、表裏対称になるように配置されている。つまり、振動腕の外形を形成する表面部側の溝部の中心線と裏面部側の溝部の中心線は一致するようになっている。このような圧電振動片の構造であるので、温度の変化に対する周波数偏差の変化の関係である温度特性（周波数）が２次関数的なカーブを示す。このために、温度の変化による周波数偏差の変化が大きくなってしまうという問題がある。
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、温度の変化に対する周波数偏差の変化を小さくして、温度特性の優れた圧電振動片と圧電デバイスおよびこれらの製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、第１の発明によれば、前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕の表面部には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、少なくとも前記溝部には、駆動用の電極が設けられており、前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状は、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されていることを特徴とする圧電振動片により、達成される。
【０００６】
第１の発明の構成によれば、振動腕の表面部側の形状と振動腕の裏面部側の形状は、電極に通電して振動腕を振動する際に力学的なバランスを崩すように非対称に形成されている。
これにより、電極に通電して振動腕を振動する際に、振動腕の表面部側に生じる電界と裏面部側に生じる電界に違いが出るために、屈曲振動に対してさらにその屈曲振動とは垂直な方向の振動成分が加わることで、屈曲振動とその垂直方向の振動に対して斜め方向の動きが生じる。これによって、温度特性曲線の２次係数をかなり小さく抑えて温度特性にはフラットな部分が得られ、温度変化による周波数偏差の変化を小さくすることができ、温度特性の優れた圧電振動片が得られる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記振動腕の長手方向に対して交差する断面において、前記第１溝部の中心線と前記第２溝部の中心線は、反対方向にずれていることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、第１溝部の中心線と第２溝部の中心線は、反対方向にずれている。
これにより、電極に通電して振動腕を振動する際に、振動腕の表面部側に生じる電界と裏面部側に生じる電界に違いが出るために、屈曲振動に対してさらにその屈曲振動とは垂直な方向の振動成分が加わることで、屈曲振動とその垂直方向の振動に対して斜め方向の動きが生じる。これによって、温度特性曲線の２次係数をかなり小さく抑えて温度特性にはフラットな部分が得られ、温度変化による周波数偏差の変化を小さくすることができ、温度特性の優れた圧電振動片が得られる。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明の構成において、前記電極は、下地層と前記下地層に形成された電極層を有し、前記振動腕の前記表面部側の前記電極の前記下地層の厚みは、前記振動腕の前記裏面部側の前記電極の前記下地層の厚みとは異なることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、振動腕の表面部側の電極の下地層の厚みは、振動腕の裏面部側の電極の下地層の厚みとは異なるようになっている。
これにより、電極に通電して振動腕を振動する際に、下地膜によって生じる、振動腕の表面部側の応力と裏面部側の応力に違いが出るために、屈曲振動に対してさらにその屈曲振動とは垂直な方向の振動成分が加わり、斜め方向の動きが生じる。これによって、温度特性曲線の２次係数をかなり小さく抑えて温度特性にはフラットな部分が得られ、温度変化による周波数偏差の変化を小さくすることができ、温度特性の優れた圧電振動片が得られる。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明の構成において、前記下地層はＣｒであり、前記電極層はＡｕであることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、下地層はＣｒであり、電極層はＡｕである。
これにより、下地層はＣｒを用いるので、Ｃｒは圧電振動片の下地層としては適した膜であり、Ｃｒ膜の成膜によって生じる応力の影響で温度特性が向上する。
【００１０】
上述の目的は、第５の発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスであって、前記圧電振動片は、基部と、前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、少なくとも前記溝部には、駆動用の電極が設けられており、前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状は、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されていることを特徴とする圧電デバイスにより達成される。
【００１１】
第５の発明の構成によれば、振動腕の表面部側の形状と振動腕の裏面部側の形状は、電極に通電して振動腕を振動する際に力学的なバランスを崩すように非対称に形成されている。
これにより、電極に通電して振動腕を振動する際に、振動腕の表面部側に生じる電界と裏面部側に生じる電界に違いが出るために、屈曲振動に対してさらにその屈曲振動とは垂直な方向の振動成分が加わることで、屈曲振動とその垂直方向の振動に対して斜め方向の動きが生じる。これによって、温度特性曲線の２次係数をかなり小さく抑えて温度特性にはフラットな部分が得られ、温度変化による周波数偏差の変化を小さくすることができ、温度特性の優れた圧電デバイスが得られる。
