CN103684334B - 压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表 - Google Patents

压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够抑制刚性降低且谋求小型化、并且振动特性优秀的压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表。具备：相互平行地设置的一对振动臂部(10、11)；将一对振动臂部的长度方向上的基端部一体地固定的基部；以及形成于一对振动臂部(10、11)中的主面(10b、11b)、沿长度方向延伸的槽部(25)，其特征在于，槽部(25)具有：形成于振动臂部(10、11)的顶端部侧的第一槽部(26)；以及与第一槽部(26)相比形成于振动臂部(10、11)的基端部侧的第二槽部(27)，第二槽部(27)与第一槽部(26)相比向－X轴方向偏移而设置。

Description

压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表
技术领域
本发明涉及压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表。
背景技术
在便携电话、便携信息终端设备中，作为时刻源、控制信号的定时源、参考信号源等，使用利用了水晶等的压电振动器。关于此种压电振动器，提供有各种压电振动器，作为其中的一种，已知具有所谓音叉型压电振动片的压电振动器。
图16是示出现有的压电振动片的截面图。
如图16所示，音叉型的压电振动片200由平行地设置的一对振动臂部210、211、和支持一对振动臂部210、211的基端部的基部(未图示)构成。而且，在压电振动片200的外表面形成有电极膜，通过对该电极膜施加电压，能够使一对振动臂部210、211沿相互接近或分离的方向以既定的谐振频率振动。
另外，近年来，伴随搭载压电振动器的设备的小型化，期望压电振动片200的小型化。但是，若例如将振动臂部210、211的宽度缩窄，则在振动腕部210、211上形成的电极膜的形成宽度也变窄，其等效串联电阻值(晶体阻抗(Crystal Impedance)：CI值)上升，输出信号的精度恶化。
相对于此，如图16所示，已知在振动臂部210、211的两主面上通过蚀刻加工而形成槽部212的构成。根据该构成，由于在槽部212的侧面处，成对的激振电极(未图示)彼此对置，故能够使电场沿该对置方向高效地作用。由此，即使将振动臂部210、211的宽度缩窄，也能够提高电场效率，能够维持谐振频率F并且谋求小型化。
专利文献
专利文献1：日本特开2009－81520号公报。
发明内容
然而，若在压电振动片200的振动臂部210、211中形成槽部212，则振动臂部210、211的刚性降低。尤其在将槽部形成于振动臂部210、211的基端部与基部的连接部附近时，振动臂部210、211不能够获得充分的强度，而且应力集中易产生于该部分。因此，若外部冲击等作用于压电振动片200，则有可能以振动臂部210、211的基端部与基部的连接部附近为起点产生断裂等。即，在将槽部212设于振动臂部210、211时，存在振动臂的刚性降低的问题。
而且，在将槽部212形成于振动臂部210、211时，除上述“振动臂的刚性降低的问题”之外，还存在以下问题。即，槽部212通过使用掩模图案对水晶等圆片（wafer）实施湿法蚀刻而形成，但水晶等材质具有既定的晶轴，具有根据晶轴方向，蚀刻速度不同的性质。此种性质也称为“蚀刻各向异性”。具体而言，已知在水晶的各晶轴(X轴、Y轴、Z轴)中，蚀刻速度以Z轴、＋X轴、－X轴、Y轴的顺序变慢。而且已知由于具有该“蚀刻各向异性”，蚀刻后的槽部212的截面形状不成为单纯的矩形状，而是成为具有图16那样的倾斜面的形状。
在此将如图16所示的槽部212内的倾斜面的部分称为“蚀刻残余213”。通常，在形成音叉型的压电振动片200时，为了能够通过蚀刻加工获得所希望的外形形状，以晶轴的Z轴与压电振动片200的厚度方向大体一致、Y轴与压电振动片200的长度方向大体一致、X轴与压电振动片200的宽度方向大体一致的方式，从水晶原石切割圆片，但在形成槽部212时，由于受到上述蚀刻各向异性的影响，在槽部212的侧面产生蚀刻残余213。具体而言，由于蚀刻速度随着从＋X轴侧朝向－X轴侧而产生延迟，故在槽部212的在X轴方向上对置的侧面中，位于－X轴侧的－X轴侧侧面212a成为随着朝向槽部212的底部而逐渐朝向＋X轴方向倾斜的倾斜面。而且，该倾斜的部分成为上述蚀刻残余213。此外，位于＋X轴侧的＋X轴侧侧面212b成为与Z轴方向平行的侧面(无蚀刻残余213的侧面)。此外，蚀刻残余不仅仅形成于槽部212，还形成于振动臂部210、211的侧面。在图16中，图示出在振动臂部210、211的两个侧面中，在＋X轴侧的侧面形成了倾斜(蚀刻残余)的情况。
