(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
この基部から突出して形成されている振動腕部と、を有する音叉型圧電振動片であって、
前記振動腕部に貫通孔が形成されていると共に、
前記貫通孔内には剛性を補強するためのサイドバーが形成され、
前記サイドバーには溝部が形成されていることを特徴とする音叉型圧電振動片。
【請求項２】
前記サイドバーが前記貫通孔を形成する長辺側と短辺側のうち、長辺側相互間をわたすように形成されるサイドバーあることを特徴とする請求項１に記載の音叉型圧電振動片。
【請求項３】
前記サイドバーが前記貫通孔内に複数配置されていることを特徴とする請求項２に記載の音叉型圧電振動片。
【請求項４】
前記溝部が前記振動腕部の表面側及び／又は裏面側から前記貫通孔の深さ方向に向かって略Ｖ字形に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の音叉型圧電振動片。
【請求項５】
前記基部に切り込み部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の音叉型圧電振動片。
【請求項６】
前記基部には、この音叉型圧電振動片を固定させるための固定領域が設けられていると共に、前記切り込み部は、この固定領域と前記振動腕部との間の基部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の音叉型圧電振動片。
【請求項７】
前記音叉型圧電振動片が水晶で形成され、略３２．７６８ｋＨｚの発振周波数を有する音叉型水晶振動片であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の音叉型圧電振動片。
【請求項８】
基部と、
この基部から突出して形成されている振動腕部と、を有する音叉型圧電振動片がパッケージ内に収容されている振動子であって、
前記音叉型圧電振動片の前記振動腕部に貫通孔が形成されていると共に、
前記貫通孔内には剛性を補強するためのサイドバーが形成され、
前記サイドバーには溝部が形成されていることを特徴とする振動子。
【請求項９】
前記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする請求項８に記載に振動子。
【請求項１０】
前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とする請求項８に記載の振動子。
【請求項１１】
基部と、
この基部から突出して形成されている振動腕部と、を有する音叉型圧電振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている発振器であって、
前記音叉型圧電振動片の前記振動腕部に貫通孔が形成されていると共に、
前記貫通孔内には剛性を補強するためのサイドバーが形成され、
前記サイドバーには溝部が形成されていることを特徴とする発振器。
【請求項１２】
基部と、
この基部から突出して形成されている振動腕部と、を有する音叉型圧電振動片であり、
この音叉型圧電振動片がパッケージ内に収容されている振動子であり、
この振動子を制御部に接続して用いている電子機器であって、
前記音叉型圧電振動片の前記振動腕部に貫通孔が形成されていると共に、
前記貫通孔内には剛性を補強するためのサイドバーが形成され、
前記サイドバーには溝部が形成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
水晶からなる音叉型圧電振動片の外形と、この音叉型圧電振動片の基部から突出して形成される振動腕部に設けられる貫通孔と、貫通孔内に設けられるサイドバーと、前記サイドバーに設けられる溝部と、を設けるためのレジストパターンを形成するレジストパターニング工程と、
このレジストパターンをマスクとして金属膜をエッチングする金属膜エッチング工程と、
この金属膜をマスクとして水晶を異方性エッチンングする水晶エッチング工程と、を備え、
前記溝部を設けるための前記レジストパターンは、前記水晶エッチング工程において、前記溝部に貫通孔が形成されないような幅を有していることを特徴とする音叉型圧電振動片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば水晶等からなる音叉型圧電振動片、この音叉型圧電振動片を有する振動子、この振動子を備える発振器、電子機器及び音叉型圧電振動片の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、振動片である音叉型水晶振動片１０は、例えば図１６に示すように構成されている。図１６は、音叉型水晶振動片１０を示す概略図である。図１７は、図１６のＡ−Ａ’線概略断面図である。
図１６に示すように、音叉型水晶振動片１０には、基部１１と、この基部１１から突出して形成されている２本の音叉腕１２，１３を有している。そして、この２本の音叉腕１２，１３には、貫通孔である貫通溝１２ａ，１３ａが図１６及び図１７に示すように形成されている。
【０００３】
このような貫通溝１２ａ，１３ａを音叉腕１２，１３に有する音叉型水晶振動片１０には、図１７に示すように、貫通溝１２ａ，１３ａの内側に溝電極１２ｃ，１３ｃが配置されている。