【００１２】
上述の目的は、第６の発明によれば、基部と、前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕の表面部には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、少なくとも前記溝部には駆動用の電極を備える圧電振動片を形成する圧電振動片の製造方法であって、圧電材料でなる基板をエッチングすることにより外形を形成する外形エッチング工程では、前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状が、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されることを特徴とする圧電振動片の製造方法により達成される。
【００１３】
第６の発明の構成によれば、外形エッチング工程では、圧電材料でなる基板をエッチングすることにより外形を形成する。この外形エッチング工程では、振動腕の表面部側の形状と振動腕の裏面部側の形状が、電極に通電して振動腕が振動する際に力学的なバランスを崩すように非対称に形成される。
これにより、電極に通電して振動腕を振動する際に、振動腕の表面部側に生じる電界と裏面部側に生じる電界に違いが出るために、屈曲振動に対してさらにその屈曲振動とは垂直な方向の振動成分が加わることで、屈曲振動とその垂直方向の振動に対して斜め方向の動きが生じる。これによって、温度特性曲線の２次係数をかなり小さく抑えて温度特性にはフラットな部分が得られ、温度変化による周波数偏差の変化を小さくすることができ、温度特性の優れた圧電振動片が得られる。
【００１４】
上述の目的は、第７の発明によれば、基部と、前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕の表面部には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、少なくとも前記溝部には駆動用の電極を備える圧電振動片を、パッケージ内に収容した圧電デバイスの製造方法であって、圧電材料でなる基板をエッチングすることにより外形を形成する外形エッチング工程では、前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状が、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されることを特徴とする圧電デバイスの製造方法により達成される。
【００１５】
第７の発明の構成によれば、外形エッチング工程では、圧電材料でなる基板をエッチングすることにより外形を形成する。この外形エッチング工程では、振動腕の表面部側の形状と振動腕の裏面部側の形状が、電極に通電して振動腕が振動する際に力学的なバランスを崩すように非対称に形成される。
これにより、電極に通電して振動腕を振動する際に、振動腕の表面部側に生じる電界と裏面部側に生じる電界に違いが出るために、屈曲振動に対してさらにその屈曲振動とは垂直な方向の振動成分が加わることで、屈曲振動とその垂直方向の振動に対して斜め方向の動きが生じる。これによって、温度特性曲線の２次係数をかなり小さく抑えて温度特性にはフラットな部分が得られ、温度変化による周波数偏差の変化を小さくすることができ、温度特性の優れた圧電デバイスが得られる。
【００１６】
上述の目的は、第８の発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスにより制御用のクロック信号を得るようにした携帯電話装置であって、前記圧電振動片は、基部と、前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕の表面部には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、少なくとも前記溝部には、駆動用の電極が設けられており、前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状は、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されていることを特徴とする携帯電話装置により達成される。
【００１７】
第８の発明の構成によれば、振動腕の表面部側の形状と振動腕の裏面部側の形状は、電極に通電して振動腕を振動する際に力学的なバランスを崩すように非対称に形成されている。
これにより、電極に通電して振動腕を振動する際に、振動腕の表面部側に生じる電界と裏面部側に生じる電界に違いが出るために、屈曲振動に対してさらにその屈曲振動とは垂直な方向の振動成分が加わることで、屈曲振動とその垂直方向の振動に対して斜め方向の動きが生じる。これによって、温度特性曲線の２次係数をかなり小さく抑えて温度特性にはフラットな部分が得られ、温度変化による周波数偏差の変化を小さくすることができ、温度特性の優れたものが得られる。
【００１８】
上述の目的は、第９の発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスにより制御用のクロック信号を得るようにした電子機器であって、前記圧電振動片は、基部と、前記基部から平行に延びる複数の振動腕とを有しており、前記基部には切り込み部が設けられており、前記振動腕の表面部には第１溝部が形成され前記振動腕の裏面部には第２溝部が形成され、少なくとも前記溝部には、駆動用の電極が設けられており、前記振動腕の前記表面部側の形状と前記振動腕の前記裏面部側の形状は、前記電極に通電して前記振動腕が振動する際に伸びと縮みの力学的なバランスを崩すように非対称に形成されていることを特徴とする電子機器により達成される。
【００１９】
第９の発明の構成によれば、振動腕の表面部側の形状と振動腕の裏面部側の形状は、電極に通電して振動腕を振動する際に力学的なバランスを崩すように非対称に形成されている。
