CN102739189B - 音叉型压电振动片及压电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供不使CI值上升且容易进行频率调整的音叉型压电振动片。音叉型压电振动片(20)具备：从基部的一端侧向规定方向延伸且在其前端形成有锤部的一对振动臂(21)；在一对振动臂的第一面上从该第一面凹进且向规定方向延伸地形成的第一槽部(24)；以及在第一面的相反侧的第二面上从该第二面凹进且向规定方向延伸地形成的第二槽部(24)。而且，第一槽部及第二槽部具有侧面(24S)、底面(24B)、基部侧的后端面(24E)及锤部侧的前端面(24E)。在其第一槽部上形成有从后端面延伸至到达前端面的中途的第一励振电极(33a、34a)。在第二槽部上形成有从后端面延伸至前端面的第二励振电极(33b、34b)。
Description
技术领域
本发明涉及以由水晶等构成的压电基板形成且具有一对振动臂的音叉型压电振动片及使用其音叉型压电振动片的压电装置。
背景技术
尤其最近，这些压电装置伴随着搭载这些的电器的小型化、薄型化，要求更进一步小型化、薄型化。另外，要求确保低CI(晶体阻抗)值，高品质且稳定性优良的压电装置。音叉型压电振动片因小型化而使电极间距离变短，因串联谐振容量变大而使频率可变灵敏度变高。若频率可变灵敏度变高，则难以与目标频率、即例如32.768kHz吻合。另外，伴随着小型化、薄型化使用于频率调整而设置在振动臂部的前端上的锤部的金属膜与励振电极靠近，在频率调整工序中，存在飞散的金使锤部的金属膜与励振电极短路的可能性。
根据专利文献1(日本特开2010-050960号公报)，公开了如下技术：通过使形成于振动臂部的长度方向的槽部的一部分的电极部的长度相对于振动臂部的长度为55％以下，降低频率可变灵敏度。
但是，频率可变灵敏度降低至例如15ppm/pF以下的压电装置虽然降低了频率可变灵敏度，但是另一方面导致了CI值的增高。为此，要求以降低了CI值的状态下降低频率可变灵敏度的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供不使CI值上升且容易进行频率调整的音叉型压电振动片或者压电装置。
第一观点的音叉型压电振动片具备：从基部的一端侧向规定方向延伸且在其前端形成有锤部的一对振动臂；在一对振动臂的第一面上以从该第一面凹进且向规定方向延伸的方式形成的第一槽部；以及在一对振动臂的第一面的相反侧的第二面上以从该第二面凹进且向规定方向延伸的方式形成的第二槽部。而且，第一槽部及第二槽部具有侧面、底面、基部侧的后端面及锤部侧的前端面。在其第一槽部上，在后端面、侧面及底面形成有从后端面延伸至到达前端面的中途的第一励振电极。另外，在第二槽部上，在后端面、侧面、底面及前端面形成有从后端面延伸至前端面的第二励振电极。
第二观点的音叉型压电振动片，在第二面上，在锤部形成有比第一厚度薄的第二厚度的金属膜。而且，第一励振电极及第二励振电极以第二厚度形成。
另外，第一励振电极的长度为第一槽部的长度的60％至80％。
再有，锤部比形成有槽部的振动臂的区域的宽度更宽地形成。
第三观点的音叉型压电振动片具备从基部的一端侧且在振动臂的两外侧向规定方向延伸的一对支撑臂。其支撑臂具有涂布导电性粘接剂的接合部。
另外，具备从基部的一端侧且在振动臂的两外侧向规定方向延伸的一对支撑臂，具备与支撑臂连接且包围基部及振动臂的外框部。
另外，第一槽部和第二槽部在从后端面至前端面的中途形成有向与规定方向交叉的方向延伸且使槽部的宽度变窄的缩颈部。