また、音叉腕１２，１３の外側の側面には、図１７に示すように側面電極１２ｂ、１３ｂが配置されている。
このように、音叉腕１２，１３の貫通溝１２ａ、１３ａの内側と音叉腕１２，１３の外側に配置される溝電極１２ｃ、１３ｃと側面電極１２ｂ、１３ｂに電流が印加されると、両者の間の音叉腕１２，１３の内部で電界が発生することになる。
このとき、溝電極１２ｃ、１３ｃと側面電極１２ｂ、１３ｂは、図１７に示すように対向して配置されているため、電界が効果的に発生し、電界効率良く音叉腕１２，１３を振動させることができるので、振動損失の小さい音叉型水晶振動片１０となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような貫通溝１２ａ，１３ａを有する音叉型水晶振動片１０に電圧を印加し、音叉腕１２，１３を振動させると、音叉腕１２，１３に貫通溝１２ａ，１３ａが形成されているため、音叉腕１２，１３全体の剛性が不足し、ＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）が上昇してしまうという問題があった。
また、このような音叉型水晶振動片１０の音叉腕１２，１３を振動させると、図１８に示すように、貫通溝１２ａ，１３ａの両端部が振動するだけで、音叉腕１２，１３全体の屈曲運動は生じ難くなっている。
このような貫通溝１２ａ，１３ａの両端部に振動は、例えば１６ｋＨｚ近傍の振動となってしまい、音叉型水晶振動片１０が求められる３２．７６８ｋＨｚに比べ周波数が著しく低下してしまうという問題もあった。
【０００５】
この貫通溝１２ａ、１３ａの剛性を高めるための工夫として、貫通溝１２ａ、１３ａに剛性を高めるための連結部であるサイドバー等を形成することも考えられる。
確かに、サイドバーを形成すると音叉腕１２，１３の剛性が高まり、音叉腕１２，１３全体の屈曲運動は生じ易くなる。しかし、このサイドバーを形成した部分の溝電極１２ｃ、１３ｃは、サイドバーがあるため側面電極１２ｂ、１３ｂと対向した位置に配置することができず、電界効率が悪くなり振動損失が大きなるという問題が生じた。
この問題を解決するため、サイドバーにおける溝電極１２ｃ、１３ｃの配置を工夫すると、その分、生産工程が増え、生産コストが上昇するという問題が生じた。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、生産コストを上げずに連結部における電界効率を上昇させＣＩ値を低下させることができる音叉型圧電振動片、振動子、発振器、電子機器及び音叉型圧電振動片の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的は、請求項１の発明によれば、基部と、この基部から突出して形成されている振動腕部と、を有する音叉型圧電振動片であって、前記振動腕部に貫通孔が形成されていると共に、前記貫通孔内には剛性を補強するためのサイドバーが形成され、前記サイドバーには溝部が形成されていることを特徴とする音叉型圧電振動片により達成される。
【０００８】
請求項１の構成によれば、前記貫通孔内には剛性を補強するためのサイドバーが形成され、前記サイドバーには溝部が形成されているので、溝部に溝電極を形成することで、振動腕部の外側の側面電極との位置関係を対向位置に近づけることができる。
したがって、振動腕部の剛性を高めつつ、振動腕部内の電界効率も高めることができる
また、前記連結部に溝部を形成するだけなので、連結部の全体の厚みをハーフエッチング等で薄くして溝電極を配置する場合等に比べ格段に生産コストを低減させることができる。
【０００９】
好ましくは、請求項２の発明によれば、請求項１の構成において、前記サイドバーが前記貫通孔を形成する長辺側と短辺側のうち、長辺側相互間をわたすように形成されるサイドバーあることを特徴とする音叉型圧電振動片である。
請求項２の構成によれば、前記サイドバーが前記貫通孔を形成する長辺側と短辺側のうち、長辺側相互間をわたすように形成されるサイドバーである。このため、最も剛性の不足している部分にサイドバーが配置されることになる。
また、振動の応力を伝達するサイドバーが最も応力が伝わり難い貫通孔の長辺側を連結し、応力を伝えるので、振動腕部全体の屈曲運動が生じ易い構成となる。したがって、ＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）の上昇を未然に防ぐことができる音叉型圧電振動片である。
【００１０】
好ましくは、請求項３の発明によれば、請求項２の構成において、前記サイドバーが前記貫通孔内に複数配置されていることを特徴とする音叉型圧電振動片である。
請求項３の構成によれば、前記サイドバーが前記貫通孔内に複数配置されているので、前記振動腕部の剛性不足をより補うことができる。また、振動の応力を伝達するサイドバーが複数配置されているため、より応力を伝え易くなり、振動腕部全体により効率良く屈曲運動が生じやすくなる、したがって、ＣＩ値を低下させることができる音叉型圧電振動片となる。
【００１１】
好ましくは、請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３の構成によれば、前記溝部が前記振動腕部の表面側及び／又は裏面側から前記貫通孔の深さ方向に向かって略Ｖ字形に形成されていることを特徴とする音叉型圧電振動片である。