而且，若在槽部212产生蚀刻残余213，则在以将各振动臂部210、211在X轴方向上二等分的中心线O’为中心的两侧形状不同，重量平衡变得不均衡。其结果，存在招致振动臂部210、211的驱动电平特性(谐振频率F相对于施加于压电振动片200的电压的举动)的变化、振动泄漏引起的CI值的增加等的问题。即，在振动臂部210、211设置槽部212的情况下，除“振动臂的刚性降低的问题”之外，还存在由蚀刻残余213引起的“振动平衡不均衡的问题”。
因此本发明的目的在于提供一种压电振动片，其是在振动臂中设有槽部的压电振动片，能够抑制刚性降低并且消除振动平衡的不均衡，并且提供具备该压电振动片的压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表。
为了达成上述目的，本发明为一种压电振动片，其是具备下列部分的音叉型压电振动片：相互平行地设置的一对振动臂部；将所述一对振动臂部的长度方向上的基端部一体地固定的基部；以及形成于所述一对振动臂部中的主面、沿所述长度方向延伸的槽部，所述振动臂部的厚度方向为晶轴的Z方向，所述振动臂部的长度方向为晶轴的Y轴方向，并且与所述长度方向以及所述振动臂部的厚度方向正交的宽度方向为晶轴的X轴方向，其特征在于，所述槽部具有：形成于所述振动臂部的顶端部侧的第一槽部；以及与所述第一槽部相比形成于所述振动臂部的基端部侧的第二槽部，所述第二槽部在所述X轴方向上与所述第一槽部相比向－X轴方向偏移而设置。
根据该构成，由于槽部在振动臂部的基端侧分为第一槽部和第二槽部，故与一条连通的槽部形成于振动臂部的情况相比较，能够抑制应力集中于振动臂部的基端部的情况，能够提高振动臂部的刚性。而且，由于第二槽部相对于第一槽部沿－X轴方向偏移而设置，故能够抑制因在第一槽部形成时产生的蚀刻残余而产生的、振动臂部的X轴方向的两侧部分的重量平衡的偏差。即，若形成第一槽部，则在第一槽部的－X方向侧产生蚀刻残余，由此，相对于将第一槽部沿X轴方向截断的中心线，－X方向侧的重量增加，而通过将第二槽部向－X方向侧偏移，从而在第二槽部处，－X轴方向的重量与＋X轴方向相比减轻，因而能够减轻在第一槽部处产生的重量平衡的偏差。其结果，在以振动臂整体观察时，相对于成为振动中心的振动臂的长度方向中心线，能够减小左右重量平衡的偏差。
另外，其特征在于所述第二槽部的槽宽比所述第一槽部的槽宽窄。
根据该构成，由于能够在振动臂部的基端侧缩窄第二槽部的槽宽，故能够更有效地抑制应力集中于振动臂部的基端部的情况，能够进一步提高振动臂部的刚性。
另外，本发明所涉及的压电振动器的特征在于，具备：上述压电振动片；和封装件（package），该封装件具有彼此接合的基底(base)基板和盖(lid)基板，将上述压电振动片容纳于在两个基板之间形成的空腔内。由此，能够提供耐冲击性优秀、而且驱动电平特性优秀的压电振动器。
另外，本发明所涉及的振荡器的特征在于，上述压电振动器作为振子而与集成电路电连接。而且本发明所涉及的电子设备的特征在于，上述压电振动器与计时部电连接。而且本发明所涉及的电波钟表的特征在于，上述压电振动器与滤波器部电连接。
关于本发明所涉及的振荡器、电子设备以及电波钟表，由于具备上述压电振动器，故能够提供可靠性以及耐久性优秀的高品质的产品。
根据本发明，能够提供一种压电振动片，其是在振动臂中设有槽部的压电振动片，能够抑制刚性降低并且消除振动平衡的不均衡，并且提供具备该压电振动片的压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表。
附图说明
图1是本发明的实施方式中的压电振动片的俯视图；
图2是沿着图1的A－A线的截面图；
图3是示出压电振动片的制造方法的流程图；
图4是示出压电振动片的制造方法的工序图，是水晶圆片的俯视图；
图5是示出压电振动片的制造方法的工序图，是沿图4的B－B线的截面图；
图6是示出压电振动片的制造方法的工序图，是沿图4的B－B线的截面图；
图7是示出压电振动片的制造方法的工序图，是沿图4的B－B线的截面图；
图8是示出压电振动片的制造方法的工序图，是沿图4的B－B线的截面图；
图9是示出压电振动器的外观立体图；
图10是图9所示的压电振动器的内部构成图，是卸下盖基板的状态的俯视图；
图11是沿着图10的C－C线的截面图；
图12是图9所示的压电振动器的分解立体图；
图13是示出本发明的一个实施方式的图，是振荡器的构成图；
图14是示出本发明的一个实施方式的图，是电子设备的构成图；
图15是示出本发明的一个实施方式的图，是电波钟表的构成图；
图16是示出现有的压电振动片的截面图。
具体实施方式
接下来，基于附图说明本发明的实施方式。
(压电振动片)
图1是本实施方式所涉及的压电振动片的俯视图，图2是沿着图1的A－A线的截面图。
