CN107040230A - 压电振动片、压电振子、电子设备以及移动体 - Google Patents

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Abstract

压电振动片、压电振子、电子设备以及移动体，压电振动片包含第1激励电极、第2激励电极以及包含振动部和固定部的压电基板，该第1激励电极包含：第1基底电极层，其被配置于所述振动部的第1面；以及所述第1基底电极层上的第1上电极层，该第2激励电极包含：第2基底电极层，其被配置于所述振动部的与所述第1面相对的第2面；以及第2上电极层，其被配置于所述第2基底电极层上，所述第2上电极层的厚度(tA2)与所述振动部的厚度(T1)之比(tA2/T1)为1.4％以上2.4％以下。

Description

压电振动片、压电振子、电子设备以及移动体
技术领域
本文公开涉及压电振动片、压电振子、电子设备以及移动体。
背景技术
由于激励作为主振动的厚度剪切振动的作为压电振子的AT切石英振子适宜小型化、高频化，并且呈现频率温度特性优异的三次曲线，因此用于振荡器、电子设备等多方面。尤其近年来伴随着传输通信设备和OA设备的处理速度的高速化、或者通信数据和处理量的大容量化的推进，对于作为用于该设备的基准频率信号源的AT切石英振子，高频化的要求强烈。为了实现以厚度剪切振动进行激励的AT切石英振子的高频化，通常需要减薄振动部分的厚度来实现高频化。
但是，存在如下问题，如果伴随着高频化，振动部分的厚度变薄，则与激励电极之间，热变形的影响变大，从而频率温度特性劣化。针对该情况，在日本特开平11-284484号公报中公开了一种AT切石英振子，其通过在AT切石英坯板的一面或者双面的一部分形成凹陷部，在该凹陷部的底部设置超薄壁振动部，通过在该石英坯板的一个面上形成整面电极并在另一个面上形成部分电极来得到300MHz以上的基波振动频率，在该AT切石英振子中，将金用作至少整面电极的膜材料并且将超薄壁振动部的厚度T与对整面电极进行石英密度换算后的膜厚tx之比tx/T设定为5％～13％，由此，能够使至少-35℃～+80℃的温度范围内的振动频率偏差为±40ppm以下。
发明内容
但是，日本特开平11-284484号公报中记载的AT切石英振子虽然有利于频率温度特性的改善，但存在老化特性劣化的问题。
本文公开是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式或者应用例来实现。
[应用例1]本应用例的压电振动片通过将第1激励电极形成于具有振动部和固定部的压电基板的所述振动部的第1面，将第2激励电极形成于与所述第1面相反侧的第2面，由此得到250MHz以上的基波振动频率，该压电振动片的特征在于，所述第1激励电极在所述振动部上具有作为金以外的材质的第1基底电极层，在所述第1基底电极层上具有材质为金的第1上电极层，所述第2激励电极在所述振动部上具有与所述第1基底电极层相同材质的第2基底电极层，在所述第2基底电极层上具有材质为金的第2上电极层，所述第2激励电极的面积比所述第1激励电极的面积小，在俯视观察所述面的情况下，所述第2激励电极位于比所述第1激励电极的外周靠内侧的位置处，所述第2上电极层的厚度tA2与所述振动部的厚度T1之比tA2/T1处于1.4％以上2.4％以下的范围内。
根据本应用例，通过使实现基于质量负载效应的能量约束的第2激励电极的第2上电极层的厚度tA2与振动部的厚度T1之比tA2/T1处于1.4％以上2.4％以下的范围内，能够在压电基板与上电极层之间，降低在上电极层形成时产生的残留应力的影响，能够得到老化特性优异的压电振动片。
[应用例2]在上述应用例所述的压电振动片中，优选的是，所述固定部的厚度比所述振动部的厚度厚。
根据本应用例，由于压电振动片的固定部的厚度比振动部的厚度厚，因此，在固定了固定部时，基于固定的应力变形被固定部缓解，难以向振动部传递。因此，能够得到具有稳定的振动特性、且老化特性优异的压电振动片。
[应用例3]在上述应用例所述的压电振动片中，优选的是，所述第1上电极层的厚度比所述第2上电极层的厚度薄。
根据本应用例，在调整频率时，通过反溅射等来减小不会对基于质量负载效应的能量约束造成影响的第1激励电极的厚度，使其比第2上电极层的厚度薄。因此，能够不使振动特性劣化而调整为期望的频率，能够得到频率偏差小的压电振动片。
[应用例4]在上述应用例所述的压电振动片中，优选的是，所述压电基板是AT切石英基板。
根据本应用例，由于AT切石英基板的Q值高、且温度特性优异，因此，能够得到具有稳定的振动特性的压电振动片。
[应用例5]本应用例的压电振子的特征在于，具有上述应用例所述的压电振动片以及载置有所述压电振动片的基板，所述第2激励电极朝向所述基板而被配置，在所述固定部与所述基板之间存在固定部件，所述固定部经由所述固定部件被固定于所述基板。
根据本应用例，通过经由固定部件将压电振动片的固定部固定于基板，能够使压电振动片稳定地振动。并且，由于第2激励电极朝向基板而被配置，因此，能够通过反溅射等减小不会对基于质量负载效应的能量约束造成影响的第1激励电极的厚度、或者通过蒸镀等增大第1激励电极的厚度，因此，能够不对振动特性造成影响而调整为期望的频率。因此，能够得到具有稳定的振动特性、且频率偏差小的压电振子。
