CN103250349B - 音叉型压电振动片及音叉型压电振子 - Google Patents

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Abstract

音叉型压电振动片为，压电振动板原板由作为振动部的一对脚部、和设置有延伸出的所述脚部的基础部构成。所述一对脚部并排设置且从所述基础部的一端面延伸出，在所述一对脚部之间的、所述基础部的一端面的宽度方向的中间位置上形成有叉部。在所述基础部上，沿所述基础部的一端面形成有一对通孔，在与所述基础部的一端面相对的另一端面侧有与外部接合的接合区域。所述一对通孔以两通孔互不相接的状态被形成在比所述一对脚部的基座部更接近基础部的宽度方向的中线的位置上。所述通孔为，从所述压电振动板原板的正反两主面上的所述通孔的两端部朝着所述压电振动板原板的内部，所述通孔的俯视面积逐渐变小，且所述通孔的壁面被形成为螺旋状。

Description

音叉型压电振动片及音叉型压电振子
技术领域
本发明涉及电子设备等中使用的音叉型压电振动片、及使用了该音叉型压电振动片的音叉型水晶振子。
背景技术
以压电振子为代表的压电振动器件被广泛应用于手机等移动通信装置等。作为压电振子中使用的压电振动片中之一，有音叉型压电振动片。音叉型压电振动片是由基础部和从基础部向同一方向延伸出的一对振动脚(以下，称为脚部)构成的、呈音叉状的压电振动片。使用了音叉型压电振动片的音叉型压电振子被广泛用作时钟的时钟源。
例如，在专利文献1中记载的音叉型压电振动片中，进一步在与基础部的形成有两个脚部的一端面相对的另一端面上，形成有延伸出的与外部接合的接合部。从基础部的另一端面延伸出地形成的这些接合部被成形为，从基础部的另一端面沿两侧面呈T字形地分成两股地延伸出，各自的前端部朝向与两个脚部的先端相同的方向。
在该音叉型压电振子中，其主体框体由基座和盖构成，在主体框体的内部，音叉型压电振动片的接合部的前端部通过导电性材料而机电接合在基座上，该被接合的音叉型压电振动片被气密性地密封在主体框体的内部。基于该音叉型压电振子，能够防止振动泄漏(声学泄漏)。
如上所述那样，基于专利文献1中记载的音叉型压电振子，由于音叉型压电振动片的接合部的前端部通过导电性材料而机电接合在基座上，所以从作为振动部的脚部至基座的接合位置为止的迂回电极较长，在脚部产生的振动不易传播。然而，其负面是，与基座接合的位置是接合部的前端部，而振动部是脚部，间隔有该基础部的实际长度较长，所以难以承受振动应力、或该音叉型压电振子受到外部冲击时的外力，由基础部或接合部来承受应力或外力，压电振动片容易断裂。另外，由于接合部的俯视时的全长度较长，所以必须确保用于装载俯视全长较长的接合部的基座的装载区域，其结果，妨害了压电振子的主体框体的小型化。
【专利文献1】：日本特开2004-357178号公报
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种能防止声学泄漏、而且抵抗应力或外力的能力强、并适于小型化的音叉型压电振动片及音叉型压电振子。
为了达到上述目的，本发明所涉及的压电振动片的特征在于：压电振动板原板包括作为振动部的一对脚部、和设置有延伸出的所述脚部的基础部，所述一对脚部并排设置且从所述基础部的一端面延伸出，在该一对脚部之间的、所述基础部的一端面的宽度方向的中间位置上，形成有叉部，在所述基础部，沿所述基础部的一端面形成有一对通孔，在与所述基础部的一端面相对的另一端面侧有与外部接合的接合区域，所述一对通孔以两通孔互不相接的状态被形成在比所述一对脚部的基座部更接近基础部的宽度方向的中线的位置上，所述通孔为，从所述压电振动板原板的正反两主面上的所述通孔的两端部朝着所述压电振动板原板的内部，该通孔的俯视面积逐渐变小，而且该通孔的壁面被形成为螺旋状。
基于本发明，能够不妨碍音叉型压电振动片的小型化而更有效地防止声学泄漏，且抵抗应力和外力的能力强，能避免音叉型压电振动片断裂等的问题发生。
即，由于所述叉部被形成在所述基础部的一端面的宽度方向的中间位置，且在所述基础部，沿所述基础部的一端面形成有所述一对通孔，在与所述基础部的一端面相对的另一端面侧具有所述接合区域，所述一对通孔以两通孔互不相接的状态被形成在比所述一对脚部的基座部更接近基础部的宽度方向的中线的位置上，所以，能够抑制在使该音叉型压电振动片激振时所发生的振动不平衡而引起的振动泄漏(声学泄漏)。在所述接合区域中，一对脚部所产生的一部分振动能量的传播也能被所述基础部上形成的所述通孔截断。