如图1、图2所示，本实施方式的压电振动片1为由水晶、钽酸锂、铌酸锂等压电材料构成的音叉型的振动片，具备：压电板13，该压电板13具备一对振动臂部10、11、以及将一对振动臂部10、11的基端部一体地固定的基部12；以及电极膜14，电极膜14在压电板13上形成。此外，如后所述地将水晶的朗伯(Lambert)原石相对于作为水晶晶轴相互正交的X轴、Y轴、Z轴以既定的角度切割为水晶圆片40(参照图4)，通过对该水晶圆片40实施湿法蚀刻而形成本实施方式的压电板13。而且，在本实施方式的压电板13中，水晶晶轴的Z轴与压电板13的厚度方向大体一致，Y轴与压电板13(振动臂部10、11)的长度方向一致，X轴与压电板13的宽度方向(振动臂部10、11的排列方向)一致。
基部12具有连接振动臂部10、11的第一基部21、和连接并设置于第一基部21的基端部、并与第一基部21相比宽度大的第二基部22(所谓的两级基部类型)。另外，第一基部21和振动臂部10、11的基端部的连接部分、以及各基部21、22的连接部分成为宽度随着从沿着Y轴方向的顶端侧朝向基端侧而逐渐扩大的倾斜面21a、22a。此外，虽然在本实施方式中使基部12的形状为两级基部类型，但基部12的形状不限于此，还可以是在基部12的侧面没有阶梯差的平直类型，或者是在基部12处在X轴方向上具有切口(凹口)的凹口类型。在凹口类型的情况下，能够获得能够降低振动臂部10、11的振动经由基部12而泄漏至封装件侧的“振动泄漏”。
一对振动臂部10、11沿着Y轴方向延伸，并且沿X轴方向平行地排列而形成。另外，各振动臂部10、11中的在X轴方向上对置的两个侧面中，位于－X轴方向的－X轴侧侧面10a、11a相对于两个主面10b、11b大体垂直地形成，位于＋X轴方向的＋X轴侧侧面10c、11c成为随着从沿着Z轴方向的外侧(主面10b、11b侧)朝向中央部而向＋X轴方向倾斜的倾斜面。即，振动臂部10、11中的相对于从两个主面10b、11b的＋X轴侧端缘向Z轴方向延伸的第一假想线L1而向＋X轴方向膨胀的部分成为后述外形形成工序(S20)时的蚀刻各向异性的影响所造成的蚀刻残余23。
在各振动臂部10、11的两个主面10b、11b，形成有向Z轴方向的内侧凹陷、并且沿Y轴方向延伸的槽部25。而且，槽部25具有形成于各振动臂部10、11的沿着Y轴方向的顶端部侧的第一槽部26、和相对于第一槽部26而形成于振动臂部10、11的基端部侧的第二槽部27。即，在本实施方式中，在各振动臂部10、11的两个主面10b、11b上，第一槽部26以及第二槽部27分别沿Y轴方向排列而形成。此外，槽部25形成于振动臂部10、11的表面、背面中的至少一个即可。
第一槽部26从振动臂部10、11的基端部延伸至中间部附近，遍及Y轴方向的整体而形成。另外，在从Z轴方向看振动臂部10、11时，各第一槽部26以相对于各振动臂部10、11中的通过主面10b、11b的X轴方向的中心(宽度方向的中央位置)的中心线O而成为线对称的方式形成。即，可以说第一槽部26以将第一槽部26的开口宽度在X轴方向上二等分的中心线和振动臂部的中心线O大体一致的方式形成于振动臂部10、11。
第二槽部27从振动臂部10、11与基部12的连接部分延伸至第一槽部26的基端部附近，相对于第一槽部26而在Y轴方向上隔开间隔地配置。而且，关于第二槽部27，沿着Y轴方向的长度TL2相对于第一槽部26的长度TL1而言较短，且沿着X轴方向的宽度TW2相对于第一槽部26的宽度TW1而言较窄（参照图1）。
另外，如图2所示，在第二槽部27中的在X轴方向上对置的两个侧面中，位于＋X轴方向的＋X轴侧侧面27a相对于两个主面10b、11b大体垂直地形成，位于－X轴方向的－X轴侧侧面27b成为随着从沿着Z轴方向的外侧朝向内侧而向＋X轴方向倾斜的倾斜面。即，第二槽部27中的－X轴侧侧面27b以随着朝向Z轴方向内侧，第二槽部27中的X轴方向的宽度TW2逐渐变窄的方式倾斜。
此时，相对于从第二槽部27中的开口缘的－X轴侧端缘沿Z轴方向延伸的第二假想线L2向＋X轴方向膨胀的部分成为后述槽部形成工序(S30)时的蚀刻各向异性的影响所造成的蚀刻残余24。此外，第二槽部27的底面27c与两个主面10b、11b大体平行地形成。
在此，本实施方式的第二槽部27相对于第一槽部26而向－X轴方向偏移而形成。具体而言，以第二槽部27的沿Y轴方向延伸的中心线与振动臂部10、11的中心线O相比沿－X轴方向偏移的方式设置第二槽部27。换言之，在图2中，从各第二槽部27的＋X轴侧开口缘到振动臂部10、11的两个主面10b、11b的＋X轴侧端缘的宽度WB与从各第二槽部27的－X轴侧开口缘到振动臂部10、11的两个主面10b、11b的－X轴侧端缘的宽度WA相比宽(WB＞WA)。