[应用例6]在上述应用例所述的压电振子中，优选的是，在所述基板上存在布线图案，在所述固定部中的所述第2面侧配置有与所述第2激励电极导通的第2端子，所述固定部件是导电性的，所述第2端子与所述布线图案经由所述固定部件而导通，在所述固定部中的所述第1面侧配置有与所述第1激励电极导通的第1端子，所述第1端子通过键合线与所述布线图案导通。
根据本应用例，由于与第2激励电极导通的第2端子通过具有导电性的固定部件而被一点支承固定于基板上，因此，能够减少基于固定部件的应力变形的影响向振动部传递的情况，能够得到频率温度特性和老化特性优异的压电振子。
[应用例7]本应用例的压电振子的制造方法的特征在于，包含以下工序：基底电极层形成工序，在具有振动部和固定部的压电基板的所述振动部的第1面上形成作为金以外的材质的第1基底电极层，在与所述第1面相反侧的第2面上形成与所述第1基底电极层相同材质的第2基底电极层；上电极层形成工序，在所述第1基底电极层上形成第1上电极层的厚度tA1与所述振动部的厚度T1之比tA1/T1处于1.4％以上2.4％以下的范围内并且材质为金的第1上电极层，在所述第2基底电极层上形成第2上电极层的厚度tA2与所述振动部的厚度T1之比tA2/T1处于1.4％以上2.4％以下的范围内并且与所述第1上电极层相同材质的第2上电极层；频率调整工序，改变所述第1上电极层的厚度来调整所述振动部的谐振频率；以及载置工序，在所述上电极层形成工序之后并且在所述频率调整工序之前或者之后，将所述固定部固定于基板，将所述压电基板载置于所述基板。
根据本应用例，包含以下工序：用于提高压电基板与上电极层的紧密贴合性的基底电极层形成工序；上电极层形成工序，为了降低老化特性的劣化而形成为使得第2激励电极的第2上电极层的厚度与振动部的厚度之比处于1.4％以上2.4％以下的范围内；频率调整工序，为了调整为期望的频率而改变第1上电极层的厚度；以及载置工序，为了使振动部稳定地振动而将固定部固定于基板，因此，能够制造频率偏差小、且老化特性优异的压电振子。
[应用例8]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所述的压电振动片。
根据本应用例，通过将频率偏差小、且老化特性优异的压电振动片用于电子设备，能够构成可靠性高的电子设备。
[应用例9]本应用例的移动体的特征在于，该移动体具有上述应用例所述的压电振动片。
根据本应用例，通过将频率偏差小、且老化特性优异的压电振动片用于移动体，能够构成可靠性高的移动体。
附图说明
图1A是示出本文公开的一个实施方式的压电振动片的构造的概略俯视图。
图1B是沿图1A的A-A线的概略剖视图。
图1C是沿图1A的B-B线的概略剖视图。
图2是说明AT切石英基板与晶轴之间的关系的图。
图3是说明振动部与构成激励电极的电极层之间的关系的图1B的局部放大图。
图4是示出电极层的厚度与老化特性之间的关系的图。
图5A是示出本文公开的一个实施方式的压电振子的构造的概略俯视图。
图5B是图5A所示的压电振子的概略剖视图。
图6是示出本文公开的一个实施方式的压电振子的制造方法的流程图。
图7是示出应用了电子设备的移动型(或者笔记本型)的个人计算机的结构的立体图，该电子设备具有本文公开的一个实施方式的压电振动片。
图8是示出应用了电子设备的移动电话(也包含PHS：小灵通)的结构的立体图，该电子设备具有本文公开的一个实施方式的压电振动片。
图9是示出应用了电子设备的数字静态照相机的结构的立体图，该电子设备具有本文公开的一个实施方式的压电振动片。
图10是包含应用了电子设备的光传输装置的网络的概略图，该电子设备具有本文公开的一个实施方式的压电振动片。
图11是概略地示出作为具有本文公开的一个实施方式的压电振动片的移动体的汽车的立体图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的优选的实施方式对本文公开的压电振动片、压电振子、压电振子的制造方法、电子设备以及移动体进行详细的说明。
<压电振动片>
首先，作为本文公开的一个实施方式的压电振动片1，列举出在基板的大致中央部具有凹陷部11的所谓反向台面构造的压电振动片为一例，参照图1A、图1B以及图1C进行说明。
图1A是示出本文公开的一个实施方式的压电振动片的构造的概略俯视图。图1B是沿图1A的A-A线的概略剖视图。图1C是沿图1A的B-B线的概略剖视图。
如图1A、图1B以及图1C所示，压电振动片1具有：压电基板10，其具有振动部12和与振动部12连接设置、且比振动部12的厚度T1厚的固定部13(厚度T2)；第1激励电极22a和第2激励电极22b，它们形成为与振动部12的第1面20a和第2面20b的两面(±Y’方向的正反面)分别相对；第1端子29a和第2端子29b，它们设置在固定部13的两面(±Y’方向的正反面)上；以及第1引线电极27a和第2引线电极27b，它们形成为从第1激励电极22a和第2激励电极22b朝向第1端子29a以及第2端子29b分别延伸出。
压电基板10具有：平板状的振动部12，其呈矩形形状、薄壁、与Y’轴垂直且厚度T1恒定；厚度T2的固定部13，其由沿着除振动部12的一边以外的三边一体化而成的第1厚壁部14、第2厚壁部15和第3厚壁部16(也称为第1、第2和第3厚壁部14、15、16)构成；以及缝隙17，其用于防止将在支承固定时产生的安装应力传递到振动部12的情况。
另外，第1厚壁主体14a、第2厚壁主体15a和第3厚壁主体16a(也称为第1、第2和第3厚壁主体14a、15a、16a)是指与Y’轴平行的厚度恒定的区域。
并且，第1倾斜部14b、第2倾斜部15b和第3倾斜部16b(也称为第1、第2和第3倾斜部14b、15b、16b)是指在第1、第2和第3厚壁主体14a、15a、16a和振动部12之间形成的倾斜面。
振动部12的一个面(第1面20a)与第1、第2和第3厚壁部14、15、16的各自的一个面位于同一平面上，即位于图1A所示的坐标轴的X-Z’平面上，将该面(图1B的位于-Y’方向的下表面侧)称为平坦面，将具有凹陷部11的相反侧的面(图1B的位于+Y’方向的上表面侧)称为凹陷面。
在图1A、图1B以及图1C所示的实施方式例中，第1激励电极22a以及第2激励电极22b形成为圆形的形状。另外，第2激励电极22b的形状也可以是椭圆形、四边形以及矩形形状。并且，也可以是将四边形或者矩形的四角切除后得到的八边形。
第1激励电极22a与第2激励电极22b面积不同，第2激励电极22b的面积比第1激励电极22a小。并且，第1激励电极22a以及第2激励电极22b分别形成为俯视时与振动部12的大致中央部的第1面20a以及第2面20b的两面(正面以及反面)重叠，并且第2激励电极22b位于比第1激励电极22a的外周靠内侧的位置。
在振动部12中实际进行振动的区域是由第1激励电极22a和第2激励电极22b夹着的区域。即，在第1激励电极22a中，实际上有助于使振动部12振动的区域是在俯视时与第2激励电极22b重叠的部分，由于基于质量负载效应的能量约束，而确定振动特性。并且，第1激励电极22a由有助于振动的电极、和与该有助于振动的电极的外缘一体化的无助于振动的电极构成，不会对基于质量负载效应的能量约束造成影响。因此，在调整频率时，通过反溅射等来减小第1激励电极22a的厚度，由此，能够不使振动特性劣化而调整为期望的频率。
另外，关于第1激励电极22a和第2激励电极22b与第1引线电极27a和第2引线电极27b连接的部分，将沿着激励电极形状的外缘(外侧的边)的延长线(假想线)作为边界，对其形状和面积进行说明。
第2引线电极27b从形成于凹陷面的第2激励电极22b延伸出，从振动部12上，经由第3倾斜部16b和第3厚壁主体16a，与形成于第2厚壁主体15a的凹陷面的第2端子29b导通连接。并且，第1引线电极27a从形成于平坦面的第1激励电极22a延伸出，经由压电基板10的平坦面的端缘部，与形成于第2厚壁主体15a的平坦面的第1端子29a导通连接。
图1A所示的实施方式例是引线电极27a、27b的引出结构的一例，引线电极27a、27b也可以经由其他的厚壁主体14a、15a、16a。但是，优选引线电极27a、27b的长度最短，优选考虑使引线电极27a、27b彼此不夹着压电基板10交叉，从而抑制静电电容的增加。
接着，对本实施方式例的压电振动片1的压电基板10进行说明。
图2是说明AT切石英基板与晶轴之间的关系的图。
石英等压电材料属于三方晶系，如图2所示具有彼此垂直的晶轴X、Y、Z。X轴、Y轴、Z轴分别被称为电轴、机械轴、光轴。并且，对于石英基板，将沿着使XZ面绕X轴旋转了规定的角度θ后的平面而从石英中切出的“旋转Y切石英基板”用作压电基板10。例如，在AT切石英基板的情况下，角度θ大致为35°15’。另外，使Y轴和Z轴都绕X轴旋转θ而分别成为Y’轴和Z’轴。因此，AT切石英基板具有垂直的晶轴X、Y’、Z’。对于AT切石英基板，厚度方向是Y’轴，与Y’轴垂直的XZ’面(包含X轴和Z’轴的面)是主面，被激励出厚度剪切振动作为主振动。
即，压电基板10是如下的“旋转Y切石英基板”：如图2所示将由X轴(电轴)、Y轴(机械轴)、Z轴(光轴)构成的正交坐标系中的X轴设为旋转轴，将所述Z轴以+Z侧朝向所述Y轴的-Y方向旋转的方式倾斜后的轴设为Z’轴，将所述Y轴以+Y侧朝向所述Z轴的+Z方向旋转的方式倾斜后的轴设为Y’轴，将包含所述X轴和所述Z’轴的面设为主面，将沿着所述Y’轴的方向设为厚度。
另外，本实施方式例的压电基板10并不限于角度θ大致为35°15’的AT切，也可以广泛应用于激励出厚度剪切振动的BT切等的基板。
此外，使用沿着振动部12的外缘设置厚壁的固定部的例子进行了说明，但是不限于此，也可以广泛应用沿着振动部12的外缘的整个外周设置厚壁的固定部的基板或没有设置厚壁的固定部的平板状的基板。
这里，关于本实施方式例的压电振动片1，对压电基板10使用温度特性优异的、具有切断角度的AT切石英基板，由此，具有能够得到Q值高且温度特性优异的压电振动片这样的效果。并且，由于能够灵活利用与光刻技术和蚀刻技术相关的成果和经验，因此能够批量生产特性偏差小的压电振动片1。
接着，参照图3对本实施方式例的压电振动片1的第1激励电极22a以及第2激励电极22b的结构进行说明。
图3是说明振动部与构成激励电极的电极层之间的关系的图1B的局部放大图。
如图3所示，第1激励电极22a形成在振动部12的第1面20a上，其在厚度T1的振动部12上具备包含作为金(Au)以外的材质的例如镍(Ni)的厚度tN1的第1基底电极层24a，并在第1基底电极层24a上具备材质为金(Au)的厚度tA1的第1上电极层25a而构成。并且，第2激励电极22b形成在振动部12的第2面20b上，其在厚度T1的振动部12上具备与第1基底电极层24a相同材质的厚度tN2的第2基底电极层24b，并在第2基底电极层24b上具备与第1上电极层25a相同材质的厚度tA2的第2上电极层25b而构成。
并且，第1引线电极27a以及第2引线电极27b或第1端子29a以及第2端子29b也与第1激励电极22a以及第2激励电极22b同样地，在压电基板10上具备包含作为金(Au)以外的材质的例如镍(Ni)的第1基底电极层24a以及第2基底电极层24b，并在第1基底电极层24a以及第2基底电极层24b上具备材质为金(Au)的第1上电极层25a以及第2上电极层25b而构成。
接着，参照图4对本实施方式的压电振动片1的老化特性进行说明。
图4是示出电极层的厚度与老化特性之间的关系的图。
评价老化特性的样品是使用AT切石英基板作为压电基板10并气密密封于陶瓷封装中的AT切石英振子。
使用了AT切石英基板的压电振动片1的基准频率为491MHz，如下进行试制：使第1基底电极层24a以及第2基底电极层24b的材质为镍(Ni)且分别设厚度为(0.007μm)，使第1上电极层25a以及第2上电极层25b的材质为金(Au)且分别使它们的厚度在的范围内以为间隔而发生变化。
这里，在各样品中的第2上电极层25b的厚度tA2为(0.04μm)的情况下，压电基板10(AT切石英基板)的振动部12的厚度T1为2.77μm，tA2/T1为1.4％。在tA2为(0.05μm)的情况下，T1为2.63μm，tA2/T1为1.9％。在tA2为(0.06μm)的情况下，T1为2.48μm，tA2/T1为2.4％。在tA2为(0.07μm)的情况下，T1为2.33μm，tA2/T1为3.0％。另外，图4是设定温度125℃的高温老化特性，将各条件的样品分别试制大约40个，分别测定每隔经过时间的频率变化量△f/f0，并绘制大约40个平均值。
如图4所示，关于相对于第2上电极层25b的厚度tA2与振动部12的厚度T1之比tA2/T1的老化特性，到经过时间1000H为止，在全部条件下，频率变化量△f/f0都表现出了向正侧变化的趋势，表示出了比tA2/T1越大，则该频率变化量△f/f0越大的趋势。并且，当超过经过时间1000H后，在比tA2/T1较大的2.4％和3.0％时，频率变化量△f/f0变大的趋势继续，在比tA2/T1为3.0％时，表现出了呈指数函数地变大的趋势。相反地，在比tA2/T1较小的1.4％和1.9％时，频率变化量△f/f0表现出了向负侧变化的趋势。
这里，如果将在光传输网络系统等所搭载的振荡器中使用的压电振动片1的老化特性规格设为在125℃放置1000H(相当于常温放置20年)时频率变化量△f/f0处于-5ppm以上+20ppm以内的范围，则在这次评价出的比tA2/T1为1.4％～3.0％的范围内，满足规格(-5ppm以上+20ppm以内)，但经过时间1000H时的40个样品的偏差为±5ppm，因此，产生了没有满足规格的情况，并且，在比tA2/T1小于1.4％的情况下也同样，如果考虑偏差，则第2上电极层25b的厚度tA2与振动部12的厚度T1之比tA2/T1处于1.4％以上2.4％以下的范围内，由此，能够满足规格(-5ppm以上+20ppm以内)。另外，能够像这样满足老化特性规格(-5ppm以上+20ppm以内)被认为是由于在压电基板10与第2上电极层25b之间，以降低在第2上电极层25b形成时产生的残留应力的影响的方式使振动部12的厚度T1与第2上电极层25b的厚度tA2最优化。
如上所述，对于本实施方式的压电振动片1，通过使第2激励电极22b的第2上电极层25b的厚度tA2与振动部12的厚度T1之比tA2/T1处于1.4％以上2.4％以下的范围内，能够在压电基板10的振动部12与第2上电极层25b之间，降低在第2上电极层25b形成时产生的残留应力的影响。因此，能够得到满足老化特性规格(-5ppm以上+20ppm以内)且老化特性优异的压电振动片1。
并且，压电振动片1的固定部13的厚度比振动部12的厚度厚，因此，在将固定部13固定时，由于固定而引起的应力变形被固定部13缓解，难以向振动部12传递。因此，能够得到具有稳定的振动特性、且老化特性优异的压电振动片1。
并且，由于第1上电极层25a的厚度比第2上电极层25b的厚度薄，在调整频率时，能够通过反溅射等来减小构成不会对基于质量负载效应的能量约束造成影响的第1激励电极22a的第1上电极层25a的厚度，由于能够不使振动特性劣化，而调整为期望的频率，因此，能够得到频率偏差小的压电振动片1。
并且，通过采用AT切石英基板作为压电基板10，能够得到Q值高、温度特性优异、且具有稳定的振动特性的压电振动片1。
<振子>
接着，参照图5A以及图5B对应用了上述实施方式的压电振动片1的压电振子2进行说明。
图5A是示出本文公开的一个实施方式的压电振子的结构的图，图5A是省略了盖部件的概略俯视图。图5B是图5A的概略纵剖视图。
压电振子2由压电振动片1、为了收纳压电振动片1而形成为矩形的箱状的作为基板的封装主体40、以及由金属、陶瓷、玻璃等构成的盖部件49构成。
如图5A和图5B所示，封装主体40形成为层叠了第1基板41、第2基板42、第3基板43、密封环44、安装端子45。在第1基板41的外部底面上形成有多个安装端子45。第3基板43为去除了中央部的环状体，在第3基板43的上部周缘例如形成有可伐合金等密封环44。
利用第3基板43与第2基板42形成收纳压电振动片1的凹部(腔体)。在第2基板42的上表面的规定的位置处，设置有贯通第1基板41以及第2基板42并且通过形成于第1基板41与第2基板42的层间的导体46a、46b而与安装端子45电导通的多个布线图案47、48。
布线图案47配置为在将压电振动片1反转(翻转)而载置时与形成于第2厚壁主体15a的第2端子29b对应，布线图案47和与第2激励电极22b导通的第2端子29b通过具有导电性的导电性粘接剂等固定部件30而被导通连接。并且，由于在作为基板的封装主体40的腔体内部形成的布线图案47与设置在压电振动片1的固定部13上的第2端子29b通过固定部件30而被一点支承固定，因此，能够减少固定部件30的应力变形的影响向振动部12传递的情况，使压电振动片1稳定地振动，从而能够得到频率温度特性和老化特性优异的压电振子2。
布线图案48设置于俯视时不与压电振动片1重叠的位置处，经由键合线31与第1端子29a导通连接，该第1端子29a与第1激励电极22a导通。并且，由于不对基于质量负载效应的能量约束造成影响的第1激励电极22a配置于上表面，因此，能够通过反溅射等减小第1激励电极22a的厚度、或通过蒸镀等而增大第1激励电极22a的厚度，因此，能够不对振动特性造成影响而调整为期望的频率，能够得到频率偏差小的压电振子2。
因此，压电振动片1的第1激励电极22a经由第1引线电极27a、第1端子29a、键合线31、布线图案48以及导体46a与设置于第1基板41的下表面的安装端子45导通连接。
并且，压电振动片1的第2激励电极22b经由第2引线电极27b、第2端子29b、固定部件30、布线图案47以及导体46b与设置于第1基板41的下表面的安装端子45导通连接。
如上所述，通过经由固定部件30将压电振动片1的固定部13固定于基板，能够使压电振动片1稳定地振动。并且，由于将第2激励电极22b朝向作为基板的封装主体40进行配置，因此，能够通过反溅射等减小不会对基于质量负载效应的能量约束造成影响的第1激励电极22a的厚度，或通过蒸镀等增大第1激励电极22a的厚度，因此，能够不对振动特性造成影响而调整为期望的频率。因此，能够得到具有稳定的振动特性、频率偏差小的压电振子2。
并且，由于与第2激励电极22b导通第2端子29b通过具有导电性的固定部件30而被一点支承固定于作为基板的封装主体40上，因此，能够减少固定部件30的应力变形的影响向振动部12传递的情况，能够得到频率温度特性和老化特性优异的压电振子2。
<压电振子的制造方法>
接着，关于本文公开的一个实施方式的压电振子2的制造方法，列举搭载了在基板的大致中央部具有凹陷部11的所谓反向台面构造的压电振动片1的压电振子2为例，参照图6进行说明。另外，叙述将AT切石英基板用作压电振子2的例子。
图6是示出本文公开的一个实施方式的压电振子的制造方法的工序图。
[压电振动片外形形成工序(步骤1)]
首先，在压电振动片外形形成工序(步骤1)中，通过光刻法在压电基板10内形成凹陷部11和缝隙17。另外，在使用大型基板获取多个压电振动片1的情况下，在形成贯通压电基板10的缝隙17时，还同时形成压电基板10的外形图案。
准备压电基板10，在蚀刻加工时，通过溅射或者蒸镀法在作为压电基板10的两面的第1面20a以及第2面20b上形成作为保护膜的金属膜。另外，作为金属膜，在将铬(Cr)作为基底膜而成膜后，将金(Au)成膜到基底膜上。接着，在通过旋转涂敷等将抗蚀剂涂敷到金属膜上并干燥后，通过曝光装置将凹陷部11的图案曝光于第2面20b侧，使抗蚀剂显影。此后，依次对露出的作为金属膜的金和铬进行蚀刻而形成凹陷部11的图案。通过氢氟酸类的蚀刻剂对使压电基板10露出的凹陷部11的图案区域进行半蚀刻，在压电基板10内形成凹陷部11。另外，半蚀刻量是使得凹陷部11内的振动部12成为对应于期望的频率的厚度的量。
接着，为了形成凹陷部11的图案而去除作为保护膜的金属膜，并再次通过溅射或者蒸镀法在压电基板10的振动部12以及厚壁的固定部13的两面(第1面20a以及第2面20b)上，形成作为保护膜的金属膜(以铬为基底膜的金)，以形成缝隙17以及压电振动片1的外形。此后，通过旋转涂敷法等将抗蚀剂涂敷到金属膜上并干燥后，通过双面曝光装置将缝隙17的图案以及外形图案曝光于第1面20a和第2面20b上，使抗蚀剂显影。接着，依次对露出的作为金属膜的金和铬进行蚀刻而形成缝隙17的图案以及外形图案。通过氢氟酸类的蚀刻剂从两侧对使压电基板10露出的缝隙17的图案以及外形图案区域进行蚀刻，形成压电基板10内的缝隙17和压电振动片1的外形。此后，通过将作为保护膜的金属膜去除，完成了具有凹陷部11和缝隙17的反向台面构造的压电基板10。
[基底电极层形成工序(步骤2)]
在基底电极层形成工序(步骤2)中，通过溅射或者蒸镀法将作为金(Au)以外的材质的例如镍(Ni)等的第1基底电极层24a以及第2基底电极层24b成膜到反向台面构造的压电基板10的两面(第1面20a以及第2面20b)上。另外，以第1基底电极层24a的厚度tN1与第2基底电极层24b的厚度tN2为相等的(0.007μm)的方式进行成膜。
[上电极层形成工序(步骤3)]
接着，在上电极层形成工序(步骤3)中，通过溅射或者蒸镀法将材质为金(Au)的第1上电极层25a以及第2上电极层25b成膜到成膜于压电基板10的两面(第1面20a以及第2面20b)上的第1基底电极层24a以及第2基底电极层24b上。另外，以第1上电极层25a的厚度tA1与第2上电极层25b的厚度tA2相等、且与振动部12的厚度T1之比tA1/T1以及tA2/T1处于1.4％以上2.4％以下的范围内的方式进行成膜。
[激励电极形成工序(步骤4)]
此后，在激励电极形成工序(步骤4)中，通过光刻法在压电基板10上形成激励电极22a、22b、引线电极27a、27b以及端子29a、29b的电极图案。
首先，通过旋转涂敷法等将抗蚀剂涂敷到压电基板10的两面(第1面20a以及第2面20b)的上电极层25a、25b上并干燥。接着，通过双面曝光装置使电极图案曝光于两面上，使抗蚀剂显影。此后，利用蚀刻上电极层25a、25b的蚀刻剂来蚀刻形成上电极层25a、25b的电极图案。接着，利用蚀刻基底电极层24a、24b的蚀刻剂来蚀刻形成基底电极层24a、24b的电极图案。这里，完成了形成有激励电极22a、22b、引线电极27a、27b以及端子29a、29b的电极图案的压电振动片1。
[载置工序(步骤5)]
接着，在载置工序(步骤5)中，在设置在封装主体40的腔体内的第2基板42上的布线图案47上，涂敷具有导通性的导电性粘接剂等固定部件30，将压电振动片1的第2端子29b对准位置地载置到固定部件30上并施加载荷。此后，将固定部件30放入规定的温度的高温炉内规定的时间而使其硬化。由此，在封装主体40的腔体内固定压电振动片1，并且，压电振动片1的第2端子29b与设置于第2基板42上的布线图案47经由导电性的固定部件30而导通连接。
[引线键合工序(步骤6)]
在引线键合工序(步骤6)中，通过引线键合装置等使载置在封装主体40的腔体内的压电振动片1的第1端子29a与设置在第2基板42上的布线图案48经由键合线31而导通连接。
[频率调整工序(步骤7)]
接着，在频率调整工序(步骤7)中，在实施了退火处理后，针对第1激励电极22a，通过反溅射等使第1上电极层25a的厚度变薄，使频率上升而调整为期望的频率。因此，第1激励电极22a的第1上电极层25a的厚度比第2激励电极22b的第2上电极层25b的厚度薄。另外，在本实施方式中，在将压电振动片1载置到封装主体40之后，进行了频率调整，但不限于此，也可以是在将压电振动片1载置到封装主体40之前、或者将压电振动片1载置到封装主体40的前后2次进行频率调整的方法。如果是在向封装主体40载置前，则能够一并进行形成于大型基板的多个压电振动片1的频率调整，因此，能够实现压电振子2的低成本化。并且，在向封装主体40的载置前后进行频率调整的方法中，通过在载置前进行粗调，在载置后进行微调，能够进行更高精度的频率调整，因此，能够得到频率偏差更小的压电振子2。
并且，作为调整频率的方法，也可以是通过蒸镀或溅射等附着与第1上电极层25a相同材质的金(Au)而使频率下降，从而调整为期望的频率的方法。
[密封工序(步骤8)]
此后，在密封工序(步骤8)中，在形成于封装主体40的上表面的密封环44上载置盖部件49，在减压环境中、或者在氮气的环境中将盖部件49焊缝并进行密封，从而完成压电振子2。另外，在本实施方式中，使用在第3基板43的上表面设置有密封环44的封装主体40进行了说明，但不限于此，也可以是将盖部件49载置到在封装主体40的第3基板43的上表面涂敷的低融点玻璃，并进行熔融而紧密贴合的方法。在该情况下，也可以使封装的腔体内为减压环境，或者用氮气等惰性气体进行填充，从而完成压电振子2。
如上所述，包含以下工序：形成用于提高压电基板10与上电极层25a、25b的紧密贴合性的基底电极层24a、24b的基底电极层形成工序；为了减少老化特性的劣化而形成为第2激励电极22b的第2上电极层25b的厚度tA2与振动部12的厚度T1之比tA2/T1处于1.4％以上2.4％以下的范围内的上电极层形成工序；为了调整为期望的频率而改变第1上电极层25a的厚度的频率调整工序；以及为了使振动部12稳定地振动而将固定部13固定于作为基板的封装主体40的载置工序，因此，能够制造频率偏差小、且老化特性优异的压电振子2。
<电子设备>
接着，参照图7～图10对应用了本文公开的一个实施方式的压电振动片1的电子设备进行说明。
图7是示出作为本文公开的电子设备的第1例的便携式(或者笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。在该图中，个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104和具有显示部100的显示单元1106构成，显示单元1106经由铰链构造部可转动地支承于主体部1104。在这样的个人计算机1100中内置有作为振子或基准时钟等发挥功能的压电振动片1。
图8是示出作为本文公开的电子设备的第2例的移动电话(也包含PHS：小灵通)的结构的立体图。在该图中，移动电话1200具有多个操作按钮1202、听筒口1204和话筒口1206，在操作按钮1202与听筒口1204之间配置有显示部100。在这样的移动电话1200中内置有作为振子或振荡器等发挥功能的压电振动片1。
图9是示出作为本文公开的电子设备的第3例的数字静态照相机的结构的立体图。另外，在该图中也简要地示出与外部设备之间的连接。这里，通常的照相机利用被摄体的光像来使银盐照片胶片感光，而数字静态照相机1300利用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，生成摄像信号(图像信号)。
在数码照相机1300中的壳体(主体)1302的背面设置有显示部1000，采用根据CCD的摄像信号进行显示的结构，显示部1000作为将被摄体显示为电子图像的取景器发挥功能。并且，在壳体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)或CCD等的受光单元1304。
当摄影者确认在显示部1000上显示的被摄体像，并按下快门按钮1306时，该时间点的CCD的摄像信号被传输并保存到存储器1308。并且，在该数码照相机1300中，在壳体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。并且，如图所示，根据需要，视频信号输出端子1312与电视监视器1330连接，数据通信用的输入输出端子1314与个人计算机1340连接。此外，采用如下的结构：利用规定的操作，将保存在存储器1308中的摄像信号输出到电视监视器1330或个人计算机1340。在这样的数码照相机1300中内置有作为振子或基准时钟等发挥功能的压电振动片1。
图10是作为本文公开的电子设备的第4例的包含光传输装置的网络的概略图。在该图中，光传输装置1600配置于SONET/SDH网络与WDM(波分复用)网络的边界，使在SONET/SDH网络内传输的客户端信号与在WDM网络内传输的OTUk(k＝2、3)信号相互转换。另外，在图10的例子中，作为客户端信号，列举出OC3/STM-1信号、OC12/STM-4信号、OC48/STM-16信号以及OC192/STM-64信号。
这样的光传输装置1600具有用于生成与客户端信号对应的时钟的时钟生成部，在该时钟生成部中内置有包含压电振动片1的振荡器200。在时钟生成部中，能够根据传输比特率不同的客户端信号而输出频率不同的时钟。在这种情况下，通过设置双频切换型的振荡器200，能够容易地输出频率不同的时钟。
如上所述，通过将频率偏差小、且老化特性优异的压电振动片1用于电子设备，能够提供可靠性高的电子设备。
另外，本文公开的一个实施方式的压电振动片1除了可以应用于图7的个人计算机1100(移动型个人计算机)、图8的移动电话1200、图9的数字静态照相机1300、图10的光传输装置1600以外，还可以应用于例如喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、笔记本型个人计算机、电视机、摄像机、磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本(也包含带通信功能的记事本)、电子词典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用电视监视器、电子望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测仪、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。
<移动体>
接着，参照图11对具有压电振子2的移动体进行说明，该压电振子2具有本文公开的一个实施方式的压电振动片1。
图11是简要地示出作为具有压电振子2的移动体的汽车1400的立体图。在汽车1400中搭载有构成为包含本文公开的一个实施方式的压电振子2的陀螺仪传感器。例如，如该图所示，在作为移动体的汽车1400中搭载有电子控制单元1402，该电子控制单元1402内置有控制轮胎1401的该陀螺仪传感器。并且，作为其他的例子，压电振子2可以广泛应用于无匙进入装置、发动机防盗锁止系统、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 Pressure Monitoring System)、发动机控制单元、混合动力汽车和电动汽车的电池监视器、车体姿势控制系统等电子控制单元(ECU：electronic control unit)。
如上所述，作为移动体，通过搭载频率偏差小、且老化特性优异的压电振子2，能够提供可靠性高的移动体。
以上，根据图示的实施方式对本文公开的压电振动片1、压电振子2、压电振子2的制造方法、电子设备以及移动体进行了说明，但本发明并不限于此，可以将各部分的结构置换成具有相同的功能的任意的结构。并且，在本公开中也可以添加其他任意的结构物。并且，也可以适当组合上述各实施方式。

Claims (17)

1.一种压电振动片，其中，
该压电振动片包含第1激励电极、第2激励电极以及包含振动部和固定部的压电基板，
该第1激励电极包含：
第1基底电极层，其被配置于所述振动部的第1面；以及
所述第1基底电极层上的第1上电极层，
该第2激励电极包含：
第2基底电极层，其被配置于所述振动部的与所述第1面相对的第2面；以及
第2上电极层，其被配置于所述第2基底电极层上，
所述第2上电极层的厚度tA2与所述振动部的厚度T1之比tA2/T1为1.4％以上2.4％以下。
2.根据权利要求1所述的压电振动片，其中，
基波振动频率为250MHz以上。
3.根据权利要求1所述的压电振动片，其中，
所述第1上电极层包含金以外的材质。
4.根据权利要求1所述的压电振动片，其中，
所述第1基底电极层的材质是金。
5.根据权利要求1所述的压电振动片，其中，
所述第2基底电极层是与所述第1基底电极层相同的材质。
6.根据权利要求1所述的压电振动片，其中，
所述第2基底电极层的材质是金。
7.根据权利要求1所述的压电振动片，其中，
所述第2激励电极的面积比所述第1激励电极的面积小。
8.根据权利要求1所述的压电振动片，其中，
在从与所述第1面垂直的方向俯视时，所述第2激励电极位于比所述第1激励电极的外周靠内侧的位置处。
9.根据权利要求1所述的压电振动片，其中，
所述固定部的厚度比所述振动部的厚度厚。
10.根据权利要求1所述的压电振动片，其中，
所述第1上电极层的厚度比所述第2上电极层的厚度薄。
11.根据权利要求1所述的压电振动片，其中，
所述压电基板是AT切石英基板。
12.一种压电振子，其中，
该压电振子包含压电振动片、基板以及固定部件，
该压电振动片包含第1激励电极、第2激励电极以及包含振动部和固定部的压电基板，
该第1激励电极包含：
第1基底电极层，其被配置于所述振动部的第1面；以及
所述第1基底电极层上的第1上电极层，
该第2激励电极包含：
第2基底电极层，其被配置于所述振动部的与所述第1面相对的第2面；以及
第2上电极层，其被配置于所述第2基底电极层上，
所述第2上电极层的厚度tA2与所述振动部的厚度T1之比tA2/T1为1.4％以上2.4％以下，
所述固定部件被配置于所述固定部与所述基板之间，并且将所述固定部固定于所述基板。
13.根据权利要求12所述的压电振子，其中，
所述基板相对于所述第2激励电极被配置于与所述第1激励电极相反一侧。
14.根据权利要求12所述的压电振子，其中，
所述压电振动片还包含被配置于所述第2面并且与所述第2激励电极导通的第2端子，
该压电振子还包含被配置于所述基板的布线图案，
所述固定部件是导电性的，
该压电振子还包含被配置于所述基板并且与所述固定部件导通的所述布线图案。
15.根据权利要求14所述的压电振子，其中，
所述压电振动片还包含被配置于所述第1面并且与所述第1激励电极导通的第1端子，
该压电振子还包含与所述第1端子以及所述布线图案导通的键合线。
16.一种电子设备，其中，
该电子设备包含压电振动片，
该压电振动片包含第1激励电极、第2激励电极以及包含振动部和固定部的压电基板，
该第1激励电极包含：
第1基底电极层，其被配置于所述振动部的第1面；以及
所述第1基底电极层上的第1上电极层，
该第2激励电极包含：
第2基底电极层，其被配置于所述振动部的与所述第1面相对的第2面；以及
第2上电极层，其被配置于所述第2基底电极层上，
所述第2上电极层的厚度tA2与所述振动部的厚度T1之比tA2/T1为1.4％以上2.4％以下。
17.一种移动体，其中，
该移动体包含压电振动片，
该压电振动片包含第1激励电极、第2激励电极以及包含振动部和固定部的压电基板，
该第1激励电极包含：
第1基底电极层，其被配置于所述振动部的第1面；以及
所述第1基底电极层上的第1上电极层，
该第2激励电极包含：
第2基底电极层，其被配置于所述振动部的与所述第1面相对的第2面；以及
第2上电极层，其被配置于所述第2基底电极层上，
所述第2上电极层的厚度tA2与所述振动部的厚度T1之比tA2/T1为1.4％以上2.4％以下。
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