これにより、電極に通電して振動腕を振動する際に、振動腕の表面部側に生じる電界と裏面部側に生じる電界に違いが出るために、屈曲振動に対してさらにその屈曲振動とは垂直な方向の振動成分が加わることで、屈曲振動とその垂直方向の振動に対して斜め方向の動きが生じる。これによって、温度特性曲線の２次係数をかなり小さく抑えて温度特性にはフラットな部分が得られ、温度変化による周波数偏差の変化を小さくすることができ、温度特性の優れたものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、本発明の圧電デバイスの実施の形態を示しており、図１はその概略平面図、図２は図１のＢ−Ｂ線概略断面図である。
図１と図２において、圧電デバイス３０は、水晶振動子を構成した例を示しており、この圧電デバイス３０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。パッケージ３６は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。複数の各基板は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間Ｓ２を形成するようにされている。
この内部空間Ｓ２が圧電振動片を収容するための収容空間である。
すなわち、図２に示されているように、この実施形態では、パッケージ３６は、例えば、下から第１の積層基板６１、第２の積層基板６４、第３の積層基板６８を重ねて形成されている。
【００２１】
パッケージ３６の内部空間Ｓ２内の図において左端部付近において、内部空間Ｓ２に露出して内側底部を構成する第２の積層基板６４には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキおよび金メッキで形成した電極部３１，３１が設けられている。
この電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。この各電極部３１，３１の上に導電性接着剤４３，４３が塗布され、この導電性接着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１が載置されて、導電性接着剤４３，４３が硬化されるようになっている。なお、導電性接着剤４３，４３としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を利用することができる。
【００２２】
図１と図２に示す圧電振動片３２は、後述する製造工程により、圧電材料として、例えば水晶をエッチングして形成されており、本実施形態の場合、圧電振動片３２は、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図３の概略斜視図で示す形状とされている。
図３の圧電振動片３２は、図１と図２に示すパッケージ３６側と固定される基部５１と、この基部５１を基端として、図において左方に向けて、二股に別れてＹ方向（機械軸）に沿って平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えている。この圧電振動片３２としては、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。この一対の振動腕３４，３５は、複数の振動腕の一例である。図３にはＸ方向（電気軸）とＹ方向（機械軸）およびＺ方向（光学軸）を示している。
【００２３】
図３に示す圧電振動片３２の各振動腕３４，３５には、それぞれ長さ方向（Ｙ方向）に延びる長い有底の第１溝部５７（５７Ａ），５６（５６Ａ）と第２溝部５７（５７Ｂ），５６（５６Ｂ）が形成されている。この第１溝部５７（５７Ａ），５６（５６Ａ）と第２溝部５７（５７Ｂ），５６（５６Ｂ）は、図３のＣ−Ｃ線切断端面図である図４に示されているように、各振動腕３４，３５の表面と裏面の両面にそれぞれ形成されている。振動腕３４，３５は、ほぼＨ形の断面を有している。
【００２４】
図３において、圧電振動片３２の基部５１の端部（図３では右端部）の幅方向両端付近には、引き出し電極５２，５３が形成されている。各引き出し電極５２，５３は、圧電振動片３２の基部５１の図示しない裏面にも同様に形成されている。
これらの各引き出し電極５２，５３は、上述したように図１に示されているパッケージ側の電極部３１，３１と導電性接着剤４３，４３により接続される部分である。そして、各引き出し電極５２，５３は、図示されているように、各振動腕３４，３５の溝５６，５７内に設けた励振電極（駆動用の電極）５４，５５と電気的に接続されている。
【００２５】
また、各励振電極５４，５５は、図４に示されているように各振動腕３４，３５の両側面にも形成されており、例えば、振動腕３４に関しては、第１溝部５７（５７Ａ）と第２溝部５７（５７Ｂ）内の励振電極５４と、その側面部の励振電極５５は互いに異極となるようにされている。振動腕３５に関しては、第１溝部５６（５６Ａ）と第２溝部５６（５６Ｂ）内の励振電極５５と、その側面部の励振電極５４は互いに異極となるようにされている。
【００２６】
図３と図４を参照して理解されるように、振動腕３４と振動腕３５の互いに向かい合う内側の側面に形成された側面電極部５４ａと５５ａは互いに異極となる。
図３に示す圧電振動片３２は、例えばほぼ３０ＫＨｚないしほぼ４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている。
【００２７】
ここで、図３に示す小型化された圧電振動片３２の形状における寸法例について説明する。
図３に示す一対の振動腕３４，３５の長手方向の長さＬ１は、例えば１．６４４ｍｍである。基部５１のＹ方向に関する長さＬ２は、０．５６ｍｍである。
基部５１は、その両側にそれぞれ切り込み部１００，１００を有している。この切り込み部１００から基部５１のもう一方の端部付近までの長さＬ３は例えば０．１１３ｍｍである。