請求項４の構成によれば、前記溝部が前記振動腕部の表面側及び／又は裏面側から前記貫通孔の深さ方向に向かって略Ｖ字形に形成されている。このため、例えばハーフエッチング等の特別の工程を経ずに前記溝部を容易に形成できるので生産コストを著しく低減させることができる。
【００１２】
好ましくは、請求項５の発明によれば、請求項１乃至請求項４の構成において、前記基部に切り込み部が形成されていることを特徴とする音叉型圧電振動片である。
請求項５の構成によれば、前記基部に切り込み部が形成されているので、前記振動腕部が振動する際に、垂直方向成分を有した振動が生じても、振動腕部の振動が基部側へ漏れるのを、この切り込み部で緩和することができる。したがって、基部を小型化しながら、ＣＩ値の音叉型圧電振動片素子間のバラツキを安定化させることができる。
【００１３】
好ましくは、請求項６の発明によれば、請求項５の構成において、前記基部には、この音叉型圧電振動片を固定させるための固定領域が設けられていると共に、前記切り込み部は、この固定領域と前記振動腕部との間の基部に設けられていることを特徴とする音叉型圧電振動片である。
請求項６の構成によれば、前記切り込み部は、前記固定領域と前記振動腕部との間の基部に設けられている。したがって、この切り込み部は、前記振動腕部の振動の妨げにならない位置に配置されていると共に、振動漏れが前記固定領域へ伝わり、エネルギーの逃げが生じるのを有効に防止している。このため、ＣＩ値の音叉型圧電振動片素子間のバラツキが安定化する。
【００１４】
好ましくは、請求項７の発明によれば、請求項１乃至請求項６のいずれかの構成において、前記音叉型圧電振動片が水晶で形成され、略３２．７６８ｋＨｚの発振周波数を有する音叉型水晶振動片であることを特徴とする音叉型圧電振動片である。
請求項７の構成によれば、前記音叉型圧電振動片が略３２．７６８ｋＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片の前記振動腕部の剛性を高めつつ、振動腕部内の電界効率も高めることができる
また、前記サイドバーに前記溝部を形成するだけなので、サイドバーの全体の厚みをハーフエッチング等で薄くして溝電極を配置する場合等に比べ格段に生産コストを低減させることができる。
【００１５】
前記目的は、請求項８の発明によれば、基部と、この基部から突出して形成されている振動腕部と、を有する音叉型圧電振動片がパッケージ内に収容されている振動子であって、前記音叉型圧電振動片の前記振動腕部に貫通孔が形成されていると共に、前記貫通孔内には剛性を補強するためのサイドバーが形成され、前記サイドバーには溝部が形成されていることを特徴とする振動子により達成される。
【００１６】
好ましくは、請求項９の発明によれば、請求項８の構成において、前記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする振動子である。
【００１７】
好ましくは、請求項１０の発明によれば、請求項８の構成において、前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とする振動子である。
【００１８】
請求項８乃至請求項１０の構成によれば、前記振動子の前記音叉型圧電振動片の前記貫通孔内には剛性を補強するためのサイドバーが形成され、前記サイドバーには溝部が形成されているので、溝部に溝電極を形成することで、振動腕部の外側の側面電極との位置関係を対向位置に近づけることができる。
したがって、振動腕部の剛性を高めつつ、振動腕部内の電界効率も高めることができる
また、前記サイドバーに溝部を形成するだけなので、サイドバーの全体の厚みをハーフエッチング等で薄くして溝電極を配置する場合等に比べ格段に生産コストを低減させることができる振動子となる。
【００１９】
前記目的は、請求項１１の発明によれば、基部と、この基部から突出して形成されている振動腕部と、を有する音叉型圧電振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている発振器であって、前記音叉型圧電振動片の前記振動腕部に貫通孔が形成されていると共に、前記貫通孔内には剛性を補強するためのサイドバーが形成され、前記サイドバーには溝部が形成されていることを特徴とする発振器により達成される。
【００２０】
前記目的は、請求項１２の発明によれば、基部と、この基部から突出して形成されている振動腕部と、を有する音叉型圧電振動片であり、この音叉型圧電振動片がパッケージ内に収容されている振動子であり、この振動子を制御部に接続して用いている電子機器であって、前記音叉型圧電振動片の前記振動腕部に貫通孔が形成されていると共に、前記貫通孔内には剛性を補強するためのサイドバーが形成され、前記サイドバーには溝部が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。
【００２１】
請求項１１又は請求項１２の構成によれば、前記発振器又は電子機器の前記音叉型圧電振動片前の前記貫通孔内には剛性を補強するためのサイドバーが形成され、前記サイドバーには溝部が形成されているので、溝部に溝電極を形成することで、振動腕部の外側の側面電極との位置関係を対向位置に近づけることができる。
したがって、振動腕部の剛性を高めつつ、振動腕部内の電界効率も高めることができる
