CN104242867A - 振动元件及其制造方法、振动器件、电子设备、移动体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供振动元件及其制造方法、振动器件、电子设备、移动体，能够抑制由于从外部施加的冲击等引起的损坏。振动元件(1)的特征在于，具有：基部(12)；振动臂(21、22)，其具有彼此处于正反关系的第1主面(17)和第2主面(18)，且从基部(12)起延伸；以及侧面，其在振动臂(21、22)的末端处与第1主面(17)以及第2主面(18)连接，侧面是相对于第1主面(17)或第2主面(18)的垂线具有倾斜度、从第1主面(17)一直设置到第2主面(18)的倾斜面(15)，且为晶面。

Description

振动元件及其制造方法、振动器件、电子设备、移动体
技术领域
本发明涉及振动元件、使用了该振动元件的振动器件、电子设备、移动体以及振动元件的制造方法。
背景技术
在HDD(硬盘驱动器)、移动计算机或者IC卡等小型信息设备，以及移动电话、汽车电话或者寻呼系统等移动通信设备等中，广泛使用了薄型的振子和振荡器等电子器件。例如，在专利文献1所公开的作为电子器件的压电振子中，在包含薄箱型的基底部分和薄板的盖部分的封装内，使振动臂浮起地对作为振动元件的音叉型石英振动片进行了安装(连接)。在这种结构的压电振子中，在从外部施加了冲击等的情况下，由于该冲击，音叉型石英振动片的振动臂挠曲，振动臂的末端与封装的内底面接触，从而振动臂可能破损。
为了抑制这样的振动臂的破损，例如在专利文献2所公开的压电振子中，通过在音叉型石英振动片的振动臂的末端部设置缺口部而改善了耐冲击性。在专利文献2所公开的压电振子中，即使音叉型石英振动片的振动臂由于来自外部的冲击等而挠曲，从而振动臂的末端与封装的内底面接触，也能够通过缺口部(C倒角、R倒角、阶差部)分散冲击，防止音叉型石英振动片的破损。
【专利文献1】日本特开2008-22413号公报
【专利文献2】日本特开2009-253622号公报
但是，在专利文献2所公开的压电振子的振动臂末端处设置的C倒角或R倒角需要利用机械加工的研磨或磨削，在批量生产地大量制造的情况下，倾斜角度和形状产生较大的个体间偏差，从而具有极难进行稳定且偏差小的规定倒角加工的第1课题。
并且，具有在一对振动臂中，彼此的倒角形状也产生较大差异的第2课题。
而且在振动臂的末端侧配置有重物的情况下，具有必须在维持施重效果的同时，减小由于与搭载振动片的基板接触而引起的振动片破损的第3课题。
此外，具有设置于压电振子的振动臂的末端的阶差部、或2级的阶差部需要追加新的工序，从而成本增高的第4课题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而作出的，其可以作为以下的方式或应用例来实现。
[应用例1]本应用例的振动元件的特征在于，该振动元件具有：基部；振动臂，其具有彼此处于正反关系的第1主面和第2主面，且从所述基部起延伸；以及侧面，其在所述振动臂的末端处与所述第1主面以及所述第2主面连接，所述侧面是相对于所述第1主面或所述第2主面的垂线具有倾斜度、从所述第1主面一直设置到所述第2主面的倾斜面，且为晶面。
根据本应用例，将振动臂的末端部的侧面设为了连结彼此处于正反关系的第1主面和第2主面的倾斜面。该倾斜面是能够在振动元件的外形加工时容易地形成的晶面，因此倾斜面的形状和角度的偏差减少。由此，能够容易地减少倾斜面的个体间偏差。此外，即使振动臂由于来自外部的冲击等而挠曲，从而振动臂的末端与被连接体接触，因为进行接触的侧面成为了倾斜面，所以进行接触的角部也为钝角，能够分散冲击，防止振动元件的损坏。
[应用例2]在上述应用例所述的振动元件中，优选的是，所述侧面是通过蚀刻的过蚀刻形成的。
根据本应用例，能够通过在基于蚀刻的振动元件的外形加工时进行过蚀刻(增长蚀刻时间)，容易地形成振动臂的末端的倾斜面。倾斜面由于是晶面，因此能够使得形状和角度不易产生偏差，从而减少个体间偏差。由此，能够稳定提供具有个体间偏差小的倾斜面的振动元件。
[应用例3]在上述应用例所述的振动元件中，优选的是，在设所述倾斜面的延长线与所述第1主面或所述第2主面交叉的角度为θ时，所述侧面的倾斜度处于84度≦θ≦88度的范围内。
根据本应用例，能够提供减少第1主面和第2主面的形状不同引起的振动元件的特性劣化、维持电气特性且小型的振动元件。
[应用例4]在上述应用例所述的振动元件中，优选的是，在所述振动臂的末端部设置有宽度增大部，所述侧面设置于所述宽度增大部的末端。
根据本应用例，能够在不极端减小宽度增大部的施重效果的情况下，防止振动臂与被连接体接触引起的振动元件的损坏。换言之，能够在维持基于施重效果的振动元件的小型化的同时，确保耐冲击性。