再有，第四观点的压电装置具备：上述音叉型压电振动片；配置在音叉型压电振动片的第二面侧且配置有音叉型压电振动片的底部；以及配置在音叉型压电振动片的第一面侧的盖部。
本发明的发明效果如下。
就本发明的音叉型压电振动片而言，即使小型化也能使第一面的励振电极的长度变短且使第二面的励振电极的长度变长而提供符合市场需求的产品。另外，能够对应使用该压电振动片的压电装置的小型化的要求。
附图说明
图1(a)是取下盖部53的状态的第一水晶装置100的俯视图。
图1(b)是图1(a)所示的第一水晶装置100的A-A’剖视图。
图2(a)是第一音叉型水晶振动片20的第一主面的俯视图。
图2(b)是第一音叉型水晶振动片20的第二主面的俯视图。
图3(a)是第一音叉型水晶振动片20的B-B’剖视图。
图3(b)是第一音叉型水晶振动片20的C-C’剖视图。
图4是表示第一音叉型水晶振动片20的电极形成及频率调整工序的流程图。
图5是表示槽部的电极断开率与串联谐振容量的关系的图表。
图6是表示槽部的电极断开率与CI值的关系的图表。
图7是表示串联谐振容量C1与频率可变灵敏度S的关系的图表。
图8(a)是第二音叉型水晶振动片20A的俯视图。
图8(b)是第二音叉型水晶振动片20A的D-D’剖视图。
图9(a)是从盖部10的盖部侧观察了分解状态的第二水晶装置110的立体图。
图9(b)是图9(a)所示的第二水晶装置110的E-E’截面构成图。
图10(a)是第三音叉型水晶振动片30的俯视图。
图10(b)是图10(a)所示的第三音叉型水晶振动片30的F-F’剖视图。
图中：
10、53-盖部，17-盖部侧凹部，20-第一音叉型水晶振动片，20A-第二音叉型水晶振动片，30-第三音叉型水晶振动片，21、21’-振动臂，22、22’-支撑臂，23、23’-基部，24-槽部，25-接合部，26-振动根部，27-支撑根部，28-锤金属膜，29-外框部，31、32-基部电极，33、34-励振电极，35-空间部，36-连接部，40-底部，41、43-通孔，42、44-连接电极，45、46、51-外部电极，47-底部侧凹部，49-阶梯部，50-导电性粘接剂，54-封装材料，60-缩颈部，80-包装件，100-第一水晶装置，110-第二水晶装置，L-振动臂的长度，m-槽部的长度，n-励振电极的长度，PKG-包装件，T1、T2-锤金属膜厚度，T4-振动臂的厚度，W1-第一宽度，W2-第二宽度，W3-第三宽度，W5-槽部宽度。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明本发明的各实施方式。在以下的各实施方式中，将振动臂延伸的方向设为Y轴方向，将振动臂的臂宽方向设为X轴方向，与该Y轴及X轴方向正交的方向设为Z轴方向。本实施方式的音叉型水晶振动片是例如以32.768kHz振荡的振动片并做成Y轴方向的长度为1.45mm左右，X轴方向的长度为0.5mm左右，Z轴方向的厚度为0.12mm左右的小型的形状。
<第一实施方式>
(第一水晶装置100的结构)
图1(a)是取下盖部53的状态的第一水晶装置100的概略俯视图，图1(b)是图1(a)的A-A’概略剖视图。
如图1(b)所示，第一水晶装置100由盖部53、包装件PKG及第一音叉型水晶振动片20构成。在真空室内具有空洞的包装件PKG上放入第一音叉型水晶振动片20，以真空状态利用封装材料54接合盖部53和包装件PKG。盖部53由硅硼玻璃等形成，由此即使在接合水晶装置之后也能够进行频率的调整。
包装件PKG是由例如陶瓷构成的陶瓷包装件，层叠多张陶瓷薄板而形成箱状。在包装件PKG的底部形成有外部电极51而成为能够表面实装(SMD：Surface Mount Device)的类型。
