(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化された圧電振動片を具現すると共に、電界効果を大きくして安定的な周波数値を発生させる事ができ、又、圧電振動片の製造工程を単純化して原価節減及び工程効率を高めることができる圧電振動子及びその製造方法の提供。【解決手段】ベース部１０と、上記ベース部から平行に延長される一対のアーム部２０、２５と、上記一対のアーム部の上面に長さ方向に形成された第１溝部３０と、上記一対のアーム部の下面に長さ方向に形成された第２溝部と、を含み、上記一対のアーム部の長さ−厚さ方向の断面において、上記第１溝部及び第２溝部は、オフセットされる様に配置され、上記一対のアーム部の幅方向に所定間隔離隔された圧電振動子を構成し、低い抵抗で品質係数が高い圧電振動子を具現する事ができ、これにより、安定的な周波数を供給する。【選択図】図１
2013118633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部と、
前記ベース部から第１の方向に平行に延長される一対のアーム部と、
前記一対のアーム部の第１面に前記第１の方向に沿って形成された第１溝部と、
前記一対のアーム部の前記第１面と対向する第２面に前記第１の方向に沿って形成された第２溝部と、を含み、
前記一対のアーム部の前記第１の方向に垂直な断面において、前記第１溝部及び前記第２溝部は、前記第１面が前記第２面に向かう方向と垂直な第２方向にオフセットされるように配置され、前記一対のアーム部の前記第２方向に所定間隔離隔される、圧電振動子。
【請求項２】
前記第１溝部及び前記第２溝部の少なくとも一方は複数個である、請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記第２溝部は、前記一対のアーム部の前記第２面にそれぞれ二つずつ平行に形成される、請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記ベース部及び前記一対のアーム部の外周部に電極が形成される、請求項１から３の何れか１項に記載の圧電振動子。
【請求項５】
基板を用意する段階と、
前記基板にベース部と前記ベース部から第１の方向に平行に延長される一対のアーム部とを形成する段階と、
前記一対のアーム部の第１面に前記第１の方向に沿って第１溝部を形成する段階と、
前記一対のアーム部の前記第１面と対向する第２面に前記第１の方向に沿って第２溝部を形成する段階と、を含み、
前記一対のアーム部の前記第１の方向に垂直な断面において、前記第１溝部及び前記第２溝部は、前記第１面が前記第２面に向かう方向と垂直な第２方向にオフセットされるように配置され、前記一対のアーム部の前記第２方向に所定間隔離隔される、圧電振動子の製造方法。
【請求項６】
前記第１溝部及び前記第２溝部の少なくとも一方は複数個である、請求項５に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項７】
前記第２溝部は、前記一対のアーム部の前記第２面にそれぞれ二つずつ平行に形成される、請求項５または６に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項８】
前記ベース部及び前記一対のアーム部の外周部に電極を形成する段階をさらに含む、請求項５から７の何れか１項に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項９】
前記一対のアーム部、前記第１溝部、及び前記第２溝部は、プラズマ状態のガスでエッチングして形成される、請求項５から８の何れか１項に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１０】
前記一対のアーム部を形成する段階、前記第１溝部を形成する段階、及び前記第２溝部を形成する段階が同時に行われる、請求項５から９の何れか１項に記載の圧電振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部電界の流れ過程における抵抗値を減らすことで、安定的な周波数を具現すると共に、製造工程を単純化することができる圧電振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、圧電素子は、外部から電圧が加えられると、圧電現象により振動するようになり、その振動を通じて周波数を発生させる装置である。圧電振動子は、安定した周波数を得ることができるため、周波数発振器、周波数調整器、周波数変換器などの多様な用途に用いられる。特に、コンピュータ（ハード、ディスク、ドライブ）またはＩＣカードなどの小型情報機器や通信機器における発振回路に用いられ、信号の基準になる核心部品としても用いられる。
【０００３】
このような圧電振動子には、圧電素材として優れた圧電特性を有する水晶（ｃｒｙｓｔａｌ）を主に用いる。水晶は安定した機械的振動発生器としての役割をする。
【０００４】
このとき、水晶は、低い位相ノイズ（ｐｈａｓｅ  ｎｏｉｓｅ）及び高いＱ値（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｖａｌｕｅ）、時間と環境変化に対する低い周波数変化率を有するように形成されなければならない。ここで、上記Ｑ値は共振器、濾波器、発振器などにおけるバンド選択特性を示す値であり、品質係数とも言う。また、上記Ｑ値は、３デシベル（ｄＢ）の帯域幅に対する中心周波数の比で計算され、上記Ｑ値が大きければ大きいほど、周波数選択特性に優れた発振器になる。
【０００５】