図３に示す振動腕３４，３５の幅Ｗは、好ましくは５０μｍないし１５０μｍの範囲である。振動腕３４，３５の幅Ｗは、例えば０．１ｍｍである。振動腕３４，３５の厚みＤは、例えば０．１ｍｍである。
【００２８】
図３における第１溝部５７Ａ，５６Ａと第２溝部５７Ｂ，５６Ｂの溝幅Ｅは、振動腕３５，３４の幅Ｗに比べて４０％以上の幅を有している。第１溝部５７Ａ，５６Ａと第２溝部５７Ｂ，５６Ｂの溝の深さＧは、振動腕３４，３５の厚みＤに対して好ましくは３０％以上５０％未満である。溝幅Ｅが、振動腕の幅Ｗの好ましくは４０％以上にするのは、振動腕３４，３５の剛性を少なくするための条件となる。
溝深さＧが振動腕３４，３５の厚みＤの好ましくは３０％以上ないし５０％未満にするのは、振動腕３４，３５の剛性を少なくするための条件となる。溝深さＧが５０％以上であると、表面側の溝と裏面側の溝がつながってしまう。
図３における第１溝部５７Ａ，５６Ａと第２溝部５７Ｂ，５６Ｂが、振動腕３５，３４にそれぞれ設けられているのは、振動腕３５，３４の剛性を少なくするためである。
【００２９】
上述したように図３に示す切り込み部１００，１００が、基部５１の一方と他方の端部に設けられている。この切り込み部１００，１００が基部５１に設けられていないと、温度特性カーブが２次曲線とはならず直線的になってしまう可能性があり、この切り込み部１００の存在により、温度特性カーブが直線的になるのを抑制していることが判明している。
この理由としては、切り込み部１００が無い場合には、基部５１が図２に示すように電極部３１に対して導電性接着剤４３を用いてマウントされる部分において、応力が振動腕３５，３４に影響して振動モード（振動特性）に影響を与えると考えられている。
【００３０】
図２に示すように、パッケージ３６の底面のほぼ中央付近には、パッケージ３６を構成する２枚の積層基板に連続する貫通孔３７ａ，３７ｂを形成することにより、外部に開口した貫通孔３７が設けられている。この貫通孔３７を構成する２つの貫通孔のうち、パッケージ内部に開口する第１の孔３７ｂに対して、第２の孔である外側の貫通孔３７ａは、より大きな内径を備えるようにされている。これにより、貫通孔３７は、図２において下向きの段部６２を備える段つき開口とされている。この段部６２の表面には、金属被覆部が設けられていることが好ましい。
【００３１】
ここで、貫通孔３７に充填される金属製封止材３８としては、例えば、鉛を含有しない封止材が選択されることが好ましく、例えば、銀ロウ、Ａｕ／Ｓｎ合金、Ａｕ／Ｇｅ合金等から選択される。これに対応して、段部６２の表面の金属被覆部には、タングステンメタライズ上にニッケルメッキおよび金メッキを形成することが好ましい。
【００３２】
パッケージ３６の開放された上端には、蓋体３９が、封止材３３により接合されることにより封止されている。蓋体３９は、好ましくは、パッケージ３６に封止固定した後で、図２に示すように、外部からレーザ光Ｌ２を圧電振動片３２の後述する金属被覆部に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料，特に、薄板ガラスにより形成されている。
蓋体３９として適するガラス材料としては、例えば、ダウンドロー法により製造される薄板ガラスとして、例えば、硼珪酸ガラスが使用される。
【００３３】
さらに、図２において、第２の基板６４の内側の一部を除去することにより、凹部４２が設けられている。これにより、圧電デバイス３０に外部から衝撃が加えられた場合に、圧電振動片３２の先端が矢印Ｄ１方向に変位しても、この圧電振動片３２の先端がパッケージ３６の内側底部に衝突して破損することが有効に防止されている。
【００３４】
次に、図３と図４および図５を参照しながら、振動腕３４，３５の断面形状例と励振電極５４，５５の構造例について説明する。図４に示す振動腕３４，３５の端面は、図３におけるＸ方向（電気軸）とＺ方向（光学軸）で形成される平面にある。
まず図４と図５に例示する振動腕３４，３５の断面形状例について詳しく説明する。
図４では、振動腕３４，３５のそれぞれの図３のＣ−Ｃ線における端面とＭ方向の振動方向の例などを示している。図５では、図４に示す振動腕３４，３５の端面形状例および一部拡大した励振電極の積層構造例を示している。振動腕３４，３５は、同様の断面形状を有している。
【００３５】
図４に示すように、振動腕３４は、表面部２００と裏面部２１０を有している。同様にして振動腕３５は、表面部２００と裏面部２１０を有している。この表面部２００は、振動腕３４，３５の中央軸３００に関して図４の上側に位置している部分である。裏面部２１０は、振動腕３４，３５の中央軸３００に関して図４の下側に位置している部分である。中央軸３００は、Ｘ方向（水平方向）と平行な線であり、振動腕３４，３５の断面形状の中央を通過している。
【００３６】
振動腕３４，３５は、それぞれ突起３５０を有している。この突起３５０は、表面部２００と裏面部２１０にわたって、＋Ｘ方向に突出して形成されている部分である。
振動腕３４の表面部２００と振動腕３４の裏面部２１０には、第１溝部５７Ａと第２溝部５７Ｂが形成されている。振動腕３５の表面部２００と振動腕３５の裏面部２１０には、第１溝部５６Ａと第２溝部５６Ｂが形成されている。振動腕３４側の第１溝部と第２溝部は、区別するために第１溝部は５７Ａで示し第２溝部は５７Ｂで示している。振動腕３５側の第１溝部と第２溝部は、区別するために第１溝部は５６Ａで示し、第２溝部は５６Ｂで示している。
【００３７】
図５に示す第１溝部５７Ａ，５６Ａはほぼ同じ形状であり、第２溝部５７Ｂ，５６Ｂもほぼ同じであるので、第１溝部５７Ａ，第２溝部５７Ｂの形状を代表して説明する。
図５に示すように第１溝部５７Ａは、傾斜面５０１，５０２，５０３，５０４を有している。同様にして第２溝部５７Ｂは、傾斜面６０１，６０２，６０３，６０４を有している。これらの傾斜面５０１ないし５０４が、有底の第１溝部５７Ａを形成している。同様にしてこれらの傾斜面６０１ないし６０４が、有底の第２溝部５７Ｂを形成している。