如图1(a)所示，第一音叉型水晶振动片20由一对振动臂21、支撑臂22及基部23构成。在基部23上形成有基部电极31、32。在一对振动臂21的表面及背面的两面形成有从上表面凹进的槽部24。一对振动臂21在其上表面及下表面的槽部24以及侧面形成有励振电极33、34。振动臂21的前端具有成为锤部的锤用的金属膜28(以下，称为锤金属膜28)。支撑臂22的接合部25通过导电性粘接剂50接合在包装件PKG上。
第一水晶装置100进行利用质量增减的频率的调整。在振动臂21的前端的锤金属膜28上附加金属膜或者在锤金属膜28上照射离子束铣或激光来使锤部28的金属覆膜的一部分蒸发、升华。之后，第一水晶装置100进行驱动特性等的检查而完成。
(第一音叉型水晶振动片20的结构)
图2(a)是第一实施方式的第一音叉型水晶振动片20的第一主面(上表面)的俯视图，图2(b)是第一音叉型水晶振动片20的第二主面(下表面)的俯视图。第一音叉型水晶振动片20在振动臂21的槽部24具有励振电极33(33a、33b)、34(34a、34b)。另外，在振动臂21的前端具有锤金属膜28。
一对振动臂21从基部23与Y轴方向平行地延伸。在一根振动臂21的上表面形成有从上表面凹进的一根槽部24，在振动臂21的下表面也同样形成有从下表面凹进的一根槽部24。振动臂21的前端附近以一定的宽度加宽，形成锤形的形状。锤形的形状部分形成有具备金属膜的锤金属膜28。锤金属膜28为了使因振动臂21的小型化而趋于变高的频率降低至规定的频率而形成，另外为了使作为水晶装置而搭载的第一音叉型水晶振动片20的频率调整变得容易而形成。
由基部23和一对振动臂21构成的振动根部26的形状大致成为直线的U字形状。另外，由基部23、振动臂21及支撑臂22形成的两处的支撑根部27的形状也成为同样的直线的U字形状。虽然振动根部26与支撑根部27的形状为直线的U字形状，但是也可以是曲线的U字形状。
第一音叉型水晶振动片20的基部，其整体形成矩形形状。为了缩短第一音叉型水晶振动片20的全长，希望基部23的长度尽量短。但是，若使基部的长度变短，则会存在振动臂21的振动作为振动泄漏而向包装件外部传递，或者变得容易受到包装件外部的温度变化或冲击的影响。因此，在第一音叉型水晶振动片20上形成支撑臂22。
如图2(a)及图2(b)所示，支撑臂22从第一音叉型水晶振动片20的基部23的两端延伸。支撑部22的长度形成得比振动臂21的长度短。第一音叉型水晶振动片20和包装件通过导电性粘接剂50在接合部25进行接合。接合部25设置在从基部离开的支撑臂22的端部。通过使接合部25从基部23离开，减少振动泄漏或外部变化的影响。
其次，对第一音叉型水晶振动片20的尺寸进行说明。一对振动臂21的长度L例如为1.25mm左右的长度。槽部24的长度m以相对于振动臂21的长度L的大致70％形成。槽部24的长度m是将槽部的一方的端面24E(基部的附近)作为起点至另一方的端面24E(锤部的附近(+Y轴方向))的长度。以下，将基部23附近的端面24E称为后端面，将锤部附近的端面24E称为前端面。上表面侧的励振电极33a、34a从后端面24E延伸至Y轴方向的途中而并不到达前端面24E。上表面侧的励振电极33a、34a的长度n，如图2(a)所示，以相对于槽部24的长度m的60％～80％形成。
如图2(b)所示，下表面的槽部24的长度m(从后端面24E至前端面24E)也以相对于振动臂21的长度L大致70％形成。另一方面，下表面侧的励振电极33b、34b的长度n以相对于槽部24的长度mm的100％形成。即，励振电极33b、34b与槽部24相同的长度形成。基部23的长度为0.20mm左右。