また、前記サイドバーに溝部を形成するだけなので、サイドバーの全体の厚みをハーフエッチング等で薄くして溝電極を配置する場合等に比べ格段に生産コストを低減させることができる発振器又は電子機器となる。
【００２２】
前記目的は、請求項１３の発明によれば、水晶からなる音叉型圧電振動片の外形と、この音叉型圧電振動片の基部から突出して形成される振動腕部に設けられる貫通孔と、貫通孔内に設けられるサイドバーと、前記サイドバーに設けられる溝部と、を設けるためのレジストパターンを形成するレジストパターニング工程と、このレジストパターンをマスクとして金属膜をエッチングする金属膜エッチング工程と、この金属膜をマスクとして水晶を異方性エッチンングする水晶エッチング工程と、を備え、前記溝部を設けるための前記レジストパターンは、前記水晶エッチング工程において、前記溝部に貫通孔が形成されないような幅を有していることを特徴とする音叉型圧電振動片の製造方法により達成される。
【００２３】
請求項１３の構成によれば、水晶からなる音叉型圧電振動片の外形と、この音叉型圧電振動片の基部から突出して形成される振動腕部に設けられる貫通孔と、貫通孔内に設けられるサイドバーと、サイドバーに設けられる溝部と、を設けるためのレジストパターンを形成するレジストパターニング工程を有している。
この溝部を設けるための前記レジストパターンは、前記水晶エッチング工程において、前記溝部に貫通孔が形成されないような幅を有している。そして、この金属膜をマスクとして水晶を異方性エッチンングする水晶エッチング工程を有している。
ところで、水晶に対する異方性エッチングの場合、パターンの幅が狭まると溝部の深さ方向にエッチングストップ現象が生じ、その部分のエッチングは途中で止まり、貫通孔が形成されず、溝部が形成されることになる。
このエッチングストップ現象は、パターンの幅が狭くなればなるほど浅い部分で生じるため、溝部も浅くなる。
このような特性を用いて前記レジストパターンにおける前記溝部を形成する部分のパターンの幅を狭く形成すれば、前記振動腕部に前記貫通孔と前記溝部とを同一の工程で同時に形成できることになる。
したがって、前記サイドバーに設ける溝部を形成するための別のレジストパターニング工程を経る必要がないので、生産工程を増やすことなく前記連結部に前記溝部を形成することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動片である電極が形成されていない音叉型水晶振動片１００を示す図である。
音叉型水晶振動片１００は、例えば所謂水晶Ｚ板となるように水晶の単結晶を切り出して形成されている。また、図１に示す音叉型水晶振動片１００は例えば発振周波数が３２．７６８ｋＨｚの振動片であるため、極めて小型の振動片となっている。
【００２６】
このような音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように、基部１１０を有して、この基部１１０から図において上方向に突出するように振動腕部である音叉腕１２１，１２２が２本配置されている。
また、この音叉腕１２１，１２２には、貫通孔である貫通溝１２３，１２４が音叉腕１２１，１２２のそれぞれに４カ所ずつ形成され、これら貫通溝１２３，１２４の開口部は図１に示すように略長方形を成している。
【００２７】
そして、これら音叉腕１２１，１２２のそれぞれに４カ所設けられた貫通溝１２３，１２４の間には貫通溝１２３，１２４を形成したことにより低下した剛性を補強するための連結部であるサイドバー１２５、１２６が形成されている。
このサイドバー１２５，１２６は、音叉腕１２１，１２２と一体と成っており同じ水晶で形成されている。
また、サイドバー１２５，１２６は、図１に示すように一定の間隔で音叉腕１２１，１２２それぞれに３カ所ずつ形成されている。そして、これらサイドバー１２５，１２５は、貫通溝１２３，１２４の長辺側（図において縦方向）の左右の端部１２３ａ、１２４ａ、１２３ｂ、１２４ｂ相互間をわたすように形成されている。
【００２８】
図２は、図１の矢印Ｄで示す部分の概略拡大斜視図である。図１に示すようにサイドバー１２５は、貫通溝１２３，１２４の長辺側の左右の端部１２３ａ、１２３ｂ相互間をわたすように形成されている。
また、このサイドバー１２５には、溝部であるＶ字溝１２５ａが音叉腕１２１の表面側に２カ所、裏面側の２カ所、合計４カ所形成されている。
このＶ字溝１２５ａは、貫通溝１２３の深さ方向に向かって形成されている。このＶ字溝１２５ａについては、後述する。
【００２９】
ところで、このサイドバー１２５，１２６は、貫通溝１２３，１２４を形成したために図１８に示すように音叉腕１２１，１２２の剛性が不足する部分に配置されている。
そして、このサイドバー１２５，１２６は、貫通溝１２３，１２４内に複数、例えば３カ所配置され、その厚みがＶ字溝１２５ａの部分を除き音叉腕１２１、１２２の厚みと略同様なので（図２参照）、より剛性不足を補うことのできる構成となっている。
【００３０】
すなわち、後述のように電流が印加して音叉腕１２１，１２２が振動すると、振動の応力がサイドバー１２５、１２６によってサイドバー１２５，１２６を挟んで配置される両側の音叉腕１２１，１２２に伝わり、図３に示すように音叉腕１２１，１２２全体の屈曲運動が生じやすい構成となっている。そして、このサイドバー１２５，１２６が３カ所形成されていることにより、より応力伝わり易くなっている。
なお、図３は音叉腕１２１、１２２の屈曲運動の説明図である。
このように音叉腕１２１，１２２の屈曲運動が生じ易くなると、ＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）が低下し、好適な音叉型水晶振動片１００となる。
【００３１】
このように音叉腕１２１，１２２を振動を生じさせるため、図１には示されていないが、音叉型水晶振動片１００の表面には電極が形成される。具体的は図１の貫通溝１２３，１２４やサイドバー１２５，１２６には、溝電極１２７が形成される。
また、この音叉腕１２１，１２２の図１のおける左右の側面には側面電極１２８が形成される。
このような溝電極１２７や側面電極１２８は、図１の基部に形成される基部電極と接続されており、基部電極を介して溝電極１２７や側面電極１２８に電流が供給されるようになっている。
【００３２】
図４及び図５は、このように溝電極１２７や側面電極１２８が形成された状態における概略断面図である。すなわち、図４は、図１のＣ−Ｃ’線概略断面図であり、図５は図１のＢ−Ｂ’線概略断面図である。音叉腕１２２も同様の構成であるため、以下、音叉腕１２１についてのみ説明する。
この図４のＣ−Ｃ’線概略断面図は、音叉腕１２１の貫通溝１２３が形成されている部分の概略断面図である。図４に示すように、貫通溝１２３の内側には溝電極１２７が形成され、この溝電極１２７と対向するように音叉腕１２１の外側には側面電極１２８が形成されている。
【００３３】
したがって、基部電極を介して電流が印加されると、図４の矢印で示すように電界が音叉腕１２１内に生じ音叉腕１２１が振動を開始することになる。
この振動の際、図４に示すように音叉腕１２１内に効率良く電界が発生するため音叉腕１２１内の電界効率が良好で振動損失の少ない音叉型水晶振動片１００となっている。
【００３４】
一方、図５のＢ−Ｂ’線概略断面図は、サイドバー１２５の形成部分の概略断面図である。
図５に示すように側面電極１２８は、図４と同様に形成されている。しかし、溝電極１２７は、貫通溝１２３が形成されていないため、サイドバー１２５の表面に形成されている。
そして、サイドバー１２５には、上述のＶ字溝１２５ａが音叉腕１２１の表面側に２カ所、裏面側に２カ所形成されているため、このＶ字溝１２５ａに沿って溝電極１２７も配置されることになる。
したがって、溝電極１２７のうちＶ字溝１２５ａに形成された溝電極１２７の側面電極１２８と対向して配置される部分については、図５の矢印で示すように音叉腕１２１内を電界が効率良く発生することになる。
【００３５】
図６は、サイドバー１２５にＶ字溝１２５ａを形成しなかった場合の図４と同様の概略断面図である。
図６に示すようにサイドバーの上下に配置される溝電極１２７と側面電極１２８との間の電界が発生する部分の距離（図５の矢印）が図４の場合よりも長くなり、これにより電界が弱くなっている。
このように電界が弱くなると上述のＣＩ値が上昇し、振動損失が大きい振動片となってしまう。
【００３６】
しかし、本実施の形態の音叉型水晶振動片１００は、図５に示すようにＶ字溝１２５ａが形成されているため、溝電極１２７と側面電極１２８との距離が短くなり、電界も強く発生させることができる。したがってサイドバー１２５形成部分における電界効率を上げることができ、ＣＩ値が上昇せず、振動損失が小さい優れた音叉型水晶振動片１００となる。
【００３７】
すなわち、音叉型水晶振動片１００では、貫通溝１２３、１２４が形成されている部分の電界効率を上昇させることができ、そして、貫通溝１２３、１２４が形成されているために生じる音叉腕１２１，１２２の剛性不足は、複数のサイドバー１２５、１２６で解消することができる。さらに、サイドバー１２５、１２６の形成で生じる、当該部分の電界の弱さは、Ｖ字溝１２５ａを設けることにより解消することができるという優れた振動片となっている。
【００３８】
ところで、上記音叉型水晶振動片１００の基部１１０は、図１に示すように、その全体が略板状に形成されている。
そして、この基部１１０には、図１に示すように基部１１０の両側に切り込み部１２９が２箇所設けられている。
この切り込み部１２９、１２９の位置は、図１に示すように音叉腕１２１，１２２の貫通溝１２３，１２４の下端部より下方に配置されるので、この切り込み部１２９、１２９の存在が、音叉腕部１２１、１２２の振動を阻害等することがない。
【００３９】
また、図１で斜線で示す部分は、音叉型水晶振動片１００をパッケージにおいて固定する際に実際に固定される固定領域１１１である。
図１に示すように、切り込み部１２９の下端部は、固定領域１１１より図１の上方に配置されるので、切り込み部１２９が固定領域１１１に影響を及ぼすことがなく、音叉型水晶振動片１００のパッケージに対する固定状態に悪影響を与えることがないように構成されている。
【００４０】
そして、このような位置に設けられている切り込み部１２９、１２９は、音叉腕１２１，１２２が振動する際に、垂直成分を有した振動が生じても、その振動が基部１１０側に漏れエネルギー逃げ等の悪影響が生じるのを、有効に緩和する働きをする。
したがって、本実施の形態の音叉型水晶振動片１００は、従来のように基部１１０を大型化しなくても前記垂直成分の振動による悪影響を抑えることができるので、基部１００を小型化し、振動片を小型化することができる。
また、振動片を小型化しても、振動片間のＣＩ値のバラツキを抑え、安定化させることができる。
【００４１】
本実施の形態の音叉型水晶振動片１００は、以上のように構成されるが、以下その製造工程について説明する。
図７は、本実施の形態に係る音叉型水晶振動片１００の製造工程の特徴的部分を示すフローチャートである。
先ず、水晶に金属膜であるＡｕ・Ｃｒ膜をスパッタ等で形成し、その上にフォトレジストを載置する。
【００４２】
その後、図７のＳＴ１に示すように、音叉型水晶振動片１００の外形、貫通溝１２３，１２４及びサイドバーのＶ字溝１２５ａを形成すためのレジストパターニング工程を行う。
すなわち、図８に示すように水晶１３０の上にＡｕ・Ｃｒ膜を介して載置されたレジストに所定のマスクを介して露光・現像するフォトレジスト工程を経て、図８の斜線部分のようなレジストパターン１３１を形成する。このレジストパターン１３１では説明の便宜上、サイドバー１２５，１２６を１カ所のみ設ける構成となっているが、図１のように音叉腕１２１，１２２それぞれに３カ所ずつ形成することもできる。
【００４３】
このとき、サイドバー１２５，１２６形成領域における両側であるＶ字溝１２５ａ形成領域には、レジストが配置されていない。
したがって、この部分は後述するエッチングによりＶ字溝１２５ａが形成されることになる。
また、Ｖ字溝１２５ａ形成領域のパターン幅Ｗ（図８参照）は、貫通溝１２３，１２４形成用のパターン幅Ｗ１に比べ少なくとも半分以下の幅となっており、具体的には後述するエッチングストップ現象により図２に示すようなＶ字溝１２３ａが形成される幅に設定される。
【００４４】
次に、図７のＳＴ２に示すように、ＳＴ１で形成したレジストパターン１３１をマスクとして、その他の部分のＡｕ・Ｃｒ膜をエッチングにより除去する。すなわち、音叉型水晶振動片の外形、貫通溝及びサイドバーのＶ字溝のＡｕ・Ｃｒエッチング工程を行う。この状態を示すのが図９である。
【００４５】
次に、図７のＳＴ３に示すように、音叉腕水晶振動片の外形、貫通溝及びサイドバーのＶ字溝の水晶エッチング工程を行う。この状態を示したのが図１０である。
具体的には、水晶エッチングはＡｕ・Ｃｒ膜をマスクとして異方性エッチングで行われ、図１０に示すように音叉型水晶振動片１００の外形、貫通溝１２３、１２４が形成される。また、サイドバー１２５，１２６も形成されるが、このサイドバー１２５，１２６には表面及び裏面にＶ字溝１２５ａ、１２６ａが略Ｖ字状に形成される。
【００４６】
このとき、図８に示すように、Ｖ字溝１２５ａ、１２５ａ形成領域のパターン幅Ｗは、貫通溝１２３，１２４形成用のパターン幅Ｗ１に比べ少なくとも半分以下の幅となっており、具体的には後述するエッチングストップ現象により図２に示すようなＶ字溝１２３ａが形成される幅に設定される。
すなわち、異方性エッチングにおいては、パターン幅が狭まるとエッチングが浅い部分で止まる、所謂エッチングストップ現象が生じる。このエッチングストップ現象はパターン幅によって決まるため、このパターン幅を所定の長さに設定することで、図１０に示すようなＶ字溝１２５ａ、１２６ａを形成することができる。
【００４７】
このように、本実施の形態では、音叉型水晶振動片１００の外形、貫通溝１２３、１２４、サイドバー１２５，１２６及びＶ字溝１２５ａ、１２６ａの水晶エッチングを一つの工程で行うことができる。
これに対して、従来は、Ｖ字溝１２５ａ、１２６ａの代わりサイドバー１２５、１２６の厚みを薄くするハーフエッチングを行うことがあった。この場合、振動片の外形、貫通溝１２３，１２４と同一の工程でサイドバー１２３、１２６のハーフエッチングを行うと、サイドバー１２５，１２６が外形等と同様、貫通してしまった。
このため、従来は必ず外形等のエッチング工程と、別の工程としてハーフエッチングを行っていた。
これに対して、本実施の形態では、Ｖ字溝１２５ａ、１２６ａを形成するハーフエッチング図７のと振動片の外形等の貫通エッチングを同一の工程で行うことができるのでフォトリソグラフィー工程が減少し、生産コストが低減すると共に、パターニングの精度も著しく向上することとなる。
【００４８】
ところで、図７のＳＴ３の後、ＳＴ４のＡｕ・Ｃｒ膜の剥離工程が行われ、図１１に示すように電極形成前の音叉型水晶振動片１００が形成される。
その後、表面の溝電極１２７、１２８や側面電極１２８、そして基部電極が形成されて（図７のＳＴ５）音叉型水晶振動片１００が製造される。
【００４９】
（第２の実施の形態）
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る振動子であるセラミックパッケージ音叉型振動子３００を示す図である。
このセラミックパッケージ音叉型振動子３００は、上述の第１の実施の形態の音叉型水晶振動片１００を用いている。したがって、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いて、その説明を省略する。
図１２は、セラミックパッケージ音叉型振動子３００の構成を示す概略断面図である。図１２に示すようにセラミックパッケージ音叉型振動子３００は、その内側に空間を有する箱状のパッケージ３１０を有している。
このパッケージ３１０には、その底部にベース部３１１を備えている。このベース部３１１は、例えばアルミナ等のセラミックス等で形成されている。
【００５０】
ベース部３１１上には、封止部３１２が設けられており、この封止部３１２は、ベース部３１１と同様の材料から形成されている。また、この封止部３１２の上端部には、蓋体３１３が載置され、これらベース部３１１、封止部３１２及び蓋体３１３で、中空の箱体を形成することになる。
このように形成されているパッケージ３１０のベース部３１１上にはパッケージ側電極３１４が設けられている。このパッケージ側電極３１４の上には導電性接着剤等を介して電極を形成された音叉型水晶振動片１００の基部１１０の固定領域１１１が固定されている。
この音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、生産コストが上昇せず、振動片１２１，１２２内の電界効率が上がり、ＣＩ値が上昇しない高精度な振動片となっている。
【００５１】
（第３の実施の形態）
図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る電子機器であるデジタル携帯電話４００を示す概略図である。
このデジタル携帯電話４００は、上述の第２の実施の形態のセラミックパッケージ音叉型振動子３００と音叉型水晶振動片１００とを使用している。
したがって、セラミックパッケージ音叉型振動子３００と音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いる等して、その説明を省略する。
【００５２】
図１３はデジタル携帯電話４００の回路ブロックを示しているが、図１３に示すように、デジタル携帯電話４００で送信する場合は、使用者が、自己の声をマイクロフォンに入力すると、信号はパルス幅変調・符号化のブロックと変調器／復調器のブロックを経てトランスミッター、アンテナスイッチを開始アンテナから送信されることになる。
一方、他人の電話から送信された信号は、アンテナで受信され、アンテナスイッチ、受信フィルターを経て、レシーバーから変調器／復調器ブロックに入力される。そして、変調又は復調された信号がパルス幅変調・符号化のブロックを経てスピーカーに声として出力されるようになっている。
【００５３】
このうち、アンテナスイッチや変調器／復調器ブロック等を制御するためのコントローラが設けられている。
このコントローラは、上述の他に表示部であるＬＣＤや数字等の入力部であるキー、更にはＲＡＭやＲＯＭ等も制御するため、高精度であることが求められる。
このような要請に合致するものとして上述のセラミックパッケージ音叉振動子３００が用いられている。
【００５４】
このセラミックパッケージ音叉型振動子３００は、図１に示す音叉型水晶振動片１００を有するため、生産コストが上昇せず、振動片１２１，１２２内の電界効率が上がり、ＣＩ値が上昇しない高精度な振動片となっている。
したがって、このセラミックパッケージ音叉型振動子３００を搭載したデジタル携帯電話４００も生産コストが上昇せず、振動片１２１，１２２内の電界効率が上がり、ＣＩ値が上昇しない高精度な振動片を有する高性能なデジタル携帯電話となる。
【００５５】
（第４の実施の形態）
図１４は、本発明の第４の実施の形態に係る発振器であるデジタル音叉水晶発振器５００を示す図である。
このデジタル音叉水晶発振器５００は、上述の第２の実施の形態のセラミックパケージ音叉型振動子３００と多くの部分で構成が共通している。したがって、セラミックパケージ音叉型振動子３００と音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いて、その説明を省略する。
【００５６】
図１４に示すデジタル音叉水晶発振器５００は、図１２に示すセラミックパッケージ音叉振動子３００の音叉型水晶振動片１００の下方で、ベース部３１１の上に、図１４に示すように集積回路５１０を配置したものである。
すなわち、デジタル音叉水晶発振器５００では、その内部に配置された音叉型水晶振動片１００が振動すると、その振動は、集積回路５１０に入力され、その後、所定の周波数信号を取り出すことで、発振器として機能することになる。
すなわち、デジタル音叉水晶発振器５００に収容されている音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、生産コストが上昇せず、振動片１２１，１２２内の電界効率が上がり、ＣＩ値が上昇しない高精度な振動片となっている。
【００５７】
（第５の実施の形態）
図１５は、本発明に第５の実施の形態に係る振動子であるシリンダータイプ音叉振動子６００を示す図である。
このシリンダータイプ音叉振動子６００は、上述の第１の実施の形態の音叉型水晶振動片１００を使用している。したがって、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いる等して、その説明を省略する。
図１５は、シリンダータイプ音叉振動子６００の構成を示す概略図である。
図１５に示すようにシリンダータイプ音叉振動子６００は、その内部に音叉型水晶振動片１００を収容するための金属製のキャップ６３０を有している。このキャップ６３０は、ステム６２０に対して圧入され、その内部が真空状態に保持されるようになっている。
【００５８】
また、キャップ６３０に収容された音叉型水晶振動片１００を保持するためのリード６１０が２本配置されている。
このようなシリンダータイプ音叉振動子６００に外部より電流等を印加すると音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２が振動し、振動子として機能することになる。
このとき、音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、生産コストが上昇せず、振動片１２１，１２２内の電界効率が上がり、ＣＩ値が上昇しない高精度な振動片なので、この振動片を搭載したシリンダータイプ音叉振動子６００も小型で高性能な振動子となる。
【００５９】
また、上述の各実施の形態では、３２．７６８ｋＨｚの音叉型水晶振動片を例に説明したが、１５ｋＨｚ乃至１５５ｋＨｚの音叉型水晶振動片に適用できることは明らかである。
なお、上述の実施の形態に係る音叉型水晶振動片１００は、上述の例のみならず、他の電子機器、携帯情報端末、さらに、テレビジョン、ビデオ機器、所謂ラジカセ、パーソナルコンピュータ等の時計内蔵機器及び時計にも用いられることは明らかである。
さらに、本発明は、上記実施の形態に限定されず、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。そして、上記実施の形態の構成は、その一部を省略したり、上述していない他の任意の組み合わせに変更することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、生産コストを上げずに連結部における電界効率を上昇させＣＩ値を低下させることができる音叉型圧電振動片、振動子、発振器、電子機器及び音叉型圧電振動片の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態に係る振動片である電極が形成されていない音叉型水晶振動片を示す概略図である。
【図２】  図１の矢印Ｄで示す部分の概略拡大斜視図である。
【図３】  音叉腕の屈曲運動の説明図である。
【図４】  図１のＣ−Ｃ’線概略断面図である。
【図５】  図１のＢ−Ｂ’線概略断面図である。
【図６】  サイドバーにＶ字溝を形成しなかった場合の図４と同様の概略断面図である。
【図７】  本実施の形態に係る音叉型水晶振動片の製造工程の特徴的部分を示すフローチャートである。
【図８】  水晶にレジストパターンを形成した状態を示す概略図である。
【図９】  音叉型水晶振動片の外形、貫通溝及びサイドバーのＶ字溝のＡｕ・Ｃｒエッチング工程を行った状態を示す概略図である。
【図１０】  音叉腕水晶振動片の外形、貫通溝及びサイドバーのＶ字溝の水晶エッチング工程を行った状態を示す概略図である。
【図１１】  Ａｕ・Ｃｒ膜の剥離工程を行った状態を示す概略図である。
【図１２】  本発明の第２の実施の形態に係るセラミックパッケージ音叉型振動子の構成を示す概略断面図である。
【図１３】  本発明の第３の実施の形態に係るデジタル携帯電話の回路ブロックを示す概略図である。
【図１４】  本発明の第４の実施の形態に係るデジタル音叉水晶発振器の構成を示す概略断面図である。
【図１５】  本発明の第５の実施の形態に係るシリンダータイプ音叉振動子の構成を示す概略断面図である。
【図１６】  従来の音叉型水晶振動片を示す概略図である。
【図１７】  図１６のＡ−Ａ’線概略断面図である。
【図１８】  図１６の腕部の振動の説明図である。
【符号の説明】
１００、２００・・・音叉型水晶振動片、１１０・・・基部、１１１・・・固定領域、１２１、１２２・・・音叉腕、１２３，１２４・・・貫通溝、１２３ａ、１２３ｂ、１２４ａ、１２４ｂ・・・端部、１２５，１２６・・・サイドバー、１２５ａ、１２５ｂ・・・Ｖ字溝、１２７・・・溝電極、１２８・・・側面電極、１２９・・・切り込み部、１３０・・・水晶、１３１・・・レジストパターン、２００・・・セラミックパッケージ音叉振動子、３１０・・・パッケージ、３１１・・・ベース部、３１２・・・封止部、３１３・・・蓋体、３１４・・・パッケージ側電極、４００・・・デジタル携帯電話、５００・・・デジタル音叉水晶発振器、５１０・・・集積回路、６００・・・シリンダータイプ音叉振動子、６１０・・・リード、６２０・・・ステム、６３０・・・キャップ
【図１】
0003900513.tif 000002
【図２】
0003900513.tif 000003
【図３】
0003900513.tif 000004
【図４】
0003900513.tif 000005
【図５】
0003900513.tif 000006
【図６】
0003900513.tif 000007
【図７】
0003900513.tif 000008
【図８】
0003900513.tif 000009
【図９】
0003900513.tif 000010
【図１０】
0003900513.tif 000011
【図１１】
0003900513.tif 000012
【図１２】
0003900513.tif 000013
【図１３】
0003900513.tif 000014
【図１４】
0003900513.tif 000015
【図１５】
0003900513.tif 000016
【図１６】
0003900513.tif 000017
【図１７】
0003900513.tif 000018
【図１８】
0003900513.tif 000019