[应用例5]在上述应用例的振动元件中，优选的是，在设所述倾斜面的延长线与所述第1主面或所述第2主面交叉的角度为θ时，所述侧面的倾斜度处于84度≦θ≦88度的范围内。
根据本应用例，能够提供如下的振动元件，该振动元件在维持基于施重效果的振动元件的小型化的同时，减少第1主面和第2主面的形状不同引起的振动元件的特性劣化，从而能够维持电气特性。
[应用例6]在上述应用例所述的振动元件中，优选的是，在平面视图中，所述倾斜面的与所述第1主面的连接部、和所述倾斜面的与所述第2主面的连接部之间的距离L满足0＜L≦100(μm)的关系。
根据本应用例，能够提供通过减少第1主面侧和第2主面侧的不同形状引起的振动元件的特性劣化来维持电气特性、且耐冲击性优异的小型的振动元件。
[应用例7]在上述应用例所述的振动元件中，优选的是，所述距离L满足3＜L≦10(μm)的关系。
根据本应用例，能够提供进一步实现小型化、且耐冲击性优异的振动元件。
[应用例8]本应用例所述的振动器件的特征在于，该振动器件具有：上述应用例中的任意一例所述的振动元件；以及包含盖体和基底的容器，在所述容器中搭载有所述振动元件。
根据本应用例，将能够通过与第1主面以及第2主面连接的倾斜面增大任意一个主面与侧面的连接角度的振动元件搭载到容器中，因此即使振动臂由于来自外部的冲击等而挠曲，从而振动臂的末端与被连接体接触，也能分散冲击，防止振动元件的损坏，从而能够提供耐冲击性优异的振动器件。
[应用例9]在上述应用例所述的振动器件中，优选的是，所述振动元件的倾斜面朝所述振动元件与所述盖体的间隔、以及所述振动元件与所述基底的间隔中的间隔较窄一方倾斜。
根据本应用例，能够提供在维持耐冲击性的同时实现了低高度化的电子器件。
[应用例10]本应用例的振动器件的特征在于，该振动器件具有：上述应用例中的任意一例所述的振动元件；以及电路部。
根据本应用例，能够提供耐冲击性优异、并且由于具有振动元件和驱动振动元件的电路部因而小型化优异的振动器件。
[应用例11]本应用例的电子设备的特征在于，该电子设备具有上述应用例中的任意一例所述的振动元件。
根据本应用例，由于使用减少了来自外部的冲击等引起的损坏的振动元件，因此能够提供对外部冲击的耐久性提高的电子设备。
[应用例12]本应用例的移动体的特征在于，该移动体具有上述应用例中的任意一例所述的振动元件。
根据本应用例，由于使用减少了来自外部的冲击等引起的损坏的振动元件，因此能够提供对外部冲击的耐久性提高的移动体。
[应用例13]本应用例的振动元件的制造方法的特征在于，该制造方法包含以下工序：准备基板；在所述基板上形成与振动元件的外形对应的掩模；以及对从所述掩模露出的区域的所述基板进行蚀刻，所述蚀刻的工序中进行如下蚀刻：该蚀刻的时间比通过蚀刻使所述基板贯通的时间长。
根据本应用例，通过进行时间比通过蚀刻使所述基板贯通的时间长的蚀刻、即所谓的过蚀刻，由此能够形成作为晶面的倾斜面，因此能够防止增加工序等加工工时的增加。
附图说明
图1是示出实施方式的振动元件的结构的概略图，(a)是平面图，(b)是侧视图，(c)是示出倾斜面的变形例的侧视图。
图2是示出实施方式的振动元件的概略的平面图，(a)是俯视图，(b)是仰视图(透视图)。
图3示出实施方式的振动元件的概略，是图2(a)中的B-B线剖视图。
图4是说明振动元件受到了冲击时的动作的主视图。
图5是制造实施方式的振动元件的工序流程图。
图6是制造实施方式的振动元件的工序流程图。
图7是示出本发明的振子的构造的概略图，(a)是平面图，(b)是G－G剖视图。
图8是示出本发明的振荡器的概略构造的正剖视图。
图9是示出作为电子设备的一例的移动型的个人计算机的结构的立体图。
图10是示出作为电子设备的一例的移动电话机的结构的立体图。
图11是示出作为电子设备的一例的数字静态照相机的结构的立体图。
图12是示出作为移动体的一例的汽车的结构的立体图。
标号说明
1、1a：振动元件；2：振子；3：振荡器；10：基板；12：基部；15、15a、15b：倾斜面；16：宽度缩小部；17：第1主面(正面)；18：第2主面(反面)；21、22：振动臂；23：支撑臂；24、25：锤头；28、28a、28b、29、29a、29b：槽；30：电极；31：第1驱动用电极；32：第2驱动用电极；33a、33b、34a、34b：侧面；35a、35b、35c、35d、35e、35f、36a、36b、36c、36d、36e、36f：布线；37：第1导电焊盘；38：第2导电焊盘；42、43：接合部件；44：接合线；45、46：安装端子；47、48：连接电极；50、60：封装主体；51：第1基板；52：第2基板；53：第3基板；54：第4基板；56：盖部件；58：密封件；62：IC芯片；64：树脂材料；70：腔室；80：第1腔室；82：第2腔室；100：显示部；506：作为移动体的汽车；1100：作为电子设备的移动型的个人计算机；1200：作为电子设备的移动电话机；1300：作为电子设备的数字静态照相机。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的优选实施方式。
