JP2014150422A - Tuning-fork type crystal vibrator and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
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
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
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-
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
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
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
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.
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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,
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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-
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
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-
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
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
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
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-
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
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
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
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k2Q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
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
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k2Q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
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
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k2Q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k2Q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
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
図9は、前述した有効励振電極比率と振動特性k2Q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k2Q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k2Q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
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
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
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
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
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
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
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k2Q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
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
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
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、k2Q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
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
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
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
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
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
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
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
Claims (11)
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.
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.
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.
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