特别是，由于所述通孔被形成为，像沙漏那样，从所述压电振动板原板的正反两主面上的所述通孔的两端部朝着所述压电振动板原板的内部，所述通孔的俯视面积逐渐变小，而且所述通孔的壁面被形成为螺旋状，所以，来自外部的应力能沿着通孔的螺旋状的壁面渐渐减弱并分散，所述一对脚部所产生的一部分振动能量的传播也能沿所述通孔的螺旋状壁面渐渐减弱并逃逸。其结果，能够更有效地抑制振动泄漏(声学泄漏)，并且，能使与外部接合的所述接合区域成为抵抗应力或外力的能力较强的结构。例如，有时会出现因将该音叉型压电振动片装载于外部等使该音叉型压电振动片与其它的构件接合、或使该音叉型压电振动片承受外力而引起振荡频率偏离的情况，而基于本发明，则能大大减少这样的问题。另外，由于能够防止在所述接合区域中发生物理上和电学上的破损，所以使抗冲击性能等耐久性能得到提高。
另外，在所述结构中，也可以是，在所述压电振动板原板的正反主面上形成有一对激励电极、及从该一对激励电极分别引出的引出电极，在所述引出电极的形成区域中形成有所述一对通孔，所述一对通孔中形成有导通电极，该导通电极将所述正反主面上形成的所述引出电极导通，所述引出电极的一部分在与所述叉部相接的状态下，不被引出到所述一对脚部的基座部之间。
在此情况下，除了具有上述的作用和効果之外，由于不需要经由所述叉部的脊部或侧端面、或与叉部接近的其它的基础部的脊部或侧端面来将所述正反主面间的引出电极延出这样的布线结构，所以能构成不容易发生断线等的、电连接性能稳定的结构。另外，由于所述引出电极的一部分在与所述叉部相接的状态下，不被引出到所述一对脚部的基座部之间，所以所述基础部的主面上形成的所述引出电极也不容易发生断线等，容易进行更简化的布线图案的设计，所以，能同时实现该音叉型压电振动片的基础部的小型化。
特别是，由于所述通孔被形成为，像沙漏那样，从所述压电振动板原板的正反两主面上的所述通孔的两端部朝着所述压电振动板原板的内部，所述通孔的俯视面积逐渐变小，而且所述通孔的壁面也被形成为螺旋状，所以，能使所述通孔的表面积增大，即便是只在如此形成的所述通孔的壁面上形成所述导通电极，也能以稳定的状态在所述通孔的壁面上形成电极，而不容易发生断线，使导通状态稳定。另外，由于所述通孔被形成为，像沙漏那样，从所述压电振动板原板的正反两主面上的所述通孔的两端部朝着所述压电振动板原板的内部，所述通孔的俯视面积逐渐变小，而且所述通孔的壁面也被形成为螺旋状，所以即便是通过在如此形成的所述通孔中填充所述导通电极来形成所述导通电极，也能够抑制在所述通孔中发生空虚的情况，并能在所述通孔内对所述导通电极的接合产生锚定效应，防止所述导通电极从所述通孔内剥离的情况，因而，不容易发生断线，能使导通状态稳定。
另外，在所述结构中，也可以是，压电振动板原板包括作为振动部的一对脚部、与外部接合的接合部、及设置着延伸出的所述脚部和所述接合部的基础部，所述一对脚部并排设置且从所述基础部的一端面延伸出，在所述一对脚部之间的、所述基础部的一端面的宽度方向的中间位置上，形成有叉部，在所述基础部，沿所述基础部的一端面形成有一对通孔，所述接合部具有与外部接合的第一接合区域，该第一接合区域从与基础部的一端面相对的另一端面的与所述叉部相对的位置延伸出，所述第一接合区域在所述接合部的宽度方向的中间位置的一个区域中与外部接合。
在此情况下，除了上述的作用和効果之外，由于所述叉部被形成在所述基础部的一端面的宽度方向的中间位置上，在所述基础部上，沿该基础部的一端面形成有一对通孔，所述接合部具有，从与所述基础部的一端面相对的另一端面的与所述叉部相对的位置延伸出、且至少在所述接合部的宽度方向的中间位置的一个区域中与外部接合的第一接合区域，所以，不用扩大所述接合部的长度或面积，便能更有效地抑制在使该音叉型压电振动片激振时产生的振动不平衡所引起的振动泄漏(声学泄漏)。特别是，由于在所述接合部的第一接合区域中，通过形同沙漏且所述壁面形成为螺旋状的所述通孔，所述一对脚部所产生的一部分振动能量的传播也能被有效地截断，所以能够更加有效地抑制振动泄漏(声学泄漏)，能使与外部接合的所述接合区域成为抵抗应力或外力的能力强的结构。另外，由于能够防止所述接合部中的物理上和电学上的破损的发生，所以耐冲击性能等的耐久性能得到提高。
另外，在所述结构中，也可以是，所述通孔被形成在，连接所述第一接合区域与所述脚部的基座部的线段上的位置上。
在此情况下，除了具有上述的作用和効果之外，通过在连接所述第一接合区域与所述一对脚部的基座部的线段上的位置上形成的所述通孔，所述振动能量的传播也能被有效地截断，从而能够进一步有效地抑制振动泄漏(声学泄漏)。
另外，在所述结构中，也可以是，所述接合部被形成为俯视呈L字形，所述第一接合区域被形成在，作为被成形为俯视呈L字形的曲折处的曲折部，在所述接合部的前端部，形成有与外部接合的第二接合区域。
在此情况下，除了上述的作用和効果之外，不用扩大接合部的长度便能抑制振动泄漏(声学泄漏)。特别是，在更有效地抑制了声学泄漏的所述曲折部，所述接合部上的与外部接合的所述第一接合区域能够作为一方的电极来进行机电上的接合；在不受声学泄漏的影响或应力和外力的影响的所述前端部，所述接合部上的与外部接合的所述第二接合区域能够作为另一方的不同电极来进行机电上的接合。