由此，在第一槽部26中，由于蚀刻残余，相对于振动臂部10、11的中心线O，－X轴方向侧的重量增加，相对于振动臂部10、11的中心线O的X轴方向两侧的重量平衡产生偏差，而通过将第二槽部27向－X轴方向偏移，在形成了第二槽部27的区域中，相对于振动臂部10、11的中心线O，X轴方向两侧的重量平衡大体相同，或者＋X轴方向的重量增加。因此，在从振动臂部10、11整体看时，在第一槽部26处产生的重量平衡的偏差(－X轴方向侧的重量增加的偏差)通过第二槽部27处的重量平衡而降低，能够使相对于中心线O，X轴方向两侧的重量平衡大体均等。此外，与振动臂部10、11的顶端侧的重量平衡相比较，根部(基端侧)的重量平衡更大地影响振动臂部10、11的振动。因此，即使将第二槽部27偏移，振动臂部10、11整体的重量平衡在X轴方向两侧仍为不均等的情况下(－X轴方向侧的重量依然比＋X轴方向侧的重量大时)，如果在第二槽部27中相对于中心线O的X轴方向两侧的重量平衡均等，也能够大幅地提高振动臂部10、11的驱动电平特性，获得精度较高且稳定的谐振频率。
另外，在振动臂部10、11设置有用于使这些振动臂弯曲振动的电极膜14。电极膜14具有：形成于一对振动臂部10、11且使一对振动臂部10、11振动的第一激振电极31以及第二激振电极32；分别与第一激振电极31以及第二激振电极32电连接的第一装配电极33以及第二装配电极34；以及将激振电极31、32和装配电极33、34分别电连接的引出电极35、36。此外，电极膜14例如由铬(Cr)和金的层叠膜等形成。
激振电极31、32形成于一对振动臂部10、11的外表面上。激振电极31、32当施加电压时，使一对振动臂部10、11以相互接近或分离的方式沿X轴方向以既定的谐振频率F振动。
一对激振电极31、32在一对振动臂部10、11的外表面上以分别电气地断开的状态构图而形成。
具体而言，第一激振电极31主要形成于振动臂部10的槽部25的内表面和振动臂部11的－X轴侧侧面11a以及＋X轴侧侧面11c。另外，第二激振电极32主要形成于振动臂部11的槽部25的内表面和振动臂部10的－X轴侧侧面10a以及＋X轴侧侧面10c。
装配电极33、34沿X轴方向排列而形成于基部12的主面上的基端部。
在引出电极35、36中，第一引出电极35将第一激振电极31与第一装配电极33连接，第二引出电极36将第二激振电极32与第二装配电极34连接。此外，装配电极33、34以及引出电极35、36若形成于压电板13的两个主面中的至少一个主面即可。
此外，在振动臂部10、11的顶端部，形成有重锤金属膜37，重锤金属膜37包括用于以在既定的频率范围内振动的方式进行调整(频率调整)的粗调膜37a以及微调膜37b。通过利用该重锤金属膜37进行频率调整，能够将一对振动臂部10、11的频率控制在器件的标称频率的范围内。
(压电振动器的制造方法)
接着，说明上述压电振动片1的制造方法。
图3是示出压电振动片的制造方法的流程图。从图4到图8是用于说明压电振动片的制造方法的工序图，是相当于图4的B－B线的截面图。
首先，如图3、图4所示，将水晶的朗伯原石以既定的角度切割而形成一定厚度的水晶圆片40(S10)。此时，以Z轴与压电振动片1的厚度方向大体一致，Y轴与压电振动片1(振动臂部10、11)的长度方向大体一致，X轴与压电振动片1的宽度方向(振动臂部10、11的排列方向)大体一致的方式切割水晶圆片。接着，在将水晶圆片40研磨(lapping)而粗加工之后，将加工变质层通过蚀刻去除，之后，进行抛光(polish)等镜面加工而形成既定的厚度。
接着，如图3～图5所示，进行在水晶圆片40形成多个压电板13的外形形状的外形形成工序(S20)。外形形成工序（S20）具备：掩模图案形成工序(S21)，在水晶圆片40的两个主面形成蚀刻保护膜41，通过光刻(photolithography)技术由蚀刻保护膜41形成与压电振动片1的外形形状对应的掩模图案42；以及蚀刻工序(S22)，将掩模图案42作为掩模，从水晶圆片40的两个主面侧通过湿法蚀刻进行蚀刻加工。
在掩模图案形成工序(S21)中，首先遍及水晶圆片40的两个主面上的整体而形成蚀刻保护膜41。作为该蚀刻保护膜41，可列举例如由铬构成的基底膜和由金构成的精装膜层叠的金属膜，通过溅射法、蒸镀法等成膜而形成。
然后，将蚀刻保护膜41构图，形成与压电振动片1的外形形状对应的掩模图案42。具体而言，在将未图示的光致抗蚀膜形成在蚀刻保护膜41上之后，通过通常的光刻技术，例如以成为压电振动片1的外形形状的方式进行构图。然后，将该光致抗蚀膜作为掩模进行蚀刻加工，选择性地去除未被掩蔽的蚀刻保护膜41。然后，在蚀刻加工后，去除作为掩模使用的光致抗蚀膜。