图3(a)是图2(a)及图2(b)所示的第一音叉型水晶振动片20的B-B’剖视图。图3(b)是图2(a)及图2(b)所示的第一音叉型水晶振动片20的C-C’剖视图。
如图3(a)所示，在振动臂21的上表面(+Z)形成有基部电极31、励振电极34a及锤金属膜28形成，在振动臂21的下表面(-Z)形成有基部电极31、励振电极34b及锤金属膜28。振动臂21的上下表面的锤金属膜28在形成基部电极31和励振电极34的工序中同时形成，上下表面均为相同的厚度T1。再有，在振动臂21的上表面的锤金属膜28a的上表面形成有锤金属膜28b并重新以厚度T2层叠。由于伴随着小型化频率趋于变高，因此锤金属膜28b为了降低频率而形成。
振动臂21的下表面的励振电极34b与槽部24的长度相同的长度形成。励振电极33、34还形成在振动臂21的侧面、槽部的侧面24S及槽部的底面24B。基部电极31、32和励振电极33、34以在由例如Cr膜而成的质地上设置Au膜的双层结构形成。
如图3(b)所示，第一音叉型水晶振动片20的作为振动臂21和振动臂21之间的距离的第二宽度W2与作为振动臂21的宽度的第一宽度W1相同，另外作为振动臂21和支撑臂22之间的距离的第三宽度W3也以与第一宽度W1相同的长度形成。即，第一音叉型水晶振动片20以相同的宽度设计第一宽度W1、第二宽度W2及第三宽度W3。
另外，槽部24的截面形成为大致H型。振动臂21的槽部24的宽度W5(槽部的侧面24S与24S之间的距离)以振动臂21的宽度W1的40％至80％的宽度形成。振动臂21的厚度T4为振动臂21的宽度W1的两倍以上。这些第一音叉型水晶振动片20的外形与槽部24的形成由公知的光刻技术形成。
如图3(b)的第一音叉型水晶振动片20的C-C’截面所示，振动臂21的上表面(+Z)的槽部24没有形成励振电极33、34。振动臂21的下表面(-Z)的槽部24形成有励振电极33b、34b。励振电极33b、34b还形成在振动臂21的侧面、槽部的侧面24S及槽部的底面24B。
(第一音叉型水晶振动片20的制造方法)
图4是表示第一音叉型水晶振动片20的电极形成工序及频率调整工序的流程图。电极的形成通过光刻法形成。
在步骤S11中，金属膜在形成有第一音叉型水晶振动片20的外形和槽部的整个水晶晶片上通过真空蒸镀或喷镀形成。其次，光致抗蚀剂涂布在金属膜上。而且，形成有包含基部电极31、32及励振电极33、34的电极图案的电极用掩膜重合在形成于水晶晶片上的第一音叉型水晶振动片20上。未图示的曝光装置将电极图案曝光在第一音叉型水晶振动片20上。
在步骤S12中，电极图案在除去了显影后的抗蚀剂之后，对金属膜进行蚀刻而形成。由此，第一音叉型水晶振动片20形成励振电极33、34。第一主面(上表面)侧的槽部24从后端面24E(参照图2、图3)相对于槽部24的长度m而延伸60％至80％而形成。在第二主面(下表面)侧的整个槽部24形成有励振电极33b、34b。在形成该电机图案时，还形成锤金属膜28a(参照图3(a))。锤金属膜28a在其表面及背面形成与基部电极31、32及励振电极33、34相同厚度T1的金属膜。
在步骤S13中，在第一音叉型水晶振动片20的第一主面(上表面)形成锤金属膜28b(参照图3(a))。锤金属膜28b通过将仅在锤部具有开口的锤部用掩膜覆盖在水晶晶片的第一主面上，并以该状态进行蒸镀或喷镀而形成。锤部用掩膜防止在喷镀中飞散的金属粒子附着在锤部以外。虽然锤部用掩膜覆盖在水晶晶片上，但可能在水晶晶片与锤部用掩膜之间多少产生间隙。因此，从水晶晶片与锤部用掩膜的间隙飞散的金属粒子可能会进入槽部24。假如，若第一主面的槽部24的励振电极33a、34a形成至槽部24的前端面24E上，金属粒子附着在励振电极33a、34a上，则可能会使励振电极短路(短路)。但是，由于第一音叉型水晶振动片20的第一主面的励振电极33a、34a没有形成至前端面24E，因此不会使励振电极短路。