另外，在所述结构中，也可以是，将所述叉部与所述振动部之间的边界点作为边界点P1；将从所述基础部上的所述边界点P1至所述基础部的侧面为止的长度为最短的所述侧面的点作为最短点P2；将从所述边界点P1至所述最短点P2为止的长度作为最短长度D1；将以最短长度将所述边界点P1与所述通孔连接的长度作为长度D2；将从所述基础部上的所述通孔至所述基础部的侧面为止的长度为最短的所述侧面的点作为最短点P3；将连接所述通孔与所述最短点P3的长度作为长度D3；将长度D2和长度D3加算后的合计最短长度作为合计最短长度D4；则满足所述最短长度D1大于所述合计最短长度D4这一关系。
在此情况下，由于满足所述最短长度D1大于所述合计最短长度D4的关系，所以能够抑制向所述接合部传播的应力。
另外，为了达到上述目的，本发明所涉及的音叉型压电振子的特征在于：在该音叉型压电振子的框体内部，设置有本发明所涉及的音叉型压电振动片。本发明也能够适用于如上所述那样构成的、例如音叉型压电振动片的第一接合区域接合在框体内部的保持部上的音叉型压电振子，作为上述的音叉型压电振动片在框体内部被接合在保持部上的音叉型压电振子，其作用和効果相同。
发明的效果：如上所述那样，基于本发明，能够提供一种能防止声学泄漏、而且抵抗应力或外力的能力强、并适于小型化的音叉型压电振动片及音叉型压电振子。
附图说明
图1是表示示出本发明的实施方式的音叉型水晶振子的结构的图，也是在图2所示的A-A线上将音叉型水晶振子中配置的音叉型水晶振动片切开时的音叉型水晶振子的示意性截面图。
图2是表示示出本发明的实施方式的音叉型水晶振动片的一主面侧的俯视图。
图3是表示示出本发明的实施方式的音叉型水晶振动片的另一主面侧的俯视图。
图4包括图4(a)和图4(b)，图4(a)是表示示出本发明的实施方式的音叉型水晶振动片上形成的通孔的示意性俯视图；图4(b)是其示意性截面图。
图5是扩大表示图2所示的音叉型水晶振动片的基础部的扩大俯视图。
<附图标记说明>
1  音叉型水晶振子
2  音叉型水晶振动片
21  第一脚部
211  前端部
212  基座部
22  第二脚部
221  前端部
222  基座部
23  接合部
231  短边部
232  长边部
233  前端部
234  曲折部
235  第一接合区域
236  第二接合区域
241、242  通孔
25  基础部
251  一端面
252  另一端面
253  叉部
254  侧面
255  收缩部
261  一主面
262  另一主面
27  槽部
28  侧面
291、292  激励电极
293、294  引出电极
295、296  连接电极
297、298  引出电极的另一端部
3  基座
30  堤部
31  台阶部
32  电极垫
33  端电极
34  金属膜层
D1  最短长度
D2、D3  长度
D4  合计最短长度
H  密封构件
M1(M11、M12)  金属膜
M3  调整用金属膜
P  基础部的中线
P1  边界点
P2  最短点
Q1、Q2  线段
S1  通孔的壁面
T1、T2  通孔的两端部
T3  音叉型水晶振动片的内部
具体实施方式
以下，结合附图来举例说明音叉型水晶振子(也称为音叉型晶体谐振器)。本实施方式中使用的音叉型水晶振子1为，基座3与未图示的盖之间通过密封构件H接合而构成框体。具体而言，被构成为，音叉型水晶振动片2通过镀凸点等的金属膜M1而接合在上部开口的基座3的电极垫32上，盖通过密封构件H而接合在基座3上，收容部被气密性密封(参照下述)。在此，本实施方式中，音叉型水晶振子1的标称频率为32.768kHz。但该标称频率只不过是一例而已，也可以采用其它的频率。
基座3由例如用陶瓷材料、玻璃材料或树脂材料等构成的绝缘体的容器体构成。基座3在周围有堤部30，并被成形为上部开口的截面为凹形的形状，在基座3的内部(收容部)形成有用于装载音叉型水晶振动片2的台阶部31。并且，在台阶部31的顶面上形成有装载音叉型水晶振动片2的一对电极垫32(图1中只示出一方)。一对电极垫32通过在基座3的内部形成的未图示的布线图案，而与在基座3的底面(背面)形成的两个以上的端电极33电连接。在基座3的堤部30的顶面(周围)，金属膜层34(构成密封构件H的一部分)沿顶面形成为环状。例如，在对基座3采用陶瓷材料的情况下，电极垫32、端电极33或金属膜层34被构成为例如三层的层叠体，从下开始按钨、镍、金的顺序叠层。钨是利用金属化技术在进行陶瓷烧制时一体形成的，镍、金的各层是利用施镀技术而形成的。另外，也可以在钨的层中使用钼。
未图示的盖例如由金属材料、陶瓷材料或玻璃材料等构成，并被成形为俯视形状为矩形的一整块板。该盖的底面上形成有密封材料(构成密封构件H的一部分)。该盖是利用缝焊、束焊或加热熔化接合等方法而通过密封材料H接合在基座3上的，由盖和基座3构成音叉型水晶振子1的框体。