接着，将构图后的掩模图案42作为掩模进行蚀刻加工(湿法蚀刻)(S22)。具体而言，通过将形成了掩模图案42的水晶圆片40浸渍于未图示的蚀刻液(例如，氟类)既定时间，选择性地去除水晶圆片40中未被掩模图案42掩蔽的部分。由此，能够仿照掩模图案42的形状将水晶圆片40蚀刻加工，能够形成压电板13的外形形状。此外，多个压电板13在进行之后进行的切断工序(S70)之前为经由未图示的连结部而连结于水晶圆片40的状态。
接着，如图7所示，进行在压电板13中，在振动臂部10、11的两个主面10b、11b形成槽部25(参照图1)的槽部形成工序(S30)。具体而言，以在上述掩模图案42中，槽部25的形成区域开口的方式再次将掩模图案42构图。此时，在掩模图案42的开口部分中，第一槽部26的形成区域相对于中心线O线对称地形成，第二槽部27的形成区域42a相对于中心线O沿－X轴方向偏移而形成。而且，与上述外形形成工序(S20)同样地，将构图后的掩模图案42作为掩模进行蚀刻加工(湿法蚀刻)。由此，如图8所示，通过选择性地去除水晶圆片40中未被掩模图案42掩蔽的区域，在一对振动臂部10、11的两个主面10b、11b上分别形成槽部25。之后，去除掩模图案42。
此外，在外形形成工序(S20)、以及槽部形成工序(S30)中，由于受到蚀刻各向异性的影响而产生上述蚀刻残余23、24。此时，由于槽部形成工序(S30)与外形形成工序(S20)相比蚀刻时间设定得较短，故在槽部形成工序(S30)中产生的蚀刻残余24与在外形形成工序(S20)中产生的蚀刻残余23相比大。
接着，进行在多个压电板13上通过例如溅射法等构图电极膜14，分别形成激振电极31、32、装配电极33、34、和引出电极35、36的电极形成工序(S40)。另外，进行在一对振动臂部10、11的顶端形成重锤金属膜37的重锤金属膜形成工序(S50)。
此外，电极形成工序(S40)和重锤金属膜形成工序(S50)可以在不同工序中进行，也可以在同一个工序中批量进行。
接着，对形成于水晶圆片40的全部振动臂部10、11进行粗略地调整频率的粗调工序(S60)。此时，例如将形成于水晶圆片40的全部的振动臂部10、11的频率一并测定，根据测定的频率与预先确定的目标频率之差算出修整(trimming)量。然后，对重锤金属膜37的粗调膜37a照射激光并使一部分蒸发，根据修整量去除(修整)粗调膜37a。此外，更高精度地调整谐振频率F的微调，例如在压电振动片1的安装后进行。
接着，进行切断连结水晶圆片40与压电板13的连结部、将多个压电板13从水晶圆片40切离而单片化的切断工序(S70)。
由此，从一片水晶圆片40一次制造多个音叉型的压电振动片1。
如此，在本实施方式中，采用具有在沿着Y轴的振动臂部10、11的顶端部侧形成的第一槽部26、和相对于第一槽部26在沿着Y轴的振动臂部10、11的基端部侧形成、并且沿着X轴的宽度比第一槽部26窄的第二槽部27的构成。
根据该构成，使第二槽部27的宽度TW2与第一槽部26的宽度TW1相比窄，从而能够提高振动臂部10、11的基端部的刚性，因而能够抑制应力集中于振动臂部10、11的基端部的情况。由此，即使外部冲击等作用于压电振动片1，也能够防止产生压电振动片1的断裂等的情况。
尤其，在本实施方式中，第二槽部27采用相对于振动臂部10、11的中心线O而向－X轴方向偏移的构成。
根据该构成，能够抑制在槽部形成时产生的蚀刻残余24导致振动臂部10、11的重量平衡产生偏差。由此，能够保持振动臂部10、11的重量平衡，因而能够谋求驱动电平特性的提高、振动泄漏抑制引起的CI值的降低等。
其结果，能够提供能够抑制刚性降低且谋求小型化、并且振动特性优秀的压电振动片1。
另外，在本实施方式中第一槽部26相对于振动臂部10、11不偏移，即，以第一槽部26的中心线与振动臂部10、11的中心线O大体一致的方式形成第一槽部26。然而第一槽部26的形态不限于此，还可以使第一槽部26向－X轴方向侧偏移。根据该构成，能够通过第一槽部26的X轴方向对齐而降低由第一槽部26的蚀刻残余而引起的重量平衡的偏差。在此之外若进一步使第二槽部27相对于第一槽部26偏移，能够更有效地降低振动臂部10、11的重量平衡的偏差。
另外，在本实施方式中，使第一槽部26的槽宽比第二槽部27的槽宽大，但这些槽宽的大小关系不限于此。即，只要不缩窄第二槽部27的槽宽也能够充分地确保振动臂的刚性，第一槽部26与第二槽部27的槽宽相同也可。
接着，说明具备上述压电振动片1的压电振动器50。图9是示出压电振动器的外观立体图，图10是图9所示的压电振动器的内部构成图，是卸下盖基板的状态的俯视图。另外，图11是沿着图10的C－C线的截面图，图12是图9所示的压电振动器的分解立体图。此外，在以下的说明中，对于与上述构成共同的构成，附以相同附图标记并省略其说明。另外，在本实施方式中，省略蚀刻残余23、24、电极膜14、重锤金属膜37等的图示。