形成有锤金属膜28b的第一音叉型水晶振动片20利用频率调整装置(未图示)来对振荡频率进行测定。而且，对第一音叉型水晶振动片20的第一主面的锤金属膜28b的规定的部位进行离子束铣。离子束铣是通过将已加速的粒子撞击在锤金属膜28b上，使锤金属膜28b的金属离子飞散，使第一音叉型水晶振动片20的振荡频率上升。由此，第一音叉型水晶振动片20粗调至目标频率的允许范围内(比目标频率低的频率)。之后，从水晶晶片切出第一音叉型水晶振动片20。
在步骤S14中，第一音叉型水晶振动片20由导电性粘接剂50固定在包装件PKG上。固定在包装件PKG上的第一音叉型水晶振动片20由频率调整装置(未图示)测定振荡频率。
在步骤S15中，频率调整装置判断已取得的第一音叉型水晶振动片20的振荡频率是否在目标频率的允许范围内。若第一音叉型水晶振动片20的频率在目标频率的允许范围内，则前进至步骤S17。若第一音叉型水晶振动片20的振荡频率下降至目标频率的允许范围的下限值以下，则前进至步骤S16。
在步骤S16中，由离子束铣削去第一音叉型水晶振动片20的第一主面的锤金属膜28b。在进行离子束铣时，金属粒子从锤金属膜28b飞散。但是，由于第一音叉型水晶振动片20的第一主面的励振电极33a、34a没有形成至前端面24E，因此降低了飞散的金属粒子附着在励振电极上而产生短路的可能性。
在步骤S17中，判断全部的需要进行振荡频率的调整的第一音叉型水晶振动片20的振荡频率是否已被调整。若存在未调整频率的第一音叉型水晶振动片20，则返回步骤S15，若不存在未调整频率的第一音叉型水晶振动片20，则结束频率的调整。
(上表面侧的励振电极的长度)
图5是表示电极断开率与串联谐振容量C1的关系的图表。
该图表在纵轴表示串联谐振容量C1(fF)，在横轴表示电极断开率(％)。电极断开率(％)为相对于槽部24的长度m而没有形成励振电极33、34的长度n的长度(m-n)比上槽部24的长度m的百分比。即，表示在槽部24上没有形成励振电极33、34的比例。
在图5的图表中表示单面断开的折线与两面断开的折线。单面断开表示仅在第一主面(上表面)相对于槽部24而切断了励振电极33、34，第二主面(下表面)则形成有与槽部24的长度相同的长度的励振电极33、34的第一音叉型水晶振动片20。两面断开表示上下表面均形成有相同长度的励振电极的音叉型水晶振动片。
串联谐振容量C1(fF)是若串联谐振容量C1变小则频率可变灵敏度(ppm/pF)(参照图7)降低。由于第一音叉型水晶振动片20是以例如32.768kHz振荡的振动片，因此串联谐振容量C1(fF)为7fF以下比较理想。因此，第一音叉型水晶振动片20的单面断开率为10％以下比较理想。即，第一音叉型水晶振动片20的第一主面的励振电极的长度n为槽部24的长度m的90％以下比较理想。
图6是表示电极断开率与CI值(晶体阻抗值)的关系的图表。在纵轴表示CI值(kΩ)，在横轴表示电极断开率(％)。CI值尽量小会比较理想，例如70kΩ以下比较理想。因此，第一音叉型水晶振动片20的单面断开率为40％以下比较理想。即，第一音叉型水晶振动片20的第一主面的励振电极的长度n为槽部24的长度m的60％以上比较理想。