音叉型水晶振动片2是压电振动板原板，可将由异向性材料的Z切晶体构成的一整块水晶晶圆(省略图示)总括成形为大量的音叉型水晶振动片2。有关该音叉型水晶振动片2外形的成形，可利用光刻技术将保护涂层或金属膜形成在水晶晶圆上，并将水晶晶圆上形成的保护涂层或金属膜用作掩膜，通过例如湿法腐蚀来进行音叉型水晶振动片2的外形成形。
音叉型水晶振动片2如图2、图3所示那样，由作为振动部的一对第一脚部21和第二脚部22、与外部(本实施方式中是基座3的电极垫32)接合的接合部23、以及设置着这些延伸出的第一脚部21、第二脚部22及接合部23的基础部25构成。另外，在一对第一脚部21和第二脚部22之间的、基础部25的一端面251的宽度方向的中间位置上形成有叉部253。在音叉型水晶振动片2的正反两主面(一主面261和另一主面262)上，至少形成有一对激励电极291、292；及从一对激励电极291、292分别引出的引出电极293、294。另外，在音叉型水晶振动片2的一主面261上形成有，作为引出电极293、294的导出端部、且形成在与外部接合的接合部23上的连接电极295、296。另外，引出电极293、294的一部分(另一端部297、298)被引出到叉部253(包括叉部253的附近)。特别是，在本实施方式中，形成有通孔241、242，利用通孔241、242来进行引出电极293、294的引接。为此，可以不在叉部253进行引出电极293、294的引接，也能够使引出电极293、294的另一端部297、298位于叉部253(包括叉部253的附近)。因此，在本实施方式中，没有必要在叉部253和通孔241、242之间设计引出电极293、294的引线图案，引出电极293、294的另一端部297、298在与叉部253(包括叉部253的附近)相接的状态下，不被引出到第一脚部21的基座部212和第二脚部22的基座部222之间。因此，引出电极293、294的另一端部297、298与叉部253(包括叉部253的附近)相接，即便是发生引出电极293、294的形成偏离也不会发生断线。另外，由于不在叉部253(包括叉部253的附近)设计引出电极293、294的引线图案，所以能将激励电极291、292形成得更宽大。其结果，能够减低串联谐振电阻值(CI值)。另外，由于没有必要在音叉型水晶振动片2的叉部253(包括叉部253的附近)付近确保引出电极293、294的引线图案的设计区域，所以，以引出电极293、294的导通为目的，没有必要使叉部253和第一脚部21的基座部212和第二脚部22的基座部222的原板的形状成为圆锥形或R较大的圆弧形，从而易于适应音叉型水晶振动片2的小型化。因此，音叉型压电振动片2的基础部25的正反两主面(一主面261与另一主面262)上形成的引出电极293、294不易发生断线等，容易进行更简化的布线图案设计，能够同时实现音叉型压电振动片2的基础部25的小型化。
基础部25为俯视左右对称的形状，如图2、图3所示那样，被形成为宽度大于振动部(参照第一脚部21(特别是基座部212)、第二脚部22(特别是基座部222))。另外，基础部25的另一端面252付近形成有，从一端面251至另一端面252宽度变窄的递减台阶。因此，另一端面252能使因作为振动部的第一脚部21和第二脚部22的振动而产生的泄漏振动衰减，所以能抑制泄漏振动传到接合部23，从而有利于进一步减低声学泄漏(振动泄漏)。另外，作为在此所说的宽度递减的结构，是指以基础部25的俯视整体形状为基准，相对基础部25的宽度尺寸较大的一端面251付近，基础部25的宽度较窄，且指变窄的部分(以下，将该部分作为收缩部255)，另外，在该收缩部255中，基础部25的宽度变得最窄的部分为一端，该收缩部255的一端是基础部25的另一端面252与接合部23之间的边界(边界点)，即为图5所示的P3。另外，收缩部255不局限于图2、3所示的台阶状，可以是圆锥状或曲面状，也可以是这些形状的组合。
另外，在基础部25的一端面251中，沿着一端面251(平行地)并排地形成有一对通孔241、242。一对通孔241、242被形成在比后述的一对脚部21、22的基座部212、222更接近基础部25的宽度方向的中线P(参照图2、3)的位置上，且各通孔241、242以互不相接的状态相对基础部25的宽度方向的中线P线对称。
另外，有关一对通孔241、242，在将连接后述的第一接合区域235与脚部21的基座部212的中心的线段作为Q1；将连接第一接合区域235与脚部22的基座部222的中心的线段作为Q2的情况下，一对通孔241、242形成在线段Q1、Q2上的位置上。因此，也能更为有效地截断振动能量的传播，从而进一步高效地抑制振动泄漏(声学泄漏)。