如图9～图12所示，本实施方式的压电振动器50为表面安装型，具备基底基板51与盖基板52通过例如阳极接合、未图示的接合膜、焊锡、钎料等而接合的封装件53、以及容纳在形成于封装件53的内部的空腔C内的压电振动片1。此外，以下对使用玻璃材料作为封装件的材料的情况进行说明，但是能够容纳本发明所涉及的压电振动片的封装件不限于此，还可以是使用陶瓷材料作为基底基板、使用陶瓷或金属盖作为盖基板的陶瓷封装件。
基底基板51以及盖基板52是由玻璃材料，例如碱石灰玻璃构成的透明的绝缘基板，形成为大体板状。在盖基板52，在基底基板51接合的接合面侧，形成有容纳压电振动片1的矩形状的凹部52a。该凹部52a构成当基底基板51以及盖基板52重合时容纳压电振动片1的空腔C。
在基底基板51，形成有沿厚度方向贯穿基底基板51的一对贯穿孔54、55。该贯穿孔54、55形成于容纳于空腔C内的位置。更详细而言，关于本实施方式的贯穿孔54、55，在与装配的压电振动片1的基部12侧对应的位置形成一个贯穿孔54，在与振动臂部11的顶端部侧对应的位置形成另一个贯穿孔55。
而且，在该一对贯穿孔54、55中，形成有以填充这些贯穿孔54、55的方式形成的一对贯穿电极56、57。这些贯穿电极56、57为例如对贯穿孔54、55一体地固定的导电性的芯材，以两端平坦，并且与基底基板51的厚度成为大体相同的厚度的方式形成。由此，维持空腔C内的气密，并且在基底基板51的两个面处确保电气导通性。
此外，作为贯穿电极56、57，不限于上述构成，例如还可以在将未图示的金属销插入贯穿孔54、55之后，通过将玻璃粉(glass frit)填充在贯穿孔54、55与金属销之间并烧成而形成。而且，还可以是在贯穿孔54、55内埋入设置的导电性粘合剂。
在基底基板51的上表面(盖基板52所接合的接合面侧)，构图有一对迂回电极61、62。另外，在该一对迂回电极61、62上分别形成有由金等的凸点(bump)B，利用凸点B安装压电振动片1的一对装配电极33、34。由此，压电振动片1的一个装配电极33经由一个迂回电极61与一个贯穿电极56导通，另一个装配电极34经由另一个迂回电极62而与另一个贯穿电极57导通。
在基底基板51的下表面形成有一对外部电极64、65。一对外部电极64、65形成于基底基板51的长度方向的两端部，分别与一对贯穿电极56、57电连接。
当使如此构成的压电振动器50工作时，对形成于基底基板51的外部电极64、65施加既定的驱动电压。由此，能够使电流流入压电振动片1的激振电极，能够使一对振动臂部10、11沿相互接近或分离的方向以既定的频率振动。而且，利用该一对振动臂部10、11的振动，能够将压电振动器50利用为时刻源、控制信号的定时源、参考信号源等。
根据本实施方式的压电振动器50，由于具备具有稳定的振动特性并且难以产生由外部冲击造成的振动臂部10、11的破损的高品质且小型的压电振动片1，故能够构成提高了工作的可靠性以及耐久性的高品质的压电振动器50。
(振荡器)
接下来，参照图13说明本发明所涉及的振荡器的一个实施方式。
如图13所示，本实施方式的振荡器100是作为将压电振动器50电连接于集成电路101的振子而构成的。该振荡器100具备安装了电容器等电子部件102的基板103。在基板103，安装有振荡器用的上述集成电路101，在该集成电路101的附近安装有压电振动器50。这些电子部件102、集成电路101以及压电振动器50通过未图示的布线图案而分别电连接。此外，各构成部件使用未图示的树脂而模制。
在如此构成的振荡器100中，当将电压施加于压电振动器50时，该压电振动器50内的压电振动片1振动。该振动通过压电振动片1所具有的压电特性而转换为电信号，作为电信号输入集成电路101。输入的电信号通过集成电路101而被进行各种处理，作为频率信号而输出。由此，压电振动器50作为振子起作用。
另外，能够通过将集成电路101的构成根据要求而选择性地设定例如RTC(实时时钟)模块等，从而在钟表用单功能振荡器等之外，附加控制该设备、外部设备的动作日期、时刻或者提供时刻、日历等的功能。
如上所述，根据本实施方式的振荡器100，由于具备提高了工作的可靠性以及耐久性的高品质的压电振动器50，故能够提供可靠性以及耐久性优秀的高品质且能够长期地获得稳定的高精度的频率信号的振荡器100。
(电子设备)
接下来，参照图14说明本发明所涉及的电子设备的一个实施方式。此外作为电子设备，以具有上述压电振动器50的便携信息设备110为例进行说明。首先，本实施方式的便携信息设备110例如以便携电话为代表，是将现有技术的手表发展并改良的。外观与手表类似，将液晶显示器配置于与表盘相当的部分，能够在该画面上显示当前的时刻等。另外，作为通信机利用时，从手腕取下，能够通过内置于表带的内侧部分的扬声器以及送话器进行与现有技术的便携电话同样的通信。然而，与现有的便携电话相比较，显著地小型化以及轻量化。