【００３８】
図４に示すように第１溝部５７Ａと第２溝部５７Ｂが表面部２００と裏面部２１０にそれぞれ形成されているのであるが、特徴的なのは次の点である。
図４に示す中心線ＣＬ１は、振動腕３４の表面部２００側の第１溝部５７Ａの中心を示す線である。同様にして中心線ＣＬ２は振動腕３４の裏面側２１０の第２溝部５７Ｂの中心を示す線である。これらの中心線ＣＬ１，ＣＬ２は、Ｚ方向と平行な方向である。
また図４に示す中心線ＣＬ３は、振動腕３５の表面部２００側の第１溝部５６Ａの中心を示す線である。中心線ＣＬ４は、振動腕３５の裏面部２１０側の第２溝部５６Ｂの中心を示す線である。
【００３９】
図４に示すように、中心線ＣＬ１と中心線ＣＬ２は、Ｘ方向に関して互いに反対方向にずれるようにして平行に位置している。同様にして中心線ＣＬ３と中心線ＣＬ４は、Ｘ方向に関して互いに反対方向にずれるようにして平行に位置している。つまり第１溝部５７Ａと第２溝部５７Ｂは、Ｘ方向に関して反対方向にずれて平行に形成されている。また第１溝部５６Ａと第２溝部５６Ｂは、やはりＸ方向に関して反対方向にずれて平行に形成されている。
このように中心線ＣＬ１と中心線ＣＬ２が反対方向にずれるようにして平行に位置されていることにより、次のようなことも言える。
【００４０】
図４に示すように、表面部２００側の突出部分３６０の幅Ｗ１は、突出部分３６１の幅Ｗ３に比べて小さく設定されている。また裏面部２１０側の突出部分３６２の幅Ｗ４は、突出部分３６３の幅Ｗ２に比べて小さく設定されている。
同様にして、振動腕３５においても表面部２００側の突出部分４６０の幅Ｗ１は、突出部分４６１の幅Ｗ３に比べて小さく設定されている。裏面部２１０側の突出部分４６２の幅Ｗ４は、突出部分４６３の幅Ｗ２に比べて小さく設定されている。
このように、振動腕３４，３５における表面部２００側の第１溝部５７Ａ，５６Ａと裏面部２１０側の第２溝部５７Ｂ，５６Ｂの形状は、中央軸３００に関して非対称形状に形成している。
【００４１】
次に、図３ないし図５に示す励振電極５４，５５の形成例について説明する。
図３に示すように、励振電極５４，５５は、駆動用電極であるが、励振電極５４，５５は、図４に示すように少なくとも第１溝部５６Ａ，５７Ａと第２溝部５６Ｂ，５７Ｂに設けられている。
上述したように図３ないし図５に示す励振電極５４，５５は、電気的に異極になっている。図５に示すように、励振電極５４，５５はそれぞれ下地層７５Ａと電極層７５Ｂの積層構造体である。下地層７５Ａは、例えばＣｒ層である。電極層７５Ｂは、Ａｕ層である。下地層７５Ａは、Ｃｒ層に代えてＮｉ層であってもＴｉ膜であっても構わない。電極層７５Ｂは、Ａｕ層に限らずＡｇ層であっても構わない。Ｃｒ層は圧電振動片の下地層としては適した膜であり、Ｃｒ層の成膜によって生じる応力の影響で温度特性が向上する。
【００４２】
図５に示す励振電極５４，５５の下地層７５Ａは、振動腕３５，３４の表面に直接形成されている。電極層７５Ｂは、下地層７５Ａの上に積層して形成されている。図４に示す振動腕３４の励振電極５４ともう一方の励振電極５５の間には、短絡防止用の間隔１８０が形成されている。同様にして、振動腕３５の励振電極５５ともう一方の励振電極５４の間にも、短絡防止用の間隔１８０が形成されている。
この短絡防止用間隔１８０の付近には、好ましくはＳｉＯ２のような酸化膜を設けることにより、励振電極５４，５５の短絡を確実に防止することができる。図４に示すように、一方の振動腕３４では、励振電極５４が第１溝部５７Ａと第２溝部５７Ｂ側に形成されており、励振電極５５は側面部側の電極として形成されている。同様にして、他方の振動腕３５においては、励振電極５５が第１溝部５６Ａと第２溝部５６Ｂ側に形成されており、励振電極５４は側面部側の電極として形成されている。
【００４３】
図４に示す一対の振動腕３４，３５には矢印を用いて電界Ｅ１，Ｅ２を示している。励振電極５４，５５に対して駆動電圧が加わることにより、矢印で例示するような電界が振動腕３４，３５に生じる。つまり、電極に所定の交流電圧を印加すると、隣接する励振電極５４，５５の間で電界Ｅ１，Ｅ２が交互に発生し、振動腕３４，３５が互いに逆向きに屈曲運動を繰り返し行う。
【００４４】
上述したように、各振動腕３４，３５では、表面部２００と裏面部２１０にはそれぞれ中心線のずれた第１溝部５７Ａ，５６Ａと第２溝部５７Ｂ，５６Ｂを設ける構造を採用している。つまり突出部分３６０と３６１の幅について大小関係を設けて、突出部分３６２と３６３の幅についても大小部分を設ける。同様にして突出部分４６０と突出部分４６１についても幅に関して大小関係を設けて、突出部分４６２と突出部分４６３についても幅について大小関係を設ける。
図４に示す励振電極５４，５５に対して通電することで、図４に示すような電界Ｅ１と電界Ｅ２が振動腕３４，３５に生じる。図４に示すように突出部分３６０側の電界の大きさは突出部分３６１の電界の大きさに比べて小さい。突出部分３６２の電界は突出部分３６３側の電界に比べて小さい。このことは振動腕３５においても同様である。
【００４５】
このようにすることで、振動腕３４，３５はＸ方向（水平方向）に屈曲振動する際に、この水平方向の屈曲振動に加えてＺ方向（垂直方向）の成分の振動が加わり、結果として斜め方向であるＭ方向の振動成分が生じる。
これは、表面部２００側と裏面部２１０側ではそれぞれ大きさの異なる電界が生じるからである。このように電界Ｅ１，Ｅ２について部分に応じて電界の大きさが違ってくると、音叉腕部である振動腕３４，３５の伸び、縮みの力学的バランスが崩れて、Ｘ方向の屈曲振動に対してＺ方向の振動成分が加わりＭ方向の振動成分が生じるのである。
【００４６】
本発明者は、上述のように、表面部側の第１溝部と裏面部側の第２溝部の中心線を互いに反対方向にずれるようにして平行に配置することにより、圧電振動片の温度特性の２次係数が小さくなる現象を見出した。
図６は、温度特性（周波数）の例を示している。