另外，通孔241、242被形成在引出电极293、294的形成区域中，在通孔241、242的内部形成有未图示的导通电极。在通孔241、242的内部形成的导通电极可以只形成在通孔241、242的壁面S1上，或者也可以形成为在通孔241、242中充填有导通电极的状态。利用这样的通孔241、242的结构，可以将一主面261上形成的引出电极293、294分别引接到另一主面262的同极的引出电极293、294。
另外，通孔241、242的内部的壁面如图4(a)的俯视图所示那样，由多个壁面S1构成，由于该多个壁面S1，通孔241、242的内部的壁面被形成为螺旋状。另外，通孔241、242如图4(b)的截面图所示，像沙漏那样，从音叉型水晶振动片2的正反两主面(一主面261和另一主面262)上的通孔241、242的两端部T1、T2朝着音叉型水晶振动片2的内部T3，通孔241、242的俯视面积(与通孔241、242的开口口径或开口宽度相关的开口面积)逐渐变小。这样的通孔241、242的结构可以通过在用湿法腐蚀来对水晶等有异向性的结晶材料形成通孔241、242时，不发生过蚀刻地对蚀刻溶液的温度、浓度等进行最佳设定，并对蚀刻时间进行最佳管理来实现。
另外，通过采用如图4所示的通孔241、242的形状，也能够使来自外部的应力沿着螺旋状配置的(形成的)多个壁面S1渐渐减弱并被分散，并且，因作为振动部的第一脚部21和第二脚部22的振动而产生的一部分的振动能量的传播也可沿着通孔241、242的螺旋状壁面S1渐渐减弱并逃逸。
另外，由于能够使通孔241、242的俯视面积从通孔241、242的两端部T1、T2朝着通孔241、242的内部T3逐渐变小，所以能够使通孔241、242的表面积增大，使导通电极的导通状态稳定。
另外，如图2，5所示那样，将叉部253与振动部(第一脚部21的基座部212、第二脚部22的基座部222)之间的边界点作为边界点P1；将从基础部25上的边界点P1至基础部25的侧面254为止的长度为最短的侧面254的最短点作为最短点P2；将从边界点P1至最短点P2为止的最短长度作为最短长度D1。另外，将以最短长度连接边界点P1与通孔241、242的长度作为长度D2；将从基础部25上的通孔241、242至基础部25的侧面254为止的长度为最短的侧面254的点作为最短点P3；将以最短长度连接通孔241、242与最短点P3的长度作为长度D3；将长度D2与长度D3加算后的合计最短长度作为合计最短长度D4。在本实施方式中，与最短长度D1相比，合计最短长度D4较短。通过这样使最短长度D1大于合计最短长度D4的关系得到满足，能够抑制向接合部23传播的应力。这与振动部位是从叉部253至基础部25的侧面254为止的长度为最短的部位有关，由于从基础部25上的叉部253至侧面254为止的最短长度由最短长度D1变为合计最短长度D4，所以，第一脚部21、第二脚部22以合计最短长度D4上的部位为轴而振动。因此，通过使最短长度由最短长度D1变为合计最短长度D4，能使因振动而产生的应力集中到合计最短长度D4上的部位上。其结果，能够抑制向接合部23传播的应力，并且能够抑制振动泄漏。另外，只要使通孔241、242在基础部25上的形成位置满足最短长度D1大于最短长度D4的关系，则可以进行任意设定，也可以不将通孔241、242的中心置于经过合计最短长度D4的线上。另外，在本实施方式中，如图2所示那样，从基础部25上的通孔241、242至基础部25的侧面254为止的长度为最短的最短点P3在收缩部255的一端，该收缩部255的一端是基础部25上宽度变得最窄的部分。因此，能够使合计最短长度D4上的部位集中在收缩部255中宽度变得最窄的部分，其结果，有利于极为有效地减低声学泄漏(振动泄漏)。
一对第一脚部21和第二脚部22如图2、3所示那样，从基础部25的一端面251延伸出，间隔着叉部253而并排设置。另外，在此所说的叉部253是指，在一端面251的宽度方向的中间位置(中间区域)设置的、两个边界点P1(参照图5)之间的区域。这些第一脚部21和第二脚部22的前端部211、221及基座部212、222被形成为，与第一脚部21和第二脚部22的其它部位相比，垂直于延伸方向的方向上的幅度较宽。在此，将第一脚部21和第二脚部22的前端部211、221的幅度较宽的区域称为第一脚部21和第二脚部22的宽幅区域。另外，第一脚部21和第二脚部22的前端部211、221的角部分别被形成为曲面。通过这样将前端部211、221成形得幅度较宽，能有效利用前端部211、221(前端区域)，从而有利于音叉型水晶振动片2的小型化，也有利于低频化。另外，通过将前端部211、221的角部分别形成为曲面，能够防止在受到外力时等接触到堤部等。另外，在此所说的前端部211、221的角部不局限于曲面，也可以是圆锥状，或者是曲面与圆锥状的角部相组合的形状。