接下来，说明本实施方式的便携信息设备110的构成。如图14所示，该便携信息设备110具备压电振动器50和用于供应电力的电源部111。电源部111例如由锂二次电池构成。进行各种控制的控制部112、进行时刻等的计数的计时部113、进行与外部的通信的通信部114、显示各种信息的显示部115、以及检测各个功能部的电压的电压检测部116并联连接于该电源部111。而且，通过电源部111对各功能部供应电力。
控制部112控制各功能部以进行声音数据的发送以及接收、当前时刻的计量、显示等系统整体的动作控制。另外，控制部112具备预先写入了程序的ROM、读出并执行写入了该ROM的程序的CPU、和用作该CPU的工作区域的RAM等。
计时部113具备内置振荡电路、寄存器电路、计数器电路以及接口电路等的集成电路和压电振动器50。当将电压施加于压电振动器50时，压电振动片1振动，该振动通过水晶所具有的压电特性而转换为电信号，作为电信号输入振荡电路。振荡电路的输出被二值化，并由寄存器电路和计数器电路计数。然后，经由接口电路，进行与控制部112的信号的收发，当前时刻、当前日期或日历信息等显示于显示部115。
通信部114具有与现有的便携电话同样的功能，具备无线部117、声音处理部118、切换部119、放大部120、声音输入输出部121、电话号码输入部122、来电音产生部123以及呼叫控制存储器部124。
无线部117经由天线125与基站进行声音数据等各种数据的收发的交换。声音处理部118将从无线部117或放大部120输入的声音信号编码以及解码。放大部120将从声音处理部118或声音输入输出部121输入的信号放大至既定的电平。声音输入输出部121包括扬声器、送话器等，将来电音、受话声音扬声或者将声音拾音。
另外，来电音产生部123根据来自基站的呼叫而生成来电音。切换部119只在来电时将连接于声音处理部118的放大部120切换为来电音产生部123，从而在来电音产生部123中生成的来电音经由放大部120输出至声音输入输出部121。
此外，呼叫控制存储器部124存放与通信的拨接呼叫控制有关的程序。另外，电话号码输入部122例如具备从0到9的号码键以及其他的键，通过按下这些号码键等，输入通话对象的电话号码等。
当电源部111对控制部112等各功能部施加的电压低于既定的值时，电压检测部116检测该电压下降并通知控制部112。此时的既定电压值为作为使通信部114稳定地动作而所需的最低限度的电压而预先设定的值，例如为3V左右。从电压检测部116接收到电压下降的通知的控制部112禁止无线部117、声音处理部118、切换部119以及来电音产生部123的动作。尤其必须停止消耗电力较大的无线部117的动作。而且，将通信部114因电池余量不足而不能使用的信息显示于显示部115。
即，能够通过电压检测部116和控制部112禁止通信部114的动作，将该信息显示于显示部115。该显示也可以是文字消息，作为更加直观的显示，还可以在显示部115的显示面的上部显示的电话图标上附加×(叉)符号。
此外，通过具备能够选择性地断开与通信部114的功能有关的部分的电源的电源断开部126，能够更加可靠地停止通信部114的功能。
如上所述，根据本实施方式的便携信息设备110，由于具备提高了工作的可靠性以及耐久性的高品质的压电振动器50，故能够提供可靠性以及耐久性优秀的高品质且能够长期地显示稳定的高精度的钟表信息的便携信息设备110。
(电波钟表)
接下来，参照图15说明本发明所涉及的电波钟表的一个实施方式。
如图15所示，本实施方式的电波钟表130具备电连接于滤波器部131的压电振动器50，是具备接收包含钟表信息的标准的电波并且自动修正为正确的时刻并显示的功能的钟表。
在日本国内，在福岛县(40kHz)和佐贺县(60kHz)有发送标准的电波的发送所(发送站)，分别发送标准电波。如40kHz或者60kHz的长波兼具在地表传播的性质和在电离层与地表反射并且传播的性质，因而传播范围广，通过上述两个发送所而完全覆盖日本国内。
以下，详细地说明电波钟表130的功能构成。
天线132接收40kHz或者60kHz的长波的标准电波。长波的标准电波是对40kHz或者60kHz的载波将被称为定时码的时刻信息进行AM调制后的电波。接收的长波的标准电波由放大器133放大，由具有多个压电振动器50的滤波器部131滤波、调谐。
本实施方式中的压电振动器50分别具备水晶振动器部138、139，水晶振动器部138、139具有与上述载波频率相同的40kHz以及60kHz的谐振频率。
而且，滤波后的既定频率的信号由检波、整流电路134检波解调。
接着，经由波形整形电路135取出定时码，通过CPU136计数。CPU136中读取当前的年、累计日、星期、时刻等信息。读取的信息反映于RTC137，显示正确的时刻信息。
由于载波为40kHz或者60kHz，故水晶振动器部138、139优选为具有上述音叉型构造的振动器。