<振动元件>
使用图1～图6对本发明实施方式的振动元件进行说明。图1是示出本发明实施方式的振动元件的结构的概略图，图1(a)是平面图，图1(b)是侧视图，图1(c)是示出倾斜面的变形例的侧视图。图2是本发明实施方式的振动元件的平面图，图2(a)是俯视图，图2(b)是仰视图(透视图)。图3是图2(a)中的B-B线剖视图。图4是说明振动元件受到了冲击时的动作的正剖视图。图5和图6是制造实施方式的振动元件的工序流程图。另外，在各图中，为了便于说明，作为彼此垂直的3个轴，图示了X轴、Y轴和Z轴。此外，在以下的说明中，为了便于说明，也将从Z轴方向观察时的平面视图简称作“平面视图”。而且，为了便于说明，在从Z轴方向观察时的平面视图中，以+Z轴方向的面为上表面、－Z轴方向的面为下表面进行说明。
图1所示的振动元件1具有：基板10，其具有基部12和振动臂21、22；以及设置在该基板10上的驱动用的电极30。另外，振动臂21、22由以下部件构成：与基部连接的臂部；以及设置于该臂部的末端侧，宽度比该臂部的宽度宽的锤头(宽度增大部，也称作施重部)24、25。
基板10是石英材料的，例如由石英特别是Z切石英板构成而作为压电基板。由此，振动元件1能够发挥优异的振动特性。Z切石英板是将石英的Z晶轴(光轴)作为厚度方向的石英基板。优选Z轴与基板10的厚度方向一致，但是，从减小常温附近的频率温度变化的观点出发，使Z轴相对于厚度方向稍微(例如，小于15°左右)倾斜。基板10具有：基部12；从基部12起向－Y轴方向突出，且在X轴方向上排列设置的两个振动臂21、22；从基部12起向－Y轴方向突出，并且位于两个振动臂21、22之间的支撑臂23。
基部12呈大致板状，在XY平面上扩展，在Z轴方向上具有厚度。本实施方式的基部12在振动臂21、22以及支撑臂23的相反侧，具有宽度随着朝向+Y轴方向而连续或断续地逐渐减小的宽度缩小部16。能够通过具有这样的宽度缩小部16，抑制振动泄漏。另外，宽度缩小部16可以根据需要进行设置，也可以省略。
振动臂21、22在X轴方向上排列设置，并分别从基部12起向－Y轴方向延伸(突出)。此外，在振动臂21、22的末端部分设置有锤头24、25。通过设置这种锤头24、25，能够实现振动元件1的小型化，并且能够降低振动臂21、22的弯曲振动的频率。另外，锤头24、25可以根据需要具有多个宽度。
另外，作为施重部的锤头24、25设为了沿着X轴方向的长度比臂部大的宽幅部，但是不限于此，只要每个单位长度的质量密度比臂部大即可。例如，施重部也可以是如下结构：与臂部的沿着X轴方向的长度相同，并且将沿着Z轴方向的厚度设为比臂部厚。此外，施重部还可以通过在与施重部相应的臂部的表面较厚地设置Au等金属而构成。而且，施重部还可以由质量密度比臂部高的物质构成。
在锤头24、25的末端，即振动臂21、22的末端，设置有连接正侧的第1主面17和反侧的第2主面18的侧面。该侧面包含相对于第1主面17或第2主面18的垂线Q具有倾斜度的晶面即倾斜面15。另外，在本方式中，倾斜面15从第1主面17一直设置到第2主面18。即，倾斜面15与第1主面17和第2主面18连接。通过湿蚀刻等使基板腐蚀的蚀刻制法，能够形成这样的倾斜面15，能够容易地形成倾斜面15。
另外，在本实施方式的振动元件1中，如上述那样说明了在振动臂21、22的末端部设置有锤头24、25的结构，但也可以是不设置锤头24、25的结构的振动元件。
另外，对于倾斜面15的倾斜度，第2主面18与倾斜面15的延长线所成的角度θ、换言之位于倾斜面15倾斜一侧的第2主面18与倾斜面15的延长线所成的角度θ优选处于下述范围内。
84度≦θ≦88度
由此，通过将倾斜面15的倾斜度设为上述范围内，能够在不极端减小锤头24、25的施重效果的情况下，防止锤头24、25(振动臂21、22)与例如封装的内表面等被连接体接触而引起的振动元件1的损坏。换言之，能够提供可维持小型化、同时确保耐冲击性的振动元件1，所述小型化是通过基于施重效果的振动臂21、22的短尺寸化来实现的。
此外，如果像本实施方式的由石英构成的基板10那样，是具有从基部12起朝－Y轴方向突出的两个振动臂21、22的结构，则能够利用石英具有的蚀刻各向异性，根据基板10的切出角度，用湿蚀刻时的过蚀刻，在振动臂21、22的末端(锤头24、25的末端)容易地形成作为上述角度的晶面的倾斜面15。此外，倾斜面15是能够在振动元件1的外形加工时容易地形成的晶面，因此倾斜面15的形状和角度的偏差减少。由此，能够减少倾斜面15的个体间偏差。