多様な種類の圧電振動子のうち音叉（ｔｕｎｉｎｇ  ｆｏｒｋ）型の圧電振動片は、平行に配置される一対の振動腕部と、一対の振動腕部を固定するベース部と、を含み、振動腕部及びベース部の外周面に電極が形成される。圧電振動片に所定の電圧が印加されると、一対の振動腕部に近いか遠い方向に共振周波数が発生する。
【０００６】
最近は、携帯電話のような移動通信端末機の機能が多様化かつ複合化するにつれ、これに備えられる部品にも小型化、薄型化が求められている。これにより、圧電振動子を構成する圧電振動片にも小型化が求められている。
【０００７】
但し、上記音叉型圧電振動子を作動させるにあたり、電界成分が大きくなると抵抗値が小さくなるが、圧電振動片の小型化に伴い、電界成分が小さくなって抵抗値が大きくなることから、安定的な周波数値を具現することが困難になるという問題点がある。
【０００８】
また、抵抗値が上昇すると、低い電力で圧電振動子を作動することが困難になるという問題が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためのもので、本発明の一実施形態によると、小型化された圧電振動片を具現すると共に、電界効果を大きくして安定的な周波数値を発生させることができる。また、圧電振動片の製造工程を単純化して原価節減及び工程効率を高めることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態は、ベース部と、上記ベース部から平行に延長される一対のアーム部と、上記一対のアーム部の上面に長さ方向に形成された第１溝部と、上記一対のアーム部の下面に長さ方向に形成された第２溝部と、を含み、上記一対のアーム部の長さ−厚さ方向の断面において、上記第１溝部及び第２溝部は、オフセットされるように配置され、上記一対のアーム部の幅方向に所定間隔離隔された圧電振動子を提供する。
【００１１】
上記第１溝部または第２溝部は複数個であることができる。
【００１２】
上記第２溝部は、一対のアーム部の下面にそれぞれ二つずつ平行に形成されることができる。
【００１３】
上記ベース部及び上記一対のアーム部の外周部に電極が形成されることができる。
【００１４】
本発明の他の実施形態は、基板を用意する段階と、上記基板にベース部と上記ベース部から平行に延長される一対のアーム部とを形成する段階と、上記一対のアーム部の上面に長さ方向に第１溝部を形成する段階と、上記一対のアーム部の下面に長さ方向に第２溝部を形成する段階と、を含み、上記一対のアーム部の長さ−厚さ方向の断面において、上記第１溝部及び第２溝部は、オフセットされるように配置され、上記一対のアーム部の幅方向に所定間隔離隔された圧電振動子の製造方法を提供する。
【００１５】
上記第１溝部または第２溝部は複数個であることができる。
【００１６】
上記第２溝部は、一対のアーム部の下面にそれぞれ二つずつ平行に形成されることができる。
【００１７】
上記ベース部及び上記一対のアーム部の外周部に電極が形成されることができる。
【００１８】
上記一対のアーム部と上記第１溝部及び第２溝部は、プラズマ状態のガスでエッチングして形成されることができる。
【００１９】
上記一対のアーム部を形成する段階と上記第１溝部及び第２溝部を形成する段階が同時に行われることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、圧電振動子のアーム部に形成される溝部の構造設計を通じて電界効果を高めることによって抵抗値を減らすことができる。抵抗値が小さい圧電振動片による振動子は、安定的な周波数値を示して信頼性に優れた圧電振動子を具現することができる。また、本発明によると、製造工程を単純化して工程効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態による圧電振動子を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態を説明するための図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態を説明するための図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施形態を説明するための図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態による圧電振動子の製造方法を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。なお、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００２３】
本実施形態の圧電振動子において、「長さ方向」は図１のＹ方向、「厚さ方向」は図１のＺ方向、「幅方向」は図１のＸ方向と定義する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態による圧電振動子を説明するための斜視図である。
【００２５】
図２から図４は、本発明の実施形態を説明するための図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図で、Ｙ方向から見たものである。
【００２６】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態による圧電振動子は、ベース部１０と、上記ベース部１０から平行に延長される一対のアーム部２０、２５と、上記一対のアーム部２０、２５の上面に長さ方向に形成された第１溝部３０と、上記一対のアーム部２０、２５の下面に長さ方向に形成された第２溝部３５と、を含み、上記一対のアーム部の長さ−厚さ方向の断面において、上記第１溝部及び第２溝部は、オフセットされるように配置され、上記一対のアーム部の幅方向に所定間隔離隔されることができる。
【００２７】