此外，上述说明以日本国内的例子示出，但是长波的标准电波的频率在日本国外不同。例如，在德国使用77.5KHz的标准电波。从而，在将日本国外也能够进行对应的电波钟表130装入便携设备中时，还需要与日本的情况不同的频率的压电振动器50。
如上所述，根据本实施方式的电波钟表130，由于具备提高了工作的可靠性以及耐久性的高品质的压电振动器50，故能够提供可靠性以及耐久性优秀的高品质且能够长期稳定地高精度地计时的电波钟表130。
以上，参照附图详细地说明了本发明的实施方式，但是具体的构成不限于这些实施方式，还包含不脱离本发明的要旨的范围的设计变更等。
例如，在上述实施方式中，作为压电振动器的一例，以表面安装型的压电振动器50为例进行了说明，但不限于该压电振动器50。例如，还可以是圆柱形封装类型的压电振动器、将圆柱形封装类型的压电振动器进一步通过模制树脂部加固以作为表面安装型的压电振动器。
另外，在上述实施方式中，对使用金等的凸点安装压电振动片1的情况进行了说明，但不限于此，还可以使用导电性粘合剂安装在陶瓷基板上。
而且，第二槽部27的偏移量能够根据蚀刻残余24而适当地进行设计变更。另外，第一槽部26以及第二槽部27的宽度、长度、形状等能够适当地进行设计变更。
另外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当地将上述实施方式中的构成要素替换为公知的构成要素，另外，还可以适当地组合上述变形例。
(参考例)
在上述内容中，对设置第一槽部26、第二槽部27的类型进行了说明，但若将着重点放在抑制振动臂部10、11的X轴方向的重量平衡的偏差这一点上，则也可不设置第二槽部27。此时，仅仅在振动臂部10、11设置第一槽部26，而且使第一槽部26相对于振动臂部10、11的中心线O而向－X轴方向偏移即可。由此，能够降低由第一槽部26的蚀刻残余而引起的振动臂部10、11的重量平衡的偏差。
即，是如下压电振动片即可，其是具备下列部分的音叉型压电振动片：
相互平行地设置的一对振动臂部；
将所述一对振动臂部的长度方向上的基端部一体地固定的基部；以及
形成于所述一对振动臂部中的主面、并沿所述长度方向延伸的槽部，所述振动臂部的厚度方向为晶轴的Z方向，所述振动臂部的长度方向为晶轴的Y轴方向，并且与所述长度方向以及所述振动臂部的厚度方向正交的宽度方向为晶轴的X轴方向，其特征在于，
所述槽部与所述振动臂部的沿长度方向延伸的中心线相比向－X轴方向偏移而设置。
同样地，若压电振动器、振荡器、电子设备、电波钟表也具备该压电振动片，则驱动电平特性优秀，能够获得高精度的输出信号。
另外，此时槽部的长度不特别受限制，从振动臂的基端部延伸至振动臂的中间部附近即可。另外，压电振动器、振荡器、电子设备、电波钟表的构成如上所述。
此外，偏移量考虑蚀刻残余的量而决定即可，但若偏移量较大，则难以将激振电极形成于振动臂部的主面中的－X轴方向侧的主面，故偏移量的上限需要考虑激振电极的形成难易度。
附图标记说明
1 压电振动片；10、11 振动臂部；10b、11b 主面；12 基部；25 槽部；26 第一槽部；27 第二槽部；50 压电振动器；51 基底基板；52 盖基板；53 封装件；100 振荡器；101 集成电路；110 便携信息设备(电子设备)；113 电子设备的计时部；130 电波钟表；131 滤波器部；C 空腔。

Claims (6)

1.一种压电振动片，其是具备下列部分的音叉型压电振动片：
相互平行地设置的一对振动臂部；
将所述一对振动臂部的长度方向上的基端部一体地固定的基部；以及
形成于所述一对振动臂部中的主面、并沿所述长度方向延伸的槽部，所述振动臂部的厚度方向为晶轴的Z方向，所述振动臂部的长度方向为晶轴的Y轴方向，并且与所述长度方向以及所述振动臂部的厚度方向正交的宽度方向为晶轴的X轴方向，
所述压电振动片的特征在于，
所述槽部具有：
形成于所述振动臂部的顶端部侧的第一槽部；以及
与所述第一槽部相比形成于所述振动臂部的基端部侧的第二槽部，
所述第二槽部在所述X轴方向上与所述第一槽部相比向－X轴方向偏移，并且相对于所述第一槽部在Y轴方向上隔开间隔而设置，
所述间隔，与在所述基部和所述基端部的连接部分形成的倾斜面相比位于所述顶端部侧。
2.根据权利要求1所述的压电振动片，其特征在于，所述第二槽部的槽宽比所述第一槽部的槽宽窄。
3.一种压电振动器，其特征在于，具备：
权利要求1或2所述的压电振动片；以及
封装件，所述封装件具有相互接合的基底基板和盖基板，将所述压电振动片容纳于在两个基板之间形成的空腔内。
4.一种振荡器，其特征在于，权利要求3所述的压电振动器作为振子而与集成电路电连接。
5.一种电子设备，其特征在于，权利要求3所述的压电振动器与计时部电连接。
6.一种电波钟表，其特征在于，权利要求3所述的压电振动器与滤波器部电连接。
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