図６では、本発明の実施形態と従来の通常の音叉型圧電振動片の例を示している。通常の音叉型圧電振動片は、頂点温度を有する上に凸の２次関数的な温度特性カーブ６４０を示した。
【００４７】
図６に示す本発明の実施形態の圧電振動片の温度特性カーブ７００は、左右対称型の２次関数的な温度特性カーブにはならず、ほぼフラットな部分７５０が得られ、本発明の実施形態の温度特性カーブ７００は、２次関数的なカーブではなく、３次関数的なカーブとなった。本発明の実施形態の温度特性カーブ７００のフラットな部分７５０は、例えば摂氏マイナス２０度ないし摂氏プラス５０度の範囲である。
このようなフラットな部分７５０を有する本発明の実施形態の温度特性カーブ７００を得ることにより、温度変化による周波数偏差の変化の小さい高精度な温度特性カーブを得ることができる。
【００４８】
図２に示すように、圧電振動片の基部５１は、例えばＳｉのＡｇペーストのような導電性接着剤４３でマウントしているが、このマウントで生じる応力も圧電振動片の振動モードに影響して、温度特性に影響すると思われる。温度が高温側か低温側に移っていくと、導電性接着剤による応力の影響は大きく、このことが低温側の温度特性カーブに影響していると思われる。同じＳｉ系の導電性接着剤であっても、温度特性カーブの２次係数には差がある。
【００４９】
また、図３に示すように基部５１には、たとえば切り込み部１００，１００が設けられていることから、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値が変わる。切り込み部１００が基部５１に設けられていることから、この切り込み部の存在により温度特性カーブが直線的にはならず２次曲線になるようにし、温度特性カーブが直線的になるのを抑制していることが分かっている。この理由としては、切り込み部が無い場合には、マウント部の応力が振動腕に影響して振動モードに影響を与えると考えられる。
【００５０】
各振動腕３４，３５には第１溝部と第２溝部が形成されていることから、振動腕３４，３５の剛性を小さくして、図６に示すような温度特性カーブ７００を得ている。図３に示す溝深さＧが、振動腕の厚みに対して３０％以上５０％未満に形成されていることにより、振動腕の剛性を少なくして、図６に示すような温度特性カーブ７００を得ることができる。図３に示す溝幅Ｅは、振動腕の幅Ｗの４０％以上とすることにより、剛性を少なくすることにより図６に示す温度特性カーブ７００を得ることができる。
図３に示す圧電振動片３２が発振する周波数は、ほぼ３０ＫＨｚないし４０ＫＨｚである。これによって、図６に示す温度特性カーブ７００が得られる。
【００５１】
本発明の実施形態のような所謂溝付きの圧電振動片３２では、図６に示すような温度特性カーブ７００において２次係数をかなり小さくしてフラットな部分７５０を得ることができる。これによって温度の変化による周波数偏差の変化を小さくすることができ、高精度な圧電振動片および圧電デバイスを得ることができるのである。
また、本発明の圧電振動片では、実際には溝の形成部分（振動モードや特性を決める重要な部分）のＡｕ膜は剥離して、ＳｉＯ２コーティング（電極間ショートの防止用絶縁物）が施してある。
【００５２】
次に、図７ないし図９は、本実施形態の圧電振動片３２の製造方法の一例を説明するための工程図であり、図７ないし図９の各工程は、図４に対応した部分の切断端面図にて示した振動腕３４，３５の切断面に対応した領域について工程順に示されている。
図７〜図９（ｋ）は外形エッチング工程を示し、図９（ｌ）は電極形成工程で得られた励振電極の例を示している。
【００５３】
図７（ａ）において、圧電振動片３２を複数もしくは多数分離することができる大きさの圧電材料でなる基板７１を用意する。このとき基板７１は、工程の進行により音叉型の圧電振動片３２とした際には、図３に示すＸ軸が電気軸、Ｙ軸が機械軸及びＺ軸が光学軸となるように、圧電材料、例えば水晶の単結晶から切り出されることになる。また、水晶の単結晶から切り出す際、上述のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直交座標系において、Ｘ軸回りに、Ｘ軸とＹ軸とからなるＸＹ平面を時計方向に約マイナス５度ないしプラス５度傾けて形成される。
【００５４】
（耐蝕膜の形成工程）
図７（ａ）に示すように、基板７１の表面（表裏面）に、スパッタリングもしくは蒸着等の手法により、耐蝕膜７２を形成する。図示されているように、水晶でなる基板７１の表裏両面に耐蝕膜７２が形成され、耐蝕膜７２は、例えば、下地層としてのクロム層と、その上に被覆される金の被覆層で構成される。
なお、以下の工程では、基板７１の上下両面に同一の加工が行われるので、煩雑さを避けるため、上面についてだけ説明する。
【００５５】
（外形のパターニング工程）
次いで、図７（ｂ）に示すように、基板７１の表裏の耐蝕膜７２の全面にレジスト７３を塗布する（レジストの塗布工程）。そして、外形パターニングのためにレジスト７３を塗布する。レジスト７３としては、例えば、ＥＣＡ系、ＰＧＭＥＡ系のポジ型レジストが好適に使用できる。
【００５６】
（エッチング工程）
そして、図７（ｃ）に示すように、外形パターニングのために所定のパターン幅のマスク（図示せず）を配置し、露光後、感光したレジスト７３を除去して、除去したレジスト部分に対応して、Ａｕ，Ｃｒの順に耐蝕膜７２も除去する。
次に、図７（ｄ）に示すように、圧電振動片３２の外形から外側の部分を露出させて、図７（ｅ）に示すように、全面にレジスト７４を塗布する。
【００５７】
次いで、図７（ｆ）に示すように、圧電振動片３２の外形から外側の部分と、各振動腕の溝部分のレジスト７４を除去する。
そして、図８（ｇ）に示すように、圧電振動片３２の外形から外側の部分として露出した基板７１に関して、例えば、フッ酸溶液をエッチング液として、圧電振動片の外形のエッチングを行う（エッチング工程）。このエッチング工程は、２時間ないし３時間で、フッ酸溶液の濃度や種類、温度等により変化する。この実施形態では、エッチング液として、フッ酸、フッ化アンモニウムを用いて、その濃度として容量比１：１、温度６５度±１度（摂氏）の条件により、２時間半程度でエッチング工程が完了する。