另外，为了改善因音叉型水晶振动片2的小型化而变差的串联谐振电阻值(本实施方式中是CI值，以下相同)，而在一对第一脚部21和第二脚部22的一主面261与另一主面262上分别形成了槽部27。另外，音叉型水晶振动片2的外形中，侧面28的一部分被形成为相对一主面261与另一主面262倾斜。这是由于，对音叉型水晶振动片2进行湿式蚀刻成形时，对基板材料的结晶方向(X、Y方向)的蚀刻速度不同而造成的。
接合部23如图2、3所示那样，用于使下述的引出电极293、294与外部电极(本发明所说的外部，在本实施方式中是基座3的电极垫32、32)之间实现机电接合。具体而言，接合部23被形成为，从与延伸出一对第一脚部21和第二脚部22的基础部25的一端面251相对的、另一端面252的宽度方向的中间位置(中间区域)延伸出来。即，在正对着一对第一脚部21和第二脚部22之间配置的叉部253的位置上，形成延伸出的接合部23。
特别是，本实施方式中，接合部23由短边部231和长边部232构成，短边部231相对基础部25的另一端面252向俯视垂直方向延伸出、且比另一端面252宽度窄；长边部232和短边部231各自的前端部并齐，且短边部231的前端部被曲折成直角(俯视)而向基础部25的宽度方向延伸，接合部23的前端部233朝向基础部25的宽度方向。即，接合部23被成形为俯视呈L字形。作为被成形为俯视呈L字形的曲折处的曲折部234与短边部231的前端部对应。如此，形成为与基础部25的另一端面252相比短边部231宽度更窄的状态，因而，抑制振动泄漏的效果更高。
另外，在接合部23的一主面261上，具有与外部接合的第一接合区域235和第二接合区域236，第一接合区域235被形成在，在基础部25的宽度方向的中线P上形成的、在延长线(接合部23的短边部231的宽度方向上的中间位置)上俯视呈L字形地成形的接合部23的曲折部234的一区域中；第二接合区域236被形成在，俯视呈L字形地成形的接合部23的前端部233即长边部232的前端部的一区域中。并且，在第一接合区域235中，形成有从后述的第二激励电极292经由引出电极294而被引出到短边部231的端部(一端部)的连接电极296(引出电极294的导出端部)；在第二接合区域236中，形成有从后述的第一激励电极291经由引出电极293而被引出到长边部232的端部(前端部233)的连接电极295(引出电极293的导出端部)。
通过采用这样的结构，不用扩大接合部23的长度便能更为有效地抑制振动泄漏(声学泄漏)。特别是，接合部23中的与外部接合的第一接合区域235可以在更为有效地抑制了声学泄漏的曲折部234，作为一方的电极而进行机电上的接合；接合部23中的与外部接合的第二接合区域236可以在不受声学泄漏影响或不受应力或外力影响的前端部233，作为另一方的不同电极而进行机电上的接合。
另外，在这些连接电极295、296的表面，形成有比连接电极295、296表面粗糙度粗、俯视面积小的、作为镀凸点的金属膜M1(M11、M12)。金属膜M1(M11、M12)被形成为，例如厚度在5～20μm左右、直径在50μm左右、俯视面积约为1962.5μm2的俯视呈圆形的形状。另外，在进行了超声波接合之后(FCB后)，成为至少金属膜M1(M11、M12)向面方向扩展而被压扁的状态，厚度变成大约一半左右。如果金属膜M1(M11、M12)的厚度比5μm小，则音叉型水晶振动片2的连接电极295、296与基座3的电极垫32、32之间的间隙变小，容易对音叉型水晶振子1的电学特性产生不良影响。如果金属膜M1(M11、M12)的厚度比20μm大，则容易产生音叉型水晶振动片2的倾斜或位置偏离的影响，也容易出现接合强度不均匀的情况。另外，作为镀凸点的金属膜M1(M11、M12)的俯视形状，可以相应于连接电极等的俯视形状，而自由地构成为圆形或椭圆形等的圆形状、或包括长方形、正方形在内的多角形的等。
有关对接合部23形成金属膜M1(M11、M12)，可在接合部23的第一接合区域235和第二接合区域236上，用光刻法将未图示的金属膜的形成部(具有比连接电极295、296俯视面积小的窗部的掩膜)形成为所希望的形状(本实施方式中是矩形的窗部)，然后在金属膜M1(M11、M12)的形成部上用电解电镀法等方法施镀形成金属膜M1(M11、M12)。其后，也可以进行退火处理。
另外，在本实施方式所涉及的音叉型水晶振动片2中，同时一体地形成有：以不同电位构成的一对第一激励电极291和第二激励电极292；为了使这些第一激励电极291和第二激励电极292与电极垫32、32之间实现电连接而从这些第一激励电极291和第二激励电极292引出的引出电极293、294；以及其前端部形成有金属膜M1的连接电极295、296。另外，本实施方式中所说的引出电极293、294是指，从这些一对第一激励电极291和第二激励电极292引出的电极图案。连接电极295、296是表示，引出电极293、294的前端部分(导出端部)中的、在与基座3接合的部位处形成的电极。