此外，优选在从第1主面17侧观察到的平面视图中，倾斜面15的与第1主面17的连接部、和倾斜面15的与第2主面18的连接部之间的距离L满足0＜L≦100(μm)的关系。通过将距离L设为上述范围，能够抑制第1主面17侧和第2主面18侧的不同形状引起的振动元件1的电气特性劣化，能够提供维持电气特性、且耐冲击性优异的小型振动元件1。
并且，距离L优选满足3＜L≦10(μm)的关系。通过设为这样的距离L，除了上述效果以外，还能够提供不减少锤头24、25的施重效果、换言之实现小型化，且耐冲击性优异的振动元件1。
此外，在振动臂21、22上，设置有分别朝正侧的第1主面17或反侧的第2主面18敞开的有底的槽28、29。这些槽28、29被设置成沿着Y轴方向延伸，并且呈彼此相同的形状。因此，振动臂21、22呈大致“H”状的横截面形状。通过形成这样的槽28、29，由于弯曲振动发出的热难以扩散(热传导)，在弯曲振动频率(机械的弯曲振动频率)f大于热弛豫频率f0的区域(f＞f0)即绝热的区域中，能够抑制热弹性损失。另外，槽28、29可以根据需要进行设置，也可以省略。
作为支撑部的支撑臂23从基部12起向－Y轴方向延伸，且位于振动臂21、22之间。此外，支撑臂23呈长条形状，在长度方向的整个范围内宽度(X轴方向的长度)大致固定。而且，支撑臂23在支撑臂23的下表面(反侧的第2主面18)设置有第1、第2导电焊盘37、38。作为支撑臂23的形状(特别是平面视图形状)，没有特别地限定，可以在长度方向的中途具有宽度发生变化的部分。
以上，对振动元件1的结构进行了简单说明。接着，对设置在该基板10上的电极30进行说明。图2是示出本发明第1实施方式的振动元件的电极结构的平面图，图2(a)是俯视图，图2(b)是图2(a)的仰视图(透视图)。此外，图3是图2(a)中的B-B线剖视图。
如图2及图3所示，电极30具有：多个第1驱动用电极31；第1电极焊盘37；连接这多个第1驱动用电极31和第1导电焊盘37的布线35a、35b、35c、35d、35e、35f；多个第2驱动用电极32；第2导电焊盘38；以及连接这多个第2驱动用电极32和第2导电焊盘38的布线36a、36b、36c、36d、36e、36f。
第1驱动用电极31设置于振动臂21的各槽28a、28b的内表面和振动臂22的各侧面34a、34b。槽28a的第1驱动用电极31经由跨越基部12的上表面(第1主面17)和侧面地设置的布线35c，与侧面34b的第1驱动用电极31连接，槽28b的第1驱动用电极31经由跨越基部12的下表面(第2主面18)和侧面地设置的布线35e，与侧面34b的第1驱动用电极31连接。另外，布线35c、35e在基部12的侧面相连接。继而，侧面34b的第1驱动用电极31经由设置于锤头25的布线35f与侧面34a的第1驱动用电极31连接。并且，侧面34a的第1驱动用电极31经由设置于基部12的上表面和下表面的布线35b和布线35d与设置于支撑臂23的侧面的布线35a连接。而且，布线35a与设置于支撑臂23的下表面的第1导电焊盘37电连接。
另一方面，第2驱动用电极32设置于振动臂22的各槽29a、29b的内表面和振动臂21的各侧面33a、33b。槽29a的第2驱动用电极32经由设置于基部12的上表面的布线36b，与侧面33b的第2驱动用电极32连接，槽29b的第2驱动用电极32经由设置于基部12的下表面的布线36c，与侧面33b的第2驱动用电极32连接。继而，设置于侧面33b的第2驱动用电极32经由设置于锤头24的布线36d与设置于侧面33a的第2驱动用电极32连接。并且，基部12的上表面的布线36b经由设置于基部12的上表面的布线36e，基部12的下表面的布线36c经由设置于基部12的下表面的布线36f，而分别与设置于支撑臂23的侧面的布线36a连接。而且，布线36a与设置于支撑臂23的下表面的第2导电焊盘38电连接。
由此，从第1、第2导电焊盘37、38通过各布线对第1、第2驱动用电极31、32施加驱动电压，由此在振动元件的振动臂内适当地产生电场，两个振动臂21、22以彼此反复接近、远离的方式在大致面内方向(XY平面方向)以规定频率振动。作为电极30的构成材料，没有特别限定，例如能够使用金(Au)、金合金、铂(Pt)、铝(Al)、铝合金、银(Ag)、银合金、铬(Cr)、铬合金、铜(Cu)、钼(Mo)、铌(Nb)、钨(W)、铁(Fe)、钛(Ti)、钴(Co)、锌(Zn)、锆(Zr)等金属材料以及氧化铟锡(ITO)等导电材料。
(倾斜面的变形例)
这里，参照图1(c)说明倾斜面的变形例。图1(c)是示出倾斜面的变形例的侧视图。如图1(c)所示，变形例的振动元件1a与上述实施方式的振动元件1相比，第1主面17和第2主面18位于相反方向。换言之，倾斜面15b设置成朝第1主面17侧倾斜。