图7是表示串联谐振容量C1与频率可变灵敏度S的关系的图表。若串联谐振容量C1(fF)变小则频率可变灵敏度S(ppm/pF)降低。由于第一音叉型水晶振动片20是以例如32.768kHz振荡的振动片，因此串联谐振容量C1(fF)为7fF以下比较理想。若使串联谐振容量C1(fF)为7fF以下，则频率可变灵敏度S成为16ppm/pF以下且容易调整至目标频率。
那么，从图5至图7的图表可知，就频率可变灵敏度S而言，第一音叉型水晶振动片20的第一主面的励振电极长度n为槽部24的长度m的90％以下比较理想。另一方面，就CI值而言，第一音叉型水晶振动片20的第一主面的励振电极长度n为槽部24的长度m的60％以下比较理想。从而，第一音叉型水晶振动片20的第一主面的励振电极长度n为槽部24的长度m的60％以上且90％以下比较理想。
在图5及图6中，表示了在上下表面形成有相同长度的励振电极的音叉型水晶振动片的折线(两面断开)。为了使串联谐振容量C1(fF)为7fF以下，两面断开的音叉型水晶振动片只要使其励振电极长度为槽部的长度m的90％以下即可。另一方面，为了使CI值为70kΩ以下，两面断开的音叉型水晶振动片需要使其励振电极长度为槽部的长度m的80％以上。从而，两面断开的音叉型水晶振动片的励振电极长度为槽部的长度m的80％以上且90％以下比较理想。
若比较单面断开的第一音叉型水晶振动片20与双面断开的音叉型水晶振动片，则可知如下内容。单面断开的第一音叉型水晶振动片20的励振电极长度n为槽部24的长度m的60％以上且90％以下，并具有30％的调整幅度。另一方面，两面断开的音叉型水晶振动片的励振电极长度为槽部24的长度的80％以上且90％以下，而只有10％的调整幅度。从调整幅度的观看来比较两者，存在两倍以上的差。在第一音叉型水晶振动片20上形成励振电极33、34时，还可能相对于水晶晶片而产生电极用掩膜的位置偏移。但是，由于第一音叉型水晶振动片20与两面断开的音叉型水晶振动片相比调整幅度为两倍，因此不容易产生调整不良。
另外，从制造的观点来看，使形成于第一音叉型水晶振动片20的励振电极33、34朝向上面比较理想。这是因为，如图4的步骤S13、S17中所说明，在锤部形成金属膜时，喷镀等的金属粒子难以附着在励振电极33、34上。另外，这是因为，如图4的步骤S16中所说明，在利用离子束铣使金属飞散时，飞散的金属粒子难以附着在励振电极33、34上。
<第二实施方式>
(第二音叉型水晶振动片20A的结构)
图8(a)是第二音叉型水晶振动片20A的俯视图，图8(b)是第二音叉型水晶振动片20A的D-D’剖视图。第二音叉型水晶振动片20A与第一音叉型水晶振动片20在支撑臂22’及基部23’的形状上不同，在振动臂21’的槽部23上具备缩颈部60。其他的结构基本上与第一音叉型水晶振动片20的结构相同。与第一音叉型水晶振动片20相同的构成要素标上相同的符号并省略其说明。
第二音叉型水晶振动片20A由一对振动臂21’、支撑臂22’及基部23’构成。一对振动臂21’从基部23’大致平行地向Y轴方向延伸，在一对振动臂21’的表面及背面的两面形成有槽部24。在表面及背面的槽部24形成有使槽部24的X轴方向的宽度变窄的缩颈部60。缩颈部60偏向槽部的侧面24S的-X轴方向形成。在位于背面的一对槽部24上也相同地形成有缩颈部60。
缩颈部60形成于槽部24的长度m的大致中央部。该缩颈部60提高第二音叉型水晶振动片20A的基部部分的刚性，不会导致二次高频波的CI值的降低。
一对振动臂21’的根部在X轴方向上较宽地形成。这样可以使振动臂21’的振动集中到根部的应力转移，能够减少朝向基部23’的振动泄漏。