另外，一对第一激励电极291和第二激励电极292的一部分被形成在槽部27的内部。因此，即便是将音叉型水晶振动片2小型化，也能够减低第一脚部21和第二脚部22的振动损失，压低CI值。
第一激励电极291被形成在第一脚部21的两主面(一主面261和另一主面262)及第二脚部22的两侧面28。同样，第二激励电极292被形成在第二脚部22的两主面(一主面261和另一主面262)及第一脚部21的两侧面28。
上述音叉型水晶振动片2的第一激励电极291和第二激励电极292、引出电极293、294、连接电极295、296是通过由金属蒸镀在各第一脚部21和第二脚部22上形成铬(Cr)层，并在该铬层上形成金(Au)层而构成的薄膜。该薄膜是通过用真空蒸鍍法或溅射法等方法在基板整体上形成之后，用光刻法进行金属蚀刻以形成为所希望的形状，来同时一体地形成的。另外，第一激励电极291、第二激励电极292及引出电极293、294是按铬(Cr)、金(Au)的顺序叠层而形成的，但也可以是诸如铬(Cr)、銀(Ag)的順序；或铬(Cr)、金(Au)、铬(Cr)的順序；或铬(Cr)、銀(Ag)、铬(Cr)的順序等。
另外，在第一脚部21、第二脚部22各自的前端部211和221的一主面261及另一主面262上，对上述第一脚部21、第二脚部22各自的宽幅区域几乎全面形成了引出电极293、294。利用激光束等的束照射或离子铣削等离子蚀刻来进行金属膜的质量消减、从而调整音叉型水晶振动片2的频率的调整用金属膜(频率调整用重物)M3，以比引出电极293、294小一些的面积，一体地被形成在上述一主面261的第一脚部21、第二脚部22的宽幅区域中形成的引出电极293、294的表面上。
上述调整用金属膜M3是通过，例如，在各区域(宽幅区域)的引出电极293、294上用光刻法将调整用金属膜M3的形成部形成为所希望的形状，再用电解电镀法等方法在调整用金属膜M3的形成部上施镀形成调整用金属膜M3而得到的。其后，也可以进行退火处理。实用上较佳的是，在构成上述金属膜M1(M11、M12)的工序中，同时施镀形成这些金属膜(调整用金属膜M3)。
对于如上所述那样构成的音叉型水晶振动片2，可通过在处于形成大量的压电振动板原板的晶圆的状态时，在测量了各个音叉型水晶振动片2的频率之后，利用束照射等使各个音叉型水晶振动片2的调整用金属膜M3减少、或利用部分蒸鍍使各个音叉型水晶振动片2的调整用金属膜M3增加，来进行频率的粗调整。
从实施了频率粗调整后的晶圆取出的单片的音叉型水晶振动片2(压电振动板原板)，在其一主面261侧的连接电极295、296的表面形成的金属膜M1(M11、M12)通过FCB法而与基座3的电极垫32、32之间实现超声波接合，从而其并被装载到基座3上。
对被装载到基座3上的音叉型水晶振动片2再次测量了频率之后，通过利用束照射或离子蚀刻等使音叉型水晶振动片2的调整用金属膜M3减少，来进行频率的微调整，从而进行最终频率调整。
其后，用加热熔化接合等方法将未图示的盖通过密封构件H而接合到装载了进行过最终频率调整的音叉型水晶振动片2的基座3上，以将音叉型水晶振动片2气密性地密封在由基座3和未图示的盖构成的框体的内部。另外，作为上述气密性密封方法，可列举缝焊、束焊、气氛加热等方法。
基于如上所述的结构，能够不妨碍音叉型水晶振动片2的小型化而有效地抑制声学泄漏，且抵抗应力和外力的能力强，并能防止音叉型水晶振动片2断裂等问题的发生。特别是，不用扩大接合部23的长度或面积，便能抑制音叉型水晶振动片2激振时因发生的振动的不平衡而产生的振动泄漏(声学泄漏)。在使音叉型水晶振动片2激振时，也不容易发生振动不平衡。尤其是，接合部23的第一接合区域235中，在一对第一脚部21、第二脚部22产生的一部分振动能量的传播能够通过形同沙漏且压电振动板原板内部(音叉型水晶振动片2的内部)的壁面被形成为螺旋状的通孔241、242，而被有效地截断，所以，能够进一步有效地抑制振动泄漏(声学泄漏)，作为与外部的接合区域，也能成为抵抗应力和外力的能力较强的结构。
另外，由于不需要经由音叉型水晶振动片2的叉部253附近的脊部或侧端面、或者与叉部253近接的其它的基础部25的脊部或侧端面来将正反两主面(一主面261和另一主面262)的引出电极293、294引接的布线结构，所以，能够成为不容易发生断线等的、电连接性能稳定的结构。另外，由于引出电极293、294的一部分与叉部253相接、而不被引出到一对脚部(第一脚部21、第二脚部22)的基座部212与基座部222之间，所以，音叉型水晶振动片2的基础部25的主面上形成的引出电极293、294也不容易发生断线等，易于进行更简化的布线图案设计，所以，也能够同时实现音叉型水晶振动片2的基础部25的小型化。