Ａ−Ａ'線に沿った断面において、上記第１溝部及び第２溝部はＸ方向に所定間隔離隔されることができるが、これに制限されず、上記第１溝部を厚さ方向に延長させたときに第２溝部と接さない程度であればよい。
【００２８】
上記ベース部及び上記一対のアーム部の外周部に電極が形成されることができる。
【００２９】
上記電極を形成する電極物質は、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕなどからなることができる。また、上記圧電振動子は、上記ベース部及び上記一対のアーム部の上下面に対向して形成された第１及び第２電極を備えることができる。
【００３０】
図２を参照すると、本発明の実施形態による圧電振動子は、一対のアーム部２０、２５の上面にそれぞれ一つずつ形成された第１溝部３０と、一対のアーム部２０、２５の下面にそれぞれ一つずつ形成された第２溝部３５と、を含むことができる。
【００３１】
上記第１溝部または第２溝部は、複数個であることができる。また、上記第２溝部は、一対のアーム部２０、２５の下面にそれぞれ一つずつ平行に形成されることができるが、これに制限されるものではない。
【００３２】
図３を参照すると、本発明の実施形態による圧電振動子は、一対のアーム部２０、２５の上面にそれぞれ一つずつ形成された第１溝部３０と、一対のアーム部２０、２５の下面にそれぞれ二つずつ形成された第２溝部３５と、を含むことができる。
【００３３】
上記一対のアーム部の長さ−厚さ方向の断面において、上記第１溝部及び第２溝部は、オフセットされるように配置され、上記一対のアーム部の幅方向に所定間隔離隔され、上記第１溝部を厚さ方向に延長した仮想の第１溝部は、上記二つの第２溝部の間に形成されることができる。
【００３４】
図４を参照すると、本発明の実施形態による圧電振動子は、一対のアーム部２０、２５の上下面にそれぞれ二つずつ形成された第１溝部３０及び第２溝部３５を含むことができる。
【００３５】
電極に電圧を印加すると、電界流れが発生するが、本発明は、圧電振動子のアーム部の上面及び下面に溝部を非対称形状に形成することで電界成分を大きくすることができる。これにより、圧電振動子で発生する抵抗値を減らすと共に、品質係数Ｑ値を大きくすることができる。
【００３６】
従って、小型サイズを維持して低い電力で安定的な周波数値を提供する圧電振動子を具現することができる。
【００３７】
図５は、本発明の他の実施形態による圧電振動子の製造方法を説明するための工程図で、一対のアーム部のうち一つのアーム部に溝部を形成する段階を概略的に示したものである。
【００３８】
図５を参照すると、本発明の実施形態による圧電振動子の製造方法は、基板を用意する段階と、上記基板にベース部と上記ベース部から平行に延長される一対のアーム部とを形成する段階と、上記一対のアーム部の上面に長さ方向に第１溝部を形成する段階と、上記一対のアーム部の下面に長さ方向に第２溝部を形成する段階と、を含み、上記一対のアーム部の長さ−厚さ方向の断面において、上記第１溝部及び第２溝部は、オフセットされるように配置され、上記一対のアーム部の幅方向に所定間隔離隔されることができる。
【００３９】
上記第１溝部または第２溝部は、複数個であることができる。
【００４０】
上記製造方法において、上記ベース部及び上記一対のアーム部の外周部に電極物質を形成する段階をさらに含むことができる。
【００４１】
本発明の他の実施形態による圧電振動子の製造方法において、上述した本発明の一実施形態による圧電振動子の特徴と同一の内容は省略する。
【００４２】
上記製造方法において、上記一対のアーム部と上記第１溝部及び第２溝部は、プラズマ状態のガスでエッチングして形成されることができる。
【００４３】
また、上記一対のアーム部を形成する段階と上記第１溝部及び第２溝部を形成する段階が同時に行われることができる。
【００４４】
本発明によると、基板２００を用意し、上記基板２００の上面及び下面にエッチングする領域を露出させる開口を有するマスク２１０を形成することができる。
【００４５】
上記マスク２１０が形成された基板２００の上面及び下面にプラズマ状態のガスを供給して上記マスクの開口を通じて露出した領域をエッチングすることができる。
【００４６】
従来の方式では、アーム部の上面及び下面に溝部を形成するにあたり、基板に圧電振動子のアーム部を形成するために、噴射される圧力と同一の圧力で工程を行うと、上面及び下面の溝部が接してアーム部に開口部が形成されるという問題点があった。
【００４７】
そこで、プラズマ状態のガスを供給してエッチングする方法で、基板に圧電振動子のアーム部を形成した後、上記アーム部に溝部を形成する工程を行った。
【００４８】
これにより、本発明は、上記一対のアーム部の長さ−厚さ方向の断面において、上記第１溝部及び第２溝部は、オフセットされるように配置され、上記一対のアーム部の幅方向に所定間隔離隔されるように形成することで、圧電振動子のアーム部２０、２５を形成する工程及び上記アーム部の上下面に溝部３０、３５を形成する工程を同時に行うことができる。
【００４９】
従って、本発明によると、圧電振動子の製造工程を単純化して原価節減及び工程効率を高めることができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有するものには明らかである。
【符号の説明】
【００５１】
１０  ベース部
２０、２５  アーム部
３０  第１溝部
３５  第２溝部
【図１】
2013118633.tif 000003
【図２】
2013118633.tif 000004
【図３】
2013118633.tif 000005
【図４】
2013118633.tif 000006
【図５】
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