变形例的倾斜面15b连接正侧的第1主面17和反侧的第2主面18，相对于第1主面17或第2主面18的垂线Q具有倾斜度。并且，倾斜面15b从第1主面17一直设置到第2主面18。即，倾斜面15b与第1主面17和第2主面18连接。即使设为这样的倾斜面15b，也能够使用湿蚀刻等制法，能够容易地形成倾斜面15b。
另外，对于倾斜面15b的倾斜度，与上述实施方式同样，第1主面17与倾斜面15b的延长线所成的角度θ、换言之位于倾斜面15b倾斜一侧的第1主面17与倾斜面15b的延长线所成的角度θ优选处于下述范围内。
84度≦θ≦88度
由此，能够通过将倾斜面15b的倾斜度设在上述范围内，得到与实施方式相同的效果。
此外，倾斜面15b的与第1主面17的连接部、和倾斜面15b的与第2主面18的连接部之间的距离L与上述实施方式相同，因此省略在此的说明。
(振动元件的制造方法)
以上，对振动元件1的结构进行了说明。这样的振动元件1能够通过如下方式来制造。以下，依照图5(a)～(e)和图6(f)～(j)所示的工序流程图说明振动元件1的制造方法。另外，图5和图6示出了外形蚀刻工序。此外，以下说明的制造方法只是一个例子，也可以通过其他制造方法制造振动元件1。
图5和图6是用于说明振动元件1的制造方法的一例的工序图，图5和图6的各工序按照工序顺序示出了与图2(a)的B－B剖切线处的振动臂21、22的剖切面对应的区域。此外，在该图中，省略了支撑臂23。
(基板的准备工序)
在图5(a)中，准备由能够分离出多个或大量振动元件1的大小的压电材料构成的基板71。此时，在通过工序的进行而做成音叉型的振动元件1时，以图1所示的X晶轴为电轴、Y晶轴为机械轴、且Z晶轴为光轴的方式，从压电材料、例如石英的单晶中切出基板71。此外，在从石英的单晶中切出基板71时，在上述X晶轴、Y晶轴和Z晶轴构成的正交坐标系中，绕X轴倾斜大约负6度至正6度地形成由X轴和Y轴构成的XY平面。
(耐蚀膜的形成工序)
如图5(a)所示，通过溅射或蒸镀等方法在基板71的表面(正反面)形成耐蚀膜72。如图所示，在由石英构成的基板71的正反两面形成耐蚀膜72，耐蚀膜72例如由作为衬底层的铬层、和被覆在其上的金的被覆层构成。
另外，在以下的工序中，对基板71的上下两面进行了相同的加工，因此为了避免烦杂而仅说明上表面。
(外形的构图工序)
接着，如图5(b)所示，为了外形构图而在基板71的正反耐蚀膜72的整个面涂覆抗蚀剂73(抗蚀剂的涂覆工序)。作为抗蚀剂73，可适当使用例如ECA系、PGMEA系的正性抗蚀剂。另外，上述耐蚀膜的形成工序和外形的构图工序相当于形成掩模的工序。
(湿蚀刻工序)
然后，如图5(c)所示，为了外形构图而配置规定图案宽度的掩模(未图示)，在曝光后，去除感光后的抗蚀剂73，还与所去除的抗蚀剂部分对应地按照Au、Cr的顺序去除耐蚀膜72。
继而，如图5(d)所示，去除耐蚀膜72上的抗蚀剂73，使外侧的部分从被耐蚀膜72覆盖的区域以外的振动元件1的外形露出，并如图5(e)所示，在整个面上涂覆抗蚀剂74。
接着，如图6(f)所示，从振动元件1的外形去除外侧部分、和各振动臂的槽部的部分的抗蚀剂74。
然后，如图6(g)所示，例如将氢氟酸溶液作为蚀刻液，对作为外侧部分而从振动元件1的外形露出的基板71，进行压电振动片的外形蚀刻(以下也称作蚀刻工序)。该蚀刻工序在2小时至3小时内结束，但根据氢氟酸溶液的浓度、种类以及温度等发生变化。在本实施方式中，作为蚀刻液，使用氢氟酸、氟化铵，通过其浓度为容量比1：1、温度为65度±1度(摄氏度)的条件进行蚀刻。通过以该条件进行蚀刻，用30分钟左右贯通基板71，通过接着进行2小时左右的过蚀刻，能够进行在+X轴方向上产生的蚀刻残余的缩小、和在－Y轴方向上延伸的振动臂21、22末端的倾斜面15的晶面露出。即，用2个半小时左右，蚀刻工序完成。
(半蚀刻工序)
继而，如图6(h)所示，去除振动臂的槽部的耐蚀膜72。
对于去除耐蚀膜72而露出的基板71，进一步如图6(i)所示，使用氢氟酸溶液等进行振动臂21、22的槽部的半蚀刻。
在本实施方式中，作为蚀刻液，使用氢氟酸、氟化铵，通过其浓度为容量比1：1、温度为65度±1度(摄氏度)的条件，用30分钟至60分钟左右完成蚀刻工序。
由此，形成振动臂21、22的第1槽部28A、29A和第2槽部28B、29B。
然后，如图6(j)所示，从耐蚀膜72去除抗蚀剂74，还去除耐蚀膜72。该状态是未形成图1所示的振动元件1的电极的状态。
接着，在未图示的电极形成工序中，通过蒸镀或溅射等方法在整个面形成用于形成电极的金属膜。该金属膜是激励电极，由作为与耐蚀膜相同衬底层的铬层、和被覆在其上的电极层(金被覆层)构成。