如图8(a)所示，一对支撑臂22’从第二音叉型水晶振动片20A的基部23’的-Y轴侧的两端分别向X轴方向延伸后弯折，并与+Y轴方向平行地延伸。支撑臂22’的前端附近以一定的宽度变宽而具备接合部25。第二音叉型水晶振动片20A与包装件的接合部25设置在支撑臂22’的前端附近的增幅部上。通过使接合部25远离基部23’，能够减少振动泄漏及外部变化的影响。
槽部24的长度m相对于振动臂21’的长度L形成为大致70％。槽部24的长度m以槽部的基部侧的端面24E(后端面)为起点至另一方的端面24E(前端面)的长度。上表面侧的励振电极33a、34a从后端面24E延伸至Y轴方向的中途并不到达前端面24E。如图8(a)所示，上表面侧的励振电极33a、34a的长度n相对于槽部24的长度m形成为70％～90％。
如图8(b)所示，下表面侧的励振电极33b、34b的长度n相对于槽部24的长度m形成为100％。即，励振电极33b、34b以与槽部24的长度相同的长度形成。
第二音叉型水晶振动片20A的制造方法与第一实施方式大致相同。在形成第二音叉型水晶振动片20A的槽部24时，通过蚀刻与缩颈部60对应的部位来形成缩颈部60。
<第三实施方式>
(第二水晶装置110的结构)
图9(a)是从盖部10的盖部侧观察了分解状态的第二水晶装置110的立体图，图9(b)是图9(a)所示的第二水晶装置110的E-E’截面构成图，图10(a)是第三音叉型水晶振动片30的俯视图，图10(b)是图10(a)所示的第三音叉型水晶振动片30的F-F’剖视图。
如图9(a)及图9(b)所示，第二水晶装置110由最上部的盖部10、第三音叉型水晶振动片30及底部40构成。盖部10、第三音叉型水晶振动片30及底部40由水晶材料形成。
第二水晶装置110将第三音叉型水晶振动片30夹在中心，在其第三音叉型水晶振动片30的上部接合盖部10，在第三音叉型水晶振动片30的下部接合底部40，由此形成包装件80。盖部10与第三音叉型水晶振动片30以及底部40与第三音叉型水晶振动片30做成通过硅氧烷键(Si-O-Si)进行封装的结构。
第三音叉型水晶振动片30由蚀刻形成外形及振动臂。第三音叉型水晶振动片30在其中央部、所谓的振动臂21的外侧具有外框部29，在第三音叉型水晶振动片30与外框部29之间形成有空间部35。其空间部35由水晶蚀刻形成。从基部23延伸的一对支撑臂22与外框部29连接。在基部23及外框部29的第一主面上形成有基部电极31和基部电极32，在第二主面上也同样形成有基部电极31和基部电极32。
盖部10在第三音叉型水晶振动片30侧具有盖部侧凹部17。底部40在第三音叉型水晶振动片30侧具有底部侧凹部47。在底部40上形成有第一通孔41、第二通孔43及阶梯部49。在阶梯部49上形成有与第一通孔41及第二通孔43连接的第一连接电极42及第二连接电极44。在底部40的底面形成有第一外部电极45及第二外部电极46。
第一通孔41及第二通孔43在其内面形成有金属膜。内面的金属膜与第一连接电极42、第二连接电极44、第一外部电极45及第二外部电极46同时由光刻工序制作而成。第一连接电极42通过第一通孔41与设置在底部40的第一外部电极45电连接。第二连接电极44通过第二通孔43与设置在底部40的第二外部电极46电连接。
第二水晶装置110是接合盖部10、第三音叉型水晶振动片30及底部40而形成包装件80。也就是说，第一基部电极31与底部40的第一外部电极45电接合，第二基部电极32与底部40的第二外部电极46电接合。
(第三音叉型水晶振动片30的结构)