【００５８】
（ハーフエッチング工程）
次に図８（ｈ）に示すように、振動腕の溝部の耐蝕膜７２を除去する。
耐蝕膜７２を除去して露出した基板７１について、さらに、図８（ｉ）に示すように、フッ酸溶液等を用いて、振動腕の溝部のハーフエッチングを行う。
この実施形態では、エッチング液として、フッ酸、フッ化アンモニウムを用いて、その濃度として容量比１：１、温度６５度±１度（摂氏）の条件により、３０分ないし６０分程度でエッチング工程が完了する。
これにより、振動腕３４，３５の第１溝部５７Ａ，５６Ａと第２溝部５７Ｂ，５６Ｂが形成される。
【００５９】
次に、図８（ｊ）に示すように、耐蝕膜７２からレジスト７４を除去し、耐蝕膜７２も除去して図９（ｋ）の状態とする。この状態は図３の圧電振動片３２の電極が形成されていない状態である。
続いて、図９（ｌ）に示す電極形成工程では、全面に電極を形成するための金属膜７５を蒸着またはスパッタリング等の手法により形成する。この金属膜７５は、励振電極５４，５５であり、耐蝕膜と同じ下地層７５Ａとしてのクロム層と、その上に被覆される電極層（金被覆層）７５Ｂで構成する。
【００６０】
その後、電極形成におけるレジストの塗布工程を行い、電極が形成されるべき領域（図３参照）とそうでない領域とを分けるマスキング（図示せず）がなされて、露光され、不要なレジストを除去して、取り除くべき金属膜７５を露出させる。次いで、露出した金属膜を、例えば、ヨウ化カリウム等のエッチング液を用いて、ウエットエッチングにより除去する。これにより、取り除くべき金属膜７５がエッチングにより全て除去される。最後に、不要となったレジストを全て剥離する。
以上により、図３と図４で説明した構造の圧電振動片３２が完成する。
【００６１】
図３のように完成した圧電振動片３２は、図１及び図２に示すように、パッケージ３６の内部に、導電性接着剤４３を利用して接合される。その後で、このパッケージ３６にロウ材（例えば、低融点ガラス）を用いて蓋体３９を接合する。さらに、真空中でパッケージ３６を加熱して貫通孔３７を介してパッケージ３６内を脱ガスし、この貫通孔３７を封止材３８で真空封止することで、圧電デバイス３０を完成することができる。
【００６２】
本実施形態の圧電デバイス３０は図１と図２に示す構成であるが、この圧電デバイス３０の製造方法の一例を、主に図１０を参照しながら説明する。
図１０は、圧電デバイス３０の製造方法の一例を示すフローチャートである。
（形成工程）
まず、図１および図２のパッケージ３６を形成（ステップＳＴ１１）して用意しておき、これとは別に、蓋体３９の形成（ステップＳＴ２１１）をする。
【００６３】
次いで、圧電振動片を形成する形成工程の第１段階であるステップＳＴ１１１において、例えば、水晶ウエハに貫通孔を穿孔またはエッチングによって圧電振動片の外形を形成する。そして、その水晶ウエハを所定の方位に従って矩形にカットして図１に示す圧電振動片３２を得る。この圧電振動片３２は、図７、図８および図９（ｋ）に示す製造工程により外形がエッチングされて形成される。
【００６４】
次いで、形成工程の第２段階であるステップＳＴ１１２において、図３に示す圧電振動片３２には、上述した励振電極５４，５５と引出し電極５２，５３を形成する。励振電極５４，５５および引出し電極部５２，５３は、例えばクロム等による下地層（下地金属層）と、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）層の電極層を積層したもので、順次スパッタリングにより成膜し、マスクを用いたフォトプロセスにより形成する。
【００６５】
次いで、図１０のステップＳＴ１１３において、圧電振動片３２に駆動電圧を印加して周波数を測定し、電極膜を付加したり、その一部をレーザ光などでトリミングすることで、周波数の粗調整を行う。
次いで、図１０のステップＳＴ１２において、用意したパッケージ３６内に圧電振動片３２をマウントする。
【００６６】
（封止工程）
次に、封止工程である図１０のステップＳＴ１３において、真空中もしくは窒素等の不活性ガス雰囲気下において、図２のパッケージ３６に封止材３３を使用して蓋体３９を封止することにより、パッケージ３６を気密に封止する。
次いで、図１０のステップＳＴ１４において、図２で説明したように、周波数調整を行い、圧電振動子である圧電デバイス３０が完成する（ステップＳＴ１５）。
【００６７】
図１１は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるコントローラ（ＣＰＵ）３０１を備えている。
【００６８】
コントローラ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤ（液晶表示装置）や情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ），ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等でなる情報記憶手段（メモリ）３０３の制御を行うようになっている。このため、コントローラ３０１には、圧電デバイス３０が取り付けられて、その出力周波数をコントローラ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このコントローラ３０１に取付けられる圧電デバイス３０は、圧電デバイス３０単体でなくても、圧電デバイス３０と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【００６９】
制御部を備えたデジタル式携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した本発明の実施形態に係る圧電デバイス３０やその他の変形例の圧電デバイスを利用することができる。この場合、温度特性カーブにはフラットな部分があるので、温度変化による周波数偏差変化が小さくなり、電子機器の動作精度が向上する。