然后，进行电极形成中的抗蚀剂的涂覆工序，实施区分应形成电极的区域(参照图2)和不应形成电极的区域的遮蔽(未图示)，进行曝光，去除不需要的抗蚀剂，使要除去的金属膜露出。接着，使用例如碘化钾等的蚀刻液，通过湿蚀刻去除露出的金属膜。由此，通过蚀刻完全去除要除去的金属膜。最后，完全剥离不需要的抗蚀剂。
通过以上工序，图1～图3所示的构造的振动元件1完成。
如果使用上述制造方法，则进行时间比通过湿蚀刻使基板71贯通的时间长的蚀刻、即进行所谓的过蚀刻，从而能够形成作为晶面的倾斜面15。因此，能够在不增加工序的情况下容易地形成倾斜面15。
根据上述那样的振动元件1，能够通过与第1主面17以及第2主面18连接的倾斜面15，减小第2主面18与侧面连接的角度θ。换言之，能够增大倾斜面15与第2主面18连接的角部的连接角度，即内角θ1。
在使用图4的主视图进行说明时，以振动臂21、22位于中空的方式，利用支撑臂23将振动元件1连接到封装等被连接体8，所述支撑臂23作为包含基部12的支撑部。在对这样被单臂连接的振动元件1施加由箭头F示出的来自外部的冲击时，振动臂21、22挠曲，振动臂21、22(图中用点划线示出的锤头24a、25a)的末端的角部有时与被连接体8接触。即使锤头24a、25a与被连接体8这样接触，倾斜面15与第2主面18连接的角部的连接角度即内角θ1也增大而成为钝角，因此能够分散冲击，从而防止振动元件1的损坏。
此外，倾斜面15是能够在振动元件1的外形加工时容易地形成的晶面，因此倾斜面15的形状和角度的偏差减少。由此，能够减少倾斜面15的个体间偏差。由此，能够提供抑制第1主面17侧和第2主面18侧的不同形状引起的振动元件1的特性劣化，维持电气特性且小型的振动元件1。
在上述振动元件1中，使用由作为压电基板的Z切石英板构成的具有2个振动臂21、22的所谓音叉型的振动元件进行了说明，但振动元件的结构不限于此。例如，还能够应用于在硅基板上设置有压电体的压电振动元件，或者能够测定加速度、角速度、压力等的传感器元件等。
<振子>
接着，使用图7对作为应用了本发明的上述振动元件1的电子器件的一例的振子进行说明。图7是示出本发明的振子的构造的概略图，图7(a)是振子的平面图，图7(b)是图7(a)的G－G剖视图。另外，在图7(a)中，为了方便说明振子的内部结构，图示了卸下盖部件后的状态。
振子2由以下部分构成：振动元件1；用于收纳振动元件1的矩形箱状的封装主体50；以及由玻璃、陶瓷、金属等构成的盖部件56。另外，收纳振动元件1的腔室70内为大致真空的减压空间。这里，封装主体50相当于基底部，腔室70相当于容器。
如图7(b)所示，封装主体50是层叠第1基板51、第2基板52和安装端子45而形成的。在第1基板51的外部底面具备多个安装端子45。此外，在第1基板51的上表面的规定位置，设置有经由未图示的贯通电极或层间布线与安装端子45电导通的多个连接电极47。第2基板52是去除中央部后的环状体，设置有收纳振动元件1的腔室70。
以上所说明的封装主体50的第1基板51和第2基板52由具有绝缘性的材料构成。作为这样的材料，没有特别地限定，能够使用例如氧化物类陶瓷、氮化物类陶瓷、碳化物类陶瓷等各种陶瓷。此外，设置于封装主体50的各电极、端子或者对它们进行电连接的布线图案和层内布线图案等一般通过在绝缘材料上网板印刷钨(W)、钼(Mo)等金属布线材料，进行烧制，并在其上实施镍(Ni)、金(Au)等的镀覆而设置成。
作为盖体的盖部件56优选由使光通过的材料、例如硼硅酸玻璃等设置成，通过利用密封件58进行接合而对封装主体50进行了气密密封。由此，在封装主体50的盖密封后，从外部经由盖部件56向振动元件1的末端附近照射激光，使此处设置的电极部分蒸发，从而能够进行利用质量削减方式的频率调整。另外，在不进行这样的频率调整的情况下，盖部件56可由铁镍钴合金等金属材料(盖)形成。
收纳在封装主体50的腔室70内的振动元件1将设置于支撑臂23的第1、第2导电焊盘37、38与设置于封装主体50的第1基板51的上表面的两个连接电极47分别对应地对准位置，并借助接合部件42进行接合。接合部件42能够通过使用例如由金属或软钎料等构成的凸块或者导电性粘接剂等导电性的接合部件，在实现电连接的同时进行机械的接合。
优选以锤头24、25(参照图1)的末端侧面所包含的倾斜面15朝向第1基板51的上表面侧的方式配置和连接振动元件1。换言之，优选以振动元件1与盖部件56之间的距离H2大于振动元件1与第1基板51的上表面之间的距离H1的方式将振动元件1配置到腔室70内。即，以倾斜面朝间隔较窄一方倾斜的方式配置振动元件1。通过这样配置振动元件1，即使振动元件1与第1基板51的上表面之间的间隔H1较窄，且由于来自外部的冲击而产生了挠曲的振动元件1与第1基板51的上表面接触，因为上述倾斜面15和第1主面17或第2主面18连接的角部的内角θ1为钝角，所以也能够分散冲击，从而防止振动元件1的损坏。由此，能够提供耐冲击性提高并且实现了低高度化的作为电子器件的振子2。
<振荡器>
接着，使用图8对作为应用了本发明的上述振动元件1的电子器件的一例的振荡器进行说明。图8是示出本发明的振荡器的概略构造的正剖视图。
振荡器3由以下部分构成：振动元件1；收纳振动元件1的封装主体60；用于驱动振动元件1的IC芯片(芯片部件)62；以及由玻璃、陶瓷或金属等构成的作为盖体的盖部件56。另外，收纳振动元件1的第1腔室80内为大致真空的减压空间。这里，封装主体60相当于基底部，第1腔室80相当于容器。
如图8所示，封装主体60是层叠第1基板51、第2基板52、第3基板53、第4基板54和安装端子46而形成的。此外，封装主体60具有朝上表面敞开的第1腔室80、和朝下表面敞开的第2腔室82。
收纳在封装主体60的第1腔室80内的振动元件1将设置于支撑臂23的第1、第2导电焊盘37、38与设置于封装主体60的第1基板51的上表面的两个连接电极分别对应地对准位置，并借助接合部件42进行接合。接合部件42能够使用例如由金属或软钎料等构成的凸块或者导电性粘接剂等导电性的接合部件。通过使用这样的接合部件42，能够在实现电连接的同时进行机械的接合。
优选以锤头24、25(参照图1)的末端侧面所包含的倾斜面15朝向第1基板51的上表面侧的方式配置和连接振动元件1。换言之，优选以振动元件1与盖部件56之间的距离H2大于振动元件1与第1基板51的上表面之间的距离H1的方式将振动元件1配置到第1腔室80内。即，以倾斜面朝间隔较窄一方倾斜的方式配置振动元件1。通过这样配置振动元件1，即使振动元件1与第1基板51的上表面之间的间隔H1较窄，且由于来自外部的冲击而产生了挠曲的振动元件1与第1基板51的上表面接触，因为上述倾斜面和第1主面17或第2主面18连接的角部的内角θ1为钝角，所以也能够分散冲击，从而防止振动元件1的损坏。由此，能够提供耐冲击性提高并且实现了低高度化的作为电子器件的振荡器3。
在第4基板54的外部底面设置有多个安装端子46。此外，安装端子46经由未图示的贯通电极或层间布线与设置于第1基板51的上表面的连接电极47以及设置于第3基板53的下表面的连接电极48电导通。
收纳有振动元件1的封装主体60的第1腔室80例如经由硼硅酸玻璃等的密封件58与盖部件56接合，从而被气密密封。
另一方面，在封装主体60的第2腔室82内收纳有IC芯片62，该IC芯片62经由钎料或粘接剂等接合部件43被固定到第1基板51的下表面。此外，在第2腔室82内设置有至少两个连接电极48。连接电极48通过接合线44与IC芯片62电连接。此外，在第2腔室82内填充有树脂材料64，通过该树脂材料64将IC芯片62密封。
IC芯片62具有用于控制振动元件1的驱动的驱动电路(振荡电路)，当通过该IC芯片62驱动振动元件1时，能够取出规定频率的信号。
<电子设备>
接着，根据图9～图11，详细说明电子设备，该电子设备应用了作为本发明一个实施方式的电子器件的、使用了振动元件1的振子2或者使用了振动元件1的振荡器3中的任意一个。另外，在说明中，示出了应用振子2的例子。
图9是示出具有作为本发明一个实施方式的电子器件的振子2的作为电子设备的移动型(或笔记本型)个人计算机的结构概略的立体图。在该图中，个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104以及具有显示部100的显示单元1106构成，显示单元1106通过铰链构造部以能够转动的方式支承在主体部1104上。在这样的个人计算机1100中内置了具有作为信号处理的定时源的功能的振子2。
图10是示出具有作为本发明一个实施方式的电子器件的振子2的作为电子设备的移动电话机(也包括PHS)的结构概略的立体图。在该图中，移动电话机1200具有多个操作按钮1202、接听口1204以及通话口1206，在操作按钮1202与接听口1204之间配置有显示部100。在这样的移动电话机1200中内置了具有作为信号处理的定时源的功能的振子2。
图11是示出具有作为本发明一个实施方式的电子器件的振子2的作为电子设备的数字静态照相机的结构概略的立体图。另外，在该图中，还简单地示出与外部设备之间的连接。这里，以往的胶片照相机是通过被摄体的光像对银盐胶片进行感光，与此相对，数字静态照相机1300则通过CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)等摄像元件对被摄体的光像进行光电转换来生成摄像信号(图像信号)。
在数字静态照相机1300中的外壳(机身)1302的背面设置有显示部100，构成为根据CCD的摄像信号进行显示，显示部100作为将被摄体显示为电子图像的取景器发挥功能。并且，在外壳1302的正面侧(图中背面侧)设置有包含光学镜头(摄像光学系统)和CCD等的受光单元1304。
摄影者确认显示部100中显示的被摄体像并按下快门按钮1306时，将该时刻的CCD的摄像信号传输到存储器1308内进行存储。并且，在该数字静态照相机1300中，在外壳1302的侧面设置有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。而且，如图所示，根据需要，在视频信号输出端子1312上连接电视监视器1430，在数据通信用的输入输出端子1314上连接个人计算机1440。而且，构成为通过规定操作，将存储在存储器1308中的摄像信号输出到电视监视器1430或个人计算机1440。在这样的数字静态照相机1300中内置了具有作为信号处理的定时源的功能的振子2。
另外，除了图9的个人计算机(移动型个人计算机)、图10的移动电话机、图11的数字静态照相机以外，作为本发明的一个实施方式的电子器件的振子2例如还可以应用于喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、膝上型个人计算机、电视、摄像机、录像机、车载导航装置、寻呼机、电子记事本(也包含通信功能)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、视频电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等电子设备。
<移动体>
图12是概略地示出作为移动体的一例的汽车的立体图。在汽车506上搭载有作为本发明的电子器件的振子2。例如，如该图所示，在作为移动体的汽车506中，在车体507上搭载有电子控制单元508，该电子控制单元508内置振子2并控制轮胎509等。此外，振子2除此以外还可以广泛应用于无钥匙门禁、防盗器、汽车导航系统、汽车空调、防抱死制动系统(ABS)、安全气囊、轮胎压力监测系统(TPMS：Tire PressureMonitoring System)、发动机控制器、混合动力汽车及电动汽车的电池监视器、以及车体姿势控制系统等的电子控制单元(ECU：electronic control unit)。

Claims (13)

1.一种振动元件，其特征在于，该振动元件具有：
基部；
振动臂，其具有彼此处于正反关系的第1主面和第2主面，且从所述基部起延伸；以及
侧面，其在所述振动臂的末端处与所述第1主面以及所述第2主面连接，
所述侧面是相对于所述第1主面或所述第2主面的垂线具有倾斜度、从所述第1主面一直设置到所述第2主面的倾斜面，且为晶面。
2.根据权利要求1所述的振动元件，其特征在于，
所述侧面是通过蚀刻的过蚀刻形成的。
3.根据权利要求1或2所述的振动元件，其特征在于，
在设所述倾斜面的延长线与所述第1主面或所述第2主面交叉的角度为θ时，所述侧面的倾斜度处于84度≦θ≦88度的范围内。
4.根据权利要求1或2所述的振动元件，其特征在于，
所述振动臂包含：
施重部；以及
臂部，其配置于平面视图中的所述施重部与所述基部之间，
所述侧面设置于所述施重部的末端。
5.根据权利要求4所述的振动元件，其特征在于，
在设所述倾斜面的延长线与所述第1主面或所述第2主面交叉的角度为θ时，所述侧面的倾斜度处于84度≦θ≦88度的范围内。
6.根据权利要求1或2所述的振动元件，其特征在于，
在平面视图中，所述倾斜面的与所述第1主面的连接部、和所述倾斜面的与所述第2主面的连接部之间的距离L满足0μm＜L≦100μm的关系。
7.根据权利要求6所述的振动元件，其特征在于，
所述距离L满足3μm＜L≦10μm的关系。
8.一种振动器件，其特征在于，该振动器件具有：
权利要求1或2所述的振动元件；以及
包含盖体和基底的容器，
在所述容器中搭载有所述振动元件。
9.根据权利要求8所述的振动器件，其特征在于，
所述振动元件的倾斜面朝所述振动元件与所述盖体的间隔、以及所述振动元件与所述基底的间隔中的间隔较窄一方倾斜。
10.一种振动器件，其特征在于，该振动器件具有：
权利要求1或2所述的振动元件；以及
电路。
11.一种电子设备，其特征在于，该电子设备具有权利要求1或2所述的振动元件。
12.一种移动体，其特征在于，该移动体具有权利要求1或2所述的振动元件。
13.一种振动元件的制造方法，其特征在于，该制造方法包含以下工序：
准备基板；
在所述基板上形成与振动元件的外形对应的掩模；以及
对从所述掩模露出的区域的所述基板进行蚀刻，
所述蚀刻的工序中进行如下蚀刻：该蚀刻的时间比通过蚀刻使所述基板贯通的时间长。
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