另外，通过对接合部23采用作为镀凸点的金属膜M1(M11、M12)，对于更加小型化的电极垫32、32或连接电极295、296，也不容易发生位置偏离或溢出的情况。从而，能够利用金属膜M1(M11、M12)将音叉型水晶振动片2稳定地机电接合在基座3上。具体而言，通过使用作为镀凸点的金属膜M1(M11、M12)，能够在将音叉型水晶振动片2装载于外部(基座3)之前，在音叉型水晶振动片2上形成作为镀凸点的金属膜M1(M11、M12)。其结果，一直可以在音叉型水晶振动片2的所希望的形成位置上形成作为镀凸点的金属膜M1(M11、M12)，因而，例如即便是音叉型水晶振动片2在外部(基座3)的装载位置偏离了所希望的位置，也能够防止音叉型水晶振动片2以隆起处偏离的状态被装载于外部(基座3)的情况，从而能够将音叉型水晶振动片2稳定地装载到基座3上。另外，由于使用了比连接电极295、296表面粗糙度粗、俯视面积小的金属膜M1(M11、M12)，所以金属膜M1(M11、M12)能够在更为稳定的状态下与电极垫32、32进行热扩散接合，从而使机电上的接合稳定。
另外，本发明可以在不超越其构思或主要特征的范围内用其它各种各样的形式来实施。因此，上述实施方式只不过是各方面的示例而已，不能将其作为限定来解释。本发明的范围是权利要求书所表达的范围，说明书中不存在任何限定。而且，属于本权利要求书的同等范围内的变形或变更均在本发明的范围之内。
另外，本申请要求基于2011年2月7日向日本提出了申请的特愿2011-024231号的优先权。因而，其所有内容被导入本申请。
工业实用性
本发明能够适用于音叉型水晶振子等的压电振动装置。

Claims (7)

1.一种音叉型压电振动片，其特征在于：
压电振动板原板包括作为振动部的一对脚部、和设置有延伸出的所述脚部的基础部，
所述一对脚部并排设置且从所述基础部的一端面延伸出，在该一对脚部之间的、所述基础部的一端面的宽度方向的中间位置上，形成有叉部，
在所述基础部，沿所述基础部的一端面形成有一对通孔，在与所述基础部的一端面相对的另一端面侧有与外部接合的接合区域，
所述一对通孔以两通孔互不相接的状态被形成在比所述一对脚部的基座部更接近基础部的宽度方向的中线的位置上，
所述通孔为，从所述压电振动板原板的正反两主面上的所述通孔的两端部朝着所述压电振动板原板的内部，该通孔的俯视面积逐渐变小，而且该通孔的壁面被形成为螺旋状。
2.如权利要求1所述的音叉型压电振动片，其特征在于：
在所述压电振动板原板的正反主面上形成有一对激励电极、及从该一对激励电极分别引出的引出电极，
在所述引出电极的形成区域中形成有所述一对通孔，
所述一对通孔中形成有导通电极，该导通电极将所述正反主面上形成的所述引出电极导通，
所述引出电极的一部分在与所述叉部相接的状态下，不被引出到所述一对脚部的基座部之间。
3.如权利要求1所述的音叉型压电振动片，其特征在于：
压电振动板原板包括作为振动部的一对脚部、与外部接合的接合部、及设置着延伸出的所述脚部和所述接合部的基础部，
所述一对脚部并排设置且从所述基础部的一端面延伸出，在所述一对脚部之间的、所述基础部的一端面的宽度方向的中间位置上，形成有叉部，
在所述基础部，沿所述基础部的一端面形成有一对通孔，
所述接合部具有与外部接合的第一接合区域，该第一接合区域从与基础部的一端面相对的另一端面的与所述叉部相对的位置延伸出，
所述第一接合区域在所述接合部的宽度方向的中间位置的一个区域中与外部接合。
4.如权利要求3所述的音叉型压电振动片，其特征在于：
所述通孔被形成在，连接所述第一接合区域与所述脚部的基座部的线段上的位置上。
5.如权利要求3所述的音叉型压电振动片，其特征在于：
所述接合部被形成为俯视呈L字形，所述第一接合区域被形成在，作为被成形为俯视呈L字形的曲折处的曲折部，
在所述接合部的前端部，形成有与外部接合的第二接合区域。
6.如权利要求1至5中任一项所述的音叉型压电振动片，其特征在于：
将所述叉部与所述振动部之间的边界点作为边界点P1；
将从所述基础部上的所述边界点P1至所述基础部的侧面为止的长度为最短的所述侧面的点作为最短点P2；
将从所述边界点P1至所述最短点P2为止的长度作为最短长度D1；
将以最短长度将所述边界点P1与所述通孔连接的长度作为长度D2；
将从所述基础部上的所述通孔至所述基础部的侧面为止的长度为最短的所述侧面的点作为最短点P3；
将连接所述通孔与所述最短点P3的长度作为长度D3；
将长度D2和长度D3加算后的合计最短长度作为合计最短长度D4；
则满足所述最短长度D1大于所述合计最短长度D4这一关系。
7.一种音叉型压电振子，其特征在于：
在该音叉型压电振子的框体内部，设置有权利要求1至5中任一项所述的音叉型压电振动片。
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