第三音叉型水晶振动片30除了外框部29基本上与第一音叉型水晶振动片20相同。如图10(a)及图10(b)所示，在图10的F-F’截面上，振动臂21的槽部上表面(+Z)没有形成励振电极33、34。振动臂21的槽部下表面(-Z)形成有励振电极33b、34b(参照图9(b))。所谓，振动臂21的槽部下表面，在槽部24的整个区域形成有励振电极33b、34b。励振电极33b、34b还形成在振动臂21的侧面、槽部的侧面24S及槽部的底面24B。
第三音叉型水晶振动片30的上表面的励振电极长度n也与第一音叉型水晶振动片20相同地，为槽部24的长度m的60％以上且90％以下。在第三音叉型水晶振动片30上形成励振电极33、34时，也不会相对于水晶晶片产生电极用掩膜的位置偏移。但是，由于第三音叉型水晶振动片30也与两面断开的音叉型水晶振动片相比调整幅度为两倍，因此不容易产生调整不良。
另外，从制造的观点来看，形成于第三音叉型水晶振动片30的励振电极33a、34a朝向上面比较理想。这是因为在锤部上形成金属膜时，或者在由离子束铣使金属粒子飞散时，飞散的金属粒子难以附着在励振电极33a、34a。
产业上的利用可能性如下。
以上，虽然详细地对本发明的最优的实施方式进行了说明，但是在本领域技术人员清楚的前提下，本发明可以在其技术范围内对实施方式施加各种变更、变形而实施。例如，代替水晶，可以使用钽酸锂等的各种压电材料。再有，本发明作为水晶装置可以适用将组装了振荡电路的IC等配置在包装件内的水晶振荡器。
Claims (8)
1.一种音叉型压电振动片，其特征在于，
具备：
从基部的一端侧向规定方向延伸且在其前端形成有锤部的一对振动臂；
在上述一对振动臂的第一面上以从该第一面凹进且向上述规定方向延伸的方式形成的第一槽部；以及
在上述一对振动臂的上述第一面的相反侧的第二面上以从该第二面凹进且向上述规定方向延伸的方式形成的第二槽部，
上述第一槽部及上述第二槽部具有侧面、底面、上述基部侧的后端面及上述锤部侧的前端面，
在上述第一槽部上，在上述后端面、上述侧面及上述底面形成有从上述后端面延伸至到达上述前端面的中途的第一励振电极，
在上述第二槽部上，在上述后端面、上述侧面、上述底面及上述前端面形成有从上述后端面延伸至上述前端面的第二励振电极。
2.根据权利要求1所述的音叉型压电振动片，其特征在于，
在上述第一面上，在上述锤部形成有第一厚度的金属膜，
在上述第二面上，在上述锤部形成有比上述第一厚度薄的第二厚度的金属膜，
上述第一励振电极及上述第二励振电极以上述第二厚度形成。
3.根据权利要求1或2所述的音叉型压电振动片，其特征在于，
上述第一励振电极的长度为上述第一槽部的长度的60％至90％。
4.根据权利要求1或2所述的音叉型压电振动片，其特征在于，
上述锤部的宽度比形成有上述槽部的上述振动臂的区域的宽度更宽。
5.根据权利要求1或2所述的音叉型压电振动片，其特征在于，
上述第一槽部和上述第二槽部在从上述后端面至上述前端面的中途形成有向与上述规定方向交叉的方向延伸且使上述槽部的宽度变窄的缩颈部。
6.根据权利要求1或2所述的音叉型压电振动片，其特征在于，
具备从上述基部的上述一端侧且在上述振动臂的两外侧向上述规定方向延伸的一对支撑臂，上述支撑臂具有涂布导电性粘接剂的接合部。
7.根据权利要求1或2所述的音叉型压电振动片，其特征在于，
具备从上述基部的上述一端侧且在上述振动臂的两外侧向上述规定方向延伸的一对支撑臂，
具备与上述支撑臂连接且包围上述基部及上述振动臂的外框部。
8.一种压电装置，其特征在于，具备：
权利要求1至权利要求7中任一项所记载的音叉型压电振动片；
配置在上述音叉型压电振动片的上述第二面侧且配置有上述音叉型压电振动片的底部；以及
配置在上述音叉型压电振动片的上述第一面侧的盖部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |