JP2014150422A - Tuning-fork type crystal vibrator and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a tuning-fork type crystal vibrator with a much better vibration characteristic.SOLUTION: The tuning-fork type crystal vibrator 1 comprises: a tuning-fork type piece 2 that is made of a crystal and in which first and second vibration arm parts 11, 12 are communicated with a base part 3; and excitation electrodes provided to the first and second vibration arm parts 11, 12. Plural through holes 13 are provided on the first and second vibration arm parts 11, 12. An opening of the through hole on a first principal plane 11a and an opening on a second principal plane 11b of the first and second vibration arm parts 11, 12 are displaced in a first direction that is a longitudinal direction of the first and second vibration arm parts 11, 12, so that an effective excitation electrode ratio on a cross section orthogonal to a second direction that is a width direction of the first and second vibration arm parts 11, 12=(a total area of the excitation electrodes)/(an area of regions in which the plural through holes are provided) is larger than that when the openings are not displaced from each other.

Description

本発明は、複数の振動アーム部を有する音叉型水晶振動子に関し、特に、振動アーム部に複数の貫通孔が設けられている音叉型水晶振動子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a tuning fork crystal resonator having a plurality of vibration arm portions, and more particularly to a tuning fork crystal resonator having a plurality of through holes in the vibration arm portion and a method for manufacturing the same.

従来、発振子等に音叉型水晶振動子が用いられている。下記の特許文献1には、図16に平面図で示す音叉型水晶振動子1001が開示されている。   Conventionally, a tuning fork type crystal resonator is used for an oscillator or the like. Patent Document 1 below discloses a tuning fork type crystal resonator 1001 shown in a plan view in FIG.

音叉型水晶振動子1001は、基部1002と、基部1002に第1の端部が連結されている振動アーム部1003,1004とを有する。基部1002及び振動アーム部1003,1004は水晶基板を加工することにより設けられている。振動アーム部1003には、その長さ方向に延びる複数の貫通孔1005が設けられている。   The tuning fork type crystal resonator 1001 includes a base portion 1002 and vibration arm portions 1003 and 1004 whose first ends are connected to the base portion 1002. The base portion 1002 and the vibrating arm portions 1003 and 1004 are provided by processing a quartz substrate. The vibrating arm portion 1003 is provided with a plurality of through holes 1005 extending in the length direction.

図17は、図16のB−B線での断面図である。振動アーム部1003における貫通孔1005の両側の振動アーム部分に印加される電界の方向は、図示の矢印で示す方向であり、水晶基板の結晶軸と図17に示すような関係にある。また、この振動アーム部分においては、貫通孔1005に臨む側面に第1の振動電極1006が設けられており、外側の側面に第2の振動電極1007が設けられている。第1,第2の振動電極1006,1007から交番電界を印加することにより、振動アーム部1003における貫通孔1005の両側の振動アーム部分が逆位相で伸縮する。従って、振動アーム部1003は屈曲モードで振動する。振動アーム部1004も同様である。   17 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. The direction of the electric field applied to the vibrating arm portions on both sides of the through-hole 1005 in the vibrating arm portion 1003 is the direction indicated by the arrow in the figure, and has a relationship as shown in FIG. 17 with the crystal axis of the quartz substrate. Further, in this vibration arm portion, the first vibration electrode 1006 is provided on the side surface facing the through hole 1005, and the second vibration electrode 1007 is provided on the outer side surface. By applying an alternating electric field from the first and second vibrating electrodes 1006 and 1007, the vibrating arm portions on both sides of the through hole 1005 in the vibrating arm portion 1003 expand and contract in opposite phases. Accordingly, the vibrating arm portion 1003 vibrates in the bending mode. The same applies to the vibrating arm 1004.

特許文献1に記載の音叉型水晶振動子1001では、上記貫通孔1005が設けられている領域において、複数本のサイドバー1008が設けられている。   In the tuning fork type crystal resonator 1001 described in Patent Document 1, a plurality of side bars 1008 are provided in the region where the through hole 1005 is provided.

特許第3900513号公報Japanese Patent No. 3900513

上記音叉型水晶振動子1001では、振動アーム部1003,1004における貫通孔1005の両側の振動アーム部分同士が逆位相で伸縮し、振動アーム部1003,1004が屈曲モードで振動する。そして、振動アーム部1003,1004では、サイドバー1008が設けられていることにより、貫通孔1005が設けられていることにより低下した機械的強度が補強されている。   In the tuning fork type crystal resonator 1001, the vibration arm portions on both sides of the through hole 1005 in the vibration arm portions 1003 and 1004 expand and contract in opposite phases, and the vibration arm portions 1003 and 1004 vibrate in the bending mode. In the vibrating arm portions 1003 and 1004, the mechanical strength that has been lowered due to the provision of the through holes 1005 is reinforced by the provision of the side bars 1008.

しかしながら、特許文献1に記載の音叉型水晶振動子1001では、屈曲モードの振動が崩れ、良好な振動特性を得ることができないことがあった。   However, in the tuning fork type crystal resonator 1001 described in Patent Document 1, the vibration in the bending mode is broken, and it may not be possible to obtain good vibration characteristics.

本発明の目的は、振動アーム部に複数の貫通孔が設けられている音叉型水晶振動子であって、より一層良好な振動特性を得ることができる音叉型水晶振動子を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a tuning fork type crystal resonator in which a plurality of through holes are provided in a vibration arm portion, and which can obtain even better vibration characteristics. .

本願の第1〜第3の発明に係る音叉型水晶振動子は、水晶からなる音叉型振動片と、励振電極とを備える。音叉型振動片は、基部と、複数の振動アーム部とを有する。複数の振動アーム部は、それぞれ、第1の端部と、第1の端部とは反対側の第2の端部と、厚み方向において対向し合う第1及び第2の主面とを有する。第1の端部が基部に連ねられている。励振電極は、複数の振動アーム部にそれぞれ設けられている。振動アーム部における第1の端部と第2の端部とを結ぶ長さ方向を第1の方向とし、第1の方向と直交する振動アーム部の幅方向を第2の方向とし、第1及び第2の方向と直交する振動アーム部の厚み方向を第3の方向とする。振動アーム部には、第1の方向に沿って配置されている複数の貫通孔が設けられている。複数の貫通孔は、第3の方向に振動アーム部を貫通している。励振電極は、複数の貫通孔の第2の方向において対向し合っている内側面に少なくとも設けられている。   The tuning fork type crystal resonator according to the first to third aspects of the present application includes a tuning fork type resonator element made of crystal and an excitation electrode. The tuning fork type vibration piece has a base portion and a plurality of vibration arm portions. Each of the plurality of vibration arms has a first end, a second end opposite to the first end, and first and second main surfaces facing each other in the thickness direction. . The first end is connected to the base. The excitation electrode is provided in each of the plurality of vibration arms. The length direction connecting the first end and the second end of the vibration arm portion is the first direction, the width direction of the vibration arm portion orthogonal to the first direction is the second direction, and the first direction is the first direction. The thickness direction of the vibrating arm portion orthogonal to the second direction is defined as a third direction. The vibration arm portion is provided with a plurality of through holes arranged along the first direction. The plurality of through holes penetrate the vibration arm portion in the third direction. The excitation electrode is provided at least on the inner surfaces facing each other in the second direction of the plurality of through holes.

本願の第1及び第2の発明に係る音叉型水晶振動子では、上記貫通孔において第1の主面側の開口部と、第2の主面側の開口部とが第1の方向にずらされて設けられている。   In the tuning fork type crystal resonator according to the first and second inventions of the present application, the opening on the first main surface side and the opening on the second main surface side in the through hole are shifted in the first direction. Has been provided.

本願の第1の発明に係る音叉型水晶振動子では、(振動アーム部の第2の方向と直交する断面における励振電極合計面積)/(振動アーム部の第2の方向と直交する断面における複数の貫通孔が設けられている領域の面積)で表される有効励振電極比率が第1の方向においてずらされずに設けられている場合よりも大きくなるように、第1の主面側の開口部と第2の主面側の開口部とが第1の方向にずらされて設けられている。   In the tuning fork type crystal resonator according to the first invention of the present application, (total excitation electrode area in a cross section orthogonal to the second direction of the vibrating arm portion) / (plurality in a cross section orthogonal to the second direction of the vibrating arm portion) The opening on the first main surface side so that the effective excitation electrode ratio represented by the area of the region where the through-holes are provided is not shifted in the first direction. And the opening on the second main surface side are provided shifted in the first direction.

本願の第2の発明に係る音叉型水晶振動子では、上記有効励振電極比率が0.77以上となるように、貫通孔において第1の主面側の開口部と第2の主面側の開口部とが第1の方向でずらされて設けられている。   In the tuning fork type crystal resonator according to the second invention of the present application, the opening on the first main surface side and the second main surface side in the through hole are set so that the effective excitation electrode ratio is 0.77 or more. The opening is provided so as to be shifted in the first direction.

本願の第3の発明に係る音叉型水晶振動子では、貫通孔の第2の方向と直交する断面の形状が略平行四辺形である。   In the tuning fork type crystal resonator according to the third invention of the present application, the shape of the cross section perpendicular to the second direction of the through hole is a substantially parallelogram.

本願の第1〜第3の発明に係る音叉型水晶振動子のある特定の局面では、貫通孔の第2の方向と直交する断面において、貫通孔の第1の方向において向かい合う内側面が振動アーム部の第1の主面及び第2の主面となす角度が鋭角である。この場合には、ウェットエッチングにより貫通孔を容易に形成することができる。   In a specific aspect of the tuning fork type crystal resonator according to the first to third inventions of the present application, in the cross section orthogonal to the second direction of the through hole, the inner side surface facing in the first direction of the through hole is the vibrating arm. The angle formed by the first main surface and the second main surface of the part is an acute angle. In this case, the through hole can be easily formed by wet etching.

本願の第1〜第3の発明に係る音叉型水晶振動子の他の特定の局面では、貫通孔の第1の方向と直交する断面において、貫通孔の第2の方向において向かい合う内側面が振動アーム部の第1の主面及び第2の主面となす角度が鋭角である。この場合には、ウェットエッチングにより各貫通孔を容易に形成することができる。   In another specific aspect of the tuning fork type crystal resonator according to the first to third inventions of the present application, in the cross section orthogonal to the first direction of the through hole, the inner side surface facing in the second direction of the through hole vibrates. The angle formed between the first main surface and the second main surface of the arm portion is an acute angle. In this case, each through hole can be easily formed by wet etching.

本願の第1〜第3の発明に係る音叉型水晶振動子のさらに他の特定の局面では、複数の貫通孔が、振動アーム部の第1の端部側に寄せられて設けられている。   In still another specific aspect of the tuning fork type crystal resonator according to the first to third inventions of the present application, the plurality of through holes are provided close to the first end portion side of the vibrating arm portion.

本願の第1〜第3の発明に係る音叉型水晶振動子のさらに他の特定の局面では、複数の貫通孔のうち、前記基部に最も近い貫通孔の基部側の端部が前記基部内に位置している。   In still another specific aspect of the tuning-fork type crystal resonator according to the first to third inventions of the present application, of the plurality of through holes, an end portion on the base side of the through hole closest to the base portion is in the base portion. positioned.

本願の第1〜第3の発明に係る音叉型水晶振動子のさらに別の特定の局面では、振動アーム部の第2の端部に連ねられており、第2の方向に沿う寸法が振動アーム部の第2の方向に沿う寸法よりも大きい錘部をさらに有する。好ましくは、錘部は、貫通孔または凹部を有する。   In still another specific aspect of the tuning fork type crystal resonator according to the first to third inventions of the present application, the vibration fork is connected to the second end of the vibrating arm, and the dimension along the second direction is the vibrating arm. It further has a weight portion larger than the dimension along the second direction of the portion. Preferably, the weight portion has a through hole or a recess.

本願の発明に係る音叉型水晶振動子の製造方法は、基部と、複数の振動アーム部とを有し、複数の振動アーム部が、それぞれ第1の端部と、第1の端部とは反対側の第2の端部と、厚み方向において対向し合う第1及び第2の主面とを有し、第1の端部が基部に連ねられている、水晶からなる音叉型振動片と、複数の振動アーム部にそれぞれ設けられている励振電極とを備える音叉型水晶振動子の製造方法である。本発明の製造方法では、振動アーム部における第1の端部と第2の端部とを結ぶ長さ方向を第1の方向とし、第1の方向と直交する振動アーム部の幅方向を第2の方向とし、第1及び第2の方向と直交する振動アーム部の厚み方向を第3の方向とする。本願の発明に係る製造方法は、下記の各工程を備える。   The manufacturing method of a tuning fork type crystal resonator according to the invention of the present application includes a base and a plurality of vibration arms, and the plurality of vibration arms are respectively a first end and a first end. A tuning-fork type resonator element made of quartz crystal having a second end portion on the opposite side and first and second main surfaces facing each other in the thickness direction, the first end portion being connected to the base portion; And a method for manufacturing a tuning-fork type crystal resonator including excitation electrodes respectively provided on a plurality of vibration arm portions. In the manufacturing method of the present invention, the length direction connecting the first end and the second end of the vibration arm is the first direction, and the width direction of the vibration arm is perpendicular to the first direction. And the thickness direction of the vibrating arm portion orthogonal to the first and second directions is the third direction. The manufacturing method according to the present invention includes the following steps.

基部及び複数の振動アーム部を有する音叉型振動片を形成する工程。   Forming a tuning fork-type vibrating piece having a base and a plurality of vibrating arms;

音叉型振動片の形成後に、または音叉型振動片の形成に先立ち、振動アーム部の第1の主面及び第2の主面からエッチングし、第1の方向に沿って配置されており、第3の方向に振動アーム部を貫通している複数の貫通孔を形成する工程。   Etching from the first main surface and the second main surface of the vibration arm portion after forming the tuning fork type vibrating piece or prior to forming the tuning fork type vibrating piece, and arranged along the first direction, Forming a plurality of through holes penetrating the vibrating arm portion in the direction of 3;

振動アーム部に励振電極を形成する工程。   Forming an excitation electrode on the vibrating arm;

本願の発明に係る製造方法では、エッチングによる貫通孔の形成に際し、上記有効励振電極比率が、第1の方向においてずらしていない場合よりも大きくなるように、第1の主面側におけるエッチング位置と、第2の主面側におけるエッチング位置とを第1の方向においてずらす。   In the manufacturing method according to the invention of the present application, when forming the through hole by etching, the etching position on the first main surface side is set so that the effective excitation electrode ratio is larger than the case where the effective excitation electrode ratio is not shifted in the first direction. The etching position on the second main surface side is shifted in the first direction.

本願の発明に係る製造方法では、好ましくは、上記有効励振電極比率が0.77以上となるように、第1の主面側におけるエッチング位置と、第2の主面側におけるエッチング位置とをずらす。   In the manufacturing method according to the present invention, preferably, the etching position on the first main surface side and the etching position on the second main surface side are shifted so that the effective excitation electrode ratio is 0.77 or more. .

本発明に係る音叉型水晶振動子では、より一層良好な振動特性を得ることができる。   In the tuning fork type crystal resonator according to the present invention, even better vibration characteristics can be obtained.

(a)は、本発明の第1の実施形態に係る音叉型水晶振動子の略図的斜視図であり、(b)は、本発明の第1の実施形態に係る音叉型水晶振動子を構成する第1の振動アーム部における図1(a)中のB−B線での断面の一部を示す模式的断面図であり、(c)は、本発明の第1の実施形態に係る音叉型水晶振動子を構成する第1の振動アーム部における貫通孔が設けられている部分の第1の方向と直交する断面を示す模式的断面図であり、(d)は、有効励振電極比率を説明するための模式的断面図である。(A) is a schematic perspective view of the tuning fork type crystal resonator according to the first embodiment of the present invention, and (b) shows the tuning fork type crystal resonator according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a part of a cross section taken along line BB in FIG. 1A in the first vibrating arm section, and FIG. 3C is a tuning fork according to the first embodiment of the present invention. It is typical sectional drawing which shows the cross section orthogonal to the 1st direction of the part in which the through-hole in the 1st vibration arm part which comprises a type | mold crystal oscillator is provided, (d) is effective excitation electrode ratio. It is a typical sectional view for explaining. (a)は、本発明の第1の実施形態に係る音叉型水晶振動子を構成する第1の振動アーム部における貫通孔が設けられている部分の第1の方向と直交する断面を示す模式的断面図であり、(b)は、第1の振動アーム部における桟が設けられている部分の第1の方向と直交する断面を示す模式的断面図である。(A) is a model which shows the cross section orthogonal to the 1st direction of the part in which the through-hole is provided in the 1st vibration arm part which comprises the tuning fork type crystal resonator which concerns on the 1st Embodiment of this invention. FIG. 5B is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the first direction of a portion where the crosspiece is provided in the first vibrating arm portion. (a)及び(b)は、第1の実施形態の変形例に係る音叉型水晶振動子を構成する第1の振動アーム部における貫通孔が設けられている部分の第2の方向と直交する断面を示す模式的断面図及び第1の方向と直交する断面を示す模式的断面図である。(A) And (b) is orthogonal to the 2nd direction of the part in which the through-hole is provided in the 1st vibration arm part which comprises the tuning fork type crystal resonator which concerns on the modification of 1st Embodiment. It is a typical sectional view showing a section, and a typical sectional view showing a section orthogonal to the 1st direction. (a)及び(b)は、比較例に係る音叉型水晶振動子を構成する第1の振動アーム部における貫通孔が設けられている部分の第2の方向と直交する断面を示す模式的断面図及び第1の方向と直交する断面を示す模式的断面図である。(A) And (b) is a typical cross section which shows the cross section orthogonal to the 2nd direction of the part in which the through-hole is provided in the 1st vibration arm part which comprises the tuning fork type crystal resonator which concerns on a comparative example. It is a typical sectional view showing a section orthogonal to a figure and the 1st direction. 桟の数が異なる音叉型水晶振動子における貫通孔の第1の主面側の開口部と第2の主面側の開口部とのずれ量と、振動特性を示すkQとの関係を示す図である。The relationship between the amount of deviation between the opening on the first main surface side and the opening on the second main surface side of the through hole in the tuning fork type crystal resonator with different numbers of crosspieces and k 2 Q indicating the vibration characteristics FIG. 桟の数が異なる音叉型水晶振動子における貫通孔の第1の主面側の開口部と第2の主面側の開口部とのずれ量と、共振抵抗CIとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the shift | offset | difference amount of the opening part by the side of the 1st main surface side of a through-hole, and the opening part by the side of a 2nd main surface, and resonance resistance CI in the tuning fork type | mold crystal vibrator in which the number of crosspieces differs. . 図5及び図6に示したずれ量を説明するための模式図であり、第1の振動アーム部における貫通孔が設けられている部分の第2の方向と直交する断面を示す模式的断面図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the amount of deviation shown in FIG. 5 and FIG. 6, and is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the second direction of a portion where a through hole is provided in the first vibration arm portion. It is. 図5及び図6におけるずれ量が+0.02mmである場合の、第1の振動アーム部における貫通孔が設けられている部分の第2の方向と直交する断面を示す模式的断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a cross section orthogonal to a second direction of a portion where a through hole is provided in the first vibrating arm portion when the shift amount in FIGS. 5 and 6 is +0.02 mm. 有効励振電極比率と振動特性を表すkQとの関係を示す図である。Is a diagram showing the relationship between k 2 Q representing vibration characteristics and effective excitation electrode ratio. 本発明の第2の実施形態に係る音叉型水晶振動子の模式的平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view of a tuning fork type crystal resonator according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る音叉型水晶振動子において、基部に最も近い貫通孔の基部側の端部と、基部の貫通孔側端部との間の距離Dと振動特性を表すkQとの関係を示す図である。In the tuning fork type crystal resonator according to the second embodiment of the present invention, k represents the distance D between the end portion on the base side of the through hole closest to the base portion and the end portion on the through hole side of the base portion and vibration characteristics. it is a diagram showing a relationship between 2 Q. 本発明の第2の実施形態に係る音叉型水晶振動子において、基部に最も近い貫通孔の基部側の端部と、基部の貫通孔側端部との間の距離Dと共振抵抗CIとの関係を示す図である。In the tuning fork type crystal resonator according to the second embodiment of the present invention, the distance D between the end on the base side of the through hole closest to the base and the end on the side of the through hole on the base and the resonance resistance CI It is a figure which shows a relationship. 本発明の第3の実施形態に係る音叉型水晶振動子の略図的斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view of a tuning fork type crystal resonator according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態に係る音叉型水晶振動子の略図的斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view of a tuning fork type crystal resonator according to a fourth embodiment of the present invention. 貫通孔が設けられた錘部を有する実施形態と、貫通孔が設けられていない錘部を有する参考例とにおいて、エッチングによる加工寸法ずれと共振周波数の変動量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the processing dimension shift | offset | difference by an etching, and the variation | change_quantity of a resonant frequency in embodiment which has a weight part provided with the through-hole, and the reference example which has a weight part without the through-hole. 従来の音叉型水晶振動子の平面図である。It is a top view of the conventional tuning fork type crystal resonator. 図16のB−B線での断面図である。It is sectional drawing in the BB line of FIG.

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。   Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.

図1(a)は、本発明の第1の実施形態に係る音叉型水晶振動子を示す略図的斜視図である。本発明の第1の実施形態に係る音叉型水晶振動子1は、水晶からなる音叉型振動片2と、図2(a)及び(b)を参照して後述する励振電極5,6とを有する。図1(a)では、励振電極5,6の図示は省略されている。すなわち、図1(a)では、音叉型水晶振動子1の音叉型振動片2が斜視図で示されている。   FIG. 1A is a schematic perspective view showing a tuning fork type crystal resonator according to the first embodiment of the present invention. The tuning fork type crystal resonator 1 according to the first embodiment of the present invention includes a tuning fork type vibrating piece 2 made of crystal and excitation electrodes 5 and 6 to be described later with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). Have. In FIG. 1A, the excitation electrodes 5 and 6 are not shown. That is, in FIG. 1A, the tuning fork type vibrating piece 2 of the tuning fork type crystal resonator 1 is shown in a perspective view.

音叉型振動片2は、Zカットの水晶からなる。本実施形態では、音叉型振動片2は、基部3と、第1,第2の振動アーム部11,12と、第1,第2の支持アーム21,22とを有する。基部3は、音叉型水晶振動子1を外部に連結する部分である。基部3に、第1,第2の振動アーム部11,12と、第1,第2の支持アーム21,22とが連ねられている。 第1,第2の振動アーム部11,12は、長さ方向を有し、間隔を隔てて並設されている。第1,第2の振動アーム部11,12は、それぞれ、基部3に連ねられている第1の端部と、反対側の端部であって自由端である第2の端部とを有する。第1,第2の振動アーム部11,12における第1の端部と第2の端部とを結ぶ長さ方向を、第1の方向とする。また、第1の方向と直交する第1,第2の振動アーム部11,12の幅方向を、第2の方向とする。さらに、第1,第2の方向と直交する第1,第2の振動アーム部11,12の厚み方向を、第3の方向とする。なお、第1の方向は、音叉型振動片2を構成する水晶のY軸方向である。第2の方向は、音叉型振動片2を構成する水晶のX軸方向である。第3の方向は、音叉型振動片2を構成する水晶のZ軸方向である。   The tuning fork type vibrating piece 2 is made of a Z-cut crystal. In the present embodiment, the tuning fork type resonator element 2 includes a base 3, first and second vibrating arm portions 11 and 12, and first and second support arms 21 and 22. The base 3 is a part that connects the tuning fork type crystal resonator 1 to the outside. First and second vibrating arm portions 11 and 12 and first and second support arms 21 and 22 are connected to the base portion 3. The first and second vibrating arm portions 11 and 12 have a length direction and are arranged side by side at a distance. Each of the first and second vibrating arm portions 11 and 12 has a first end connected to the base 3 and a second end that is the opposite end and a free end. . A length direction connecting the first end and the second end of the first and second vibrating arm portions 11 and 12 is defined as a first direction. Moreover, let the width direction of the 1st, 2nd vibration arm parts 11 and 12 orthogonal to a 1st direction be a 2nd direction. Furthermore, the thickness direction of the first and second vibrating arm portions 11 and 12 orthogonal to the first and second directions is defined as a third direction. The first direction is the Y-axis direction of the crystal constituting the tuning fork type vibrating piece 2. The second direction is the X-axis direction of the crystal constituting the tuning fork type vibrating piece 2. The third direction is the Z-axis direction of the crystal constituting the tuning fork type vibrating piece 2.

第1の振動アーム部11と第2の振動アーム部12とは同様に構成されているため、以下では第1の振動アーム部11を用いて説明する。   Since the first vibration arm unit 11 and the second vibration arm unit 12 are configured in the same manner, the first vibration arm unit 11 will be described below.

図1(b)は、第1の振動アーム部11における図1(a)中のB−B線での断面すなわち第2の方向と直交する断面の一部を示す模式的断面図である。図1(c)は、第1の振動アーム部11における貫通孔13が設けられている部分の第1の方向と直交する断面を示す模式的断面図である。図1(c)では、励振電極5,6の図示は省略されている。   FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing a section of the first vibrating arm portion 11 taken along line BB in FIG. 1A, that is, a part of a cross section orthogonal to the second direction. FIG. 1C is a schematic cross-sectional view showing a cross section orthogonal to the first direction of the portion where the through hole 13 is provided in the first vibrating arm portion 11. In FIG. 1C, the excitation electrodes 5 and 6 are not shown.

図1(b),(c)に示すように、第1の振動アーム部11は、第3の方向において対向し合う第1の主面11aと、第2の主面11bとを有する。   As shown in FIGS. 1B and 1C, the first vibrating arm portion 11 has a first main surface 11a and a second main surface 11b that face each other in the third direction.

第1の振動アーム部11には、第1の方向に沿って複数の貫通孔13が設けられている。貫通孔13は、第1の振動アーム部11を第3の方向に、すなわち厚み方向に貫通している。隣り合う貫通孔13,13間は、第2の方向に延びる桟14により区画されている。   The first vibrating arm portion 11 is provided with a plurality of through holes 13 along the first direction. The through hole 13 penetrates the first vibrating arm portion 11 in the third direction, that is, in the thickness direction. A space between adjacent through holes 13 is defined by a crosspiece 14 extending in the second direction.

図1(b),(c)に示すように、複数の貫通孔13は、それぞれ、第2の方向において対向し合っている第1,第2の内側面13a,13bと、第1の方向において対向し合っている第3,第4の内側面13c,13dと、を有する。なお、本実施形態では、複数の貫通孔13は、第1,第2の振動アーム部11,12において基部3側に寄せられて設けられている。   As shown in FIGS. 1B and 1C, the plurality of through-holes 13 are respectively in the first direction and the first and second inner side surfaces 13a and 13b facing each other in the second direction. And the third and fourth inner side surfaces 13c and 13d facing each other. In the present embodiment, the plurality of through holes 13 are provided close to the base 3 side in the first and second vibrating arm portions 11 and 12.

また、複数の貫通孔13のうち、基部3に最も近い貫通孔13の端部が、基部3の第1,第2の振動アーム部11,12側端部と一致している。   In addition, among the plurality of through holes 13, the end of the through hole 13 closest to the base 3 coincides with the first and second vibrating arm portions 11 and 12 side ends of the base 3.

図2(a)は、図1(c)と同様に、第1の振動アーム部11における貫通孔13が設けられている部分の第1の方向と直交する断面を示す模式的断面図である。図2(b)は、第1の振動アーム部11における桟14が設けられている部分の第1の方向と直交する断面を示す模式的断面図である。図2(a)に示すように、第1の振動アーム部11は、第2の方向において対向し合う第1の側面11cと、第2の側面11dとを有する。また、図2(a),(b)に示すように、第1の振動アーム部11には、励振電極5,6及び接続電極7が設けられている。   FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the first direction of the portion where the through hole 13 is provided in the first vibrating arm portion 11, as in FIG. 1C. . FIG. 2B is a schematic cross-sectional view showing a cross section orthogonal to the first direction of a portion where the crosspiece 14 is provided in the first vibrating arm portion 11. As shown in FIG. 2A, the first vibrating arm portion 11 has a first side surface 11c and a second side surface 11d that face each other in the second direction. Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, the first vibrating arm portion 11 is provided with excitation electrodes 5 and 6 and a connection electrode 7.

図2(a)に示すように、励振電極5,5が、第2の方向において向かい合う貫通孔13の第1,第2の内側面13a,13bのそれぞれに設けられている。また、図2(a),(b)に示すように、励振電極6,6が、第1の側面11cにおける貫通孔13の第1の内側面13aと第2の方向において対向している部分と、第2の側面11dにおける貫通孔13の第2の内側面13bと第2の方向において対向している部分とにそれぞれに設けられている。励振電極6,6は、第1の方向すなわち第1の振動アーム部11の長さ方向において、第1の振動アーム部11の複数の貫通孔13が設けられている領域全体に至るように、第1,第2の側面11c,11dにそれぞれ設けられている。励振電極6,6は、第1の振動アーム部11の一部を介して、励振電極5,5と対向している。   As shown in FIG. 2A, excitation electrodes 5 and 5 are provided on each of the first and second inner side surfaces 13a and 13b of the through hole 13 facing each other in the second direction. Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, the excitation electrodes 6 and 6 are opposed to the first inner side surface 13a of the through hole 13 in the first side surface 11c in the second direction. And a portion facing the second inner side surface 13b of the through hole 13 in the second side surface 11d in the second direction. In the first direction, that is, the length direction of the first vibration arm portion 11, the excitation electrodes 6 and 6 reach the entire region where the plurality of through holes 13 of the first vibration arm portion 11 are provided. Provided on the first and second side faces 11c and 11d, respectively. The excitation electrodes 6 and 6 are opposed to the excitation electrodes 5 and 5 through a part of the first vibration arm portion 11.

励振電極5,5及び励振電極6,6は、それぞれ、第1,第2の主面11a,11bに至るように設けられている。   The excitation electrodes 5 and 5 and the excitation electrodes 6 and 6 are provided so as to reach the first and second main surfaces 11a and 11b, respectively.

接続電極7は、図2(b)に示すように、第1の振動アーム部11において、桟14が設けられている部分における第1,第2の主面11a,11bにそれぞれ設けられている。接続電極7は、励振電極5,5の第1,第2の主面11a,11bに設けられている部分と接続されている。すなわち、接続電極7は、励振電極5に連ねられており、第1の方向すなわち第1の振動アーム部11の長さ方向において隣り合う励振電極5同士を電気的に接続し、第1の内側面13aに設けられている励振電極5と第2の内側面13bに設けられている励振電極5とを電気的に接続している。   As shown in FIG. 2B, the connection electrode 7 is provided on the first and second main surfaces 11 a and 11 b in the portion where the crosspiece 14 is provided in the first vibrating arm portion 11. . The connection electrode 7 is connected to portions provided on the first and second main surfaces 11 a and 11 b of the excitation electrodes 5 and 5. That is, the connection electrode 7 is connected to the excitation electrode 5, and electrically connects adjacent excitation electrodes 5 in the first direction, that is, the length direction of the first vibration arm portion 11, and The excitation electrode 5 provided on the side surface 13a and the excitation electrode 5 provided on the second inner side surface 13b are electrically connected.

第1の振動アーム部11においては、貫通孔13の第2の方向両側に位置する部分に図2(a)の矢印で示す方向に電界が印加される。従って、励振電極5と励振電極6との間に交番電圧を印加することにより、第1の振動アーム部11は屈曲モードで振動する。なお、第2の振動アーム部12には、第1の振動アーム部11と同様に、励振電極及び接続電極が設けられている。   In the first vibrating arm portion 11, an electric field is applied to the portions of the through holes 13 located on both sides in the second direction in the direction indicated by the arrow in FIG. Therefore, when an alternating voltage is applied between the excitation electrode 5 and the excitation electrode 6, the first vibrating arm unit 11 vibrates in the bending mode. The second vibrating arm unit 12 is provided with an excitation electrode and a connection electrode, similarly to the first vibrating arm unit 11.

励振電極5,6は、Ag、Au、Cuなどの適宜の金属もしくは合金により形成され得る。   The excitation electrodes 5 and 6 can be formed of an appropriate metal or alloy such as Ag, Au, or Cu.

図1(a)に示すように、支持アーム21,22は、音叉型振動片2において、第1,第2の振動アーム部11,12が設けられている部分の第2の方向外側に設けられており、第1,第2の振動アーム部11,12と平行に延びている。本実施形態では、支持アーム21,22を設けることにより、第1,第2の振動アーム部11,12の振動エネルギーを効果的に閉じ込めることができる。それによって、支持構造による損失を低減することができる。従って振動特性をより一層高めることができる。   As shown in FIG. 1A, the support arms 21 and 22 are provided outside the tuning direction fork type vibrating piece 2 in the second direction outside the portion where the first and second vibrating arm portions 11 and 12 are provided. It extends parallel to the first and second vibrating arm portions 11 and 12. In the present embodiment, by providing the support arms 21 and 22, the vibration energy of the first and second vibration arm portions 11 and 12 can be effectively confined. Thereby, loss due to the support structure can be reduced. Therefore, vibration characteristics can be further improved.

本実施形態の音叉型水晶振動子1の特徴は、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とが第1の方向においてずらされて設けられていることにある。言い換えれば、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とはそれぞれの第1の方向側の端部が異なる位置にあり、貫通孔13を第3の方向から見た際に、第1の主面11a側の開口部の第1の方向側の端部と第2の主面11b側の開口部の第1の方向側の端部とが重なり合わないように設けられている。より具体的には、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とは、第1の方向においてずらされずに設けられている場合よりも、第1,第2の振動アーム部11,12の第2の方向と直交する断面における有効励振電極比率が大きくなるようにずらされて設けられている。ここで、有効励振電極比率とは、(振動アーム部の第2の方向と直交する断面における励振電極合計面積)/(振動アーム部の第2の方向と直交する断面における複数の貫通孔が設けられている領域の面積)で表される。   The tuning fork type crystal resonator 1 of the present embodiment is characterized in that the opening on the first main surface 11a side and the opening on the second main surface 11b side are shifted in the first direction in the through hole 13. There is in being. In other words, in the through hole 13, the opening on the first main surface 11 a side and the opening on the second main surface 11 b side are at positions where the end portions on the first direction side are different, and the through hole 13 When viewed from the third direction, an end on the first direction side of the opening on the first main surface 11a side, and an end on the first direction side of the opening on the second main surface 11b side, Are provided so as not to overlap. More specifically, in the through hole 13, the opening on the first main surface 11 a side and the opening on the second main surface 11 b side are provided without being shifted in the first direction. The effective excitation electrode ratio in the cross section orthogonal to the second direction of the first and second vibrating arm portions 11 and 12 is shifted and provided. Here, the effective excitation electrode ratio is (total excitation electrode area in a cross section orthogonal to the second direction of the vibration arm portion) / (a plurality of through holes in a cross section orthogonal to the second direction of the vibration arm portion). The area of the area being expressed).

有効励振電極比率について図1(d)を参照して具体的に説明する。図1(d)は、第1の振動アーム部11における貫通孔13が設けられている部分の第2の方向と直交する断面の一部を示す模式的断面図である。ここでは、図1(a)とは異なり、第1の方向に3個の貫通孔13,13,13が設けられており、桟14の数が2個である場合を例に取り説明する。この場合、3個の貫通孔13,13,13の第1,第2の内側面13c,13dに励振電極5,5,5が設けられる。図1(d)では、一方の内側面に設けられた励振電極5,5,5が示されている。励振電極5,5,5の面積の合計が、第1の振動アーム部11の第2の方向と直交する断面における励振電極合計面積である。   The effective excitation electrode ratio will be specifically described with reference to FIG. FIG. 1D is a schematic cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to the second direction of the portion where the through-hole 13 is provided in the first vibrating arm portion 11. Here, unlike FIG. 1A, the case where three through holes 13, 13, 13 are provided in the first direction and the number of crosspieces 14 is two will be described as an example. In this case, excitation electrodes 5, 5, 5 are provided on the first and second inner side surfaces 13 c, 13 d of the three through holes 13, 13, 13. In FIG. 1 (d), excitation electrodes 5, 5, and 5 provided on one inner surface are shown. The total area of the excitation electrodes 5, 5, 5 is the total area of the excitation electrodes in the cross section orthogonal to the second direction of the first vibration arm portion 11.

他方、第1の振動アーム部11の第2の方向と直交する断面における複数の貫通孔が設けられている領域の面積とは、図1(d)に破線Mで囲まれた領域の面積である。すなわち、全ての貫通孔13,13,13が設けられている領域であって、該領域内に含まれている桟14,14の面積を合計した面積である。言い換えれば、第1の振動アーム部11における第1の方向に沿って複数の貫通孔13が配置されている領域において、第1の方向一端側の端部と他方側の端部とを結ぶ第1の方向に沿う線分と、第1の振動アーム部11の厚み方向の寸法との積が、第1の振動アーム部11の第2の方向と直交する断面における複数の貫通孔13が設けられている領域の面積となる。   On the other hand, the area of the region provided with the plurality of through holes in the cross section orthogonal to the second direction of the first vibrating arm portion 11 is the area of the region surrounded by the broken line M in FIG. is there. That is, it is an area where all the through holes 13, 13, 13 are provided, and is the total area of the crosspieces 14, 14 included in the area. In other words, in the region where the plurality of through-holes 13 are arranged along the first direction in the first vibrating arm portion 11, the first end in the first direction is connected to the other end. A plurality of through holes 13 are provided in a cross section in which the product of the line segment along the direction 1 and the dimension in the thickness direction of the first vibrating arm unit 11 is orthogonal to the second direction of the first vibrating arm unit 11. It is the area of the area that has been.

本実施形態では、貫通孔13において第1の主面11a側開口部と第2の主面11b側開口部とが、第1の方向においてずらされずに設けられている場合よりも、有効励振電極比率が大きくなるように、第1の方向にずらされて設けられている。好ましくは、有効励振電極比率が後述するように0.8以上となるように、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とが第1の方向においてずらされて設けられている。そのため、振動特性を確実に向上し得る。これを、以下において詳述する。   In the present embodiment, the effective excitation is greater than in the case where the first main surface 11a side opening and the second main surface 11b side opening are provided without being shifted in the first direction in the through hole 13. It is shifted in the first direction so as to increase the electrode ratio. Preferably, the opening on the first main surface 11a side and the opening on the second main surface 11b side in the through hole 13 are the first so that the effective excitation electrode ratio becomes 0.8 or more as will be described later. Are shifted in the direction. Therefore, vibration characteristics can be improved with certainty. This will be described in detail below.

図1(c)に示すように、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とは、第2の方向においてずらされずに設けられている。言い換えれば、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とはそれぞれの第2の方向側の端部が同じ位置にあり、貫通孔13を第3の方向から見た際に、第1の主面11a側の開口部の第1の方向側の端部と第2の主面11b側の開口部の第2の方向側の端部とが重なり合うように設けられている。   As shown in FIG.1 (c), in the through-hole 13, the opening part by the side of the 1st main surface 11a and the opening part by the side of the 2nd main surface 11b are provided without shifting in the 2nd direction. Yes. In other words, in the through hole 13, the opening on the first main surface 11 a side and the opening on the second main surface 11 b side are in the same position at the end portions on the second direction side. When viewed from the third direction, an end on the first direction side of the opening on the first main surface 11a side, and an end on the second direction side of the opening on the second main surface 11b side, Are provided to overlap.

上記貫通孔13は、水晶基板にエッチングを施すことにより形成することができる。このエッチングは、第1の主面11a側及び第2の主面11b側から同時に行う。この場合、第1の主面11a側に配置されるマスクの開口部と、第2の主面11b側に配置されるマスクの開口部とを、第1の方向においてずらす。その状態で第1の主面11a側及び第2の主面11b側からエッチングを行う。   The through hole 13 can be formed by etching the quartz substrate. This etching is performed simultaneously from the first main surface 11a side and the second main surface 11b side. In this case, the opening of the mask arranged on the first main surface 11a side and the opening of the mask arranged on the second main surface 11b side are shifted in the first direction. In this state, etching is performed from the first main surface 11a side and the second main surface 11b side.

例えば、図1(b)に示す貫通孔13を得る場合、第1の主面11a側に配置されるマスクの開口部を、第2の主面11b側に配置されるマスクの開口部よりも図面上右側に、すなわち第1の振動アーム部11の第2の端部側にずらせばよい。このようにしてエッチングを行うことにより、上記貫通孔13を形成することができる。   For example, when obtaining the through-hole 13 shown in FIG.1 (b), the opening part of the mask arrange | positioned at the 1st main surface 11a side is made rather than the opening part of the mask arrange | positioned at the 2nd main surface 11b side. What is necessary is just to shift to the 2nd edge part side of the 1st vibration arm part 11, ie, the 1st vibration arm part 11, on the drawing. By performing etching in this manner, the through hole 13 can be formed.

なお、ウェットエッチングでは開口部からエッチングが進行する。従って、ウェットエッチングでは、上記のように第1の主面11a側及び第2の主面11b側から同時にエッチングすると、貫通孔13の第1の方向において向かい合う第3,第4の内側面13c,13dが第1の主面11aまたは第2の主面11bとなす角度θ1,θ2は鋭角となる。よって、このような開口部は、上記ウェットエッチングにより容易に形成することができる。   In wet etching, etching proceeds from the opening. Therefore, in the wet etching, if etching is performed simultaneously from the first main surface 11a side and the second main surface 11b side as described above, the third and fourth inner side surfaces 13c facing each other in the first direction of the through hole 13 are formed. The angles θ1 and θ2 formed by 13d with the first main surface 11a or the second main surface 11b are acute angles. Therefore, such an opening can be easily formed by the wet etching.

従って、本実施形態の音叉型水晶振動子1では、上記貫通孔13を容易に形成することができる。   Therefore, in the tuning fork type crystal resonator 1 of the present embodiment, the through hole 13 can be easily formed.

なお、上記ウェットエッチングを施した場合、図1(b)に示すように、貫通孔13の第3の内側面13cは、第1の主面11aとθ1の角度をなす内側面部分13c1と、第2の主面11b側に位置しており、第2の主面11bとθ2の角度をなす内側面部分13c2とを有する。他方、第4の内側面13dは、第1の主面11aとθ2をなす内側面部分13d1と、第2の主面11b側に位置しており、第2の主面11bとθ1の角度をなしている内側面部分13d2とを有する。図1(b)から明らかなように、第3の内側面13cでは、内側面部分13c2が大半を占め、第4の内側面13dでは、内側面部分13d1が大半を占める。そして、図1(b)に示す断面において、内側面部分13c2と内側面部分13d1とが略平行である。従って、貫通孔13の第2の方向と直交する断面は、略平行四辺形となっている。これは、上述したように貫通孔13の第1の主面11a側の開口部と、第2の主面11b側の開口部とが第1の方向においてずらされて設けられていることによる。   When the wet etching is performed, as shown in FIG. 1B, the third inner side surface 13c of the through hole 13 has an inner side surface portion 13c1 that forms an angle θ1 with the first main surface 11a. It has an inner side surface portion 13c2 that is located on the second main surface 11b side and forms an angle of θ2 with the second main surface 11b. On the other hand, the fourth inner side surface 13d is located on the inner side surface portion 13d1 that forms θ2 with the first main surface 11a and the second main surface 11b side, and the angle between the second main surface 11b and θ1 is set. And an inner side surface portion 13d2. As apparent from FIG. 1B, the inner side surface portion 13c2 occupies most of the third inner side surface 13c, and the inner side surface portion 13d1 occupies most of the fourth inner side surface 13d. In the cross section shown in FIG. 1B, the inner side surface portion 13c2 and the inner side surface portion 13d1 are substantially parallel. Therefore, the cross section orthogonal to the second direction of the through-hole 13 is a substantially parallelogram. This is because the opening on the first main surface 11a side and the opening on the second main surface 11b side of the through-hole 13 are shifted in the first direction as described above.

他方、図1(c)に示すように、貫通孔13の第1の方向と直交する断面においては、第1の内側面13aが第1の主面11a及び第2の主面11bとなす角度θ3は90°となっている。また、第2の内側面13bが第1の主面11a及び第2の主面11bとなす角度はθ4となっている。この角度θ4は鋭角である。   On the other hand, as shown in FIG.1 (c), in the cross section orthogonal to the 1st direction of the through-hole 13, the angle which the 1st inner surface 13a makes with the 1st main surface 11a and the 2nd main surface 11b θ3 is 90 °. The angle formed by the second inner surface 13b with the first main surface 11a and the second main surface 11b is θ4. This angle θ4 is an acute angle.

もっとも、角度θ3も鋭角となるように貫通孔13を形成してもよい。すなわち、第1,第2の内側面13a,13bが第1の主面11a及び第2の主面11bとなす部分の少なくとも一方が鋭角とされておれば、上記ウェットエッチングにより貫通孔13を容易に形成することができる。従って、生産性を高めることができる。   However, the through hole 13 may be formed so that the angle θ3 is also an acute angle. That is, if at least one of the first and second inner side surfaces 13a and 13b is formed with the first main surface 11a and the second main surface 11b has an acute angle, the through-hole 13 can be easily formed by the wet etching. Can be formed. Therefore, productivity can be improved.

本実施形態では、図1(b)に示したように、内側面部分13c2及び内側面部分13d1が、第3及び第4の内側面13c,13dの大部分を占めていた。これに対して、図3(a)及び(b)に示す変形例のように、内側面部分13c1及び内側面部分13d2が第3及び第4の内側面13c,13dの大部分を占めるように貫通孔13を形成してもよい。図3(a)及び(b)に示す貫通孔13を形成するには、上記とは逆に、第1の主面11a側に配置されるマスクの開口部を、第2の主面11b側に配置されるマスクの開口部よりも図面上左側に、すなわち基部3側にずらせばよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the inner side surface portion 13c2 and the inner side surface portion 13d1 occupy most of the third and fourth inner side surfaces 13c, 13d. On the other hand, as in the modification shown in FIGS. 3A and 3B, the inner side surface portion 13c1 and the inner side surface portion 13d2 occupy most of the third and fourth inner side surfaces 13c and 13d. The through hole 13 may be formed. In order to form the through-hole 13 shown in FIGS. 3A and 3B, the mask opening disposed on the first main surface 11a side is formed on the second main surface 11b side, contrary to the above. What is necessary is just to shift | deviate to the left side on the drawing rather than the opening part of the mask arrange | positioned in (1), ie, the base 3 side.

ここで、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とが第1の方向においてずらされずに設けられている点のみが本実施形態の音叉型水晶振動子1と異なる、比較例に係る音叉型水晶振動子を用意する。図4(a)及び(b)は、比較例に係る音叉型水晶振動子を構成する第1の振動アーム部11における貫通孔13が設けられている部分の第2の方向と直交する断面を示す模式的断面図及び第1の方向と直交する断面を示す模式的断面図である。もっとも、比較例に係る音叉型水晶振動子では、第1の主面11a側及び第2の主面11b側からウェットエッチングを行うことにより、貫通孔13が形成されているため、貫通孔13の第3及び第4の内側面13c,13dが第1,第2の主面11a,11bとなす角度は、図4に示すθ1またはθ2とされている。   Here, only the point that the opening on the first main surface 11a side and the opening on the second main surface 11b side are provided without being shifted in the first direction in the through-hole 13 of the present embodiment. A tuning fork crystal resonator according to a comparative example different from the tuning fork crystal resonator 1 is prepared. 4A and 4B are cross-sectional views orthogonal to the second direction of the portion where the through hole 13 is provided in the first vibrating arm portion 11 constituting the tuning fork type crystal resonator according to the comparative example. It is a typical sectional view showing, and a typical sectional view showing a section orthogonal to the 1st direction. However, in the tuning fork type crystal resonator according to the comparative example, the through hole 13 is formed by performing wet etching from the first main surface 11a side and the second main surface 11b side. The angle formed by the third and fourth inner side surfaces 13c and 13d and the first and second main surfaces 11a and 11b is θ1 or θ2 shown in FIG.

図5は、上記第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部の間のずれ量と、振動特性を表すkQとの関係を示す図である。また、図6は、上記ずれ量と、共振抵抗CIとの関係を示す図である。図5及び図6においては、上記桟14の数が4個、5個または6個の場合の結果を示す。すなわち、貫通孔13の数が、5個、6個または7個の場合の音叉型水晶振動子1の結果を示す。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amount of deviation between the opening on the first main surface 11a side and the opening on the second main surface 11b side, and k 2 Q representing the vibration characteristics. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the shift amount and the resonance resistance CI. 5 and 6 show results when the number of the crosspieces 14 is four, five, or six. That is, the results of the tuning fork type crystal resonator 1 when the number of the through holes 13 is 5, 6, or 7 are shown.

図7は、上記貫通孔13の第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とのずれ量を説明するための、第1の振動アーム部11における貫通孔13が設けられている部分の第2の方向と直交する断面を示す模式的断面図である。図7に示すように、貫通孔13の第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部との第1の方向における距離、すなわち、貫通孔13の第1の主面11a側の開口部の基部側端部と、第2の主面11b側の基部側端部との間の距離を、上記ずれ量xとする。   FIG. 7 is a through hole in the first vibrating arm portion 11 for explaining the amount of deviation between the opening portion on the first main surface 11a side and the opening portion on the second main surface 11b side of the through hole 13. It is typical sectional drawing which shows the cross section orthogonal to the 2nd direction of the part in which 13 is provided. As shown in FIG. 7, the distance in the first direction between the opening on the first main surface 11 a side and the opening on the second main surface 11 b side of the through hole 13, that is, the first of the through hole 13. The distance between the base side end of the opening on the main surface 11a side and the base side end on the second main surface 11b side is defined as the shift amount x.

図5及び図6において、ずれ量が0.00mmのときが、比較例に係る音叉型水晶振動子のkQ又はCIを示している。ずれ量が正の値である場合とは、図1(b)に示すように、貫通孔13の第1の主面11a側の開口部が第2の主面11b側の開口部よりも第1の振動アーム部11の第2の端部側に位置している場合を示す。また、ずれ量が負の値である場合とは、図3(a)に示すように、貫通孔13の第1の主面11a側の開口部が第2の主面11b側の開口部よりも第1の振動アーム部11の第1の端部すなわち基部3側に位置している場合を示す。 5 and 6, when the deviation amount is 0.00 mm, k 2 Q or CI of the tuning fork type crystal resonator according to the comparative example is shown. The case where the amount of deviation is a positive value means that, as shown in FIG. 1B, the opening on the first main surface 11a side of the through-hole 13 is larger than the opening on the second main surface 11b side. The case where it is located in the 2nd edge part side of the 1 vibration arm part 11 is shown. Moreover, when the deviation | shift amount is a negative value, as shown to Fig.3 (a), the opening part by the side of the 1st main surface 11a of the through-hole 13 is more than the opening part by the side of the 2nd main surface 11b. 1 also shows a case where the first vibration arm portion 11 is located on the first end portion, that is, the base portion 3 side.

図5及び図6から明らかなように、桟の数が4個、5個または6個のいずれの場合においても、貫通孔13の第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とがずらされて設けられていることにより、振動特性及び共振抵抗が変化することがわかる。   As is apparent from FIGS. 5 and 6, the opening on the first main surface 11a side and the second main surface of the through-hole 13 in any case where the number of crosspieces is four, five, or six. It can be seen that the vibration characteristics and the resonance resistance are changed by providing the opening portion shifted from the opening portion on the 11b side.

図5から明らかなように、ずれ量が+0.05mm以上である場合又は負の値である場合には、ずれ量が0.00mmである場合よりもkQが高くなることがわかる。また、図6から明らかなように、ずれ量が負の値である場合には、ずれ量が0.00mmである場合よりもCIが低くなり、小型化を図り得ることがわかる。 As can be seen from FIG. 5, when the deviation amount is +0.05 mm or more or a negative value, k 2 Q is higher than when the deviation amount is 0.00 mm. Further, as apparent from FIG. 6, when the deviation amount is a negative value, the CI becomes lower than that when the deviation amount is 0.00 mm, and it can be seen that the size can be reduced.

なお、図8は、ずれ量が+0.02mmである場合の第1の振動アーム部11における貫通孔13が設けられている部分の第2の方向と直交する断面を示す模式的断面図である。図5及び図6から明らかなように、ずれ量が+0.02mmである場合には、ずれ量が0.00mmである場合よりもkQが低くなり、CIが高くなる。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the second direction of the portion where the through hole 13 is provided in the first vibrating arm portion 11 when the shift amount is +0.02 mm. . As apparent from FIGS. 5 and 6, when the deviation amount is +0.02 mm, k 2 Q is lower and CI is higher than when the deviation amount is 0.00 mm.

図5及び図6から明らかなように、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とが第1の方向においてずらされて設けられていることにより、振動特性を高め、共振抵抗を低め得ることがわかる。   As apparent from FIGS. 5 and 6, the opening on the first main surface 11 a side and the opening on the second main surface 11 b side are provided in the through hole 13 so as to be shifted in the first direction. Thus, it can be seen that the vibration characteristics can be improved and the resonance resistance can be lowered.

図9は、前述した有効励振電極比率と振動特性kQとの関係を示す図である。図9から明らかなように、有効励振電極比率が0.4〜0.97までの間、有効励振電極比率が大きくなるにつれ振動特性を表すkQが高くなっていき、有効励振電極比率が0.97を超えると、振動特性を示すkQが急速に小さくなることがわかる。そして、従って、振動特性を高めるには、有効励振電極比率を0.97以下の範囲で大きくすることが望ましいことがわかる。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the effective excitation electrode ratio and the vibration characteristic k 2 Q described above. As is clear from FIG. 9, when the effective excitation electrode ratio is 0.4 to 0.97, k 2 Q representing the vibration characteristics increases as the effective excitation electrode ratio increases, and the effective excitation electrode ratio decreases. It can be seen that if it exceeds 0.97, k 2 Q indicating the vibration characteristics decreases rapidly. Therefore, it can be seen that it is desirable to increase the effective excitation electrode ratio within a range of 0.97 or less in order to improve the vibration characteristics.

よって、上記実施形態の音叉型水晶振動子1では、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とが、第1の方向においてずらされずに設けられている場合よりも、上記有効励振電極比率が大きくなるようにずらされて設けられていればよいことがわかる。それによって、振動特性を確実に高め得ることがわかる。   Therefore, in the tuning fork crystal resonator 1 of the above embodiment, the opening on the first main surface 11a side and the opening on the second main surface 11b side in the through hole 13 are not shifted in the first direction. It can be seen that the effective excitation electrode ratio may be shifted so as to be larger than the case where the effective excitation electrode ratio is provided. It can be seen that the vibration characteristics can be reliably improved.

より好ましくは、上記有効励振電極比率が0.77以上、0.97以下とすれば、振動特性を効果的に高め得ることがわかる。従って、有効励振電極比率が0.77以上となるように、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とが、第1の方向においてずらされずに設けられている場合よりも、上記有効励振電極比率が大きくなるように第1の方向にずらされて設けられていることが望ましい。このような場合、前述したウェットエッチングにより貫通孔13を形成すると、図1(b)及び図3(a)に示したように、貫通孔13の第2の方向と直交する断面は、略平行四辺形の形状となる。従って、貫通孔13の第2の方向と直交する断面が略平行四辺形の形状となるように貫通孔13を形成すれば、上記のように、振動特性を効果的に高めることができる。   More preferably, it can be seen that if the effective excitation electrode ratio is 0.77 or more and 0.97 or less, vibration characteristics can be effectively improved. Therefore, the opening on the first main surface 11a side and the opening on the second main surface 11b side in the through hole 13 are shifted in the first direction so that the effective excitation electrode ratio is 0.77 or more. It is desirable to provide the effective excitation electrode ratio shifted in the first direction so as to increase the effective excitation electrode ratio. In such a case, when the through hole 13 is formed by the above-described wet etching, as shown in FIGS. 1B and 3A, the cross section perpendicular to the second direction of the through hole 13 is substantially parallel. It has a quadrilateral shape. Therefore, if the through hole 13 is formed so that the cross section perpendicular to the second direction of the through hole 13 has a substantially parallelogram shape, the vibration characteristics can be effectively improved as described above.

上記のように、本実施形態の音叉型水晶振動子1では、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とが第1の方向においてずらされて設けられており、貫通孔13の第2の方向と直交する断面の形状が略平行四辺形とされている。それによって、振動特性を確実に高めることが可能となる。加えて、貫通孔13が設けられている音叉型水晶振動子1では、従来の貫通孔を有する音叉型水晶振動子と同様に、共振周波数を低め、小型化を図ることができる。特に、上記実施形態では、貫通孔13を上記のように形成することにより、共振抵抗CIを低め、小型化をより一層進めることが可能となる。   As described above, in the tuning fork type crystal resonator 1 of the present embodiment, the opening on the first main surface 11a side and the opening on the second main surface 11b side in the through hole 13 are shifted in the first direction. The cross-sectional shape orthogonal to the second direction of the through hole 13 is a substantially parallelogram. As a result, the vibration characteristics can be reliably improved. In addition, in the tuning fork type crystal resonator 1 provided with the through hole 13, the resonance frequency can be lowered and the size can be reduced as in the conventional tuning fork type crystal resonator having the through hole. In particular, in the above-described embodiment, by forming the through hole 13 as described above, the resonance resistance CI can be lowered and the size can be further reduced.

本実施形態の音叉型水晶振動子1の製造に際しては、上記基部3及び第1,第2の振動アーム部11,12を有する音叉型振動片2を形成する。音叉型振動片2の形成後に、第1,第2の振動アーム部11,12をエッチングし、上記複数の貫通孔13を形成する。このエッチングは、音叉型振動片2の形成に先立ち水晶基板段階で行ってもよい。   When manufacturing the tuning fork type crystal resonator 1 of the present embodiment, the tuning fork type vibrating piece 2 having the base 3 and the first and second vibrating arm portions 11 and 12 is formed. After the tuning fork-type vibrating piece 2 is formed, the first and second vibrating arm portions 11 and 12 are etched to form the plurality of through holes 13. This etching may be performed at the stage of the quartz substrate prior to the formation of the tuning fork type vibrating piece 2.

上記エッチングに際しては、前述したように、第1の主面11a,12a側におけるエッチング位置と、第2の主面11b,12b側におけるエッチング位置とを第1の方向においてずらすことにより、貫通孔13において第1の主面11a側の開口部と第2の主面11b側の開口部とが、第1の方向においてずらされずに設けられている場合よりも、第1,第2の振動アーム部11,12の第2の方向と直交する断面における有効励振電極比率が大きくなるように、ずらされて設けられる。すなわち、貫通孔13を形成する際のマスクの開口部の位置を前述したようにずらすことにより、第1の主面11a,12a側におけるエッチング位置と、第2の主面11b,12b側におけるエッチング位置を第1の方向においてずらすことができる。   In the etching, as described above, the through hole 13 is formed by shifting the etching position on the first main surface 11a, 12a side and the etching position on the second main surface 11b, 12b side in the first direction. In the first and second vibrating arms, the opening on the first main surface 11a side and the opening on the second main surface 11b side are provided without being shifted in the first direction. The portions 11 and 12 are provided so as to be shifted so that the effective excitation electrode ratio in the cross section orthogonal to the second direction is increased. That is, by shifting the position of the opening of the mask when forming the through hole 13 as described above, the etching position on the first main surfaces 11a and 12a side and the etching on the second main surfaces 11b and 12b side are performed. The position can be shifted in the first direction.

しかる後、第1,第2の振動アーム部11,12に、薄膜形成法等により励振電極を形成する。このようにして、本発明の音叉型水晶振動子1を得ることができる。   Thereafter, excitation electrodes are formed on the first and second vibrating arm portions 11 and 12 by a thin film forming method or the like. In this way, the tuning fork type crystal resonator 1 of the present invention can be obtained.

上記有効励振電極比率が0.77以上となるように、第1の主面側におけるエッチング位置と、第2の主面側におけるエッチング位置をずらすことがより一層好ましい。   More preferably, the etching position on the first main surface side is shifted from the etching position on the second main surface side so that the effective excitation electrode ratio is 0.77 or more.

図10は、本発明の第2の実施形態に係る音叉型水晶振動子の模式的平面図である。第2の実施形態の音叉型水晶振動子では、第1,第2の振動アーム部11,12に設けられている複数の貫通孔13のうち、基部3に最も近い貫通孔13の基部3側の端部が、基部3の第1,第2の振動アーム部11,12側端部から距離D離れた位置にある。すなわち、複数の貫通孔13が第1の振動アーム部11に設けられており、基部3に最も近い貫通孔13の基部3側の端部と、基部3の第1,第2の振動アーム部11,12側端部、すなわち、貫通孔13側端部との間の距離Dが0よりも大きくされている。第1の実施形態では、この距離Dは0とされている。   FIG. 10 is a schematic plan view of a tuning fork type crystal resonator according to the second embodiment of the present invention. In the tuning fork type crystal resonator of the second embodiment, the base 3 side of the through hole 13 closest to the base 3 among the plurality of through holes 13 provided in the first and second vibrating arm portions 11 and 12. Is located at a distance D from the first and second vibrating arm portions 11 and 12 side end portions of the base portion 3. That is, a plurality of through holes 13 are provided in the first vibration arm portion 11, the end portion of the through hole 13 closest to the base portion 3 on the base portion 3 side, and the first and second vibration arm portions of the base portion 3. The distance D between the end portions on the 11 and 12 side, that is, the end portion on the through hole 13 side is set to be larger than zero. In the first embodiment, the distance D is 0.

図11は、本実施形態に係る音叉型水晶振動子において、距離Dと振動特性を表すkQとの関係を示す図である。図12は、本実施形態に係る音叉型水晶振動子において、距離Dと共振抵抗CIとの関係を示す図である。図11及び図12のいずれにおいても、桟14の数が4個、5個または6個の場合の結果を示した。すなわち、貫通孔13の数が、5個、6個または7個の場合の結果を示す。 FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the distance D and k 2 Q representing vibration characteristics in the tuning fork type crystal resonator according to the present embodiment. FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between the distance D and the resonance resistance CI in the tuning fork type crystal resonator according to the present embodiment. 11 and 12 show the results when the number of crosspieces 14 is 4, 5, or 6. That is, the results when the number of through holes 13 is 5, 6, or 7 are shown.

距離Dが正の値である場合とは、図10に示すように、第1,第2の振動アーム部11,12に設けられている複数の貫通孔13のうち、基部3に最も近い貫通孔13の基部3側の端部が、基部3の第1,第2の振動アーム部11,12側端部から離れた位置にある場合を示す。距離Dが負の値である場合とは、第1,第2の振動アーム部11,12に設けられている複数の貫通孔13のうち、基部3に最も近い貫通孔13の基部3側の端部が、基部3内に位置している場合を示す。   When the distance D is a positive value, as shown in FIG. 10, the through hole closest to the base portion 3 among the plurality of through holes 13 provided in the first and second vibrating arm portions 11 and 12 is used. The case where the edge part by the side of the base 3 of the hole 13 exists in the position away from the 1st, 2nd vibration arm part 11 and 12 side edge part of the base 3 is shown. The case where the distance D is a negative value means that among the plurality of through holes 13 provided in the first and second vibrating arm portions 11 and 12, the through hole 13 closest to the base portion 3 is closer to the base 3 side. The case where an edge part is located in the base 3 is shown.

図11及び図12から明らかなように、桟の数が4個、5個または6個のいずれの場合においても、複数の貫通孔13のうち、基部3に最も近い貫通孔13の基部3側の端部と、基部3の第1,第2の振動アーム部11,12側端部とが第1の方向において異なる位置にある、すなわち、距離Dが0以外であるようにすることにより、振動特性及び共振抵抗が変化することがわかる。   As apparent from FIGS. 11 and 12, the base 3 side of the through hole 13 closest to the base portion 3 among the plurality of through holes 13 in any case where the number of crosspieces is four, five, or six. And the first and second vibrating arm portions 11 and 12 side end portions of the base portion 3 are in different positions in the first direction, that is, the distance D is other than 0, It can be seen that the vibration characteristics and resonance resistance change.

図11から明らかなように、距離Dが所望の負の値である場合には、kQが高くなることがわかる。図12から明らかなように、距離Dが負の値である場合には、距離Dが0又は正の値である場合よりもCIが低くなり、小型化を図り得ることがわかる。図13は、本発明の第3の実施形態に係る音叉型水晶振動子の略図的斜視図である。本実施形態に係る音叉型水晶振動子は、錘部31,32を備えている点と、第1,第2の支持アームを備えていない点とが、第1の実施形態に係る音叉型水晶振動子1と異なる。具体的には、本実施形態では、音叉型振動片2において、第1,第2の振動アーム部11,12の先端すなわち第2の端部側にそれぞれ錘部31,32が連ねられている。 As can be seen from FIG. 11, when the distance D is a desired negative value, k 2 Q increases. As apparent from FIG. 12, when the distance D is a negative value, the CI is lower than when the distance D is 0 or a positive value, and it can be seen that the size can be reduced. FIG. 13 is a schematic perspective view of a tuning-fork type crystal resonator according to the third embodiment of the present invention. The tuning fork type crystal resonator according to the present embodiment is that the tuning fork type quartz crystal according to the first embodiment is provided with the weight portions 31 and 32 and the point without the first and second support arms. Different from the vibrator 1. Specifically, in the present embodiment, in the tuning fork type vibrating piece 2, the weight portions 31 and 32 are connected to the tips of the first and second vibrating arm portions 11 and 12, that is, the second end portion side, respectively. .

錘部31,32の幅方向は、第1,第2の振動アーム部11,12の幅方向と同じ方向とされており、錘部31,32の幅方向の寸法は、第1,第2の振動アーム部11,12の幅方向の寸法よりも長くされている。錘部31,32は、特に限定されるわけではないが、上記水晶からなり、第1,第2の振動アーム部11,12と一体に形成されていることが望ましい。錘部31,32を設けたことにより、共振周波数を低下させることができる。それによって音叉型水晶振動子を小型化することができる。   The width direction of the weight parts 31 and 32 is the same as the width direction of the first and second vibrating arm parts 11 and 12, and the width direction dimensions of the weight parts 31 and 32 are the first and second dimensions. It is made longer than the dimension of the vibration arm parts 11 and 12 in the width direction. The weight portions 31 and 32 are not particularly limited, but are preferably made of the above-described crystal and formed integrally with the first and second vibrating arm portions 11 and 12. By providing the weight portions 31 and 32, the resonance frequency can be lowered. As a result, the tuning fork crystal unit can be miniaturized.

図14は、本発明の第4の実施形態に係る音叉型水晶振動子の略図的斜視図である。本実施形態に係る音叉型水晶振動子は、第3の実施形態に係る音叉型水晶振動子の構成に加えて、錘部31,32にそれぞれ複数の貫通孔31a,32aが設けられている。貫通孔31a,32aが設けられていることにより、エッチングによる加工ばらつきによる共振周波数の変動を抑制することができる。   FIG. 14 is a schematic perspective view of a tuning fork type crystal resonator according to the fourth embodiment of the present invention. The tuning fork crystal resonator according to the present embodiment is provided with a plurality of through holes 31a and 32a in the weight portions 31 and 32, respectively, in addition to the configuration of the tuning fork crystal resonator according to the third embodiment. By providing the through holes 31a and 32a, it is possible to suppress fluctuations in the resonance frequency due to processing variations caused by etching.

図15は、錘部31,32に貫通孔31a,32aが設けられている本実施形態と、錘部に貫通孔が設けられていない参考例において、エッチングによる加工寸法ずれと共振周波数の変動量との関係を示す図である。ここで、横軸の加工寸法ずれとは、目標とする寸法からのずれ量である。図15に示すように、錘部に貫通孔が設けられていない参考例の場合には、エッチングによる加工寸法ずれに伴い、共振周波数が大きく変動していることがわかる。   FIG. 15 shows the processing dimension deviation due to etching and the fluctuation amount of the resonance frequency in the present embodiment in which the through holes 31a and 32a are provided in the weight portions 31 and 32 and the reference example in which the through hole is not provided in the weight portion. It is a figure which shows the relationship. Here, the processing dimension deviation on the horizontal axis is a deviation amount from a target dimension. As shown in FIG. 15, in the case of the reference example in which the through hole is not provided in the weight portion, it can be seen that the resonance frequency greatly fluctuates with the processing dimension deviation due to etching.

一方、図15に示すように、エッチングによる加工寸法ずれが変動した場合であっても、本実施形態によれば、共振周波数の変動を抑制することができる。この理由は、以下の通りである。エッチング量が多過ぎると、第1,第2の振動アーム部11,12の幅方向の寸法が小さくなる。そのため共振周波数が低くなるように作用する。この場合、錘部31,32に設けられた貫通孔31a,32aの寸法は大きくなり、錘部31,32による質量付加効果が小さくなり、共振周波数が高くなるように作用する。従って、共振周波数の変動を抑制することができる。逆にエッチング量が少ない場合には、この逆の現象が生じ、その場合においても共振周波数の変動を抑制することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 15, even if the processing dimension deviation due to etching varies, according to the present embodiment, the variation of the resonance frequency can be suppressed. The reason for this is as follows. If the etching amount is too large, the width direction dimensions of the first and second vibrating arm portions 11 and 12 become small. For this reason, the resonance frequency is lowered. In this case, the dimensions of the through holes 31a and 32a provided in the weight portions 31 and 32 are increased, the mass addition effect by the weight portions 31 and 32 is reduced, and the resonance frequency is increased. Accordingly, fluctuations in the resonance frequency can be suppressed. Conversely, when the etching amount is small, the reverse phenomenon occurs, and even in this case, the fluctuation of the resonance frequency can be suppressed.

すなわち、加工量の増減による共振周波数の変動を、上記貫通孔31a,32aを設けることにより抑制させることができる。上記のように、エッチング量の変化による第1,第2の振動アーム部11,12の幅方向の寸法の変化に基づく共振周波数の変動方向と、エッチング量の変化による錘部31,32に基づく質量付加効果による共振周波数の変化方向とは逆方向となる。従って、エッチング量のばらつきすなわち加工ばらつきによる外形寸法のずれによる共振周波数の変動を抑制することができる。   That is, fluctuations in the resonance frequency due to increase / decrease in the machining amount can be suppressed by providing the through holes 31a and 32a. As described above, based on the variation direction of the resonance frequency based on the change in the dimension in the width direction of the first and second vibrating arm portions 11 and 12 due to the change in the etching amount, and on the weight portions 31 and 32 due to the change in the etching amount. The direction of resonance frequency changes due to the mass addition effect. Accordingly, it is possible to suppress fluctuations in the resonance frequency due to deviations in outer dimensions due to variations in etching amount, that is, variations in processing.

なお、本実施形態では錘部31,32に貫通孔31a,32aを設けたが、貫通孔31a,32aに代えて、錘部31,32の上面及び/または下面に凹部を設けてもよい。   In the present embodiment, the weight portions 31 and 32 are provided with the through holes 31a and 32a. However, in place of the through holes 31a and 32a, recesses may be provided on the upper surface and / or the lower surface of the weight portions 31 and 32.

1…音叉型水晶振動子
2…音叉型振動片
3…基部
5,6…第1,第2の励振電極
7…接続電極
11…第1の振動アーム部
12…第2の振動アーム部
11a,12a…第1の主面
11b,12b…第2の主面
11c,11d…第1,第2の側面
13…貫通孔
13a〜13d…第1〜第4の内側面
13c1,13c2,13d1,13d2…内側面部分
14…桟
21,22…支持アーム
31,32…錘部
31a,32a…貫通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tuning fork type crystal resonator 2 ... Tuning fork type vibration piece 3 ... Base part 5, 6 ... 1st, 2nd excitation electrode 7 ... Connection electrode 11 ... 1st vibration arm part 12 ... 2nd vibration arm part 11a, 12a ... 1st main surface 11b, 12b ... 2nd main surface 11c, 11d ... 1st, 2nd side surface 13 ... Through-hole 13a-13d ... 1st-4th inner side surface 13c1, 13c2, 13d1, 13d2 ... Inner side surface part 14 ... Crosspieces 21, 22 ... Support arms 31, 32 ... Weight parts 31a, 32a ... Through holes

Claims (11)

基部と、複数の振動アーム部とを有し、水晶からなる音叉型振動片と、
前記複数の振動アーム部にそれぞれ設けられている励振電極とを備え、
前記複数の振動アーム部が、それぞれ、第1の端部と、前記第1の端部とは反対側の第2の端部と、厚み方向において対向し合う第1及び第2の主面とを有し、前記第1の端部が前記基部に連ねられており、
前記振動アーム部における前記第1の端部と前記第2の端部とを結ぶ長さ方向を第1の方向とし、前記第1の方向と直交する前記振動アーム部の幅方向を第2の方向とし、前記第1及び第2の方向と直交する前記振動アーム部の前記厚み方向を第3の方向としたときに、前記振動アーム部に、前記第1の方向に沿って配置されており、前記第3の方向に振動アーム部を貫通している複数の貫通孔が設けられており、前記励振電極が、前記複数の貫通孔の前記第2の方向において対向し合っている内側面に少なくとも設けられており、
前記貫通孔において前記第1の主面側の開口部と前記第2の主面側の開口部とが、(前記振動アーム部の前記第2の方向と直交する断面における励振電極合計面積)/(前記振動アーム部の前記第2の方向と直交する断面における複数の貫通孔が設けられている領域の面積)で表される有効励振電極比率が前記第1の方向においてずらされずに設けられている場合よりも大きくなるように、前記第1の方向にずらされて設けられている、音叉型水晶振動子。
A tuning fork type resonator element having a base and a plurality of vibrating arms and made of crystal;
An excitation electrode provided on each of the plurality of vibration arms,
The plurality of vibration arm portions respectively include a first end portion, a second end portion opposite to the first end portion, and first and second main surfaces facing each other in the thickness direction. And the first end is connected to the base,
A length direction connecting the first end portion and the second end portion of the vibration arm portion is defined as a first direction, and a width direction of the vibration arm portion orthogonal to the first direction is defined as a second direction. When the thickness direction of the vibration arm portion orthogonal to the first and second directions is a third direction, the vibration arm portion is disposed along the first direction. A plurality of through-holes penetrating the vibrating arm portion in the third direction are provided, and the excitation electrodes are formed on inner surfaces of the plurality of through-holes facing each other in the second direction. At least,
In the through hole, the opening on the first principal surface side and the opening on the second principal surface side are (excitation electrode total area in a cross section perpendicular to the second direction of the vibration arm portion) / An effective excitation electrode ratio represented by (area of a region where a plurality of through holes in a cross section perpendicular to the second direction of the vibration arm portion is provided) is provided without being shifted in the first direction. A tuning-fork type crystal resonator provided so as to be shifted in the first direction so as to be larger than the case.
基部と、複数の振動アーム部とを有し、水晶からなる音叉型振動片と、
前記複数の振動アーム部にそれぞれ設けられている励振電極とを備え、
前記複数の振動アーム部が、それぞれ、第1の端部と、前記第1の端部とは反対側の第2の端部と、厚み方向において対向し合う第1及び第2の主面とを有し、前記第1の端部が前記基部に連ねられており、
前記振動アーム部における前記第1の端部と前記第2の端部とを結ぶ長さ方向を第1の方向とし、前記第1の方向と直交する前記振動アーム部の幅方向を第2の方向とし、前記第1及び第2の方向と直交する前記振動アーム部の前記厚み方向を第3の方向としたときに、前記振動アーム部に、前記第1の方向に沿って配置されており、前記第3の方向に振動アーム部を貫通している複数の貫通孔が設けられており、前記励振電極が、前記複数の貫通孔の前記第2の方向において対向し合っている内側面に少なくとも設けられており、
(前記振動アーム部の前記第2の方向と直交する断面における励振電極合計面積)/(前記振動アーム部の前記第2の方向と直交する断面における複数の貫通孔が設けられている領域の面積)で表される有効励振電極比率が0.77以上となるように、前記貫通孔において前記第1の主面側の開口部と前記第2の主面側の開口部とが前記第1の方向にずらされて設けられている、音叉型水晶振動子。
A tuning fork type resonator element having a base and a plurality of vibrating arms and made of crystal;
An excitation electrode provided on each of the plurality of vibration arms,
The plurality of vibration arm portions respectively include a first end portion, a second end portion opposite to the first end portion, and first and second main surfaces facing each other in the thickness direction. And the first end is connected to the base,
A length direction connecting the first end portion and the second end portion of the vibration arm portion is defined as a first direction, and a width direction of the vibration arm portion orthogonal to the first direction is defined as a second direction. When the thickness direction of the vibration arm portion orthogonal to the first and second directions is a third direction, the vibration arm portion is disposed along the first direction. A plurality of through-holes penetrating the vibrating arm portion in the third direction are provided, and the excitation electrodes are formed on inner surfaces of the plurality of through-holes facing each other in the second direction. At least,
(Excitation electrode total area in a cross section orthogonal to the second direction of the vibration arm portion) / (Area of a region where a plurality of through holes are provided in a cross section orthogonal to the second direction of the vibration arm portion) In the through hole, the opening on the first main surface side and the opening on the second main surface side in the through hole are such that the effective excitation electrode ratio represented by) is 0.77 or more. A tuning-fork type quartz crystal unit that is shifted in the direction.
基部と、複数の振動アーム部とを有し、水晶からなる音叉型振動片と、
前記複数の振動アーム部にそれぞれ設けられている励振電極とを備え、
前記複数の振動アーム部が、それぞれ、第1の端部と、前記第1の端部とは反対側の第2の端部と、厚み方向において対向し合う第1及び第2の主面とを有し、前記第1の端部が前記基部に連ねられており、
前記振動アーム部における前記第1の端部と前記第2の端部とを結ぶ長さ方向を第1の方向とし、前記第1の方向と直交する前記振動アーム部の幅方向を第2の方向とし、前記第1及び第2の方向と直交する前記振動アーム部の前記厚み方向を第3の方向としたときに、前記振動アーム部に、前記第1の方向に沿って配置されており、前記第3の方向に振動アーム部を貫通している複数の貫通孔が設けられており、前記励振電極が、前記複数の貫通孔の前記第2の方向において対向し合っている内側面に少なくとも設けられており、前記貫通孔の前記第2の方向と直交する断面の形状が略平行四辺形である、音叉型水晶振動子。
A tuning fork type resonator element having a base and a plurality of vibrating arms and made of crystal;
An excitation electrode provided on each of the plurality of vibration arms,
The plurality of vibration arm portions respectively include a first end portion, a second end portion opposite to the first end portion, and first and second main surfaces facing each other in the thickness direction. And the first end is connected to the base,
A length direction connecting the first end portion and the second end portion of the vibration arm portion is defined as a first direction, and a width direction of the vibration arm portion orthogonal to the first direction is defined as a second direction. When the thickness direction of the vibration arm portion orthogonal to the first and second directions is a third direction, the vibration arm portion is disposed along the first direction. A plurality of through-holes penetrating the vibrating arm portion in the third direction are provided, and the excitation electrodes are formed on inner surfaces of the plurality of through-holes facing each other in the second direction. A tuning-fork type crystal resonator provided at least and having a cross-sectional shape orthogonal to the second direction of the through hole being a substantially parallelogram.
前記貫通孔の前記第2の方向と直交する断面において、前記貫通孔の前記第1の方向において向かい合う内側面が前記振動アーム部の前記第1の主面及び前記第2の主面となす角度が鋭角である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の音叉型水晶振動子。   In a cross section perpendicular to the second direction of the through-hole, an angle formed by an inner side surface of the through-hole facing the first direction with the first main surface and the second main surface of the vibration arm portion. The tuning fork type crystal resonator according to any one of claims 1 to 3, wherein is an acute angle. 前記貫通孔の前記第1の方向と直交する断面において、前記貫通孔の前記第2の方向において向かい合う内側面が前記振動アーム部の前記第1の主面及び第2の主面となす角度が鋭角である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の音叉型水晶振動子。   In a cross section orthogonal to the first direction of the through hole, an angle formed by an inner side surface of the through hole facing the second direction with the first main surface and the second main surface of the vibration arm portion is The tuning fork type crystal resonator according to any one of claims 1 to 3, which has an acute angle. 前記複数の貫通孔が、前記振動アーム部の前記第1の端部側に寄せられて設けられている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の音叉型水晶振動子。   The tuning fork type crystal resonator according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of through holes are provided close to the first end portion side of the vibration arm portion. 前記複数の貫通孔のうち、前記基部に最も近い貫通孔の基部側の端部が前記基部内に位置している、請求項1〜6のいずれか1項に記載の音叉型水晶振動子。   The tuning fork type crystal resonator according to any one of claims 1 to 6, wherein an end portion on a base side of a through hole closest to the base portion among the plurality of through holes is located in the base portion. 前記振動アーム部の前記第2の端部に連ねられており、前記第2の方向に沿う寸法が前記振動アーム部の第2の方向に沿う寸法よりも大きい錘部をさらに有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の音叉型水晶振動子。   2. A weight portion connected to the second end portion of the vibration arm portion and further having a weight portion whose dimension along the second direction is larger than the dimension along the second direction of the vibration arm portion. The tuning-fork type crystal resonator according to any one of? 前記錘部が貫通孔または凹部を有する、請求項8に記載の音叉型水晶振動子。   The tuning fork type crystal resonator according to claim 8, wherein the weight portion has a through hole or a concave portion. 基部と、複数の振動アーム部とを有し、前記複数の振動アーム部が、それぞれ第1の端部と、前記第1の端部とは反対側の第2の端部と、厚み方向において対向し合う第1及び第2の主面とを有し、前記第1の端部が前記基部に連ねられている、水晶からなる音叉型振動片と、前記複数の振動アーム部にそれぞれ設けられている励振電極とを備える音叉型水晶振動子の製造方法であって、
前記振動アーム部における前記第1の端部と前記第2の端部とを結ぶ長さ方向を第1の方向とし、前記第1の方向と直交する前記振動アーム部の幅方向を第2の方向とし、前記第1及び第2の方向と直交する前記振動アーム部の前記厚み方向を第3の方向としたときに、
前記基部及び前記複数の振動アーム部を有する前記音叉型振動片を形成する工程と、
前記音叉型振動片の形成後に、または音叉型振動片の形成に先立ち、前記振動アーム部の前記第1の主面及び前記第2の主面からエッチングし、前記第1の方向に沿って配置されており、前記第3の方向に振動アーム部を貫通している複数の貫通孔を形成する工程と、
前記振動アーム部に励振電極を形成する工程とを備え、
前記エッチングによる貫通孔の形成に際し、(前記振動アーム部の前記第2の方向と直交する断面における励振電極合計面積)/(前記振動アーム部の前記第2の方向と直交する断面における複数の貫通孔が設けられている領域の面積)で表される有効励振電極比率が、前記第1の方向においてずらしていない場合よりも大きくなるように、前記第1の主面側におけるエッチング位置と、前記第2の主面側におけるエッチング位置とを前記第1の方向においてずらす、音叉型水晶振動子の製造方法。
A base portion and a plurality of vibration arm portions, wherein each of the plurality of vibration arm portions includes a first end portion, a second end portion opposite to the first end portion, and a thickness direction. A tuning fork type vibration piece made of crystal having first and second main surfaces facing each other, the first end portion being connected to the base portion, and each of the plurality of vibration arm portions. A tuning fork type quartz crystal resonator comprising an excitation electrode,
A length direction connecting the first end portion and the second end portion of the vibration arm portion is defined as a first direction, and a width direction of the vibration arm portion orthogonal to the first direction is defined as a second direction. When the thickness direction of the vibrating arm portion orthogonal to the first and second directions is the third direction,
Forming the tuning fork-type vibrating piece having the base and the plurality of vibrating arms; and
Etching from the first main surface and the second main surface of the vibration arm portion after the tuning fork type vibration piece is formed or prior to the formation of the tuning fork type vibration piece, and arranged along the first direction. And forming a plurality of through holes penetrating the vibrating arm portion in the third direction;
Forming an excitation electrode on the vibration arm portion,
When forming the through hole by the etching, (total excitation electrode area in a cross section orthogonal to the second direction of the vibration arm portion) / (a plurality of through holes in a cross section orthogonal to the second direction of the vibration arm portion) The etching position on the first main surface side so that the effective excitation electrode ratio represented by the area of the region in which the hole is provided is larger than the case where the effective excitation electrode ratio is not shifted in the first direction; A method for manufacturing a tuning fork type crystal resonator, wherein the etching position on the second main surface side is shifted in the first direction.
前記有効励振電極比率が0.77以上となるように前記第1の主面側におけるエッチング位置と、前記第2の主面側におけるエッチング位置とをずらす、請求項10に記載の音叉型水晶振動子の製造方法。   The tuning fork type quartz vibration according to claim 10, wherein an etching position on the first main surface side and an etching position on the second main surface side are shifted so that the effective excitation electrode ratio becomes 0.77 or more. Child manufacturing method.
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