【００７０】
図１２は、本発明の別の実施形態を示している。図１２に示すのは、図３の圧電振動片の振動腕のＣ−Ｃ線における別の断面構造例である。
図１２では、表面部２００と裏面部２１０側の第１溝部５７Ａと５６Ａおよび裏面部２１０側の第２溝部５７Ｂ，５６Ｂの形状が、ほぼ矩形状になっている。図１２の実施形態は、その他の点については図４の実施形態とほぼ同じであるのでその説明を用いることにする。
【００７１】
図１３は、本発明のさらに別の実施形態を示している。
図１３の実施形態では、振動腕３４，３５のいずれの場合においても、表面部２００側と裏面部２１０側において励振電極の厚みが異なるように設定されているのが特徴的である。
図１３の例では第１溝部５７Ａと第２溝部５７Ｂの中心線は一致している。同様にして、第１溝部５６Ａと第２溝部５６Ｂの中心線も一致している。
振動腕３４，３５の中央軸３００に関して、表面部２００側の励振電極５４，５５の厚みＲが、裏面部２１０側の励振電極５４，５５の厚みＲ１に比べて大きく設定されている。
【００７２】
表面部２００側の励振電極５４，５５は、下地層７５Ａと電極層７５Ｂの積層構造体である。表面部２００側の下地層７５Ａの厚みＶは、裏面部２１０側の下地層７５Ａの厚みＶ１に比べて大きく設定されている。下地層７５Ａとしては、たとえばＣｒやＮｉやＴｉを使用することができる。電極層７５Ｂとしては、ＡｕやＡｇを用いることができる。
このようにして、表面部２００側の下地層７５Ａ厚みＶが、裏面部２１０側の下地層７５Ａの厚みＶ１に比べて大きく設定することにより、次のようなことが生じる。
【００７３】
励振電極５４，５５に通電することにより、振動腕３４，３５はＸ方向である水平方向に振動する際に、その水平方向の振動に加えてＺ方向の垂直方向の成分の振動が加わる。この結果として、斜め方向であるＭ方向の振動が生じる。これは、水平方向であるＸ方向を境にして表面部２００側と裏面部２１０側では下地層の厚みによる応力の大きさの違いが出るためである。
水平方向の屈曲振動とするためには、この電界によって生じる振動腕３４，３５の伸びと縮みの力学的バランスが表面部２００側と裏面部２１０側でとれている必要があるが、表面部２００側と裏面部２１０側での応力の大きさが違ってくると、振動腕３４，３５の伸び、縮みの力学的バランスが崩れて、Ｘ方向の屈曲振動に対してＺ方向の振動成分が加わりＭ方向の振動が生じるのである。
【００７４】
このようにして、表面部２００側の電極の厚みと裏面部２１０側の電極の厚みを変えて、中央軸３００に関して厚みを非対称にすることにより、２次温度係数の小さい図６に示すようなフラットな部分を有する温度特性カーブを得ることができ、圧電振動片の温度特性が良好になる。
なお、図４あるいは図１２に示すような断面構造の振動腕３４，３５に対して、図１３に示すような電極の厚みを変えることを組み合わせても勿論構わない。
【００７５】
本発明の各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、一部を省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、パッケージまたは箱状の蓋体内に圧電振動片を収容するものであれば、水晶振動子、水晶発振器、ジャイロ、角度センサ等の名称にかかわらず、全ての圧電振動片とこれを利用した圧電デバイスに適用することができる。
【００７６】
また、上述の実施形態では、パッケージにセラミックを使用した箱状のものを利用しているが、このような形態に限らず、金属製のシリンダー状のケース等のパッケージと同等のものに圧電振動片を収容するものであれば、いかなるパッケージやケースを伴うものについても本発明を適用することができる。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の圧電デバイスの実施形態を示す概略平面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ線概略断面図。
【図３】図１の圧電デバイスのパッケージに収容される圧電振動片の概略斜視図。
【図４】図３のＣ−Ｃ線切断端面図。
【図５】図４に示すＣ−Ｃ切断端面における電極構造と第１溝部と第２溝部を示す図。
【図６】本発明の実施形態と従来例の温度特性カーブを示す図。
【図７】図１の圧電デバイスに収容された圧電振動片の製造工程を順番に示す概略工程図。
【図８】図１の圧電デバイスに収容された圧電振動片の製造工程を順番に示す概略工程図。
【図９】図１の圧電デバイスに収容された圧電振動片の製造工程を順番に示す概略工程図。
【図１０】圧電デバイスの製造方法の例を示す図。
【図１１】デジタル式携帯電話装置の例を示す図。
【図１２】本発明の振動腕の別の実施形態を示す図。
【図１３】本発明の振動腕のさらに別の実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００７８】
３０・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動片、３４，３５・・・振動腕、５１・・・基部、５４，５５・・・励振電極、５６Ａ，５７Ａ・・・第１溝部、５６Ｂ，５７Ｂ・・・第２溝部、７５Ａ・・・下地層、７５Ｂ・・・電極層、１００・・・切り込み部、２００・・・表面部、２１０・・・裏面部、６４０・・・従来の温度特性カーブ、７００・・・本発明の実施形態の温度特性カーブ、７５０・・・温度特性カーブのフラットな部分
【図１】
2005151423.tif 000003
【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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